Stufenloses Getriebe

  • So funktioniert CVT
  • Autofahren mit einem CVT
  • Vorteile
  • Nachteile
  • Leistungsverteilung: Das CVT, das kein CVT ist
  • Geschichte
  • Von Aaron Gold
      Aaron Gold ist ein Kenner rund um das Thema Automobil und verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung als Journalist mit Spezialisierung auf die Automobilindustrie.unser redaktioneller prozess Aaron GoldAktualisiert am 05. April 2018

      Was ist ein stufenloses Getriebe?

      Ein stufenloses Getriebe oder CVT ist eine Art Automatikgetriebe, das mehr nutzbare Leistung, einen besseren Kraftstoffverbrauch und ein reibungsloseres Fahrerlebnis bietet als ein herkömmliches Automatikgetriebe.



      So funktioniert CVT

      Herkömmliche Automatikgetriebe verwenden einen Satz von Zahnrädern, der eine gegebene Anzahl von Übersetzungen (oder Gängen) bereitstellt. Das Getriebe schaltet die Gänge so, dass es für die jeweilige Situation die am besten geeignete Übersetzung bietet: Niedrigste Gänge zum Anfahren, mittlere Gänge zum Beschleunigen und Überholen und höhere Gänge für kraftstoffsparendes Cruisen.

      Das CVT ersetzt die Zahnräder durch zwei Riemenscheiben mit variablem Durchmesser, die jeweils wie ein Paar gegenüberliegender Kegel geformt sind und zwischen denen ein Metallriemen oder eine Kette läuft. Eine Riemenscheibe ist mit dem Motor (Eingangswelle) und die andere mit den Antriebsrädern (Ausgangswelle) verbunden. Die Hälften jeder Riemenscheibe sind beweglich; Wenn sich die Riemenscheibenhälften nähern, wird der Riemen gezwungen, höher auf der Riemenscheibe zu laufen, wodurch der Durchmesser der Riemenscheibe effektiv größer wird.





      Die Änderung des Durchmessers der Riemenscheiben verändert das Übersetzungsverhältnis (die Anzahl der Umdrehungen der Abtriebswelle bei jeder Umdrehung des Motors) auf die gleiche Weise wie a 10-Gang-Fahrrad führt die Kette über größere oder kleinere Gänge, um die Übersetzung zu ändern. Wenn die Antriebsriemenscheibe kleiner und die Abtriebsriemenscheibe größer gemacht wird, ergibt sich ein niedriges Übersetzungsverhältnis (eine große Anzahl von Motorumdrehungen erzeugt eine kleine Anzahl von Abtriebsumdrehungen) für eine bessere Beschleunigung bei niedriger Geschwindigkeit. Wenn das Auto beschleunigt, ändern die Riemenscheiben ihren Durchmesser, um die Motordrehzahl zu senken, da Autogeschwindigkeit erhebt sich. Dies ist dasselbe, was ein konventionelles Getriebe tut, aber anstatt die Übersetzung stufenweise durch Gangwechsel zu ändern, variiert das CVT die Übersetzung kontinuierlich – daher der Name.

      Autofahren mit einem CVT

      Die Bedienelemente für ein CVT sind die gleichen wie bei einer Automatik: Zwei Pedale (Beschleuniger und Bremse ) und ein Schaltmuster im P-R-N-D-L-Stil. Wenn Sie ein Auto mit CVT fahren, werden Sie das Schalten des Getriebes nicht hören oder fühlen – es erhöht und senkt einfach die Motordrehzahl nach Bedarf, ruft höhere Motordrehzahlen (oder U/min) für eine bessere Beschleunigung und niedrigere Drehzahlen für einen besseren Kraftstoffverbrauch auf beim Cruisen.



      Viele Leute finden das CVT zunächst beunruhigend, weil Autos mit CVTs so klingen. Tritt man kräftig aufs Gas, rast der Motor wie bei einer rutschenden Kupplung oder einem versagenden Automatikgetriebe. Dies ist normal – das CVT passt die Motordrehzahl an, um eine optimale Leistung für die Beschleunigung bereitzustellen. Einige CVTs sind so programmiert, dass sie die Übersetzung stufenweise ändern, damit sie sich eher wie ein herkömmliches Automatikgetriebe anfühlen.

