Dariusz Korzeniowski
· 31.08.2017 · 0 komentarzy · 5310 wyświetleń
Bezstopniowa przekładnia jest znana również jako CVT (skrót od angielskiej nazwy Continuous Variable Transmission). Mechanizm tego typu jest coraz szerzej stosowany w niewielkich autach, a także w pojazdach klasy wyższej czy też samochodach typu SUV. Pierwszym producentem samochodów, który zdecydował się na wyposażenie swoich pojazdów w taką przekładnię była holenderska firma DAF, która w 1958 roku zastosowała przekładnię bezstopniową CVT w niewielkim modelu DAF 600. Tylne koła były napędzane przy pomocy gumowych pasków klinowych, do ruszania służyło sprzęgło i obecny był również regulator podciśnieniowy. Po krótkim czasie nazwa systemu uległa zmianie z Variomatic na Transmatic, a gumowy pas został zastąpiony pasem wykonanym ze stali.
Pomysł ten bardzo szybko podchwycili inni producenci pojazdów zachęceni możliwością wygenerowania nieskończonej liczby przełożeń bez żadnych przerw w przekazywaniu momentu obrotowego.
Teoretycznie wyglądało to obiecująco, jednak w praktyce okazało się, że taka technologia ma również swoje wady. Problematyczna okazała się głównie niska trwałość, ze względu na którą technologia bezstopniowej przekładni początkowo mogła być stosowana wyłącznie w małych pojazdach, które generalnie miały mniejsze przebiegi niż pojazdy luksusowe. Kłopoty sprawiał sam pasek, którego zadaniem było przenoszenie coraz większych wartości momentu obrotowego bez śladów zużycia, które mogłyby negatywnie wpłynąć na trakcję oraz odczucia osoby prowadzącej pojazd.
Wraz z rozwojem techniki udało się wprowadzić rozwiązania pozwalające na stosowanie przekładni CVT w mocniejszych pojazdach. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu materiałów konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości. Rozwiązanie to sprawiło, że skrzynie CVT stały się poważnym konkurentem dla przekładni automatycznych i zautomatyzowanych, jednak ich koszt produkcji również wzrósł, więc skrzynie te są stosowane głównie w autach zaliczanych do wyższych segmentów rynku motoryzacyjnego.
We współczesnych przekładniach bezstopniowych CVT możliwe jest zastosowanie funkcji znanych ze skrzyń automatycznych. Chodzi tutaj przede wszystkim o pełzanie, kick-down oraz całkowitą synchronizację z systemem ESP oraz ustawieniami trybu jazdy. Do zadań komunikacyjnych wykorzystywana jest magistrala typu CAN.
Rozwiązanie to spisuje się bardzo dobrze w praktyce, ponieważ skrzynie bezstopniowe charakteryzują się prostotą obsługi, zwiększają komfort jazdy i pozwalają kierowcy skupić się na prowadzeniu pojazdu. Skrzynie te nie wymagają ingerencji człowieka (korzystanie ze sprzęgła), co przekłada się na zwiększenie trwałości jednostki napędowej oraz całego układu napędowego w pojeździe.
Skrzynie CVT umożliwiają wybór optymalnych przełożeń dopasowanych do aktualnych warunków panujących na drodze oraz rzeczywistego zapotrzebowania na moment obrotowy w danym momencie. Głównym elementem całego układu jest sterownik skrzyni, dla którego parametrami wyjściowymi są prędkość jazdy, prędkość obrotowa oraz położenie pedału gazu. Sterownik ten kontroluje poosiowym ruchem kół stożkowych co powoduje zmianę przełożeń.
Para wspomnianych wyżej kół stożkowych to tak zwany wariator. Koła te są połączone przy pomocy stalowego paska posiadającego kilkaset ogniw. Posiadają one określone wartości szerokości, grubości oraz kąta zbieżności. Jedno z tych kół umieszczone jest na wale sprzęgłowym (wejściowy), a drugie na zdawczym (wyjściowy).
Zmiana przełożenia w skrzyni CVT następuje po odczycie informacji przekazywanych przez sterownik skrzyni. Sam proces zmiany przełożenia polega na poosiowym zsuwaniu lub rozsuwaniu kół. W ten sposób zmianie ulegają ich promienie, co przekłada się na zmianę przełożenia. Całość działa w oparciu o system hydrauliczny sterowany elektronicznie. W związku z tym w układzie utrzymuje się odpowiedni poziom ciśnienia hydraulicznego oraz stosowane są elektrozawory i chłodnica oleju.
Do ruszania pojazdem wyposażonym w bezstopniową przekładnię CVT wykorzystywane jest sprzęgło hydrokinetyczne lub mokre wielopłytkowe, natomiast jeśli chodzi o jazdę do tyłu to w tym celu wykorzystywana jest druga przekładnia (najczęściej jest to przekładnia planetarna).
Skrzynie CVT oferują możliwość ich zabudowania w jednej obudowie razem z główną przekładnią i mechanizmem różnicowym. Z drugiej strony może to prowadzić do pewnych problemów natury serwisowej. Z pewnością atutem takiej zabudowy jest lekkość oraz małe gabaryty. Przekładnie tego rodzaju doskonale sprawdzają się w pojazdach wyposażonych w napęd na przednią oś oraz poprzecznie zamontowany silnik. W przypadku aut z napędem na tylne koła, problemy może sprawiać spora wysokość przekładni.
Kolejnym ważnym atutem przekładni bezstopniowej CVT jest o wiele niższy poziom zużycia paliwa w porównaniu z przekładniami automatycznymi, przy czym zachowany zostaje taki sam poziom komfortu użytkowania. Jeśli chodzi o wady to z pewnością mamy tu do czynienia ze sprawnością na niższym poziomie oraz z gorszą dynamiką w porównaniu ze skrzynią ręczną. Niektórym użytkownikom przeszkadza również jednostajny dźwięk pracującego silnika, który nie zmienia prędkości obrotowej podczas przyspieszania. Z drugiej jednak strony obroty utrzymują się na optymalnym poziomie i można łatwo korzystać z momentu obrotowego, a gdy potrzebne jest gwałtowne przyspieszenie, przekładnia CVT zwiększa prędkość obrotową w okolice maksymalnej mocy silnika.
Jeśli mowa o problemach to z pewnością godne odnotowania są straty powodujące spadek mocy, która jest przekazywana na koła z jednostki napędowej. Straty te różnią się w zależności od producentów. Tradycyjnie na rynku są firmy, które radzą sobie lepiej i gorzej z tymi stratami.
Aktualnie stosowane skrzynie biegów posiadają wiele cech wspólnych z tradycyjnymi modelami automatycznymi. Do grona takich cech można zaliczyć kilka zaprogramowanych przełożeń, które imitują tradycyjne zmiany sekwencyjne, a także tryb zimowy oraz sportowy.
Istotny jest fakt, że rozwiązania takie są często wykorzystywane w autach, które są droższe i mocniejsze niż dawniej. Jest to możliwe dzięki polepszeniu możliwości przenoszenia momentu obrotowego. Rozwiązania takie są stosowane w niektórych modelach Audi, Subaru oraz w pojazdach wyposażonych w napęd hybrydowy.
Przekładnia bezstopniowa CVT jest interesującym sposobem przenoszenia napędu, który jednak zabija przyjemność z jazdy. Rozwiązanie to posiada wiele zalet, ale nie jest również pozbawione wad. W związku z tym producenci podążają różnymi ścieżkami mającymi na celu dopracowanie przekładni bezstopniowych, tak aby jak najbardziej zneutralizować wady.
