Cambio CVT

[lucaf2000 1644]

ma vantaggi e svantaggi del cambio a variazione continua?

[luke36 6]

ma vantaggi e svantaggi del cambio a variazione continua?

 

Beh. All'epoca il CVT dava vantaggi nella fluidit? delle cambiate. Non downkick in back and far ... come ha detto Coulthard nell'intervista rilasciata in

. Questo per? valeva per l'epoca dei cambi manuali ruvidi e brutali. Poi l'avvento dei cambi semiautomatici e automatici sempre pi? sofisticati, il beneficio di fulidit? ? andato scemando. Invece il concetto che la trasmissione dia la possibilit? di sfruttare al meglio la coppia motore da dei vantaggi in termini di ripresa.

 

Luke 36

[Ferrarista 1707]

Qualcuno mi spiega precisamente di che si tratta? Quando andiamo nei dettagli di meccanica ammetto di essere un gran ignorante.

[luke36 6]

Ottimo lavoro di spostamento

 

Inizierei con un video. Un CVT funziona cos?:

 

 

Il problema ? entrare nello specifico, nel senso che molte case automobilistiche hanno diverse variazioni su tema. Direi di postare qualche schema esemplificativo su di un modello "base" ... a scopo didattico

 

Copio e incollo ci? che ? scritto su Wikipedia, molto semplice e chiaro. Che non si gridi allo scandolo per?.

 

 

 

Il cambio continuo (o CVT dall'inglese continuously variable transmission) ? un tipo di cambio automatico per autoveicoli in cui il rapporto di trasmissione pu? variare senza soluzione di continuit? tra due valori limite, per queste sue caratteristiche di funzionamento ? paragonabile al Variomatic per scooter, anche se il cambio continuo risulta essere piu sofisticato.

 

Il cambio continuo offre un rendimento energetico peggiore del cambio manuale, sia nella guida su percorsi cittadini che nella guida in autostrada, ma comunque migliore di un tradizionale automatico con convertitore di coppia. In generale ? pi? costoso sia per quanto riguarda la costruzione che la manutenzione.

 

Nel guidare un veicolo con cambio continuo non si hanno a disposizione le 4-6 marce tradizionali, ma un numero indefinito di rapporti e l'esperienza di guida ? completamente differente. Il funzionamento del motore a regime costante provoca la perdita del feedback sonoro e,in accelerazione da fermo o da bassi regimi, si pu? avere una sensazione di slittamento della frizione, in quanto prima il motore si porta in coppia e successivamente il cambio adegua il diametro delle pulegge al rapporto idoneo.

 

 

Tecnologie [modifica]

 

Esistono cambi continui basati su differenti tecnologie.

 

 

A puleggia [modifica]

 

Sistema a catena

 

Questo tipo di cambio utilizza pulegge collegate da una cinghia in gomma rivestita di acciaio, oppure una catena. Le pulegge sono costituite da due coni affacciati per la base minore, avvicinando od allontanando tali coni si varia il diametro apparente su cui si avvolge la cinghia, costringendola a salire o a scendere, in questo modo si varia il rapporto di trasmissione. Nel caso della catena, invece, le ruote sono dentate.

 

In alcune soluzioni la trasmissione del moto avviene per compressione invece che per trazione, come nel cambio CVT adottato da FIAT per la Uno Selecta e la Y10 Seletronic. Un'altra caratteristica della cinghia metallica impiegata su tali cambi ? quella di essere estremamente flessibile, per permettere raggi di avvolgimento molto bassi ed ampliare la gamma dei rapporti di trasmissione. La flessibilit? viene ottenuta attraverso l'impiego di 10 anelli di acciaio concentrici molto sottili. Su questo nastro cos? ottenuto sono montati i tasselli di spinta (il corpo a contatto con le facce delle pulegge) che risultano avere un grado di libert? rispetto al nastro che svolge la funzione di trattenimento.

 

In alcuni veicoli viene impiegato un sistema doppio, con una cinghia per ogni ruota motrice, eliminando i problemi tipici del differenziale (DAF Variomatic). Il sistema ? anche usato negli scooter dal 1985 con il nome di variatore.

 

In alcuni cambi a catena si usano particolari lubrificanti, che in condizioni di pressione estrema subiscono un cambiamento di fase da liquidi a solido vetroso.

 

 

A rulli o toroidale [modifica]

Si immaginino due rulli (uno di ingresso e uno di uscita) con una forma vagamente conica, con il bordo concavo tale da potersi inserire nel foro centrale di un toro, affacciati per la punta e sullo stesso asse. Nella cavit? risultante sono premuti uno o pi? rulli disposti su un piano parallelo all'asse del sistema. Se l'asse del rullo ? ortogonale all'asse del sistema, il rullo tocca i due coni alla stessa altezza ed il rapporto di trasmissione ? unitario. Inclinando i rulli, il contatto su un cono si sposta verso il centro e sull'altro verso la periferia, variando il rapporto di trasmissione.

