CVT берет эту основную идею и адаптирует ее к автомобилям, но с еще большей гибкостью.

Вместо зубчатых передач большинство CVT имеют два шкива, обернутых одним ремнем с V-образным поперечным сечением (есть и другие виды, с которыми мы справимся через минуту). Каждый шкив выглядит как йо-йо и фактически состоит из двух конусов, которые обращены друг к другу. Под действием гидравлического давления конусы собираются вместе или раздельно, заставляя V-образную ленту либо ездить выше в канавке шкива, либо ниже и ближе к центру.

Верховая езда выше равна большей звездочке большего диаметра; езда ниже означает меньший диаметр. Когда вы едете, два шкива по-разному втискиваются или разделяются, чтобы изменить соотношение между входным шкивом (от двигателя) и выходным шкивом (к колесам).

Вот пример: когда вы начинаете с остановки, компьютер управления деблокирует входной шкив, поэтому лента поворачивается на самый маленький диаметр, в то время как выходной шкив (который идет на колеса) зажимается более жестко, чтобы лента поворачивалась на самый большой диаметр. Это дает самое низкое передаточное число (например, от 3.0 до 1) для быстрого ускорения. По мере того, как скорость нарастает, компьютер меняет диаметр шкива, поскольку условия диктуют, для лучшего баланса экономии топлива и мощности.

В результате вместо пяти или шести коэффициентов вы получаете бесконечное количество коэффициентов между самой низкой (настройкой шкива самого малого диаметра) и самой высокой (настройкой шкива самого большого диаметра).

Двигатель всегда может работать с оптимальной скоростью для мощности или экономии топлива, независимо от скорости колеса, что означает, что при каждом переключении передач не происходит поворота вверх или вниз, а всего лишь правого оборота для правильной скорости все время.

Есть еще одно преимущество: самые низкие и самые высокие коэффициенты также еще больше обособлены, чем они были бы в обычной передаче с ступенчатой коробкой передач, что придавало трансмиссии большее «отношение». Это означает, что она еще более гибкая.

Например, в случае Audi A4 CVT 2002 года коэффициенты варьировались от 2,40 до 1 до 0,40 к 1 или в 6 раз от наивысшего до самого низкого. В обычной шестиступенчатой автоматической коробке передач, также предлагаемой на A4 в этом году, коэффициент отношения составлял всего 4,79 к 1. Больший фактор означает передачу, которая может сделать больше и сделать это более эффективно.

Все это может показаться сложным, но это не так. Теоретически, CVT намного менее сложна, чем обычная автоматическая трансмиссия. Планетарная механическая коробка передач, проданная в десятках миллионов в прошлом году, имеет сотни механически обработанных деталей. Он имеет износостойкие полосы трения и сложные электронные и гидравлические средства управления. CVT, подобный описанному выше, имеет три основные движущиеся части: ремень и два шкива.

Учитывая экономию, связанную с созданием трансмиссий всего тремя движущимися частями, вы поймете, почему автомобильные компании в последнее время очень заинтересованы в CVT.

Различные типы CVT
В дополнение к CVT ременного типа, описанному выше, приведено краткое изложение основных типов, используемых в легковых автомобилях:

Ремни типа CVT: также называемый CVT типа «push-type» или «Van Doorne». Инженеры называют это push-типа из-за конструкции ремня. Ремень, разработанный голландской компанией Van Doorne, которая имеет патент, на самом деле представляет собой стопку из 70 до 80 плоских стальных пластин в форме трапеции, соединенных в петлю стальными лентами.

Ремень зажимается в шкивах при давлениях до 4 тонн и «толкается», хотя его цепь шкивами. Сжатие нагрузки на отдельных пластинах ремня зависит от размера двигателя, но они высоки, начиная с 1200 фунтов для небольшого четырехцилиндрового двигателя. Поскольку силы зажима и нагрузки настолько высоки даже для небольших двигателей, CVT ременного типа ограничен тем, сколько крутящего момента он может принимать, не разлетая друг с другом. В настоящее время он используется на Saturn Vue, специнструмент для Ford Freestyle и FiveHundred, Honda Civic и Insight и инструмент для Nissan Murano.




Цепной CVT: также называемый «pull-type» или «Luk chain», этот CVT также использует зажимные шкивы. Но вместо пояса цепь (разработанная немецкой компанией Luk) зажимается между половинами шкива.

Цепные звенья удерживаются вместе дюжинами контактов, которые также действуют как контактная поверхность с шкивом. Цепь тянется через ее цепь с помощью шкива двигателя. Два основных преимущества конструкции по сравнению с ленточным CVT:Tон может иметь меньший диаметр, чем ремень, что позволяет увеличить коэффициент распространения в корпусе передачи того же размера, а цепь легче обрабатывает двигатели с более высокой мощностью. На Audi A4 используются цельно цепные CVT.




Тороидальный CVT: Это сложно. Тора представляет собой геометрическую форму, похожую на конус, но с вогнутыми сторонами. Представьте себе, чтобы конус был на колесе гончара и формировал стороны, когда он вращается, пока они не закруглены.

Теперь положите два тори, обращенных друг к другу, с дисковым валиком между ними, находясь в контакте с обоими. Затем поверните диск так, чтобы, когда он поднимается выше на изгибе одного тора, он работает ниже на другом. Один будет вращаться быстрее, так как другой вращается медленнее. У вас есть тороидальный CVT. Поскольку он не полагается на ремни или цепи или зажимные шкивы, тороидальный CVT может передавать больше крутящего момента. Вы не найдете тороидальный CVT в Соединенных Штатах - по крайней мере, сейчас. Его можно найти только на некоторых автомобилях Nissan, продаваемых только в Японии.

К CVT или не CVT.
Подводя итог, поскольку CVT простые, с меньшим количеством движущихся частей (которые вызывают трение), они обеспечивают лучшую экономию топлива и производительность, и они имеют бесконечные коэффициенты и более широкое распространение отношения, позволяя двигателю всегда работать на оптимальная скорость.

Несмотря на то, что они классные и полезные, существует ряд причин, по которым мы не видим CVT на каждом автомобиле: 

  • Они намного сложнее и дороже, чем они выглядят. Создание высоких усилий зажима, которые делают их работу, является проблемой для гидравлических систем и смазочных материалов. Детали должны соответствовать точной спецификации во время изготовления и сборки. Различные патентные роялти также способствуют росту расходов на авто производителя.
  • Долговечность стала большим камнем преткновения. Проскальзывание пояса - это ахиллесова пята CVT. Если ремень скользит даже на самый маленький бит на шкиве, трансмиссия разрушается.
  • Некоторые драйверы им не нравятся. Большинство людей не имеют понятия, какая передача у них есть, но обычно они ожидают, что двигатель будет звучать определенным образом. Автомобиль, оборудованный CVT, немного напоминает моторную лодку. Когда вы настигаете его, двигатель вращается на высокой скорости и остается там до тех пор, пока вы не опуститесь. Переключение передач не происходит, поэтому нет изменений в тоне двигателя, с которым мы все привыкли с обычными передачами. Владельцы часто возвращают свои автомобили, думая, что передача скользит или что-то сломано.
  • Прибыль от экономии топлива теперь согласовывается с обычными передачами. Улучшения в передачах ступенчатой передачи сократили разрыв. Некоторые автопроизводители считают, что они могут получить большую часть экономии топлива от CVT, приняв шести- или семи скоростную автоматику.