Κιβώτιο ταχυτήτων eCVT και διαφορά με το CVT.

  

Το κιβώτιο ταχυτήτων eCVT, όπως αυτό του Toyota Yaris Cross, διαφέρει σημαντικά από το κιβώτιο συνεχούς μεταβλητής μετάδοσης κίνησης (CVT). Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις διαφορές μεταξύ των CVT και των eCVΤ, τα οποία eCVT είναι πιο κοντά τεχνολογικά στα γνωστά κιβώτια Steptronic με πλανητικά γρανάζια αλλά σαν φιλοσοφία λειτουργίας πιο κοντά στα CVT. Είναι δύσκολο μέσα σε λίγες γραμμές να γίνει κατανοητό όλο αυτό αλλά θα προσπαθήσω να το επιτύχω.

 Κατανόηση του σκοπού συστήματος μετάδοσης 

Ο πρωταρχικός σκοπός κάθε συστήματος μετάδοσης, ανεξαρτήτως τύπου, είναι η μεταφορά ισχύος από τον κινητήρα μέσω του συστήματος μετάδοσης κίνησης με τελικό αποδέκτη τους τροχούς. Για να γίνει αυτό, πρέπει ο κινητήρας να λειτουργεί εντός ενός φάσματος στροφών με σκοπό να εξασφαλίσει αρκετή ροπή για τις άμεσες ανάγκες του οχήματος και στη συνέχεια να μεταδώσει αυτή τη ροπή στη μετάδοση κίνησης. Άρα για να μετακινήσουμε ένα βαρύ όχημα από στάση όπως καταλαβαίνει κάποιος απαιτείται πολλή ροπή. Τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων τύπου Steptronic χρησιμοποιούν ένα σύνολο πλανητικών γραναζιών που ονομάζονται πλανητικές ταχύτητες οι οποίες συνεργάζονται σε διαφορετικούς συνδυασμούς που ονομάζονται σχέσεις μετάδοσης. Αυτές οι σχέσεις μετάδοσης καθιστούν δυνατή την κίνηση ενός οχήματος από στάση,τη συνέχιση της ομαλής επιτάχυνσης μέχρι και την ταχύτητα πλεύσης. Κάθε «βήμα» είναι απλώς η αλλαγή του κιβωτίου ταχυτήτων από τη μία σχέση μετάδοσης(ταχύτητα) στην επόμενη.

Τα παραδοσιακά αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων επιλέγουν μία χαμηλή σχέση μετάδοσης για να κάνουν το όχημα να κινείται από στάση. Καθώς το όχημα αναπτύσσει ταχύτητα, απαιτείται λιγότερη ροπή για να συνεχίσει να κινείται και το κιβώτιο ταχυτήτων αλλάζει διαδοχικά σε υψηλότερες σχέσεις μετάδοσης.

Τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων χρησιμοποιούνται για περισσότερο από μισό αιώνα. Η αποτελεσματικότητα αυτής της τεχνολογίας έχει βελτιωθεί με τα χρόνια, αλλά υπάρχει πάντα περιθώριο βελτίωσης. 

 

Η αναποτελεσματικότητα των συμβατικών μεταδόσεων

Με τα συνεχώς αυξανόμενα πρότυπα οικονομίας καυσίμου, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων αφιερώνουν πολύ χρόνο αναζητώντας τρόπους χρήσης του κιβωτίου ταχυτήτων για τη βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα. Κάθε σχέδιο κινητήρα παράγει την πιο αποδοτική του ισχύ σε προκαθορισμένες στροφές, ας το ονομάσουμε "ιδανικό" σημείο λειτουργίας. Για να επιτύχουμε λοιπόν καλύτερη κατανάλωση καυσίμου σκοπός είναι να διατηρούμε τον κινητήρα στο "ιδανικό" σημείο λειτουργίας για όσο το δυνατόν περισσότερο χρόνο μπορούμε.

