Kontinuierlich variable Übertragung

CVT basierend CVT

A kontinuierlich variable Übertragung (CVT) ist ein automatische Übertragung Das kann sich nahtlos durch einen kontinuierlichen Bereich von ändern Übersetzungsverhältnis. Dies steht im Gegensatz zu anderen Übertragungen, die in festen Schritten eine begrenzte Anzahl von Zahnradverhältnissen liefern. Die Flexibilität eines CVT mit geeigneter Kontrolle kann es dem Motor ermöglichen, mit einer Konstante zu arbeiten Drehzahl während sich das Fahrzeug mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt.

CVTs werden in verwendet Automobile, Traktoren, Motorroller, Schneemobil, Fahrräder und Erdbewegungsanlagen.

Die häufigste Art von CVT verwendet zwei Riemenscheiben verbunden durch a Gürtel oder Kette; Zuweilen wurden jedoch auch mehrere andere Designs verwendet.

Typen

Riemenscheibenbasis

Gürtelgetriebene CVT für a Motorroller
Ein PIV -Kettenantrieb
CVT in a Claas Mercator Mähdrescher. Der effektive Durchmesser der Riemenscheibe wird durch Drücken der beiden konischen Scheiben entweder voneinander oder voneinander entfernt.

Die häufigste Art von CVT verwendet a V-G-Gent die zwischen zwei Riemenscheiben mit variabler Durchmesser läuft.[1] Die Riemenscheiben bestehen aus zwei kegelförmigen Hälften, die sich zusammen und auseinander bewegen. Der V-G-Gort liegt zwischen diesen beiden Hälften, so dass der effektive Durchmesser der Riemenscheibe von dem Abstand zwischen den beiden Hälften der Riemenscheibe abhängt. Der V-förmige Querschnitt des Gürtels führt dazu, dass er auf einer Riemenscheibe höher fährt und auf der anderen niedriger ist. Daher wird das Zahnradverhältnis eingestellt, indem die beiden bewegt werden Scheiben einer Riemenscheibe näher zusammen und die beiden Scheiben der anderen Riemenscheibe weiter auseinander.[2]

Da sich der Abstand zwischen den Riemenscheiben und der Länge des Gürtels nicht ändert, müssen beide Riemenscheiben gleichzeitig eingestellt werden (einer größer, der andere kleiner), um die richtige Spannungsmenge am Gürtel aufrechtzuerhalten. Einfache CVTs, die eine Zentrifugalantriebsscheibe mit einer federbelasteten angetriebenen Riemenscheibe kombinieren, verwenden häufig die Gürtelspannung, um die konformen Einstellungen in der angetriebenen Riemenscheibe zu bewirken.[2] Der V-Gürtel muss in der axialen Richtung der Riemenscheibe sehr steif sein, um nur kurze radiale Bewegungen durchzuführen, während sie in und aus den Riemenscheiben rutschen.

Die radiale Dicke des Gürtels ist ein Kompromiss zwischen dem maximalen Zahnradverhältnis und dem Drehmoment. Stahlverstärkte V-Gürtel sind ausreichend für Anwendungen mit niedrigem Massen, niedrigem Torque wie Gebrauchsfahrzeugen und Schneemobilen, aber Anwendungen mit höherem Massen und Torque wie Automobilen benötigen eine Kette. Jedes Element der Kette muss konische Seiten haben, die in die Riemenscheibe passen, wenn der Gürtel am äußersten Radius läuft. Wenn sich die Kette in die Riemenscheiben bewegt, wird der Kontaktbereich kleiner. Da die Kontaktfläche proportional zur Anzahl der Elemente ist, erfordern Kettengurte viele sehr kleine Elemente.

Ein geltendgetriebenes Design bietet eine Effizienz von ungefähr 88%.[3] Dies kann zwar niedriger als das eines Schaltgetriebes, aber durch das Laufen des Motors unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Wenn die Macht wichtiger als die Wirtschaft ist, kann das Verhältnis des CVT geändert werden, damit sich der Motor an der Drehzahl dreht, bei der er die größte Kraft erzeugt.

In einem kettenbasierten CVT werden zahlreiche Kettenelemente entlang mehrerer Stahlbänder angeordnet, die übereinander geschichtet sind, von denen jedes leicht dünn genug ist Biege. Wenn ein Teil des Gürtels um eine Riemenscheibe gewickelt ist, bilden die Seiten der Elemente eine konische Oberfläche.[4][5] Im Stapel der Bänder entspricht jedes Band einem etwas anderen Antriebsverhältnis, und somit rutschen die Bänder übereinander und benötigen ausreichend Schmierung. Ein zusätzlicher Schmierfilm wird auf die Riemenscheiben angewendet. Der Film muss dick genug sein, um einen direkten Kontakt zwischen der Riemenscheibe und der Kette zu verhindern, aber dünn genug, um keine Stromverschwendung zu verschwenden, wenn jedes Kettenelement in sie eintritt.

