Бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая коробка передач ( вариатор ) представляет собой автоматическую коробку передач , которая может изменяться плавно путем непрерывного диапазона передаточных отношений . Это контрастирует с другими трансмиссиями, которые обеспечивают ограниченное количество передаточных чисел с фиксированными ступенями. Гибкость вариатора с подходящим управлением может позволить двигателю работать с постоянной частотой вращения, в то время как транспортное средство движется с различными скоростями.

Вариатор на основе шкивов

Вариаторы используются в автомобилях , тракторах , мотороллерах , снегоходах и землеройной технике .

Наиболее распространенный тип вариатора использует два шкива, соединенных ремнем или цепью , однако время от времени также использовались несколько других конструкций.

Шкив

Цепной привод PIV
"> File:Claas Mercator 12 August 2020 JM (7).webmВоспроизвести медиа
Вариатор зерноуборочного комбайна Claas Mercator . Диаметр шкива можно изменить, сдвигая два конических диска по направлению друг к другу или от них.

В наиболее распространенном типе вариаторов используется клиновой ремень, который проходит между двумя шкивами переменного диаметра. [1] Шкивы состоят из двух половин конической формы, которые перемещаются вместе и расходятся. Клиновой ремень проходит между этими двумя половинами, поэтому эффективный диаметр шкива зависит от расстояния между двумя половинами шкива. V-образное поперечное сечение ремня заставляет его двигаться выше на одном шкиве и опускаться на другом, поэтому передаточное число регулируется путем перемещения двух шкивов одного шкива ближе друг к другу и двух шкивов другого шкива дальше друг от друга. [2]

Поскольку расстояние между шкивами и длина ремня не изменяется, оба шкива необходимо регулировать (один больше, другой меньше) одновременно, чтобы поддерживать необходимое натяжение ремня. Простые вариаторы, сочетающие центробежный приводной шкив с подпружиненным ведомым шкивом, часто используют натяжение ремня для выполнения соответствующих регулировок в ведомом шкиве. [2] Клиновой ремень должен быть очень жестким в осевом направлении шкива, чтобы совершать только короткие радиальные движения при скольжении в шкив и выходе из него.

Толщина ремня в радиальном направлении - это компромисс между максимальным передаточным числом и крутящим моментом. Клиновые ремни, армированные сталью, достаточно для маломощных систем с низким крутящим моментом, таких как грузовые автомобили и снегоходы, но для приложений с более высокой массой и крутящим моментом, таких как автомобили, требуется цепь. Каждый элемент цепи должен иметь конические стороны, подходящие к шкиву, когда ремень движется по крайнему радиусу. По мере того, как цепь входит в шкивы, площадь контакта уменьшается. Поскольку площадь контакта пропорциональна количеству элементов, для цепных ремней требуется много очень мелких элементов.

Конструкция с ременным приводом обеспечивает КПД примерно 88% [3], который, хотя и ниже, чем у механической трансмиссии, но может быть компенсирован, позволяя двигателю работать на наиболее эффективных оборотах независимо от скорости автомобиля. Когда мощность важнее экономии, передаточное число вариатора можно изменить, чтобы двигатель мог вращаться с частотой вращения, при которой он производит наибольшую мощность.

В вариаторах с цепным приводом на шкивы нанесена пленка смазки. Он должен быть достаточно толстым, чтобы шкив и цепь никогда не соприкасались, и он должен быть тонким, чтобы не тратить энергию, когда каждый элемент погружается в смазочную пленку. Кроме того, элементы цепи стабилизируют около 12 стальных лент. Каждая полоса достаточно тонкая, чтобы легко гнуться. При изгибе он имеет идеальную коническую поверхность на боку. В пакете лент каждая лента соответствует немного разному передаточному отношению, поэтому они скользят друг по другу и нуждаются в масле между ними. Кроме того, внешние ленты скользят по стабилизирующей цепи, а центральная лента может использоваться в качестве звена цепи.

