CVT Објаснето: Што е варијатор и како функционира?

Веројатно сте наишле на фраза „на автомобилот е инсталиран бесстепен менувач” додека прелистувате каталози за автомобили или читате технички спецификации. Сите знаат што е рачен менувач, а повеќето возачи одамна се помириле со класичниот автоматик. Но варијаторот — познат и како CVT (бесстепен менувач) — сè уште предизвикува збунет поглед. Тоа е изненадувачки, бидејќи тој е далеку од нов.

Кратка историја на CVT менувачот

Еве еден факт кој обично ги изненадува луѓето: варијаторот не го измислиле Honda, Toyota, ниту пак Mercedes-Benz. Првиот патент за бесстепен менувач е доделен на крајот на 19 век — а оригиналниот концепт датира уште порано. Леонардо да Винчи го нацртал принципот уште во 1490 година.

Сепак, првиот практичен автомобил со CVT не се појавил за време на Ренесансата. Требало уште пет века. Во 1950-тите, DAF — холандска марка која тогаш произведувала и камиони и патнички автомобили — стана првиот производител кој комерцијално инсталирал варијатор. Volvo следел со сопствена верзија, а CVT технологијата оттогаш постојано се шири.

Што е варијатор? CVT наспрема автоматски менувач

Едноставно кажано, варијаторот е вид автоматски менувач — но еден кој работи на сосема поинаков принцип. Од возачкото место, автомобил со CVT изгледа идентично со оној со конвенционален автоматик:

Две педали — гас и кочница
Селектор на брзини со познатите позиции P, R, N, D
Без педала за квачило, без потреба за рачно менување на брзини

Но под хаубата, работите се сосема поинакви. Традиционалниот автоматик има фиксен сет на брзини — прва, втора, трета и така натаму. CVT воопшто нема фиксни брзини. Наместо тоа, тој континуирано и непречено го прилагодува преносниот однос додека автомобилот забрзува или забавува. Резултатот? Без скокови, без потреси, без забележливи промени на брзини — само мазна, непрекината испорака на моќ.

Видови CVT менувачи

Не се сите варијатори изградени на ист начин. Постојат неколку главни дизајни во употреба:

V-ремен со прилагодливи ролки — најчестиот тип, кој се наоѓа на мнозинството автомобили со CVT
CVT со синџир — го користи Audi, нуди висока ефикасност и капацитет на вртежен момент
Тороидален CVT — помалку чест, но механички елегантен дизајн кој користи ролки помеѓу тороидални дискови

Системот со V-ремен и ролки е оној со кој повеќето возачи ќе се сретнат, па ајде да погледнеме поблиску како функционира.

Како функционира V-ремен CVT? Едноставно објаснување

Замислете два молива кои лежат паралелно еден до друг, поврзани со истегнат ластик. Вртете еден молив и другиот го следи со иста брзина. Сега замислете дека моливите имаат различни дијаметри — едно вртење на поголемиот го принудува помалиот да се врти двапати. Тоа е основната идеја зад V-ремен варијатор.

Во реален CVT, ова се постигнува со две прилагодливи ролки:

Секоја ролка се состои од два конусни половини свртени едни кон други, врв до врв
V-облик ремен минува помеѓу ролките, фаќајќи ги долж своите наребрени рабови
Кога конусните половини се разместуваат, ременот паѓа кон центарот и се движи по помал радиус
Кога конусите се затвораат, ременот се движи по поголем радиус

Хидрауличен систем (или друг серво механизам) ги движи двете ролки синхронизирано — кога едната се отвора, другата се затвора. Едната ролка седи на погонскиот вратил (од моторот), а другата на погонуваниот вратил (до тркалата). Со континуирано менување на ефективниот дијаметар на секоја ролка, менувачот го менува преносниот однос во многу широк опсег, без скалила и без прекини.

Сè што е потребно за да се комплетира пакетот е единица за задна брзина — обично едноставен планетарен зупчаник — и CVT менувачот е подготвен за употреба.

Каков ремен користи CVT?

Стандарден гумен погонски ремен би се распаднал во рок од неколку илјади километри при работните услови на CVT. Ремените кои се користат во варијаторите се специјално изработени компоненти. Постојат два главни дизајни:

Челичен потисен ремен — сет од нанизани челични ленти на кои се монтирани стотици тенки, трапезоидни челични плочки. Плочките се туркаат меѓу себе, дозволувајќи му на ременот да пренесува сила дури и на страната на компресија — нешто што гумен ремен едноставно не може да го направи
Челичен синџир — широк, рамен синџир кој ги допира конусите на ролките по своите рабови наместо по лицето. Ова е дизајнот кој се користи во CVT системите на Audi (пласиран под името Multitronic)

CVT со синџир на Audi користи специјална трансмисиска течност која ја менува вискозноста под екстремниот притисок на контактните точки, дозволувајќи му на синџирот да пренесува значителна сила со минимално лизгање — дури и преку многу мала контактна површина.