Einige CVTs übertragen die Leistung über die Ausgangsscheibe über Spannung im Gürtel (eine "Ziehung"), während andere anwenden Kompression der Kettenelemente (wo die Eingangsscheibe den Gürtel "drückt", was wiederum die Ausgangsscheibe drückt).[6][7][8]

Positiv unendlich variable Kettenantriebe (PIV) sind sich dadurch unterschiedlich, dass sich die Kette positiv mit den konischen Riemenscheiben verbindet. Dies wird erreicht, indem in jedem Kettenverbindung ein Stapel von vielen kleinen rechteckigen Platten aufweist, die unabhängig von Seite zu Seite gleiten können. Die Platten können ziemlich dünn sein, um einen Millimeter dick. Die konischen Riemenscheiben haben radiale Rillen. Eine Rille auf einer Seite der Riemenscheibe wird auf der anderen Seite mit einem Kamm erfüllt, und so werden die Gleitplatten hin und her gedrückt, um sich dem Muster anzupassen, und bilden effektiv Zähne der richtigen Tonhöhe, wenn sie zwischen den Riemenscheiben gedrückt werden. Aufgrund der ineinandergreifenden Oberflächen kann dieser Antriebstyp ein erhebliches Drehmoment übertragen und daher in industriellen Anwendungen häufig eingesetzt. Die maximale Geschwindigkeit ist jedoch signifikant niedriger als andere CVTs auf Riemenscheibenbasis. Die Schieber werden sich über jahrelange Nutzung langsam abnutzen. Daher werden die Platten länger gemacht als benötigt, sodass mehr Verschleiß vor der Kette renoviert oder ersetzt werden muss. Es ist eine konstante Schmierung erforderlich und so ist das Gehäuse normalerweise teilweise mit Öl gefüllt.[9][10]

Toroidal

Toroidal CVT in der verwendet Nissan Cedric (Y34)

Toroidale CVTs, wie auf dem verwendet Nissan Cedric (Y34),[11][12] und die von cvtcorp gebaut,[13] bestehen aus einer Reihe von Discs und Walzen. Die Scheiben können als zwei fast konikum angeordnete Punkt-zu-Punkte Torus. Eine Scheibe ist die Eingabe und die andere ist die Ausgabe. Zwischen den Discs befinden sich Walzen, die das Verhältnis und die Übertragungsleistung von einer Seite zur anderen variieren. Wenn die Achsen der Walzen sind aufrecht Für die Achse der Discs ist der effektive Durchmesser für die Eingangsscheiben und die Ausgangsscheiben gleich, was zu einem Antriebsverhältnis von 1: 1 führt. Bei anderen Verhältnissen werden die Walzen entlang der Oberflächen der Discs so gedreht, dass sie mit unterschiedlichen Durchmessern mit den Scheiben in Kontakt stehen, was zu einem Antriebsverhältnis von etwas anderem als 1: 1 führt.[14]

Ein Vorteil eines toroidalen CVT ist die Fähigkeit, höhere Drehmomentlasten zu standhalten als einem CVT auf Riemenscheibenbasis.[15] In einigen toroidalen Systemen kann die Schubrichtung innerhalb der CVT umgekehrt werden, wodurch die Notwendigkeit eines externen Geräts zur Bereitstellung eines Umkehrrads entfernt werden muss.[16]

Ratschen

Eine Ratsche-CVT verwendet eine Reihe von Einweg Kupplungen oder Ratschen das korrigiert und summiert nur "vorwärts" Bewegung. Die Ein-Aus-Merkmale eines typischen Ratschen Geschwindigkeit von einer bestimmten Eingangsgeschwindigkeit (gemäß einer unendlich variablen Übertragung). Das Antriebsverhältnis wird durch Ändern der Verknüpfungsgeometrie innerhalb der oszillierenden Elemente so angepasst, dass die summierte maximale Verknüpfungsgeschwindigkeit eingestellt wird, selbst wenn die durchschnittliche Verknüpfungsgeschwindigkeit konstant bleibt.

Ratschen -CVTs können ein wesentliches Drehmoment übertragen, da ihre statische Reibung im Vergleich zum Drehmomentdurchsatz tatsächlich zunimmt, sodass das Schlupf in ordnungsgemäß gestalteten Systemen unmöglich ist. Die Effizienz ist im Allgemeinen hoch, da der größte Teil der dynamischen Reibung durch sehr geringfügige Änderungen der Übergangskupplungsgeschwindigkeit verursacht wird. Der Nachteil der Ratschen-CVTs ist die Schwingung, die durch den aufeinanderfolgenden Übergang der Geschwindigkeit verursacht wird, das zur Beschleunigung des Elements erforderlich ist, das das zuvor Betriebs- und Verlauf der Stromübertragung ersetzen muss.

Das Entwurfsprinzip stammt aus dem vor den 1930er Jahren, wobei das ursprüngliche Design konvertieren soll Drehbewegung zu schwingende Bewegung und zurück zur Rotationsbewegung mit Rolllupen.[17] Dieses Design bleibt ab 2017 in der Produktion für die Verwendung mit Elektromotoren mit niedriger Geschwindigkeit.[18] Ein als Fahrradübertragung prototypisiertes Beispiel wurde 1994 patentiert.[19] Das Betriebsprinzip für ein Ratschen -CVT -Design mit a Scotch Joch Mechanismus zur Umwandlung der Drehbewegung in oszillierende Bewegung und nicht kreisförmige Zahnräder Um ein gleichmäßiges Eingangsausgangsverhältnis zu erreichen, wurde 2014 patentiert.[20]

Hydrostatisch/hydraulisch

Hydrostatischer CVT in a Honda DN-01 Motorrad

Hydrostatische CVTs (2 Zahnräder durch Ketten- oder Gürtelbewegung) verwenden a Variable Verschiebungspumpe und ein hydraulischer Motor; Somit konvertiert das Getriebe den Hydraulikdruck in die Drehung der Ausgangswelle. Der Name, obwohl der Begriff missbräuchlich hydrostatischunterscheidet diese Übertragungen, die verwenden Pumpen mit positiven Ablagerungen, aus Flüssigkeitskupplungen wie zum Beispiel Drehmomentwandler diese Verwendung Rotodynamische Pumpen Drehmoment übertragen.

