pasowe-basedEdit
i
najpopularniejszy typ CVT wykorzystuje pas klinowy, który biegnie między dwoma kołami pasowymi o zmiennej średnicy. Koła pasowe składają się z dwóch połówek w kształcie stożka, które poruszają się razem i osobno. Pas klinowy biegnie między tymi dwiema połówkami, więc efektywna średnica koła pasowego zależy od odległości między dwiema połówkami koła pasowego., Przekrój poprzeczny w kształcie litery V pasa powoduje, że porusza się wyżej na jednym kole pasowym i niżej na drugim, dlatego przełożenie jest regulowane przez przesunięcie dwóch krążków jednego koła pasowego bliżej siebie i dwóch krążków drugiego koła pasowego dalej od siebie.
ponieważ odległość między kołami pasowymi a długością pasa nie zmienia się, oba koła pasowe muszą być regulowane (jedno większe, drugie mniejsze) jednocześnie, aby utrzymać odpowiednie napięcie na taśmie., Proste CVTs łączące odśrodkowe koło pasowe z napędzanym sprężynowo kołem pasowym często wykorzystują naprężenie paska, aby wpłynąć na dopasowanie w napędzanym kole pasowym. Pas klinowy musi być bardzo sztywny w kierunku osiowym koła pasowego, aby wykonać tylko krótkie ruchy promieniowe podczas przesuwania i wysuwania kół pasowych.
grubość koła pasowego-promieniowa pasa jest kompromisem między maksymalnym przełożeniem i momentem obrotowym., Pasy klinowe wzmocnione stalą są wystarczające do zastosowań o niskiej masie i niskim momencie obrotowym, takich jak pojazdy użytkowe i skutery śnieżne, ale zastosowania o wyższej masie i Momencie obrotowym, takie jak samochody, wymagają łańcucha. Każdy element łańcucha musi mieć stożkowe boki pasujące do koła pasowego, gdy taśma biegnie na promieniu zewnętrznym. W miarę przesuwania się łańcucha do kół pasowych powierzchnia styku staje się mniejsza. Ponieważ powierzchnia styku jest proporcjonalna do liczby elementów, pasy łańcuchowe wymagają wielu bardzo małych elementów.,
konstrukcja napędzana pasem oferuje około 88% sprawność, która, choć niższa niż w przypadku manualnej skrzyni biegów, może być zrównoważona, umożliwiając pracę silnika z najbardziej efektywną prędkością obrotową niezależnie od prędkości pojazdu. Gdy moc jest ważniejsza niż Ekonomia, stosunek CVT można zmienić, aby silnik mógł obracać się z prędkością obrotową, przy której wytwarza największą moc.
w łańcuchowym CVT na koła pasowe nakłada się warstwę smaru., Musi być wystarczająco gruby, aby koło pasowe i łańcuch nigdy się nie stykały i musi być cienki, aby nie marnować energii, gdy każdy element zanurzy się w filmie smarującym. Dodatkowo elementy łańcucha stabilizują około 12 stalowych taśm. Każdy zespół jest na tyle cienki, że łatwo się wygina. W przypadku gięcia ma idealną stożkową powierzchnię na boku. W stosie pasm każde pasmo odpowiada nieco innemu przełożeniu napędu, a więc ślizgają się po sobie i potrzebują oleju między nimi., Ponadto zewnętrzne pasma przesuwają się przez łańcuch stabilizujący, podczas gdy pasmo środkowe może być używane jako połączenie łańcucha.