Какво е искуството при возење со CVT?

Искуството при возење зависи од тоа како е подесена контролната програма на CVT, но најчестото однесување при силно забрзување е следново: го притискате гасот до под, моторот се качува до опсегот на вртења со максимален вртежен момент — и останува таму во текот на целото забрзување, одржувајќи рамномерен, постојан звук додека автомобилот зема брзина.

На некои возачи ова им изгледа необично на почеток. Звукот на моторот не расте и не опаѓа како при менувач со скалила; наместо тоа, се задржува на ист тон додека автомобилот забрзува. Споредено е со брмчењето на правосмукалка — ефикасно, но поинакво од она на кое повеќето возачи се навикнати.

Сепак, многу производители ги подесуваат своите CVT-а за да го симулираат чувството на традиционален менувач, со постепено растење на вртежите на моторот со зголемувањето на брзината. Некои модели одат уште подалеку и нудат:

Виртуелни скалила на брзини — обично 6 или 8 електронски дефинирани преносни односи, помеѓу кои CVT остро менува, имитирајќи класичен автоматик
Рачен секвенцијален режим — дозволувајќи му на возачот да избира виртуелни брзини преку паддл менувачи или лост
Автоматско наназадно менување — при качување на рид или забавување, CVT интелигентно менува на понизок преносен однос за да одржи вртежен момент, без оглед на положбата на гасот

Audi A4 allroad quattro — опремен со синџир Multitronic CVT на Audi

Предности на CVT менувач

Бесконечен број преносни односи — моторот секогаш работи во својот најефикасен или најмоќен опсег, во зависност од барањата
Мазно забрзување — без менување на брзини значи без прекин на вртежниот момент и без потреси
Подобра економичност на гориво — со задржување на моторот во оптималниот работен опсег, CVT-ата можат да ја намалат потрошувачката на гориво во споредба со традиционалните автоматици
Добри перформанси при ниска брзина — особено корисно во градски сообраќај со чести запирања
Пониска цена од премиум автоматиците — CVT единиците генерално се поевтини за производство отколку висококвалитетните автоматици со претворувач на вртежен момент

Недостатоци на CVT менувач

Ограничувања на моќноста — традиционалните CVT-а не биле дизајнирани за апликации со висок вртежен момент и висока моќ, поради што перформансните и големите луксузни автомобили историски се придржувале кон конвенционалните менувачи
Повисоки трошоци за одржување — специфичната CVT трансмисиска течност е поскапа од обичниот ATF, а замената на ременот (на секои 100.000–150.000 км) е дополнителна сервисна ставка
Непознато чувство при возење — сензацијата на забрзување со константни вртења бара одредено навикнување
Интервали за замена на масло — CVT течноста обично треба да се замени на секои 40.000–50.000 км, во зависност од моделот

Колку моќен може да биде CVT?

CVT-ата започнале на мали градски автомобили — и долго време останале таму. Механичките барања на трансмисија базирана на ремен го правеле постигнувањето висока моќ предизвик. Но инженерството значително напреднало.

Мултитроник синџир CVT на Audi, монтиран на A4 2.0 TFSI, без проблем поднесува 200 КС. Nissan отишол понатаму со X-Tronic CVT во Murano — полноголемен кросовер со V6 мотор од 3,5 литри кој произведува 234 КС. Ова повеќе не се нишни, нискомоќни апликации.

CVT наспрема автоматски менувач: Кој е подобар?

Класичните автоматски менувачи се борат со повеќе брзини — единиците со 8 брзини сега се стандард на многу извршни и премиум автомобили, јурејќи го истото рамнотежие помеѓу ефикасност и перформанси кое CVT-ата го нудат по дифолт. Автоматици со десет и дванаесет брзини се појавиле во камиони и перформансни возила.

Но CVT има структурна предност која ниеден стапалест менувач не може да ја реплицира: бројот на преносни односи е бесконечен. Без разлика колку брзини инженерите ги додаваат на традиционален автоматик, секогаш ќе постои јаз помеѓу секоја од нив. CVT нема јазови. За секојдневно возење — патување до работа, економичност на гориво, мазен градски сообраќај — тој останува еден од најпрактичните и најпотценетите избори на менувачи на пазарот.