Yurii Mongol
0 
1775
277
-
Transmisia Galerie de imagini
Foto cu amabilitate Nissan GlobalMotor Nissan HR15DE cu Xtronic CVT. Vezi mai multe poze de transmisie.
Unii spun că nu poți învăța un nou câine vechi trucuri. Dar transmisia continuă variabilă (CVT), concepută de Leonardo da Vinci în urmă cu mai bine de 500 de ani și care înlocuiește acum transmisiile automate planetare în unele automobile, este un câine bătrân care a învățat cu siguranță câteva trucuri noi. Într-adevăr, încă de la primul brevet CVT toroidal a fost depus în 1886, tehnologia a fost perfecționată și îmbunătățită. Astăzi, mai mulți producători de mașini, inclusiv General Motors, Audi, Honda și Nissan, își proiectează trenurile de rulare în jurul CVT-urilor.
În acest articol, vom explora cum funcționează un CVT într-o mașină obișnuită cu roți din spate, răspunzând la mai multe întrebări pe parcurs:
- Cum se compară un CVT cu o transmisie automată convențională, planetară?
- Ce părți are și cum funcționează acele părți?
- Ce avantaje oferă CVT-urile față de transmisiile automate convenționale? Ce zici de dezavantaje?
- Cum este experiența de conducere ca într-o mașină cu CVT?
- Ce fel de mărci și modele încorporează CVT-uri?
- Există alte aplicații pentru CVT-uri, altele decât automobilele?
În primul rând, vom analiza cum se compara un CVT cu o transmisie automată tradițională.
-| Nu mai sunt unelte O cronologie a inovării CVT
|
-Dacă ați citit despre structura și funcția transmisiilor automate din Modul de funcționare a transmisiunilor automate, atunci știți că sarcina transmisiei este de a modifica raportul de viteză între motor și roțile unui automobil. Cu alte cuvinte, fără o transmisie, mașinile ar avea o singură viteză - angrenajul care ar permite mașinii să circule cu viteza maximă dorită. Imaginați-vă pentru o clipă conducând o mașină care avea doar prima treaptă sau o mașină care avea doar treapta a treia. Fosta mașină s-ar accelera bine de la o oprire completă și ar putea urca pe un deal abrupt, dar viteza maximă a acesteia ar fi limitată la doar câțiva kilometri pe oră. Această din urmă mașină, pe de altă parte, ar zbura la 80 mph pe autostradă, dar nu va avea aproape nicio accelerație la pornire și nu va putea urca dealuri.
Deci, transmisia folosește o gamă de viteze - de la mic la mare - pentru a utiliza mai eficient cuplul motorului pe măsură ce condițiile de conducere se schimbă. Angrenajele pot fi cuplate manual sau automat.
 Foto cu amabilitate DaimlerChrysler Transmisie automată Mercedes-Benz CLK. |
Într-o transmisie automată tradițională, angrenajele sunt, în mod literal, angrenaje - întrețepături, roți dințate care ajută la transmiterea și modificarea mișcării rotative și a momentului. O combinație de angrenaje planetare creează toate raporturile de viteză diferite pe care transmisia le poate produce, de obicei patru angrenaje înainte și o treaptă de mers înapoi. Atunci când acest tip de transmisie circulă prin angrenajele sale, șoferul poate simți zdruncinături în timp ce fiecare angrenaj este angajat.
Bazele CVT
Spre deosebire de transmisiile automate tradiționale, transmisiile variabile continuu nu au o cutie de viteze cu un număr set de angrenaje, ceea ce înseamnă că nu au roți dințate care se întrepătrund. Cel mai frecvent tip de CVT operează pe un mod ingenios sistemul de scripete care permite o variabilitate infinită între angrenajele cele mai înalte și cele mai joase, fără pași sau schimburi discrete.
 Foto cu amabilitate Ford Motor Company Motor Ford Freestyle Duratec cu CVT |
Dacă vă întrebați de ce apare în continuare cuvântul „angrenaj” în explicația unui CVT, nu uitați că, în linii mari, un angrenaj se referă la raport a turației arborelui motorului la viteza arborelui de acțiune. Deși CVT-urile schimbă acest raport fără a folosi un set de angrenaje planetare, ele sunt totuși descrise ca având "angrenaje" mici și înalte de dragul convenției.
