Kontinuerligt variabel transmission

remskiva-basedEdit

den vanligaste typen av CVT använder ett kilrem som löper mellan två remskivor med variabel diameter. Remskivorna består av två konformade halvor som rör sig ihop och ifrån varandra. Kilremmen löper mellan dessa två halvor, så remskivans effektiva diameter är beroende av avståndet mellan remskivans två halvor., Det V-formade tvärsnittet på bältet gör att det rider högre på en remskiva och lägre på den andra, därför justeras växelförhållandet genom att flytta de två skivorna på en remskiva närmare varandra och de två skivorna på den andra remskivan längre ifrån varandra.

eftersom avståndet mellan remskivorna och bältets längd inte ändras måste båda remskivorna justeras (en större, den andra mindre) samtidigt för att bibehålla den korrekta spänningen på bältet., Enkla CVTs som kombinerar en centrifugaldriven remskiva med en fjäderbelastad driven remskiva använder ofta bältesspänning för att åstadkomma de överensstämmande justeringarna i den drivna remskivan. Kilremmen måste vara mycket styv i remskivans axiella riktning för att bara göra korta radiella rörelser medan de glider in och ut ur remskivorna.

remskivans radiella tjocklek är en kompromiss mellan maximal utväxling och vridmoment., Stålförstärkta V-bälten är tillräckliga för låg-mass lågt vridmoment applikationer som nyttofordon och snöskotrar men högre massa och vridmoment applikationer såsom bilar kräver en kedja. Varje del av kedjan måste ha koniska sidor som passar remskivan när bältet körs på den yttersta radien. När kedjan rör sig in i remskivorna blir kontaktområdet mindre. Eftersom kontaktområdet är proportionellt mot antalet element kräver kedjebälten många mycket små element.,

en bältesdriven konstruktion ger cirka 88% effektivitet, vilket, även om det är lägre än en manuell växellåda, kan kompenseras genom att motorn kan köras vid sitt mest effektiva varvtal oavsett fordonets hastighet. När strömmen är viktigare än ekonomin kan förhållandet mellan CVT ändras så att motorn kan vända vid varvtalet där den ger störst effekt.

i en kedjebaserad CVT appliceras en film av smörjmedel på remskivorna., Det måste vara tillräckligt tjockt så att remskivan och kedjan aldrig rör och den måste vara tunn för att inte slösa ström när varje element dyker in i smörjfilmen. Dessutom stabiliserar kedjeelementen ca 12 stålband. Varje band är tunt nog så att det böjer lätt. Om böjning har den en perfekt konisk yta på sin sida. I stapeln av band motsvarar varje band ett något annorlunda drivförhållande, och därmed glider de över varandra och behöver olja mellan dem., De yttre banden glider också genom den stabiliserande kedjan, medan mittbandet kan användas som kedjelänkage.

vissa CVT överföringseffekt till utmatningsskivan via spänning i bältet (en” dragande ”kraft), medan andra använder länkelemenskompression där inmatningsskivan” trycker ” bältet som i sin tur trycker på utmatningsskivan.,

positivt steglöst Variabla (PIV) kedjedrivningar är distinkta genom att kedjan positivt förreglas med de koniska remskivorna, detta uppnås genom att ha en bunt av många små rektangulära plattor i varje kedjelänk som kan glida oberoende från sida till sida, dessa plattor kan vara ganska tunn, runt en millimeter tjock., De koniska remskivorna har radiella spår, ett spår på ena sidan av remskivan möts med en ås på andra sidan och så skjutplattorna trycks fram och tillbaka för att överensstämma med mönstret, som effektivt bildar tänder av rätt stigning när de pressas mellan remskivorna. På grund av de sammankopplade ytorna, denna typ av enhet kan överföra betydande vridmoment och så har använts i stor utsträckning i industriella tillämpningar, dock, den maximala hastigheten är betydligt lägre än andra remskiva baserade CVT., Glidplattorna kommer långsamt att slitas under många års användning, därför görs plattorna längre än vad som behövs, vilket möjliggör mer slitage innan kedjan måste renoveras eller bytas ut. Konstant smörjning krävs och så är huset vanligtvis delvis fyllt med olja.

