Parametrical design of Split-Way CVTs

La presente attività di ricerca si svolge presso l’Università degli Studi di Palermo nell’ambito di un corso di dottorato in Ingegneria dell’Innovazione Tecnologica, il quale si pone l’obiettivo di delineare una procedura semplice, generale e modulare per la progettazione, la modellistica ed il dimensionamento di trasmissioni meccaniche innovative, eventualmente coadiuvate da dispositivi di accumulo d’energia. In particolare, una crescente sensibilità verso le problematiche connesse all’efficienza energetica, e la conseguente ascesa dell’auto ibrida, ha fatto sì che negli ultimi anni le trasmissioni di tipo Split-way suscitassero, specie in virtù della loro capacità di consentire un certo sottodimensionamento del variatore, un rinnovato interesse in numerose aziende, portando anche a diversi esempi applicativi. Il modello da noi adottato riprende in larga parte i concetti ed i risultati esposti in [1-3], laddove lo studio di trasmissioni analoghe viene condotto per mezzo di un numero molto ristretto di parametri cinematici dal chiaro significato fisico, i quali, prescindendo dalla conoscenza del qualsivoglia parametro costruttivo, permettono di ottenere risultati affidabili e, al tempo stesso, caratterizzati da una grande generalità. Forti di questa consapevolezza, il nostro lavoro si è inizialmente focalizzato sull’elaborazione di una procedura semplice, rapida e sistematica per la progettazione delle trasmissioni split-way di tipo compound, la cui attuazione non richieda di ricorrere a decisioni arbitrarie, quali, ad esempio, la scelta del layout di montaggio, e che potrebbero dimostrarsi subottimali, se non del tutto controproducenti. In particolare, si è visto come tre soli parametri cinematici (A, Av, Ai), di cui i primi due immediatamente quantificabili, in quanto variabili fondamentali di progetto, siano sufficienti non solo a caratterizzare la trasmissione dal punto di vista cinematico, ma anche al fine di stimare l’afflusso di potenza sul variatore, permettendone un dimensionamento di massima ancor prima di aver definito il layout di montaggio ed i rapporti caratteristici dei rotismi epicicloidali; questi ultimi, al contrario, verranno suggeriti dal metodo stesso solo nello step successivo, nei termini atti a garantire a tali dispositivi la fattibilità costruttiva e una condizione di sincronismo interna all’intervallo di funzionamento. Il layout, da definirsi in un terzo step, sarà piuttosto una conseguenza di tale scelta, concorrendo, nel quarto ed ultimo step, alla definizione dei rotismi ordinari strettamente necessari (al più quattro su sei) a scalare tra loro i rapporti di trasmissione, senza però vincolarli a tal punto da rischiare di comprometterne la realizzabilità pratica.Il suddetto metodo, sebbene non contempli ancora esplicitamente alcuna perdita di potenza, è totalmente orientato all’ottimizzazione energetica, e permette di compiere scelte precise e consapevoli in tal senso, pur mantenendo la semplicità tipica di un modello ideale. Allo stesso tempo, esso suggerisce chiaramente le opportunità di semplificazione costruttiva, quali l’eliminazione di un rotismo ordinario o epicicloidale, consentendo di verificare in maniera pressoché immediata il loro impatto sui parametri maggiormente significativi. Sebbene gli strumenti per una stima delle perdite di potenza effettive siano già stati forniti in [1], un approccio diverso e più diretto, ancorché altrettanto generale, è già stato individuato, e verrà successivamente integrato nel presente metodo in modo tale da affinarne ulteriormente i risultati. La progettazione di trasmissioni multimodali e/o coadiuvate dalla presenza di dispositivi idonei all’accumulo dell’energia rappresentano poi gli aspetti sui quali si concentrerà maggiormente la nostra attenzione nei prossimi mesi.