Transmission à variation continue

Poulie-basedEdit

le type le plus courant de CVT utilise une courroie trapézoïdale qui passe entre deux poulies de diamètre variable. Les poulies se composent de deux moitiés en forme de cône qui se déplacent ensemble et à part. La courroie trapézoïdale passe entre ces deux moitiés, de sorte que le diamètre effectif de la poulie dépend de la distance entre les deux moitiés de la poulie., La section transversale en forme de V de la courroie l’amène à monter plus haut sur une poulie et plus bas sur l’autre, par conséquent le rapport de démultiplication est ajusté en rapprochant les deux poulies d’une poulie et les deux poulies de l’autre poulie plus éloignées.

comme la distance entre les poulies et la longueur de la courroie ne change pas, les deux poulies doivent être ajustées (l’une plus grande, l’autre plus petite) simultanément afin de maintenir la bonne tension sur la courroie., Les CVT simples combinant une poulie d’entraînement centrifuge avec une poulie entraînée à ressort utilisent souvent la tension de la courroie pour effectuer les ajustements conformes dans la poulie entraînée. La courroie trapézoïdale doit être très rigide dans la direction axiale de la poulie afin de ne faire que de courts mouvements radiaux tout en glissant dans et hors des poulies.

l’épaisseur poulie-radiale de la courroie est un compromis entre le rapport de démultiplication maximal et le couple., Les courroies trapézoïdales renforcées d’acier sont suffisantes pour les applications de faible masse à faible couple comme les véhicules utilitaires et les motoneiges, mais les applications de masse et de couple plus élevées telles que les automobiles nécessitent une chaîne. Chaque élément de la chaîne doit avoir des côtés coniques qui correspondent à la poulie lorsque la courroie fonctionne sur le rayon le plus Extérieur. Lorsque la chaîne se déplace dans les poulies, la zone de contact devient plus petite. Comme la surface de contact est proportionnelle au nombre d’éléments, les courroies de chaîne nécessitent de nombreux très petits éléments.,

Une conception entraînée par courroie offre un rendement d’environ 88%, ce qui, bien que inférieur à celui d’une transmission manuelle, peut être compensé en permettant au moteur de tourner à son régime le plus efficace, quelle que soit la vitesse du véhicule. Lorsque la puissance est plus importante que l’économie, le rapport de la CVT peut être modifié pour permettre au moteur de tourner au régime auquel il produit la plus grande puissance.

dans une CVT à chaîne, un film de lubrifiant est appliqué sur les poulies., Il doit être suffisamment épais pour que la poulie et la chaîne ne se touchent jamais et il doit être mince afin de ne pas gaspiller de puissance lorsque chaque élément plonge dans le film de lubrification. De plus, les éléments de la chaîne stabilisent environ 12 bandes d’acier. Chaque bande est assez mince pour qu’elle se plie facilement. En cas de flexion, il a une surface conique parfaite sur le côté. Dans la pile de bandes, chaque bande correspond à un rapport d’entraînement légèrement différent, et donc elles glissent les unes sur les autres et ont besoin d’huile entre elles., En outre, les bandes extérieures glissent à travers la chaîne de stabilisation, tandis que la bande centrale peut être utilisée comme tringlerie de chaîne.

certains CVT transfèrent la puissance à la poulie de sortie via la tension dans la courroie (une force de « traction »), tandis que d’autres utilisent la compression de l’élément de liaison où la poulie d’entrée « pousse » la courroie qui à son tour pousse la poulie de sortie.,

Les entraînements à chaîne positivement infiniment variables (PIV) se distinguent en ce que la chaîne s’enclenche positivement avec les poulies coniques, ceci est réalisé en ayant un empilement de nombreuses petites plaques rectangulaires dans chaque maillon de chaîne qui peuvent coulisser indépendamment d’un côté à l’autre, ces plaques peuvent être assez minces, d’environ un millimètre d’épaisseur., Les poulies coniques ont des rainures radiales, une rainure d’un côté de la poulie est rencontrée avec une crête de l’autre côté et ainsi les plaques coulissantes sont poussées d’avant en arrière pour se conformer au motif, formant efficacement des dents du pas correct lorsqu’elles sont pressées entre les poulies. En raison des surfaces de verrouillage, ce type d’entraînement peut transmettre un couple important et a donc été largement utilisé dans les applications industrielles, cependant, la vitesse maximale est nettement inférieure à celle des autres CVT à poulie., Les plaques coulissantes s’useront lentement au fil des années d’utilisation, donc les plaques sont faites plus longtemps que nécessaire, ce qui permet une usure plus importante avant que la chaîne ne soit remise à neuf ou remplacée. Une lubrification constante est requise et le boîtier est donc généralement partiellement rempli d’huile.