ToroidalEdit

toroidala CVT, som används på 1999 Nissan Cedric (Y34), består av en serie skivor och rullar., Skivorna kan avbildas som två nästan koniska delar, punkt till punkt, med sidorna diskade så att de två delarna kan fylla det centrala hålet i en torus. En skiva är ingången, och den andra är utgången. Mellan skivorna är rullar som varierar förhållandet och som överför ström från en sida till den andra. När rullens axel är vinkelrät mot skivans axel är den effektiva diametern densamma för inmatningsskivorna och utmatningsskivorna, vilket resulterar i ett 1:1-drivförhållande., För andra förhållanden flyttas rullarna längs skivans axel, vilket resulterar i att rullarna kommer i kontakt med skivorna vid en punkt som har en större eller mindre diameter, vilket ger ett drivförhållande på något annat än 1:1.

en fördel med en toroidal CVT är förmågan att motstå högre vridmomentbelastningar än en remskivbaserad CVT. I vissa toroidala system kan tryckriktningen vändas inom CVT, vilket tar bort behovet av en extern enhet för att ge en backväxel.,

RatchetingEdit

en ratcheting CVT använder en serie enkelriktade kopplingar eller spärrar som rättar och summerar endast ”framåt” rörelse. On-off-egenskaperna hos en typisk ratchet innebär att många av dessa mönster inte är kontinuerliga i drift (dvs tekniskt inte en CVT), men i praktiken finns det många likheter i drift och en ratcheting CVT kan producera en noll utgångshastighet från en given Ingångshastighet (enligt en oändligt variabel överföring)., Drivförhållandet justeras genom att ändra länkgeometri inom de oscillerande elementen så att den summerade maximala länkhastigheten justeras, även när den genomsnittliga länkhastigheten förblir konstant.

Ratcheting CVT kan överföra betydande vridmoment eftersom deras statiska friktion faktiskt ökar i förhållande till vridmoment genomströmning, så glidning är omöjligt i korrekt utformade system. Effektiviteten är i allmänhet hög eftersom de flesta av den dynamiska friktionen orsakas av mycket små övergångs koppling hastighet förändringar., Nackdelen med spärr CVTs är den vibration som orsakas av den successiva övergången i hastighet som krävs för att accelerera elementet, vilket måste ersätta det tidigare drifts-och retarderande kraftsändningselementet.

konstruktionsprincipen går tillbaka till före 1930-talet, med den ursprungliga designen avsedd att omvandla roterande rörelse till oscillerande rörelse och tillbaka till roterande rörelse med hjälp av rullkopplingar. Denna konstruktion är fortfarande i produktion från och med 2017, för användning med låg hastighet elmotorer. En prototyp som en cykeltransmission patenterades 1994., Den operativa principen för en ratcheting CVT-design med hjälp av en scotch yoke mekanism för att konvertera roterande rörelse till oscillerande rörelse och icke-cirkulära växlar, för att uppnå enhetlig ingång till utgångsförhållande, patenterades i 2014.

HydrostaticEdit

hydrostatiska CVT använder en variabel förskjutningspump och en hydraulisk motor, därför omvandlar överföringen hydrauliskt tryck till rotationen av utgående axeln., Fördelarna med hydrostatiska CVTs är:

• kan skalas till vilken vridmomentkapacitet som helst som kan uppnås med en hydraulisk motor.
• effekt kan överföras till hjulnavet med flexibla slangar, vilket möjliggör ett mer flexibelt upphängningssystem och förenklar utformningen av fyrhjulsdrivna ledade fordon.
• Det finns en smidig övergång genom alla fram-och backhastigheter, som kan styras med en enda spak.
• godtyckligt långsamma kryphastigheter kan uppnås vid fullt vridmoment, vilket möjliggör exakt fordonsrörelse.,
• kan också ge varvtalsreglering av någon annan hydraulisk komponent, såsom hydraulcylindrar.

jämfört med växellådor är hydrostatiska CVTs i allmänhet dyrare, men på maskiner som redan använder hydraulisk kraftöverföring är den extra komplexiteten och kostnaden mindre signifikant. Som med de flesta hydrauliska kraftöverföringar kräver överföring av högt vridmoment för förlängda löptider kylning av hydraulvätskan.,

användning av hydrostatiska CVTs inkluderar foderbördare, skördetröskor, små hjul/spårade/skid-steer lastare, bandtraktorer och vägvalsar. Ett jordbruksexempel, producerat av AGCO Corporation, splittrar kraften mellan hydrostatisk och mekanisk överföring till utgångsaxeln via ett planetväxel i färdriktningen framåt (i omvänd effektöverföringen är helt hydrostatisk), vilket minskar belastningen på den hydrostatiska delen av överföringen när den är i framåtriktningen genom att överföra en betydande del av vridmomentet genom effektivare fasta växlar.,

en variant som kallas Integrated Hydrostatic Transaxle (iht) använder ett enda hölje för både hydrauliska element och växelreducerande element och används i vissa mini-traktorer och Åkgräsklippare.

