Subaru új Automata sebességváltója a Lineartronic CVT
(Continuously Variable Transmission)
Ha az autó választásánál felteszünk egy fontos kérdést, hogy legyen-e automata, vagy kéziváltós, a válasz ez lehet: a kéziváltó sportos, az automata kényelmes, de mindkettő felelős a magasabb üzemanyag fogyasztásért.
A Subaru azonban megszüntette ennek az elméletnek az érvényességét a Lineartronic CVT kifejlesztésével.
(A CVT váltó már megjelent a Subaru Justynál is 1980-1990-ben, ez volt az első CVT váltóval ellátott autó az amerikai autópiacon.)
A világ legnagyobb összkerékhajtású személygépkocsi gyártója a Subaru, a fokozatmentes automata sebességváltóval a Lineartronickal két világot köt össze. Először kínál a Subaru a világpiacon egy szériamodellben fokozatmentes automatát hosszában felfüggesztve, amely az állandó szimmetrikus összkerékhajtáshozcsatlakozik, és szíj helyett lánccal működik.
A CVT tárcsái között acéllánc (láncheveder) fut. A Subaru mérnökei szerint ezzel nagyobb nyomatékot tudnak átvinni és a hatásfoka is nagyobb. A láncot a LuK fejlesztette és gyártja, melyet korábbról ismerhetünk az Audi Multitronic konstrukcióból is.
A fokozatmentes automata váltó ötlete zseniális. Nem csak 5, 6, vagy akár 8 sebességfokozatot választhatunk, hanem a legnagyobb és a legkisebb fokozat között végtelen sok fokozat áll a rendelkezésünkre. Így a motor állandó optimális tartományban tud dolgozni. Emellett az autós kénye- kedve szerint választhat az előre programozott kézi váltó és legnagyobb komfortú fokozatmentes gyorsulás között.
A Subaru első bemutatkozása a lánchajtású fokozatmentes Lineartronik sebességváltóval 2009 szeptemberben volt, a 2.0 és a 2.5 l –es szívómotoros Legacyval és az Outbackel. Az alkalmazása 5% -os hatásfok javulást is eredményezett, ezzel is növelve az autó gazdaságosságát. A hagyományos automatikus váltóhoz viszonyítva a Lineartronic-kal szerelt 2 literes benzines Legacy limuzin EU tesztciklusban 0,5 literrel fogyaszt kevesebbet.
A CVT váltóban egy olajban futó erőátviteli acéllánc köti össze a 2 változtatható átmérőjű kúptárcsát, az ún. Variátort, amely a nyomatékot továbbítja a meghajtás felé.
A Variátor két állítható kúpos szíjtárcsapárból áll, amelyek között a hevederlánc mozog. Az elektromos jelet küldő gázpedál, a közlekedési szituáció és a megkövetelt teljesítmény szerint a vezérlő computer utasítást ad, ezután hidraulika nyomja össze, vagy nyitja a tárcsákat. A meghajtólánc minden összenyomáskor, vagy szétnyitásnál belül, vagy kívül folyamatosan fut mindkét kúpkerékfelületen és minden közlekedésszituációban gondoskodik az optimális fokozatmentes áttételről.
Ebben az egységben történik a motor fordulatszámának fokozatmentes növelése vagy csökkentése, ill. a kerekek felé történő nyomaték továbbítása a kúpfelületek eltolódása révén.
A kúpfelületek állítása hidraulikusan történik különböző vezérlő paraméterek alapján. A hidraulikus forgatónyomaték-érzékelő biztosítja a hevederlánc folyamatos megfelelő feszességét, valamint a forgatónyomaték rángásmentés átvitelét.
Minden Lineartronic berendezés elektronikus-hidraulikus vezérlőegysége a váltóműházban van elhelyezve. Oda fut be a vezetőre, a motorra és járműre jellemző összes paraméter, s a rendszer ott dolgozza fel ezeket a paramétereket különböző adatokkal egyeztetve vezérlési értékekké. Így pl. a dinamikus szabályozó program a gázpedál állásából és mozgásából ismeri fel, hogy a járművezető sportosan, vagy üzemanyag-takarékosan kíván-e haladni, éppúgy mint az elődjében, -Adaptív sebességváltó.
Ennek megfelelően választja ki a rendszer a hevederlánc áttételi értékeit, és annak megfelelően juttatja el a szükséges hidraulikus impulzusokat a Variátorba. Ezek alapján az áttétel arány fokozatmentesen változik és ez elméletileg végtelen sok áttételt jelent.
A primer tárcsapárt, mely a főtengelyhez képest tengelyeltolású, fogaskerék hajtja, ezzel is csökkentve a váltómű szélességét (lásd az ábrát). A variátor olajáramlásból adódó veszteségeit, valamint a láncsúrlódásokat és hidraulikus nyomásveszteségeket csökkentik azáltal, hogy pontosan az átviendő forgatónyomaték szerint vezérlik a hidraulikus nyomást.
A legkisebb és a legnagyobb átmérőjű kúpfelületek közötti nagy különbség miatt lehetséges, hogy a CVT magas végsebesség mellett is a motort relatíve alacsony fordulatszámon tartsa. A forgatónyomaték és a fordulatszám közötti tökéletes egyensúlyt a Lineartronic CVT biztosítja. Mivel a hagyományos szíjhajtású CVT váltó a két Variátor tárcsapár elmozdításával változtatja a sebességfokozatot, így jóval nagyobb a helyigénye, mint a többfokozatú automatának, vagy kézi sebességváltóknak, ahol nem szükséges ekkora mozgástér biztosítása.
