VAN DOORNE & CVT

목차

1) 개요

2) 역사

3) 작동원리

4) Metal Push Belt Type의 변속원리

5) CVT와 유단변속기의 차이점

6) CVT의 특징

7) 종류

본문내용

하지 않다.

② Metal Chain
금속체인을 개발중인 업체는 미국의 Borg Warner Automotive사, 독일의 PIV사 등이 있으며, Audi는 Multitronic 변속기(이 Chain은 PIV Reimers 사에서 생산된 Pin Chain에 기반을 두고 있음)에 LuK에서 생산된 Link-Chain을 사용한다.
이 Link-Chain은 강철 재질이며 V-belt 만큼 유연하다. 서로 연결되는 이음부는많은 위치에서 연결되어 있으며, 견고한 디자인 덕에 높은 Torque(350Nm의 엔진 토크 전달)와 힘을 전달할 수 있다. 아래 그림의 체인은 1025개의 이음부로 구성되었으며 각각의 이음부는 서로 13~14개의 연결부를 가진다. 37mm 두께의 핀이 사용되며 경사각도 11도를 가지고 서로 연결된다. 핀의 끝부분은 원뿔형의 가변기 표면을 누르게 된다.
체인의 마찰력은 지지점에서 가변기 풀리로 전달된다. 미끄러짐은 거의 일어나지 않기 때문에 변속기의 전체 수명 동안 0.1~0.2 mm 의 마모가 일어날 뿐이다. 이 Link-Chain은 Push-Belt 보다 작은 지름으로 사용해도 되기 때문에 더 유리하다. 최소 지름이 더 작기 때문에 더 큰 최대 힘을 전달할 수 있는 능력을 갖추었다. 이 경우 아홉 쌍의 핀만이 풀리의 안쪽 표면과 맞닿아있다. 비(比)접촉압력이 너무 높기 때문에 최대 하중 하에서도 슬립이 일어나지 않는다.

BWA사의 금속체인은 풀리의 축 방향의 하중을 로드 블록(Load Block)이 받도록 한 구조이며, 핀(Pin)의 마모로 인한 체인의 인장 그리고 링크(Link)의 길이 때문에 풀리 상에서 금속벨트나 고무벨트에 비해 작은 회전반경을 얻을 수 없다는 단점과 마디가 있기 때문에 풀리와 부딪칠 때 발생하는 충돌음을 피할 수 없는 단점도 지니고 있다
③ Metal Belt
금속벨트(Metal Belt)는 네덜란드의 VDT 사(Van Doorne’s Transmissie)에서 개발하였으며, 이 벨트는 풀리의 축력을 받는 약 300개의 블록(Block, 또는 Element)과 동력을 전달 가능하도록 이들 블록을 연결하는 유연한 얇은 판 형상으로 된 2개조의 링 조합체(Ring, 또는 Band)로 구성되어 있으며, 블록과 풀리 사이는 유체윤활상태를 이루며, 블록의 압력축에 의해 동력을 전달하는 구조로써 기존의 인장벨트(Tension Belt)와는 달리 푸시벨트(Push Belt)라고 하며, 현재 실용화에
성공한 무단변속기용 벨트의 주류를 이루고 있다.
VDT 사는 Push-Belt에 대한 세계 특허를 갖고 있으며, 여러 가지 종류의 벨트와 엔진 Torque 전달과 관련한 응용분야가 나와 있다.
Push-Belt는 두께 2mm 그리고 넓이 24~33mm 의 Push Element로 구성되어 있으며 그것들은 경사각도 11도를 가지고 서로 배열되어 있다. 체인은 각각 8개에서 12개의 강철 벨트 뭉치로 고정된다. 체인의 마찰계수는 최소 0.9가 되어야 한다. 다음의 표기법은 벨트 설계에 사용된다.

가. Metal Belt의 동력전달원리
금속벨트의 기본적인 동력전달원리는 벨트의 블록(Block, 또는 Element)사이의 미는 힘(Push Force)에 의해 한 풀리에서 다른 풀리로 Torque전달이 이루어지는 것으로 푸시벨트(Push Belt)라고도 한다. 벨트는 여러 겹으로 된 2개조의 링 조합체와 여러 개의 블록으로 이루어져 있다. 여기서 여러 겹으로 된 링 조합체의 기능은 우선 벨트 내에서 매우 강하지만 유연하게 장력(Tension)을 제공하는 것이고, 또한 풀리의 축력에 의해 초기장력을 받고 있으면서 풀리와 블록 사이의 마찰과 블록 사이의 상호 미는 힘에 의해 블록이 Torque를 전달 가능하도록 하는 기능을 하고 있다. 이 푸시벨트는 피로 수명(Fatigue Life) 측면에서는 링을, 마모 특성(Wear Property)측면에서는 블록을 최적화시켜 개발하여야 한다.
9) CVT 장점
① CVT는 효율을 극대화하면서 엔진의 회전력을 유지시켜 준다. 이 기능은 연비를 향상시켜 준다.
② CVT는 기어가 변속될 때 차량이 잠시 가속을 멈추었다가 다시 급격히 움직이는 변속충격 현상을 없애주어 차량이 부드럽게 주행될 수 있도록 해준다.
③ CVT 변속기는 비용이 적게 들 뿐만이 아니라, 고장률이 매우 낮다.
④ CVT 변속기의 유동 부품이 다른 변속기에 비해 25% 낮다.
⑤ 수리비용이 적게 소요된다.
⑥ 자동변속기보다 변속기 오일 교체 회수가 적다.
6) CVT 단점
초창기의 CVT 차량들은 성능이 낮았다. 예를 들어, 포드 피에스타 1.1 CTX는 도심 주행시 수동변속기 차량보다 8.2퍼센트 더 연료를 소모했다.
① CVT 는 주행이 매우 부드럽다. 대부분의 운전자들은 차량이 움직일 때 기어 변속에 변속충격을 기대하기 때문에, CVT의 경우 엔진 출력이 낮다는 인식을 주기 쉽다. 어떤 경우는 CVT 제어 소프트웨어를 통해 변속충격을 그대로 재현해 주는 모델도 있다.
② CVT가 일정한 RPM을 유지시켜 주기 때문에, 운전자가 가속 페달을 밟을 때 차량은 가속되지만 엔진에서 기어 변속 시 발생하는 소리 변화가 없게 된다. 이 현상은 몇몇 운전자들에게 혼란을 주어 엔진 출력이 약하다는 인식을 준다.
③ 오르막길 브레이크 상태에서 출발한 직후에 RPM이 급속도로 올라가면서 급출발이 일어나는 경우가 있다. 심할 경우 과속 방지턱에서도 RPM급증이 나타난다.
④ 마찰식의 경우, 사각사각하는 금속성 소리가 발생하는 경우가 있다.
10) 개발 동향
① CVT의 장착 추이
향후 자동 변속기의 시장은 4속 A/T에서 5속 A/T로 옮아가는 추세이나, A/T전체 감소분 만큼 CVT가 그 자리를 대체할 것으로 예상된다. CVT는 완만하게 증가할 것으로 예측되며 2015년까지는 전체 시장의 약 10%까지 상승할 것으로 예상된다.
② 업체별 개발 동향
초기에는 경차 위주로 탑재 되었으나 최근에는 배기량이 큰 차량으로 확대 적용되는 추세이다.

키워드

반도르네 자동차 역사 및 무단변속기의 종류 및 원리,   연속 가변 변속기,   무단 연속 가변 변속기