Некоторые вариаторы передают мощность на выходной шкив через натяжение ремня («тянущая» сила), в то время как другие используют сжатие звеньев, когда входной шкив «толкает» ремень, который, в свою очередь, толкает выходной шкив. [4] [5] [6]

Цепные приводы с положительно бесступенчатой ​​регулировкой (PIV) отличаются тем, что цепь надежно блокируется с коническими шкивами, это достигается за счет наличия множества небольших прямоугольных пластин в каждом звене цепи, которые могут независимо скользить из стороны в сторону, эти пластины может быть довольно тонким, толщиной около миллиметра. Конические шкивы имеют радиальные канавки, канавка на одной стороне шкива встречается с гребнем на другой стороне, поэтому скользящие пластины толкаются вперед и назад, чтобы соответствовать рисунку, эффективно формируя зубцы правильного шага при сжатии между ними. шкивы. Благодаря блокирующим поверхностям этот тип привода может передавать значительный крутящий момент и поэтому широко используется в промышленных приложениях, однако максимальная скорость значительно ниже, чем у других вариаторов на основе шкивов. Скользящие пластины будут медленно изнашиваться в течение многих лет использования, поэтому пластины делаются длиннее, чем необходимо, что обеспечивает больший износ перед ремонтом или заменой цепи. Требуется постоянная смазка, поэтому корпус обычно частично заполнен маслом. [7] [8]

Тороидальный

Тороидальный вариатор, используемый в Nissan Cedric (Y34)

Тороидальные вариаторы, используемые на Nissan Cedric (Y34) 1999 года [9] [10], состоят из ряда дисков и роликов. Диски можно изобразить как две почти конические части, расположенные один за другим, со сторонами, выпуклыми так, чтобы эти две части могли заполнить центральное отверстие тора . Один диск - это вход, а другой - выход. Между дисками расположены ролики, которые изменяют передаточное отношение и передают мощность с одной стороны на другую. Когда ось ролика перпендикулярна оси дисков, эффективный диаметр одинаков для входных и выходных дисков, что приводит к передаточному отношению 1: 1. Для других передаточных чисел ролики перемещаются вдоль оси дисков, в результате чего ролики контактируют с дисками в точке, имеющей больший или меньший диаметр, что дает передаточное число, отличное от 1: 1. [11]

Преимущество тороидального вариатора - способность выдерживать более высокие крутящие нагрузки, чем вариатор на основе шкива. [12] В некоторых тороидальных системах направление тяги может быть изменено в вариаторе, устраняя необходимость во внешнем устройстве для обеспечения передачи заднего хода. [13]

Трещотка

CVT с храповым механизмом использует ряд односторонних муфт или трещоток, которые исправляют и суммируют только «прямое» движение. Двухпозиционные характеристики типичного храпового механизма означают, что многие из этих конструкций не работают в непрерывном режиме (т.е. технически не являются вариатором), однако на практике есть много общего в работе, и вариатор с храповым механизмом может обеспечивать нулевую выходную скорость из любая заданная входная скорость (согласно бесступенчатой ​​трансмиссии). Передаточное число регулируется путем изменения геометрии рычажного механизма в колеблющихся элементах, так что суммарная максимальная скорость рычага регулируется, даже когда средняя скорость рычага остается постоянной.

Бесступенчатые трансмиссии с храповым механизмом могут передавать значительный крутящий момент, поскольку их статическое трение фактически увеличивается по сравнению с пропускной способностью крутящего момента, поэтому проскальзывание невозможно в правильно спроектированных системах. Эффективность обычно высока, потому что большая часть динамического трения вызывается очень незначительными переходными изменениями скорости сцепления. Недостатком вариаторов с храповым механизмом является вибрация, вызванная последовательным изменением скорости, необходимой для ускорения элемента, который должен вытеснять ранее работавший и замедляющий элемент, передающий мощность.

Принцип конструкции восходит к началу 1930-х годов, при этом первоначальная конструкция предназначалась для преобразования вращательного движения в колебательное и обратно во вращательное движение с помощью роликовых муфт. [14] Эта конструкция остается в производстве с 2017 года для использования с низкооборотными электродвигателями. [15] как прототип передача велосипеда была запатентована в 1994 году [16] Принцип действия для конструкции храповой CVT с использованием треугольного шатуном механизм для преобразования вращательного движения в колебательном движение и некруглой шестерню , для достижения равномерного ввода соотношения выходного , был запатентован в 2014 году. [17]

Гидростатический / Гидравлический

Гидростатический CVT используется в Honda DN-01 мотоциклом

Гидростатические вариаторы используют насос переменного рабочего объема и гидравлический двигатель , поэтому трансмиссия преобразует гидравлическое давление во вращение выходного вала. Название, хотя и неправильно использует термин « гидростатическая» , отличает эти трансмиссии, в которых используются поршневые насосы , от гидравлических муфт, таких как преобразователи крутящего момента , в которых для передачи крутящего момента используются ротодинамические насосы .

