CVT Ipaliwanag: Ano ang Variator at Paano Ito Gumagana?

Marahil ay nakasalubong mo na ang pariralang “ang sasakyan ay may naka-install na continuously variable transmission” habang nagba-browse ng mga katalogo ng kotse o sinusuri ang isang spec sheet. Alam ng lahat kung ano ang manual na gearbox, at karamihan sa mga driver ay matagal na ring nakipagkasundo sa klasikong automatic. Ngunit ang variator — na kilala rin bilang CVT (continuously variable transmission) — ay nagdudulot pa rin ng katahimikan. Nakakasorpresa iyon, dahil malayo ito sa bago.

Maikling Kasaysayan ng CVT Transmission

Narito ang isang katotohanan na karaniwang nakakagulat sa mga tao: ang variator ay hindi naimbento ng Honda, Toyota, o kahit ng Mercedes-Benz. Ang unang patente para sa isang continuously variable transmission ay ipinagkaloob noong huling bahagi ng ika-19 na siglo — at ang orihinal na konsepto ay nagsimula pa mas maaga. Si Leonardo da Vinci ay gumuhit ng prinsipyo noong 1490.

Ang unang praktikal na kotse na may CVT, gayunpaman, ay hindi dumating noong panahon ng Renaissance. Lumipas pa ang limang siglo. Noong dekada 1950, ang DAF — isang Olandes na tatak na noon ay gumagawa ng parehong mga trak at passenger car — ang naging unang tagagawa na nag-install ng variator nang komersyal. Sumunod ang Volvo sa sarili nitong bersyon, at ang teknolohiya ng CVT ay patuloy na lumalago mula noon.

Ano ang Variator? CVT kumpara sa Automatic Transmission

Sa simpleng salita, ang variator ay isang uri ng automatic transmission — ngunit isa na gumagana sa ganap na ibang prinsipyo. Mula sa upuan ng driver, ang isang kotse na may CVT ay magkapareho ang hitsura sa isang kotse na may conventional automatic:

Dalawang pedal — gas at preno
Isang gear selector na may pamilyar na posisyong P, R, N, D
Walang clutch pedal, walang kinakailangang manu-manong pagpapalit ng gear

Ngunit sa ilalim ng hood, ganap na naiiba ang kwento. Ang isang tradisyonal na automatic ay may nakapirming set ng mga gear — una, pangalawa, pangatlo, at iba pa. Ang isang CVT ay walang nakapirming gear. Sa halip, patuloy at maayos nitong inaayos ang gear ratio habang nagaakselereto o nagde-deselereto ang kotse. Ang resulta? Walang mga jerk, walang mga jolts, walang namamaramdamang pagpapalit ng gear — maayos at walang patid na paghahatid ng kapangyarihan.

Mga Uri ng CVT Transmission

Hindi lahat ng variator ay itinatayo sa parehong paraan. Mayroong ilang pangunahing disenyo na ginagamit:

V-belt na may adjustable pulleys — ang pinakakaraniwang uri, makikita sa karamihan ng mga kotse na may CVT
Chain-type CVT — ginagamit ng Audi, nag-aalok ng mataas na kahusayan at kapasidad ng torque
Toroidal CVT — isang hindi gaanong karaniwang ngunit mekanikong eleganteng disenyo na gumagamit ng mga roller sa pagitan ng mga toroidal disc

Ang sistema ng V-belt pulley ang pinakakaraniwan para sa karamihan ng mga driver, kaya tingnan natin nang mas malapit kung paano ito gumagana.

Paano Gumagana ang V-Belt CVT? Isang Simpleng Paliwanag

Isipin ang dalawang lapis na nakahiga nang parallel sa isa’t isa, konektado ng isang stretched na elastic band. I-spin ang isang lapis, at ang isa pa ay susunod sa parehong bilis. Ngayon isipin na ang mga lapis ay may iba’t ibang diameter — ang isang pag-ikot ng mas malaking lapis ay pinipilit ang mas maliit na mag-spin nang dalawang beses. Iyan ang pangunahing ideya sa likod ng isang V-belt variator.

