Transmisión variable continua

Polea-basedEdit

el tipo más común de CVT utiliza una correa en V que se ejecuta entre dos poleas de diámetro variable. Las poleas consisten en dos mitades en forma de cono que se mueven juntas y separadas. La correa trapezoidal corre entre estas dos mitades, por lo que el diámetro efectivo de la polea depende de la distancia entre las dos mitades de la polea., La sección transversal En Forma de V de la correa hace que suba más en una polea y baje en la otra, por lo tanto, la relación de transmisión se ajusta moviendo las dos poleas de una polea más juntas y las dos poleas de la otra polea más separadas.

como la distancia entre las poleas y la longitud de la correa no cambia, ambas poleas deben ajustarse simultáneamente (una más grande y la otra más pequeña) para mantener la cantidad adecuada de tensión en la correa., Los CVTs simples que combinan una polea de accionamiento centrífugo con una polea accionada por resorte a menudo usan la tensión de la correa para efectuar los ajustes de conformidad en la polea accionada. La correa trapezoidal debe ser muy rígida en la dirección axial de la polea para realizar solo movimientos radiales cortos mientras se desliza dentro y fuera de las poleas.

El espesor radial de la polea de la correa es un compromiso entre la relación de transmisión máxima y el par., Las correas trapezoidales reforzadas de acero son suficientes para aplicaciones de baja masa y bajo par, como vehículos utilitarios y motos de nieve, pero las aplicaciones de mayor masa y par, como los automóviles, requieren una cadena. Cada elemento de la cadena debe tener lados cónicos que se ajusten a la polea cuando la correa esté funcionando en el radio más externo. A medida que la cadena se mueve hacia las poleas, el área de contacto se hace más pequeña. Como el área de contacto es proporcional al número de elementos, las correas de cadena requieren muchos elementos muy pequeños.,

un diseño accionado por correa ofrece aproximadamente un 88% de eficiencia, que, si bien es inferior a la de una transmisión manual, puede compensarse al permitir que el motor funcione a sus RPM más eficientes independientemente de la velocidad del vehículo. Cuando la potencia es más importante que la economía, la relación del CVT se puede cambiar para permitir que el motor gire a las RPM a las que produce la mayor potencia.

en un CVT basado en cadena se aplica una película de lubricante a las poleas., Debe ser lo suficientemente gruesa para que la polea y la cadena nunca se toquen y debe ser delgada para no desperdiciar energía cuando cada elemento se sumerge en la película de lubricación. Además, los elementos de la cadena estabilizan alrededor de 12 bandas de acero. Cada banda es lo suficientemente delgada para que se doble fácilmente. Si se dobla, tiene una superficie cónica perfecta en su lado. En la pila de bandas, cada banda corresponde a una relación de transmisión ligeramente diferente, y por lo tanto se deslizan entre sí y necesitan aceite entre ellas., Además, las bandas exteriores se deslizan a través de la cadena estabilizadora, mientras que la banda central se puede usar como el enlace de la cadena.

algunos CVT transfieren potencia a la polea de salida a través de la tensión en la correa (una fuerza de «tracción»), mientras que otros utilizan la compresión del elemento de enlace donde la polea de entrada «empuja» la correa que a su vez empuja la polea de salida.,

los accionamientos de cadena positivamente infinitamente Variable (PIV) son distintos en que la cadena se entrelaza positivamente con las poleas cónicas, esto se logra al tener una pila de muchas placas rectangulares pequeñas en cada eslabón de la cadena que pueden deslizarse independientemente de lado a lado, estas placas pueden ser bastante delgadas, alrededor de un milímetro de espesor., Las poleas cónicas tienen ranuras radiales, una ranura en un lado de la polea se encuentra con una cresta en el otro lado y por lo que las placas deslizantes se empujan hacia adelante y hacia atrás para ajustarse al patrón, formando efectivamente dientes del paso correcto cuando se aprietan entre las poleas. Debido a las superficies de enclavamiento, este tipo de accionamiento puede transmitir un par significativo y, por lo tanto, se ha utilizado ampliamente en aplicaciones industriales, sin embargo, la velocidad máxima es significativamente menor que otras CVT basadas en poleas., Las placas deslizantes se desgastarán lentamente a lo largo de los años de uso, por lo tanto, las placas se hacen más largas de lo necesario, lo que permite un mayor desgaste antes de que la cadena deba ser renovada o reemplazada. Se requiere una lubricación constante y, por lo tanto, la carcasa generalmente está parcialmente llena de aceite.

