Soggetti:
- Generale
- Il funzionamento del CVT
- Accelerazione continua
- Sistema di ingranaggi planetari
- Accelera in più passaggi
- Cintura a spinta
- Video del quadro strumenti in accelerazione
- Grafico
nel complesso:
Il principio CVT è già vecchio. Il primo concetto di trasmissione a variazione continua fu progettato da Leonardo da Vinci nel 1490.
Negli anni '50 questi cambi venivano utilizzati nelle popolari autovetture DAF (con il nome Variomatic). Queste auto potevano andare avanti e indietro alla stessa velocità.
Al giorno d'oggi il principio CVT è ancora ampiamente utilizzato. Alcuni marchi automobilistici; Audi e Seat con multitronic, Nissan, Toyota, Ford, Fiat, Suzuki, Subaru, Rover, Mini (gruppo BMW), Doge, Jeep, Mitsubishi, Saturn (e forse un altro produttore) utilizzano o hanno utilizzato un CVT in alcuni tipi di cambio .
Il CVT non viene utilizzato solo nelle automobili, ma anche nei kart, nelle motoslitte, negli scooter e in alcuni ATV.
Funzionamento del CVT:
CVT sta per Trasmissione a Variazione Continua. Ciò significa che i rapporti di trasmissione cambiano costantemente. Nei cambi manuali, automatici e DSG, ogni marcia ha il proprio rapporto di trasmissione. Questo rapporto di trasmissione è determinato dal numero di denti degli ingranaggi sugli assi (nella trasmissione manuale) e dal numero di trasmissione del sistema di ingranaggi planetari (nella trasmissione automatica).
Con un cambio CVT non ci sono rapporti di trasmissione fissi. Non sono gli ingranaggi a provvedere alla trasmissione, ma una cinghia di spinta in gomma o metallo che si muove su dischi di vario spessore. Cambiando il diametro dei dischi si ottiene un diverso rapporto di trasmissione. Poiché i dischi aumentano e diminuiscono in modo continuo, cioè con un movimento fluido, non si verificano scosse di cambio come nel caso di un cambio convenzionale.
L'immagine mostra come funziona. Tuttavia, i dischi variano qui in un movimento da neutro, a piccolo, a grande. In realtà ciò avviene in modo uniforme.
Accelerazione continua:
Il disco conico primario è azionato dal motore (albero motore) e il disco conico secondario è collegato al differenziale e agli alberi di trasmissione dell'auto. A bassa velocità, l'unità primaria è larga e quella secondaria è sottile (vedere l'immagine sotto). Ora puoi accelerare ad alto numero di giri e a bassa velocità. In questa situazione, molta coppia del motore può essere trasmessa alle ruote per l'accelerazione. All'aumentare della velocità, il disco primario cambia da largo a stretto e il disco secondario da stretto a largo. Durante questa modifica, il regime del motore rimane lo stesso, ma la velocità del veicolo aumenta.
Accelerare in diverse fasi:
Con una trasmissione CVT spesso puoi scegliere di cambiare marcia in fasi diverse. Ciò può essere fatto, ad esempio, posizionando la leva del cambio in posizione S (Sport) o in Manuale.
Con la selezione Manuale, come con il cambio automatico convenzionale, è possibile selezionare i programmi da 1 (alta velocità a bassa velocità) a 3 (bassa velocità ad alta velocità). Oppure puoi passare manualmente dalla 1a alla 6a marcia.
Quando si inserisce manualmente, ad esempio, la 2a marcia (2a fase), il cambio si comporta come un normale cambio automatico. Ciò non avviene perché nel contenitore vi sia una struttura che lo rende possibile, ma perché il disco primario e quello secondario assumono una determinata posizione. L'elettronica del cambio memorizza una certa larghezza dei dischi per ogni passo. Poiché la larghezza tra i due dischi non varia, il motore rimane bloccato, ad esempio, a 3000 giri/min ad una velocità di 60 km/h.
Questa funzione può essere utilizzata durante la guida di un caravan, oppure prima che il conducente voglia effettuare una manovra di sorpasso. La selezione di una fase specifica che fa ruotare il motore attorno all'intervallo di coppia facilita l'avvio dell'accelerazione. Nella modalità D (drive) il numero di giri ritorna automaticamente a circa 1500 giri/min. Quando si preme il pedale dell'acceleratore (il kickdown), i dischi devono prima assumere una posizione diversa, il che richiede tempo. La modalità Sport e Manuale previene questo problema.
Sistema di ingranaggi planetari:
Alla puleggia primaria, anch'essa parte di un cambio automatico convenzionale, è collegato un unico sistema di ingranaggi planetari. Questo sistema di ingranaggi planetari consente di inserire la retromarcia.
Maggiori informazioni a riguardo sono reperibili alla pagina trasmissione automatica. (Dopo tutto, il loro funzionamento è lo stesso e non è molto importante in questa pagina).
Cintura di spinta:
La cinghia di spinta nelle autovetture è progettata come mostrato nell'immagine seguente. La fascia d'acciaio è fondamentalmente un anello, attorno al quale sono fissati tutti i tipi di dischi metallici. I perni di guida consentono ai dischi metallici di incernierare l'uno rispetto all'altro, in modo che sia possibile una variazione del diametro allargando o restringendo i dischi mobili.
Poiché i dischi metallici si trovano tutti uno contro l'altro, possono essere trasmesse grandi forze di spinta. L'angolo con cui vengono posizionati i dischi metallici può essere piccolo se il disco ha un diametro piccolo.
Dischi variabili:
La regolazione dei diametri dei dischi è determinata dalla ECU (gestione del motore). La gestione del motore riceve informazioni dai sensori, sui quali verrà determinata la posizione e verrà modificato il rapporto di trasmissione. Le seguenti informazioni sono importanti per l'ECU:
- Velocità del motore
- Velocità di guida
- Posizione della valvola a farfalla
- Posizione della leva selettrice (leva)
- Posizione del sistema planetario
- Resistenze di guida
Video del quadro strumenti in accelerazione:
Di seguito è riportato un video di un'Audi A4 con cambio Multitronic. Anche questo funziona secondo il principio CVT. Questo video offre una buona impressione di come funziona questo cambio e di come viene vissuto dal conducente. Questo conducente Audi preme completamente il gas. Anche accelerando più lentamente la velocità rimane la stessa mentre la velocità aumenta, solo ad esempio a 2000 giri/min.
Grafico:
Come si può vedere nel video qui sopra, la velocità rimane costante durante l'accelerazione. Questo può essere visto anche nel grafico qui sotto. Un cambio automatico convenzionale passa alla marcia superiore più volte, il che significa che ci sono sempre dei picchi nella velocità di guida. La CVT ha una linea lineare senza picchi. Il vantaggio è che il motore viene caricato in modo ottimale nell'intervallo di coppia più favorevole.