Преимущества гидростатических вариаторов:

  • Можно масштабировать до любого крутящего момента, который может быть достигнут с помощью гидравлического двигателя.
  • Мощность может передаваться на ступицу колеса с помощью гибких шлангов, что позволяет создать более гибкую систему подвески и упростить конструкцию полноприводных сочлененных транспортных средств .
  • Плавный переход между всеми скоростями движения вперед и назад, которым можно управлять с помощью одного рычага.
  • При полном крутящем моменте можно достичь сколь угодно низкой скорости замедленного движения, что обеспечивает точное движение автомобиля.
  • Также может обеспечивать управление скоростью любого другого гидравлического компонента, такого как гидроцилиндры .

По сравнению с зубчатыми трансмиссиями гидростатические вариаторы обычно более дороги, но на машинах, которые уже используют гидравлическую трансмиссию, дополнительная сложность и стоимость менее значительны. Как и в случае с большинством гидравлических трансмиссий, передача высокого крутящего момента в течение продолжительного времени требует охлаждения гидравлической жидкости.

Гидростатические вариаторы используются в кормоуборочных комбайнах , зерноуборочных комбайнах , небольших колесных / гусеничных / мини- погрузчиках , гусеничных тракторах и дорожных катках . Один сельскохозяйственный образец, произведенный AGCO Corporation , разделяет мощность между гидростатической и механической передачей на выходной вал через планетарную передачу в прямом направлении движения (в обратном направлении передача мощности полностью гидростатическая), что снижает нагрузку на гидростатическую часть трансмиссия в прямом направлении, передавая значительную часть крутящего момента через более эффективные фиксированные шестерни . [18]

Вариант, называемый интегрированной гидростатической трансмиссией (IHT), использует единый корпус как для гидравлических элементов, так и для элементов редуктора и используется в некоторых мини-тракторах и газонокосилках .

2008-2010 Honda DN-01 круизный мотоцикл используется гидростатического CVT, в виде переменного смещения аксиально - поршневой насос с переменным углом перекоса .

В японском танке Type 10 используется гидромеханическая трансмиссия. [ требуется разъяснение ]

Электрические

Komatsu 930E Тяжелый дизельный грузовик с электрическим приводом (Komatsu)

Электрический вариатор, или серийный гибридный электромобиль (HEV), состоит из трех-четырех основных элементов. Это источник питания, генератор , электродвигатель и аккумулятор . Основной принцип электрического вариатора аналогичен гидростатическому вариатору в том, что источник энергии приводит в действие электрогенератор, в то время как электродвигатель соединен с выходным валом; генератор и двигатель соединены электрической цепью. В отличие от гидростатического вариатора, добавление аккумуляторной батареи может хранить избыточную мощность, которая обычно теряется во время работы автомобиля.

Можно легко утверждать, что генератор, приводящий в действие двигатель посредством какого-то электронного управления скоростью, будет представлять собой бесступенчатую трансмиссию. Преимущество электрических трансмиссий заключается в большой гибкости компоновки, так как генератор может быть расположен на любом расстоянии или в любой ориентации относительно двигателя. Кроме того, любая избыточная генерируемая мощность может храниться в батареях и использоваться при высоких нагрузках. Однако они тяжелые и неэффективные. Типичный генератор или двигатель имеет КПД от 75% до 80%, поэтому сложение двух дает КПД только от 56% до 64%. Это ограничивает их использование ситуациями, когда нельзя использовать другие типы передач. С другой стороны, эта серийная компоновка является стандартом для таких большегрузных автомобилей, тепловозов и некоторых судов, использующих такие приводы, а в последнее время - «гибридных» газо-электрических автомобилей. Электрический вариатор хорошо работает в ситуациях, когда источник питания и места нагрузки запрещают прямой механический привод и когда необходима точная передача большой мощности.

Схема привода ЭВТ автомобиля.

Кроме того, появилась инновация с регулируемой электрической трансмиссией (EVT). EVT - это полностью электромагнитная бесступенчатая трансмиссия с двумя дополнительными электрическими портами для гибридной работы. Топологически это может быть электрическая машина с двумя концентрическими роторами. Внутренний ротор содержит трехфазные обмотки и контактные кольца для передачи электрического тока к этим обмоткам. Внешний ротор может быть ротором с короткозамкнутым ротором или может содержать постоянные магниты в зависимости от используемого типа. Наконец, статор представляет собой статор обычного электродвигателя . Сегодня существует очень мало таких устройств, но одно было разработано в прошлом компанией Electrical Variable Transmission BV и недавно было использовано в уникальной испытательной установке в Университете Гента . Использование EVT дает дополнительные преимущества по сравнению с другими гибридными трансмиссиями. EVT объединяет несколько функций в одном устройстве, что делает систему компактной. Ожидается, что EVT будет иметь более высокий КПД. Нет необходимости в смазке , уплотнении или клапанах. За исключением контактных колец, система не требует обслуживания. Поскольку между двигателем и колесами нет механической связи, EVT обеспечивает внутреннюю защиту от перегрузки, а также может активно гасить вибрации.

