miniatura|Toyota Super CVT - i Una transmissió variable contínua o CVT (anglès: Continuous Variable Transmission) és un tipus de transmissió automàtica que pot canviar la relació de canvi a qualsevol valor arbitrari dins dels seus límits. La transmissió variable contínua no es limita a un petit nombre de relacions de canvi, com les 4 a 6 relacions davanteres de les transmissions típiques d'automòbils.
Una CVT no requereix estrictament la presència d'un embragatge. No obstant això, en alguns vehicles (per exemple, motocicletes), s'hi afegeix un embragatge centrífug per facilitar una posició "neutra", útil per a iniciar la marxa.
Nissan va vendre més d'un milió de vehicles equipats amb aquest tipus de canvi de marxes l'any 2007, principalment als EUA i Japó. Avui en dia munten aquest tipus de caixes de canvi alguns models de Renault i Suzuki (CVT), Nissan (Hypertronic, Extroid [toroïdal] i Xtronic), Audi (multitronic), Mini, Mercedes (Autotronic) i Toyota (Multidrive S).
Generalitats El canvi continu permet que el motor funcioni al nivell de revolucions òptim per a una velocitat determinada, fet que comporta una reducció en el consum de combustible.
Quan es condueix un vehicle amb caixa de canvis contínua, no funciona amb els 4-6 engranatges tradicionals, sinó amb un nombre infinit de relacions i l'experiència de conducció és completament diferent. El funcionament del motor a velocitat constant no permet percebre els canvis sonors del motor i en acceleració des del punt de parada o des de baixes revolucions es pot tenir la sensació com d'un lliscament de l'embragatge, ja que el motor ajusta la caixa de canvis al parell motor, emprant la relació adequada en cada moment.
En certs casos, la unitat de control electrònic que gestiona algunes CVT, simula canvis de marxa abruptes, especialment a baixes velocitats, perquè la majoria dels conductors esperen les brusques sacsejades típiques que es donen al canviar de marxa i rebutjarien una transmissió perfectament suau per una aparent falta de potència.
Usos miniatura|Model bàsic (principi de funcionament)
Vehicles motoritzats Cinturó de goma simple (circumferència fixa que no s'estira fabricat amb diversos materials altament durables i flexibles) Els CVT s'utilitzen habitualment en vehicles motoritzats petits, on la seva senzillesa mecànica i la seva facilitat d'ús superen la seva ineficiència comparativa. Gairebé totes les motos de neu, vehicles utilitaris, carretons de golf i motos utilitzen CVT, normalment la corretja de goma o la varietat de politges variables.
El 1994, es va prohibir la CVT, juntament amb diversos altres sistemes electrònics i ajuts als conductors de la Fórmula 1, per problemes de recerca i desenvolupament, i per mantenir un nivell específic d'implicació del conductor amb els vehicles.
Reducció de motors elèctrics En lloc de dimensionar-los segons el parell màxim (per exemple, el necessari per l'arrencada, o en cas de sobrecàrrega mecànica momentània), els motors que utilitzen aquest tipus de CVT es poden dimensionar coincidint la potència màxima amb la velocitat màxima desitjada (la d'un vehicle per exemple). Aquest cas la CVT s'utilitza només a l'arrencada o en cas de sobrecàrrega mecànica i pot estar desconnectat la major part del temps, transferint el motor el parell directament a la sortida. Per fer aquests canvis automàtics es poden utilitzar nous conceptes que adapten la relació de transmissió al parell de càrrega i als embragatges centrífugs.
Bicicletes Les bicicletes amb engranatge CVT han tingut un èxit comercial reduït i poden donar un canvi comparable a una bicicleta de vuit velocitats. també existeixen CVT automàtiques per a les bicicletes i poden fer molt més còmoda la pujada a una muntanya.
