Tecnología CVT y Fórmulas Fundamentales de Mecánica Automotriz

Transmisiones Automáticas de Variación Continua (CVT)

El concepto de cambio automático de variación continua (CVT) está basado en el principio de la “transmisión por ceñimiento”. Según este principio, y con la ayuda de un variador, es posible regular la transmisión sin escalonamientos, entre la relación más corta hasta la relación más larga.

Variador Continuo de Velocidad

El variador continuo es un sistema de transmisión que cuenta con dos poleas (primaria y secundaria), cuyas gargantas y diámetros interiores efectivos son variables. Al variar el diámetro de las poleas, se va variando progresivamente la relación de desmultiplicación. Al ser la correa un elemento inextensible, la apertura de una de las poleas implica el cierre de la otra. Aun así, se consigue un número infinito de desarrollos, consiguiendo una variación continua de la marcha.

El variador continuo de velocidad está constituido por dos poleas de garganta variable denominadas: polea primaria y secundaria, así como de una cadena especial metálica, que trabaja ceñida en la zona espaciada de ambas poleas.

Componentes Principales del Variador CVT

• Polea primaria: Está constituida por dos semipoleas, una de las cuales es móvil y pilotada por la centralita hidráulica a través de la unidad de control electrónica.
• Polea secundaria: También está constituida por dos semipoleas, una de las cuales es móvil y pilotada por la centralita hidráulica a través de la unidad de control electrónica.
• Correa metálica de transmisión: Es el elemento más innovador e importante de todo el sistema. La flexibilidad y la resistencia de que dispone le llegan de los 280 tacos trapezoidales que la forman con sus respectivas cintas metálicas.

Desde la puesta en marcha del coche hasta que alcanza la velocidad deseada, el diámetro de las poleas cambia progresivamente, determinando así infinitas relaciones dentro de un mínimo o máximo finitos.

Fórmulas Clave en Mecánica y Dinámica Vehicular

Trenes Epicicloidales y Fórmulas de Relación

Las siguientes fórmulas describen las relaciones de transmisión en trenes epicicloidales (planetarios) bajo diferentes condiciones de bloqueo de sus componentes (corona, planetario, satélites).

Fórmula de Willys

n2 = (1 / (z3 + z1)) * (z3 * n3 + z1 * n1)

Donde:

• n1: Velocidad del planetario
• z1: Número de dientes del planetario
• n2: Velocidad del satélite
• z2: Número de dientes del satélite
• n3: Velocidad de la corona
• z3: Número de dientes de la corona

Relaciones en Trenes Epicicloidales Bloqueados

• Planetario bloqueado:
  • Corona conductora: R1 = n3 / n2 = 1 + (z1 / z3)
  • Satélites conductores: R2 = n2 / n3 = z3 / (z2 + z1)
• Satélites bloqueados:
  • Planetario conductor: R3 = n1 / n3 = -z3 / z1
  • Corona conductora: R4 = n3 / n1 = -z1 / z3
• Corona bloqueada:
  • Planetario conductor: R5 = n1 / n2 = (z3 / z2) + 1
  • Satélite conductor: R6 = n2 / n1 = z1 / (z3 + z1)

Fórmulas de Fuerzas y Resistencias en Vehículos

Estas fórmulas describen diversas fuerzas y resistencias que afectan el movimiento de un vehículo.

• Par total: Par total = radio corona x Fi (impulso) = radio rueda x Fr (reacción)
• Fuerza de impulso (Fi): Fi = Cr / Rroda (Cr: Par en la rueda, Rroda: Radio de la rueda)
• Fuerza de reacción (Fr): Fr = P x mu (P: Peso, mu: Coeficiente de rozamiento)
• Reducción de caja de cambios: reducción caja = (Cr(roda) / crmax) x reducción puente
• Fuerza de rodadura: Fuerza rodadura = Proda x mu (Proda: Peso sobre la rueda, mu: Coeficiente de rodadura)
• Coeficiente de rodadura (mu): mu = a / radio neumático (a: semilongitud de la huella)
• Fuerza de pendiente: Fuerza pendiente = Pt x senα (Pt: Peso total, α: Ángulo de la pendiente)
• Seno del ángulo de pendiente: sinα = h / l (h: altura, l: longitud)
• Pendiente en porcentaje: Pendiente 20% = sin0.2
• Fuerza aerodinámica: Fuerza aerodin = Presión superf x S (0.9 x a x b) x Ka (S: Superficie frontal efectiva, Ka: Coeficiente aerodinámico)
• Presión superficial (Ps): Ps = δ / 2 x 3.6² x (v coche +- v aire)² (δ: Densidad del aire, v coche: velocidad del coche, v aire: velocidad del aire)
• δ = 0.125 (Valor de ejemplo para la densidad del aire)
• Pr (resistencia por rozamientos mecánicos): Pr = coef rend mec x potencia motor (coef rend mec: Coeficiente de rendimiento mecánico)
• Resistencia por inercia: resistencia por inercia = m x a = m x v / t (m: masa, a: aceleración, v: velocidad, t: tiempo)