Конус

Бесступенчатая трансмиссия Evans с конусом трения

Конусный вариатор изменяет передаточное число, перемещая колесо или ремень вверх и вниз по оси конического ролика (ов). Самый простой тип конического вариатора, версия с одним конусом, использует колесо, которое движется по наклону конуса, создавая разницу между узким и широким диаметрами конуса.

В некоторых конструкциях конических вариаторов используются два ролика. [19] [20] В 1903 году Эванс и Кнауф подали заявку на патент на бесступенчатую трансмиссию, в которой использовались два параллельных конических ролика, указывающих в противоположных направлениях и соединенных ремнями, которые могли скользить по конусам для изменения передаточного отношения. [21] [22] Evans Трение Cone - производится в 1920s- проще. Два ролика расположены с небольшим зазором постоянной ширины между ними, так что положение кожаного кольца, зажатого в этом зазоре, определяет передаточное отношение. [23]

В CVT с колеблющейся конусы, [ править ] крутящий момент передается с помощью трения с переменным числом конусов ( в соответствии с крутящим моментом , который должен быть передан) к центральному, бочкообразные ступицы. Боковая поверхность ступицы выпуклая с определенным радиусом кривизны, который меньше радиуса вогнутости конусов. Таким образом, в любой момент времени будет только одна (теоретическая) точка контакта между каждым конусом и ступицей.

Эпициклический

Эпициклический вариатор

В планетарном вариаторе CVT (также называемом планетарным вариатором ) передаточное число смещается путем непрерывного наклона осей сфер, чтобы обеспечить разные радиусы контакта, которые, в свою очередь, приводят в движение входные и выходные диски. Система может иметь несколько «планет» для передачи крутящего момента через множество жидких пятен. Серийные версии включают Toyota e-CVT (которая дебютировала на Toyota Prius 1997 года ) [24] и NuVinci CVT. [25]

Другие типы

Трансмиссии с фрикционными дисками использовались в некоторых тракторах и небольших локомотивах, построенных в первые десятилетия 20-го века. Эти трансмиссии состоят из выходного диска, который можно перемещать по поверхности входного диска, по которому он катится. Когда выходной диск был отрегулирован в положение, равное его собственному радиусу, результирующее передаточное число составило 1: 1. Передаточное число привода может быть установлено на бесконечность (т.е. стационарный выходной диск) путем перемещения выходного диска в центр входного диска. Направление вывода также можно было изменить, перемещая диск мимо центра входного диска. Трансмиссия на ранних локомотивах Плимута работала таким образом, в то время как на тракторах с фрикционными дисками диапазон обратных скоростей обычно был ограничен. [26]

Магнитный вариатор ( необходима ссылка ) передает крутящий момент, используя бесконтактную магнитную муфту, а не физический контакт. [27] В конструкции используются два кольца постоянных магнитов с кольцом из стальных полюсных наконечников между ними, чтобы создать планетарный редуктор с использованием магнитов. [28] Утверждается, что она снижает расход топлива на 3-5 процентов по сравнению с механической системой. [28]

Бесступенчатые трансмиссии

Некоторые вариаторы могут также функционировать как бесступенчатая трансмиссия (IVT), которая предлагает бесконечный диапазон пониженных передач (например, движение автомобиля вперед с бесконечно низкой скоростью). Некоторые бесступенчатые трансмиссии предотвращают обратный ход (когда выходной вал может свободно вращаться, как автомобильная трансмиссия в нейтральном положении) из-за высокого крутящего момента обратного движения. Другие бесступенчатые трансмиссии, например, с храповым механизмом, позволяют выходному валу свободно вращаться. Типы вариаторов, которые могут работать как бесступенчатые трансмиссии, включают эпициклические вариаторы, вариаторы с фрикционным диском и с храповым механизмом.