În continuare, vom analiza diferitele tipuri de CVT: pe bază de scripete, toroidale și hidrostatice.
 Foto cu amabilitate Nissan Global CVT pe scripete |
- O centură de metal sau cauciuc de mare putere
- Un scripetă de „conducere” cu intrare variabilă
- Un scripete „condus” de ieșire
 |
Scripetele cu diametru variabil sunt inima unui CVT. Fiecare scripetă este formată din două conuri de 20 de grade orientate unul spre altul. O centură se plimbă în canelura dintre cele două conuri. centuri V sunt preferate dacă centura este din cauciuc. Curelele în V își prind numele de la faptul că centurile poartă o secțiune transversală în formă de V, ceea ce crește aderența fricțională a centurii.
Când cele două conuri ale scripetei sunt departe (când diametrul crește), centura se plimbă mai jos în canelură, iar raza buclei curelei care se învârte în jurul scripetei devine mai mică. Când conurile sunt strânse între ele (când diametrul scade), centura se ridică mai sus în canelură, iar raza buclei de centură care merge în jurul scripetei devine mai mare. CVT-urile pot folosi presiunea hidraulică, forța centrifugă sau tensiunea arcului pentru a crea forța necesară pentru reglarea jumătăților scripetei.
Scripetele cu diametru variabil trebuie să vină întotdeauna în perechi. Una dintre scripete, cunoscută sub numele de scripete de antrenare (sau conducerea scripetelor), este conectat la arborele cotit al motorului. Scripetul de conducere se mai numește și scripete de intrare pentru că este locul în care energia motorului intră în transmisie. Al doilea scripetă se numește scripete conduse pentru că primul scripete îl întoarce. Ca an scripete de ieșire, scripetele antrenate transferă energie arborelui de antrenare.
 Distanța dintre centrul scripetelor până la care centura face contact în canelură este cunoscută ca raza de pas. Când scripetele sunt departe, centura merge mai jos și raza de pas scade. Când scripetele sunt strânse între ele, centura merge mai sus și raza de pas crește. Raportul dintre raza de pas pe scripete de conducere și raza de pas de pe scripete conduse determină angrenajul. |
Când un scripet își mărește raza, cealaltă își reduce raza pentru a menține centura strânsă. Pe măsură ce cele două scripete își schimbă razele unele față de altele, creează un număr infinit de rapoarte de angrenare - de la mic la mare și totul între ele. De exemplu, atunci când raza de pas este mică pe scripete de conducere și mare pe scripetă condusă, atunci viteza de rotație a scripetului condus scade, ceea ce duce la o „viteză mai mică”. Când raza de pas este mare pe scripete de conducere și mică pe scripetă condusă, atunci viteza de rotație a scripetei conduse crește, rezultând într-o „viteză mai mare”. Astfel, în teorie, un CVT are un număr infinit de "angrenaje" pe care le poate parcurge oricând, cu orice viteză a motorului sau a vehiculului.
Simplitatea și natura continuă a CVT-urilor le fac o transmisie ideală pentru o varietate de mașini și dispozitive, nu doar pentru mașini. CVT-urile sunt folosite de ani buni în unelte electrice și prese de găurit. Au fost, de asemenea, folosite într-o varietate de vehicule, inclusiv tractoare, motociclete și scutere cu motor. În toate aceste aplicații, transmisiile s-au bazat pe centuri de cauciuc de înaltă densitate, care pot aluneca și întinde, reducând astfel eficiența acestora.
Introducerea de noi materiale face ca CVT-urile să fie și mai fiabile și mai eficiente. Unul dintre cele mai importante progrese a fost proiectarea și dezvoltarea centurilor de metal pentru conectarea scripetelor. Aceste curele flexibile sunt compuse din mai multe benzi de oțel (de obicei nouă sau 12) subțire care țin împreună piese de metal de înaltă rezistență, în formă de arcuri.
 Proiectarea centurii metalice |
Curele metalice nu alunecă și sunt foarte ridicate durabil, permițând CVT-urilor să gestioneze mai mult cuplu motor. De asemenea, sunt mai silențios decât CVT-urile din cauciuc.
O altă versiune a CVT - sistemul toroidal CVT - înlocuiește centurile și scripetele cu discuri și role de putere.