Die Vorteile von hydrostatischen CVTs sind:

  • Ihre Skalierbarkeit zu einer Drehmomentkapazität, die durch einen Hydraulikmotor erreicht werden kann.
  • Die Übertragung von Strom an die Radnabe mit flexiblen Schläuchen, ein flexibleres Aufhängungssystem und die Vereinfachung des Designs von ermöglicht Allradantrieb artikulierte Fahrzeuge.
  • Der glatte Übergang durch alle Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten, die mit einem einzelnen Hebel gesteuert werden können.
  • willkürlich langsame Kriechgeschwindigkeiten bei voller Drehmoment, was eine präzise Fahrzeugbewegung ermöglicht.
  • die mögliche Bereitstellung der Geschwindigkeitskontrolle für andere hydraulische Komponenten, wie z. Hydraulische Zylinder.

Im Vergleich zu Getriebebasis sind hydrostatische CVTs im Allgemeinen teurer, aber bei Maschinen, bei denen bereits hydraulische Leistungsübertragung verwendet wird, sind die zusätzlichen Komplexität und Kosten weniger signifikant. Wie bei den meisten hydraulisch angetriebenen Übertragungen erfordert die Übertragung eines hohen Drehmoments für verlängerte Dauer die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit.

Die Verwendung hydrostatischer CVTs umfassen Futterernte, Kombinieren Sie Ernte, kleine Räder/verfolgt/Skid-Steer Lader, Crawler Traktoren, und Straßenrollen. Ein landwirtschaftliches Beispiel, das von produziert wurde von Agco, spaltet die Leistung zwischen hydrostatischer und mechanischer Übertragung in die Ausgangswelle über ein Planetary -Gang in die vorwärts gerichtete Fahrtrichtung (umgekehrt ist die Leistungsübertragung vollständig hydrostatisch); Dies reduziert die Last am hydrostatischen Teil der Getriebe, wenn sie in die Vorwärtsrichtung durch die Übertragung eines signifikanten Teils des Drehmoments durch effizientere feste Zahnräder übertragen.[21]

Eine Variante namens die Integrierte hydrostatische Transe (IHT) verwendet ein einzelnes Gehäuse sowohl für hydraulische Elemente als auch für Gangelemente und wird in einigen verwendet Mini-Arectors und Fahrt Rasenmäher.

Der 2008-2010 Honda DN-01 Cruiser Motorrad verwendete eine hydrostatische CVT in Form einer axialen Kolbenpumpe mit variabler Ablagerung mit einem Variablenwinkel SWASHPLATE.

Die Japaner Typ 10 Tank verwendet ein hydraulisches mechanisches Getriebe.[Klarstellung erforderlich]

Elektrisch

Siehe auch: Übertragung (Mechanik) § Elektrische Variable

Elektrische CVTs, verwendet in Serie Hybrid elektrische Fahrzeuge (Shevs), haben drei oder vier Hauptelemente. Dies sind eine Stromquelle, a Generator, ein Elektromotor, und ein Batteriepack. Das Grundprinzip der elektrischen CVT ist analog zum hydrostatischen CVT, da die Stromquelle einen elektrischen Generator antreibt, während ein Motor an die Ausgangswelle angeschlossen ist - der Generator und der Motor sind durch eine elektrische Schaltung angeschlossen. Anders als bei der hydrostatischen CVT kann die Zugabe eines Akkus überschüssiger Strom speichern, der normalerweise während des Fahrzeugbetriebs verschwendet wird.

Es könnte leicht argumentiert werden, dass ein Generator, der einen Motor durch eine Art elektronische Geschwindigkeitskontrolle anführt, ein kontinuierlich variables Getriebe darstellt. Elektrische Getriebe haben den Vorteil einer großen Flexibilität beim Layout, da sich der Generator in Bezug auf jeden Abstand oder die Ausrichtung im Verhältnis zum Motor befinden kann. Darüber hinaus kann jeder erzeugte überschüssige Strom in Batterien gespeichert und darauf gezogen werden, wenn hohe Lasten auftreten. Sie sind jedoch schwer und ineffizient; Die Effizienz eines typischen Generators oder Motors beträgt nur 75% bis 80%, und zwei führt zu einer Effizienz von nur 56% bis 64%. Dies beschränkt ihre Verwendung auf Situationen, in denen andere Arten von Übertragungen nicht verwendet werden können.

Diese Serienarrangement ist der Standard für schwere Fahrzeuge. Diesellokomotiven und einige Schiffe (und in jüngerer Zeit, Hybrid -Elektroautos) Verwenden Sie solche Anträge. Elektrische CVTs dienen in Situationen, in denen die Stromquelle und die Lastplätze einen direkten mechanischen Antrieb verbieten und in denen eine genaue Übertragung von hoher Leistung erforderlich ist.

