CVT-vaihteisto tekee sen mahdolliseksi. Jatkuva kiihdytys paikaltaan ilman vaihtotaukoja ja ilman vetovoiman katkeamista. Lue tästä oppaasta, miten CVT-vaihteisto toimii, mitä etuja ja haittoja sillä on ja paljon muuta.
Mikä on CVT-vaihteisto?
CVT-vaihteisto on portaaton automaattivaihteisto, jota käytetään moottoriajoneuvoissa, maatalouskoneissa ja työstökoneissa. Lyhenne CVT tulee sanoista ”Continuous Variable Transmission”, joka tarkoittaa karkeasti käännettynä ”portaaton vaihteisto”. CVT-vaihteisto toimii ilman vaihtovaiheita ja siten keskeyttämättä vetovoimaa.
Miten CVT-vaihteisto toimii?
Periaatteessa CVT-vaihteisto koostuu kahdesta akselista, joihin kumpaankin on liukuvasti asennettu kaksi kartiomaista levyä, niin sanottuja variaattoreita. Variaattoreiden kärjet ovat vastakkain, jolloin variaattoreiden välille muodostuu V:n muotoinen poikkileikkaus. Ensisijainen akseli on kytketty moottoriin kytkimen kautta. Toinen akseli johtaa tasauspyörästöön. Voima siirretään näiden kahden akselin välillä leveän, monirivisen ketjun välityksellä. Ketju on molempien akselien variaattoreiden välissä koskematta akseleihin. Jos akselin variaattoreiden välistä etäisyyttä muutetaan, välityssuhde muuttuu.
Käynnistyksen yhteydessä ensimmäisen akselin variaattorit siirretään mahdollisimman kauas toisistaan. Ketju on lähellä akselia. Toisen akselin variaattorit sen sijaan ovat mahdollisimman lähellä toisiaan. Ketju on kaukana akselista. Tämä johtaa alennukseen ikään kuin pienestä hammaspyörästä suureen hammaspyörään. Kiihdyttämiseksi ensimmäisen akselin variaattoreiden välistä etäisyyttä pienennetään ja toisella akselilla suurennetaan. Alennuksesta tulee välityssuhde, joka on samanlainen kuin suuresta hammaspyörästä pieneen hammaspyörään.
Kun välityssuhdetta muutetaan jatkuvasti, toinen akseli pyörii nopeammin ilman, että ensimmäisen akselin tarvitsee pyöriä nopeammin. Moottori voi näin ollen toimia aina optimaalisella tehoalueella. Vasta kun CVT-vaihteiston suurin välityssuhde on saavutettu, moottorin kierrosluku nousee, jotta kiihtyvyys lisääntyy. Voimansiirto ensimmäisen akselin variaattoreista ketjuun ja ketjusta toiseen variaattoripariin tapahtuu kitkalukituksella. Nykyaikaisissa CVT-vaihteistoissa variaattoreita säädetään hydraulisesti.
Mitkä ovat edut?
CVT-vaihteiston ehkä tärkein etu on portaattomasti säädettävä välityssuhde. Sen ansiosta moottori voi toimia laajalla nopeusalueella optimaalisen suorituskyvyn ja pienimmän polttoaineenkulutuksen vallitessa. Toinen etu on se, että kiihdytys tapahtuu ilman vaihteenvaihtotaukoja tai vetovoiman keskeytymistä.
CVT-vaihteiston muita etuja manuaalivaihteistoihin ja kaksoiskytkinvaihteistoihin verrattuna ovat sen pienempi koko ja pienempi paino. Koska CVT-vaihteisto ei vaadi hammaspyöräpareja kutakin vaihdetta varten, se voidaan rakentaa pienemmäksi ja se on myös huomattavasti kevyempi. Näiden etujen vuoksi Mercedes on kehittänyt CVT-vaihteiston erityisesti W169-mallisarjan A-sarjan ja B-sarjan W245-mallisarjan ajoneuvoihin. Kummassakaan mallisarjassa ei ollut riittävästi tilaa perinteiselle momentinmuuttaja-automaattivaihteistolle.
Mitkä ovat haitat?
CVT-vaihteistot kuluvat enemmän kuin muut vaihteistot. Koska variaattorien ja ketjun välinen kosketuspaine on suuri, molemmat komponentit joutuvat suurille rasituksille ja kuluvat nopeammin. Samoin ketjun ja variaattoreiden välillä on korkeasta kosketuspainosta huolimatta aina jonkin verran liukumaa. Vaihteistovalmistaja LuK:n mukaan erityinen ketjurakenne on nostanut hyötysuhteen 98 prosenttiin, mutta 2 prosenttia tehosta menetetään silti.