      Vorteile

      Motoren entwickeln nicht bei allen Geschwindigkeiten eine konstante Leistung; Sie haben bestimmte Geschwindigkeiten, bei denen Drehmoment (Zugkraft), Pferdestärken (Geschwindigkeitsleistung) oder Kraftstoffeffizienz sind auf höchstem Niveau. Da es keine Gänge gibt, um eine gegebene Straßengeschwindigkeit direkt an eine gegebene Motordrehzahl zu binden, kann das CVT die Motordrehzahl nach Bedarf variieren, um maximale Leistung sowie maximale Kraftstoffeffizienz zu erreichen. Dies ermöglicht dem CVT eine schnellere Beschleunigung als ein herkömmliches Automatik- oder Handschaltgetriebe und bietet gleichzeitig eine überlegene Kraftstoffeffizienz.

      Nachteile

      Das größte Problem des CVT war die Benutzerakzeptanz. Da das CVT den Motor bei jeder Geschwindigkeit hochdrehen lässt, klingen die Geräusche unter der Motorhaube für die Ohren, die an konventionelle Schalt- und Automatikgetriebe gewöhnt sind, seltsam. Die allmählichen Änderungen des Motortons klingen wie ein rutschendes Getriebe oder eine rutschende Kupplung – Anzeichen für Probleme mit einem herkömmlichen Getriebe, aber für ein CVT völlig normal. Der Bodenbelag eines Automatikwagens führt zu einem Ruckeln und einem plötzlichen Leistungsschub, während CVTs für einen sanften, schnellen Anstieg der maximalen Leistung sorgen. Für einige Fahrer fühlt sich das Auto dadurch langsamer an; tatsächlich beschleunigt ein CVT im Allgemeinen eine Automatik.



      Autohersteller haben große Anstrengungen unternommen, damit sich das CVT eher wie ein konventionelles Getriebe anfühlt. Viele CVTs sind so programmiert, dass sie das „Kick-Down“-Gefühl einer normalen Automatik simulieren, wenn das Pedal durchgetreten wird. Einige CVTs bieten einen „manuellen“ Modus mit lenkradmontierten Schaltwippen, die es dem CVT ermöglichen, ein konventionelles Stufengetriebe zu simulieren.

      Da frühe CVTs für Kraftfahrzeuge hinsichtlich der Leistung, die sie bewältigen konnten, begrenzt waren, gab es einige Bedenken hinsichtlich der langfristigen Zuverlässigkeit der CVT. Fortschrittliche Technologie hat das CVT viel robuster gemacht. Nissan hat weltweit mehr als eine Million CVTs im Einsatz und sagt, dass ihre Langzeitzuverlässigkeit mit herkömmlichen Getrieben vergleichbar ist.

      Leistungsverteilung: Das CVT, das kein CVT ist

      Mehrere Hybride, darunter die Toyota Prius-Familie, verwenden eine Getriebeart, die als Leistungsverzweigungsgetriebe bezeichnet wird. Während sich die Leistungsverteilung wie ein CVT anfühlt, verwendet sie nicht die Riemen- und Riemenscheibenanordnung; Stattdessen verwendet es einen Planetenradsatz mit einem Benzinmotor und einem Elektromotor, der die Eingänge bereitstellt. Durch Variieren der Geschwindigkeit des Elektromotor , wird auch die Drehzahl des Benzinmotors variiert, so dass der Gasmotor beim Beschleunigen entweder mit konstanter Geschwindigkeit läuft oder ganz stoppt.

      Geschichte

      Leonardo Da Vinci skizzierte 1490 das erste CVT. Der niederländische Autohersteller DAF begann Ende der 1950er Jahre mit dem Einsatz von CVTs in seinen Autos, aber technologische Einschränkungen machten CVTs für Motoren mit mehr als 100 PS ungeeignet. Ende der 1980er und Anfang der 90er Jahre Subaru boten ein CVT in ihrem Justy-Miniauto an, während Honda eines in den späten 90er Jahren im Honda Civic HX mit hoher Laufleistung einsetzte. Verbesserte CVTs, die mit stärkeren Motoren umgehen können, wurden in den späten 90er und frühen 2000er Jahren entwickelt, und CVTs sind jetzt in Autos von Nissan, Audi, Honda, Mitsubishi und mehreren anderen Autoherstellern zu finden.