Variador de la A a la Z
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La transmisión de tipo CVT del compartimiento de pasajeros de un automóvil estacionario es casi indistinguible de una máquina familiar. Aquí puede ver la palanca selectora y las letras familiares PNDR, no hay pedal de embrague. ¿Cómo funciona una transmisión CVT continuamente variable en los automóviles modernos? ¿Cuál es la diferencia entre un variador toroidal y uno de correa trapezoidal? Esto será discutido en el siguiente artículo.
CVT - transmisión continuamente variable
Entre las variedades de transmisiones destaca un variador continuo, que se encarga de transmitir el par. Primero, un poco de contexto histórico.
historia de CVT
Cuando se trata de los antecedentes del dispositivo variador, se menciona la personalidad de Leonardo da Vinci (1452-1519). En las obras del artista y científico italiano, se pueden encontrar las primeras descripciones de una transmisión continuamente variable que ha cambiado seriamente para el siglo XXI. Los molineros de la Edad Media también conocían el principio que subyace al dispositivo. Usando una transmisión por correa y conos, los molineros actuaban manualmente sobre las piedras de molino y cambiaban la velocidad de su rotación.
Pasaron casi 400 años antes de que apareciera la primera patente de invención. Hablamos de un variador toroidal patentado en 1886 en Europa. El uso exitoso de transmisiones CVT en motocicletas de carrera llevó a que a principios del siglo XX se introdujera en la competencia la prohibición de la participación de equipos equipados con CVT. Para mantener una sana competencia, tales prohibiciones se hicieron sentir a lo largo del siglo pasado.
El primer uso de un variador de automóvil se remonta a 1928. Luego, gracias al esfuerzo de los desarrolladores de la empresa británica Clyno Engineering, se obtuvo un automóvil con transmisión tipo CVT. Debido al subdesarrollo de la tecnología, la máquina no se distinguió por su confiabilidad y alta eficiencia.
Una nueva ronda de la historia tuvo lugar en Holanda. El propietario de la empresa DAF, Van Dorn, desarrolló e implementó el diseño Variomatic. Los productos de la planta son la primera variante de aplicación masiva.
Hoy en día, empresas de fama mundial de Japón, EE. UU. y Alemania practican activamente la instalación de transmisiones continuamente variables en automóviles. Para cumplir con las condiciones de la época, el dispositivo se mejora constantemente.
¿Qué es CVT?
CVT significa Transmisión Variable Continua. Traducido del inglés, esto significa "cambio continuo de transmisión". De hecho, la continuidad se manifiesta por el hecho de que el conductor no siente el cambio en la relación de transmisión de ninguna manera (no hay choques característicos). La transmisión de par del motor a las ruedas motrices se realiza sin el uso de un número limitado de pasos, por lo que la transmisión se denomina continuamente variable. Si la designación CVT se encuentra en la marca de la configuración del automóvil, entonces estamos hablando del hecho de que se usa un variador.
Tipos de variadores
El elemento estructural encargado de transmitir el par desde el eje impulsor al eje accionado puede ser una correa trapezoidal, una cadena o un rodillo. Si se elige la característica de diseño especificada como base para la clasificación, se obtendrán las siguientes opciones de CVT:
- correa trapezoidal;
- cuneiforme;
- toroidal
Este tipo de transmisiones se utilizan principalmente en la industria automotriz, aunque hay muchas más opciones para dispositivos responsables de un cambio suave en la relación de transmisión.
Por qué es necesaria la transmisión continua
Gracias a la transmisión continua, el motor de combustión interna transmitirá par sin demora en cualquier momento de su funcionamiento. Estos retrasos se producen cuando cambia la relación de transmisión. Por ejemplo, cuando el conductor cambia la palanca de transmisión manual a otra posición o la transmisión automática hace su trabajo. Debido a la transmisión continua, el automóvil aumenta la velocidad suavemente, aumenta la eficiencia del motor y se logra una cierta economía de combustible.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del variador.