ToroidalEdit

Toroïdal CVTs, comme utilisé sur la 1999, Nissan Cedric (Y34), composé d’une série de disques et rouleaux., Les disques peuvent être représentés comme deux parties presque coniques, point à point, avec les côtés bombés de telle sorte que les deux parties pourraient remplir le trou central d’un tore. Un disque est l’entrée et l’autre la sortie. Entre les disques se trouvent des rouleaux qui font varier le rapport et qui transfèrent la puissance d’un côté à l’autre. Lorsque l’axe du rouleau est perpendiculaire à l’axe des disques, le diamètre effectif est le même pour les disques d’entrée et les disques de sortie, ce qui donne un rapport d’entraînement de 1:1., Pour les autres rapports, les rouleaux sont déplacés le long de l’axe des disques, ce qui a pour résultat que les rouleaux sont en contact avec les disques en un point qui a un diamètre plus grand ou plus petit, donnant un rapport d’entraînement autre que 1:1.

un avantage d’une CVT toroïdale est sa capacité à supporter des charges de couple plus élevées qu’une CVT à poulie. Dans certains systèmes toroïdaux, la direction de la poussée peut être inversée dans la CVT, éliminant ainsi le besoin d’un dispositif externe pour fournir une marche arrière.,

RatchetingEdit

une CVT à cliquet utilise une série d’embrayages ou de cliquets unidirectionnels qui rectifient et additionnent uniquement le mouvement « avant ». Les caractéristiques marche-arrêt d’un cliquet typique signifient que beaucoup de ces conceptions ne sont pas continues en fonctionnement (c’est-à-dire techniquement pas une CVT), mais dans la pratique, il existe de nombreuses similitudes en fonctionnement et une CVT à cliquet est capable de produire une vitesse de sortie nulle à partir d’une vitesse d’entrée donnée (selon une Transmission, Le rapport d’entraînement est ajusté en changeant la géométrie de liaison à l’intérieur des éléments oscillants de sorte que la vitesse de liaison maximale additionnée est ajustée, même lorsque la vitesse de liaison moyenne reste constante.

Les CVT à cliquet peuvent transférer un couple important car leur frottement statique augmente en fait par rapport au débit de couple, de sorte que le glissement est impossible dans des systèmes correctement conçus. L’efficacité est généralement élevée car la majeure partie du frottement dynamique est causée par de très légers changements de vitesse d’embrayage de transition., L’inconvénient des CVT à cliquet est la vibration causée par la transition successive de la vitesse requise pour accélérer l’élément, qui doit supplanter l’élément de transmission de puissance fonctionnant et décélérant précédemment.

le principe de conception remonte à avant les années 1930, avec la conception originale destinée à convertir le mouvement rotatif en mouvement oscillant et revenir au mouvement rotatif à l’aide d’embrayages à rouleaux. Cette conception reste en production à partir de 2017, pour une utilisation avec des moteurs électriques à basse vitesse. Un prototype de transmission de vélo a été breveté en 1994., Le principe de fonctionnement d’une conception CVT à cliquet utilisant un mécanisme scotch yoke pour convertir le mouvement rotatif en mouvement oscillant et les engrenages non circulaires, afin d’obtenir un rapport entrée / sortie uniforme, a été breveté en 2014.

HydrostaticEdit

CVT hydrostatique utilise une pompe à cylindrée variable et un moteur hydraulique, donc la transmission convertit la pression hydraulique en rotation de l’arbre de sortie., Les avantages des CVT hydrostatiques sont les suivants:

• peut être adapté à n’importe quelle capacité de couple pouvant être obtenue par un moteur hydraulique.
• La puissance peut être transmise au moyeu de roue avec des tuyaux flexibles, ce qui permet un système de suspension plus flexible et simplifie la conception des véhicules articulés à traction intégrale.
• Il y a une transition en douceur à travers toutes les vitesses avant et arrière, qui peut être contrôlée à l’aide d’un seul levier.
• des vitesses de rampement arbitrairement lentes peuvent être atteintes à plein couple, permettant un mouvement précis du véhicule.,
• peut également fournir un contrôle de vitesse de tout autre composant hydraulique, tel que des vérins hydrauliques.

par rapport aux transmissions à engrenages, les CVT hydrostatiques sont généralement plus chères, mais sur les machines qui utilisent déjà la transmission d’énergie hydraulique, la complexité et le coût supplémentaires sont moins importants. Comme avec la plupart des transmissions d’énergie hydraulique, transmettre un couple élevé pour des durées prolongées nécessite un refroidissement du fluide hydraulique.,

Les utilisations des CVT hydrostatiques comprennent les moissonneuses-batteuses, les moissonneuses-batteuses, les petites Chargeuses à roues/chenillées / compactes, les tracteurs à chenilles et les rouleaux compresseurs. Un exemple agricole, produit par AGCO Corporation, répartit la puissance entre le transfert hydrostatique et mécanique vers l’arbre de sortie via un engrenage planétaire dans le sens de marche avant (en sens inverse, le transfert de puissance est entièrement hydrostatique), ce qui réduit la charge sur la partie hydrostatique de la transmission dans le sens avant en transmettant une partie importante du couple par des engrenages fixes plus efficaces.,

