La CVT explicada: Què és un variador i com funciona?

Probablement heu topat amb una frase com “el cotxe incorpora una transmissió contínuament variable” en fullejar catàlegs de vehicles o llegir fitxes tècniques. Tothom sap què és una caixa de canvis manual, i la majoria de conductors ja fa temps que han fet les paus amb l’automàtic clàssic. Però un variador — també conegut com a CVT (transmissió contínuament variable) — encara deixa molta gent amb cara d’interrogació. Això sorprèn, perquè no és pas una tecnologia nova.

Breu història de la transmissió CVT

Un fet que sol agafar la gent desprevinguda: el variador no el va inventar Honda, Toyota ni tan sols Mercedes-Benz. La primera patent d’una transmissió contínuament variable es va concedir a finals del segle XIX, i el concepte original és encara més antic. Leonardo da Vinci ja en va esbossar el principi tan aviat com l’any 1490.

El primer cotxe de producció equipat amb una CVT, però, no va arribar durant el Renaixement. Van caldre cinc segles més. Als anys 50 del segle XX, DAF — una marca neerlandesa que aleshores fabricava tant camions com turismes — es va convertir en el primer fabricant a instal·lar un variador de sèrie. Volvo la va seguir amb la seva pròpia versió, i la tecnologia CVT no ha deixat de guanyar terreny des d’aleshores.

Què és un variador? CVT versus transmissió automàtica

En termes senzills, un variador és un tipus de transmissió automàtica, però que funciona segons un principi completament diferent. Des del seient del conductor, un cotxe amb CVT és idèntic a un amb un automàtic convencional:

Dos pedals — accelerador i fre
Un selector de marxa amb les posicions habituals P, R, N, D
Sense pedal d’embragatge, sense necessitat de fer canvis de marxa manuals

Però sota el capó, la història és completament diferent. Un automàtic tradicional té un conjunt fix de marxes — primera, segona, tercera, i així successivament. Una CVT no té cap marxa fixa. En comptes d’això, ajusta contínuament i sense interrupcions la relació de transmissió a mesura que el cotxe accelera o desaccelera. El resultat? Cap sotrac, cap cop, cap canvi de marxa perceptible — simplement una entrega de potència suau i ininterrompuda.

Tipus de transmissions CVT

No tots els variadors es construeixen de la mateixa manera. Hi ha diversos dissenys principals en ús:

Corretja en V amb politges regulables — el tipus més comú, present en la majoria dels cotxes amb CVT
CVT de cadena — utilitzada per Audi, ofereix un alt rendiment i una gran capacitat de parell
CVT toroïdal — un disseny menys freqüent però mecànicament elegant que empra rodets entre discs toroïdals

El sistema de politges amb corretja en V és el que trobarà la majoria de conductors, de manera que hi aprofundirem una mica més.

Com funciona una CVT de corretja en V? Una explicació senzilla

Imagineu-vos dos llapis en paral·lel, connectats per una goma elàstica estirada. Gireu un llapis i l’altre el segueix a la mateixa velocitat. Ara imagineu que els llapis tenen diàmetres diferents — una volta del més gran obliga el més petit a girar dues vegades. Aquesta és la idea essencial darrere d’un variador de corretja en V.

En una CVT real, això s’aconsegueix amb dues politges regulables:

Cada politja consta de dues meitats còniques enfrontades, punta a punta
Una corretja en forma de V recorre les politges, agafant-se als seus flancs acanalats
Quan les meitats còniques s’obren, la corretja cau cap al centre i circula per un radi menor
Quan els cons es tanquen, la corretja circula per un radi major

Un sistema hidràulic (o un altre servomecanisme) mou les dues politges de manera sincronitzada — quan una s’obre, l’altra es tanca. Una politja se situa a l’eix motriu (provinent del motor) i l’altra a l’eix conduit (cap a les rodes). Variant contínuament el diàmetre efectiu de cada politja, la transmissió canvia la seva relació de transmissió dins d’un rang molt ampli, sense escales ni interrupcions.

Per completar el conjunt, només cal un mecanisme per a la marxa enrere — normalment un senzill tren epicicloïdal — i la caixa CVT ja és llesta per funcionar.

Quin tipus de corretja utilitza una CVT?

Una corretja de transmissió de goma estàndard es desintegraria en uns pocs milers de quilòmetres sota les condicions de funcionament d’una CVT. Les corretges que s’usen en els variadors són components dissenyats específicament per a aquesta funció. Hi ha dos dissenys principals:

Corretja d’acer de compressió — un conjunt de bandes d’acer laminades sobre les quals es munten centenars de plaques d’acer primes i trapezoidals. Les plaques empenten les unes contra les altres, permetent que la corretja transmeti força fins i tot per la banda de compressió — quelcom que una corretja de goma simplement no pot fer
Cadena d’acer — una cadena ampla i plana que contacta amb els cons de les politges pels seus cantons en lloc de per la cara. Aquest és el disseny emprat en els sistemes CVT d’Audi (comercialitzat com a Multitronic)

La CVT de cadena d’Audi utilitza un fluid de transmissió especial que canvia la seva viscositat sota la pressió extrema als punts de contacte, permetent que la cadena transmeti una força considerable amb un lliscament mínim, fins i tot en una zona de contacte molt reduïda.