В планетарном CVT бесконечно низкие передаточные числа создаются, когда скорость вращения выходного вала равна разнице между двумя другими скоростями внутри CVT. В этой ситуации вариатор работает как регулятор скорости вращения любого из трех ротаторов планетарной системы. Поскольку два ротатора являются входом и выходом регулятора, вариатор можно настроить так, чтобы выходная скорость была равна нулю для любой заданной входной скорости. Входная скорость вариатора всегда такая же, как и у двигателя, даже если выходная скорость равна нулю.

Магнитный

В концептуальных моделях вариаторов используются кольца постоянных магнитов для формирования бесконтактных шестерен.

В 1879 году Милтон Ривз изобрел вариатор (в то время называемый трансмиссией с регулируемой скоростью ) для использования в лесопилении. В 1879 году Ривз начал устанавливать эту трансмиссию на свои автомобили [29], а вариатор Ривза также использовался несколькими другими производителями.

В мотоцикле Zenith Gradua 6HP 1911 года использовался вариатор Gradua CVT со шкивом . [30] [31] Год спустя была выпущена передача Rudge-Whitworth Multigear с аналогичным, но улучшенным вариатором. Другими ранними автомобилями, которые использовали вариатор, были небольшие трехколесные велосипедные автомобили Дэвида 1913-1923 годов, построенные в Испании, [32] Clyno 1923 года выпуска, построенные в Великобритании, и седан Constantinesco 1926 года выпуска, построенный в Великобритании.

Автомобили

Toyota K CVT с 2000 г. по настоящее время

Первым серийным автомобилем с вариатором стал малый седан DAF 600 1958 года выпуска, построенный в Нидерландах. [33] Эта трансмиссия Variomatic использовалась в нескольких автомобилях, построенных DAF и Volvo до 1980-х годов. [34]

Ford Fiesta (второе поколение) и Fiat Uno (первое поколение) 1987 года стали первыми автомобилями, оснащенными вариатором со стальным ремнем (в отличие от менее прочной конструкции DAF с резиновым ремнем). Multitronic передачи была разработана Ford, Ван Doorne и Fiat, с работой на начальной передачи в 1976 г. [35]

Также в 1987 году ECVT была представлена ​​в качестве дополнительной трансмиссии на Subaru Justy , [36] [37] Производство было ограничено 500 единицами в месяц, поскольку Transmissie Ван Дорна в Нидерландах могла производить только такое количество стальных ремней для них. В июне поставки увеличились до 3000 в месяц, что побудило Subaru сделать вариатор доступным для автомобилей Subaru Rex Kei. [38] Subaru также поставляла свои вариаторы другим производителям (например, Nissan Micra 1992 года ). [35]

В 1996 году Honda Civic (шестое поколение) представила вариатор Multi Matic CVT со шкивом, который включал гидротрансформатор для работы на низкой скорости. [39]

В последующие годы вариатор распространился на такие модели, как Nissan Cube 1998 года , Rover 25 1999 года и Audi A6 1999 года . [40] Маркетинговые термины для вариаторов включают «Lineartronic» (Subaru), «Xtronic» (Jatco, Nissan, Renault), INVECS-III (Mitsubishi), Multitronic (Volkswagen, Audi), «Autotronic» (Mercedes-Benz) и IVT. (Hyundai, Kia).

В Nissan Cedric (Y34) 1999 года использовался тороидальный вариатор - в отличие от конструкций на основе шкивов, используемых другими производителями - продаваемый как Nissan Extroid и включающий преобразователь крутящего момента. Затем в 2003 году Nissan перешел с тороидальных вариаторов на шкивные. [41] Утверждается, что версия вариатора, используемая с двигателем V6 в Nissan Altima, способна передавать более высокие крутящие нагрузки, чем другие ременные вариаторы. [42]

Toyota Corolla (E210) 2019 года доступна с вариатором, которому помогает физическая «пусковая шестерня» рядом со шкивом вариатора. До 40 км / ч (25 миль / ч) трансмиссия использует пусковую шестерню, чтобы увеличить ускорение и снизить нагрузку на вариатор. Выше этой скорости трансмиссия переключается на шкив вариатора. [43]

Некоторые гибридные электромобили, такие как Toyota Prius, Nissan Altima и Ford Escape Hybrid, используют электрические регулируемые трансмиссии (EVT) для управления вкладом мощности от электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Несмотря на схожее название, это принципиально разные устройства от вариаторов (которые питаются от одного источника).

