Автоматическая коробка передач, которая может плавно переключаться между непрерывным диапазоном полезных передаточных чисел, называется бесступенчатой трансмиссией (CVT), также известной как бесступенчатая коробка передач. Одноступенчатая трансмиссия, бесступенчатая трансмиссия, шкивная трансмиссия или, в случае круизеров, трансмиссия «поворот и ход».
Для сравнения, другие механические трансмиссии обеспечивают лишь ограниченное число передаточных чисел. При правильном управлении гибкость вариатора может позволить входному валу поддерживать постоянную угловую скорость даже при изменении выходной скорости.
Несмотря на то, что конструкция с ременным приводом менее эффективна, чем механическая коробка передач, она обеспечивает средний КПД около 88%, что может быть оправдано более низкими производственными затратами и возможностью запуска двигателя на наиболее эффективной скорости в диапазоне выходных скоростей.
Типы передачи
Руководство
Последовательное руководство
Несинхронный
Преселектор
автоматический
Мануатик
полуавтоматический
Электрогидравлический
Двойное сцепление
Бесступенчатая регулировка
Велосипедная передача
Шестерни переключателя
Ступичные шестерни
Когда мощность важнее экономичности, можно отрегулировать передаточное отношение вариатора, чтобы двигатель вращался с частотой вращения, обеспечивающей наибольшую мощность. Обычно это выше числа оборотов, при которых достигается максимальная эффективность. Бесступенчатая трансмиссия с ременным приводом также обеспечивает простоту использования и механическую простоту в устройствах с малой массой и низким крутящим моментом (например, мотороллеры).
CVT не требует наличия сцепления. Тем не менее, к некоторым транспортным средствам (например, мотоциклам) добавляется центробежная муфта, чтобы облегчить «нейтральное» положение, что полезно при работе на холостом ходу или ручном движении задним ходом на парковочное место.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Транспортные средства с двигателями
Бесступенчатые трансмиссии с простыми резиновыми ремнями (нерастягивающиеся фиксированные ремни, изготовленные из различных высокопрочных и гибких материалов) обычно используются в небольших моторизованных транспортных средствах, где их механическая простота и простота использования перевешивают их относительную неэффективность. Вариаторы, обычно с резиновым ремнем или регулируемым шкивом, используются почти во всех снегоходах, грузовых автомобилях, тележках для гольфа и мотороллерах.
Вариаторы, наряду с несколькими другими электронными системами и вспомогательными средствами для водителя, были запрещены в Формуле-1 в 1994 году из-за опасений по поводу роста затрат на исследования и разработки и поддержания определенного уровня участия водителя в управлении транспортными средствами.
Недавно [когда?] были разработаны системы CVT для картингов, которые доказали свою эффективность и срок службы двигателя. Система CVT также используется в линейке внедорожников Tom car.
Несколько автомобилей, которые предлагают CVT, - это смесь Chrysler Pacifica, Passage C-MAX наполовину, Mitsubishi Lancer, Evade Type, Toyota Corolla, уровень интеллекта Scion, Honda Understanding, Fit, CR-Z наполовину и Half, CR-V, Capa, Honda Urban, Honda Accord, Nissan Tiida/Versa (SL, SV и Note S в дополнение к моделям или выше), Block, Juke, Sentra, Altima, Maxima, 2013 1.2 Note, Rebel , X-Trail, Murano, Pathfinder, Radiant и немексиканская Micra, Jeep Loyalist и Compass, Suzuki SX4 S-Cross и Subaru Forester, Impreza, Heritage, Outback и Crosstrek, Suzuki Kizashi, Toyota Allion 2009 г.в. , Toyota Premio 2009 г.в., Toyota Avalon, Toyota Imprint X и так далее.
Вариаторы следует отделить от трансмиссий с разделением мощности (PST), которые используются в современных гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, Highlander и Camry, а также внедорожниках Nissan Altima и Ford Escape Hybrid. Технология PST использует два входа первичного двигателя и изменяет соотношение их вкладов в выходную скорость и мощность, тогда как технология CVT использует только один вход первичного двигателя и обеспечивает переменные выходные скорости и крутящий момент. Эти трансляции диаметрально противоположны.
Переменные ременные передачи использовались в сельскохозяйственной технике, в том числе в комбайнах, еще в 1950-х годах. Многие небольшие тракторы и самоходные газонокосилки для дома и сада также используют простой вариатор с резиновым ремнем. Гидростатические устройства более популярны на больших машинах; скользящие ремни применяются на мотокосах самоходных.
Когда колебательное движение синхронизировано с колебательным движением поршней, храповые вариаторы, которые преобразуют вращательное движение в колебательное и обратно во вращательное движение с использованием роликовых муфт, хорошо подходят для поршневых двигателей. У этого метода большое будущее, потому что храповые вариаторы также являются бесступенчатыми (они обеспечивают функцию сцепления) и обладают большой энергоэффективностью. Они могут помочь производителям в соблюдении будущих ограничений на загрязнение окружающей среды, а также повысить производительность поршневых двигателей.
Электродвигатели сокращаются.
Вместо определения размеров на основе максимального крутящего момента (например, необходимого для запуска или в случае внезапной механической перегрузки), двигатели, использующие этот тип вариатора, могут быть рассчитаны путем согласования максимальной мощности с максимальной предполагаемой скоростью (скоростью транспортного средства). на примере). Такой вариатор используется только во время запуска или в случае механической перегрузки, и большую часть времени он может быть отключен от сети, когда двигатель передает крутящий момент прямо на выход. Чтобы сделать эти регулировки автоматизированными, могут быть реализованы новые концепции, такие как изменение передаточного числа коробки передач на резистивный крутящий момент и центробежные муфты.
Для велосипедов
Был предложен храповой вариатор. Кривошип качает рычаг, который производит возвратно-поступательное действие двойной рейки, которая поворачивает колесо, когда оно движется назад и к колесу. С 2007 года предлагается бесступенчатая трансмиссия NuVinci.
Трансферы средней и большой мощности
В малой и средней сельскохозяйственной и землеройной технике широко распространены гидростатические вариаторы. Поскольку двигатели этих машин часто работают с постоянными уровнями мощности для подачи гидравлической энергии или питания механизмов, потери механического КПД компенсируются за счет повышения эффективности работы, например, за счет более короткого времени переключения вперед-назад при земляных работах. Выход трансмиссии изменяется для регулирования как скорости, так и направления движения.
Это особенно полезно в оборудовании, предназначенном для поворота или поворота с бортовым поворотом с использованием дифференциальной мощности, поскольку необходимое дифференциальное действие рулевого управления может быть легко обеспечено независимыми вариаторами, что позволяет выполнять рулевое управление без потерь при торможении или потере тягового усилия и позволяет машине поворачиваться на месте. . Бесступенчатая трансмиссия позволяет управлять скоростью движения трактора или зерноуборочного комбайна независимо от частоты вращения двигателя во время скашивания или уборки урожая. Это позволяет оператору замедлять или ускорять по мере необходимости, чтобы приспособиться к различиям в толщине растительной массы.
Системы для производства электроэнергии
С 1950-х годов вариаторы использовались в системах выработки электроэнергии в самолетах, а с начала 1970-х - в гоночных автомобилях Formula 500 Sports Car Club of America (SCCA).
Некоторые сверлильные станки и фрезерные станки включают систему вариатора на основе шкива с парой регулируемых вручную конических половинок шкива на выходном валу, через которые проходит широкий приводной ремень от двигателя. С другой стороны, шкив на двигателе обычно имеет фиксированный диаметр или имеет несколько ступеней заданного диаметра, чтобы обеспечить различные диапазоны скоростей.
На сверлильном станке маховик, отмеченный шкалой, соответствующей выбранной скорости машины, соединен с системой редуктора, что позволяет оператору точно регулировать расстояние между половинами шкива. Эта ширина зазора изменяет соотношение скоростей между фиксированным шкивом двигателя и регулируемым шкивом выходного вала, регулируя скорость патрона. В ременной передаче натяжной ролик используется для натяжения или ослабления провисания ремня при изменении скорости. В большинстве случаев скорость необходимо изменять во время работы двигателя.
Для повышения скорости вращения асинхронные генераторы с двойным питанием обычно сочетаются с многоступенчатыми редукторами. Эти коробки передач в будущем могут быть заменены полностью бесступенчатыми трансмиссиями, но только полностью редукторными, поскольку они обеспечивают адекватный механический КПД.
Вариатор и маховик могут быть установлены между источником энергии (например, ветряной турбиной) и генератором. При достаточном запасе энергии генератор напрямую подключается к вариатору, который регулирует скорость его вращения. Когда она падает ниже определенного уровня, генератор выключается, и энергия, удерживаемая в маховике, высвобождается. Только когда скорость маховика достаточна, кинетическая энергия преобразуется в электричество, спорадически, но всегда с идеальной скоростью.
В 2016 году FCA US LLC представила минивэн Chrysler Pacifica Hybrid 2017 года, который имеет вариатор, а не 9-ступенчатую автоматическую коробку передач, которая используется в бензиновых автомобилях.
Toyota разработала совершенно новый вариатор для Toyota Corolla Hatchback 2019 года в комплекте с «пусковой шестерней» или физической первой передачей от обычной автоматической коробки передач рядом со шкивом вариатора. От 0 до 25 миль в час коробка передач оставалась на этой стартовой передаче, чтобы облегчить ускорение с места и увеличить срок службы вариатора. Коробка передач переключалась на шкив CVT после 25 миль в час.
Маркетинговые названия
Линеартроник: Субару
Xtronic Jatco: Ниссан, Рено
K CVT, CVTi, eCVT: Toyota, Honda
INVECS-III: Мицубиси
Мультитроник: Фольксваген, Ауди
Автотроник: Мерседес
Comments