Lisäksi CVT-vaihteistot vaativat enemmän huoltoa kuin muut vaihteistot. Öljynvaihto on pääsääntöisesti tehtävä useammin valmistajan ohjeiden mukaisesti. Toinen haittapuoli on se, että suurin sallittu vääntömomentti on rajoitettu. Nämä vaihteistot eivät sovellu suurille dieselmoottoreille ja tehokkaille bensiinimoottoreille, joiden vääntömomentti on suuri.
Suurin haitta monille kuljettajille on kuitenkin epätavallinen ääni, joka syntyy kiihdytettäessä. Kun CVT-vaihteistolla varustettu ajoneuvo kiihdyttää, moottorin kierrosluku nousee ja pysyy tällä nopeudella, kun ajoneuvo jatkaa kiihdyttämistä. Tämä ei vastaa manuaalivaihteiston tai momentinmuuntimella varustetun automaattivaihteiston tavanomaista melun kehittymistä.
Kuinka kauan CVT-vaihteistoja on ollut saatavilla autoihin?
Ensimmäinen ajoneuvo, jossa CVT-vaihteisto oli vakiovarusteena, oli hollantilaisen autonvalmistajan DAF:n auto. Variomatic-nimisellä CVT-vaihteistolla varustettu DAF 600 esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1958. Kyseessä oli pieni auto, jossa oli 600 cm3 :n ja 22 hv:n moottori. Variomatic-vaihteistoissa kiilahihna hoiti voimansiirron vaihteistossa. DAF 600:n seuraajamalleissa pieniin autoihin asennettiin usein 2 CVT-vaihteistoa. Kullakin vetävällä pyörällä oli oma vaihteistonsa. Näin ollen tasauspyörästöä ei tarvittu. Variaattoreiden hihnojen luisto riitti estämään mutkan sisäpuolella olevan pyörän pyörimisen.
Variomaticin variaattoreita ei myöskään säädetty hydraulisesti vaan alipainekanisterien avulla, jotka muistuttivat jarrujen tehostamiseen käytettäviä kanistereita. Teoriassa DAF:lla oli mahdollista ajaa taaksepäin yhtä nopeasti kuin eteenpäin. Vuoteen 1975 mennessä oli valmistettu yli 800 000 DAF-autoa, joissa oli Variomatic-vaihteisto. Samana vuonna Volvo osti hollantilaisen valmistajan. Sen jälkeen Variomatic CVT -vaihteistolla varustettuja ajoneuvoja myytiin edelleen Volvon tuotemerkillä. Viimeinen Volvon Alankomaissa valmistama ajoneuvo, jossa oli tämä automaattivaihteisto, rullasi tuotantolinjalta vuonna 1991.
Audi asensi ensimmäisen CVT-vaihteiston, joka tunnetaan nimellä Multitronic, A6-malleihin vuonna 1999 ja myöhemmin myös A4-malleihin. Koska näihin vaihteistoihin liittyi aina suuria mekaanisia ja elektronisia ongelmia, ne on sittemmin korvattu nykyaikaisilla S-Tronic-kaksoiskytkinvaihteistoilla. Euroopassa on nykyään vain muutamia ajoneuvoja, joissa on vielä CVT-vaihteisto. Nämä ovat enimmäkseen pieniä autoja tai alemman keskiluokan ajoneuvoja. Sen sijaan Japanissa joka kolmas rekisteröity ajoneuvo on varustettu tällaisella automaattivaihteistolla. Nämä vaihteistot ovat edelleen hyvin suosittuja Japanissa, koska ne tarjoavat suuren ajomukavuuden tiheässä kaupunkiliikenteessä.
Mistä tiedän, onko autossani CVT-vaihteisto?
Voit helposti todeta, onko autossasi CVT-vaihteisto vai jokin muu automaattivaihteisto. Jos moottorin kierrosluku ei muutu laajalla nopeusalueella kiihdytettäessä, mutta auto silti kiihtyy, autossasi on varmasti CVT-vaihteisto. Momentinmuunninautomaattivaihteistolla sen sijaan pehmeät vaihteenvaihdot ovat havaittavissa ja myös kuultavissa moottorin kierrosluvun muuttumisen vuoksi. Vaikka nykyaikainen kaksoiskytkinvaihteisto kiihdyttää käytännössä ilman vetovoiman keskeytymistä, moottorin kierrosluvun muutos on silti selvästi kuultavissa jokaisen vaihteenvaihdon yhteydessä.