Гоночные автомобили

В Соединенных Штатах на открытых гоночных автомобилях Формулы 500 с начала 1970-х годов использовались вариаторы. CVT были запрещены в Формуле-1 в 1994 году (вместе с несколькими другими электронными системами и вспомогательными средствами водителя) из-за опасений по поводу увеличения затрат на исследования и разработки и поддержания определенного уровня участия водителя в транспортных средствах. [44]

Малогабаритные автомобили

Многие небольшие транспортные средства, такие как снегоходы , тележки для гольфа и мотороллеры, используют вариаторы, обычно с резиновым ремнем или с регулируемым шкивом. В вариаторах этих транспортных средств часто используется конструкция резинового ремня с нерастягивающейся фиксированной окружностью, изготовленная из различных высокопрочных и гибких материалов из-за механической простоты и простоты использования, которые перевешивают их сравнительную неэффективность. Некоторые мотороллеры включают центробежную муфту , которая помогает при работе на холостом ходу или ручном реверсе скутера. [45]

Внедорожный мотоцикл Rokon RT340 TCR Automatic 1974 года выпуска был оснащен снегоходным вариатором. Первый ATV оснащен вариатором был ПОЛАРИС промышленность Trail Boss в 1985 году [ править ]

Сельскохозяйственная и землеройная техника

Зерноуборочные комбайны использовали вариаторные ременные приводы еще в 1950-х годах. Многие небольшие тракторы и самоходные косилки для дома и сада используют простые вариаторы с резиновым ремнем. Гидростатические вариаторы чаще встречаются на более крупных агрегатах. [ необходимый пример ] При косилке или уборке урожая вариатор позволяет регулировать поступательную скорость оборудования независимо от частоты вращения двигателя; это позволяет оператору замедляться или ускоряться по мере необходимости, чтобы приспособиться к изменениям толщины культуры.

В малой и средней сельскохозяйственной и землеройной технике часто используются гидростатические вариаторы. Поскольку двигатели в этих машинах обычно работают с постоянной выходной мощностью (для обеспечения гидравлической энергии или для питания машин), потери в механическом КПД компенсируются повышенным КПД. Например, в землеройном оборудовании время перемещения вперед-назад сокращается. Скорость и выходная мощность вариатора используются для управления скоростью движения оборудования, а иногда и для управления оборудованием. В последнем случае необходимая разность скоростей для управления оборудованием может обеспечиваться независимыми вариаторами, что позволяет выполнять рулевое управление без некоторых недостатков, связанных с другими методами управления с бортовым поворотом (таких как потери при торможении или потеря тягового усилия).

Садовые тракторы Wheel Horse 875 и 1075 1965 года были первыми транспортными средствами, оснащенными гидростатическим вариатором. [ необходима цитата ] В конструкции использовались насос с наклонной шайбой переменного рабочего объема и шестеренчатый гидравлический двигатель фиксированного рабочего объема, объединенные в единый компактный корпус. Обратное передаточное отношение было достигнуто за счет изменения направления потока насоса за счет чрезмерного центрирования наклонной шайбы. Ускорение было ограничено и сглажено за счет использования гидроаккумулятора и предохранительных клапанов, расположенных между насосом и двигателем, чтобы предотвратить резкие изменения скорости, возможные при использовании прямого гидравлического соединения. Последующие версии включали двигатели с фиксированной наклонной шайбой и шаровые насосы.

Fendt Vario 926 1996 года стал первым в мире трактором большой грузоподъемности, оснащенным трансмиссией IVT. Это не то же самое, что гидростатический вариатор. [46] С этой трансмиссией было произведено более 100 000 тракторов. [46]

Энергетические системы

Бесступенчатые трансмиссии используются в авиационных системах выработки электроэнергии с 1950-х годов. [ необходима цитата ]

Вариаторы с маховиками используются [ править ] в качестве регулятора скорости между двигателем (например, ветровые турбинами) и электрическим генератором . Когда двигатель вырабатывает достаточную мощность, генератор подключается непосредственно к вариатору, который служит для регулирования скорости двигателя. Когда выходная мощность слишком мала, генератор отключается, и энергия накапливается в маховике. Только когда скорость маховика достаточна, кинетическая энергия периодически преобразуется в электричество со скоростью, необходимой для генератора.