Diagramm eines EVT als Teil eines Fahrzeugantriebsstrangs

Darüber hinaus ist die elektrische Variablenübertragung (EVT), nicht mit dem verwechselt zu werden elektrisch variable Übertragungen in einigen Hybridautos sind "vollständig elektromagnetisch kontinuierlich variable Übertragung, die zwei zusätzliche elektrische Anschlüsse für die Hybridfunktionalität liefert ", entwickelt durch elektrische variable Übertragung Bv. Es besteht aus zwei konzentrischen Rotoren von einem konventionellen untergebracht Stator. Diese Art von CVT ist sehr selten, wobei ein Beispiel bei getestet wird Gent Universität. Zu den Vorteilen dieses EVT gehören seine Multitasking-Fähigkeit (entweder als Hybridmotor oder CVT), eine höhere projizierte Effizienz und ein wartungsarmes Design ohne Schmierung, Versiegelung oder Ventile, wobei nur die Wartung der Schlupfringe gewartet werden müssen. Das Fehlen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Motor und den Rädern führt auch zu Überlastschutz und Vibrationsdämpfung.[22]

Kegel

Evans variable Geschwindigkeit Gegenwelle

Ein Kegel -CVT variiert das Antriebsverhältnis, indem ein Rad oder einen Gürtel entlang der Achse einer oder mehrerer konischer Walzen bewegt wird. Die einfachste Art von Kegel-CVT, die einköpfige Version, verwendet ein Rad, das sich entlang der Steigung des Kegels bewegt und eine Variation zwischen den schmalen und weiten Durchmessern des Kegels erzeugt.

Einige Cone CVT -Designs verwenden zwei Walzen.[23][24] 1903 beantragten William Evans und Paul Knauf ein Patent auf ein kontinuierlich variables Getriebe unter Verwendung von zwei parallelen konischen Walzen, die in entgegengesetzte Richtungen zeigten und durch Gürtel verbunden sind, die entlang der Kegel geschlagen werden konnten, um das Übertragungsverhältnis zu variieren.[25][26] Die in den 1920er Jahren hergestellte Gegenwelle mit variabler Geschwindigkeit ist einfacher-die beiden Walzen sind mit einer kleinen konstanten Breite zwischen ihnen angeordnet, und die Position eines Lederkabels, das zwischen den Walzen läuft, bestimmt das Übertragungsverhältnis.[27]

Eine andere Art von Kegel -CVT besteht als "Warko", bei dem eine Reihe kleinerer Eingangskegel verwendet werden, die um einen größeren Ausgangskegel angeordnet sind. Die Leistung wird durch Reibung zwischen den Zapfen übertragen und die Anzahl der Eingangskegel wird durch die Drehmomentschwelle des Getriebes bestimmt. Das Kreuzung des Ausgangskegels ist leicht konvex und eine kleinere Krümmung als die der leicht konkaven Eingangskegel. Das Übertragungsverhältnis wird variiert, indem die Achsen der Eingangskegel so geneigt werden, dass sie den Ausgangskegel an einem anderen Punkt entlang seiner Achse kontaktieren.[28]

Epicyclic

In einem (n epicyclic CVT (auch als planetarisches CVT bezeichnet) wird das Zahnradverhältnis verschoben, indem die Achsen der kugelförmigen Walzen gekippt werden, um unterschiedliche Kontaktradien bereitzustellen, die wiederum den Eingangs- und Ausgangsscheiben antreiben. Dies ist im Prinzip wie Toroid -CVTs ähnlich. Zu den Produktionsversionen gehört der Toyota E-CVT (das 1997 debütierte Toyota Prius)[29] und die Nuvinci Cvt.[30]

Andere Arten

Reibungsscheibe Getriebe wurden in mehreren Fahrzeugen und kleinen Lokomotiven verwendet, die früh gebaut wurden 20. Jahrhundert, einschließlich der Lambert und Metz Automobile. Heute verwendet SchneegebläseDiese Übertragungen bestehen aus einer Ausgangsscheibe, die über die Oberfläche der Eingangsscheibe bewegt wird, auf der sie rollt. Wenn die Ausgangsscheibe auf eine Position gleich sein, die einem eigenen Radius entspricht, beträgt das resultierende Antriebsverhältnis 1: 1. Das Antriebsverhältnis kann auf unendlich (d. H. Eine stationäre Ausgangsscheibe) eingestellt werden, indem die Ausgangsscheibe in die Mitte der Eingangsscheibe verschoben wird. Die Ausgangsrichtung kann auch umgekehrt werden, indem die Ausgangsscheibe über die Mitte der Eingangsscheibe hinausgezogen wird. Die Übertragung frühzeitig Plymouth Lokomotiven Auf diese Weise arbeitete auf Traktoren mit Reibscheiben der Umkehrgeschwindigkeitsbereich in der Regel begrenzt.[31]

Noch in der Entwicklung überträgt die magnetische CVT das Drehmoment unter Verwendung einer nichtkontakten magnetischen Kopplung.[32] Das Design verwendet zwei Ringe von permanenten Magneten mit einem Ring aus Stahlpolstücken, um ein Planetary -Gang mit Magneten zu erstellen.[33] Es wird behauptet, dass der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu einem mechanischen System um 3 bis 5 Prozent reduziert wird.[33]

Unendlich variable Übertragungen

Diagramm eines IVT

Einige CVTs können auch als funktionieren unendlich variable Übertragung (IVT), der einen unendlichen Bereich von niedrigen Zahnrädern bietet (z. B. mit unendlich langsamer Geschwindigkeit nach vorne nach vorne nach vorne). Einige IVTs verhindern Hintergrund (Wenn sich die Ausgangswelle wie ein Automobilgetriebe in neutralem Automobilgetriebe frei drehen kann), da ein hohes Drehmoment mit einem hohen Rückgang bereitgestellt wird. Andere IVTs, wie z. B. Ratschentypen, ermöglichen es der Ausgangswelle, sich frei zu drehen. Die Arten von CVTs, die als IVTs funktionieren können, umfassen epicyclische, Reibungsscheiben- und Ratschen-CVTs.

