Palwisselratstelsel

'n Palwisselratstelsel is 'n ratstelsel waar die ratverhoudings reëlmatig tussen die laagste en hoogste verhouding verwissel kan word in teenstelling met tradisionele ratstelsels waar dié verandering stapsgewyse vermag word. Die buigsaamheid van 'n palwisselratstelsel maak dit moontlik om 'n konstante hoeksnelheid in die dryfas te handhaaf oor 'n reek afvoersnelhede. Dit kan beter brandstofdoeltreffendheid tot gevolg hê as met ander stelsels en ook die enjin toelaat om by meer doeltreffende toere te bedryf vir 'n reeks voertuigsnelhede.

Gebruike

Baie klein trekkers vir gebruik by die huis en tuin het eenvoudige hidrostatiese of rubberband palwisselstelsels. Die John Deere Gater reeks van klein nutsvoertuie gebruik byvoorbeeld 'n band met koniese katrolle. Hulle kan baie krag lewer en snelhede bereik sonder koppelaars of ratskakelings. Baie nuwe sneeuvoertuie en bromponies gebruik ook palwisselratstelsels. Hierdie soort voertuie gebruik byna almal die rubberband/veranderlike katrol tipe palwisselstelsels.

Sommige dorsmasjiene het ook palwisselratstelsels. Die palwisselstelsel maak dit moontlik om die snelheid na vore te verstel onafhanklik van die enjinsnelheid. Dit maak dit vir die operateur moontlik om te rem en te versnel om die veranderinge in die digtheid van die gewasse in ag te neem.

Palwisselratstelsels is in vliegtuie se elektriese kragopwekkers gebruik sedert die 1950's en in sekere renmotors sedert die vroeë 1970's. Meer onlangs is palwisselstelsels ontwikkel vir knortjorre waar dit bewys is dat werkverrigting en enjinlewe deur die stelsels verbeter word.

Voordele en nadele

Voordele

Palwisselratstelsels kan by veranderende voertuigsnelhede aanpas en toelaat dat die enjin by optimale enjinsnelheid bedryf. Dit verbeter brandstofdoeltreffendheid en werk daarom ook skoner uitlaatgasse in die hand.
Palwisselstelsels bedryf glad aangesien daar geen ratwisselinge plaasvind wat skielike rukbewegings kan veroorsaak nie.
Min probleme word gewoonlik met die stelsels ondervind wat verlaagde onderhoudskostes meebring.
Daar is sowat 25% minder bewegende dele in 'n palwisselratkas.
Herstelkostes is ook laer in palwisselratkaste.
Die vloeistowwe hoef ook nie so gereeld soos in 'n outomatiese ratkas vervang te word nie.

Nadele

Baie motors wat voorheen palwisselratkaste gehad het, het telleurstellende werkverrigting gehad. Die oorspronklike Ford Fiesta 1.1 CTX het byvoorbeeld 8.2 persent meer petrol in stadsverkeer gebruik as die handratmodel.^[1]

Die gladde werking van die palwisselratkas gee baie keer aan die bestuurder 'n valse gewaarwording dat die motor min krag het omdat die meeste bestuurders gewoond is aan die rukbeweging met die wegtrekslag. Sekere vervaardigers het selfs elektroniese beheerstelsels geïmplementeer om hierdie rukbewegings na te boots om die negatiewe bemarkingspersepsie te bowe te kom.^[2]

Aangesien die palwisselratkas die enjin by konstante toere hou oor 'n wye reeks enjinsnelhede sal 'n voertuig vinniger beweeg as die versneller getrap word maar die klank verander nie so baie soos in die geval van 'n voertuig met 'n konvensionele ratkas nie. Dit verwar baie bestuurders en lei ook tot 'n persepsie dat die voertuig min krag lewer.