Las preguntas sobre cuál es el dispositivo del variador y cuál es el principio de su funcionamiento se discutirán con más detalle. Pero primero debe identificar cuáles son los principales elementos estructurales.
Componentes principales
La transmisión CVT incluye poleas motrices y conducidas, una correa (cadena o rodillo) que las conecta y un sistema de control. Las poleas están ubicadas en los ejes y parecen dos mitades de forma cónica, una frente a la otra con la parte superior de los conos. La peculiaridad de los conos es que pueden converger y divergir en un rango dado. Más precisamente, un cono se mueve, mientras que el otro permanece inmóvil. El movimiento de las poleas en los ejes está controlado por un sistema de control que recibe datos de la computadora de a bordo del vehículo.
También los componentes principales de CVT son:
- convertidor de torque (responsable de transmitir el torque del motor al eje de entrada de la transmisión);
- cuerpo de válvula (suministra aceite a las poleas giratorias);
- filtros para proteger contra la producción y los depósitos de metales;
- radiadores (quitar el calor de la caja);
- mecanismo planetario que proporciona el movimiento inverso del coche.
Variador de correa trapezoidal
El variador de correa trapezoidal está representado por dos poleas deslizantes y expansivas conectadas por una correa de metal. Al reducir el diámetro de la polea motriz, se produce un aumento simultáneo del diámetro de la polea conducida, lo que indica un engranaje reductor. Aumentar el diámetro de la polea de transmisión da una sobremarcha.
Cambiar la presión del fluido de trabajo afecta el movimiento del cono de la polea de transmisión. La polea conducida cambia su diámetro gracias a una correa tensada y un resorte de retorno. Incluso un ligero cambio en la presión de la transmisión afecta la relación de transmisión.
Dispositivo de cinturón
La correa CVT en forma de correa consta de cables o tiras de metal. Su número puede alcanzar hasta 12 piezas. Las tiras se colocan una encima de la otra y se unen con grapas de acero. La forma compleja de los soportes permite no solo sujetar las tiras, sino también proporcionar el contacto con las poleas necesario para el funcionamiento de la transmisión.
El revestimiento proporciona protección contra el desgaste rápido. También evita que la correa se deslice sobre las poleas durante el funcionamiento. En los coches modernos no es rentable utilizar cinturones de cuero o silicona debido al escaso recurso de la pieza.
variador de cadena en V
El variador de cadena trapezoidal es similar a la correa trapezoidal, solo que la cadena desempeña el papel de transmisor entre los ejes impulsor y accionado. El extremo de la cadena, que toca la superficie cónica de las poleas, es responsable de la transmisión del par.
Debido a su mayor flexibilidad, la versión de cadena en V de la CVT es altamente eficiente.
El principio de su funcionamiento es exactamente el mismo que el de una transmisión con transmisión por correa.
Dispositivo de circuito
La cadena consta de placas de metal, cada una de las cuales tiene orejetas de conexión. Debido a la conexión móvil entre las placas en el diseño de la cadena, brindan flexibilidad y mantienen el par en un nivel determinado. Debido a los eslabones dispuestos en un patrón de tablero de ajedrez, la cadena tiene una gran resistencia.
La fuerza de rotura de la cadena es mayor que la de la correa. Los insertos de orejetas están hechos de aleaciones que resisten el desgaste rápido. Se cierran con la ayuda de insertos, cuya forma es semicilíndrica. La característica de diseño de las cadenas es que se pueden estirar. Este hecho afecta la operación de la transmisión continuamente variable, por lo tanto, requiere mucha atención durante el mantenimiento programado.
variador toroidal
El tipo toroidal de caja de cambios CVT es menos común. Una característica notable del dispositivo es que, en lugar de una correa o cadena, aquí se utilizan rodillos giratorios (alrededor de su eje, movimientos pendulares desde la polea motriz a la conducida).
