اصول سيستمهاي انتقال قدرت با قابليت تغيير پيوسته CVT-
مقدمه
ايدة اصلي سيستم انتقال قدرت با قابليت تغيير پيوسته، به طرحي از لئوناردو داوينچي در سال 1490 برميگردد ! وي كه قصد داشت در مورد جزئيات اين طرح بيشتر بررسي كند بي شك حتي در آن زمان به اين امر اعتقاد داشت كه دنده هاي معمولي دير يا زود بايد منسوخ شوند اما عمرش كفاف نداد . بعدهاAudi طرح تكميلي از آن به نام CVT Multitronic را ارائه نمود كه هم مصرف سوخت كمتري نسبت به سيستمهاي ديگر داشت و هم داراي شتاب بالايي بود وسپس Daf نيز در سال 1958 از اين سيستم در اتومبيل استفاده كرد و بدين ترتيب استارت پيشرفت در اين تكنولوژي زده شد.
بر خلاف سيستم انتقال قدرت اتوماتيک،در سيستم انتقال قدرت با قابليت تغيير پيوسته،جعبه دنده اي با تعداد مشخص چرخ دنده وجود ندارد يعني در CVT چرخ دنده هاي دندانه دار درگير با هم وجود ندارند رايج ترين نوع CVT بر اساس سيستم پولي کار مي کندکه اجازه ي بينهايت تغيير بين بالاترين و پايين ترين دنده بدون گسستگي را مي دهد.
اساس كار CVT
اكثر CVT ها از اجزاي اساسي ذيل تشكيل شده اند:
(البته انواع ديگري نيز طراحي شده اند كه اشاره خواهد شد وليكن اساس كار تفاوت چنداني ندارد )
● تسمه محکم فلزي يا لاستيکي ● پولي متغيير محرک (ورودي) ● پولي خروجي
بعلاوه در ساختار انها انواع مختلفي از ريزپردازنده ها ، حسگر ها ، دمپرهاي پيچشي ، كنترلر و ... ديده مي شود اما سه قسمتي که فوقاً اشاره شده اند اجزاي اصلي اند .
پولي هاي با شعاع متغير، قلب CVT هستند،هر پولي از دو مخروط با زاويه راس ٢٠ درجه که رودر روي يکديگر قرار دارند تشکيل شده است، تسمه اي در شيار بين دو مخروط قرار دارد،در صورت لاستيکي بودن تسمه ها از
تسمه هاي V شکل استفاده مي شود،تسمه هاي V شکل از آنجا نام خود را مي گيرند که سطح مقطع V شکل دارند که اصطکاک تسمه با پولي را افزايش مي دهد.
وقتي دو مخروط از هم فاصله بگيرند،يعني ضخامت پولي بيشتر شود،تسمه در شکاف پايين تر مي رود و شعاع تسمه ي حلقه شده دور پولي کاهش مي يابد و وقتي دو مخروط به هم نزديک مي شوند ،يعني ضخامت پولي کاهش مي يابد،تسمه در شکاف بالا تر رفته و شعاع تسمه ي حلقه شده دور پولي افزايش مي يابد CVT ميتواند از فشار هيدروليکي يا نيروي گريز از مرکز و يا کشش فنر به منظور توليد نيروي مورد نياز براي تنظيم دو نيمه ي پولي استفاده کند .پولي ها با قطر متغير هميشه به صورت دوتايي به کار مي روند يکي از پولي ها که به عنوان پولي محرک شناخته مي شود،به ميل لنگ موتور متصل است،پولي محرک ، پولي ورودي هم ناميده مي شود زيرا جايي است که انرژي موتور وارد سيستم انتقال قدرت مي شود،پولي دوم پولي گردنده ناميده مي شود زيرا پولي اول آن را مي چرخاند،به عنوان پولي خروجي،پولي گردنده انرژي را به محور چرخها منتقل مي کند؛ وقتي يک پولي ضخامت خود را افزايش مي دهد،دومي از ضخامت خود مي کاهد تا تسمه کشيده باقي بماند.
زماني که دو پولي ضخامت خود را نسبت به يکديگر تغيير مي دهند،بينهايت نسبت دنده مختلف بوجود مي آيد،از کم به زياد،شامل همه نسبت هاي مابين، براي مثال وقتي شعاع تسمه در پولي محرک کم و در پولي خروجي زياد باشد،سرعت دوران پولي خروجي کاهش مي يابد که دنده پايين تري را ايجاد مي کند و وقتي شعاع تسمه در پولي محرک زياد و در پولي خروجي کم باشد،سرعت دوران پولي خروجي افزايش مي يابد و دنده بالا تري را ايجاد مي کند،بنابراين در تئوري يک CVT بينهايت دنده را شامل مي شود و مي تواند در هر زماني و با هر دور موتوري کار کند. اين سيستم در حال حاضر با پيشرفتهايي كه پيدا كرده قاردر است گشتاوري حدود 300 نيوتون متر را انتقال دهد.
طبيعت ساده و بدون گسستگي CVT ها آنها را به يک سيستم انتقال قدرت ايده آل براي تمام ماشين ها و وسايل،نه فقط خودرو ها،تبديل کرده است،CVT ها سالهاي زيادي در ابزار هاي قدرتي و مته ها بکار مي رفتند،همچنين از آنها در وسايل نقليه مختلفي اعم از تراکتور ها و ماشين هاي برف رو و اسکوتر هاي موتوري استفاده مي شود،در تمام اين کاربرد ها اين در نوع سيستم انتقال قدرت از تسمه هايي با لاستيک فشرده استفاده مي شود که مي تواند کشيده شده يا سر بخورد و در نتيجه باعث هدر رفتن انرژي و کاهش کارايي شود .
انواع ديگر CVT
CVT - چنبريToroidal :
نوع ديگري از CVT است که در آن تسمه و پولي ها با ديسک ها و غلطک ها جايگزين شده است. اگر چه چنين سيستمي خيلي متفاوت به نظر مي رسد همه اجزاي آن قابل مقايسه با تسمه و پولي است و نتيجه ي يکساني مي دهد.طرز کار آن اينجا آمده است:
● يک ديسک به موتور متصل است که معادل پولي محرک است
● ديسک ديگري به ميل گاردان متصل است که معادل پولي مقاوم است
● غلطک ها بين دو ديسک واقع شده اند و مانند تسمه نيرو را از يک ديسک به ديگري منتقل مي کنند
غلطک ها احول محور افقي مي چرخند و به سمت بالا و پايين حرکت مي کنند که اين به غلطک ها اجازه مي دهد در وضعيت هاي مختلف با ديسک در تماس باقي بماند.وقتي غلطک ها با ديسک محرک در نزديکي مرکز در تماس باشند با ديسک مقاوم در نزديکي لبه آن در تماس هستند که اين باعث کاهش سرعت و افزايش گشتاور مي شود(مانند دنده ي سنگين) وقتي غلطک ها با ديسک محرک در لبه ي آن تماس داشته باشند بايد با ديسک مقاوم نزديک مرکز در تماس باشند که باعث افزايش سرعت و کاهش گشتاور مي شود(مانند دنده سبک) بدين ترتيب حرکت ساده ي چرخ ها نسبت دنده را بصورت لحظه اي و ملايم تغيير مي دهد. اين سيستم قاردر است گشتاوري حدود 450 نيوتون متر را انتقال دهد.
- CVT هاي هيدرواستاتيکي:
هر دو نوع CVT ي پولي- تسمه اي و چنبري از CVTهاي اصطکاکي هستند که با تغييردادن شعاع تماس بين دو بخش چرخنده کار مي کنند.نوع ديگري از CVT ها وجود دارد که به عنوان CVT ي هيدرواستاتيکي شناخته شده است.در آن از پمپ هاي جا به جايي متغير استفاده شده تا جريان مايع ورودي به موتور هيدرواستاتيکي را تغيير دهد.در اين نوع انتقال قدرت،حرکت چرخشي موتور يک پمپ هيدرواستاتيکي را در طرف محرک به کار مي اندازد.پمپ حرکت چرخشي را به جريان سيال تبديل مي کند آنگاه با يک موتور هيدرواستاتيکي که در طرف مقاوم قرار دارد،جريان سيال دوباره به حرکت چرخشي تبديل مي شود.
اغلب انتقال قدرت هيدرواستاتيکي با يک دسته دنده ي سياره اي و کلاچ ها ترکيب مي شود تا يک سيستم دوگانه به نام انتقال قدرت هيدرومکانيکي را تشکيل دهد.انتقال قدرت هيدرومکانيکي نيرو را با سه روش به چرخ ها منتقل مي کند.
1.در سرعت‌هاي پايين به صورت هيدروليكي
2. در سرعت‌هاي بالا به صورت مكانيكي
3. بين اين دو حد، به صورت هيدروليكي- مكانيكي
انتقال قدرت هيدروليكي، براي كارهاي سنگين مناسب است و به همين علت، معمولاً در تراكتورهاي كشاورزي و وسايل نقليه‌اي كه روي هر سطحي حركت مي‌كنند، به كار مي‌رود.
مزاياي استفاده از CVT
- كاهش ذرات آلاينده
- كاهش مصرف سوخت
- كاركرد موتور در دما و دور موتور پايين‌تر
- افت توان كمتر و برخورداري از شتاب بيشتر
- مطابقت با انواع مكانيزم‌هاي رايج كلاچ
- يكنواختي حركت و رانندگي آرام از توقف كامل تا سرعت‌هاي بالا
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com