در مکانیک، گیربکس متغیر پیوسته (CVT) نوعی گیربکس اتوماتیک است که می تواند ضریب دنده را به هر مقداری در محدوده خود و با توجه به نیاز دنده تغییر دهد. گیربکس متغیر پیوسته به تعداد کمی از نسبتهای دنده محدود نمیشود، مانند نسبتهای 4 تا 6 رو به جلو در گیربکسهای معمولی خودرو.
واحد کنترل الکترونیکی که گیربکس متغیر پیوسته را کنترل میکند، اغلب تغییرات سخت دنده را شبیهسازی میکند، بهویژه در سرعتهای پایین، زیرا اکثر رانندگان انتظار تکانهای معمولی را دارند و یک گیربکس کاملاً نرم را به دلیل کمبود ظاهری آن رد میکنند.
انواع
CVT مبتنی بر قرقره
رایج ترین نوع CVT از یک تسمه V استفاده می کند که بین دو قرقره با قطر متغیر اجرا می شود. هر قرقره از دو نیمه مخروطی شکل تشکیل شده است که با هم حرکت می کنند و از هم دور می شوند. تسمه V بین این دو نیمه اجرا می شود، بنابراین قطر موثر قرقره به فاصله بین دو نیمه قرقره بستگی دارد. سطح مقطع V شکل تسمه باعث می شود که روی یک قرقره بالا و روی دیگری پایین بیاید، بنابراین نسبت بزرگ با حرکت دادن دو قفسه به یکدیگر روی یک قرقره نزدیکتر و دو غلاف روی قرقره دیگر تنظیم می شود.
از آنجایی که فاصله بین قرقره ها و طول تسمه تغییر نمی کند، باید هر دو قرقره (یکی بزرگتر، یکی کوچکتر) به طور همزمان تنظیم شوند تا میزان کشش صحیح روی تسمه حفظ شود. CVT های ساده که یک قرقره محرک گریز از مرکز را با یک قرقره محرک با فنر ترکیب می کنند، اغلب از کشش تسمه برای انجام تنظیمات بر روی قرقره رانده استفاده می کنند. تسمه V باید در جهت محوری قرقره بسیار سفت باشد تا تنها حرکات شعاعی کوچکی را در حین لغزش و خارج شدن از قرقره ها انجام دهد.
ضخامت شعاعی تسمه یک سازش بین حداکثر نسبت مش و گشتاور است. تسمه های V-تقویت شده فولادی برای کاربردهای کم جرم و گشتاور کم مانند خودروهای SUV و ماشین های برفی کافی هستند ، اما کاربردهای با جرم بالا و گشتاور بالا مانند خودروها به یک زنجیر نیاز دارند. هر عنصر زنجیر باید دارای دو طرف مخروطی باشد که وقتی تسمه در بیرونیترین شعاع کار میکند در قرقره قرار میگیرد. با حرکت زنجیر در داخل قرقره، ناحیه تماس کوچکتر می شود. از آنجایی که سطح تماس با تعداد عناصر متناسب است، تسمه های زنجیره ای به چندین عنصر بسیار کوچک نیاز دارند.
طراحی باند محرک تقریباً 88 درصد راندمان را ارائه می دهد، که از آنجایی که کمتر از گیربکس دستی است، می توان با اجازه دادن به موتور در کارآمدترین RPM خود بدون توجه به سرعت خودرو، آن را جبران کرد. هنگامی که قدرت مهمتر از صرفه جویی است، نسبت CVT را می توان تغییر داد تا موتور بتواند در دور در دقیقه که بیشترین قدرت را تولید می کند بچرخد.
در یک CVT مبتنی بر زنجیره، عناصر زنجیرهای متعدد در امتداد نوارهای فولادی نورد شده متعدد، یکی روی دیگری قرار گرفتهاند که هر کدام به اندازهای نازک هستند که به راحتی خم شوند. هنگامی که بخشی از تسمه به دور یک قرقره پیچیده می شود، طرفین عناصر یک سطح مخروطی تشکیل می دهند. در پشته باندها، هر باند مربوط به سرعت اجرای کمی متفاوت است، بنابراین باندها روی یکدیگر می لغزند و به روانکاری کافی نیاز دارند. یک فیلم اضافی از روان کننده روی قرقره ها اعمال می شود. فیلم باید به اندازه کافی ضخیم باشد تا از تماس مستقیم بین قرقره ها و زنجیر جلوگیری کند، اما به اندازه ای نازک باشد که با ورود هر عنصر زنجیره به قرقره ها انرژی مصرف نشود.