Palwisselratkaste se vermoë om hoë wringkrag te lewer word beperk deur die treksterkte van die materiale wat die krag oordra (dikwels 'n band of 'n ketting) en hul vermoë om verwering as gevolg van wrywing tussen die dryfmedium en die oordragmedium te weerstaan in die geval van wrywingsgedrewe palwisselstelsels. Palwisselstelsels voor 2005 was hoofsaaklik band of kettinggedrewe en was daarom beperk tot motors met lae kraglewering. Daar is egter al stelsels gebou wat van gevorderde smeermiddels gebruik maak en wat in hoë wringkragtoepassings aangewend is; insluitend busse, swaar vragmotors en grondverskuiwingsmasjinerie.

Soorte

Daar bestaan 'n verskeidenheid soorte palwisselstelsels:

Veranderlike deursnee katroltipe

In hierdie algemene soort palwisselstelsel^[3] word daar van V-vormige bande gebruik gemaak wat op katrolle hardloop wat loodrek op hul draai-as verdeel is. Die ratverhouding word aangepas deur die een wiel van die een katrol nader aan die ander te beweeg sodat die band hoër op tussen die bande loop en die ander katrol se wiele weer verder van mekaar af sodat die band dieper tussen die twee katrolle deurloop. Hierdie veranderinge verander die effektiewe deursnee van die katrolle wat hul oorhoofse ratverhouding beïnvloed. Die afstand tussen die twee katrolle verander nie en die lengte van die band bly ook konstant wat beteken dat beide katrolle ewe veel moet verander om die regte hoeveelheid spanning op die band te behou.

Toroïed- of rollergebaseerde palwisselstelsels

Toroïedale palwisselstelsels bestaan uit skywe en rollers wat die krag tussen die twee skywe oordra. Die skywe kan benaderd gesien word as twee koniese dele wat met hulle punte na mekaar gekeer is, sodat die twee dele saam 'n torus vorm. Een skyf dien as die dryfas toevoer en die ander as die kragafvoer. Die krag word vanaf een kant na die ander oorgedra deur rollers. As die rollers se asse loodreg is ten opsigte van die asse raak die rollers die kegels op dieselfde deursnee en gee dit dus 'n 1:1 ratverhouding. Die rollers se oriëntasie ten opsigte van die dryfas kan verander word wat 'n verandering in ratverhouding meebring.^[4]

Verwysings

↑ Poulton, M.L. (1997). Fuel Efficient Car Technology. Computational Mechanics Publications. p. 69. ISBN 1853124478.
↑ "argiefkopie". Geargiveer vanaf die oorspronklike op 5 September 2013. Besoek op 22 Mei 2008.
↑ Fischetti, Mark (Januarie 2006). "No More Gears". Scientific American. 294: 92.
↑ http://auto.howstuffworks.com/cvt3.htm Toroïdale palwisselstelsel

Eksterne skakels

(en) Video-simulasie van 'n bandgedrewe palwisselstelsel in aksie Geargiveer 12 Junie 2008 op Wayback Machine
(en) Video of a real CVT in operation on a racing kart Geargiveer 17 Mei 2008 op Wayback Machine
(en) Hoe Palwisselratkaste werk by HowStuffWorks
(en) CVT - Continuously Variable Transmission homepage
(en) eCars.com.au page about CVT Geargiveer 16 Mei 2008 op Wayback Machine
(en) AutoZine Technical School - CVT Geargiveer 5 September 2013 op Wayback Machine
(en) Fixed Pitch Continuously Variable Transmission (FPCVT) Geargiveer 8 Maart 2008 op Wayback Machine
(en) Gyroscopic gear
(en) GyroTorque Geargiveer 9 Maart 2008 op Wayback Machine
(en) InfiniTran Controlled Epicyclic Gear Train

[Poulton-1] Poulton, M.L. (1997). Fuel Efficient Car Technology. Computational Mechanics Publications. p. 69. ISBN 1853124478.

[2] "argiefkopie". Geargiveer vanaf die oorspronklike op 5 September 2013. Besoek op 22 Mei 2008.

[3] Fischetti, Mark (Januarie 2006). "No More Gears". Scientific American. 294: 92.

[4] ttp://auto.howstuffworks.com/cvt3.htm Toroïdale palwisselstelsel

[1]

[2]

[3]

[4]