O Cambio CVT para Bicicletas

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1. DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO DE TRANSMISSÃO CVT PARA APLICAÇÃO EM BICICLETAS

Brunno Girardello de Faria Maia Gapski (Engenheiro Mecânico, Centro Universitário Franciscano – UNIFAE, Campus Curitiba, PR. E-mail: [e-mail])

Christian Rafael Leitoles (Engenheiro Mecânico, Centro Universitário Franciscano – UNIFAE, Campus Curitiba, PR. E-mail: [e-mail])

Erik Gurski Lima (Engenheiro Mecânico, Centro Universitário Franciscano – UNIFAE, Campus Curitiba, PR. E-mail: [e-mail])

Resumo: A bicicleta é um meio de transporte muito antigo, ao longo dos anos evoluiu consideravelmente e se utilizou de muitas tecnologias empregadas em outras áreas da engenheira, como por exemplo, os veículos automotores. O sistema de transmissão da bicicleta dotado de marchas é justamente o foco deste trabalho, ou seja, a proposta é a construção de um câmbio do tipo CVT de proporções reduzidas e de baixa complexidade que seja possível de se adaptar a qualquer bicicleta do mercado, ou seja, uma alternativa barata e eficaz para se resolver muitos problemas conhecidos dos sistemas de transmissão atuais do mercado e tornar mais prazeroso o ato de pedalar; em paralelo, este sistema deve possuir como características o bom desempenho, baixo peso e funcionamento macio e livre de falhas, pois desta forma o grande público que se utiliza da bicicleta no dia a dia como modal de mobilidade urbana será o grande beneficiado. 

Palavras-chave: Bicicleta, CVT, Mobilidade

PROTOTYPE DEVELOPMENT OF CVT TRANSMISSION FOR BICYCLES

Abstract: The bike is a very old form of transport, over the years has evolved considerably and employed many technologies employed in other areas of engineering, such as motor vehicles. The transmission system of the bike with gears is precisely the focus of this study, namely, the proposal is to build a CVT transmission of small proportions and low complexity that is possible to adapt to any market bike, that is, a cheap and effective alternative to solve many problems of current transmission systems market and make it more pleasurable the Act of riding a bike; in parallel, this system should have as features good performance, low weight and soft operation and fault-free, going in this way, the general public that uses the bike on a daily basis as modal urban mobility will be the big beneficiary. 

Keywords: Bicycle, CVT transmission, Mobility

1 INTRODUÇÃO

        Além de ser uma alternativa como meio de transporte no trânsito caótico das grandes cidades, a bicicleta se apresenta como uma alternativa de lazer e também de atividade esportiva.

O crescimento deste tipo de modalidade de transporte pode ser constatado com o dado de, segundo Boardman (2016), ser a bicicleta o veículo mais vendido no ano de 2015: com 500 milhões de unidades produzidas.

Aliado ao fato de, ao contrário dos veículos motorizados, as bicicletas serem essencialmente não poluentes durante seu uso e propiciarem benefícios à saúde quando usadas regularmente, este é um dos meios de transporte mais eficientes que se conhece (FORTI apud WILSON 1973).

O desenvolvimento de novas soluções de engenharia se faz necessário para o aprimoramento das bicicletas.

Além da busca pela melhor aerodinâmica e pelo baixo peso, pode-se acrescentar ao projeto de modernas bicicletas a necessidade de um bom desempenho e eficiência dos demais componentes. Um destes subsistemas que mais tem evoluído é o mecanismo de transmissão. (FORTI, 1997).

Forti (1997) apresenta uma definição acerca da transmissão ideal, que para o autor, refere-se a uma característica auto ajustável às necessidades instantâneas, em função da potência fornecida ao sistema, da frequência desejada e das respectivas resistências ao movimento impostas ao mesmo.

Desta forma, o desenvolvimento de uma solução na linha de transmissões de bicicleta mostra-se um tema muito interessante e relevante para o ciclismo. A ideia deste projeto é ganhar em ergonomia, diante da possibilidade de o ciclista vencer as dificuldades do percurso, mantendo praticamente constante uma frequência de pedalar (a ser escolhida por ele), sendo esta mais confortável e prazerosa ao ato de pedalar (FORTI, 1997).

Buscando um direcionamento acerca da linha de pesquisa da solução, encontrou-se no meio automobilístico uma solução que vem ganhando visibilidade e ampla aplicação nos modelos de novos veículos: a transmissão continuamente variável (CVT). Segundo as normas da ABNT, o primeiro parágrafo de cada seção não deve ser identado. Este parágrafo ilustra tal situação.

1.1 OBJETIVOS

        Verificar a viabilidade técnica do desenvolvimento de uma solução de transmissão continuamente variável (CVT) para bicicletas.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL

 

        Conforme Beachley (1979) a transmissão continuamente variável (CVT) é um modelo de transmissão que se baseia na relação entre as velocidades de rotação de dois eixos. Estes eixos são o eixo de entrada e o eixo de saída de um veículo ou de uma máquina, podendo variar continuamente dentro de um determinado intervalo definido, fornecendo um número infinito de possíveis relações de transmissão. A transmissão do tipo CVT não necessariamente precisa ser automática, nem incluir zero ou inversão de saída, tais características podem ser adaptadas ao CVT conforme uma necessidade especifica de projeto.

        Um CVT é uma transmissão cuja relação de velocidade pode ser variada continuamente ao longo do seu intervalo permitido, sua taxa de velocidade pode assumir qualquer valor entre seus limites operacionais, ou seja, números infinitos de relações são possíveis; o que difere de uma transmissão convencional mecânica, que possui um número fixo de relações (BEACHLEY, 1979).

        A figura abaixo apresenta um gráfico ilustrando a diferença de operação entre uma transmissão do tipo continuamente variável (CVT) e uma transmissão convencional dotada de um número de marchas previamente conhecido.