 

 

Idrostatico [modifica]

Alcuni cambi continui utilizzano pompe a portata variabile e motori idraulici. Sono sistemi in grado di trasferire maggiore coppia ma pi? costosi nell'acquisto e nella manutenzione. Hanno per? il vantaggio che i motori possono essere montati direttamente sui mozzi delle ruote, consentendo una maggiore flessibilit? costruttiva ed eliminando le perdite di energie dovute agli alberi di trasmissione e al differenziale. Questo sistema ? impiegato in macchine operatrici semoventi (sopratutto macchine agricole e movimento terra), ma anche in trattori da giardino.

 

 

CVT a coni [modifica]

Rientrano in questa tipologia i CVT la cui geometria sia costituita da uno o pi? corpi conici che cooperano lungo le reciproche generatrici realizzando cos? la variazione di rapporto. Di questo tipo ve ne sono ad un cono soltanto dove un corpo volvente (rotella) spostandosi sulla generatrice del cono realizza la variazione di rapporto esistente fra diametro inferiore e diametro superiore del cono stesso. Vi sono poi i CVT a due coni (vedi sito ufficiale GIF ), in cui i due coni sono posizionati in opposizione (= diametro inferiore dell'uno in corrispondenza del diametro maggiore dell'altro), il contatto fra tutti i possibili diametri dei due coni ? realizzato da un anello interposto tra i coni stessi. La variazione si realizza movimentando l'anello lungo il mantello-generatrice dei due coni. In un CVT a pi? coni basculanti (vedi sito ufficiale CVT Warko) la coppia viene trasmessa per attrito di contatto da un numero variabile di coni (in funzione della coppia da trasmettere) a un mozzo centrale avente forma a "botte". La superficie laterale del mozzo ? convessa secondo un raggio di curvatura determinato, inferiore al raggio di concavit? dei coni, in tal modo si ha un solo punto (teorico) di contatto fra cono e botte. Una particolarit? del CVT Warko ? l'assenza di frizione: il motore ? sempre collegato alle ruote e la trazione posteriore viene realizzata tramite un sistema epicicloidale in uscita, chiamato "power split", che permette la condizione di "Zero Dinamico" (quando il motore ? in funzione, il variatore, in una particolare posizione, compensa l'attivit? del motore avendo zero giri in uscita).

 

Fonte: sito ufficiale CVT Warko

 

 

 

Vantaggi e svantaggi [modifica]

 

Rispetto al cambio automatico idraulico, il cambio continuo ? pi? semplice da costruire e mantenere ed offre un migliore rendimento energetico eliminando il convertitore di coppia. La massima coppia trasferibile ? per? limitata dal'attrito tra le parti e dalla resistenza della cinghia o catena. per questo i cambi continui sono in genere usati su veicoli di bassa potenza ed altri mezzi di lavoro leggeri.

 

Il cambio continuo compensa progressivamente le variazioni del veicolo facendo andare il motore sempre al suo regime di coppia massima. Ci? aumenta la resa energetica e riduce le emissioni inquinanti, ma rende il suono del motore costante e privo di risposta sonora. Una rivista ha descritto la sensazione prodotta come quella di guidare un motoscafo in accelerazione. Il software di controllo pu? essere studiato in modo da emulare un cambio automatico tradizionale, eliminando questo problema di marketing.

 

 

 

Storia [modifica]

Un primo brevetto di cambio continuo toroidale fu depositato verso la fine del XIX secolo, ma il primo modello veramente funzionante, chiamato Variomatic, fu progettato e costruito dal tedesco Hub van Doorne co-fondatore della DAF, negli anni '50. La prima automobile con cambio DAF fu prodotta nel 1958. Il brevetto fu successivamente venduto, assieme alla DAF, alla Volvo. La FIAT inizi? gli studi di fattibilit? in partnership con DAF tramite la SIRA (societ? italiana ricerche automotoristiche)fondata dall'ing Dante Giacosa). Il primo prototipo dimostrativo fu allestito su una 131 opportunamente adattata. Fu quindi avviata la progettazione di un cambio per l'impiego su vetture a trazione anteriore. Dopo una produzione limitata di 150 esemplari della Ritmo (data in uso a clienti selezionati), il primo modello prodotto in serie fu la Uno Selecta (1989) che non ebbe grande successo. Successivamente (1990) il gruppo FIAT tramite il marchio Autobianchi lanci? la versione Seletronic sul modello Y10. Nonostante il concetto di base fosse quello della Uno, il cambio riprendeva lo schema costruttivo del cambio montato sulla Ritmo: non aveva ruotismi epicicloidali ma bens? tradizionali ingranaggi, e la frizione non era centrifuga ma elettromagnetica controllata da una centralina elettronica. La sensazione di slittamento di frizione che caratterizzava la UNO era perci? limitata. Tuttavia, le resistenze da parte della clientela italiana all'uso del cambio automatico in genere decretarono l'oblio di tale dispositivo. Fu ipotizzato anche l'impiego su vetture di F1, ma dopo alcuni studi di fattibilit? l'idea fu abbandonata a causa della notevole coppia motrice da trasmettere, anche con l'impiego di una cinghia per ruota il rendimento e la durata non erano giudicate adeguate.

 

Negli anni '80 e anni '90 la Subaru Justy fu proposta con il cambio continuo. Anche sa la Justy ha avuto scarso successo commerciale, la Subaru ha continuato a produrre cambi continui per propri veicoli e per altre aziende. Nel 1992 la Nissan ha installato su propri veicoli un cambio Subaru, e negli anni successivi ha sviluppato un sistema proprio, in grado di trasferire pi? coppia e dotato di un convertitore di coppia. Questo modello fu utilizzato su diverse automobili per il mercato giapponese. La Nissan ? anche stata l'unica marca a proporre commercialmente cambi continui a rulli negli ultimi anni. Il cambio toroidale Nissan, chiamato X-troid, era disponibile sul mercato giapponese sui modelli Y34 Nissan Gloria e V35 Skyline GT-8. Tuttavia il sistema non fu portato sul modello successivo quando la Cedric/Gloria fu rimpiazzata dalla Nissan Fuga nel 2004.

 

Dopo avere studiato per anni il sistema a puleggia, la Honda ha introdotto una propria versione nel 1985 sulla Civic.

 

Nel 2002 la General Motors ha sviluppato un cambio continuo per le proprie utilitarie, ma entro tre anni l'idea ? sfumata in favore del cambio automatico comune.

 

Altre proposte di cambio continuo si sono avute da parte di Audi, che dal 2000 offre un sistema a catena opzionalmente su alcune auto di grande potenza, tra cui la A4 3.0L V6. Nel 2005 Ford Freestyle e 500 utilizzano opzionalmente un cambio continuo appositamente elaborato.

 

La tecnologia del cambio continuo ? molto progredita dalle sue origini ed ? tuttora in corso

 

 

Penso che possa bastare

 

Luke 36

[rumpen78 6]

ma vantaggi e svantaggi del cambio a variazione continua?

 

Beh. All'epoca il CVT dava vantaggi nella fluidit? delle cambiate. Non downkick in back and far ... come ha detto Coulthard nell'intervista rilasciata in

. Questo per? valeva per l'epoca dei cambi manuali ruvidi e brutali. Poi l'avvento dei cambi semiautomatici e automatici sempre pi? sofisticati, il beneficio di fulidit? ? andato scemando. Invece il concetto che la trasmissione dia la possibilit? di sfruttare al meglio la coppia motore da dei vantaggi in termini di ripresa.

 

Luke 36

 

era il 1993' i cambi manuali non esistevano piu' .. o sbaglio?

 

credo che in termini molto semplici ,il maggior vantaggio sia nella fase di accelerazione,quando non si perdono giri durante le scalate,lo svantaggio sia la perdita' di freno motore nelle scalate e nella fase di decelerazione e inserimento in curva.

 

probabilmente si avrebbe una macchina piu' veloce in uscita di curva,ma meno efficente in ingresso curva

[Ferrarista 1707]

ma vantaggi e svantaggi del cambio a variazione continua?

 

Beh. All'epoca il CVT dava vantaggi nella fluidit? delle cambiate. Non downkick in back and far ... come ha detto Coulthard nell'intervista rilasciata in

. Questo per? valeva per l'epoca dei cambi manuali ruvidi e brutali. Poi l'avvento dei cambi semiautomatici e automatici sempre pi? sofisticati, il beneficio di fulidit? ? andato scemando. Invece il concetto che la trasmissione dia la possibilit? di sfruttare al meglio la coppia motore da dei vantaggi in termini di ripresa.

 

Luke 36

 

era il 1993' i cambi manuali non esistevano piu' .. o sbaglio?

 

credo che in termini molto semplici ,il maggior vantaggio sia nella fase di accelerazione,quando non si perdono giri durante le scalate,lo svantaggio sia la perdita' di freno motore nelle scalate e nella fase di decelerazione e inserimento in curva.

 

probabilmente si avrebbe una macchina piu' veloce in uscita di curva,ma meno efficente in ingresso curva

Mi ricordo un video di Senna del 1993 che abbassa la mano destra per cambiare marcia.

