Crear una transmisión con engranajes (de diente sobre diente) que tenga las relaciones de transmisión variables de un cambio CVT, pero sin la fricción de la correa que pueda llegar hasta una relación cero sin necesidad de embrague. Una especie de «santo grial» de las transmisiones… y que ahora intenta conseguir la empresa italiana Alter Ego.
Dirigida por el ingeniero mecánico y de automatización Edyson Pavilcu, ayudada por estudios cinemáticos realizados en la Universidad Técnica de Milán, aseguran que han creado un mecanismo así: la primera transmisión CVT con engranajes, que promete un 10 % de eficiencia mayor que un CVT con correa normal.Transmisión manual o cambio CVT
Las transmisiones sirven para que un sistema de transmisión (un motor o unas piernas de ciclista pedaleando) funcionen a una velocidad que entrega un par eficiente mientras se ajusta la relación de transmisión entre el sistema de transmisión y las ruedas. Analicemos los tipos de cambio que intentan combinar en Italia:
- Transmisiones manuales: Combinan engranajes metálicos para entregar entre el 95 y el 98 % de la potencia de entrada la salida. Tienen un número de marchas limitado, con espacios en la entrega de potencia donde hay que usar el embrague (para salir de una marcha y pasar a la siguiente). Cuando está en una marcha su relación está bloqueada por lo que la velocidad del motor ha de variar a medida que acelera o desacelera. Puede mantenerse cerca de la velocidad ideal del motor en cada condición, pero no siempre.
- Cambio CVT: Sacrifican eficiencia de la transmisión para aumentar la eficiencia del motor y lograr cambios súper suaves. Muchos funcionan con una correa de fricción en forma de V ubicada entre dos poleas que pueden variar su diámetro, haciendo que una sea más grande mientras que la otra se hace más pequeña para mantener la tensión en la correa. Así, puede ajustar suavemente las relaciones de transmisión mientras se conduce y la velocidad del motor se encuentra exactamente donde debe estar para obtener la máxima potencia o eficiencia. Eso sí, sin los dientes de metal sobre dientes de metal, la mayoría de las CVT ofrecen entre un 70 y un 86 % de eficiencia.
Sin tener en cuenta la experiencia de conducción, cada una tiene sus pros y sus contras, de ahí que transmisión de variación continua con engranajes sea interesante. La transmisión RatioZero busca conseguirlo con más engranajes: la clave es que nunca un solo engranaje impulsa el engranaje de anillo de salida, sino tres: cada uno le da un pequeño empujón antes de retroceder unos dientes y empujar de nuevo.
¿Y cómo se modifican las relaciones de transmisión? Esos tres engranajes internos están unidos a brazos curvos y cada uno de ellos se conecta a un eje de giro libre montado en su propio engranaje planetario: así, el engranaje del anillo de entrada principal hace girar los tres engranajes planetarios, por lo que siempre giran cuando lo hace el eje de entrada.
A medida que giran los engranajes planetarios, estos ejes comienzan a trazar círculos y los brazos comienzan a moverse hacia adelante y hacia atrás. Cuanto más se desplacen esos ejes en los engranajes de transmisión planetaria, mayor será la relación de transmisión y más rápido girará el engranaje de salida por rotación del eje de entrada. Algo complejo, que puedes ver en este vídeo:
El equipo de Alter Ego ha conseguido que una velocidad de entrada constante lleve a una velocidad de salida también constante. Han construido varios prototipos funcionales. El primero, en una bicicleta y el siguiente paso será acoplarla a un motor de combustión de una motocicleta. Pero podría acoplarse a un generador de turbina eólica, un automóvil, camión, máquina industrial…
Desde la empresa indican que los principales problemas que deben resolver son las «ondulaciones» en la entrega de par. También la fiabilidad. Porque las transmisiones de Toyota, por ejemplo, puede que no sean tan eficientes pero tienen una garantía de cinco años y es algo en lo que también deberían trabajar. Ojalá que pasen la fase de pruebas en laboratorio.
Fuente: Ratio Zero