Variatore dalla A alla Z

La trasmissione di tipo CVT dall'abitacolo di un'auto ferma è quasi indistinguibile da una macchina familiare. Qui puoi vedere la leva del cambio e le lettere familiari PNDR, non c'è il pedale della frizione. Come funziona una trasmissione CVT a variazione continua nelle auto moderne? Qual è la differenza tra un variatore toroidale e un variatore a cinghia trapezoidale? Questo sarà discusso nel seguente articolo.

CVT - trasmissione a variazione continua

Tra le varietà di trasmissioni spicca un variatore continuo, che è responsabile della trasmissione della coppia. Innanzitutto, un po' di storia.

Storia CVT

Per quanto riguarda lo sfondo del dispositivo variatore, viene citata la personalità di Leonardo da Vinci (1452-1519). Nelle opere dell'artista e scienziato italiano si trovano le prime descrizioni di una trasmissione continuamente variabile che è cambiata seriamente nel XXI secolo. Anche i mugnai del medioevo conoscevano il principio alla base del dispositivo. Utilizzando una trasmissione a cinghia e coni, i mugnai agivano manualmente sulle macine e cambiavano la velocità della loro rotazione.

Passarono quasi 400 anni prima della comparsa del primo brevetto per un'invenzione. Si tratta di un variatore toroidale brevettato nel 1886 in Europa. L'uso di successo delle trasmissioni CVT sulle motociclette da corsa ha portato al fatto che all'inizio del XNUMX ° secolo è stato introdotto il divieto di partecipazione alla competizione di apparecchiature dotate di CVT. Per mantenere una sana concorrenza, tali divieti si sono fatti sentire per tutto il secolo scorso.

Il primo utilizzo di un variatore automobilistico risale al 1928. Quindi, grazie agli sforzi degli sviluppatori della società britannica Clyno Engineering, è stata ottenuta un'auto con trasmissione di tipo CVT. A causa del sottosviluppo della tecnologia, la macchina non si distingueva per affidabilità e alta efficienza.

Un nuovo ciclo di storia ha avuto luogo in Olanda. Il proprietario dell'azienda DAF, Van Dorn, ha sviluppato e implementato il design Variomatic. I prodotti dell'impianto sono la prima variante dell'applicazione di massa.

Oggi, aziende di fama mondiale provenienti da Giappone, Stati Uniti e Germania stanno praticando attivamente l'installazione di trasmissioni a variazione continua sulle auto. Per soddisfare le condizioni del tempo, il dispositivo viene costantemente migliorato.

Cos'è CVT

CVT sta per trasmissione variabile continua. Tradotto dall'inglese, significa "trasmissione in continuo cambiamento". La continuità, infatti, si manifesta nel fatto che il cambio di rapporto del cambio non viene percepito in alcun modo dal guidatore (non sono presenti shock caratteristici). La trasmissione della coppia dal motore alle ruote motrici avviene senza l'utilizzo di un numero limitato di passi, per cui la trasmissione è detta a variazione continua. Se la designazione CVT si trova nella marcatura della configurazione dell'auto, stiamo parlando del fatto che viene utilizzato un variatore.

Tipi di variatori

L'elemento strutturale responsabile della trasmissione della coppia dall'albero motore all'albero condotto può essere una cinghia trapezoidale, una catena o un rullo. Se la caratteristica di progettazione specificata viene scelta come base per la classificazione, si otterranno le seguenti opzioni CVT:

• cinghia trapezoidale;
• cuneiforme;
• toroidale.

Questi tipi di trasmissioni sono utilizzati principalmente nell'industria automobilistica, sebbene ci siano molte più opzioni per i dispositivi responsabili di un cambio graduale del rapporto di trasmissione.

Perché è necessaria la trasmissione continua

Grazie alla trasmissione continua, il motore a combustione interna trasmetterà la coppia senza indugio in qualsiasi momento del suo funzionamento. Tali ritardi si verificano quando il rapporto di trasmissione cambia. Ad esempio, quando il conducente sposta la leva del cambio manuale in un'altra posizione o il cambio automatico fa il suo lavoro. A causa della trasmissione continua, l'auto prende velocità senza intoppi, l'efficienza del motore aumenta e si ottiene un certo risparmio di carburante.

