Continuous Variable Transmission With an Inertia-Regulating System

Abstract

This article describes a power transmission system applicable to vehicles. It consists of an oscillating, ratcheting-type, continuously variable transmission (CVT) system governed by an inertia mechanism. The inertia-regulating mechanism adds an additional degree of freedom and gives the system a dynamic character. The transmission consists of three different subsystems. The first of these converts the rotation of the engine or motor into an oscillating angular velocity movement and regulates the amplitude of this movement. The oscillating rotation from the first subsystem is used to drive a second subsystem, which acts as a regulating device by means of an inertial mechanism. The oscillating movement at the output of the second subsystem is rectified in the third, resulting in a unidirectional angular velocity. As a result, a unidirectional torque is generated at the output of the CVT, commensurate with the operating condition of the transmission, and this is capable of overcoming a torque resistance. A prototype of this transmission was built and tested to check the experimental results against those predicted by a series of computational simulations. As a result, the experimental graphs that characterize the operation of this type of transmission system were obtained, demonstrating its ability to function in an efficient manner.

Consideraciones funcionales de las CVTs inerciales

“…Se ha seleccionado como caso de estudio la CVT Autoadaptable patentada por Benitez et al (2009) y es por eso por lo que a continuación se dará una breve explicación de su funcionamiento (una descripción más detallada puede encontrarse en Morales y Benitez (2019) y en Centeno et al (2010).…”

“…En la CVT seleccionada como caso de estudio el sistema de accionamiento es un mecanismo de cuatro barras (manivela-bielabalancín). En el análisis llevado a cabo en este estudio, la longitud de la manivela se ha mantenido constante haciendo que el sistema completo funcione como un convertidor de par (Centeno et al, 2010), ya que este estudio se centra en las vibraciones del sistema y, excepto por las vibraciones debidas al mecanismo de accionamiento que son tratadas en esta sección, este parámetro (longitud de la manivela) no es fundamental para entender cada una de las fuentes de vibración. En este caso particular (longitud de la manivela constante) es posible equilibrar el mecanismo de accionamiento (Berkof, 1973).…”

“…Este análisis fue corroborado experimentalmente mediante ensayos (los equipos utilizados y como se llevaron a cabo los tests se encuentra profundamente detallado en Centeno et al (2010)). La figura 3 muestra el par medido en un ensayo real con un par resistente bajo.…”

“…Este documento se ha centrado en las vibraciones de los sistemas de transmisión inerciales, pero no explica su principio de funcionamiento en detalle. Un estudio detallado de estos sistemas puede encontrarse en artículos y documentos previos (Morales y Benitez, 2019;Centeno et al, 2010;Morales, 2011).…”

A Market-Based Analysis on the Main Characteristics of Gearboxes Used in Onshore Wind Turbines

“…In this sense, recent research has analysed the use and performance of CVTs in drive trains of wind turbines, as it is the case of Giallanza et al [22] proposing a solution in low-wind sites, or Wu et al [23] providing speed control for the permanent magnet synchronous generator as the speed regulator in the CVT at wind turbines. The explorations of new alternatives of drive trains making use of the novel concepts of CVTs, such as inertia regulating systems [24,25], are also being explored. This would enable the regulation of the output angular velocity, thus minimizing failures by absorbing overloads through the inertial subsystem.…”