den 2008-2010 Honda DN-01 cruiser motorcykel använde en hydrostatisk CVT, i form av en variabel förskjutning axiell kolvpump med en variabel vinkel swashplate.

den japanska typ 10-tanken använder hydraulisk mekanisk överföring.,

ConeEdit

en kon CVT varierar drivförhållandet genom att flytta ett hjul eller bälte upp och ner axeln av koniska roller(s). Den enklaste typen av kon CVT, den enda konversionen, använder ett hjul som rör sig längs konens lutning, vilket skapar variationen mellan konens smala och breda diametrar.

vissa mönster av kon CVTs använder två rullar., Evans friktion Kon-produceras på 1920-talet-använder två rullar som är orienterade så att en liten konstant storlek gap är närvarande mellan rullarna. En läderrem sitter i gapet mellan rullarna, pressas mot båda rullarna för att överföra rörelse från ingångsvalsen till utgångsvalsen. Transmissionens drivförhållande justeras genom att flytta detta band längs rullarnas axel.

i en CVT med oscillerande koner överförs vridmomentet via friktion från ett variabelt antal koner (enligt det vridmoment som ska överföras) till ett centralt, fatformat nav., Navets sidoyta är konvex med en specifik krökningsradie som är mindre än konkavitetsradien för konerna. På så sätt kommer det bara att finnas en (teoretisk) kontaktpunkt mellan varje kon och navet när som helst.

EpicyclicEdit

i en epicyklisk CVT (även kallad en planetarisk CVT) skiftas utväxlingsförhållandet genom att vippa axlarna på sfärer på ett kontinuerligt sätt för att ge olika kontaktradier, som i sin tur matar in och ut skivor., Systemet kan ha flera ”planeter” för att överföra vridmoment genom flera vätskeplåster. Produktion versioner inkluderar Toyota e-CVT (som debuterade på Toyota Prius 1997) och NuVinci FORTBILDNING.

andra typesEdit

friktion-disköverföringar användes i flera traktorer och små lok byggda under de tidiga decennierna av 20-talet. Dessa överföringar består av en utmatningsdisk som kan flyttas över ytan på inmatningsskivan på vilken den rullade. När utmatningsskivan justerades till en position som motsvarar sin egen radie var det resulterande drivförhållandet 1: 1., Drivförhållandet kan ställas in på infinity (dvs. en stationär utmatningsdisk) genom att flytta utmatningsskivan till mitten av inmatningsskivan. Utmatningsriktningen kan också vändas, genom att flytta skivan förbi mitten av inmatningsskivan. Transmissionen på tidiga Plymouth lok fungerade på detta sätt, medan på traktorer med hjälp av friktionsskivor, var utbudet av omvända hastigheter typiskt begränsat.

en magnetisk CVT överför vridmoment med hjälp av en icke-kontaktmagnetisk koppling snarare än fysisk kontakt., Designen använder två ringar av permanentmagneter med en ring av stålpolstycken mellan dem, för att skapa en planetväxel med magneter. Det påstås producera en 3 till 5 procent minskning av bränsleförbrukningen, jämfört med ett mekaniskt system.

steglöst variabla transmissionsEdit

vissa CVTs kan också fungera som en steglöst variabel transmission (IVT) som erbjuder ett oändligt utbud av låga växlar (t.ex. att flytta ett fordon framåt med en steglöst långsam hastighet)., Vissa IVTs förhindrar backkörning (där utgående axeln kan rotera fritt, som en biltransmission i neutral) på grund av att det ger högt bakkörningsmoment. Andra IVT, såsom spärrtyper, tillåter utgående axeln att rotera fritt. De typer av CVTs som kan fungera som IVTs inkluderar epicykliska, friktion-disk och spärr CVTs.

i en epicyklisk CVT produceras de oändligt låga drivförhållandena när rotationshastigheten för utgående axel är lika med skillnaden mellan två andra hastigheter inom CVT., I denna situation fungerar CVT som en regulator för rotationshastigheten hos någon av de tre rotatorerna i planetväxelsystemet. Eftersom två av rotatorerna är regulatorns ingång och utgång kan CVT konfigureras för att resultera i en utgångshastighet på noll för en given Ingångshastighet. CVT: s Ingångshastighet är alltid densamma som motorn, även när utgångshastigheten är noll.

MagneticEdit

konceptmodell CVT använder ringar av permanentmagneter för att bilda kontaktlösa växlar.