Όταν οδηγούμε ένα  όχημα με συμβατικό αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων τύπου steptronic, νιώθουμε τις στροφές να αυξάνονται και να πέφτουν κάθε φορά που το κιβώτιο αλλάζει στην επόμενη σχέση μετάδοσης. Κάθε μία από αυτές τις αλλαγές είναι μια απώλεια που καταναλώνει επιπλέον καύσιμο επειδή ο κινητήρας βγαίνει από το ιδανικό του σημείο. Το ίδιο ισχύει και όταν κατεβάζουμε μια σχέση στο κιβώτιο ταχυτήτων όπου πέφτει σε χαμηλότερη ταχύτητα το όχημα, κάνοντας τον κινητήρα να λειτουργεί πιο γρήγορα και να καταναλώνει περισσότερο καύσιμο. Ένας τρόπος με τον οποίο οι κατασκευαστές αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα είναι προσθέτοντας περισσότερες σχέσεις μετάδοσης. Αυτό έχει το πλεονέκτημα ότι μειώνει τη διάρκεια των προσκρούσεων και δίνει στο κιβώτιο ταχυτήτων περισσότερες επιλογές για να διατηρεί τον κινητήρα στις βέλτιστες στροφές άρα και στο ιδανικό σημείο. Ωστόσο, οι απώλειες δεν μπορούν να εξαλειφθούν εντελώς, επειδή η μετάδοση περιορίζεται πάντα από έναν αριθμό σχέσεων μετάδοσης. 

Οι τεχνολογίες CVT και eCVT

Τα CVT ακολουθούν διαφορετική προσέγγιση στη διαχείριση των στροφών. Αντί για γρανάζια, τα πιο κοινά CVT χρησιμοποιούν έναν ιμάντα ή αλυσίδα που κινείται μεταξύ δύο τροχαλιών. Αυτές οι τροχαλίες έχουν σχεδιαστεί για να ανοίγουν ή να συμπιέζονται κλειστές υπό υδραυλική πίεση, αναγκάζοντας τον ιμάντα ή την αλυσίδα να κινείται ψηλότερα ή χαμηλότερα σε αυτές. Το πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι ο υπολογιστής του οχήματος μπορεί γρήγορα και συνεχώς να προσαρμόζει τις τροχαλίες σε οποιαδήποτε αναλογία απαιτείται για μέγιστη απόδοση, μιάς και δεν περιορίζεται στα γνωστά γρανάζια των αυτόματων κιβωτίων. Όταν σε ένα όχημα που είναι εξοπλισμένο με CVT, ο οδηγός πιέζει το πεντάλ του γκαζιού το CVT προσαρμόζεται για να διατηρεί τον κινητήρα στις πιο αποδοτικές στροφές του σε όλη τη διαδικασία επιτάχυνσης, δεν παρατηρούνται εναλλαγές ή αυξήσεις στροφών στον οδηγό, ο κινητήρας παραμένει όσο περισσότερο γίνεται στις πιο αποδοτικές σ.α.λ. (το ιδανικό σήμειο που αναφέρεται πιο πάνω) μιας και το CVT προσαρμόζεται για να επιτρέπει στο αυτοκίνητο να κινείται πιο οικονομικά. 

  

Το eCVT που συναντάμε στο Yaris Cross διαφέρει από τα CVT επειδή δεν χρησιμοποιεί ιμάντα ή αλυσίδα συνδεδεμένο με το ζεύγος μεταβλητών τροχαλιών. Αντίθετα, ένα eCVT χρησιμοποιεί έναν ηλεκτροκινητήρα και μία γεννήτρια για τον έλεγχο των ταχυτήτων των εξαρτημάτων του πλανητικού γραναζιού. Αυτό επιτρέπει στο eCVT να αλλάζει συνεχώς την σχέση μετάδοσης, διατηρώντας τις στροφές του κινητήρα στο ιδανικό σημείο.

Τέλος όσοι οδηγούν οχήματα εξοπλισμένα με CVT αλλά και οι οδηγοί οχημάτων με eCVT δεν αισθάνονται την αλλαγή σχέσεως που είναι εμφανής με τα παραδοσιακά αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων.

Παρακάτω παραθέτω έναν βίντεο με τον AMD απο το κανάλι του στο Youtube που κάνει επεξήγηση του eCVT.