برخی از CVT ها قدرت را از طریق کشش تسمه (نیروی کششی) به قرقره خروجی منتقل می کنند ، در حالی که برخی دیگر از فشرده سازی روی عناصر زنجیر استفاده می کنند (زمانی که قرقره ورودی تسمه را “هل” می کند، که به نوبه خود قرقره خروجی را فشار می دهد).
زنجیرهای محرک PIV از این جهت متفاوت هستند که زنجیر به طور مثبت با قرقره های مخروطی در هم قفل می شود. این کار با داشتن یک پشته از چندین صفحه مستطیلی کوچک در هر پیوند زنجیره ای که می تواند به طور مستقل از یک طرف به طرف دیگر بلغزد، انجام می شود. صفحات باید بسیار نازک و حدود یک میلی متر ضخامت داشته باشند. قرقره های مخروطی دارای شیارهای شعاعی هستند. یک شیار در یک طرف قرقره به یک برآمدگی در طرف دیگر برخورد می کند و بنابراین صفحات لغزنده به جلو و عقب رانده می شوند تا الگو را تشکیل دهند و به طور موثر وقتی بین قرقره ها فشار داده می شوند دندانه هایی با گام صحیح تشکیل می شوند. با توجه به سطوح در هم قفل شده، این نوع رسانا می تواند گشتاور قابل توجهی را منتقل کند و بنابراین به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، حداکثر سرعت به طور قابل توجهی کمتر از سایر CVT های مبتنی بر قرقره است. صفحات اسکید در طول سال ها استفاده به آرامی فرسوده می شوند. بنابراین، صفحات طولانیتر از آنچه لازم است ساخته میشوند و اجازه میدهند قبل از تغییر شکل یا تعویض زنجیره، سایش بیشتری داشته باشند. روانکاری مداوم مورد نیاز است، بنابراین محفظه معمولاً تا حدی با روغن پر می شود.
CVT حلقوی
CVTهای حلقوی، مانند آنهایی که در نیسان سدریک (Y34) استفاده می شوند، و آنهایی که توسط CVTCORP ساخته شده اند، از یک سری دیسک و غلتک تشکیل شده اند. این دیسکها را میتوان به صورت دو قسمت تقریباً مخروطی شکل توصیف کرد که نقطه به نقطه چیده شدهاند، با کنارههای آن طوری تنظیم شدهاند که دو قسمت بتوانند در سوراخ مرکزی یک چنبره قرار گیرند .. یک دیسک ورودی است و دیگری خروجی. بین دیسک ها غلتک هایی وجود دارد که شعاع را تغییر می دهد و قدرت را از یک طرف به طرف دیگر منتقل می کند. هنگامی که محورهای غلتک ها بر محور دیسک ها عمود هستند، قطر موثر برای دیسک های ورودی و دیسک های خروجی یکسان است و در نتیجه نسبت دویدن 1:1 به دست می آید. به دلایل دیگر، غلتکها در امتداد سطح دیسکها چرخانده میشوند، بنابراین در نقاطی با قطرهای مختلف با دیسکها تماس پیدا میکنند و در نتیجه نسبت دویدن به غیر از 1:1 است.
یکی از مزایای CVT حلقوی توانایی تحمل بارهای گشتاور بالاتر نسبت به CVT مبتنی بر قرقره است. در برخی از سیستمهای حلقوی، جهت رانش را میتوان در CVT معکوس کرد و نیاز به یک دستگاه خارجی برای ایجاد یک تغییر معکوس را از بین میبرد.
جغجغه CVT
یک CVT جغجغهدار از یک سری کلاچها یا پنجههای یک طرفه استفاده میکند که فقط حرکت رو به جلو را ساییده و اضافه میکنند. مشخصه روشن-خاموش یک جغجغه معمولی به این معنی است که بسیاری از این طرحها در کارکرد مداوم نیستند (یعنی از نظر فنی CVT نیستند)، اما در عمل شباهتهای متعددی در عملکرد وجود دارد و یک CVT جغجغهدار قادر به تولید صفر است. سرعت خروجی برای هر سرعت ورودی داده شده (مانند یک انتقال بی نهایت متغیر). نسبت دنده با تغییر هندسه پیوند بین عناصر نوسانی تنظیم می شود، بنابراین حداکثر سرعت پیوند با مجموع تنظیم می شود، حتی اگر میانگین سرعت پیوند ثابت بماند.