Il dispositivo e il principio di funzionamento del variatore

Le domande su quale sia il dispositivo del variatore e quale sia il principio del suo funzionamento saranno discusse in modo più dettagliato. Ma prima devi identificare quali sono i principali elementi strutturali.

Componenti principali

La trasmissione CVT comprende una puleggia motrice e condotta, una cinghia (a catena oa rullo) che le collega e un sistema di controllo. Le pulegge si trovano sugli alberi e sembrano due metà di forma conica, una di fronte all'altra con la sommità dei coni. La particolarità dei coni è che possono convergere e divergere in un determinato intervallo. Più precisamente, un cono si muove, mentre l'altro rimane immobile. Il movimento delle pulegge sugli alberi è controllato da un sistema di controllo che riceve i dati dal computer di bordo del veicolo.

Inoltre i componenti principali di CVT sono:

• convertitore di coppia (responsabile della trasmissione della coppia dal motore all'albero di entrata della trasmissione);
• corpo valvola (fornisce olio alle pulegge rotanti);
• filtri per la protezione dalla produzione e dai depositi di metallo;
• radiatori (togliere il calore dalla scatola);
• meccanismo planetario che fornisce il movimento inverso dell'auto.

variatore a cinghia trapezoidale

Il variatore a cinghia trapezoidale è rappresentato da due pulegge scorrevoli ed espansibili collegate da una cinghia metallica. Riducendo il diametro della puleggia motrice, si verifica un contemporaneo aumento del diametro della puleggia condotta, che indica un riduttore. Aumentando il diametro della puleggia motrice si ottiene un overdrive.

La modifica della pressione del fluido di lavoro influisce sul movimento del cono della puleggia motrice. La puleggia condotta cambia diametro grazie ad una cinghia tesa e ad una molla di richiamo. Anche un leggero cambiamento di pressione nella trasmissione influisce sul rapporto di trasmissione.

Dispositivo da cintura

La cintura CVT a forma di cintura è costituita da cavi o strisce metalliche. Il loro numero può raggiungere fino a 12 pezzi. Le strisce sono posizionate una sopra l'altra e fissate insieme con graffette in acciaio. La forma complessa delle staffe permette non solo di fissare le strisce, ma anche di fornire il contatto con le pulegge necessario per il funzionamento della trasmissione.

La protezione contro la rapida usura è fornita dal rivestimento. Impedisce inoltre che la cinghia scivoli sulle pulegge durante il funzionamento. Nelle auto moderne, non è redditizio utilizzare cinture in pelle o silicone a causa della piccola risorsa della parte.

Variatore a catena a V

Il variatore a catena trapezoidale è simile alla cinghia trapezoidale, solo la catena svolge il ruolo di trasmettitore tra l'albero di trasmissione e quello condotto. L'estremità della catena, che tocca la superficie conica delle pulegge, è responsabile della trasmissione della coppia.

Grazie alla sua maggiore flessibilità, la versione con catena a V del CVT è altamente efficiente.

Il principio del suo funzionamento è esattamente lo stesso di una trasmissione con trasmissione a cinghia.

Dispositivo a catena

La catena è costituita da piastre di metallo, ognuna delle quali ha capicorda di collegamento. Grazie alla connessione mobile tra le piastre nel design della catena, forniscono flessibilità e mantengono la coppia a un determinato livello. Grazie alle maglie disposte a scacchiera, la catena ha un'elevata resistenza.

La forza di rottura della catena è superiore a quella della cinghia. Gli inserti delle alette sono realizzati con leghe che resistono alla rapida usura. Sono chiusi con l'aiuto di inserti, la cui forma è semicilindrica. La caratteristica del design delle catene è che possono allungarsi. Questo fatto influisce sul funzionamento della trasmissione a variazione continua, pertanto richiede molta attenzione durante la manutenzione programmata.

Variatore toroidale

Il tipo toroidale del cambio CVT è meno comune. Una caratteristica notevole del dispositivo è che al posto di una cinghia o di una catena, qui vengono utilizzati rulli rotanti (attorno al suo asse, movimenti pendolari dalla puleggia motrice a quella condotta).

