Variatore con asservitore di coppia - CVT FR4

CVT FR4, ovvero un variatore con un principio di funzionamento innovativo.



Dietro un nome così criptico si nasconde, ormai da un anno, una innovazione promettente nel settore delle trasmissioni scooter. E' un brevetto della Scuola di Formazione di Pordenone,
parte dello studio del Progetto Europeo Eco-variatore.

L'idea alla base è semplice: nel variatore assiale tradizionale, il regime di rotazione è impostato solamente dal peso delle massette. Il variatore non ha alcun modo di "sentire" il carico sulla cinghia affidando la lunghezza del rapporto solamente ai giri del motore in rapporto al peso delle massette.

Con un'apertura elicoidale invece, la differenza tra la coppia del variatore e quella presente sulla cinghia (motrice o resistente), influenza così il rapporto istantaneo innestato dal variatore.

Com'è fatto piu precisamente? (Osservare le foto sotto per maggiore chiarezza)

L'apertura elicoidale è ottenuta rimuovendo i cursori originali (dritti) e installando delle guide in plastica autolubrificante...
.. ...all'interno delle quali scorrono i cursori posizionati sulla calotta, anch'essi ovviamente elicoidali.
La calotta guidarulli è ricavata dal pieno.


Aguzzate la vista e notate la forma elicoidale delle guide:


Il variatore di base è sostanzialmente un'originale modificato, tuttavia la curva di cambiata su certi modelli viene modificata cambiando l'inclinazione della calotta guidarulli (presente il famoso piattello a 67° per la trasmissione Top Tpr?), con la particolarità che il profilo può essere anche curvo!
I rulli hanno una forma apposita a botte, non sono perfettamente cilindrici.

Una nota di merito: ho verificato personalmente che la grammatura indicata corrisponde con quella reale.

I Vantaggi tangibili:
In pratica quello che si ottiene è una trasmissione in grado di modificare il regime di cambiata in base al carico del motore. Ma ci sono altri vantaggi:

-Il variatore aprendosi ruota, accompagnando la cinghia e "avvolgendola" sul rapporto maggiore, mentre un variatore convenzionale la "strizza" tra le due semipuleggie. Ovviamente il nuovo sistema è piu efficiente, la cambiata è piu pulita e la cinghia non strattona.

-la cinghia stessa tende ad aprire il variatore, facendolo ruotare, innestando quindi un rapporto piu lungo in rilascio, tenendo il motore in trazione!
Il perchè è molto semplice: la coppia presente sulla cinghia è maggiore della coppia presente sull'albero motore, quindi la cinghia nel tentativo di trascinare la puleggia, contemporaneamente la "svita" aprendo il variatore, che quindi non molla la presa dalla cinghia.
Di fatto rilasciando il gas, il variatore innesta un rapporto piu lungo e tiene il motore in presa.

Questo in un motore stradale si traduce in una trasmissione piu efficiente, in grado di adeguarsi ad esempio alla presenza di un secondo passeggero, di un forte vento o del manto stradale bagnato (!!) oltre a diventare sostanzialmente insensibile all'usura delle massette (ma questo non è un buon motivo per non sostituirle!)

Noi lo abbiamo provato su un Gilera Runner 200cc 4T, trasmissione completamente di serie piaggio.


Il nuovo variatore montato:


Test spalancando tutto da velocità costante (47 km/h per FR4, 50 km/h per l'originale).
L'essere sempre "in presa" rende questo variatore molto piu reattivo di un variatore convenzionale.



Inoltre la velocità massima, rilevata con telemetria gps, è passata da 109 a 113 Km/h, a un regime di giri più basso dell'originale (8400 contro 9000 giri!).

Abbiamo poi testato anche l'effetto dell'asservitore di coppia installando sul mezzo un gigantesco parabrezza come freno aerodinamico, misurando quindi il regime di giri a velocità costante. Abbiamo verificato come il variatore "sente" lo sforzo del motore e fa crescere il regime di giri (Pubblicheremo prossimamente una tabella comparativa).

Questo invece è un grafico che mette a confronto l'accellerazione tra originale (blu) e FR4 (giallo).
Devo specificare che:
-il variatore è un modello ottimizzato per 250cc, questa è la prima volta che viene impiegato sul 200cc (stesso motore ma con meno coppia)
-Il modello di variatore testato non è quello attualmente in commercio (nelle foto) ma bensì una versione antecedente (la calotta modello nuovo, nelle prime foto, è decisamente piu leggera)
-la messa a punto non era ottimale (grammatura troppo pesante, 3x12g + 3x14,5g), il tempo ci ha consentito poche prove (ma riproveremo piu avanti... anche su altri mezzi!)

nonostante tutto, sopra i 50 Km/h l'accellerazione migliora decisamente.
Sono certo che con una grammatura giusta avremmo potuto almeno eguagliare lo scatto da fermo del variatore originale (sotto questo aspetto siamo un po' carenti nel grafico): tra le varie prove una con la grammatura 12g (troppo leggera) ha fatto segnare uno scatto da fermo migliore dell'originale.
Da notare che il variatore di serie impiega una grammatura 10g.



Questo variatore è disponibile per la maggior parte degli scooteroni in commercio, dai 125cc all'imponente Gilera GP800 (per il quale è ricavato interamente dal pieno...)

Tuttavia.... non ne esiste ancora una versione per i nostri mezzi preferiti. Per ora.
Infatti abbiamo buttato la nostra proposta ai ricercatori del progetto FR4, i quali sembrano essersi attivati per almeno fare un tentativo in questa direzione.

A questo punto è lecito domandarsi: Cosa potrebbe fare un variatore del genere per il mondo degli scooterini da competizione?
-Una questione di pura performance, attraverso una maggior efficienza della trasmissione e una costanza di rendimento tra inizio e fine gara
-Avere costantemente sotto controllo la trazione della ruota posteriore, quindi una maggiore sensibilità sul posteriore del mezzo, grazie a un leggerissimo freno motore
-Risposta anche ad aperture piccole del gas
-Maggior prontezza nell'apri chiudi

Ecco come potrebbe apparire una versione per 70cc. Arriverà mai? vi terremo informati.


Ulteriori informazioni disponibili al sito www.variatore.com

In fine, un ringraziamento particolare ad Alessandro che ha reso possibile tutto questo e alla ditta FTM di Azzano Decimo.

Le prove sono state effettuate da Nasone32 e Alessandro.