[lucaf2000 1644]

la mclaren aveva il sequenziale al volante dal 92 quindi ? impossibile che senna nel 93 avesse abbassato la mano per cambiare..

[Yoong 5]

forse azionava il ripartitore di frenata.

[Ferrarista 1707]

la mclaren aveva il sequenziale al volante dal 92 quindi ? impossibile che senna nel 93 avesse abbassato la mano per cambiare..

Controllo...vedo se riesco a trovare quel video.

[Ferrarista 1707]

la mclaren aveva il sequenziale al volante dal 92 quindi ? impossibile che senna nel 93 avesse abbassato la mano per cambiare..

Controllo...vedo se riesco a trovare quel video.

Ha ragione lucaf2000. Forse mi sono confuso con qualche video precedente.

[lucaf2000 1644]

anche la benetton nel 93 introdusse il sequenziale...

[Ferrarista 1707]

Ritornando al cambio CVT...perch? la Williams ci fece un test e poi non se ne fece pi? niente?

[Visitatore alexf1 fan]

Ritornando al cambio CVT...perch? la Williams ci fece un test e poi non se ne fece pi? niente?

 

Perch? era un "drivers aid" come il TC e le sospensioni attive .

 

[M.SchumyTheBest 642]

Nel '93 un p? tutti avevano il cambio semiautomatico; dopo la ferrari nel '89 ci furono la williams nel '91, la mclaren nel '92 e poi benetton nel '93. Nel '93 dovrebbero esserci anche Ligier e Lotus. Le altre non so, anche se la minardi mi sembra fece test per il semi ancora nel '94, e poi la forti nel '95.

 

Cmq l'abolizione dei driver aids port? all'abbandono del cambio totalmente automatico della mclaren.

[Ferrarista 1707]

Ritornando al cambio CVT...perch? la Williams ci fece un test e poi non se ne fece pi? niente?

 

Perch? era un "drivers aid" come il TC e le sospensioni attive .

[Raphael 2]

Considerare il CVT un aiuto alla guida mi sembra un errore. Anzi, ne sono sicuro, non sto neppure a spiegarvi perch?, non credo che convincerei qualcuno di voi anti-elettronica ecc. cos? ben indottrinati dai mass media, per? penso che se il cambio CVT (o automatico) lo considerate un aiuto alla guida..... VOGLIO L'ANTICIPO MANUALE COME NEI PRIMI DEL '900!

 

Bye.

 

P.s. non si pu? considerare la mancanza di freno motore del CVT, semplicemente perch? con una logica a giri costanti non ci sarebbe.

[The frog 66]

L'unico svantaggio del cambio CVT e' che ha limitazioni sulla coppia massima trasferibile, un valore limite al di la del quale la cinghia slitta. Ma in AUDI sono arrivati a 350Nm ed in Nissan e' di qualche giorno la notizia che sono arrivati a 400Nm.

 

 

 

 

 

 

Regards,

The frog

 

[Raphael 2]

Il vero svantaggio del CVT rispetto ad un cambio robotizzato è il rendimento, anche la limitata coppia trasferibile è un problema superabile penalizzando però il rendimento (per esempio con motori plurifrazionati o innalzatore di giri a monte del cambio).

Il rendimento però seppur meccanicamente basso recupera nell'utilizzo operativo in città o percorsi extraurbani, dove le variazioni di velocità sono frequenti e forse anche in autostrada se non si pretende velocità alta (il CVT funziona come overdrive), ciò unitamente ad un motore studiato appositamente per funzionare in coppia con il CVT, un motore ottimizzato in un range di giri ristretto ed economicamente più semplice non avendo necessità di dispositivi come variatore di fase, multiair, condotti variabili ecc.

Io sono sempre stato un sostenitore del CVT, e sono convinto che ha potenzialità di sviluppo ancora da percorrere sia nella meccanica che nella logica di funzionamento, purtroppo tale dispositivo ha trovato apprezzamento solo in Giappone ed in piccola parte in Germania, altrove si è preferito robottizzare gli esistenti cambi manuali. Del resto la F1 ha sempre condizionato i costruttori, purtroppo ultimamente anche con beceri e devastanti regolamenti, non so cosa sarebbe accaduto commercialmente se non avessero vietato il CVT in F1, come sono sicuro che i motori benzina turbo nei prossimi anni prenderanno piede nei listini di tutti i costruttori.

[The frog 66]

Concordo sul fatto che la FIA ha fatto un colossale errore di valutazione del CVT quando lo ha vietato in Formula Uno. Del resto la FIA non e' nuova a questi abbagli, quando ad esempio ha vietato l'utilizzo delle sospensioni attive.

 

 

 

 

Regards,

The frog

 

Modificato 29 Settembre, 2013 da The frog