A Lineartronicnál tolóhevederről láncosra történő átállás azonban lehetővé teszi a tárcsapárok kisebb méretét, ezzel is helyet spórolva, valamint a lánchajtású CVT váltó nagyobb nyomatékot tud átvinni és alacsonyabb a súrlódása, mint a szíjmeghajtásúé, ezért gazdaságosabban is üzemelnek.
A CVT nem csak fokozatmentes hajtást tud adni, hanem megteremti a kézi fokozatváltás lehetőségét is, -egy hat, ill. hétfokozatú kézi kapcsolású módot, melyben a kormányon elhelyezett kapcsolókkal lehet le-fel váltani a fokozatok között.
Ha a váltót ebbe a „virtuális” kézi váltó módba kapcsoljuk, a kormányon lévő fülekkel tudunk le-fel váltani. A legnagyobb és a legkisebb áttétel közötti területet elektronikusan 6 (7) szintben osztották el. A manuális váltásnál a váltó válaszideje 0,1 mp alatt marad. Ilyen gyorsan semmilyen más szériaautónál alkalmazott automata sebességváltó sem tud váltani. A CVT teljes áttételi átfogása 6,3.
A fokozatmentes Lineartronik sebességváltó az ATS: Active Torque Split AWD (Aktív Nyomaték Elosztó) –hoz csatlakozik, amely állandóan szabályozza az első és hátsó kerekek között a nyomatékelosztást, erőátvitelt, és a gázparancsra azonnal reagál.
Ennek az eredménye, hogy a Lineartronic a motort minden sebességnél a legoptimálisabb fordulatszámon tartja, és ezzel optimális egyensúlyt tart a teljesítmény és az üzemanyag felhasználása terén. Így fordulhat elő, hogy az üzemanyag felhasználása az előző modellel szemben, azonos hagyományos váltóval szerelve, akár fél liter benzinnel kevesebb is, 100 km-re számítva.
Az új Lineartronic Automata váltó jelenleg rendelkezésre áll az új Subaru Legacy 2.0i, Legacy 2.5i és Subaru Outback 2.5i. Subaru Outback 2.0D típusoknál.
Perspektivák
A Subaru fontos lépésnek tartja az új fokozatmentes Lineartronic automata bevezetését a modern sebességváltó technika jövőjében. Ma már ez a technológia a modern boxer-dízel motorok magas forgatónyomatékát és a H6 3.6i benzines motor teljesítményét is fel tudja dolgozni, ez ismét egy átütő siker a Subarunál.
A IV. generációs CVT váltó:
Működése:
Amikor a meghajtó tárcsa kisebb és a meghajtott nagyobb, a CVT úgy funkcionál, mintha egy hagyományos váltó alacsony sebességfokozatban lenne. Ez az állás alacsony fokozatban az indulásnál intenzív gyorsító erőt biztosít az autónak.
Amikor a meghajtó tárcsa nagyobb és a meghajtott tárcsa kisebb, a CVT úgy működik, mintha egy szokásos váltó magasabb sebességi fokozatban lenne. Ez a beállítás lehet az overdrive.
Ha a motor fordulatszáma konstans, a két tárcsa átmérő változása növelheti az autó sebességét, vagy éppen lelassíthatja.
Amikor a tárcsapár mérete változik, változik a fordulat arány, anélkül, hogy az autó sebessége megváltozna. A normál vezetés alatt ez egy szokásos „sebességváltás”, azonban a CVT-nél az utas ebből semmit nem vesz észre.
Mivel a váltás folyamatosan változik és fokozatmentes, ennek következménye a sima, lineáris erő- és nyomaték átvitel.
A CVT-nek az előnyei:
Sima működés: Állandó, fokozat mentes váltás a használat teljes skálájában és a meghajtó tárcsák áttétel változása lépcsőfokok nélkül, így nem érezni a fel- ill. visszaváltás fokozatait. A vonóerő folyamatos, váltáskor nincs kuplungra szükség, nem szakad meg a vonóerő. A végeredmény egy sima működés, ami az autós kényelmét szolgálja.
Üzemanyag fogyasztás: A motor és a sebességváltó vezérlő modulja változtatja a tárcsaátmérők arányát, a motort mindig az optimális erő-nyomaték tartományban tartja, a CVT tárcsák átmérő arányát változtatva javítja a felhasznált üzemanyag mennyiséget.
A terhelésre adott válasz: A hegyi utakon nem kapcsol le-fel, mint a hagyományos automata, csak kiválasztja a legoptimálisabb áttételt.
A vezetés öröme: A manuális váltást lehet szimulálni, az elektronika 6 (dízelnél 7) fokozatra állítja be az áttételeket, ezután a kormányon elhelyezett fülekkel lehet váltani. (emlékeztetőül: a váltási idő 0,1 mp!).
Belső komfort: A kúpkerekek alkalmazása a lánchajtással a CVT váltó kisebb méretét és tömegét eredményezte. Ez lehetővé tette, hogy a belső utasteret kényelmesebbé, nagyobbá tervezzék .
Dr. Déry Péter
Néhány szemléltető link a váltó működéséről: