Variatore di velocità

Il variatore di velocità: una breve introduzione

Il variatore di velocità è un componente che ha due funzioni fondamentali: consente di trasmettere il moto con rapporto di trasmissione costante e, inoltre, permette di variare con continuità tale rapporto, intervenendo dall’esterno attraverso un apposito comando.

Questo prodotto si differenzia dal normale riduttore per il fatto che non ha un rapporto di riduzione fisso, bensì il rapporto di riduzione è variabile all’interno di un ampio range. Nel caso in cui sia possibile impostare come velocità in uscita anche la velocità zero, questi variatori sono detti a campo infinito.

I variatori continui di velocità possono essere:

• meccanici: cambiando la posizione di un elemento intermedio, quello in particolare che accoppia gli alberi motore e il condotto, si ottiene la variazione di velocità;
• idraulici: si interviene modificando pressione e portata di un fluido che trasmette forze e spostamenti fra i corpi accoppiati agli alberi motore e al condotto;
• elettrici: la variazione di velocità è ottenuta modificando corrente e tensione di un dispositivo elettrico.

In particolare tratteremo di variatori di velocità meccanici i cui elementi costitutivi comprendono un componente meccanico mobile che consente di variare il rapporto di trasmissione. L’elemento può essere rigido o flessibile.

• Il variatore di velocità a elemento intermedio mobile rigido si distingue solitamente per la forma del movente che può essere piano, conico oppure sferico. La trasmissione può essere ad assi fissi o ad assi rotanti.
• Il variatore di velocità a elemento mobile flessibile è realizzato,  invece, mediante cinghie (generalmente a V) oppure con catene. Spostando la posizione dell’elemento mobile flessibile varia il rapporto di trasmissione.

Il variatore di velocità

Alcune delle parti fondamentali su cui concentrarsi nell’analisi del variatore di velocità sono:

• i satelliti: dischi con profilo conico in sezione;
• le piste planetarie interne: all’interno delle quali  avviene il contatto dei satelliti da cui abbiamo l’attrito;
• le piste planetarie esterne: dove il contatto è libero cioè esente da forze.

L’attenzione e la precisione nel costruire i componenti è chiaramente strategica per la durata e l’effettiva operatività del variatore. Vista questa delicatezza del variatore  bisogna utilizzare materiali particolari per la costruzione. Di conseguenza per satelliti e piste, cuore del variatore, si usa un acciaio legato speciale chiamato 100Cr6 e devono assolutamente essere rettificati attraverso macchine specifiche.

Anche l’olio è particolare: un ATF, cioè un olio specifico per le trasmissioni automatiche il cui nome per esteso è ATF Dextron II. La velocità di utilizzo è compresa tra  i 400 giri/min e i 2800 giri/min ed esiste una coppia massima che non bisogna assolutamente superare pena il malfunzionamento del variatore di velocità.

Variatore di velocità: gli accessori

Tra gli accessori disponibili per il variatore di velocità vi sono:

Telecomando a distanza: è un dispositivo che ci permette di variare la velocità senza bisogno di agire sul volantino tradizionale. Di fatto si tratta di un riduttore collegato con un cinematismo che incorpora una frizione. Per cinematismo s’intende un sistema di componenti rigidi che collegati creano un moto meccanico relativo fra gli elementi.

Indicatore gravitazionale: strumento che ci permette di determinare la velocità del variatore di velocità in maniera abbastanza approssimativa in quanto basato sui giri del volantino nel corso della regolazione.

Indicatore di posizione: leggermente più accurato dell’indicatore gravitazionale ci darà lettura della posizione correlata alla velocità. Anche l’indicatore di posizione basa il calcolo della velocità sul numero di giri effettuati dalla vite di regolazione.

Indicatore di velocità: di fatto questo è l’accessorio più preciso e accurato per la misurazione della velocità. Infatti viene montata una cosiddetta ruota fonica in solidale con l’albero in uscita. Il sensore messo in prossimità della ruota fonica legge le tacche e i vuoti presenti su di essa e, contando tali impulsi, abbiamo la velocità di uscita reale del variatore.