Načelo delovanja brezstopenjskega menjalnika – CVT

Načelo delovanja brezstopenjskega menjalnika – CVT
Načelo delovanja brezstopenjskega menjalnika – CVT
Anonim

Menjalnik CVT (Continuously Variable Transmission) je vrsta menjalnika, katerega glavna značilnost je neprekinjeno spreminjanje prestavnih razmerij (neskončno število prestav) med tipičnimi vrednostmi 2,5:1. (nižja prestava) na 0,5:1 (overdrive).

Slika
Slika
Slika
Slika

Menjalnik CVT omogoča doseganje prihrankov, saj motor deluje konstantno, v najučinkovitejšem območju vrtljajev. Trenutno se uporablja za hibridna in nehibridna vozila. Trenutno uporabljene vrste, vse elektronsko krmiljene, so:

Mehanski menjalnik CVT. Glavna komponenta je "zvezni mehanski variator", ki je lahko iz razširljivih ali toroidnih jermenic.

Elektromehanski menjalnik CVT ali e-CVT. Uporablja se v hibridnih vozilih, glavna komponenta pa je "zvezni elektromehanski variator", sestavljen iz enega ali več epicikloidnih vlakov, ki so v večini primerov povezani z dvema elektromotorjema/generatorjema.

Pomembna značilnost brezstopenjskega menjalnika je, da se moč, ki jo ustvarijo motor z notranjim izgorevanjem in elektromotorji/generatorji (v primeru e-CVT), prenaša na kolesa brez prekinitve navora in brez postopne spremembe prestavnega razmerja. menjalnik.

CVT z razširljivim variatorjem jermenice

Tip variatorja, ki se danes najbolj uporablja, je tisti z raztegljivimi ali spremenljivimi jermenicami z dvema stožčastima elementoma po 200 mm. Njegove komponente so:

• Prevodni škripec (razširljivi škripec) spremenljivega premera. Vhod motorja;

• Gnani škripec (raztegljiv škripec) spremenljivega premera. Izhod na kolesa;

• Kovinski pas, kovinska veriga ali pas iz gume visoke gostote, slednji se ne uporablja več. Prenaša navor s pogonskega jermenice na gnani jermenico.

Slika
Slika
Slika
Slika

Premer jermenic je mogoče prilagoditi tako, da se polovice (stožci) približajo ali oddaljijo na sinhroniziran način, tako da je jermen ali veriga v ustrezni napetosti za potrebe prenosa navora.

Pri tem pride do postopnega spreminjanja relativnih hitrosti jermenic in posledično prestavnega razmerja. Tako vam menjalnik CVT omogoča prilagajanje prestavnega razmerja, da prilagodite število vrtljajev motorja zahtevani obremenitvi in hitrosti vozila.

Menjavanje prestav poteka zvezno in brez prekinitve prenesenega navora s spreminjanjem premerov jermenic. To je v nasprotju z ročnimi menjalniki, pri katerih se pretok moči prekine za kratek čas, v trenutku menjave prestave.

- Slika 1a prikazuje pogoj zmanjšanja (višji navor) z razmaknjenima polovicama pogonskega jermenica in jermenom blizu osi: najmanjši premer jermenice. Nasprotno se zgodi pri gnanem jermenici.

- Slika 1b prikazuje stanje prekoračitve (nižji navor) s polovicama pogonskega jermenice blizu skupaj in jermenom dlje od osi: Največji premer jermenice. Nasprotno se zgodi pri gnanem jermenici.

Slika 2 dopolnjuje te koncepte s konfiguracijami, ki predvidevajo jermenice za 3 prenosna razmerja.

- Slika 2a. Kanal pogonskega škripca največje širine (najmanjši premer) in gnanega najmanjše širine (največji premer). Zaradi tega je vrtilna hitrost gnanega škripca manjša od hitrosti prevodnika (razmerje hitrosti 1:1 (zmanjšanje).

- Slika 2b. Kanal prevodnega jermenica z enako širino kot gnani jermenico (enaki premeri). Zaradi tega je vrtilna hitrost gnanega škripca enaka hitrosti prevodnika (razmerje hitrosti=1:1); zato je prenosno razmerje RT=1:1.

Slika
Slika

- Slika 2c. Kanal pogonskega škripca z najmanjšo širino (največji premer) in gnanega z največjo širino (najmanjši premer). Zaradi tega je vrtilna hitrost gnanega škripca višja od hitrosti prevodnika (razmerje hitrosti > 1:1); torej prestavno razmerje RT < 1:1 (over-gear).

Vmesna prestavna razmerja se dosežejo s priročno nastavitvijo širine kanalov jermenic. Kot bo razvidno spodaj, se za vzvratno prestavo uporablja preprost planetni komplet z 2 večlamelnima mokrima sklopkama.

Opomba: Prva komercialna uporaba menjalnika CVT (imenovanega Variomatic) je bila leta 1967 v nizozemskih vozilih DAF. Razdalja med jermenicami je bila nadzorovana glede na vakuum v kolektorju in vrtilno frekvenco motorja. Pogon, popolnoma mehanski, je bil izveden z mehanizmom centrifugalnih elementov (uteži), nameščenih na jermenicah. Trenutno je pogon elektrohidravlični, krmiljenje pa elektronsko. Z drugimi besedami, sistem je elektronsko nadzorovan in elektrohidravlično reguliran prek namenske krmilne enote.

Funkcija

Slika
Slika

Slika 3 predstavlja mehanizem, ki se uporablja za prilagajanje razmerja RT. Preko elektromagnetnih ventilov krmilni modul uravnava tlake, ki se uporabljajo v komorah.

Slika
Slika

Slika 3a ustreza največjemu zmanjšanju (prenosno razmerje RT > 1:1). Na sekundarno komoro jermenice se izvaja visok pritisk, kar zmanjša širino kanala sekundarne jermenice na najmanjšo možno mero, ki tako prevzame največji premer. Hkrati se regulira tlak v primarni komori jermenice, da se poveča širina kanala in zmanjša premer, pri čemer se napetost jermena ohranja na ravneh, ki omogočajo prenos potrebnega navora.

Slika 3b ustreza primeru največje prekoračitve (prenosno razmerje RT < 1:1). Na komoro primarne jermenice se izvaja visok pritisk, kar zmanjša širino kanala primarne jermenice na minimum, ki tako prevzame največji premer. Hkrati se regulira tlak v komori sekundarne jermenice, da se poveča širina kanala in zmanjša premer, pri čemer se napetost jermena ohranja na ravneh, ki omogočajo prenos potrebnega navora.

V stanju hidravličnega sistema brez tlaka vzmet v komori sekundarne jermenice vzpostavi kontaktni tlak, potreben za nastavitev variatorja na začetno prestavno razmerje.

Slika
Slika

Slika 4 prikazuje menjalnik CVT, povezan s planetnim menjalnikom, ki se uporablja za vzvratno vožnjo. Vhod (iz motorja) je solar, izhod pa podpora. Komplet vključuje tudi zagonsko sklopko E.

Vzvratno: Krmilni modul aktivira zavoro F, ki spoji obročni zobnik z ohišjem menjalnika. S tem se podpora vrti v obratni smeri.

Prestava naprej: Krmilni modul aktivira sklopko zaganjalnika E, ki poveže solar z nosilcem, s katerim se sklop vrti skupaj z razmerjem RT=1:1.

Planetarni komplet lahko namestite pred (kot na sliki) ali za CVT.

Priporočena: