Планетарный велосипедный вариатор nuvinci n360 и n171 cvt
Планетарный велосипедный вариатор NuVinci — это разновидность вариатора на базе роликов. Производится и продвигается американской компанией Fallbrook Technologies Inc. Коммерческое использование в качестве велосипедного вариатора началось в декабре 2006 года, в то время, когда он в первый раз показался в продаже в Нидерландах.
Вариатор для велосипеда NuVinci CVT на данный момент находится в фазе разработки продуктов для других применений, таких как ветрогенераторы, лёгкие электрические машины, нестационарное внешние приводы и энергетическое оборудование запасных механизмов автомобиля.
История NuVinci.
Механические вариаторы были изобретены ещё в 1800-х годах, удачно употреблялись воборудовании. Особенного успеха добился наклонный шариковый вариатор Копа. Много раз делались попытки их внедрения в машинах, но коммерческого успеха достигнуто не было.
Разработка NuVinci.
Бесступенчатая трансмиссия NuVinci используетсерию вращающихся наклонных шариков, располагающихся между входным и выходным дисками трансмиссии. У наклонённых шариков меняетсяих диаметр в точке контакта и тем самым изменяется передаточное отношение. В следствии этого в вариаторе NuVinci достигается плавный и постоянный переход к любому передаточному соотношению в диапазона.
Передаточное соотношение непрерывно переключается путём трансформации наклона оси шариков, предоставляя различные радиусы контакта, приводящие в перемещение входной и выходной диски. Для передачи вращающего момента в совокупности большое количество сфер. «Планеты» расположены по кругу около центрального шкива («солнца») и контактируют по отдельности с входным и выходным тяговыми дисками. Такая конфигурация разрешает сконструироватьввод и вывод вращающего момента концентрическим и компактным.
В следствии таковой конструкции трансмиссия способна переключать передаточное отношение медлено в движении,в нагрузке и на протяжении остановки.
Свойство снабжать непрерывно изменяющееся передаточное отношение в компактном корпусе вариатору NuVinci разрешают два фактора:
- Первый фактор — это геометрическая конфигурация привода, базирующаяся на различных контактных соотношениях сферы. Контакт с вращающимися сферами в двух различных местах по отношению к оси вращения сферы снабжает передаточное отношение, которое в зависимости от места точек контакта входного и выходного тяговых дисков, их скорости изменяется от понижающей до повышающей передачи
- Второй фактор — это упругогидродинамическая смазка. Трансмиссии, применяющие для передачи мощности упругогидродинамическую смазку, известны как фрикционный привод. Трансмиссия с фрикционным приводом трудится на базе тяговой жидкости, которая в обычных условиях в один момент снабжает смазку для привода. При большом контактном давлении в роликовом контакте между двумя дисками элементами (и твёрдыми сферами) жидкость фактически мгновенно совершает фазовый переход к упругому жёсткому телу. В пределах пятна контакта молекулы жидкости упаковываются в жёсткую форму, через которую может передаваться вращающий момент. Увидьте, что наряду с этим вращающиеся элементы не находятся в физическом контакте.
Перечень втулок NuVinci.
| Fallbrook | NuVinci N171 | 2007 год | 2010 год | Постоянные | 350% | 3,85 – 3,95 кг | Езда в городе |
| Fallbrook | NuVinci N360 | 2010 год | Постоянные | 360% | 2,45 кг | Езда в городе |
Сравнение велосипедного вариатора NuVinci с хорошими совокупностями переключения передач.
Любой вариатор разрешает любой силовой установке, людской либо моторизированной, постоянно работать на скорости (илиблизко к ней), на которойэффективность, вводной крутящий момент либо выходная мощность установки оптимальны. Тем самым вариатор NuVinci может улучшить неспециализированную эффективность либо производительность совокупности в сравнении с «классической» трансмиссией, но лишь в том случае, если прирост эффективности либо производительности силовой установки от точности установки передаточного соотношения превысит каждые утраты эффективности либо производительности, неизбежно появляющиеся при замене простой трансмиссии на вариатор NuVinci.
К примеру, в случае если с вариатором NuVinci эффективность образовывает лишь 85% от эффективности исходной классической трансмиссии, то для улучшения неспециализированной эффективности польза от эффективности эксплуатации силовой установки должна быть равна 18% (другими словами 1/0.85 — 1 = 0.18 либо 18%). Компания не указала конкретных значений эффективности их трансмиссии и не предоставила этого кроме того по окончании запроса.
Из-за небольшого количества и простоты конструкции компонентов вариатор NuVinci легко масштабируемый и исходя из этого может употребляться в самых различных устройствах.
Сравнение NuVinci с другими вариаторами.