CVTهای جغجغه دار می توانند گشتاور قابل توجهی را منتقل کنند، زیرا اصطکاک استاتیکی آنها نسبت به گشتاور عبوری در واقع افزایش می یابد، بنابراین لغزش در سیستم هایی که به درستی طراحی شده اند امکان پذیر است. راندمان به طور کلی بالا است زیرا بسیاری از اصطکاک دینامیکی ناشی از تغییرات بسیار ظریف سرعت کلاچ انتقالی است. معایب CVT های جغجغه ای، ارتعاشات ناشی از انتقال پی در پی در سرعت مورد نیاز برای شتاب بخشیدن به المنت است که باید جایگزین عنصر انتقال دهنده قدرتی شود که قبلاً کار می کند و سرعت آن کاهش می یابد.
اصل طراحی به قبل از دهه 1930 برمی گردد، با طرح اصلی تلاش برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت نوسانی و بازگشت به حرکت چرخشی با استفاده از کلاچ غلتکی. این طرح از سال 2017 برای استفاده با موتورهای الکتریکی کم سرعت در حال تولید است. یک نمونه اولیه به عنوان گیربکس دوچرخه در سال 1994 به ثبت رسید. اصل عملکرد یک طرح CVT جغجغهدار، با استفاده از مکانیزم یوغ اسکاچ برای تبدیل چرخش به حرکت نوسانی و چرخ دندههای غیر دایرهای برای دستیابی به نسبت ورودی به خروجی یکنواخت، در سال 2014 به ثبت رسید. .
CVT هیدرواستاتیک/هیدرولیک
CVT های هیدرواستاتیک (2 دنده با حرکت زنجیر یا تسمه) از پمپ جابجایی متغیر و موتور هیدرولیک استفاده می کنند، بنابراین گیربکس فشار هیدرولیک را به چرخش شفت خروجی تبدیل می کند. این نام، ضمن استفاده نادرست از اصطلاح هیدرواستاتیک، این انتقالها را که از پمپهای جابجایی مثبت استفاده میکنند، از آن دسته از کوپلینگهای سیال مانند مبدلهای گشتاور که از پمپهای روتودینامیکی برای انتقال گشتاور استفاده میکنند، متمایز میکند.
مزایای CVT های هیدرواستاتیک عبارتند از:
- مقیاس پذیری آن به هر ظرفیت گشتاوری که می تواند توسط یک موتور هیدرولیک به دست آید.
- انتقال نیرو به توپی چرخ با شیلنگهای انعطافپذیر، سیستم تعلیق انعطافپذیرتر را امکانپذیر میکند و طراحی خودروهای مفصلدار تمام چرخمحرک را سادهتر میکند.
- انتقال صاف از طریق تمام سرعت های جلو و عقب، که همه آنها را می توان با استفاده از یک اهرم ساده کنترل کرد.
- سرعت های کم تصادفی با گشتاور کامل، امکان حرکت دقیق خودرو را فراهم می کند.
- امکان کنترل سرعت برای سایر اجزای هیدرولیک مانند سیلندرهای هیدرولیک.
در مقایسه با گیربکس های مبتنی بر دنده، CVT های هیدرواستاتیک معمولاً گران تر هستند، اما در ماشین هایی که قبلاً از انتقال نیروی هیدرولیک استفاده می کنند، پیچیدگی و هزینه اضافه شده کمتر قابل توجه است. مانند انتقال قدرت هیدرولیک، انتقال گشتاور بالا برای مدت طولانی نیاز به خنک کردن سیال هیدرولیک دارد.
موارد استفاده برای CVTهای هیدرواستاتیک شامل دروگرهای علوفه، کمباین، لودرهای چرخ کوچک/مسیر/لغزشی، تراکتور خزنده و غلتک جاده است . در نمونههای کشاورزی، تولید شده توسط AGCO، توان به شفت خروجی بین انتقال هیدرواستاتیک و مکانیکی، از طریق یک چرخ دنده سیارهای در جهت حرکت رو به جلو تقسیم میشود (در معکوس، انتقال نیرو کاملاً هیدرواستاتیکی است)، این امر باعث کاهش بار روی بخش هیدرواستاتیک میشود. انتقال در جهت جلو با انتقال بخش قابل توجهی از گشتاور از طریق دنده های ثابت کارآمدتر.
گونهای به نام “Transaxle هیدرواستاتیک یکپارچه (IHT)” از یک محفظه ساده برای عناصر هیدرولیک و عناصر کاهش دنده استفاده میکند و در برخی از مینی تراکتورها و ماشینهای چمنزنی سرنشین دار استفاده میشود .
موتورسیکلت کروزر هوندا DN-01 مدل 2008-2010 از یک CVT هیدرواستاتیک به شکل یک پمپ جابجایی متغیر پیستون محوری با صفحه پاشش با زاویه متغیر استفاده می کرد.
تانک ژاپنی نوع 10 از گیربکس مکانیکی هیدرولیک استفاده می کند.
CVT الکتریکی
CVT های الکتریکی که در «خودروهای الکتریکی سری هیبریدی (SHEV)» استفاده می شوند، دارای سه یا چهار عنصر هستند. اینها یک منبع تغذیه، یک ژنراتور، یک موتور الکتریکی و یک بسته باتری هستند. اصل اساسی CVT الکتریکی مشابه CVT هیدرواستاتیک است، زیرا منبع تغذیه یک ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می آورد، در حالی که یک موتور به شفت خروجی متصل است (ژنراتور و موتور توسط یک مدار الکتریکی متصل می شوند). برخلاف CVT هیدرواستاتیک، افزودن یک بسته باتری می تواند نیروی اضافی را که معمولاً در طول کارکرد خودرو صرف می شود، ذخیره کند.
به راحتی می توان استدلال کرد که یک ژنراتور که یک موتور را از طریق کنترل الکترونیکی سرعت تغذیه می کند، یک انتقال پیوسته متغیر را تشکیل می دهد. گیربکس های الکتریکی دارای مزیت انعطاف پذیری زیادی در طراحی هستند، زیرا ژنراتور را می توان در هر فاصله یا جهت نسبت به موتور قرار داد. علاوه بر این، هر نیروی اضافی تولید شده را می توان در باتری ها ذخیره کرد و در صورت تجربه بارهای بالا، آن را کشید. با این حال، آنها سنگین و ناکارآمد هستند، راندمان یک ژنراتور یا موتور معمولی تنها 75٪ تا 80٪ است و تکمیل دو منجر به راندمان فقط 56٪ تا 64٪ می شود. این استفاده از آن را محدود به موقعیت هایی می کند که انواع دیگر انتقال ها قابل استفاده نیستند.
این آرایش سری استاندارد برای وسایل نقلیه سنگین است. لوکوموتیوهای دیزلی و برخی کشتی ها (و اخیراً خودروهای الکتریکی هیبریدی) از چنین گیربکس هایی استفاده می کنند. CVT های الکتریکی در شرایطی که منبع نیرو و محل بارگیری انتقال مستقیم مکانیکی را ممنوع می کند و انتقال توان بالا ضروری است، به خوبی عمل می کنند.
علاوه بر این، گیربکس متغیر الکتریکی (EVT) که نباید با گیربکس متغیر الکتریکی در برخی خودروهای هیبریدی اشتباه گرفته شود، یک “گیربکس کاملاً الکترومغناطیسی متغیر پیوسته است که دو درگاه الکتریکی اضافی برای عملکرد هیبریدی فراهم می کند” که توسط “Electrical Variable BV” توسعه یافته است. انتقال”. از دو روتور متحدالمرکز تشکیل شده است که توسط یک استاتور معمولی محصور شده اند. این نوع CVT بسیار نادر است که یک نمونه آن در دانشگاه گنت بررسی شده است. از مزایای این EVT میتوان به توانایی چندوظیفهای آن (موتور هیبریدی یا CVT)، راندمان بالا و طراحی کم تعمیر و نگهداری بدون روغنکاری، آببندی یا سوپاپ، که فقط نیاز به تعمیر رینگ لغزش دارد، اشاره کرد.
CVT مخروطی
یک CVT مخروطی سرعت حرکت را با حرکت یک چرخ یا تسمه در امتداد محور یک یا چند غلتک مخروطی تغییر می دهد. سادهترین نوع CVT مخروطی، نسخه تک مخروطی، از چرخی استفاده میکند که در امتداد شیب مخروط حرکت میکند و بین قطر مخروط باریک و پهن ایجاد میکند.
برخی از طرح های CVT مخروطی از دو غلتک استفاده می کنند. در سال 1903، ویلیام ایوانز و پل کراف برای ثبت اختراع برای انتقال پیوسته متغیر با استفاده از دو غلتک مخروطی موازی که در جهت مخالف هستند و با نوارهایی به هم متصل می شوند که می توانند در امتداد مخروط ها بلغزند تا سرعت انتقال را تغییر دهند، درخواست کردند. “کنترشفت با سرعت متغیر Evans” که در دهه 1920 تولید شد، ساده ترین است (دو غلتک با شکاف کوچکی با ضخامت ثابت بین آنها چیده شده اند و موقعیت یک سیم چرمی که بین غلتک ها قرار دارد، نسبت انتقال را تعیین می کند. .
نوع دیگری از CVT مخروطی به نام Warko وجود دارد که از تعدادی مخروط ورودی کوچک که در اطراف یک مخروط خروجی بزرگتر قرار گرفته اند استفاده می کند. نیرو از طریق اصطکاک بین مخروط ها منتقل می شود و تعداد مخروط های ورودی توسط گشتاور آستانه انتقال تعیین می شود. سرعت انتقال با کج کردن محورهای مخروط های ورودی به گونه ای تغییر می کند که آنها در نقاط مختلف در امتداد محور خود با مخروط خروجی تماس می گیرند.
CVT اپی سیکلیک
در یک CVT اپی سیکلیک (که CVT سیارهای نیز نامیده میشود)، نسبت دنده با کج کردن میلهای غلتکی کروی تغییر میکند تا شعاعهای تماس متفاوتی فراهم شود، که دیسکهای ورودی و خروجی را هدایت میکند. این در اصل مشابه CVT های حلقوی است. نسخه های تولیدی عبارتند از تویوتا e-CVT (که در تویوتا پریوس 1997 معرفی شد) و “NuVinci CVT”.
انواع دیگر
در اوایل قرن بیستم از گیربکس های اصطکاکی در وسایل نقلیه کوچک و لوکوموتیوهای مختلف استفاده می شد.از جمله خودروهای لامبرت و متز. این گیربکسها که امروزه در برفروبها استفاده میشوند، از یک دیسک خروجی تشکیل شدهاند که روی سطح دیسک ورودی هدایت میشود و روی آن میچرخد. هنگامی که دیسک خروجی در موقعیتی برابر با شعاع خود تنظیم می شود، نسبت دنده حاصل 1:1 است. سرعت دویدن را می توان با حرکت دادن پیک خروجی به مرکز پمپ ورودی روی بی نهایت تنظیم کرد (مثلاً پوک خروجی ثابت). جهت خروجی را نیز می توان با حرکت دادن پیک خروجی از مرکز پیک ورودی معکوس کرد. انتقال در لوکوموتیوهای اولیه پلیموت به این ترتیب کار می کرد، در حالی که در تراکتورهایی که از دیسک های اصطکاکی استفاده می کردند، محدوده دنده های معکوس معمولاً محدود بود.
CVT مغناطیسی که هنوز در حال توسعه است، گشتاور را با استفاده از یک جفت مغناطیسی بدون تماس منتقل می کند. این طرح از دو حلقه آهنربای دائمی با حلقه ای از قطعات قطب فولادی بین آنها استفاده می کند تا با استفاده از آهنربا یک چرخ دنده سیاره ای ایجاد کند. ادعا می شود که در مقایسه با سیستم مکانیکی بین 3 تا 5 درصد در مصرف سوخت کاهش می یابد.
انتقال بی نهایت متغیر [ ویرایش ]
برخی از CVT ها همچنین به عنوان یک گیربکس متغیر بی نهایت (IVT) عمل می کنند که محدوده بی نهایت دنده های پایین را ارائه می دهد (یعنی حرکت یک وسیله نقلیه به جلو با سرعت بی نهایت کم). برخی از IVT ها از ضربه زدن (جایی که شفت خروجی برای چرخش آزاد است، مانند گیربکس خودرو در حالت خنثی) جلوگیری می کنند، زیرا گشتاور ضربه ای بالایی را ارائه می دهند. سایر IVT ها، مانند انواع جغجغه، به شفت خروجی اجازه می دهند آزادانه بچرخد. انواع CVT که قابلیت کار با IVT را دارند شامل CVT های اپی سیکلیک، دیسک اصطکاکی و جغجغه ای می باشد.
در یک IVT اپی سیکلیک، زمانی که سرعت چرخش شافت خروجی برابر با اختلاف بین دو سرعت دیگر بین CVT باشد، نسبت دنده های کم بی نهایت تولید می شود. در این شرایط، CVT به عنوان یک تنظیم کننده سرعت برای هر یک از سه روتور سیستم چرخ دنده سیاره ای کار می کند. از آنجایی که دو تا از روتورها ورودی و خروجی گاورنر هستند، CVT را می توان به گونه ای پیکربندی کرد که سرعت خروجی صفر را برای هر سرعت ورودی معین به دست آورد. سرعت ورودی CVT همیشه با موتور یکسان است، حتی اگر دور خروجی صفر باشد.
مبدا [ ویرایش ]
در سال 1879، میلتون ریوز CVT (که در آن زمان انتقال سرعت متغیر نامیده می شد) را برای استفاده در کارخانه های چوب بری اختراع کرد. در سال 1896، ریوز شروع به نصب این گیربکس در اتومبیل های خود کرد و ریوز CVT توسط چند تولید کننده دیگر نیز استفاده شد.
یک Gradua CVT مبتنی بر قرقره در موتورسیکلت Zenith Gradua 6HP 1911 استفاده شد. یک سال بعد، “Rudge-Whitworth Multigear” با CVT مشابه اما بهبود یافته تحویل داده شد. خودروهای اولیه دیگری که مورد استفاده قرار گرفتند، سیکلوکارو سه چرخ دیوید 1913-1923 بود که در اسپانیا ساخته شد و بریتانیا در سال 1923 کلینو ساخت. و سالن کنستانتینسک سال 1926 که در انگلستان ساخته شد.
برنامه های کاربردی [ ویرایش ]
اتومبیل [ ویرایش ]
اولین خودروی تولید انبوه که از CVT استفاده کرد DAF 600 هلندی بود. گیربکس “Variomatic” آن در خودروهای مختلف ساخته شده توسط DAF و Volvo تا دهه 1980 مورد استفاده قرار گرفت.
نسل دوم فورد فیستا و نسل اول فیات یونو از سال 1987 به اولین خودروهایی تبدیل شدند که به CVT باند فولادی مجهز شدند (بر خلاف طراحی باند لاستیکی DAF). گیربکس «مولتی ترونیک» توسط فورد، ون دووم و فیات ساخته شد و کار روی گیربکس آن از سال 1976 آغاز شد.
همچنین در سال 1987، ECVT به عنوان گیربکس اختیاری در سوبارو جاستی معرفی شد. به دلیل تولید محدود Van Doome، تولید به 500 دستگاه در ماه محدود شد. در ژوئن همان سال، منابع به 3000 دستگاه در ماه افزایش یافت و سوبارو را به عرضه CVT در خودروی رکس کی سوبارو سوق داد. سوبارو CVT های خود را به سایر سازندگان نیز عرضه کرده است (نمونه آن نیسان میکرا 1992).
نسل ششم هوندا سیویک در سال 1996 یک “Multi Matic CVT” مبتنی بر قرقره را معرفی کرد که دارای مبدل گشتاور برای جلوگیری از لغزش در حالت آرام بود.
استفاده از CVT سپس در سال بعد به مدل هایی از جمله نیسان مکعب 1998، روور 25 1999 و آئودی A6 1999 گسترش یافت. بازاریابی CVT شامل “Lineartronic” (Subaru)، “Xtronic” (Jatco، Nissan، Renauld)، INVECS-III است. (میتسوبیشی)، “مولتی ترونیک” (فولکس واگن، آئودی)، “اتوترونیک” (مرسدس بنز) و “IVT” (هیوندای، کیا).
نیسان سدریک 1999 (Y34) از یک CVT حلقوی (برخلاف طرحهای مبتنی بر قرقره که توسط سایر سازندگان استفاده میشد) استفاده میکرد که به عنوان نیسان اکستروئید به بازار عرضه میشد که دارای مبدل گشتاور بود. بنابراین، نیسان در سال 2003 به CVTهای حلقوی مبتنی بر قرقره روی آورد. نسخه CVT که با موتور VQ35DE در نسل چهارم نیسان آلتیما استفاده می شود، تحسین شده است که می تواند بارهای گشتاور بیشتری را نسبت به سایر CVT های باند انتقال دهد.
تویوتا کرولا 2019 (E210) با CVT به کمک یک “دنده پرتاب” فیزیکی در کنار قرقره CVT موجود است. در سرعت های بالاتر از 40 کیلومتر در ساعت (25 مایل در ساعت)، دنده پرتاب به منظور افزایش شتاب و کاهش تلاش در CVT درگیر می شود. بالاتر از این سرعت، انتقال به CVT تغییر می کند.
چندین خودروی الکتریکی هیبریدی (مانند تویوتا پریوس، نیسان آلتیما، میتسوبیشی اوتلندر PHEV و فورد اسکیپ هیبرید) از گیربکسهای متغیر الکتریکی (EVTs) برای کنترل سهم قدرت موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی استفاده میکنند. این تفاوت با CVT استاندارد در این است که آنها علاوه بر موتور از یک موتور الکتریکی نیز تغذیه می کنند.
ماشین های مسابقه ای [ ویرایش ]
در ایالات متحده، اتومبیل های مسابقه ای فرمول 500 چرخ باز از اوایل دهه 1970 از CVT استفاده می کردند. CVT ها در سال 1994 (همراه با سیستم های الکترونیکی مختلف و وسایل کمکی رانندگی) به دلیل نگرانی در مورد افزایش هزینه های تحقیق و توسعه و حفظ سطح خاصی از درگیری راننده با وسایل نقلیه از فرمول 1 منع شدند.
وسایل نقلیه کوچک [ ویرایش ]
وسایل نقلیه کوچک مختلف (مانند ماشین های برفی، چرخ دستی های گلف و روروک مخصوص بچه ها ) از CVT ها استفاده می کنند که معمولاً از انواع قرقره هستند. CVTهای این خودروها به دلیل سادگی مکانیکی و سهولت استفاده و غلبه بر ناکارآمدی نسبی آنها، اغلب از یک نوار لاستیکی با محیط ثابت و غیر کششی استفاده می کنند که با استفاده از مواد مختلف بسیار بادوام و انعطاف پذیر ساخته شده است. برخی از اسکوترها دارای یک کلاچ گریز از مرکز هستند که به هنگام خنثی کردن یا معکوس کردن دستی اسکوتر کمک می کند.
موتورسیکلت آفرود اتوماتیک Rokon RT340 TCR Automatic با یک ماشین برفی CVT مجهز شد. اولین ATV مجهز به CVT Polaris Trail Boss در سال 1985 بود.
تجهیزات کشاورزی و خاکبرداری [ ویرایش ]
کمباین ها در اوایل دهه 1950 از چرخ دنده های باند متغیر استفاده می کردند. چندین تراکتور کوچک و ماشین های چمن زنی خودکششی خانگی و باغی از CVT های تک باند لاستیکی استفاده می کنند. CVT های هیدرواستاتیک بیشتر در واحدهای بزرگ رایج است. در عملیات جابجایی و برداشت، CVT اجازه می دهد تا سرعت رو به جلوی تجهیزات مستقل از دور موتور تنظیم شود. این به اپراتور اجازه میدهد تا در صورت نیاز به کاهش یا افزایش سرعت برای سازگاری با تغییرات ضخامت محصول کمک کند.
CVT های هیدرواستاتیک در تجهیزات کشاورزی و خاکبرداری با اندازه کوچک تا متوسط استفاده می شود. از آنجایی که موتورهای این ماشینها معمولاً با توان خروجی ثابت کار میکنند (برای تامین نیروی هیدرولیک یا نیرو دادن به ماشینآلات)، تلفات در راندمان مکانیکی با بهبود راندمان عملیاتی جبران میشود. به عنوان مثال، در تجهیزات متحرک زمین، زمان شاتل جلو و عقب کاهش می یابد. سرعت و توان خروجی CVT برای کنترل سرعت حرکت و گاهی اوقات فرمان تجهیزات استفاده می شود. در مورد دوم،
تراکتورهای باغی Wheel Horse 875 و 1075 1965 اولین خودروهایی بودند که با CVT هیدرواستاتیک مجهز شدند. در این طرح از یک پمپ صفحه پاشش با جابجایی متغیر و موتور هیدرولیک نوع دنده جابجایی ثابت استفاده شده است که در یک بسته فشرده واحد ترکیب شده اند. نسبت های برگشتی با معکوس کردن جریان پمپ از طریق صفحه پاشش بیش از حد مرکز به دست آمد. برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی سرعت ممکن با کوپلینگ مستقیم هیدرولیک، شتاب با استفاده از ذخیرهکننده فشار و سوپاپهای اطمینان واقع بین پمپ و موتور محدود و هموار شد. نسخه های بعدی شامل موتورهای صفحه پاشش ثابت و پمپ های توپ بود.
Fendt Vario 926 1996 اولین تراکتور سنگینی بود که به گیربکس IVT مجهز شد. این مشابه یک CVT هیدرواستاتیک نیست. بیش از 100000 تراکتور با این گیربکس تولید شده است.
سیستم های تولید برق [ ویرایش ]
CVT ها از دهه 1950 در سیستم های تولید نیروی برق هواپیما استفاده شده اند.