Une variante appelée IHT (Integrated Hydrostatic Transaxle) utilise un seul boîtier pour les éléments hydrauliques et les éléments réducteurs et est utilisée dans certains mini-tracteurs et tondeuses à gazon.

la moto Honda DN-01 cruiser 2008-2010 utilisait une CVT hydrostatique, sous la forme d’une pompe axiale à cylindrée variable avec un plateau cyclique à angle variable.

le réservoir Japonais de type 10 utilise une transmission mécanique hydraulique.,

ConeEdit

Un cône CVT varie le rapport d’entraînement en déplaçant une roue ou une courroie de haut en bas de l’axe du ou des rouleaux coniques. Le type le plus simple de cône CVT, la version à cône unique, utilise une roue qui se déplace le long de la pente du cône, créant la variation entre les diamètres étroits et larges du cône.

certaines conceptions de CVT à cône utilisent deux rouleaux., Le cône de Friction Evans-produit dans les années 1920— utilise deux rouleaux qui sont orientés de sorte qu’un petit espace de taille constante est présent entre les rouleaux. Un bracelet en cuir se trouve dans l’espace entre les rouleaux, pressé contre les deux rouleaux afin de transférer le mouvement du rouleau d’entrée au rouleau de sortie. Le rapport d’entraînement de la transmission est ajusté en déplaçant cette sangle le long de l’axe des rouleaux.

dans une CVT à cônes oscillants, le couple est transmis par frottement d’un nombre variable de cônes (en fonction du couple à transmettre) à un moyeu central en forme de tonneau., La surface latérale du moyeu est convexe avec un rayon de courbure spécifique qui est inférieur au rayon de concavité des cônes. De cette façon, il n’y aura qu’un seul point de contact (théorique) entre chaque cône et le moyeu à tout moment.

EpicyclicEdit

dans une CVT épicyclique (également appelée CVT planétaire), le rapport d’engrenage est décalé en inclinant les axes des sphères de manière continue, pour fournir différents rayons de contact, qui à leur tour conduisent l’entrée et disques de sortie., Le système peut avoir plusieurs « planètes » pour transférer le couple à travers plusieurs patchs fluides. Les versions de Production incluent la Toyota e-CVT (qui a fait ses débuts sur la Toyota Prius 1997) et la NuVinci CVT.

autres typesmodifier

Les transmissions à disques à Friction ont été utilisées dans plusieurs tracteurs et petites locomotives construites dans les premières décennies du 20e siècle. Ces transmissions consistent en un disque de sortie qui pourrait être déplacé à travers la surface du disque d’entrée sur lequel il a roulé. Lorsque le disque de sortie a été ajusté à une position égale à son propre rayon, le rapport d’entraînement résultant était de 1:1., Le rapport d’entraînement peut être réglé à l’infini (c’est-à-dire un disque de sortie stationnaire) en déplaçant le disque de sortie au centre du disque d’entrée. La direction de sortie peut également être inversée, en déplaçant le disque au-delà du centre du disque d’entrée. La transmission sur les premières locomotives Plymouth fonctionnait de cette façon, tandis que sur les tracteurs utilisant des disques de friction, la plage de vitesses inverses était généralement limitée.

une CVT magnétique transmet le couple à l’aide d’un couplage magnétique sans contact plutôt que d’un contact physique., La conception utilise deux anneaux d’aimants permanents avec un anneau de pièces polaires en acier entre eux, afin de créer un ensemble d’engrenages planétaires à l’aide d’aimants. Il est censé produire une réduction de 3 à 5% de la consommation de carburant, par rapport à un système mécanique.

transmissions Infinitésimalesmodifier

certaines CVT peuvent également fonctionner comme une transmission infiniment variable (IVT) qui offre une gamme infinie de vitesses basses (par exemple, déplacer un véhicule vers l’avant à une vitesse infiniment lente)., Certains IVT empêchent la rétrocommande (où l’arbre de sortie peut tourner librement, comme une transmission automobile au neutre) en raison de fournir un couple de rétrocommande élevé. D’autres IVT, tels que les types à cliquet, permettent à l’arbre de sortie de tourner librement. Les types de CVT capables de fonctionner comme IVT comprennent les CVT épicycliques, à disque de friction et à cliquet.

dans une CVT épicyclique, les rapports d’entraînement infiniment bas sont produits lorsque la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est égale à la différence entre deux autres vitesses dans la CVT., Dans cette situation, la CVT fonctionne comme un régulateur de la vitesse de rotation de l’un quelconque des trois rotateurs du système d’engrenage planétaire. Depuis deux des rotateurs sont l’entrée et la sortie du régulateur, la CVT peut être configuré pour entraîner une vitesse de sortie de zéro pour une vitesse d’entrée. La vitesse D’entrée de la CVT est toujours la même que celle du moteur, même lorsque la vitesse de sortie est nulle.

MagneticEdit

concept model Les CVT utilisent des anneaux d’aimants permanents pour former des engrenages sans contact.