ToroidalEdit

Toroidal CVTs, tal como se utiliza en el 1999 Nissan Cedric (Y34), consisten en una serie de discos y de rodillos., Los discos se pueden representar como dos partes casi cónicas, punto a punto, con los lados dished tal que las dos partes podrían llenar el agujero central de un toro. Un disco es la entrada, y el otro es la salida. Entre los discos hay rodillos que varían la relación y que transfieren potencia de un lado a otro. Cuando el eje del rodillo es perpendicular al eje de los discos, el diámetro efectivo es el mismo para los discos de entrada y los discos de salida, lo que resulta en una relación de unidad de 1:1., Para otras relaciones, los rodillos se mueven a lo largo del eje de los discos, lo que resulta en que los rodillos están en contacto con los discos en un punto que tiene un diámetro mayor o menor, dando una relación de transmisión de algo diferente a 1:1.

una ventaja de un CVT toroidal es la capacidad de soportar cargas de par más altas que un CVT basado en poleas. En algunos sistemas toroidales, la dirección de empuje se puede invertir dentro del CVT, eliminando la necesidad de un dispositivo externo para proporcionar una marcha atrás.,

RatchetingEdit

un CVT de trinquete utiliza una serie de embragues o trinquetes unidireccionales que rectifican y suman solo el movimiento «hacia adelante». Las características de encendido y apagado de un trinquete típico significa que muchos de estos diseños no son continuos en funcionamiento (es decir, técnicamente no es un CVT), sin embargo, en la práctica hay muchas similitudes en el funcionamiento y un CVT de trinquete es capaz de producir una velocidad de salida cero a partir de cualquier velocidad de entrada dada (según una transmisión infinitamente Variable)., La relación de transmisión se ajusta cambiando la geometría del varillaje dentro de los elementos oscilantes, de modo que se ajusta la velocidad máxima sumada del varillaje, incluso cuando la velocidad media del varillaje permanece constante.

Los CVT de trinquete pueden transferir un par sustancial porque su fricción estática realmente aumenta en relación con el rendimiento del par, por lo que el deslizamiento es imposible en sistemas diseñados adecuadamente. La eficiencia es generalmente alta porque la mayor parte de la fricción dinámica es causada por cambios de velocidad de embrague de transición muy leves., El inconveniente del trinquete CVTs es la vibración causada por la transición sucesiva en la velocidad requerida para acelerar el elemento, que debe suplantar al elemento transmisor de potencia previamente operativo y desacelerador.

el principio de diseño se remonta a antes de la década de 1930, con el diseño original destinado a convertir el movimiento rotatorio en movimiento oscilante y volver al movimiento rotatorio utilizando embragues de rodillos. Este diseño permanece en producción a partir de 2017, para su uso con motores eléctricos de baja velocidad. Un prototipo como una transmisión de bicicleta fue patentado en 1994., El principio de funcionamiento de un diseño CVT de trinquete que utiliza un mecanismo de yugo escocés para convertir el movimiento giratorio en movimiento oscilante y engranajes no circulares, para lograr una relación de entrada a salida uniforme, se patentó en 2014.

HydrostaticEdit

Los CVT hidrostáticos utilizan una bomba de desplazamiento variable y un motor hidráulico, por lo tanto, la transmisión convierte la presión hidráulica en la rotación del eje de salida., Las ventajas de los CVT hidrostáticos son:

• Se puede escalar a cualquier capacidad de par que se pueda lograr con un motor hidráulico.
• La potencia se puede transmitir al cubo de la rueda con mangueras flexibles, lo que permite un sistema de suspensión más flexible y simplifica el diseño de vehículos articulados con tracción total.
• Hay una transición suave a través de todas las velocidades de avance y retroceso, que se puede controlar con una sola palanca.
• Las velocidades de arrastre arbitrariamente lentas se pueden lograr a par completo, lo que permite un movimiento preciso del vehículo.,
• También puede proporcionar control de velocidad de cualquier otro componente hidráulico, como cilindros hidráulicos.

en comparación con las transmisiones de engranajes, los CVT hidrostáticos son generalmente más caros, pero en maquinaria que ya utiliza transmisión de energía hidráulica, la complejidad y el costo adicionales son menos significativos. Al igual que con la mayoría de las transmisiones de potencia hidráulica, la transmisión de un alto par durante períodos prolongados requiere el enfriamiento del fluido hidráulico.,

Los Usos de CVT hidrostáticos incluyen cosechadoras de forraje, cosechadoras, pequeñas Cargadoras de ruedas/Orugas/Minicargadoras, tractores sobre orugas y apisonadoras. Un ejemplo agrícola, producido por AGCO Corporation, divide la potencia entre la transferencia hidrostática y mecánica al eje de salida a través de un engranaje planetario en la dirección de desplazamiento hacia adelante (en sentido inverso, la transferencia de potencia es completamente hidrostática), lo que reduce la carga en la parte hidrostática de la transmisión cuando está en la dirección hacia adelante al transmitir una parte significativa del par a través de engranajes fijos más eficientes.,

una variante llamada transeje hidrostático integrado (IHT) utiliza una sola carcasa tanto para Elementos hidráulicos como para elementos reductores de engranajes y se utiliza en algunos mini-tractores y cortadoras de césped a bordo.

la motocicleta Honda DN-01 cruiser 2008-2010 utilizó una CVT hidrostática, en forma de una bomba de pistón axial de desplazamiento variable con una placa oscilante de ángulo variable.

El tanque japonés Tipo 10 utiliza transmisión mecánica hidráulica.,

ConeEdit

un cono CVT varía la relación de transmisión moviendo una rueda o correa hacia arriba y hacia abajo el eje del rodillo(s) cónico (s). El tipo más simple de cono CVT, la versión de cono único, utiliza una rueda que se mueve a lo largo de la pendiente del cono, creando la variación entre los diámetros estrechos y anchos del cono.

algunos diseños de cono CVTs utilizan dos rodillos., El cono de fricción Evans-producido en la década de 1920-utiliza dos rodillos que están orientados de modo que un pequeño espacio de tamaño constante está presente entre los rodillos. Una correa de cuero se encuentra en el espacio entre los rodillos, presionada contra ambos rodillos para transferir el movimiento del rodillo de entrada al rodillo de salida. La relación de transmisión de la transmisión se ajusta moviendo esta correa a lo largo del eje de los rodillos.

en un CVT con conos oscilantes, el par se transmite a través de la fricción desde un número variable de conos (según el par a transmitir) a un cubo central en forma de barril., La superficie lateral del cubo es convexa con un radio de curvatura específico que es más pequeño que el radio de concavidad de los conos. De esta manera, solo habrá un punto de contacto (teórico) entre cada cono y el hub en cualquier momento.

Epiciclicedit

en una CVT epicíclica (también llamada CVT planetaria), la relación de transmisión se desplaza inclinando los ejes de las esferas de manera continua, para proporcionar diferentes radios de contacto, que a su vez impulsan la entrada y discos de salida., El sistema puede tener múltiples «planetas» para transferir el torque a través de múltiples parches de fluido. Las versiones de producción incluyen el Toyota e-CVT (que debutó en el Toyota Prius de 1997) y el NuVinci CVT.

otros tiposeditar

las transmisiones de disco de fricción se utilizaron en varios tractores y pequeñas locomotoras construidas en las primeras décadas del siglo XX. Estas transmisiones consisten en un disco de salida que se podría mover a través de la superficie del disco de entrada sobre el que rodó. Cuando el disco de salida se ajustó a una posición igual a su propio radio, la relación de unidad resultante fue de 1:1., El ratio de la impulsión se podía fijar al infinito (es decir un disco de salida inmóvil) moviendo el disco de salida al centro del disco de entrada. La dirección de salida también se podía invertir, moviendo el disco más allá del centro del disco de entrada. La transmisión en las primeras locomotoras de Plymouth funcionaba de esta manera, mientras que en los tractores que usaban discos de fricción, el rango de velocidades inversas era típicamente limitado.

un CVT magnético transmite el par utilizando un acoplamiento magnético sin contacto en lugar de contacto físico., El diseño utiliza dos anillos de imanes permanentes con un anillo de piezas de poste de acero entre ellos, con el fin de crear un engranaje planetario utilizando imanes. Se afirma que produce una reducción del 3 al 5 por ciento en el consumo de combustible, en comparación con un sistema mecánico.

transmisiones infinitamente variableseditar

algunos CVT también pueden funcionar como una transmisión infinitamente variable (IVT) que ofrece una gama infinita de velocidades bajas (por ejemplo, moviendo un vehículo hacia adelante a una velocidad infinitamente lenta)., Algunos IVT evitan la conducción hacia atrás (donde el eje de salida puede girar libremente, como una transmisión automotriz en neutro) debido a proporcionar un alto par de conducción hacia atrás. Otros IVT, como los tipos de trinquete, permiten que el eje de salida gire libremente. Los tipos de CVTs que pueden funcionar como IVTs incluyen cvts epicíclicos, de disco de fricción y de trinquete.

en un CVT epicíclico, las relaciones de transmisión infinitamente bajas se producen cuando la velocidad de rotación del eje de salida es igual a la diferencia entre otras dos velocidades dentro del CVT., En esta situación, el CVT está funcionando como un regulador de la velocidad de rotación de cualquiera de los tres rotadores del sistema de engranajes planetarios. Dado que dos de los rotadores son la entrada y la salida del regulador, el CVT se puede configurar para dar como resultado una velocidad de salida de cero para cualquier velocidad de entrada dada. La velocidad de entrada del CVT es siempre la misma que la del motor, incluso cuando la velocidad de salida es cero.

MagneticEdit

Concept model CVTs utiliza anillos de imanes permanentes para formar engranajes sin contacto.