無級變速器——告別齒輪

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汽車發動機可以瘋狂地轉動,但駕駛員掛上檔位汽車才會移動。一個世紀以來,被稱為變速箱的齒輪箱將發動機動力傳遞到車輪。在手動設計中,駕駛員換擋以傳遞不同的扭矩。在自動變速箱中,液壓或伺服電機完成這項工作。然而,一種完全不同的方案,稱為無級變速器 (CVT),已經在幕後潛伏了 50 年,並且最近在中小型汽車和混合動力汽車中取得了進展。

存在多種 CVT 配置,所有配置都完全取代了齒輪。主要的方案是利用兩對可移動的錐體,在計算機控制下,透過堅固的鋼帶連線。與典型的五速手動或四速自動變速器提供的固定數量的齒輪比不同,CVT 提供扭矩傳遞程度的連續變化——相當於無限數量的齒輪比。當汽車加速時,駕駛員感覺不到頓挫,因為從一個齒輪比到下一個齒輪比沒有步進。可變的傳遞速度還允許發動機在各種車輪速度下在其最佳輸出範圍內執行,從而提高燃油效率。換檔桿有駐車檔、倒檔、空檔和前進檔位置。就是這樣……

馬克·菲舍蒂 曾在《大眾科學》擔任高階編輯 17 年,報道了可持續發展問題,包括氣候、天氣、環境、能源、食物、水、生物多樣性、人口等等。他安排和編輯記者和科學家撰寫的專題文章、評論和新聞,也以這些形式進行寫作。他編輯“歷史”專欄,該雜誌的部門回顧整個時代的科學進步。他是兩本衍生雜誌的創始執行編輯:《大眾科學心靈》《大眾科學地球 3.0》。他 2001 年為該雜誌撰寫的自由撰稿文章《淹沒新奧爾良》預測了像卡特里娜颶風這樣的風暴將給這座城市帶來的廣泛災難。他的影片你死後身體會發生什麼?在 YouTube 上的觀看次數已超過 1200 萬次。菲舍蒂曾為《紐約時報》、《體育畫報》、《史密森尼雜誌》、《技術評論》、《快公司》和許多其他刊物撰寫自由撰稿文章。他與全球資訊網發明者蒂姆·伯納斯-李合著了《編織網路》一書,講述了全球資訊網是如何建立的真實故事。他還與微生物學家埃莉諾·列維合著了《新型殺手疾病》。菲舍蒂曾任《IEEE Spectrum Magazine》《Family Business Magazine》的執行編輯。他擁有物理學學位,曾兩次擔任路易斯安那州百年學院公民文化阿塔維研究員,該學院授予他榮譽博士學位。2021 年,他獲得了美國地球物理聯合會的羅伯特·C·科恩科學新聞持續成就獎,該獎項旨在表彰其在地球和空間科學方面的傑出報道職業生涯。他曾出現在 NBC 的“與新聞界對話”、CNN、歷史頻道、NPR 新聞和許多新聞廣播電臺。在 X(前身為 Twitter)上關注菲舍蒂 @markfischetti

更多作者:馬克·菲舍蒂
大眾科學雜誌第 294 卷第 1 期本文最初以“告別齒輪”為標題發表於《大眾科學》雜誌第 294 卷第 1 期(
doi:10.1038/scientificamerican012006-3gIK3YTVgCBIg2B0kEAqWU
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