In einem epicyclischen IVT werden unendlich niedrige Antriebsverhältnisse erzeugt, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle gleich der Differenz zwischen zwei anderen Geschwindigkeiten innerhalb der CVT ist. In dieser Situation fungiert die CVT als Regulator der Drehgeschwindigkeit eines der drei Rotatoren des Planetengetriebes. Da zwei der Rotatoren die Eingabe und Ausgabe des Reglers sind, kann die CVT so konfiguriert werden, dass sie für eine bestimmte Eingangsgeschwindigkeit zu einer Ausgangsgeschwindigkeit von Null führt. Die Eingangsgeschwindigkeit des CVT entspricht immer dem Motor, selbst wenn die Ausgangsgeschwindigkeit Null ist.

Ursprünge

Im Jahr 1879, Milton Reeves erfand einen CVT (dann a genannt a Übertragung von Variablengeschwindigkeiten) zum Einsatz in Sägewerk. 1896 begann Reeves, dieses Getriebe an seine Autos anzupassen,[34] und die Reeves CVT wurde auch von mehreren anderen Herstellern verwendet.

Der 1911 Zenith Gradua 6 PS Motorrad verwendete eine Riemenscheibe-basierte Gradua CVT.[35][36] Ein Jahr später die Rudge-Whitworth Multigear wurde mit einem ähnlichen, aber verbesserten CVT veröffentlicht. Andere frühe Autos zur Verwendung eines CVT waren die 1913-1923 David Kleine Dreiräder in Spanien gebaut, Cyclecars,[37] die 1923 Clyno gebaut in Großbritannien und 1926 Constantinesco Saloon gebaut in Großbritannien.

Anwendungen

Automobile

Siehe auch: Liste der Automobile mit kontinuierlich variablen Übertragungen
2000-Präsens Toyota K Cvt

Das erste Massenproduktionauto für die Verwendung eines CVT war das 1958 DAF 600 aus die Niederlande.[38] Es ist Variomatisch Das Getriebe wurde in mehreren von DAF und Volvo gebauten Fahrzeugen bis in die 1980er Jahre verwendet.[39]

Die 1987 Ford Fiesta der zweiten Generation und Fiat Uno der ersten Generation wurde die ersten Autos mit CVTs mit Stahl ausgestattet (im Gegensatz zu dem weniger robusten Gummi-DAF-Design). Das Multitronische Übertragung wurde von Ford entwickelt, Van Doorneund Fiat mit Arbeiten an der Übertragung ab 1976.[40]

Auch 1987 die Ecvt wurde als optionales Getriebe auf der eingeführt Subaru Justy,[41][42] Die Produktion war aufgrund der begrenzten Produktion von Van Doorne auf 500 Einheiten pro Monat begrenzt. Im Juni dieses Jahres stiegen die Vorräte auf 3.000 pro Monat, was Subaru dazu veranlasste, die CVT in der verfügbar zu machen Rex Kei Auto.[43] Subaru hat auch seine CVTs an andere Hersteller geliefert (ein Beispiel ist das Jahr 1992 Nissan Micra).[40]

Die 1996 Honda Civic der sechsten Generation stellte eine Riemenscheibenbasis ein Multi -Matic CVT, der a enthielt Drehmomentwandler verhindern müßiges Kriechen.[44]

Die Verwendung von CVTs verbreitet sich dann in den folgenden Jahren auf Modelle, einschließlich der 1998 Nissan Cube, 1999 Rover 25 und 1999 Audi A6.[45] Marketing -Begriffe für CVTs umfassen "lineartronic" (subaru), "xtronisch" (Jatco, Nissan, Renault), Invecs-III (Mitsubishi), Multitronisch (Volkswagen, Audi), "autotronisch" (Mercedes Benz) und "ivt" (Hyundai, Kia).

Die 1999 Nissan Cedric (Y34) verwendete eine toroidale CVT-im Gegensatz zu den von anderen Herstellern verwendeten Konstruktionen auf Riemenscheibenbasis-als die als die gekennzeichnet Nissan Extrid, der einen Drehmomentwandler umfasste. Nissan wechselte dann 2003 von toroidal zu CVTs auf Riemenscheibenbasis.[46] Die Version des CVT mit dem verwendet VQ35de Motor in der Nissan Altima der vierten Generation Es wird behauptet, dass es in der Lage ist, höhere Drehmomentlasten zu übertragen als andere Gürtel -CVTs.[47]

Das 2019 Toyota Corolla (E210) ist mit einem CVT erhältlich, der neben der CVT -Riemenscheibe von einer physischen "Startausrüstung" unterstützt wird. Bei Geschwindigkeiten von bis zu 40 km/h wird das Startgetriebe verwendet, um die Beschleunigung zu erhöhen und die Spannung des CVT zu verringern. Über dieser Geschwindigkeit wechselt das Getriebe auf die CVT.[48]

Mehrere Hybrid -Elektrofahrzeuge- wie der Toyota Prius, Nissan Altima, Mitsubishi Outlander Phrev und Ford Escape Hybrid-verwenden Elektrische variable Übertragungen (EVTS) Um den Strom des Elektromotors und des Verbrennungsmotors zu steuern. Diese unterscheiden sich von Standard -CVTs darin, dass sie zusätzlich zum Motor von einem Elektromotor betrieben werden.

