Na rynku motoryzacyjnym od lat trwa walka sympatyków skrzyń manualnych i automatycznych. Szala zwolenników coraz bardziej przechyla się jednak w kierunku przekładni automatycznych. W starciu tym często pomijana jest – ciekawa zarówno koncepcyjnie, jak i konstrukcyjnie – przekładnia bezstopniowa. Po raz pierwszy skrzynia ta wykorzystana została w niewielkim Dafie serii 600 holenderskiego producenta – firmy DAF. Zapraszamy do lektury, w której wyjaśnimy jak jak zbudowana jest i jak działa skrzynia bezstopniowa, a także przedstawimy jej mocne i słabe strony.
Przekładnia bezstopniowa, której opisy znajdziemy często pod tajemniczym skrótem CVT stosowana jest coraz częściej już nie tylko w małych i zgrabnych autach miejskich, lecz również w samochodach mocniejszych oraz SUV-ach.
Trochę historii, czyli jak to się zaczęło
We wspomnianym już Dafie tylne koła napędzane były poprzez gumowe paski klinowe. Wykorzystane zostało w nim również sprzęgło i regulator podciśnieniowy. Niedługo później pas gumowy ustąpił miejsca swojemu odpowiednikowi w wersji stalowej.
Wykorzystanie tego systemu nie uszło uwadze innych producentów, którzy zachęceni zostali wizją ogromnej ilości przełożeń bez przerwy w przekazywaniu momentu obrotowego. O ile teoria wydawała się stosunkowo prosta i przejrzysta, o tyle praktyka nie zawsze szła z nią w parze. Istotną wadą okazała się trwałość, która ograniczyła stosowanie systemu jedynie do niewielkich aut. Problematyczny okazał się pasek, który z założenia powinien przenosić coraz większe wartości momentu obrotowego bez poważnego skracania żywotności, wpływając na parametry trakcyjne i odczucia prowadzącego.
Wraz z upływem lat i w miarę rozwoju technologii, plan stworzenia produktu trwalszego udało się zrealizować. Nie trudno się domyślić, że proces produkcyjny zakładał wykorzystanie materiałów bardziej odpornych i trwalszych niż w przypadku produktu DAF. Pozwoliło to bezstopniowym przekładniom CVT na rywalizację ze standardowymi skrzyniami automatycznymi i zautomatyzowanymi – jednak zwiększyło to też nakłady na produkcję, przez co tego typu skrzynie są znacznie rzadziej oferowane w samochodach niższych segmentów.
W obecnych czasach skrzynie CVT są wyjątkowo ciekawe konstrukcyjnie i umożliwiają instalację funkcji typowych dla skrzyń automatycznych, takich jak funkcja pełzania, kick-down czy pełna synchronizacja z systemem ESP oraz ustawieniami aktualnego trybu jazdy.
Obsługa i budowa skrzyni CVT
Bezstopniowe skrzynie CVT - budowa, wady i zaletyJeżeli zastanawiacie się, jak wygląda w praktyce obsługa takiej skrzyni to już wyjaśniamy. Skrzynia bezstopniowa wbrew pozorom nie jest rzeczą nad wyraz skomplikowaną. Jej użytkowanie jest proste, dzięki czemu pozwala kierowcy skupić się na jeździe oraz podnieść jej komfort. Brak udziału czynnika ludzkiego, czyli konieczności operowania sprzęgłem wpływa na wydłużenie żywotności silnika i trwałości układu napędowego.
Skrzynia CVT pozwala na optymalne dostosowanie przełożenia do aktualnych warunków jazdy i zapotrzebowania na moment obrotowy. Jej sercem jest sterownik, którego parametrami wejściowymi jest położenie pedału przyspieszenia, prędkość jazdy i prędkość obrotowa. System steruje poosiowym ruchem kół stożkowych, zmieniając przełożenie. Głównym elementem przekładni, o którym nie należy zapominać podczas opisu budowy skrzyni CVT jest tzw. wariator, czyli wspomniane wcześniej koła stożkowe. Para kół połączona jest ze sobą stalowym paskiem o kilkuset ogniwach. Koła te mają określoną szerokość, grubość i kąt zbieżności. Konstrukcja zakłada, iż jedno z nich umieszczone jest na wale wejściowym, drugie na wyjściowym.
Zmiana przełożenia następuje w momencie odczytania informacji ze sterownika skrzyni. Odbywa się to poprzez zmianę położenia, czyli poosiowe zsuwanie lub rozsuwanie kół. Zmienia to ich promienie i powoduje zmianę biegu. Całość wykonywana jest hydraulicznie, przy sterowaniu elektronicznym. Układ utrzymuje odpowiednie ciśnienie hydrauliczne i wyposażony jest w elektrozawory i chłodnicę oleju.
Wady i zalety
W przypadku budowy skrzyni CVT istotna jest możliwość umieszczenia jej w jednej obudowie razem z przekładnią główną i mechanizmem różnicowym. Ma to jednak również swoje wady, które dostrzegamy w momencie kontroli serwisowej. Wśród plusów znajdziemy lekkość i gabaryty skrzyni. Przekładnia bezstopniowa sprawdza się doskonale w autach z przednim napędem i silnikiem umieszczonym poprzecznie. Nieco gorzej sytuacja wygląda przy zastosowaniu jej w samochodach z tylnym napędem – problemem może być wówczas znaczna wysokość przekładni. Niewątpliwą zaletą korzystania ze skrzyni CVT jest poziom zużycia paliwa, niższy niż w przypadku skrzyń automatycznych.
W użytkowaniu skrzyń CVT napotkać możemy na kolejną wadę, która objawia się spadkiem sprawności i dynamiki w stosunku do skrzyń manualnych. Niektórzy użytkownicy do przywar zaliczają też jednostajny odgłos silnika, który jest wynikiem utrzymywania stałej prędkości obrotowej. Rozwiązanie to umożliwia łatwe wykorzystanie momentu obrotowego np. w turbodieselach i w razie konieczności nagłego przyspieszenia skrzynia zmienia przełożenie na takie, które podnosi prędkość obrotową w okolice mocy maksymalnej. Problemem są jednak straty, które powodują niekiedy znaczny spadek mocy przekazywanej z silnika na koła. Są one różne dla różnych produktów w zależności od producenta.
Można powiedzieć, że obecnie produkowane skrzynie CVT podobne są w pewnym zakresie do tradycyjnych skrzyń automatycznych. Wykorzystują rozwiązania znane ze standardowych automatów np. kilka zaprogramowanych przełożeń, możliwość sekwencyjnej zmiany oraz tryby zimowy lub sportowy. Tego typu rozwiązania stosowane są często w droższych i mocniejszych jednostkach, takich jak Audi A4 i A6 oraz najnowszym Subaru Forester.
Czy warto?
Decyzję co do wyboru skrzyni CVT podejmować należy mając na uwadze indywidualne preferencje, zastosowanie i sposób użytkowania auta. Przekładnia tego typu to bardzo ciekawy sposób przekazywania napędu, jednak zapewniający niekoniecznie wielką przyjemność z jazdy. Jej zastosowanie ma zarówno wady i zalety, które w zależności od indywidualnych potrzeb mogą okazać się mniej lub bardziej znaczące. Próbując sprostać wymaganiom rynku i kierowców producenci w swoich modelach CVT stosują różne rozwiązania, dopracowując je w sposób pozwalający na zminimalizowanie przedstawionych niedogodności.
Powiązane artykuły:
- Sprzęgło elektroniczne - wykorzystanie i zasady działania
- Skrzynia biegów – rodzaje, budowa, funkcje i usterki
- Sprzęgło samoczynne
