CVT (κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων)

Το κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων, ευρύτερα γνωστό ως CVT (continuously variable transmission), είναι αυτόματο κιβώτιο που δεν διαθέτει σταθερό σύνολο σχέσεων και μπορεί αντίθετα να προσφέρει ουσιαστικά άπειρο εύρος σχέσεων μετάδοσης ανάμεσα στο ανώτατο και στο κατώτατο όριό του. Εκεί όπου ένα συμβατικό αυτόματο ή χειροκίνητο κιβώτιο εναλλάσσεται ανάμεσα σε λίγες διακριτές σχέσεις, το CVT κινείται ομαλά και αδιαβάθμητα σε κάθε ενδιάμεση σχέση, οπότε δεν υπάρχουν σημεία αλλαγής ούτε διακοπή στη ροή της ισχύος. Σκοπός του είναι να κρατά τον κινητήρα στις πιο αποδοτικές ή κατάλληλες στροφές για κάθε περίσταση, ανεξάρτητα από την ταχύτητα του αυτοκινήτου.

Η πιο διαδεδομένη σχεδίαση CVT χρησιμοποιεί χαλύβδινο ή σύνθετο ιμάντα, ή τμηματικό ιμάντα ώθησης ή αλυσίδα, που κινείται ανάμεσα σε δύο τροχαλίες, καθεμία από τις οποίες αποτελείται από ζεύγος κωνικών ημίσεων με δυνατότητα να πλησιάζουν ή να απομακρύνονται μεταξύ τους. Καθώς τα δύο μισά της μίας τροχαλίας σφίγγουν, ο ιμάντας αναγκάζεται να κυλά σε μεγαλύτερη ωφέλιμη διάμετρο, ενώ η άλλη τροχαλία ανοίγει και ο ιμάντας κάθεται σε μικρότερη διάμετρο· η αντίρροπη μεταβολή των δύο διαμέτρων αλλάζει τη σχέση μετάδοσης συνεχώς. Η σύσφιξη και η μετακίνηση των τροχαλιών ελέγχονται υδραυλικά, ενώ για τη σύζευξη του κινητήρα από στάση χρησιμοποιείται κατά κανόνα μετατροπέας ροπής ή συμπλέκτης.

Το βασικό πλεονέκτημα της διάταξης είναι η απόδοση και η ομαλότητα. Επειδή το κιβώτιο μπορεί να επιλέξει οποιαδήποτε σχέση, μπορεί να κρατά τον κινητήρα στις στροφές της καλύτερης κατανάλωσης σε ήρεμη πορεία ή στις στροφές μέγιστης ισχύος σε δυνατή επιτάχυνση, αντί να δεσμεύεται από την πλησιέστερη σταθερή σχέση. Η απουσία αλλαγών αφαιρεί επίσης τα μικρά τινάγματα και τις παύσεις ενός κλιμακωτού κιβωτίου, χαρίζοντας αξιοσημείωτα απρόσκοπτη κίνηση που ταιριάζει στη χαλαρή οδήγηση και στην κυκλοφορία με συνεχείς στάσεις και συμβάλλει στις χαμηλές καταναλώσεις πολλών μικρών και υβριδικών αυτοκινήτων.

Το χαρακτηριστικό μειονέκτημα είναι η οδηγική αίσθηση στη δυνατή επιτάχυνση. Καθώς το CVT καθηλώνει τον κινητήρα σε υψηλές στροφές ενώ το αυτοκίνητο κερδίζει σταδιακά ταχύτητα, ο ήχος του κινητήρα ανεβαίνει και έπειτα παραμένει ψηλά και σταθερά, αποσυνδεδεμένος από την αίσθηση της επιτάχυνσης με τρόπο που πολλοί οδηγοί βρίσκουν παράξενο· πρόκειται για το λεγόμενο φαινόμενο «λάστιχου» ή το χαρακτηριστικό «μουγκρητό». Οι κατασκευαστές το αντιμετωπίζουν προγραμματίζοντας τεχνητές κλιμακωτές σχέσεις που μιμούνται αλλαγές, προσθέτοντας εικονικές σχέσεις με χειριστήρια πίσω από το τιμόνι και βελτιώνοντας την ηχομόνωση. Τα CVT με ιμάντα είχαν επίσης ιστορικά περιορισμένη ανοχή στη ροπή και μπορεί να αποδειχθούν ακριβά στην επισκευή, στοιχεία που περιορίζουν τη χρήση τους σε εφαρμογές υψηλών επιδόσεων και βαριάς χρήσης.

Υπάρχουν αρκετές παραλλαγές. Τα τοροειδή CVT αντικαθιστούν ιμάντα και τροχαλίες με ράουλα που κυλούν ανάμεσα σε περιστρεφόμενους δίσκους, ενώ το ηλεκτρονικό CVT, ή eCVT, πολλών υβριδικών καταργεί εντελώς τον ιμάντα, χρησιμοποιώντας πλανητικό σύστημα γραναζιών και ηλεκτροκινητήρες για να αναμειγνύει τις πηγές ισχύος και να επιτυγχάνει αδιαβάθμητο αποτέλεσμα. Μέσα στην ευρύτερη οικογένεια των αυτόματων κιβωτίων, το CVT στέκεται δίπλα στο αυτόματο με μετατροπέα ροπής και στο κιβώτιο διπλού συμπλέκτη, με καθένα να προσφέρει διαφορετική ισορροπία ομαλότητας, απόδοσης, απόκρισης και κόστους.