Sa isang tunay na CVT, ito ay nakamit gamit ang dalawang adjustable pulleys:

Ang bawat pulley ay binubuo ng dalawang conical na kalahati na nakaharap sa isa’t isa, dulo sa dulo
Isang V-shaped na belt ang tumatakbo sa pagitan ng mga pulley, hinahawakan ang mga ito sa kahabaan ng mga ngepin ng mga gilid nito
Kapag ang mga conical na kalahati ay lumayo sa isa’t isa, ang belt ay bumababa patungo sa gitna at tumatakbo sa mas maliit na radius
Kapag ang mga cone ay nagsasara, ang belt ay nagmamaneho sa mas malaking radius

Ang isang hydraulic na sistema (o iba pang servo mechanism) ay gumagalaw ng parehong mga pulley nang sabay-sabay — habang ang isa ay bumubukas, ang isa naman ay nagsasara. Ang isang pulley ay nasa drive shaft (mula sa makina), at ang isa pa ay nasa driven shaft (patungo sa mga gulong). Sa pamamagitan ng patuloy na pagbabago ng epektibong diameter ng bawat pulley, binabago ng transmission ang gear ratio nito sa napakalawak na hanay, nang walang mga hakbang at walang interruption.

Lahat ng kailangan para makumpleto ang pakete ay isang unit para sa reverse gear — karaniwang isang simpleng planetary gear set — at handa na ang CVT gearbox.

Anong Uri ng Belt ang Ginagamit ng CVT?

Ang isang karaniwang rubber drive belt ay masisira sa loob ng ilang libong kilometro sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo ng CVT. Ang mga belt na ginagamit sa mga variator ay mga espesyal na dinisenyo na bahagi. May dalawang pangunahing disenyo:

Steel push belt — isang set ng mga layered na steel band kung saan nakalagay ang daan-daang manipis na trapezoidal na steel plate. Ang mga plate ay nagtutulakan sa isa’t isa, na nagbibigay-daan sa belt na maghatid ng puwersa kahit sa compressive side — isang bagay na hindi kaya ng isang rubber belt
Steel chain — isang maluwag, patag na chain na nakikipag-ugnayan sa mga pulley cone sa kahabaan ng mga gilid nito kaysa sa mukha nito. Ito ang disenyo na ginagamit sa mga CVT system ng Audi (na ini-market bilang Multitronic)

Ang chain-type CVT ng Audi ay gumagamit ng espesyal na transmission fluid na binabago ang viskosidad nito sa ilalim ng matinding presyon sa mga contact point, na nagbibigay-daan sa chain na maghatid ng malaking puwersa nang may kaunting slip — kahit sa napakaliit na contact patch.

Paano Ang Pakiramdam ng Pagmamaneho na May CVT?

Ang karanasan sa pagmamaneho ay depende sa kung paano naka-tune ang control program ng CVT, ngunit ang pinakakaraniwang gawi sa panahon ng malakas na akselerasyon ay ganito: pinindot mo ang throttle hanggang sa sahig, umaangat ang makina sa rpm range ng maximum torque — at nananatili doon sa buong panahon ng akselerasyon, pinapanatili ang matatag at consistent na tono habang tumataas ang bilis ng kotse.

Ilang driver ang nakahanap nito na hindi pamilyar sa una. Ang tunog ng makina ay hindi tumatangkilik at bumababa tulad ng sa isang stepped gearbox; sa halip, ito ay nananatili sa isang tono habang nagaakselereto ang kotse. Ito ay inihambing sa ingay ng vacuum cleaner — epektibo, ngunit naiiba sa kung saan sanay ang karamihan sa mga driver.

