(VIDEO) Invenţia inginerului român Edyson Pavilcu a dus la crearea primei cutii de viteze cu raport continuu variabil care are roţi dinţate

Cutiile de viteze cu raport continuu variabil, abreviate drept CVT, sunt răspândite în diapazoane de putere modestă şi medie, şi reprezintă o soluţie foarte eficientă de a menţine motorul în turaţiile cu cel mai mare randament faţă de solicitările de condus. Iar asta face aceste cutii să asigure o eficienţă bună în consum. Însă acestea sunt deseori indicate drept cutii care reduc din plăcerea de condus, pentru că nu au roţi dinţate şi trepte, şi menţin motorul la turaţii constante în acceleraţii, ceea ce taie din percepţia senzaţiilor şi dau impresia că maşina ar accelera mai lent. Multe asemenea cutii au imitări de trepte, însă acum un grup de ingineri din Italia au creat prima cutie de viteze cu raport continuu variabil care are roţi dinţate, pe baza invenţiei inginerului român Edyson Pavilcu.

Lipsa treptelor la o cutie obişnuită CVT e explicată printr-o construcţie formată efectiv din două role, fiecare din ele forme din două trunchiuri de con, unite în partea lor mai subţire, astfel încât formează o rolă cu o adâncitură pe mijloc, care se poate comprima, iar odată cu comprimarea creştere diametru disponibil. Cele două role sunt unite cu un lanţ metalic uşor flexibil. Acel lanţ cuprinde rola pe diametrul disponibil, în funcţie de cât de comprimată e fiecare rolă, iar comprimarea e dirijat de un bloc de valve şi solenoizi, ceea ce schimbă esenţial raportul de diametre în cele două role, şi în rezultat şi raportul de transmisie. Şi întrucât acel lanţ poate varia lin pe întregul diapazon disponibil, şi raportul de transmisie se modifică lin, fără sacadări şi schimburi de trepte.

Eficienţa unei cutii CVT obişnuite e o luptă între două tendinţe diametral opuse, spun italienii. Pe de o parte, menţinerea motorului în zonele de turaţii cu cel mai mare randament, creşte eficienţa. De cealaltă parte, construcţia cutiei mizează pe forţa de frecare, care menţine acel lanţ să nu alunece, iar asta reduce din eficienţă.

Dacă am avea puteri mai mari, ar trebui să creştem şi mai mult forţa de frecare, iar asta ar duce la pierderi şi mai mari în căldură şi rezistenţă. O cutie obişnuită CVT are un randament propriu de doar 80-88% şi tocmai de asta aceste cutii nu se regăsesc în modele foarte puternice. Pentru comparaţie, o cutie manuală are 95-97% randament.

Pierderile de eficienţă la cutiile CVT se traduc prin pierderi de căldură rezultate din acea fricţiune, iar asta înseamnă că ele au nevoie de mai multă răcire, iar la sforţări mai intense, ajung mai repede în punctul de supraîncălzire.

O cutie CVT e limitată în cuplu şi putere şi de rezistenţa lanţului său, întrucât el transmite forţa dintr-o parte în alta. La o cutie de viteze obişnuită, însă, roţile dinţate sunt cele care o fac şi ele pot avea o rezistenţă mult mai mare.

Noua transmisie, însă, creată pe baza invenţiei inginerului român Edyson Pavilcu, are denumirea de RatioZero, ceea ce s-a traduce ca raportul zero şi ea combină beneficiile ambelor lumi. Invenţia românului datează cu anul 2016, când acesta a conceptualizat ideea unei cutii CVT bazată pe un mecanism modificat cu roţi planetare.

Foto: Inginerul român Edyson Pavilcu

Conceptul inginerului Pavilcu a împărţit mişcarea de rotaţie în porţiuni, folosind câte un satelit pe fiecare porţiune, deconectând ceilalţi sateliţi printr-un volant. Cuplul e astfel transferat eficient prin roţi planetare, volant şi un mecanism cu leviere, care reconstituie principiul rotaţiilor cu raport variabil. Acest concept a dus la crearea şi înregistrarea a două patente de invenţii, ele stând la baza noii cutii de viteze RatioZero.

Punctul de intrare în noua transmisie e roata dinţată exterioară, iar în interiorul ei, pe toată circumferinţa, sunt poziţionate roţi dinţate mai mici, care sunt ataşate de centrul axului loc după principiul unui volan. Acela ax central are un spaţiu de culisare, care poate „cupla” de roata în mişcare. Transmitea cuplului are lor printr-un levier ataşat de acest centru culisat, care are o altă roată dinţată ataşată a celălalt capăt, pe interiorul unei roţi dinţate mai mici dintr-o planimetrie paralelă. Paradoxul e că acea roată dinţată trebuie să stea blocată în poziţie fixă atunci când transmite cuplul, pe porţiunea sa de circumferinţă, deci transmiterea cuplului are loc prin acest levier fix, nu prin raportul roţilor dinţate, iar levierul „trage” efectiv roata de ieşire pe o porţiune de circumferinţă.

Schimbarea raportului de transmisie are loc astfel prin manevrarea acestor leviere de pe fiecare satelit componente. O poziţie mai puţin comprimată, face acest levier să „tragă” roata dinţată finală pe o porţiune mai mică din turaţia roţii de bază de care e ataşat el, iar astfel rotaţia finală va fi mică, dar cu cuplu mai mari. Cu câte e mai comprimată, cu atât levierul va circula mai mult şi va trage pe o poţiune mai mare roata dinţată finală, spoindu-i viteza, dar disipând cuplul pe o circumferinţă mai mare.

Când toate levierele sunt cu comprimare zero, adică centrat pe axul roţii lor de intrare, atunci ele devin inerte şi nu trag deloc roata finală. Asta face ca raportul de transmisie să fie zero la final, de aici venind şi denumirea RatioZero. Iar asta dă şansele ca această cutie de viteze să excludă necesitatea unui ambreiaj!

Între timp, cutia a fost perfecţionată şi maturizată cu ajutorul italienilor până la o cutie de vizate care are deja în ea integrat un motor ce poate schimba rapid şi sincronizat poziţia levierelor, iar odată cu asta raportul de transmisie. Acest motor ar putea fi controlat electronic şi astfel o maşină poate controla raportul de la un minim predefinit până la un maxim, cu orice valoare posibilă între ele, exact la ca la o transmisie CVT, dar prin roţi dinţate şi evitând pierderile de randament.

În procesul de perfecţionare a cutiei, au apărut şi roţi dinţate eliptice, care să contracareze micile variaţii de viteză care existau anterior în procesul de transmitere a ştafetei de la un levier la altul.

Compania italiană, în parteneriat cu inginerul român, vor să demareze acum etapele de testări intense şi lungi, înainte ca această nouă cutie de viteze să se regăsească pe maşini de serie. S-ar putea ca o altă companie mai mare şi mai puternică să le sară în ajutor, investind în acest proiect. Dar, dacă această cutie de viteze a ajunge în câţiva ani în producţie, vom şti cu toţii că ea a pornit de la invenţia inginerului român Edyson Pavilcu.

Vezi mai jos şi un video cu demonstrarea pe viu a transmisie şi cu explicaţii adiţionale despre modul ei de funcţionare.