Rennautos

In den Vereinigten Staaten, Formel 500 Openrad Rennautos haben seit den frühen 1970er Jahren CVTs verwendet. CVTs waren verboten aus der Formel 1 1994 (zusammen mit mehreren anderen elektronischen Systemen und Fahrhilfen) aufgrund von Bedenken hinsichtlich einer Eskalation Forschung und Entwicklung Kosten und eine bestimmte Beteiligung der Fahrer mit den Fahrzeugen aufrechterhalten.[49]

Kleine Fahrzeuge

Viele kleine Fahrzeuge - wie zum Beispiel als Schneemobil, Golfwagen, und Motorroller- Verwenden Sie CVTs, typischerweise der Riemenscheibe -Sorte. CVTs in diesen Fahrzeugen verwenden häufig einen Gummigürtel mit einem nicht strapendenden festen Umfang, der unter Verwendung verschiedener hochlebiger und flexibler Materialien hergestellt wird, da die mechanische Einfachheit und einfache Verwendung ihrer vergleichenden Ineffizienz überwiegen. Einige Motorroller enthalten a Zentrifugalkupplung, um beim Leerlauf oder manuell umzukehren, um den Roller umzukehren.[50]

Die 1974 Rokon RT340 TCR Automatik Offroad-Motorrad wurde mit einem Schneemobil-CVT ausgestattet. Der Erste EIN FERNSEHER ausgestattet mit einem CVT war das Polaris Trail Boss im Jahr 1985.

Farm- und Erdbewegungsausrüstung

Kombinieren Sie Ernte Gebrauchte variable Gürtelfahrten bereits in den 1950er Jahren. Viele kleine Traktoren und selbstfahrendes Mäher Für Haus- und Garten verwenden Sie einfache Gummi -Gürtel -CVTs. Hydrostatische CVTs sind in den größeren Einheiten häufiger.[Beispiel erforderlich] Bei der Mäh- oder Ernteoperation kann die CVT die Vorwärtsgeschwindigkeit der Geräte unabhängig von der Motordrehzahl einstellen. Auf diese Weise kann der Bediener nach Bedarf verlangsamen oder beschleunigen, um Variationen der Dicke der Ernte aufzunehmen.

Hydrostatische CVTs werden in kleinen bis mittelgroßen landwirtschaftlichen und erdbewegten Geräten verwendet. Da die Motoren in diesen Maschinen in der Regel mit konstanter Leistung ausgeführt werden (um Hydraulikleistung oder Strommaschinen bereitzustellen), werden Verluste der mechanischen Effizienz durch verbesserte Betriebseffizienz ausgeglichen. Beispielsweise werden in erdbeweglichen Geräten die vorwärts rensiver Shuttle-Zeiten verringert. Die Geschwindigkeit und die Ausgabe des CVT werden verwendet, um die Reisegeschwindigkeit und manchmal die Lenkung des Geräts zu steuern. Im letzteren Fall kann die erforderliche Geschwindigkeitsdifferential für das Lenk der Geräte von unabhängigen CVTs geliefert werden, sodass die Lenkung ohne mehrere Nachteile im Zusammenhang mit anderen Skid -Steer -Methoden (wie Bremsverlusten oder Verlust des Tricks) erreicht werden kann.

Die 1965 Radpferd 875 und 1075 Gartentraktoren waren die ersten derartigen Fahrzeuge, die mit einem hydrostatischen CVT ausgestattet waren. Das Design verwendete eine Variable-Desplacement-SCHWASH-Plattenpumpe und einen hydraulischen Motor vom Typ fester Verdrängung mit einem einzigen Kompaktpaket. Die Rückverhältnisse wurden erreicht, indem der Fluss der Pumpe durch Überzentrierung der Sumpfplatte umgekehrt wurde. Die Beschleunigung wurde begrenzt und durch die Verwendung von Druckkapitellen und Entlastungsventilen zwischen Pumpe und Motor geglättet, um die plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen bei der direkten hydraulischen Kopplung zu verhindern. Zu den nachfolgenden Versionen gehörten feste Spülplattenmotoren und Kugelpumpen.

Die 1996 Fendt Vario 926 war der erste Hochleistungs-Traktor, der mit einem IVT-Getriebe ausgestattet war. Es ist nicht dasselbe wie ein hydostatischer CVT. Mit dieser Übertragung wurden über 100.000 Traktoren hergestellt.[51]

Stromerzeugungssysteme

CVTs wurden in verwendet Flugzeug Elektrische Stromerzeugungssysteme seit den 1950er Jahren.

CVTs mit Schwungrädern werden als verwendet Speed ​​Gouverneur zwischen einem Motor (z. B. einer Windkraftanlage) und der Stromgenerator. Wenn der Motor ausreichend Strom erzeugt, ist der Generator direkt an die CVT angeschlossen, die dazu dient, die Geschwindigkeit des Motors zu regulieren. Wenn der Leistungsausgang zu niedrig ist, wird der Generator getrennt und die Energie im Schwungrad gespeichert. Erst wenn die Geschwindigkeit des Schwungrads ausreicht, wird die kinetische Energie zeitweise mit der vom Generator erforderlichen Geschwindigkeit in Strom umgewandelt.