Другое использование

Некоторые сверлильные станки и фрезерные станки содержат простую CVT-систему с ременным приводом для управления скоростью патрона, в том числе модели Jet J-A5816 и J-A5818. [47] В этой системе эффективный диаметр шкивов выходного вала регулируется благодаря их конической форме. Шкив на двигателе обычно имеет фиксированный диаметр (или иногда с небольшими ступенями для выбора диапазона скоростей). Оператор регулирует скорость сверла с помощью маховика, который регулирует ширину зазора между половинками шкива. Ролик натяжителя реализован в ременной передаче, чтобы компенсировать или ослабить провисание ремня при изменении скорости.

Лебедки и подъемники также являются применением вариаторов, особенно для тех, которые адаптируют передаточное отношение к крутящему моменту сопротивления.

Велосипеды с трансмиссией CVT имели ограниченный коммерческий успех, в одном из примеров представлен диапазон передач, эквивалентный восьмиступенчатому переключателю. [48] Короткая передача велосипеда помогала при езде в гору, однако было отмечено, что вариатор значительно увеличивает вес велосипеда. [49]

  • Привод с постоянной скоростью
  • Привод трения
  • Список автомобилей с бесступенчатой ​​трансмиссией
  • Диапазон мощности

  1. ^ Fischetti, Марк (январь 2006). «Нет больше шестеренок». Scientific American . 294 (1): 92–3. Bibcode : 2006SciAm.294a..92F . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0106-92 . PMID  16468439 .
  2. ^ а б «Как работают вариаторы» . howsuffworks.com . 27 апреля 2005 . Проверено 26 августа 2020 .
  3. ^ «КПД вариатора» (PDF) . zeroshift.com . Архивировано 14 июля 2014 года из оригинального (PDF) . Проверено 22 апреля 2014 года .
  4. ^ Амброзио, Хорхе А.С. (5 июля 2005 г.). «Достижения в вычислительных многотельных системах» . Springer. п. 271 . Проверено 8 июля 2020 .
  5. ^ Пфайффер, Фридрих (2008). Динамика механической системы . Springer. п. 320. ISBN 978-3-540-79436-3. Проверено 8 июля 2020 .
  6. ^ "Конструкция стального нажимного ремня трансмиссии CVT" . Веберский государственный университет . Проверено 8 июля 2020 года - через YouTube.
  7. ^ "Вертикальные приводы PIV - Гаятри шестерня" . Проверено 15 сентября 2020 .
  8. ^ «Положительно бесконечно изменяемая цепь (PIV)» . usarollerchain.com . Проверено 15 сентября 2020 .
  9. ^ «Странный двойной вариатор Nissan идеально подходит для работы с высокими крутящими моментами» . Дорога и трасса . 5 декабря 2018 . Дата обращения 16 июля 2020 .
  10. ^ «Технологии и тенденции: Nissan производит удивительный новый вариатор» . wardsauto.com . 1 декабря 1999 . Дата обращения 16 июля 2020 .
  11. ^ «Как работают вариаторы - вариаторы тороидальные» . howstuffworks.com . 27 апреля 2005 . Дата обращения 16 июля 2020 .
  12. ^ «Вариаторы Extroid - для применения в заднеприводных автомобилях с большими двигателями» (PDF) . nissan-global.com . Дата обращения 16 июля 2020 .
  13. ^ «Разработки в области бесступенчатых и бесступенчатых трансмиссий с полным тороидальным тяговым приводом (Конференция и выставка инновационных автомобильных трансмиссий CTI)» (PDF) . Торотрак. Август 2007. Архивировано из оригинального (PDF) 17 сентября 2012 года.
  14. ^ Франклин, Д. (1930). Гениальные механизмы для конструкторов и изобретателей ... (1-е изд.). Промышленная пресса. С. 343–345. ISBN 0-8311-1084-8.
  15. ^ "диски" . zero-max.com . Архивировано из оригинала 1 марта 2009 года . Проверено 19 сентября 2009 года .
  16. ^ «Патент США US5516132A: Коробка передач с регулируемой скоростью» . 22 июля 1994 . Проверено 17 июля 2020 .
  17. ^ «Патент США US9970520B2: Бесступенчатая трансмиссия с равномерным соотношением входов и выходов, которое не зависит от трения» . 18 марта 2014 . Проверено 17 июля 2020 .
