STUFENLOS REGELBARE SPEZIALGETRIEBE Einleitung Stufenlosgetriebe (CVT) Funktionsweise Bauarten

1. STUFENLOS REGELBARE SPEZIALGETRIEBE Einleitung Stufenlosgetriebe (CVT) Funktionsweise Bauarten Vor- und Nachteile Zusammenfassung Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

2. 1. Einleitung • Verbrennungsmotor mit Drehmomentwandler und Schaltkupplung bevorzugtes Antriebskonzept • Antrieb hat Reihe von Aufgaben zu erfüllen : • Fahrzeug aus Stillstand anfahren und auf bestimmte Geschwindigkeit einstellen • Antriebsdrehmoment und Drehzahl müssen regelbar sein (ermöglicht dynamische Fahrvorgänge) • Masse und Bauvolumen möglichst gering • System muss Erschütterungen und Bewegungen ertragen • Antrieb soll bei niedrigen und hohen Temperaturen betriebsbereit sein. • die Automatisierung von Kupplung und Schaltgetriebe erobert den Markt Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

3. 2. Stufenlosgetriebe (CVT) • Ziel beim Einsatz von stufenlosen Spezialgetrieben • mit stufenloser variabler Getriebeübersetzung kann Motor im verbrauchsoptimalen oder fahrleistungsoptimalen Betriebspunkt betrieben werden Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

4. 3. Funktionsweise • Übersetzung kann genau der Zugkrafthyperbel angepasst werden • Gewinn an Zugkraft und damit eine Steigerung der Fahrleistung Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

5. 3. Funktionsweise • Übersetzung im Teillastbereich kann auf den Motorbetriebspunkt im Bereich des minimalen Kraftstoffverbrauchs eingestellt werden (heute der größte Fahranteil) Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

6. 4. Bauarten • Umschlingungsgetriebe Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

7. Stufenlose Umschlingungsgetriebe (CVT) Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

8. Stufenlose Umschlingungsgetriebe (CVT) Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

9. 4. Bauarten • Toroidal oder roller-based CVT Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

10. Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung • Durch eine Art Kugel erfolgt eine feste mechanische Kraftübertragung von der Antriebs- zur Abtriebswelle mit gleichzeitiger Übersetzung. • Die Übersetzung kann durch Verschiebung der Komponenten auf den Achsen verändert werden. Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

11. 4. Bauarten • Infinitely Variable Transmission (IVT) Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

12. 4. Bauarten • Hydrostatic CVT Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

13. 4. Bauarten • X-CONI-Getriebe Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

14. 5. Vor- und Nachteile Vorteile • Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar ohne Motordrehzahl zu beeinflussen (Kraftstoff sparen und Abgasausstoß verringern) • CVT „sanfter“ (keine Erschütterungen durch Schaltvorgänge) • 25% weniger bewegliche Teile in CVT • günstiger in der Herstellung • Wartungsintervalle länger Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

15. 5. Vor- und Nachteile Nachteile • fehlende Erschütterung führt beim Konsumenten zu einem „wenig Leistung Gefühl“ • Marketing Problem wird durch Emulation von Erschütterungen gelöst • fehlen des Motorgeräusches „wenig Leistung Gefühl“ („Gummiband Effekt“) • Momentenübertragung war beschränkt durch Festigkeit des Übertragungsmediums (Riemen, Kette etc.), [bis 350 Nm] • heute durch bessere Werkstoffe auch große Drehmomente • relativ hohe Reparaturkosten Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

16. 6. Zusammenfassung • durch Vielfalt und erhebliche Vorteile ,fester Platz im Atomobilbau • Einsparung von beweglichen Teilen • Einsparung von Gewicht und Produktionskosten • Kraft erzeugende Medium (Motor) wird wenig bis gar nicht beeinflusst • Kraftstoffverbrauch und Abgase werden gemindert • Marketingproblem („Gummiband Effekt“) muss überwunden werden • Verbraucher muss von den Vorteilen dieser Getriebe überzeugt werden • Markt steht offen Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe

17. Stufenlose Umschlingungsgetriebe (CVT) Der Einsatz von CVTs ermöglicht es, den Verbrennungsmotor in weiten Betriebsbereichen nahe dem optimalen Verbrauchs- oder maximalen Leistungspunkt zu betreiben. Neben einer Steigerung der Fahrleistung kann damit zugleich eine Reduzierung von Kraftstoffverbrauch, Geräuschemission und Schadstoffausstoß erzielt werden, was zu einer Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades des Antriebsstrangs führt. Als Übertragungsmedium eines Umschlingungsvariators können Zug- oder Schubgliederketten verwendet werden. Die Leistungsübertragung zwischen den Keilscheibensätzen der An- und Abtriebswelle und dem Übertragungsmedium erfolgt mittels Reibschluss. Eine stufenlose Übersetzung wird beim CVT erreicht, indem an den Losscheiben der An- und Abtriebswelle die erforderlichen hydraulischen Anpressdrücke aufgebracht werden. Ein Regler überwacht dabei einerseits die Übersetzung, die aus dem Radienverhältnis resultiert, und andererseits die für die reibschlüssige Momentenübertragung erforderliche Anpressung. Um das dynamische Verhalten der CVTs zu untersuchen, werden komplexe Mehrkörpermodelle der bestehenden Systeme entworfen. Diese Modelle sind durch eine hohe Anzahl an Freiheitsgraden und Kontakten mit Stößen und Reibung gekennzeichnet. Durch die entworfenen Mehrkörpermodelle können auch lokale Größen wie Kontaktkräfte zugänglich gemacht werden, die nicht bzw. nur unter erheblichem Aufwand messbar sind. Damit ist es möglich, CVTs hinsichtlich der akustischen Eigenschaften, des Wirkungsgrads und der maximal übertragbaren Leistung zu optimieren. Getriebelehre II - Stufenlos regelbare Spezialgetriebe