Andere Verwendungen

Etwas Bohrerpressen und Fräsmaschinen enthalten ein einfaches CVT-System mit einem einfachen Gürtelantrieb, um die Geschwindigkeit der zu steuern Futter, einschließlich der Jet-Modelle J-A5816 und J-A5818.[52] In diesem System ist der effektive Durchmesser nur der Ausgangswellenträle kontinuierlich variabel. Die mit dem Motor angeschlossene Eingangsscheibe ist normalerweise im Durchmesser festgelegt (oder manchmal mit diskreten Schritten, um eine Auswahl der Geschwindigkeitsbereiche zu ermöglichen). Der Bediener passt die Geschwindigkeit des Bohrers mit einem Handrad ein, das die Breite des Spaltes zwischen den Riemenscheibenhälften steuert. EIN Spanner Die Riemenscheibe wird im Riemengetriebe implementiert, um den Gürtel im Gürtel aufzunehmen oder freizusetzen, wenn die Geschwindigkeit geändert wird.

Winde und Hebezeuge sind auch eine Anwendung von CVTs, insbesondere für diejenigen, die das Übertragungsverhältnis an das resistente Drehmoment anpassen.

Fahrräder Mit CVT Getriebe hat sich ein begrenzter kommerzieller Erfolg erzielt, wobei ein Beispiel eine Reihe von Gearing-Äquivalent zu einem Achtgang-Schalthebel lieferte.[53] Das kurze Getriebe des Fahrrads half beim Radfahren bergauf, aber das CVT wurde festgestellt, dass das Gewicht des Fahrrads signifikant erhöht wurde.[54]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Fischetti, Mark (Januar 2006). "Keine Gang mehr". Wissenschaftlicher Amerikaner. 294 (1): 92–3. Bibcode:2006Sciam.294a..92f. doi:10.1038/Scientificamerican0106-92. PMID 16468439.
  2. ^ a b "Wie CVTs funktionieren". Howsuffworks.com. 27. April 2005. Abgerufen 26. August 2020.
  3. ^ "CVT -Effizienz" (PDF). Zeroshift.com. Archiviert von das Original (PDF) am 14. Juli 2014. Abgerufen 22. April 2014.
  4. ^ "Xtronic CVT | Nissan | Technologie". Nissan Motor Corporation Globale Website. Nissan Motor Co. Ltd. Archiviert Aus dem Original am 20. Januar 2011. Abgerufen 20. September 2021.
  5. ^ "Pushbelt". Bosch Mobilitätslösungen. Robert Bosch GmbH. Archiviert vom Original am 8. Mai 2021. Abgerufen 20. September 2021.
  6. ^ Ambrósio, Jorge A. C. (5. Juli 2005). Fortschritte in rechnerischen Multibody -Systemen. Springer. p. 271. ISBN 9781402033926. Abgerufen 8. Juli 2020.
  7. ^ Pfeiffer, Friedrich (2008). Mechanische Systemdynamik. Springer. p. 320. ISBN 978-3-540-79436-3. Abgerufen 8. Juli 2020.
  8. ^ "CVT -Transaxle -Stahl -Pushgürtel" Konstruktion ". Weber State University. Archiviert vom Original am 7. November 2021. Abgerufen 8. Juli 2020 - über YouTube.
  9. ^ "PIV Vertical Drives - Gayatri Ausrüstung". Abgerufen 15. September 2020.
  10. ^ "Positiv unendlich variable (PIV) Kette". usarollerchain.com. Abgerufen 15. September 2020.
  11. ^ "Nissans seltsames Doppel-CVT eignet sich perfekt für Hochtorque-Anwendungen". Straße & Track. 5. Dezember 2018. Abgerufen 16. Juli 2020.
  12. ^ "Tech & Trends: Nissan produziert erstaunliche neue CVT". sternsAuto.com. 1. Dezember 1999. Abgerufen 16. Juli 2020.
  13. ^ {{{web | title = cvtcorp Technology | url =https://www.cvtcorp.com/expertise/?lang=en
  14. ^ "Wie CVTs funktionieren - toroidale CVTs". Howstuffworks.com. 27. April 2005. Abgerufen 16. Juli 2020.
  15. ^ "Extrid CVTs-Für die Anwendung auf Fahrzeuge mit Heckantrieb, die mit großem Motor angetrieben werden" (PDF). nissan-global.com. Abgerufen 16. Juli 2020.
  16. ^ "Entwicklungen bei Volltoroid-Traktion fahren unendlich und kontinuierlich variable Übertragungen (CTI Innovative Automotive Getriebekonferenz und Ausstellung)" (PDF). Torotrak. August 2007. archiviert von das Original (PDF) am 17. September 2012.
  17. ^ Franklin, D. (1930). Geniale Mechanismen für Designer und Erfinder ... (1. Aufl.). Industriepresse. S. 343–345. ISBN 0-8311-1084-8.
  18. ^ "fährt". Zero-max.com. Archiviert von das Original am 1. März 2009. Abgerufen 19. September 2009.
  19. ^ "US-Patent US5516132A: Übertragung von Variablengeschwindigkeiten". 22. Juli 1994. Abgerufen 17. Juli 2020.
  20. ^ "US-Patent US9970520B2: Kontinuierliche variable Übertragung mit einheitlichem Eingangs-zu-Ausgaberie-Verhältnis, das von der Reibung nicht abhängig ist". 18. März 2014. Abgerufen 17. Juli 2020.
