Transmisii continue

1. Necesitatea transmisiilor continue

In timpul deplasării automobilului legătura intre puterea efectivă -Pe , dezvoltată de motor şi puterea la roată -PR, necesară antrenării roţilor motoare, există relaţia:

PR = ηtr - Pe (1)

unde: ηtr reprezintă randamentul total al transmisiei

Din "Dinamica autovehiculelor" se ştie că puterea la roată se calculează cu relaţia:

PR = Ft - V (2)

în care Ft reprezintă forţa de tracţiune;

V-viteza de deplasare a automobilului.

In ipoteza unei mişcări realizate la o putere constantă şi apreciind randamentul transmisiei ca fiind constant, relaţia 2 devine:

Ft - V = Ct (3)

Relaţia 3 exprimă, în condiţiile amintite, caracteristica de tracţiune a automobilului, iar în coordonate F şi V, ea are forma unei hiperbole echilatere, fig. 1.

Fig.1

Dacă în relaţia 3 este folosită puterea maximă a motorului (la plină admisiune) iar randamentul este egal cu unu, hiperbola respectiva poartă denumirea de hiperbolă ideală de tracţiune, ea reprezentând modul de utilizare perfectă a motorului şi a transmisiei în diferite condiţii de deplasare ale automobilului. Hiperbola de tracţiune este limitată la partea superioară de forţa de tracţiune la limita de aderenţă-Fφ, iar la partea inferioară de rezistenţa la rulare-Rrul şi a aerului Ra, la deplasarea pe cale orizontală Rrul+Ra ; V1, reprezintă viteza minimă a automobilului pe drumul cu aderenţă maximă, sar Vmax reprezintă viteza maximă pe care automobilul este capabil să o atingă pe cale orizontală.

In fig. 2 este prezentată caracteristica de tracţiune a unui automobil echipat cu o cutie de mecanică în trei trepte, peste care s-a suprapus hiperbola de tracţiune. Se constată că aceasta se suprapune cu caracteristica de tracţiune doar în punctele a, b, c, acestea corespunzând puterii maxime dezvoltată de motor în fiecare treaptă. Acest lucru se explică prin faptul că, raportul de transmitere în fiecare treaptă fiind variabilă în funcţie de turaţie.

Fig. 2

Suprafeţele haşurate reprezintă abaterile caracteriticii de tracţiune reale faţă de caracteristica ideală, iar la scara de reprezentare aleasă ele reprezintă pierderile de putere care duc la reducerea performanţelor şi creşterea consumurilor. Cu cât numărul treptelor de viteze este mai mare cu atât suprafaţa haşurată este mai mică, iar pierderile sunt mai mici. Dacă numărul de trepte tinde spre infinit, suprafaţa tinde către zero, pierderile se anulează iar transmisia se numeşte continuă sau progresivă, ea funcţionând după hiperbola de tracţiune.Transmisia continuă permite realizarea acelor rapoarte de transmitere care să poată obţine echilibrul permanent între forţa de tracţiune şi rezistenţele la înaintare pentru orice regim de deplasare al automobilului.

2. Noţiuni introductive despre transmisiile continue

O condiţie esenţială a exploatării avantajoase a motoarelor de automobile este ca acestea să funcţioneze în permanenţă la un regim aproximativ constant, apropiat de cel al puterii maxime, la care consumul specific de combustibil este redus. Modificarea rezistenţelor la înaintare în limite foarte largi a impus utilizarea transmisiei, care are rolul de a transmite şi adapta valoarea momentului motorului la momentul rezistent. Din acest punct de vedere transmisiile mecanice in trepte corespund numai parţial, deoarece ele nu pot realiza decât o apropiere între caracteristica de tracţiune reală şi cea ideală. Suprapunerea acestor două caracteristici care semnifică funcţionarea cu eficienţă maxima a motorului de automobil este posibilă prin folosirea unor transmisii care asigură variaţia continuă a raportului de transmitere şi care realizează totdeauna ia roţile motoare forţa de tracţiune corespunzătoare puterii maxime a motorului, pentru întreaga gamă de variaţie a vitezei automobilului.

Cerinţa principală pentru transmisiile continue este ca ele să fie automate şi să aibă un randament comparabil cu cel al transmisiilor în trepte.Prin automatizarea schimbării treptelor de viteze, în afara creşterii comodităţii de conducere se mai obţin şi alte avantaje ca : prelungire duratei de funcţionare a organelor automobilului, deoarece momentul motor se transmite lin şi fără şocuri; mărirea siguranţei circulaţiei, prin dispariţia pedalei de ambreiaj şi a efortului de schimbare a treptelor de viteze. Transmisiile continue trebuie să permită schimbarea rapoartelor de transmitere fără întreruperea fluxului de putere, să aibă pierderi minime in domeniul cel mai frecvent de utilizare; să prezinte siguranţă în exploatare; să fie simple şi să aibă o greutate şi un preţ cât mai reduse.