Przekładnia bezstopniowa (CVT)

Przekładnia bezstopniowa, czyli CVT, to automatyczna skrzynia biegów pozbawiona stałego zestawu biegów, która zamiast tego zapewnia praktycznie nieskończony zakres przełożeń między swoją wartością najwyższą a najniższą. Tam, gdzie klasyczny automat lub skrzynia manualna przeskakują przez garstkę odrębnych biegów, CVT przesuwa się płynnie i bezstopniowo przez każde pośrednie przełożenie, więc nie ma punktów zmiany biegów ani przerwy w przekazywaniu mocy. Jej celem jest utrzymanie silnika na najbardziej efektywnych lub odpowiednich obrotach dla danej sytuacji, niezależnie od tego, jak szybko porusza się samochód.

Najbardziej rozpowszechniona konstrukcja CVT wykorzystuje stalowy lub kompozytowy pas, ewentualnie segmentowy pas pchający lub łańcuch, biegnący między dwiema przekładniami pasowymi, z których każda składa się z pary stożkowych połówek mogących się do siebie zbliżać lub od siebie oddalać. Gdy połówki jednej przekładni ściskają się razem, pas zmuszony jest biec po większej średnicy roboczej, podczas gdy druga przekładnia się otwiera i pas siada na mniejszej średnicy; zmiana obu średnic w przeciwnych kierunkach płynnie zmienia przełożenie. Ciśnienie hydrauliczne steruje dociskiem i ruchem przekładni pasowych, a do połączenia silnika z układem przy ruszaniu używa się zwykle przekładni hydrokinetycznej lub sprzęgła.

Główną zaletą tego rozwiązania jest sprawność i płynność. Ponieważ przekładnia może wybrać dowolne przełożenie, potrafi utrzymać silnik na obrotach o najlepszym spalaniu podczas spokojnej jazdy w trasie albo na obrotach mocy szczytowej przy ostrym przyspieszaniu, zamiast być przywiązaną do najbliższego stałego biegu. Brak zmian biegów usuwa również drobne szarpnięcia i przerwy skrzyni stopniowej, dając wyjątkowo płynną jazdę, która sprzyja spokojnemu prowadzeniu i ruchowi typu start-stop oraz przyczynia się do dobrych wyników spalania wielu małych i hybrydowych aut.

Charakterystyczną wadą jest wrażenie z jazdy podczas mocnego przyspieszania. Ponieważ CVT przytrzymuje silnik na wysokich obrotach, gdy samochód stopniowo nabiera prędkości, dźwięk silnika narasta, a potem pozostaje wysoki i stały, oderwany od odczucia przyspieszania w sposób, który wielu kierowcom wydaje się dziwny; jest to tak zwany efekt gumy lub buczenie. Producenci przeciwdziałają temu, programując sztuczne stopniowe przełożenia naśladujące zmiany biegów, dodając wirtualne biegi obsługiwane łopatkami przy kierownicy oraz poprawiając wygłuszenie. Przekładnie CVT pasowe były też historycznie ograniczone co do przenoszonego momentu obrotowego i bywają kosztowne w naprawie, co ogranicza ich stosowanie w zastosowaniach o wysokich osiągach i dużym obciążeniu.

Istnieje kilka odmian. Przekładnie toroidalne CVT zastępują pas i przekładnie pasowe rolkami biegnącymi między obracającymi się tarczami, a elektryczna odmiana eCVT, stosowana w wielu hybrydach, rezygnuje z pasa całkowicie, używając przekładni planetarnej i silników elektrycznych do mieszania źródeł mocy i osiągnięcia efektu bezstopniowego. W szerszej rodzinie skrzyń automatycznych CVT stoi obok automatu z przekładnią hydrokinetyczną i skrzyni dwusprzęgłowej, z których każda oferuje inny balans płynności, sprawności, reakcji i kosztów.