niektóre CVTs przenoszą moc do wyjściowego koła pasowego poprzez naprężenie w taśmie (siła „ciągnąca”), podczas gdy inne wykorzystują kompresję elementu łączącego, w której wejściowe koło pasowe „popycha” pas, który z kolei popycha koło wyjściowe.,
dodatnio bezstopniowo zmienne (PIV) Napędy łańcuchowe różnią się tym, że łańcuch pozytywnie blokuje się ze stożkowymi kołami pasowymi, osiąga się to dzięki stosowi wielu małych prostokątnych płyt w każdym ogniwie łańcucha, które mogą przesuwać się niezależnie od boku na bok, płyty te mogą być dość cienkie, o grubości około milimetra., Stożkowe Koła pasowe mają promieniowe rowki, rowek po jednej stronie koła pasowego spotyka się z grzbietem po drugiej stronie, a więc płyty ślizgowe są popychane w przód iw tył, aby dopasować się do wzoru, skutecznie tworząc zęby o prawidłowym skoku po ściśnięciu między kołami pasowymi. Ze względu na Zazębiające się powierzchnie, ten rodzaj napędu może przenosić znaczny moment obrotowy i dlatego jest szeroko stosowany w zastosowaniach przemysłowych, jednak maksymalna prędkość jest znacznie niższa niż inne CVT oparte na kołach pasowych., Płyty ślizgowe będą powoli zużywać się przez lata użytkowania, dlatego płyty są wykonane dłużej niż jest to konieczne, co pozwala na większe zużycie przed renowacją lub wymianą łańcucha. Wymagane jest stałe smarowanie, dlatego obudowa jest zwykle częściowo wypełniona olejem.
ToroidalEdit
toroidalne CVT, stosowane w 1999 Nissan Cedric (Y34), składa się z serii tarcz i wałków., Dyski mogą być przedstawione jako dwie prawie stożkowe części, punkt po punkcie, z bokami wysuniętymi w taki sposób, że dwie części mogą wypełnić centralny otwór torusa. Jedna płyta jest wejściem, a druga jest wyjściem. Pomiędzy tarczami znajdują się rolki, które zmieniają stosunek i które przenoszą moc z jednej strony na drugą. Gdy oś wałka jest prostopadła do osi tarcz, efektywna średnica jest taka sama dla tarcz wejściowych i wyjściowych, co daje stosunek napędu 1: 1., Dla innych przełożeń, rolki są przesuwane wzdłuż osi tarcz, w wyniku czego rolki są w kontakcie z tarczami w punkcie, który ma większą lub mniejszą średnicę, dając stosunek napędu coś innego niż 1:1.
zaletą toroidalnego CVT jest zdolność wytrzymywania wyższych obciążeń momentu obrotowego niż CVT oparte na kołach pasowych. W niektórych układach toroidalnych kierunek ciągu może być odwrócony w CVT, eliminując potrzebę zewnętrznego urządzenia do zapewnienia biegu wstecznego.,
RatchetingEdit
ratcheting CVT wykorzystuje serię jednokierunkowych sprzęgieł lub grzechotek, które prostują i sumują tylko ruch „do przodu”. Charakterystyka włączania i wyłączania typowej zapadki oznacza, że wiele z tych konstrukcji nie działa w sposób ciągły( tj. technicznie nie jest to CVT), jednak w praktyce istnieje wiele podobieństw w działaniu i zapadkowy CVT jest w stanie wytworzyć zerową prędkość wyjściową z dowolnej prędkości wejściowej (jak na bezstopniowo zmiennej transmisji)., Przełożenie napędu jest regulowane poprzez zmianę geometrii zaczepu w elementach oscylujących, tak aby zsumowana maksymalna prędkość zaczepu była regulowana, nawet gdy średnia prędkość zaczepu pozostaje stała.
zapadkowe CVT mogą przenosić znaczny moment obrotowy, ponieważ ich tarcie statyczne faktycznie zwiększa się w stosunku do przepustowości momentu obrotowego, więc poślizg jest niemożliwy w prawidłowo zaprojektowanych systemach. Wydajność jest na ogół wysoka, ponieważ większość tarcia dynamicznego jest spowodowana bardzo niewielkimi przejściowymi zmianami prędkości sprzęgła., Wadą zapadkowego CVTs są wibracje spowodowane kolejnymi przejściami prędkości wymaganymi do przyspieszenia elementu, które muszą zastąpić wcześniej działający i zwalniający element przekazujący moc.
zasada projektowania sięga przed 1930 roku, z pierwotnym projektem przeznaczonym do konwersji ruchu obrotowego na ruch oscylacyjny i z powrotem do ruchu obrotowego za pomocą sprzęgieł rolkowych. Konstrukcja ta pozostaje w produkcji od 2017 roku, do użytku z silnikami elektrycznymi o niskiej prędkości. Prototypowa skrzynia biegów została opatentowana w 1994 roku., Zasada działania mechanizmu zapadkowego CVT wykorzystującego mechanizm z jarzmem szkockim do konwersji ruchu obrotowego na ruch oscylacyjny i niekołowych kół zębatych, w celu uzyskania jednolitego stosunku wejścia do wyjścia, została opatentowana w 2014 roku.
HydrostaticEdit
hydrostatyczne CVT wykorzystują pompę o zmiennej wydajności i silnik hydrauliczny, dlatego przekładnia przekształca ciśnienie hydrauliczne na obrót wału wyjściowego., Zalety hydrostatycznych CVT to:
- można skalować do dowolnego momentu obrotowego, który może być osiągnięty przez silnik hydrauliczny.
- moc może być przekazywana do piasty koła za pomocą elastycznych węży, umożliwiając bardziej elastyczny układ zawieszenia i upraszczając konstrukcję pojazdów przegubowych z napędem na wszystkie koła.
- istnieje płynne przejście przez wszystkie prędkości do przodu i do tyłu, które można kontrolować za pomocą jednej dźwigni.
- dowolnie wolne prędkości pełzania można osiągnąć przy pełnym momencie obrotowym, umożliwiając precyzyjny ruch pojazdu.,
- może również zapewnić kontrolę prędkości dowolnego innego elementu hydraulicznego, takiego jak Siłowniki hydrauliczne.
w porównaniu do przekładni, hydrostatyczne CVT są na ogół droższe, ale w maszynach, które już wykorzystują hydrauliczne przenoszenie mocy, dodatkowa złożoność i koszt są mniej znaczące. Podobnie jak w przypadku większości przekładni hydraulicznych, przekazywanie wysokiego momentu obrotowego przez dłuższy czas wymaga chłodzenia płynu hydraulicznego.,
zastosowania hydrostatycznych CVT obejmują Sieczkarnie, Kombajny, małe Ładowarki kołowe / gąsienicowe / płozowe, ciągniki gąsienicowe i walce drogowe. Jeden z przykładów rolniczych, produkowany przez AGCO Corporation, dzieli moc między hydrostatyczny i mechaniczny transfer na wał wyjściowy za pomocą przekładni planetarnej w kierunku jazdy do przodu (w odwrotnym kierunku transfer mocy jest w pełni hydrostatyczny), co zmniejsza obciążenie hydrostatycznej części przekładni w kierunku do przodu, przekazując znaczną część momentu obrotowego za pomocą bardziej wydajnych stałych kół zębatych.,
wariant o nazwie zintegrowany hydrostatyczny Transaxle (IHT) wykorzystuje pojedynczą obudowę zarówno dla elementów hydraulicznych, jak i elementów redukujących przekładnie i jest stosowany w niektórych mini traktorach i kosiarkach samojezdnych.
w motocyklu Honda DN-01 cruiser z Lat 2008-2010 zastosowano hydrostatyczną pompę tłokową w postaci osiowej pompy tłokowej o zmiennym kącie wychylenia.
japoński czołg Type 10 wykorzystuje hydrauliczną przekładnię mechaniczną.,
ConeEdit
Stożek Cierny Evans CVT
stożek CVT zmienia przełożenie napędu, przesuwając koło lub pas w górę iw dół osi stożkowego wałka (- ów). Najprostszy Typ stożka CVT, wersja jedno-stożkowa, wykorzystuje koło, które porusza się wzdłuż nachylenia stożka, tworząc różnicę między wąskimi i szerokimi średnicami stożka.
niektóre konstrukcje stożków CVTs wykorzystują dwie rolki., Stożek Cierny Evansa-produkowany w latach 20. – wykorzystuje dwie rolki, które są zorientowane tak, że między rolkami występuje mała szczelina o stałych rozmiarach. Skórzany pasek znajduje się w szczelinie między rolkami, dociskany do obu rolek w celu przeniesienia ruchu z rolki wejściowej do rolki wyjściowej. Przełożenie napędu przekładni jest regulowane poprzez przesunięcie tego paska wzdłuż osi rolek.
w CVT ze stożkami oscylacyjnymi moment obrotowy jest przenoszony poprzez tarcie ze zmiennej liczby stożków (w zależności od przenoszonego momentu obrotowego) na centralną piastę w kształcie beczki., Powierzchnia boczna piasty jest wypukła z określonym promieniem krzywizny, który jest mniejszy niż promień wklęsłości stożków. W ten sposób będzie tylko jeden (teoretyczny) punkt styku między każdym stożkiem a piastą w dowolnym momencie.
