Τι είναι μια συνεχώς μεταβλητή μετάδοση;

Ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο κιβώτιο ταχυτήτων, ή το CVT, είναι ένας τύπος αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων που παρέχει περισσότερη ισχύ, μεγαλύτερη οικονομία καυσίμου και ομαλότερη οδηγική εμπειρία από ένα παραδοσιακό αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων.

Πώς λειτουργεί το CVT

Τα συμβατικά αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων χρησιμοποιούν ένα σύνολο γραναζιών που παρέχει ένα δεδομένο αριθμό αναλογιών (ή ταχύτητες). Η μετάδοση μετατοπίζει τα γρανάζια για να παρέχει την πιο κατάλληλη αναλογία για μια δεδομένη κατάσταση: Χαμηλότερες ταχύτητες για την εκκίνηση, μεσαίες ταχύτητες για επιτάχυνση και πέρασμα, και υψηλότερες ταχύτητες για πλουσιότερη πτήση.

Το CVT αντικαθιστά τα γρανάζια με δύο τροχαλίες μεταβλητής διαμέτρου, κάθε μία με σχήμα ζεύγους αντίθετων κώνων, με μεταλλικό ιμάντα ή αλυσίδα που κινείται μεταξύ τους. Μια τροχαλία συνδέεται με τον κινητήρα (άξονα εισόδου) και την άλλη με τους κινητήριους τροχούς (άξονας εξόδου). Τα ημίση της τροχαλίας είναι κινητά. καθώς τα ημίσεια τροχαλίας έρχονται πιο κοντά, ο ιμάντας αναγκάζεται να οδηγεί ψηλότερα στην τροχαλία, πράγμα που κάνει την διάμετρο της τροχαλίας μεγαλύτερη.

Η αλλαγή της διαμέτρου των τροχαλιών μεταβάλλει τη σχέση του κιβωτίου ταχυτήτων (τον αριθμό των περιστροφών του άξονα εξόδου για κάθε περιστροφή του κινητήρα), με τον ίδιο τρόπο που ένα ποδήλατο 10 ταχυτήτων μεταφέρει την αλυσίδα σε μεγαλύτερες ή μικρότερες ταχύτητες για να αλλάξει το λόγο. Κάνοντας μικρότερη την τροχαλία εισόδου και μεγαλύτερη τροχαλία εξόδου δίνει μια χαμηλή αναλογία (ένας μεγάλος αριθμός στροφών του κινητήρα που παράγουν μικρό αριθμό στροφών εξόδου) για καλύτερη επιτάχυνση χαμηλής ταχύτητας. Καθώς το αυτοκίνητο επιταχύνει, οι τροχαλίες αλλάζουν τη διάμετρο τους για να μειώσουν την ταχύτητα του κινητήρα καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αυτοκινήτου. Αυτό είναι το ίδιο με ένα συμβατικό κιβώτιο ταχυτήτων, αλλά αντί να αλλάζει τον λόγο σε στάδια με μετατόπιση των γραναζιών, το CVT μεταβάλλει συνεχώς τον λόγο - εξ ου και το όνομά του.

Οδήγηση αυτοκινήτου με CVT

Τα χειριστήρια για μια CVT είναι ίδια με τα αυτόματα: Δύο πεντάλ (επιταχυντής και φρένο) και μοτίβο αλλαγής στυλ PRNDL. Όταν οδηγείτε ένα αυτοκίνητο με CVT, δεν θα ακούσετε ή θα αισθανθείτε τη μετατόπιση του κιβωτίου ταχυτήτων - απλά αυξάνει και χαμηλώνει την ταχύτητα του κινητήρα όπως απαιτείται, καλώντας υψηλότερες στροφές κινητήρα (RPM) για καλύτερη επιτάχυνση και χαμηλότερες στροφές για καλύτερη οικονομία καυσίμου ενώ ταξιδεύετε.

Πολλοί άνθρωποι θεωρούν την CVT ανησυχητική στην αρχή λόγω του τρόπου με τον οποίο τα αυτοκίνητα με CVTs ήχο. Όταν βάζετε σκληρό βηματισμό στο γκάζι, ο κινητήρας αγωνίζεται όπως με τον ολισθαίνοντα συμπλέκτη ή με ένα ανεπαρκές αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Αυτό είναι φυσιολογικό - το CVT ρυθμίζει τις στροφές του κινητήρα για να παρέχει τη βέλτιστη ισχύ για επιτάχυνση. Ορισμένες CVT προγραμματίζονται για να αλλάζουν αναλογίες σε βήματα, ώστε να αισθάνονται περισσότερο σαν ένα συμβατικό αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων.

Πλεονεκτήματα

Οι κινητήρες δεν αναπτύσσουν σταθερή ισχύ σε όλες τις ταχύτητες. έχουν συγκεκριμένες ταχύτητες όπου η ροπή (δύναμη έλξης), η ιπποδύναμη (ταχύτητα) ή η απόδοση καυσίμου βρίσκονται στα υψηλότερα επίπεδα. Επειδή δεν υπάρχουν γρανάζια που να συνδέουν μια δεδομένη ταχύτητα δρόμου απευθείας με μια συγκεκριμένη ταχύτητα του κινητήρα, το CVT μπορεί να μεταβάλλει τις στροφές του κινητήρα όπως απαιτείται για πρόσβαση στη μέγιστη ισχύ καθώς και στη μέγιστη απόδοση καυσίμου. Αυτό επιτρέπει στην CVT να παρέχει ταχύτερη επιτάχυνση από ένα συμβατικό αυτόματο ή χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, παρέχοντας παράλληλα εξαιρετική οικονομία καυσίμου.

Μειονεκτήματα

Το μεγαλύτερο πρόβλημα της CVT ήταν η αποδοχή από τους χρήστες. Επειδή η CVT επιτρέπει στον κινητήρα να αναβοσβήνει σε οποιαδήποτε ταχύτητα, οι θόρυβοι που προέρχονται από κάτω από τον ήχο της κουκούλας είναι περίεργοι στα αυτιά και είναι συνηθισμένοι σε συμβατικά χειροκίνητα και αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων. Οι σταδιακές αλλαγές στη σημείωση του κινητήρα ακούγονται σαν μια ολισθαίνουσα μετάδοση ή ένας ολισθαίνων συμπλέκτης - σημάδια προβλημάτων με ένα συμβατικό κιβώτιο ταχυτήτων, αλλά τελείως φυσιολογικά για ένα CVT. Τα δάπεδα ενός αυτόματου αυτοκινήτου φέρνουν σπάσιμο και ξαφνική έκρηξη ισχύος, ενώ τα CVT παρέχουν μια ομαλή και γρήγορη αύξηση στη μέγιστη ισχύ. Για ορισμένους οδηγούς αυτό κάνει το αυτοκίνητο να νιώθει πιο αργό. στην πραγματικότητα, μια CVT γενικά θα επιταχύνει μια αυτόματη.

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν περάσει πολύ για να κάνουν το CVT να μοιάζει περισσότερο με συμβατική μετάδοση. Πολλά CVTs είναι προγραμματισμένα να προσομοιώνουν την αίσθηση "kick-down" μιας τακτικής αυτόματης λειτουργίας όταν το πεντάλ είναι φρεάτιο. Ορισμένες μονάδες CVT προσφέρουν λειτουργία "χειροκίνητης λειτουργίας" με μετατοπισμένους μοχλούς αλλαγής ταχυτήτων που επιτρέπουν στο CVT να προσομοιώνει μια συμβατική βαθμιδωτή μετάδοση.

Επειδή οι πρώιμες CVTs για αυτοκίνητα ήταν περιορισμένες ως προς το πόση δύναμη μπορούσαν να χειριστούν, υπήρξαν κάποιες ανησυχίες σχετικά με τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία της CVT. Η προηγμένη τεχνολογία έχει κάνει την CVT πολύ πιο ισχυρή. Η Nissan έχει πάνω από ένα εκατομμύριο CVTs σε λειτουργία σε όλο τον κόσμο και λέει ότι η μακροπρόθεσμη αξιοπιστία τους είναι συγκρίσιμη με τις συμβατικές μεταδόσεις.

Διαχωρισμός ισχύος: Η CVT που δεν είναι CVT

Αρκετά υβρίδια, συμπεριλαμβανομένης της οικογένειας Toyota Prius, χρησιμοποιούν έναν τύπο μετάδοσης που ονομάζεται μετάδοση ισχύος. Ενώ ο διαχωρισμός ισχύος θεωρείται σαν CVT, δεν χρησιμοποιεί τη διάταξη ζώνης-τροχαλίας. Αντίθετα, χρησιμοποιεί πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με βενζινοκινητήρα και ηλεκτρικό κινητήρα που παρέχει εισόδους. Μεταβάλλοντας την ταχύτητα του ηλεκτροκινητήρα, η ταχύτητα του βενζινοκινητήρα ποικίλλει, επιτρέποντας στον κινητήρα αερίου να λειτουργεί είτε με σταθερή ταχύτητα όσο το αυτοκίνητο επιταχύνει ή σταματά τελείως.

Ιστορία

Ο Leonardo DaVinci σχεδίασε το πρώτο CVT το 1490. Η ολλανδική αυτοκινητοβιομηχανία DAF ξεκίνησε αρχικά τη χρήση CVTs στα αυτοκίνητά τους στα τέλη της δεκαετίας του 1950, αλλά οι τεχνολογικοί περιορισμοί καθιστούσαν τα CVT ακατάλληλα για κινητήρες άνω των 100 ίππων. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και στις αρχές της δεκαετίας του '90, η Subaru προσέφερε ένα CVT στο μίνι-αυτοκίνητο της Justy, ενώ η Honda χρησιμοποίησε το Honda Civic HX στα τέλη της δεκαετίας του '90. Οι βελτιωμένες CVT που είναι ικανές να χειρίζονται ισχυρότερους κινητήρες αναπτύχθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, ενώ τα CVTs μπορούν τώρα να βρεθούν σε αυτοκίνητα από τις Nissan, Audi, Honda, Mitsubishi και αρκετές άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες.