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 összkerékhajtáshoz csatlakozik, 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 hatfokozatú 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 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. típusoknál.
Perspektivák
A Subaru fontos lépésnek tartja az új fokozatmentes Lineartronic automata
bevezetését a modern sebességváltó technika jövőjében. Nemsokára ez a
technológia a modern boxer-dízel motorok magas forgatónyomatékát is fel tudja
dolgozni, ez ismét még egy átütő siker lehetne.
A
benzinmotoros változatokhoz 300 Nm-es a váltó (a Legacy 2 literese 196 Nm max.
nyomatékú), de már fejlesztik dízelmotorhoz is, ide 350 Nm szükséges.
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 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 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 belő utasteret kényelmesebbé, nagyobbá tervezzék .
Néhány szemléltető link a váltó működéséről:
http://www.youtube.com/watch?v=QOGfKG3qIDQ
http://www.youtube.com/watch?v=v7ga6b1JEWQ
http://www.streetfire.net/video/subaru-legacy-2010-with-one-gear-must-see-this_710386.htm
http://www.youtube.com/watch?v=hq7EUfJqBlE
http://www.youtube.com/watch?v=RuOQ_aX2H84
http://www.subaru.com/engineering/transmission.html
http://www.youtube.com/watch?v=B0c6NsmsgH0
Dr. Déry Péter