Sistemes de generació d'energia (aerogeneradors) Els CVT s'utilitzen en sistemes de generació d'energia elèctrica dels avions des dels anys cinquanta i en els cotxes de cursa Sports Car Club of America (SCCA) Formula 500 des de principis dels anys 70. Alguns trepants i fresadores tenen un sistema CVT basat en politges on l'eix de sortida té un parell de mitges còliques de politja cònica regulables manualment a través de les quals s'enrotlla un ampli cinturó motriu dels bucles del motor. Tanmateix, la politja del motor sol fixar-se de diàmetre o pot tenir una sèrie de passos de diàmetre donats per permetre una selecció de rangs de velocitat
Els generadors d'inducció de doble alimentació s'acostumen a combinar amb caixes de canvi de diversos estadis per augmentar la velocitat de rotació. Aquestes caixes de canvi podrien ser substituïdes completament per CVT en el futur, però només per completar-les, perquè són les úniques que proporcionen una eficiència mecànica suficient.
Cabrestants i polispasts També és una aplicació de CVT, especialment per aquells que adapten la relació de transmissió al parell resistent.
Tecnologies Hi ha canvis continus basats en diferents tecnologies.
De politges miniatura|De politges i cadena
Aquest canvi automàtic s'anomena dons Tansmissió Variable Continua la relació de marxes no queden determinats per un parell d'engranatges, sinó per dos politges formades per elements cònics, unides per una cadena que transmet la potència. També hi ha una classe de transmissió contínua variable anomenada CVT toroïdal, el funcionament es basa en la connexió dels dos cons (que tenen la superfície còncava, formant el buit d'un toroide imaginari) per mitjà de dues o més discos d'inclinació regulable, en lloc de les politges. Aquest tipus de caixa d'engranatges utilitza politges connectades per un cinturó de cautxú recobert amb acer, o amb una cadena. Les politges consisteixen en dos cons truncats units per a la base més petita; acostant o allunyant aquests cons varia el diàmetre aparent sobre el qual s'enrotlla la corretja, obligant-lo a pujar o baixar: d'aquesta manera la relació de transmissió és variada. En el cas de la cadena, però, les rodes estan dentades.
En algunes solucions, la transmissió de moviment es produeix per compressió en lloc de tracció, com en la caixa de canvis CVT adoptada per FIAT per al Panda Selecta, Uno Selecta i el Y10 Seletronic . Una altra característica dla corretja metàl·lic emprat en aquestes transmissions és que és extremadament flexible, per permetre ràtios de bobinament molt baixos i ampliar el rang de relacions de transmissió. La flexibilitat s'aconsegueix mitjançant l'ús de 10 anelles d'acer concèntric molt primes. Els blocs d'empenta (el cos en contacte amb les cares de les politges) es munten sobre aquest cinturó tan obtingut, que per tant tenen un grau de llibertat respecte al cinturó que fa la funció de subjectar.
En alguns vehicles s'utilitza un sistema doble, amb cinturó per a cada roda motriu, eliminant els problemes típics de diferencial (DAF Variomatic). El sistema també s'utilitza al scooter de 1985 amb el nom de variador. En alguns canvis de cadena, s'utilitzen lubricants particulars, que en condicions de pressió extrema sofreixen canvi de fase des de líquids a sòlids vidres.
Cadascuna de les relacions de diàmetres que poden adoptar les politges es correspon amb una relació de transmissió diferent, i per això es diu que els canvis de variador tenen infinites marxes, encara que els més moderns tenen una funció manual en què es pot triar de manera seqüencial entre sis o set velocitat és que corresponen a posicions prefixades de les politges.