Gayunpaman, maraming tagagawa ang nag-tune ng kanilang mga CVT upang gayahin ang pakiramdam ng tradisyonal na gearbox, na ang mga rpm ng makina ay tumataas nang progresibo habang tumataas ang bilis. Ang ilang mga modelo ay lumalagpas pa at nag-aalok ng:

Mga virtual gear step — karaniwang 6 o 8 na elektronikong tinukoy na ratio, kung saan ang CVT ay nagpapalit nang matalim, na gumagaya sa isang klasikong automatic
Manual sequential mode — na nagbibigay-daan sa driver na pumili ng mga virtual gear sa pamamagitan ng mga paddle shifter o lever
Awtomatikong downshifting — kapag umakyat sa burol o nagpapabagal, ang CVT ay matalinong nagpapalit sa mas mababang ratio upang mapanatili ang torque, anuman ang posisyon ng throttle

Audi A4 allroad quattro CVT transmission

Audi A4 allroad quattro — nilagyan ng chain-type Multitronic CVT ng Audi

Mga Kalamangan ng CVT Transmission

Walang katapusang mga gear ratio — ang makina ay palaging gumaganap sa pinaka-mahusay o pinaka-makapangyarihang hanay nito, depende sa pangangailangan
Maayos na akselerasyon — ang kawalan ng pagpapalit ng gear ay nangangahulugang walang pagkaantala ng torque at walang mga jolts
Mas mahusay na fuel economy — sa pamamagitan ng pagpapanatili ng makina sa pinakamainam na operating band nito, maaaring bawasan ng mga CVT ang pagkonsumo ng gasolina kumpara sa mga tradisyonal na automatic
Malakas na pagganap sa mababang bilis — lalo na kapaki-pakinabang sa stop-and-go na trapiko sa lungsod
Mas mababang gastos kaysa sa premium na mga automatic — ang mga CVT unit ay karaniwang mas mura ang pagmamanupaktura kaysa sa mga high-end na torque-converter automatic

Mga Disadvantage ng CVT Transmission

Mga limitasyon sa kapangyarihan — ang mga tradisyonal na CVT ay hindi idinisenyo para sa mga high-torque, high-power na aplikasyon, kaya’t ang mga performance at malalaking luxury car ay nanatili sa mga conventional gearbox
Mas mataas na gastos sa pagpapanatili — ang CVT-specific na transmission fluid ay mas mahal kaysa sa regular na ATF, at ang pagpapalit ng belt (bawat 100,000–150,000 km) ay isang karagdagang aytem ng serbisyo
Hindi pamilyar na pakiramdam ng pagmamaneho — ang sensasyon ng akselerasyon sa constant-RPM ay kailangang masanay
Mga agwat ng pagpapalit ng langis — ang CVT fluid ay karaniwang kailangang palitan bawat 40,000–50,000 km depende sa modelo

Gaano Kamakapangyarihan ang Maaaring Maging CVT?

Ang mga CVT ay nagsimula sa maliliit na city car — at sa mahabang panahon, doon sila nanatili. Ang mekanikal na mga pangangailangan ng isang belt-based na transmission ay naging hamon ang mataas na power output. Ngunit ang inhinyeriya ay napabuti nang malaki.

Ang Multitronic chain CVT ng Audi, na naka-fit sa A4 2.0 TFSI, ay kaya ang 200 hp nang walang problema. Mas pinahigpit ng Nissan gamit ang X-Tronic CVT sa Murano — isang full-size crossover na may 3.5-litre V6 na gumagawa ng 234 hp. Hindi na ito mga niche, low-power na aplikasyon.

CVT kumpara sa Automatic Transmission: Alin ang Mas Mahusay?

Ang mga klasikong automatic transmission ay lumalaban na may mas maraming gear — ang mga 8-speed unit ay karaniwang standard na ngayon sa maraming executive at premium na kotse, hinahabol ang parehong balanse ng kahusayan at pagganap na nag-aalok ng mga CVT bilang default. Ang mga sampung- at labindalawang-speed na automatic ay lumabas sa mga trak at performance vehicle.

Ngunit ang CVT ay may istrukturang kalamangan na hindi maaaring kopyahin ng anumang stepped gearbox: ang bilang ng mga ratio ay walang katapusan. Gaano man karaming gear ang idagdag ng mga inhinyero sa isang tradisyonal na automatic, palaging magkakaroon ng agwat sa pagitan ng bawat isa. Ang CVT ay walang mga agwat. Para sa pang-araw-araw na pagmamaneho — commuting, fuel efficiency, maayos na trapiko sa lungsod — ito ay nananatiling isa sa mga pinaka-praktikal at hindi gaanong pinahahalagahang pagpipilian ng transmission sa merkado.