В вариаторе NuVinci для передачи вращающего момента употребляется роликовое сцепление, такое же как в тороидальных трансмиссиях. Но в отличии от тороидальных вариаторов переданный вращающий момент распространяется на пара сфер, снижая тем самым неспециализированную прижимающую силу.
Эти конструкционные ответы разрешают вариатору NuVinci сочетать непрерывность и плавность передачи мощности с практичностью классических планетарных втулок.
Как и в других вариаторах тракционного типа, при передаче вращающего момента через вариатор NuVinci появляется маленькое проскальзываниемежду пятнами контакта. Это неизбежновозникает по причине того, что для любого пятна контакта части шара движутся в мало различных направлениях и со скоростями, мало не совпадающими с направлениямии со скоростями перемещения дисков.
Данный феномен у вариаторовтракционного типа именуется «контактным поясницей». «Скорость вращения определяется как отличие в вращательной скорости ведущего и ведомого роликов в направлении перпендикулярном к плоскости контактного пятна. Это обусловлено относительной разницейв скоростях поверхностей обоих вращающихся наоборот контактного пятна элементов и есть большим источником утрат энергии в вариаторах тракционного типа».
Во всех вариаторах тракционного типа это проскальзывание неизбежно появляется между поверхностями, находящимися под высокими сжимающими давлениями, каковые требуются для обеспечения гарантированно надежной передачи вращающих моментов. Проскальзывание под большими давлением и приводит к энергии в трансмиссии.
Не смотря на то, что Fallbrook Technology и отказалась обнародовать данные по эффективности для вариатора NuVinci, но однако возможно высказать предположение, что эффективность NuVinci такая же, как у вариаторов с «приводом на наклонных шариках» (70% — 89%), разновидностью которого и есть этот вариатор. Но однако геометрия таких вариаторов существенно отличается от вариатора Копа с наклонными шариками, поскольку в вариаторе NuVinci контакты для передачи вращающего момента расположены на наружном диаметре, а не на внутреннем.
Для большинства применений не нужно гидравлика высокогодавления.
Вторым преимуществом аналогичной конструкции вариатора являются варианты размещения входящей и выходящей осей, каковые смогут размешаться в линию, быть смещены и находятся в U-образной конфигурации (вывод и ввод расположены соосно в одной плоскости), что делает трансмиссию несложной, маленькой, лёгкой и компактной.
По заявлениямFallbrook управление трансмиссиейстабильное, линейное и не требует сложной совокупности управления.
Применения.
Вариатор NuVinci может использоваться везде, где требуется механическая передача. Сейчас коммерческое использование вариатор отыскал лишь на велосипедах. Вариатор NuVinci устанавливается вместо дерайлера либо планетарной втулки и предоставляет передаточное отношение примерно 350%, фактически такое же как на велосипедах с 8- либо 9-скоростными планетарными втулками либо на велосипедах с двойными ведущими звёздами (большая часть гоночных и стремительных дорожных велосипедов).
Данный диапазон намного меньше диапазона в 526% велосипедов с 14-скоростными планетарными втулками Rohloff либо большинстве горных, гибридных, туристических велосипедов с тройными ведущими звёздами. Велосипедная втулка NuVinci обоснованно тяжёлая. Модель второго поколения N171B вместе с трещоткой и дополнительнымоборудованием весит от 3,85 до 3,95 килограммов. Модель N360, объявленная в первых числах Сентября 2010 года весит 2,45 кг.
Сейчас сравните вес NuVinciс «полным весом переднего и заднего дерайлера Shimano SLX, тумблеров, втулки с кассетой и трещоткой», составляющих 1,3 кг. Однако направляться учитывать, что вариатор NuVinci предназначается для менее чувствительных к весу сегментов (круизёры, велосипеды и комфортные велосипеды для ежедневных поездок на работу).
Компания кроме этого планирует выпуск аналогичных вариаторов для машин.
Награды и слава.
Велосипедный шариковый вариатор NuVinciCVP и велосипеды, на каковые он установлен, взяли пара призов, включая приз «Велосипед года для ежедневных поездок на работу» от редакции Bicycling Magazine, приз отEUROBIKE 2010, приз отRD 2007 100 Awards, приз iF Design EUROBIKE GoldAward в 2008, 2010, 2011 годах, приз «Лучшая новинка 2007 года» от Popular Science, приз «Велосипед года» и «Технология года» в Нидерландах.
Ellsworth Handcrafted Bicycles, производитель велосипедных рам и колёс, производит велосипеды с Nuvinci. В 2007 году вариаторв издании Popular Science попал в респектабельный ежегодный обзор самых значимых новинок.
Кроме этого просматривайте обзор планетарной втулки Nuvinci CVP.
