گیربکس CVT یک مدل گیربکس اتوماتیک می باشد که انتقال قدرت و تغییر نسبت انتقال را بصورت پیوسته انجام می دهد.
برای درک بهتر عملکرد این مدل گیربکس ، ابتدا مباحث زیر را مطالعه کنید.
در مبحث مربوط به انتقال قدرت در تسمه ها بیان شد که برای انتقال قدرت به این روش باید از پولی ( در صنعت به پولی ، چرخ تسمه نیز گفته می شود.) بر روی محور و تسمه استفاده شود.
پولی هایی مانند شکل زیر تنها یک شیار دارند و با استفاده از آنها می توان نسبت انتقال مشخصی را بین دو محور منتقل نمود.
پولی هایی نیز وجود دارند که چند شیار دارند و این شیارها دارای قطرهای مختلفی می باشند و شما می توانید تسمه را در هر شیاری که مایل بودید قرار دهید. در شکل زیر این مدل پولی را مشاهده می کنید.
برای استفاده از این پولی ها باید یک جفت از آنها را بکار برد ، یک عدد از آنها در محور محرک و دیگری در محور متحرک ، جهت این پولی ها نیز باید خلاف یکدیگر باشد. یعنی بزرگترین شیار دایره یک پولی در مقابل کوچکترین شیار پولی دیگر باشد .در شکل زیر یک جفت از این پولی ها را مشاهده می کنید که در محورهایشان خلاف جهت همدیگر قرار گرفته اند. با استفاده از این پولی ها می توان نسبت انتقال های مختلفی بین دو محور ایجاد نمود.
در سیستم هایی که از این مدل پولی استفاده می شود باید توسط مکانیزم مخصوصی ، امکان افزایش و کاهش فاصله بین محورها پیش بینی شود؛ مثلا در شکل زیر یک مدل دریل صنعتی نشان داده شده که برای تغییر نسبت انتقال از این مدل پولی ها استفاده می کند و با پیچ مخصوصی فاصله بین محورهایش زیاد و کم می شود.جهت تعویض نسبت انتقال ، ابتدا می بایست سیستم را از حرکت انداخت ، سپس فاصله بین دو محور را کاهش داد تا تسمه شل شود ؛ سپس باید تسمه را از یک شیار جدا کرد و در شیار دیگر انداخت نسبت انتقال تغییر کند و در آخر با افزایش فاصله محورها ، تسمه را سفت کرد تا انتقال قدرت امکان پذیر شود.
در شکل بالا محور B محرک و محور A متحرک می باشد. هرچقدر تسمه را در شیار بالاتری از پولی ها قرار دهیم به دلیل افزایش قطر ورودی ( پولی B ورودی می باشد ) و کاهش قطر خروجی ( پولی A خروجی می باشد ) نسبت انتقال کاهش می یابد یعنی سرعت خروجی افزایش و قدرتش کاهش پیدا می کند. و هرچقدر تسمه را در شیار پایین تری قرار دهیم ، به دلیل کاهش قطر ورودی و افزایش قطر خروجی ، نسبت انتقال افزایش می یابد یعنی سرعت خروجی کاهش و قدرت خروجی افزایش می یابد.
همانطور که مشاهده کردید در این مدل پولی ها ، جهت تغییر نسبت انتقال ، باید سیستم متوقف شود ولی ما به دنبال سیستمی می گردیم که تغییر نسبت انتقال ، همزمان با گردش محور محرک و متحرک ، امکان پذیر باشد.
تغییر نسبت انتقال هنگام حرکت محورها با استفاده از سیستم زیر امکان پذیر می شود. در شکل زیر دو مخروط ناقص می بینید به نام های A و B. مخروط A تنها به دور خودش می چرخد و هیچ حرکت دیگری ندارد و مخروط B علاوه بر گردش به دور خودش ، در راستای محور به سمت چپ و راست می تواند حرکت کند. اگر مخروط B به سمت راست حرکت کند ، تسمه C داخل شیار فرو می رود ولی اگر مخروط B به سمت چپ حرکت کند ( به مخروط A نزدیک شود)، تسمه C در فشار بین دو مخروط قرار می گیرد و از شکاف بالا می آید.
اکنون ببینیم اگر در هردو محور این مخروط های ناقص بکار برده شود چه اتفاقی می افتد.
در شکل زیر دو محور می بینید که در هردو محور این مخروط های ناقص به کار برده شده است. فاصله محور ها ثابت می باشد و مخروط های B و C در جهت محورها حرکتی ندارند و فقط دوران می کنند ولی مخروط های A و D را می شود در جهت محورهایشان حرکت داد. اگر مخروط A از B دور شود ، مخروط D نیز همزمان به مخروط C نزدیک می شود چرا که فاصله محورها ثابت می باشد و اگر همزمان D به C نزدیک نشود ، تسمه شل شده و گشتاوری را منتقل نمی کند پس باید با دور شدن دو مخروط A و B در یک محور ، دو مخروط C و D به همدیگر نزدیک شوند تا تسمه شل نشود.
اگر دو مخروط A و B به همدیگر نزدیک شوند ، دو مخروط C و D باید از هم دور شوند ، در غیر این صورت تسمه به شدت کشیده شده و پاره می شود.
پس در این سیستم که امکان تغییر نسبت انتقال در حین حرکت امکان پذیر می باشد باید با نزدیک شدن دومخروط ، دو مخروط دیگر از همدیگر دور شوند و بالعکس؛ اما نسبت انتقال چگونه کم و زیاد می شود؟
در شکل زیر همین سیستم از نمای جانبی و بالا نشان داده شده است. تسمه با رنگ مشکی ، پولی ها با رنگ نقره ای و قطر موثر نیز با رنگ نارنجی نشان داده شده است.این قطر موثر ، در نتیجه دورشدن یا نزدیک شدن مخروط ها از یا به یکدیگر به وجود می آید. در این شکل اگر A محرک و B متحرک باشد ، نسبت انتقال بیشتر از یک می باشد زیرا قطر موثر محرک کمتر از قطر موثر متحرک می باشد.
در شکل زیر عکس این قضیه به وجود می آید یعنی مخروط های محور A به هم نزدیک شده و مخروط های محور B از همدیگر دور می شوند؛ اگر A محرک و B متحرک باشد، نسبت انتقال کاهش می یابد چون قطر موثر محرک افزایش یافته و قطر موثر متحرک کاهش می یابد.
در گیربکس های CVT دقیقا همین اتفاق می افتد در شکل زیر نمایی خلاصه شده از یک گیربکس CVT را می بینید. محور P به موتور متصل می باشد و محور بالایی به چرخ ها. با نزدیک شدن A و B به یکدیگر ، C و D از همدیگر دور می شوند و باالعکس.
همانطور که می بینید گیربکس های CVT بدون قطع ارتباط بین موتور و چرخ ها ، نسبت انتقال را تغییر می دهند و امکان حرکت خودرو با هر نسبت انتقالی را فراهم می آورد. در شکل زیر یک گیربکس CVT را مشاهده می کنید.