Toroidals (Extroid) miniatura|CVT de toroides (Extroid) Una CVT toroidal es compon de discos i rodets que transmeten l'esforç entre els discos. Els discos es poden representar com a dues parts gairebé còniques, punt a punt, amb la placa lateral, de manera que les dues parts podrien omplir el forat central d'un tor. Un disc és l'entrada, i l'altre la sortida. Entre els discs hi ha rodets que varien la relació i que transfereixen l'esforç d'un costat a l'altre. Quan l'eix del corró és perpendicular a l'eix de les parts properes a les còniques, es posa en contacte amb les parts gairebé còniques a llocs del mateix diàmetre i proporciona una relació de tracció 1: 1. El corró es pot moure al llarg de l'eix de les parts gairebé còniques, canviant l'angle segons sigui necessari per mantenir el contacte. Això farà que el corró entri en contacte amb les parts gairebé còniques a llocs corresponents a diàmetres diferents, donant una relació d'accionament diferent de 1: 1. Els sistemes poden ser toroidals parcials o toroidals complets. Els sistemes toroidals complets són el disseny més eficient mentre que els toroidals parcials encara poden requerir un convertidor de parell, i per tant, perdre eficiència.
Imagineu (vegeu la figura) dos corrons (un d'entrada i un de sortida) amb forma de con truncada, col·locats en paral·lel i amb orientació contrària, i inserits al forat central d'un tor flexible situat ortogonalment als eixos dels corrons i connectat en pressió a una secció circular dels mateixos. Quan el torus està connectat de manera que les dues seccions circulars tinguin el mateix diàmetre, la relació de transmissió és unitària; quan en canvi l'element toroidal es mou paral·lelament a si mateix, les dues seccions circulars canvien de manera coordinada: una augmenta i l'altra disminueix amb la mateixa relació de manera que es manté la pressió de tors sobre els corrons, però la relació de transmissió varia contínuament. Segons la direcció del recorregut, tindrem, per tant, una transmissió amb reducció (relació de transmissió <1) o multiplicació (relació de transmissió> 1).
Alguns sistemes toroidals com el Torotrak, també són infinitament variables,a més a més, dins de les CVT, es pot invertir el sentit de empenyiment.
Diagrames:
Imatge animada d'una CVT toroidal a HowStuffWorks
Exemples:
Nissan Extroid CVT (pdf de Nissan-Global site )
Hidrostàtiques marc|Animació de la placa d'intercanvi d'una Honda DN-01 miniatura|El tanc japonès tipus 10 empra una transmissió mecànico-hidràulica Les transmissions hidroestàtiques utilitzen una bomba de desplaçament variable i un motor hidràulic.Tota la potència es transmet per fluid hidràulic. Aquests tipus generalment poden transmetre més parell, però poden ser sensibles a la contaminació. Alguns dissenys també són molt cars. Tot i això, tenen l'avantatge que el motor hidràulic es pot muntar directament al nucli de les rodes, permetent un sistema de suspensió més flexible i eliminant les pèrdues d'eficiència de la fricció a l'eix motriu i als components diferencials. Aquest tipus de transmissió és relativament fàcil d'utilitzar, ja que es pot accedir a totes les velocitats d'avanç i inversa mitjançant una sola palanca.
Són sistemes capaços de transferir més parell però més cars en la compra i manteniment. Tot i això, tenen l'avantatge que els motors es poden muntar directament sobre els moixos de les rodes, permetent una major flexibilitat constructiva i eliminant les pèrdues d'energia degudes als eixos de transmissió i al diferencial. Aquest sistema s'utilitza en màquines autopropulsades, especialment en màquines agrícoles i de moviment de terres, però també en tractors de jardí.
Una integrated hydrostatic transaxle (IHT integrated hydrostatic transaxle) utilitza un sola carcassa tant per a elements hidràulics com per a reductors d'engranatges. Aquest tipus de transmissió s'ha aplicat eficaçment a una varietat de versions barates i cares de segadores de gespa i de tractors de jardineria..
CVT de cons miniatura|CVT amb dos cons miniatura|CVT amb dos cons
Aquesta categoria inclou CVTs la geometria dels quals consisteix en un o més cossos cònics que cooperen al llarg dels generadors recíprocs, realitzant així la variació de la relació. D'aquest tipus només hi ha un con on un cos rodant (roda) que es mou sobre la generatriu del con realitza la variació de la relació existent entre el diàmetre inferior i el diàmetre superior del con.