CVT（無段変速機）

科目：

一般
CVTの作動
無段階加速
遊星歯車装置
数段階に分けて加速する
プッシュベルト
加速時のインパネの動画
グラフィック

一般：
CVTの原理はすでに古い。無段変速機の最初のコンセプトは、1490 年にレオナルドダヴィンチによって設計されました。
50 年代には、これらのギアボックスは人気のある DAF 乗用車 (Variomatic という名前で) に使用されました。これらの車は同じ速度で前後に走行できました。
現在、CVT 原理は依然として広く使用されています。特定の自動車ブランド。マルチトロニックを備えたアウディおよびシート、日産、トヨタ、フォード、フィアット、スズキ、スバル、ローバー、ミニ (BMW グループ)、ドージ、ジープ、三菱、サターン (およびおそらく他のメーカー) は、特定のタイプのギアボックスで CVT を使用または使用していました。
CVT は自動車だけでなく、カート、スノーモービル、スクーター、および一部の ATV でも使用されています。

CVTの動作:
CVTはContinuously Variable Transmissionの略です。これは、ギア比が常に変化していることを意味します。マニュアル、オートマチック、DSG ギアボックスでは、各ギアに独自のギア比があります。この変速比は、車軸上の歯車の歯数（マニュアルトランスミッションの場合）と遊星歯車装置の変速段数（オートマチックトランスミッションの場合）によって決まります。
CVT ギアボックスの場合、固定変速比はありません。伝達を行うのはギアではなく、厚さの異なるディスク上を移動するゴムまたは金属のプッシュベルトです。ディスクの直径を変更すると、伝達比が変わります。ディスクは無段階に増減するため、つまり流体の動きで行われるため、従来のギアボックスの場合のような変速ショックはありません。

画像はその仕組みを示しています。ただし、ここではディスクは 1 回の動作でニュートラル、小型、大型と変化します。実際にはこれは均等に起こります。

無段階加速:
プライマリ円錐ディスクはエンジン (クランクシャフト) によって駆動され、セカンダリ円錐ディスクは車の差動シャフトとドライブシャフトに接続されます。低速では、プライマリドライブの幅は広く、セカンダリドライブの幅は狭くなります (下の図を参照)。高回転でも低速でも加速できるようになりました。この状況では、加速のために多くのエンジントルクが車輪に伝達されます。速度が増加するにつれて、プライマリディスクは幅広から幅狭に変化し、セカンダリディスクは幅狭から幅広に変化します。この変化の間、エンジン回転数は同じままですが、車両速度は増加します。

さまざまな段階で加速します。
CVT トランスミッションでは、多くの場合、さまざまな段階でシフトを選択できます。これは、たとえば、ギアレバーを S (スポーツ) 位置またはマニュアルに設定することによって実行できます。
マニュアル選択では、従来のオートマチックトランスミッションと同様に、プログラム１（高速・低速）～３（低速・高速）が選択可能です。または、1 速と 3 速の間で手動で切り替えることもできます。
たとえば 2 速 (2 段目) など、手動でスイッチを入れると、ギアボックスは通常のオートマチックトランスミッションと同じように動作します。これは、コンテナ内にこれを可能にする構造があるためではなく、プライマリディスクとセカンダリディスクが特定の位置を占めるためです。ギアボックスの電子機器は、ステップごとに特定の幅のディスクをメモリに保存します。 3000 つのディスク間の幅は変わらないため、エンジンは、たとえば 60 km/h の速度で XNUMX rpm で停止したままになります。

この機能は、キャラバンを運転するとき、またはドライバーが追い越し操作を行う前に使用できます。エンジンがトルク領域で回転する特定のステージを選択すると、加速の開始が容易になります。 D（ドライブ）モードでは、速度は自動的に約 1500 rpm に戻ります。アクセルペダルを踏むとき (キックダウン時)、まずディスクが別の位置を取る必要があり、これには時間がかかります。スポーツモードとマニュアルモードでは、この問題を回避できます。

遊星歯車システム:
単一遊星歯車システムは、従来の自動変速機の一部でもあるプライマリプーリーにも接続されています。この遊星歯車システムにより、後進ギヤの締結が可能になります。
詳細については、次のページをご覧ください。オートマチックトランスミッション。 (結局のところ、それらの操作は同じであり、このページではあまり重要ではありません)。

プッシュベルト：
乗用車のプッシュベルトは下の図のような構造になっています。スチールバンドは基本的にリングであり、その周りにあらゆる種類の金属ディスクが固定されています。ガイドピンにより、金属ディスクが相互にヒンジで動くことができるため、可動ディスクを広くしたり狭くしたりすることで直径を変えることができます。
金属ディスクはすべて互いに向かい合うため、大きな押す力が伝達されます。金属ディスクの直径が小さい場合、金属ディスクを配置する角度が小さくなる可能性があります。

可変ディスク:
ディスクの直径の規制は、ECU (エンジン管理) によって決定されます。エンジン管理はセンサーから情報を受け取り、その情報に基づいて位置が決定され、トランスミッション比が変更されます。 ECU にとって次の情報は重要です。

モーターレンタル
走行速度
スロットルバルブの位置
セレクターレバー（レバー）の位置
惑星系の位置
走行抵抗

加速時のインパネのビデオ:
以下は、マルチトロニックギアボックスを搭載したアウディ A4 のビデオです。これも CVT の原理に従って機能します。このビデオは、このギアボックスがどのように機能し、ドライバーがそれをどのように体験するかをよく示しています。このアウディのドライバーはアクセルを全開にします。よりゆっくりと加速すると、速度が上昇しても速度は同じままになります (たとえば 2000 rpm のみ)。

グラフィック：
上のビデオでわかるように、加速しても速度は一定に保たれます。これは下のグラフからもわかります。従来のオートマチックトランスミッションは何度もシフトアップするため、走行速度には必ずピークが存在します。 CVTはピークのない直線的なラインを持っています。この利点は、エンジンが最も好ましいトルク範囲で最適に負荷されることです。