Bezstopniowe przekładnie CVT - wada czy zaleta?

Skrzynie biegów są niezbędnym podzespołem w samochodach z silnikami spalinowymi. Rozwiązują kwestię ograniczonego zakresu użytecznych obrotów jednostki napędowej. Powszechnie stosowany sposób przenoszenia i multiplikacji momentu obrotowego nie jest pozbawiony wad. Biegi muszą być przełączane, co sprawia, że transfer sił napędowych nie jest ciągły, a skokowo zmieniająca się prędkość obrotowa wału korbowego oznacza, że silnik tylko przez krótką chwilę pracuje w optymalnym zakresie obrotów.

Mankamenty klasycznych przekładni zminimalizowano poprzez zwiększenie liczby przełożeń – 6-biegowe skrzynie spotkamy nawet w samochodach segmentu B. W przypadku „automatów” w grę coraz częściej wchodzi 7-, 8-, a nawet 9-przełożeń, które są błyskawicznie zmieniane; zarówno w dwusprzęgłowych skrzyniach, jak i przekładniach z konwerterem momentu obrotowego.

Najbardziej precyzyjne dopasowanie przełożenia do sytuacji jest możliwe w samochodach z bezstopniowymi skrzyniami CVT (Continuously Variable Transmission). Zmiana odbywa się bez szarpnięć i przerw w dostawie sił napędowych. Sterownik bierze pod uwagę m.in. obciążenie zespołu napędowego oraz tempo i stopień naciskania na pedał gazu.

Jeżeli potrzebne jest pełne przyspieszenie, CVT może nieustannie utrzymywać wysokie obroty (np. 5500 obr./min) – do chwili zmniejszenia siły nacisku na pedał gazu. Sytuacja odwraca się, gdy kierowca zaczyna delikatnie operować prawym pedałem lub podróżuje ze stałą prędkością. Wówczas silnik zaczyna pracować na niskich obrotach. Przy 130 km/h obrotomierz Audi z bezstopniową skrzynią Multitronic wskazuje 2450 obr./min. Gdyby samochód posiadał manualną, 5-biegową przekładnię, silnik kręciłby się w tempie 3200 obr./min, spalając większe ilości paliwa i mocniej hałasując.

Brzmi świetnie... Dlaczego skrzynie CVT nie zyskały popularności? Gros kierowców nie potrafi zaakceptować utrzymywania jednostajnych obrotów podczas rozpędzania. W wielu modelach skala zjawiska została ograniczona. W trybie sportowym bądź manualnym skrzynia CVT zaczyna pracować jak klasyczny „automat”, przełączając elektronicznie zaprogramowane biegi.

Właściciel samochodu z bezstopniową przekładnią powinien pamiętać, że ostre starty, długotrwała jazda z wysoką prędkością, holowanie przyczep czy próby jazdy po głębokim śniegu lub kopnej nawierzchni nie służą mechanice bezstopniowych skrzyni. W kość dostają wszystkie elementy, z pasem włącznie.

We współczesnych samochodach najpopularniejsze są przekładnie pasowe. Ich sercem jest wariator – zestaw dwóch par tarcz stożkowych między którymi rozpięty jest łańcuch. Przełożenia zmieniają się jednocześnie (od największego, przy ruszaniu, po najmniejsze po ustabilizowaniu prędkości), dzięki czemu łańcuch pozostaje optymalnie dociśnięty do tarcz. Pracą współczesnych skrzyń CVT zawiadują systemy elektrohydrauliczne. Czuwają nie tylko nad nastawami wariatora, ale także sprzęgieł wielopłytkowych, które odpowiadają za pełzanie na biegu jałowym, ruszanie i cofanie.

Przekładnie są projektowane z myślą o obciążeniu określonym momentem obrotowym. Większość skrzyń manualnych znosi próby podnoszenia mocy. W przypadku skrzyń bezstopniowych margines jest niewielki. Przykładowo, opracowany przez Audi Multitronic wytrzymuje do 400 Nm. Tyle też zapewnia 3.0 TDI modelu A6. W wersji z napędem na cztery koła i dwusprzęgłową skrzynią S tronic moment obrotowy ustalono na poziomie 450 Nm. Uwolnienie rezerw w A6 ze skrzynią Multitronic jest możliwe, ale operacja nie wyjdzie przekładni na dobre.

Żywotność przekładni jest bardzo zróżnicowana. W agresywnie traktowanych samochodach skrzynia potrafi wyzionąć ducha po 100 tys. km. Jeżeli kierowca nie dociska regularnie gazu do podłogi, będzie musiał naprawiać skrzynię po 200-250 tys. km. Koszty operacji są wysokie – trzeba wyłożyć od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Nadejście problemów ze skrzynią CVT najczęściej zwiastują metaliczne dźwięki, szarpnięcia, pełzanie w trybie N, czy brak pełzania lub gaśnięcie po przestawieniu selektora skrzyni w pozycję D.

Przekładnie bezstopniowe występują pod różnymi nazwami handlowymi. Niektóre marki, np. Mitsubishi, używają oznaczenia CVT. W Audi spotkamy przekładnie Multitronic, w Mercedesach (starszych klasach A i B) – Autotronic, w Nissanach – X-tronic, Seatach (wyłącznie w Exeo) – Multitronic, w Subaru – Lineartronic, w Toyotach – Multidrive S.

Bezstopniową skrzynię najszybciej znajdziemy w japońskim samochodzie – nowym bądź używanym. Na rynku wtórnym można trafić na „egzotyczne” propozycje, np. Jeepy Patriot i Compass 2.4 CVT, Fiaty Punto II 1.2 Speedgear CVT, Fordy C-Max 1.6 TDCi CVT czy roadstery MG F Stepspeed. Rzadko spotykane modele bywają źródłem problemów – brakuje firm, które byłyby w stanie szybko zdiagnozować przekładnię i sprawnie przywrócić ją do stanu pełnej sprawności.

CVT są elementem wyposażenia większości hybryd. Hondowski napęd IMA wykorzystuje przekładnię pasową. Stosowany przez Lexusa i Toyotę układ eCVT nie posiada tarcz stożkowych i pasa napędowego, czyli newralgicznych elementów klasycznych przekładni CVT, co przekłada się na żywotność napędu Hybrid Synergy Drive. Przebiegi liczone w setkach tysięcy kilometrów nie należą do rzadkości. Ewentualna obsługa serwisowa napędu ogranicza się do wymiany akumulatora trakcyjnego.

Z negatywnymi ocenami charakterystyki pracy bezstopniowych przekładni spotkało się wielu kierowców. Równie częste są głosy o astronomicznych kosztach napraw CVT. Zdanie na temat sposobu działania przekładni każdy może wyrobić sobie podczas jazdy próbnej. Kto nie odnalazł w sobie żyłki sportowca, a ceni komfort, może polubić CVT. W określonych warunkach bezstopniowe skrzynie biegów sprawdzają się doskonale, podnosząc komfort jazdy i obniżając zużycie paliwa. Bezstopniowe skrzynie nie należą do niezniszczalnych, a koszty ich remontu potrafią uderzyć po kieszeni. To samo można jednak napisać o dwusprzęgłowych i automatycznych skrzyniach, które po 150-200 tys. km mogą wymagać znacznego doinwestowania.