 Foto cu amabilitate Nissan Global CVT toroid Nissan Extroid |
Deși un astfel de sistem pare drastic diferit, toate componentele sunt analoge unui sistem cu curea și-scripete și duc la aceleași rezultate - o transmisie continuă variabilă. Iată cum funcționează:
- Un disc se conectează la motor. Acest lucru este echivalent cu scripetele de conducere.
- Un alt disc se conectează la arborele de antrenare. Acest lucru este echivalent cu scripetele conduse.
- Rolele sau roțile, situate între discuri, acționează ca cureaua, transmitând puterea de la un disc la celălalt.
 |
Roțile se pot roti de-a lungul a două axe. Aceștia se învârt în jurul axei orizontale și se înclină în sau în jurul axei verticale, ceea ce permite roților să atingă discurile în diferite zone. Când roțile sunt în contact cu discul de conducere în apropiere de centru, trebuie să contacteze discul condus în apropierea jantei, ceea ce duce la o reducere a vitezei și la o creștere a cuplului (adică viteză mică). Când roțile ating discul de acționare în apropierea jantei, acestea trebuie să contacteze discul condus în apropierea centrului, ceea ce duce la o creștere a vitezei și la o scădere a cuplului (adică angrenaj excesiv). O simplă înclinare a roților, apoi, modifică treptat raportul de viteză, asigurând schimbări netede, aproape instantanee ale raportului.
Atât CVT-ul cu centură de scripetă, cât și CVT-ul toroidal sunt exemple de CVT-uri de frecare, care funcționează prin variația razei punctului de contact între două obiecte rotative. Există un alt tip de CVT, cunoscut sub numele de CVT hidrostatic, care folosește pompe cu deplasare variabilă pentru a varia debitul de fluid în motoare hidrostatice. În acest tip de transmisie, mișcarea de rotație a motorului operează o pompă hidrostatică pe partea de conducere. Pompa transformă mișcarea de rotație în flux de fluid. Apoi, cu un motor hidrostatic situat pe partea condusă, fluxul de fluid este transformat din nou în mișcare de rotație.
 |
Adesea, o transmisie hidrostatică este combinată cu o garnitură planetară și ambreiaje pentru a crea un sistem hibrid cunoscut sub numele de transmisie hidromecanică. Transmisiile hidromecanice transferă puterea de la motor la roți în trei moduri diferite. La viteză mică, puterea este transmisă hidraulic, iar la viteză mare, puterea este transmisă mecanic. Între aceste extreme, transmisia folosește mijloace hidraulice și mecanice pentru a transfera puterea. Transmisiile hidromecanice sunt ideale pentru aplicații grele, motiv pentru care sunt frecvente la tractoare agricole și vehicule de teren.
Beneficii CVT
Transmisiile variabile continuu devin tot mai populare din motive întemeiate. Se mândresc cu mai multe avantaje care îi fac să fie atrăgători atât pentru șoferi cât și pentru ecologiști. Tabelul de mai jos descrie câteva dintre caracteristicile și avantajele cheie ale CVT-urilor.
| Avantajele CVT-urilor | |
| Caracteristică | Beneficiu |
| Accelerare constantă, continuă, de la o oprire completă la viteza de croazieră | Elimina „șocul de schimb” - face o călătorie mai lină |
| Funcționează pentru a menține mașina în raza sa de putere optimă, indiferent de cât de repede circulă mașina | Eficiență îmbunătățită a combustibilului |
| Răspunde mai bine la schimbarea condițiilor, cum ar fi schimbările de accelerație și viteză | Elimina vânătoarea de angrenaje pe măsură ce o mașină decelerează, în special urcând un deal |
| Pierdere de putere mai mică într-un CVT decât o transmisie automată tipică | Accelerare mai bună |
| Un control mai bun al vitezelor unui motor pe benzină | Un control mai bun asupra emisiilor |
| Poate încorpora versiuni automate de clutch-uri mecanice | Înlocuiți convertoarele de cuplu fluid ineficiente |
În secțiunea următoare, vom analiza cum este să conduci o mașină pe bază de CVT.
Mașinile cu CVT sunt comune în Europa de ani buni. Dar tehnologia este necesară pentru a câștiga un punct de sprijin în Statele Unite. Primul automobil de producție care a oferit un CVT în Statele Unite a fost Subaru Justy.