EpicyclicEdit
Epicykliczne CVT
w epicyklicznym CVT (zwanym również planetarnym CVT) przełożenie przekładni jest przesuwane przez przechylanie osi kul w sposób ciągły, aby zapewnić różne promienie styku, które z kolei napędzają wejście i płyty wyjściowe., System może mieć wiele „planet” do przenoszenia momentu obrotowego przez wiele plam płynu. Wersje produkcyjne to Toyota e – CVT (która zadebiutowała na Toyocie Prius z 1997 roku) i NuVinci CVT.
Inne typyedytuj
przekładnie Cierno-tarczowe były stosowane w kilku ciągnikach i małych lokomotywach zbudowanych na początku XX wieku. Transmisje te składają się z dysku wyjściowego, który może być przesuwany po powierzchni dysku wejściowego, na którym się toczył. Gdy dysk wyjściowy został ustawiony w pozycji równej własnemu promieniowi, uzyskany stosunek napędu wynosił 1:1., Stosunek napędu można ustawić na nieskończoność (tj. stacjonarny dysk wyjściowy), przesuwając dysk wyjściowy do środka dysku wejściowego. Kierunek wyjścia można również odwrócić, przesuwając dysk poza środek dysku wejściowego. Przekładnia we wczesnych lokomotywach Plymouth działała w ten sposób, podczas gdy w ciągnikach wykorzystujących tarcze cierne, zakres prędkości wstecznych był zazwyczaj ograniczony.
magnetyczny CVT przekazuje moment obrotowy za pomocą bezkontaktowego sprzęgła magnetycznego, a nie fizycznego kontaktu., Konstrukcja wykorzystuje dwa pierścienie magnesów trwałych z pierścieniem stalowych elementów biegunowych między nimi, w celu stworzenia przekładni planetarnej za pomocą magnesów. Twierdzi się, że zmniejsza zużycie paliwa o 3 do 5 procent w porównaniu z układem mechanicznym.
bezstopniowa skrzynia biegówedytuj
niektóre CVTs mogą również funkcjonować jako bezstopniowa skrzynia biegów (IVT), która oferuje nieskończony zakres niskich biegów (np. poruszanie pojazdu do przodu z nieskończenie wolną prędkością)., Niektóre IVT uniemożliwiają jazdę z tyłu (gdzie wał wyjściowy może się swobodnie obracać, jak przekładnia samochodowa w neutralnym położeniu) ze względu na wysoki moment obrotowy jazdy z tyłu. Inne IVT, takie jak typy zapadkowe, umożliwiają swobodny obrót wału wyjściowego. Typy CVTs, które są w stanie funkcjonować jako IVTs obejmują epicykliczne, cierne tarczowe i zapadkowe CVTs.
w epicyklicznym CVT nieskończenie niskie przełożenia napędu są wytwarzane, gdy prędkość obrotowa wału wyjściowego jest równa różnicy między dwiema innymi prędkościami w CVT., W tej sytuacji CVT działa jako regulator prędkości obrotowej dowolnego z trzech rotatorów układu przekładni planetarnej. Ponieważ dwa rotatory są wejściem i wyjściem regulatora, CVT można skonfigurować tak, aby uzyskać prędkość wyjściową zerową dla dowolnej prędkości wejściowej. Prędkość wejściowa CVT jest zawsze taka sama jak silnik, nawet gdy prędkość wyjściowa wynosi zero.
MagneticEdit
model koncepcyjny cvts wykorzystuje pierścienie z magnesów trwałych do formowania bezdotykowych przekładni.