e-CVT

Το e-CVT, ή ηλεκτρονικά ελεγχόμενο κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων, είναι η μετάδοση που βρίσκεται στην καρδιά ενός πλήρως υβριδικού οχήματος και, παρά την ονομασία του, λειτουργεί με θεμελιωδώς διαφορετικό τρόπο από ένα συμβατικό CVT με ιμάντα. Υπάρχει για να λύσει το κεντρικό πρόβλημα ενός υβριδικού βενζίνης-ηλεκτρισμού: πώς θα συνδυαστεί η απόδοση ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης με έναν ή περισσότερους ηλεκτροκινητήρες σε ενιαία κίνηση προς τους τροχούς, ενώ κάθε πηγή ισχύος θα λειτουργεί στις πιο αποδοτικές της στροφές, ανεξάρτητα από την ταχύτητα του οχήματος.

Ο μηχανισμός που το καθιστά εφικτό είναι ένα πλανητικό (επικυκλικό) σύστημα γραναζιών που λειτουργεί ως διανομέας ισχύος. Ο κινητήρας, ένας κινητήρας-γεννήτρια και η έξοδος της κίνησης συνδέονται καθένας σε διαφορετικό στοιχείο των πλανητικών γραναζιών, τυπικά στον πλανητοφόρο, στο ηλιακό γρανάζι και στη στεφάνη. Επειδή το πλανητικό σύστημα διέπεται από αυτή την τριμερή σχέση, η ταχύτητα κάθε στοιχείου καθορίζεται από τα άλλα δύο. Ελέγχοντας ηλεκτρονικά τις στροφές του κινητήρα-γεννήτριας, το σύστημα μπορεί να κρατά τον βενζινοκινητήρα σε επιλεγμένες, αποδοτικές στροφές ενώ οι τροχοί γυρίζουν με όποιον ρυθμό απαιτεί ο δρόμος, μεταβάλλοντας στην πράξη τη σχέση μετάδοσης χωρίς καθόλου ιμάντες, τροχαλίες ή διακριτές σχέσεις.

Το πρακτικό αποτέλεσμα για τον οδηγό είναι μια μετάδοση χωρίς αισθητές αλλαγές. Στην επιτάχυνση ο κινητήρας σταθεροποιείται σε αποδοτικές στροφές και η ταχύτητα του οχήματος ανεβαίνει για να τον «προλάβει», κάτι που δημιουργεί τη χαρακτηριστική αίσθηση στροφών που δεν ανεβοκατεβαίνουν σε συγχρονισμό με τον ρυθμό. Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μεταξύ των δύο κινητήρων-γεννητριών και της μπαταρίας, ώστε το πλεόνασμα ισχύος του κινητήρα να αποθηκεύεται ή να αξιοποιείται απευθείας στην κίνηση, ενώ το όχημα μπορεί να ξεκινά και να κυλά σε χαμηλές ταχύτητες αποκλειστικά με ηλεκτρισμό, με τον βενζινοκινητήρα εντελώς σβηστό.

Η αρχιτεκτονική αυτή συνδέεται στενότερα με το Hybrid Synergy Drive της Toyota και τα συγγενικά συστήματα των μοντέλων Toyota και Lexus, ενώ συγκρίσιμες σχεδιάσεις διαχωρισμού ισχύος έχουν υιοθετηθεί και από άλλους κατασκευαστές. Το μεγάλο της πλεονέκτημα, πέρα από την απόδοση, είναι η μηχανική απλότητα και η ανθεκτικότητα: χωρίς συμπλέκτες που φθείρονται, χωρίς ταινίες τριβής και χωρίς υδραυλικές αλλαγές σχέσεων, ένα e-CVT διαθέτει εντυπωσιακά λίγα εξαρτήματα που υπόκεινται σε φθορά, βασικός λόγος για τον οποίο τα υβριδικά αυτά έχουν κερδίσει φήμη αξιοπιστίας και μεγάλης διάρκειας ζωής.

Υπάρχουν λεπτομέρειες που αξίζει να γίνουν κατανοητές. Το πολυσυζητημένο «μουγκρητό», όπου οι στροφές του κινητήρα μοιάζουν αποκομμένες από την επιτάχυνση, είναι άμεση συνέπεια του τρόπου με τον οποίο το σύστημα κρατά τις στροφές σταθερές, και το λογισμικό το έχει σταδιακά εκλεπτύνει ώστε να δίνει πιο φυσική αίσθηση. Η συντήρηση είναι περιορισμένη, κυρίως περιοδικές αλλαγές βαλβολίνης στο transaxle, αν και δίπλα στο σύστημα γραναζιών βρίσκονται τα εξαρτήματα υψηλής τάσης και η μπαταρία. Εννοιολογικά, το e-CVT συγγενεύει με το συμβατικό CVT μόνο ως προς το ομαλό, χωρίς σκαλοπάτια αποτέλεσμα που παραδίδει· στην εσωτερική του λειτουργία ανήκει καθαρά στον κόσμο του υβριδικού συστήματος κίνησης, του πλανητικού συστήματος και του ηλεκτροκινητήρα.