 Foto cu amabilitate Subaru France Subaru Justy |
Vândut între 1989 și 1993, Justy nu a atras niciodată atenția șoferilor americani. Deci, ce diferă de mașinile mai noi bazate pe CVT - mașini precum Saturn Vue, Audi A4 și A6, Nissan Murano și Honda Insight? Cel mai bun mod de a răspunde la această întrebare este să luați una dintre aceste mașini pentru un „test drive”. Animația de mai jos, care compară accelerația unei mașini cu un CVT la unul fără, vă oferă o senzație bună pentru experiență.
Când calcați pe pedala de benzină a unei mașini cu transmisie continuă variabilă, observați imediat diferența. Motorul se învârte spre rpms la care produce cea mai mare putere, apoi rămâne acolo. Dar mașina nu reacționează imediat. Apoi, o clipă mai târziu, transmisia intră, accelerând mașina încet, constant și fără nicio schimbare. În teorie, o mașină cu CVT ar trebui să atingă 60 de mph (100 km / h) cu 25% mai rapid decât aceeași mașină cu același motor și o transmisie manuală [ref]. Acest lucru se datorează faptului că CVT transformă fiecare punct de pe curba de funcționare a motorului într-un punct corespunzător din propria sa curbă de funcționare.
Dacă priviți curba de ieșire a puterii pentru mașină fără CVT, puteți vedea că aceasta este adevărată. Observați că tahometrul în această situație arată motorul învârtindu-se în sus și în jos cu fiecare schimbare de viteză, care este înregistrată ca un vârf în curba de ieșire a puterii (și pe care șoferul se simte ca un zgomot).
CVT-urile sunt la fel de eficiente pe dealuri. Nu există nicio „vânătoare de unelte”, deoarece CVT se deplasează constant până la un raport de viteză adecvat condițiilor de conducere. O transmisie automată convențională se schimbă înainte și înapoi încercând să găsească angrenajul potrivit, care este mult mai puțin eficient.
Cu toate avantajele lor, CVT-urile au unele deficiențe. În Statele Unite, încă încearcă să depășească o problemă de imagine. Subaru Justy, de exemplu, a fost cunoscută ca o micro-mașină fără intestin. În mod tradițional, CVT-urile cu tracțiune cu curea erau limitate în ceea ce privește cuplul pe care îl puteau gestiona și erau mai mari și mai grele decât omologii lor automatici și manuale. Avansele tehnologice au pus CVT-urile în competiția lor - CVT-ul lui Nissan Murano poate face față motorului său V6 de 3,5 litri, 245 cai putere - dar primele impresii sunt greu de depășit..
Pentru mai multe informații despre transmisii continuu variabile și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.
Articole similare
- Cum funcționează transmisiile automate
- Cum funcționează angrenajele
- Cum funcționează Rapoartele
- Cum funcționează transmisiile manuale
- Cum funcționează convertorii de cuplu
Mai multe legături grozave
- InsightCentral.net: transmisie CVT
- Automotive Engineering International Online: Audi preia CVT din secolul XV până în secolul XXI
- Edmunds.com: CVT intră în mainstream
- MSN Autos: Ingineria noilor transmisii
- Nissan SUA: Xtronic CVT
surse
- Mesteacăn, Stuart. 2000. Audi preia CVT din secolul XV până în secolul XXI. Automotive Engineering International Online. ianuarie.
- Carney, Dan. 2002. SUV-uri mici cu fața în jos. Știință populară. 18 februarie.
- Glosar Cars.com. Transmitere continuă variabilă (CVT).
- CVT: transmisie continuă variabilă.
- Encyclopedia Britannica 2005, s.v. "transmisie automată." CD-ROM, 2005.
- Gizmology.net. Note despre transmisii variabile continuu.
- Job, Ann. Transmiterea noilor transmisii. MSN Autos. Accesat la 20 martie 2005.
- InsightCentral.net. Transmitere CVT.
- Kluger, Michael A. 2000. Pregătirea pentru CVT-uri. Tehnologie astăzi. Problema de vară.
- Lienert, Dan. 2003. Misto. Unde pot primi unul? Știință populară. 16 ianuarie.
- Lienert, Dan. 2003. Puterea puterii către trotuar. Știință populară. 13 august.
- Memmer, Scott. CVT intră în curent. Edmunds.com. Accesat la 20 martie 2005.
- Nissan SUA. CVT Xtronic.