  21. ^ "AGCOs kontinuierlich variable Übertragung (CVT) erklärt". Youtube. Archiviert vom Original am 7. November 2021. Abgerufen 26. Oktober 2012.
  22. ^ "Elektrische variable Übertragung". Universität Gent. Abgerufen 20. September 2021.
  23. ^ "CVT erklärte". Archiviert vom Original am 7. November 2021. Abgerufen 27. August 2011 - über YouTube.
  24. ^ "CVT -Übertragung". Archiviert vom Original am 7. November 2021. Abgerufen 27. August 2011 - über YouTube.
  25. ^ William Evans und Paul Knauf, Variable-Geschwindigkeitsübertragungsgerät, US -Patent 759872, erteilt 17. Mai 1904.
  26. ^ William Evans und Paul Knauf, Stromübertragungsgerät, US -Patent 759873, erteilt 17. Mai 1904.
  27. ^ "Evans Friction Cone Co. Werbung". Maschinenmagazin. 19. Januar 1922. Abgerufen 18. Juli 2020.
  28. ^ "Warko - Operationsprinzip". Warko. Archiviert Aus dem Original am 28. April 2017. Abgerufen 20. September 2021.
  29. ^ "Vor- und Nachteile einer Toyota CVT -Übertragung". Galetoyota.com. 27. April 2016. Abgerufen 18. Juli 2020.
  30. ^ "Kontinuierlich variable Planetenübertragung". Oemoffhighway.com. 21. Februar 2011. Abgerufen 18. Juli 2020.
  31. ^ Ingenieure, Society of Automotive (1918). "Traktor -Reibungsübertragungen". Das Journal der Society of Automotive Engineers: 440.
  32. ^ "Magnete bieten Vorteile als Alternative zu mechanischen Zahnrädern". EngineerLive.com. 7. Februar 2012. Abgerufen 7. Februar 2012.
  33. ^ a b "Magnetische kontinuierlich variable Übertragung". Magneticsmag.com. 4. November 2013. Abgerufen 16. Juli 2020.
  34. ^ "Eine Geschichte von zwei Brüdern". gaenginemagazine.com. Januar 2006. Abgerufen 19. Juli 2020.
  35. ^ "Eigentum von Pete Gagan, 1914 Zenith-Jap 8HP 'Gradua' Twin Frame Nr. 4499 Motor Nr. 46612". Bonhams.com. Abgerufen 19. Juli 2020.
  36. ^ "Wie es funktioniert: CVT". Classicsworld.co.uk. 4. Januar 2019. Abgerufen 19. Juli 2020.
  37. ^ "David Historia". Autopasion18.com.
  38. ^ "Wann haben Autos die CVT -Automatik angenommen?". autotrader.com. Abgerufen 10. Juli 2020.
  39. ^ Hilton Holloway, Martin Buckley (2002). Autos des 20. Jahrhunderts. Carlton. ISBN 978-1-84222-835-7.
  40. ^ a b Poulton, M.L. (1997). Kraftstoffene effiziente Auto -Technologie. Computermechanik Publikationen. p. 69. ISBN 978-1-85312-447-1.
  41. ^ "Fuji Heavy Industries zur Steigerung der Produktion von ECVT -Systemen". Nihon Keizai Shimbun. Tokio: 12. 13. Juni 1987.
  42. ^ "Was ist eine kontinuierlich variable Übertragung (CVT)?". edmunds.com. 13. Februar 2001. Abgerufen 10. Juli 2020.
  43. ^ "Fuji Heavy Industries zur Steigerung der Produktion von ECVT -Systemen". Nihon Keizai Shimbun: 12. 13. Juni 1987.
  44. ^ "Honda Worldwide - Technologie Bilderbuch - CVT". Honda.com. Abgerufen 19. Oktober 2015.
  45. ^ "Audi Multitronic -Übertragung". audiworld.com. Abgerufen 10. Juli 2020.
  46. ^ "Überblick über technologische Entwicklungsaktivitäten von Nissan: Xtronic CVT". nissan-global.com. Archiviert von das Original am 5. September 2012. Abgerufen 19. September 2009.
  47. ^ "CVT". Jatco. Archiviert von das Original am 4. Dezember 2010.
  48. ^ 2019 Toyota Corolla Hatch: Top 5 Dinge, die Sie wissen müssen!. 15. April 2018. Archiviert vom Original am 7. November 2021. Abgerufen 29. Dezember 2019 - über YouTube. 2019 Toyota Corolla Hatch: Top 5 Dinge, die Sie wissen müssen!
  49. ^ Keith Collantine (3. Mai 2007). "Verbot! Kontinuierlich variable Übertragung". F1fanatic.co.uk. Abgerufen 17. Juni 2011.
  50. ^ "Verwendung von Kupplung mit CVT". scootnfast.com. Abgerufen 6. Januar 2012.
  51. ^ "Fendt History". fendt.com. Abgerufen 26. Oktober 2012.
  52. ^ "Betriebsanweisungen und Teilehandbuch 15-Zoll-Drehzahl von Variablengeschwindigkeit Pressemodellen: J-A3816, J-A5816, J-A5818" (PDF). Jettools.com.
  53. ^ "Hier ist der Beweis dafür, dass Pendlerräder nicht saugen müssen". Verdrahtet. Abgerufen 8. Juli 2020.
  54. ^ "Wie ein Fahrrad mit unendlichen Zahnrädern die Art und Weise veränderte, wie ich pendle". gizmodo.com.au. 5. Februar 2017. Abgerufen 12. Juli 2020.