CVTهای فلایویل به عنوان تنظیم کننده سرعت بین یک موتور (به عنوان مثال یک توربین بادی ) و یک ژنراتور الکتریکی استفاده می شوند . هنگامی که موتور قدرت کافی تولید می کند، گاورنر مستقیماً به CVT متصل می شود که برای تنظیم دور موتور عمل می کند. هنگامی که توان خروجی بسیار کم است، ژنراتور خاموش می شود و انرژی در فلایویل ذخیره می شود. تنها زمانی که سرعت چرخ فلایویل کافی باشد انرژی جنبشی به طور متناوب با سرعت مورد نیاز ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می شود.
کاربردهای دیگر [ ویرایش ]
مته و آسیاب نیمکتی شامل یک سیستم CVT تک باندی برای کنترل سرعت چاک می باشد، از جمله مدل های جت J-A5816 و J-A5818. در این سیستم قطر موثر فقط قرقره های شفت خروجی به طور پیوسته متغیر است. قرقره ورودی متصل به موتور معمولاً دارای قطر ثابت است (یا گاهی اوقات با مراحل مجزا برای انتخاب محدوده سرعت). اپراتور سرعت مته را با استفاده از یک چرخ دستی تنظیم می کند که ضخامت شکاف بین نیمه های قرقره را کنترل می کند. یک قرقره کششی در تسمه انتقال نیرو تعبیه شده است تا در صورت تغییر سرعت، شلی تسمه را بگیرد یا رها کند.
غلتک ها و جرثقیل ها نیز از کاربردهای CVT هستند، به ویژه برای کسانی که نسبت انتقال را با گشتاور مقاوم تطبیق می دهند .
دوچرخههای با دندههای CVT از نظر تجاری موفق بودهاند، یکی از نمونهها محدوده دندهای معادل یک گیربکس هشت سرعته را ارائه میکند. دوچرخه دنده کوتاه هنگام رکاب زدن در سربالایی کمک می کرد، اما CVT قابل توجه بود که وزن دوچرخه را به میزان قابل توجهی افزایش می داد.
عملیات
زنجیر و قرقره CVT
هر یک از نسبتهای قطری که قرقرهها میتوانند اتخاذ کنند، مربوط به نسبت انتقال متفاوتی است و به همین دلیل گفته میشود که تغییرات متغیر دارای دندههای بینهایت است، اگرچه مدرنترین آنها عملکرد دستی دارند که در آن میتوانید به صورت متوالی بین شش یا یکی را انتخاب کنید. هفت سرعت که با موقعیت های از پیش تعیین شده قرقره ها مطابقت دارد.
تغییر عرض قرقره ها با فشار یک مدار هیدرولیک حاصل می شود و انتقال نیرو به موتور توسط کلاچ معمولی ، الکترو هیدرولیک یا مبدل گشتاور انجام می شود .
برای به دست آوردن یک دنده معکوس باید یک اینورتر ، به طور کلی یک مجموعه سیاره ای داشته باشیم .
محدودیت اصلی این نوع گیربکس در گشتاوری است که تسمه یا زنجیر می تواند منتقل کند. اگرچه در اوایل دهه 1990، تیم ویلیامز F1 چنین گیربکسی را برای ویلیامز FW15C تک سرنشین ، یکی از پیشرفتهترین خودروهای مسابقهای تا کنون، توسعه داد . امکان تغییر مداوم نسبت دنده به این معنی است که موتور همیشه می تواند با حداکثر قدرت کار کند، که به معنای شتاب بسیار بیشتر است، یک پارامتر بسیار مهم در رقابت.
استفاده در بازار
نیسان در سال 2007 بیش از یک میلیون وسیله نقلیه مجهز به این نوع گیربکس را به فروش رساند که عمدتاً در ایالات متحده و ژاپن بودند .
امروزه برخی از مدل های سوزوکی (CVT)، میتسوبیشی (CVT)، رنو (CVT)، نیسان (هیپرترونیک، اکستروئید [توریدال] و ایکس ترونیک)، آئودی (مولتی ترونیک)، مینی ، مرسدس بنز (اتوترونیک) این نوع گیربکس را نصب می کنند. تویوتا (Multidrive S و CVT)، سوبارو (Lineartronic)، لکسوس (CT200h) و هوندا (CVT). اگرچه رایج ترین و گسترده ترین استفاده آن در موتورسیکلت های نوع اسکوتر است ، اما به دلیل سادگی برای تعمیر، فضای کمی که اشغال می کند و برای استفاده بهتر از مزایایی مانند شتاب گیری.