Steglös växellåda (CVT)

En steglös växellåda, eller CVT, är en automatlåda som saknar en fast uppsättning växlar och i stället kan erbjuda ett i praktiken oändligt utväxlingsområde mellan sina högsta och lägsta gränser. Där en konventionell automat- eller manuell låda går igenom en handfull bestämda växlar rör sig en CVT mjukt och steglöst genom varje utväxling däremellan, så det finns inga växlingspunkter och inget avbrott i kraftflödet. Dess syfte är att hålla motorn på det mest effektiva eller lämpliga varvtalet för situationen, oavsett hur fort bilen färdas.

Den mest spridda CVT-konstruktionen använder en rem av stål eller komposit, eller en segmenterad tryckrem eller kedja, som löper mellan två remskivor som vardera består av två koniska halvor som kan föras närmare eller längre ifrån varandra. När den ena remskivans halvor pressas ihop tvingas remmen löpa på en större effektiv diameter, medan den andra remskivan öppnar sig och remmen ligger på en mindre diameter; genom att variera de två diametrarna i motsatt riktning ändras utväxlingen steglöst. Hydraultryck styr remskivornas klämning och rörelse, och en momentomvandlare eller koppling används vanligen för att koppla motorn till systemet från stillastående.

Den främsta fördelen med detta upplägg är effektivitet och mjukhet. Eftersom lådan kan välja vilken utväxling som helst kan den hålla motorn på det varvtal där den ger bäst bränsleekonomi vid lugn marschfart, eller på varvtalet för toppeffekt vid hård acceleration, i stället för att vara bunden till närmaste fasta växel. Frånvaron av växlingar tar också bort de små rycken och pauserna hos en stegad låda och ger märkbart sömlös framfart som passar avslappnad körning och stadstrafik med många stopp, och bidrar till de starka förbrukningssiffrorna hos många små bilar och hybrider.

Den karakteristiska nackdelen är körkänslan vid hård acceleration. Eftersom CVT:n låser motorn på högt varvtal medan bilen gradvis tar fart, stiger motorljudet och förblir sedan högt och konstant, frikopplat från känslan av acceleration på ett sätt som många förare upplever som besvärande; detta är den så kallade gummibandseffekten eller motorvinet. Tillverkarna motverkar det genom att programmera in konstgjorda fasta steg som efterliknar växlingar, genom att lägga till virtuella växlar med rattpaddlar och genom bättre ljudisolering. Remdrivna CVT:er har också historiskt varit begränsade i hur mycket vridmoment de tål och kan vara dyra att reparera, vilket begränsar deras användning i höga prestanda- och tunga tillämpningar.

Flera varianter finns. Toroidala CVT:er ersätter remmen och remskivorna med rullar som löper mellan roterande skivor, och den elektriska CVT:n, eller eCVT, som används i många hybrider avstår helt från rem och använder en planetväxel och elmotorer för att blanda kraftkällor och uppnå en steglös effekt. Inom den bredare familjen av automatlådor sitter CVT:n vid sidan av automatlådan med momentomvandlare och dubbelkopplingslådan, där var och en erbjuder en egen avvägning mellan mjukhet, effektivitet, respons och kostnad.