  18. ^ «Объяснение бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) AGCO» . Проверено 26 октября 2012 года .
  19. ^ "Разъяснение вариатора" . Проверено 27 августа 2011 г. - через YouTube.
  20. ^ «Бесступенчатая трансмиссия» . Проверено 27 августа 2011 г. - через YouTube.
  21. ↑ Уильям Эванс и Пол Кнауф, Устройство передачи с переменной скоростью, Патент США 759872 , выданный 17 мая 1904 г.
  22. ↑ Уильям Эванс и Пол Кнауф, Power-Transmission Device, патент США 759873 , выданный 17 мая 1904 г.
  23. ^ "Реклама Evans Friction Cone Co." . Журнал «Машиностроение» . 19 января 1922 . Проверено 18 июля 2020 .
  24. ^ «Плюсы и минусы бесступенчатой ​​трансмиссии Toyota» . galetoyota.com . 27 апреля 2016 . Проверено 18 июля 2020 .
  25. ^ «Бесступенчатая планетарная трансмиссия» . oemoffhighway.com . 21 февраля 2011 . Проверено 18 июля 2020 .
  26. ^ Инженеры автомобильного общества (1918). "Трансмиссии тракторные фрикционные" . Журнал Общества автомобильных инженеров : 440.
  27. ^ «Магниты предлагают преимущества в качестве альтернативы механическим зубчатым колесам» . Engineerlive.com . 7 февраля 2012 . Проверено 7 февраля 2012 года .
  28. ^ а б «Магнитная бесступенчатая трансмиссия» . magneticsmag.com . 4 ноября 2013 . Дата обращения 16 июля 2020 .
  29. ^ «Сказка о двух братьях» . gasenginemagazine.com . Проверено 19 июля 2020 .
  30. ^ "Собственность Пита Гагана, 1914 Zenith-JAP 8hp 'Gradua' Twin Frame № 4499 Двигатель № 46612" . bonhams.com . Проверено 19 июля 2020 .
  31. ^ «Как это работает: вариатор» . classicsworld.co.uk . 4 января 2019 . Проверено 19 июля 2020 .
  32. ^ "ДЭВИД ИСТОРИЯ" . autopasion18.com .
  33. ^ "Когда автомобили начали использовать автоматический вариатор?" . autotrader.com . Проверено 10 июля 2020 .
  34. ^ Хилтон Холлоуэй, Мартин Бакли (2002). Автомобили ХХ века . Карлтон. ISBN 978-1-84222-835-7.
  35. ^ а б Поултон, ML (1997). Экономичные автомобильные технологии . Публикации по вычислительной механике. п. 69. ISBN. 978-1-85312-447-1.
  36. ^ «Fuji Heavy Industries увеличивает производство систем ECVT». Nihon Keizai Shimbun . Токио: 12. 13 июня 1987 г.
  37. ^ "Что такое бесступенчатая трансмиссия (CVT)?" . edmunds.com . 13 февраля 2001 . Проверено 10 июля 2020 .
  38. ^ «Fuji Heavy Industries увеличивает производство систем ECVT». Нихон Кейдзай Симбун : 12. 13 июня 1987 г.
  39. ^ «Honda Worldwide - Технологическая иллюстрированная книга - CVT» . honda.com . Проверено 19 октября 2015 года .
  40. ^ «Трансмиссия Audi multitronic» . audiworld.com . Проверено 10 июля 2020 .
  41. ^ «Обзор деятельности Nissan в области технологических разработок: Xtronic Cvt» . nissan-global.com . Архивировано из оригинального 5 сентября 2012 года . Проверено 19 сентября 2009 года .
  42. ^ «Вариатор» . Jatco. Архивировано из оригинала 4 декабря 2010 года.
  43. ^ Toyota Corolla Hatch 2019 года: 5 главных вещей, которые нужно знать! . 15 апреля 2018 . Проверено 29 декабря 2019 года - через YouTube. Toyota Corolla Hatch 2019 года: 5 главных вещей, которые нужно знать!
  44. ^ Кейт Коллантайн (3 мая 2007 г.). «Запрещено! Бесступенчатая передача» . F1fanatic.co.uk . Проверено 17 июня 2011 года .
  45. ^ «использование сцепления с вариатором» . scootnfast.com . Проверено 6 января 2012 года .
  46. ^ а б «История Fendt» . fendt.com . Проверено 26 октября 2012 года .
  47. ^ «Инструкции по эксплуатации и руководство по запасным частям, модели 15-дюймовых сверлильных станков с регулируемой скоростью: J-A3816, J-A5816, J-A5818» (PDF) . jettools.com .
  48. ^ «Вот доказательство того, что пригородные велосипеды не должны отстой» . Проводной . Проверено 8 июля 2020 .
  49. ^ «Как велосипед с бесконечными передачами изменил мой способ передвижения» . gizmodo.com.au . 5 февраля 2017 . Проверено 12 июля 2020 .