La tecnología Nuvinci Cycling se encuentra actualmente en desarrollo para otras aplicaciones, incluidas turbinas eólicas , vehículos eléctricos ligeros , equipos eléctricos para exteriores y unidades de accesorios frontales para automóviles . [ cita requerida ]
Los variadores mecánicos existen desde el siglo XIX y se han utilizado con éxito en maquinaria, en particular el variador de bolas basculantes Kopp. Se han hecho varios intentos para implementarlos en transmisiones de vehículos, pero el éxito comercial ha sido difícil de alcanzar. [1]
En 2017 se anunció que NuVinci Cycling cambiaría su nombre a Enviolo. [2] En febrero de 2018, la empresa se acogió al Capítulo 11 de la ley de bancarrotas . En junio de 2018, la empresa salió de la reestructuración bajo el Capítulo 11 de la ley de bancarrotas, [3] y bajo la nueva propiedad, la división de bicicletas pasó a llamarse Enviolo. [4]
El sistema de engranajes CVT de NuVinci utiliza un conjunto de bolas giratorias e inclinables ubicadas entre los discos de entrada y salida de una transmisión. Inclinar las bolas cambia sus diámetros de contacto y varía la relación de velocidad. [5] [6] Como resultado, el sistema CVT de NuVinci ofrece una transición continua y sin problemas a cualquier relación dentro de su rango. La relación de transmisión se cambia inclinando los ejes de las esferas de manera continua, para proporcionar diferentes radios de contacto, que a su vez impulsan los discos de entrada y salida. El sistema tiene múltiples "planetas" para transferir el par a través de múltiples parches de fluido. Las esferas se colocan en una matriz circular alrededor de un rodillo central (el sol) y entran en contacto con discos de tracción de entrada y salida separados. Esta configuración permite que la entrada y la salida sean concéntricas y compactas. El resultado es la capacidad de barrer la transmisión a través de todo el rango de relación sin problemas, mientras está en movimiento, bajo carga o detenida.
Dos factores permiten que el NuVinci CVT proporcione un rango de relación continuamente variable en un paquete compacto:
El sistema CVT de NuVinci tiene una pequeña cantidad de piezas. [5] [6] La mayoría de las CVT tienen una eficiencia mecánica menor que las transmisiones convencionales competitivas.
Dado que cualquier CVT puede permitir que una planta de energía , humana o motorizada, funcione a (o más cerca de) su velocidad de eficiencia óptima, par de salida o potencia de salida, la CVT NuVinci puede mejorar la eficiencia o el rendimiento general de un sistema en comparación con una transmisión con engranajes "convencional", pero solo si dicha ganancia en la eficiencia o el rendimiento de la planta de energía excede cualquier pérdida de eficiencia o rendimiento que pueda introducirse al reemplazar la transmisión convencional con la CVT NuVinci. Por ejemplo, si la CVT NuVinci fuera solo un 90% tan eficiente como la transmisión convencional que reemplazó, la ganancia en eficiencia operativa de la planta de energía tendría que ser del 11% (es decir, 1/0,90 - 1 = 0,11 o 11%) antes de que la eficiencia general mejorara. La empresa no proporciona ninguna cifra relacionada con la eficiencia de sus transmisiones y se ha negado a hacerlo cuando se le solicitó. [8]
La CVT NuVinci ofrece además la capacidad de aceptar múltiples entradas mientras varía la velocidad y la relación, gestionando el par y proporcionando una o varias salidas de potencia. Al admitir una solución de control de demanda de par en lugar de una solución de demanda de velocidad, la CVT NuVinci resuelve el problema de aceleración a baja velocidad inherente a algunos vehículos de demanda de par. [5]
El diseño simple y el bajo número de piezas del NuVinci CVT lo hacen fácilmente escalable, con herramientas que pueden usarse en una amplia variedad de aplicaciones.
El NuVinci utiliza tracción rodante para transferir el par, al igual que las transmisiones toroidales. Sin embargo, a diferencia de las CVT toroidales, distribuye el par transmitido entre varias esferas, lo que reduce la fuerza de sujeción total necesaria.
Esta disposición permite que la CVT NuVinci combine la transferencia de potencia suave y continua de una CVT con la utilidad de una transmisión por engranajes planetarios convencional .