El principio de funcionamiento es el movimiento simultáneo de los rodillos en la superficie de las mitades de las poleas. La superficie de las mitades tiene forma de toroide, de ahí el nombre de la transmisión. Si el contacto con el disco impulsor se realiza en la línea del radio más grande, entonces el punto de contacto con el disco impulsor estará en la línea del radio más pequeño. Esta posición corresponde al modo de sobremarcha. Cuando los rodillos se mueven hacia el eje impulsado, la marcha se reduce.
CVT en la industria automotriz
Las marcas automotrices están desarrollando sus propias opciones para la transmisión continuamente variable. Cada preocupación nombra el desarrollo a su manera:
- Durashift CVT, Ecotronic - Versión americana de Ford;
- Multitronic y Autotronic: CVT alemanes de Audi y Mercedes-Benz;
- Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic e Hyper (Nissan), Multimatic (Honda): estos nombres se pueden encontrar entre los fabricantes japoneses.
Pros y contras de la CVT
Al igual que una transmisión manual o automática, una transmisión continuamente variable tiene sus pros y sus contras. Las ventajas son:
- movimiento cómodo en automóvil (la posición "D" en el selector se establece antes del inicio del movimiento, el motor acelera y desacelera el automóvil sin tirones característicos de la mecánica y automática);
- carga uniforme en el motor, que se combina con el funcionamiento preciso de la transmisión y contribuye a la economía de combustible;
- reducción de las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera;
- aceleración dinámica del coche;
- deslizamiento de rueda faltante, lo que aumenta la seguridad (especialmente cuando se trata de conducir en condiciones de hielo).
De las desventajas de una transmisión continuamente variable, se llama la atención sobre sí mismos:
- una limitación de diseño en la combinación de un variador con potentes motores de combustión interna (hasta ahora solo podemos hablar de algunos automóviles con tal tándem);
- recurso limitado incluso con mantenimiento regular;
- reparaciones costosas (compra);
- altos riesgos al comprar un auto usado con CVT (de la serie “pig in a poke”, ya que no se sabe a ciencia cierta cómo operaba el dueño anterior el auto que se vende);
- una pequeña cantidad de centros de servicio en los que los maestros se encargarían de la reparación del dispositivo (todos conocen las CVT);
- restricción en el uso de remolques y remolques;
- dependencia de los sensores de monitoreo (la computadora de a bordo en caso de mal funcionamiento dará datos incorrectos para la operación);
- costoso aceite para engranajes y la necesidad de un control constante de su nivel.
recurso CVT
Los matices de operación (condiciones de la carretera, estilo de conducción) y la frecuencia de mantenimiento de una transmisión CVT afectan el recurso del dispositivo.
Si no se siguen las instrucciones del fabricante, si se violan las normas regulares de mantenimiento, de nada sirve contar con una larga vida útil.
El recurso es de 150 mil km, la transmisión, por regla general, no amamanta más. Hay casos aislados en los que se cambió la CVT como parte de la reparación en garantía en autos que no pasaron los 30 mil km. Pero esta es una excepción a la regla. La unidad principal que afecta la vida útil es la correa (cadena). La pieza requiere la atención del conductor, porque con mucho desgaste, la CVT puede romperse por completo.
Hallazgos
Cuando se trata de automóviles con transmisión de par continuamente variable, hay una razón para las evaluaciones negativas. La razón es que el nodo requiere un mantenimiento regular y su recurso es pequeño. La cuestión de si comprar un automóvil con CVT, cada uno decide por su cuenta. La transmisión tiene ventajas y desventajas. En conclusión, puede dar un comentario de advertencia: al comprar un automóvil usado con CVT, debe tener mucho cuidado. El propietario de un automóvil usado puede ocultar las características de funcionamiento, y el variador en este sentido es una opción sensible para una transmisión mecánica.