Il principio di funzionamento è il movimento simultaneo dei rulli sulla superficie delle metà delle pulegge. La superficie delle metà ha la forma di un toroide, da cui il nome della trasmissione. Se il contatto con il disco di trascinamento è realizzato sulla linea di raggio maggiore, il punto di contatto con il disco di trascinamento giace sulla linea di raggio più piccolo. Questa posizione corrisponde alla modalità overdrive. Quando i rulli si muovono verso l'albero condotto, la marcia viene scalata.

CVT nell'industria automobilistica

I marchi automobilistici stanno sviluppando le proprie opzioni per la trasmissione a variazione continua. Ogni azienda nomina lo sviluppo a modo suo:

1. Durashift CVT, Ecotronic - versione americana di Ford;
2. Multitronic e Autotronic - CVT tedeschi di Audi e Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic e Hyper (Nissan), Multimatic (Honda): questi nomi possono essere trovati tra i produttori giapponesi.

Pro e contro del CVT

Come una trasmissione manuale o automatica, una trasmissione a variazione continua ha i suoi pro e contro. I vantaggi sono:

• movimento comodo in auto (la posizione “D” sul selettore è impostata prima dell'inizio del movimento, il motore accelera e rallenta l'auto senza strappi caratteristici della meccanica e dell'automatico);
• carico uniforme sul motore, che si combina con il preciso funzionamento della trasmissione e contribuisce al risparmio di carburante;
• ridotte emissioni di sostanze nocive in atmosfera;
• accelerazione dinamica dell'auto;
• slittamento delle ruote mancante, che aumenta la sicurezza (soprattutto quando si tratta di guidare in condizioni di ghiaccio).

Tra gli svantaggi di una trasmissione a variazione continua, si attira l'attenzione su se stessi:

• restrizione costruttiva sulla combinazione di un variatore con potenti motori a combustione interna (finora possiamo parlare solo di alcune copie di auto con un tale tandem);
• risorse limitate anche con una manutenzione regolare;
• riparazioni costose (acquisto);
• rischi elevati quando si acquista un'auto usata con CVT (dalla serie "pig in a poke", poiché non si sa con certezza come il precedente proprietario abbia gestito l'auto venduta);
• un piccolo numero di centri di assistenza in cui i maestri si occuperebbero della riparazione del dispositivo (tutti conoscono i CVT);
• restrizione al traino e all'uso di un rimorchio;
• dipendenza dai sensori di monitoraggio (il computer di bordo in caso di malfunzionamento fornirà dati errati per il funzionamento);
• olio per ingranaggi costoso e la necessità di un monitoraggio costante del suo livello.

Risorsa CVT

Le sfumature del funzionamento (condizioni stradali, stile di guida) e la frequenza di manutenzione di una trasmissione CVT influiscono sulla risorsa del dispositivo.

Se non vengono seguite le istruzioni del produttore, se vengono violate le norme di manutenzione ordinaria, è inutile contare su una lunga durata.

La risorsa è di 150mila km, la trasmissione, di regola, non allatta di più. Ci sono casi isolati in cui il CVT è stato cambiato nell'ambito della riparazione in garanzia su auto che non hanno superato i 30mila km. Ma questa è un'eccezione alla regola. L'unità principale che influisce sulla durata è la cinghia (catena). La parte richiede l'attenzione del conducente, perché con una forte usura, il CVT può rompersi completamente.

risultati

Quando si tratta di auto con trasmissione di coppia a variazione continua, c'è un motivo per le valutazioni negative. Il motivo è che il nodo richiede una manutenzione regolare e la sua risorsa è piccola. La questione se acquistare un'auto con CVT, ognuno decide da solo. La trasmissione presenta vantaggi e svantaggi. In conclusione, puoi dare un commento di avvertimento: quando acquisti un'auto usata su cui è presente un CVT, devi stare estremamente attento. Il proprietario di un'auto usata può nascondere le caratteristiche del funzionamento e il CVT a questo proposito è un'opzione sensibile per una trasmissione meccanica.