Al igual que con otras CVT de tipo tracción, la transmisión de par a través de la CVT NuVinci implica un cierto deslizamiento relativo entre los parches de contacto que transmiten el par. [9] Esto se debe a que, para cualquier parche de contacto dado, partes de la bola van en una dirección ligeramente diferente y a velocidades ligeramente diferentes que el disco (este fenómeno de las CVT de tipo tracción se conoce como "rotación de contacto"). "La velocidad de giro (o velocidad de perforación) se define como la diferencia en la velocidad de rotación de los rodillos impulsores e impulsados en una dirección perpendicular al plano del parche de contacto. Es causada por la diferencia relativa en las velocidades de superficie de ambos elementos a lo largo del parche de contacto y es una fuente importante de pérdida de potencia en las CVT de transmisión por tracción". [9] En todas las CVT de tipo tracción, este deslizamiento relativo ocurre necesariamente entre superficies que están bajo las presiones de sujeción muy altas requeridas para garantizar que los pares se transmitan de manera confiable. Este deslizamiento relativo bajo altas presiones causa pérdidas de transmisión (ineficiencia). Fallbrook Technology se niega a publicar ningún dato de eficiencia para la CVT NuVinci. [10] Sin embargo, el NuVinci es una variante del tipo de transmisión variable continua (CVT) con "accionamiento por bola basculante", y la eficiencia de las CVT del tipo "accionamiento por bola basculante" suele estar en el rango del 70% al 89%. [11] Sin embargo, su geometría difiere significativamente del tipo Kopp de variador de bola basculante en la referencia en que el NuVinci tiene sus contactos de transferencia de par en el diámetro exterior en lugar del diámetro interior, lo que pone la rueda loca (un elemento que reacciona a la carga de sujeción) en compresión en lugar de tensión, y porque la superficie de contacto de la rueda loca no es conforme como en el diseño Kopp. En general, debido a la forma en que está configurada la CVT, es más eficiente en una relación 1:1 en comparación con las posiciones de sobremarcha o submarcha máximas. Los resultados de pruebas independientes han demostrado que en 1:1 es en realidad más eficiente que los bujes de engranajes internos de bicicleta comparables, mientras que en los extremos de la relación es ligeramente inferior. [ cita requerida ]
Las entradas de par se pueden sumar o dividir, al igual que en un planetario convencional. [ Aclaración necesaria ] El control de la relación es estable y se puede accionar a lo largo de la línea central de la transmisión , lo que nuevamente es similar a la transmisión planetaria probada. En la mayoría de las aplicaciones, no hay necesidad de hidráulica de alta presión .
Otras ventajas compartidas con diseños CVT similares incluyen que los ejes de entrada y salida pueden estar en línea, desplazados o en una configuración en U (entrada y salida tanto coaxiales como coplanares ), lo que hace que la transmisión sea simple, pequeña, liviana y fácil de empaquetar.
Fallbrook afirma que el control de la transmisión es estable, lineal y no requiere un gran esfuerzo de desarrollo del sistema de control .
La CVT de NuVinci puede aplicarse a muchos productos diferentes que utilicen una transmisión de potencia mecánica . La única aplicación comercializada actualmente es el buje de bicicleta con engranajes internos. La CVT de NuVinci reemplaza los descarriladores y otros bujes con engranajes internos , y proporciona un rango de relación de transmisión de aproximadamente 350%, similar al de las bicicletas con engranajes de buje de 8 o 9 velocidades, o con platos dobles (la mayoría de las bicicletas de carreras o de carretera rápidas). [12] Este rango es algo menor que el rango de 526% que se encuentra en las bicicletas con un engranaje de buje Rohloff de 14 velocidades o la mayoría de las bicicletas de montaña/híbridas/de turismo con platos triples. Según los estándares convencionales, un buje de bicicleta NuVinci se considera pesado. El modelo N171B de segunda generación pesa entre 3,85 y 3,95 kilogramos (8,5 y 8,7 lb), incluida la rueda libre y el hardware de montaje. [13] El modelo N360 anunciado a principios de septiembre de 2010 pesa 2,45 kg (5,4 lb). [14] Ese mismo artículo señala que "el peso combinado de los desviadores delantero y trasero Shimano SLX, las manetas de cambio, el buje libre y el cassette asciende a unos 1,3 kg (2,9 lb)". Sin embargo, la NuVinci CVT está dirigida a los segmentos menos conscientes del peso ( cruceros , confort y viajeros diarios ) y las últimas presentaciones de productos, las N330 y N380, también están dirigidas a bicicletas de ciudad, urbanas, de trekking y eMTB (SUV). Su mayor ventaja es la durabilidad, al cambiar de marcha bajo carga y de forma continua, lo que es especialmente importante con los potentes sistemas de transmisión de eBike.
La empresa también está desarrollando productos basados en la unidad CVT para aplicaciones de automoción.
NuVinci ha cambiado su nombre a Enviolo como parte de una reestructuración por quiebra. El antiguo modelo N380 pasó a llamarse TR para trekking. El N330 es ahora la variante CI para la ciudad (CO para sistemas de alquiler comercial es el mismo, pero puede ofrecer diferentes esquemas de colores). Desde entonces se han añadido los modelos más potentes SP (deportivo) y CA (carga).
El sistema y las bicicletas asociadas han sido galardonados con varios premios, entre ellos:
Las bicicletas equipadas con transmisiones NuVinci ganaron posteriormente los premios iF Design EUROBIKE en 2010 y 2011. [19]
Ellsworth Handcrafted Bicycles , un fabricante de cuadros y ruedas para bicicletas, diseñó una bicicleta basada en la Nuvinci CVT. En 2007, The Ellsworth Ride recibió los máximos honores en la revisión anual Best of What's New de productos nuevos importantes de la revista Popular Science . [20]
Fallbrook no ha publicado esta métrica (y ha habido algunas quejas de los críticos al respecto).