Com se sent conduir amb una CVT?

L’experiència de conducció depèn de com estigui ajustat el programa de control de la CVT, però el comportament més habitual durant una acceleració intensa és el següent: premeu l’accelerador a fons, el motor puja fins al rang de rpm de parell màxim — i s’hi manté durant tota la carrera d’acceleració, conservant un so constant i uniforme mentre el cotxe guanya velocitat.

Alguns conductors ho troben poc habitual al principi. El so del motor no puja i baixa com ho fa amb una caixa escalonada; en comptes d’això, es manté en un to fix mentre el cotxe accelera. S’ha comparat amb el brunzit d’un aspirador — eficaç, però diferent del que la majoria de conductors estan acostumats.

Dit això, molts fabricants ajusten les seves CVT per simular la sensació d’una caixa de canvis tradicional, amb les revolucions del motor pujant progressivament a mesura que augmenta la velocitat. Alguns models van més lluny i ofereixen:

Marxes virtuals — normalment 6 o 8 relacions definides electrònicament, entre les quals la CVT canvia de manera nítida, imitant un automàtic clàssic
Mode seqüencial manual — que permet al conductor seleccionar marxes virtuals mitjançant paletes al volant o una palanca
Baixada de marxa automàtica — en pujar un pendent o desaccelerar, la CVT canvia intel·ligentment a una relació inferior per mantenir el parell, independentment de la posició de l’accelerador

Transmissió CVT de l'Audi A4 allroad quattro

Audi A4 allroad quattro — equipat amb la CVT de cadena Multitronic d’Audi

Avantatges de la transmissió CVT

Relacions de transmissió infinites — el motor sempre opera en el seu rang més eficient o més potent, segons la demanda
Acceleració suau — sense canvis de marxa no hi ha interrupció del parell ni sotragades
Millor economia de combustible — en mantenir el motor en la seva banda de funcionament òptima, les CVT poden reduir el consum en comparació amb els automàtics tradicionals
Bon rendiment a baixa velocitat — especialment útil en el trànsit urbà de parades i arrencades
Cost inferior als automàtics premium — les unitats CVT generalment són menys costoses de fabricar que els automàtics de convertidor de parell d’alta gamma

Desavantatges de la transmissió CVT

Limitacions de potència — les CVT tradicionals no estaven dissenyades per a aplicacions d’alt parell i alta potència, motiu pel qual els cotxes esportius i els grans turismes de luxe han optat històricament per caixes convencionals
Costos de manteniment més elevats — el fluid de transmissió específic per a CVT és més car que l’ATF convencional, i la substitució de la corretja (cada 100.000–150.000 km) és una operació de servei addicional
Sensació de conducció poc habitual — la sensació d’acceleració a RPM constants requereix un període d’adaptació
Intervals de canvi d’oli — el fluid CVT normalment cal canviar-lo cada 40.000–50.000 km segons el model

Quanta potència pot gestionar una CVT?

Les CVT van néixer als petits cotxes de ciutat — i durant molt de temps, allà van romandre. Les exigències mecàniques d’una transmissió basada en corretja feien que les altes potències fossin un repte. Però l’enginyeria ha avançat considerablement.

La CVT de cadena Multitronic d’Audi, muntada a l’A4 2.0 TFSI, gestiona 200 cv sense problemes. Nissan va anar encara més lluny amb la CVT X-Tronic al Murano — un crossover de mida gran amb un V6 de 3,5 litres que desenvolupa 234 cv. Ja no es tracta d’aplicacions de nínxol amb poca potència.

CVT versus transmissió automàtica: quina és millor?

Les transmissions automàtiques clàssiques han contraatacat amb més marxes — les unitats de 8 velocitats ja són estàndard en molts cotxes executius i premium, perseguint el mateix equilibri d’eficiència i prestacions que les CVT ofereixen per defecte. Han aparegut automàtics de deu i dotze velocitats en camions i vehicles esportius.

Però la CVT conserva un avantatge estructural que cap caixa escalonada pot replicar: el nombre de relacions és infinit. Per moltes marxes que els enginyers afegeixin a un automàtic tradicional, sempre hi haurà un buit entre cadascuna. La CVT no en té cap. Per a la conducció quotidiana — desplaçaments diaris, eficiència de combustible, trànsit urbà fluid — continua sent una de les opcions de transmissió més pràctiques i infravaluades del mercat.