CVT Nedir ? Nasıl Çalışır ?

[Yakup Ç. A.]

CVT NEDİR?

CVT (Constantly Variable Transmission), Türkçe’ye “sürekli değişken iletim” yada sürekli değişken hareket iletimi” olarak çevrilmektedir. Bazı yabancı kaynaklarda bu şanzıman sistemine “Twist and Go” (çevir ve Git) denilmektedir. Elektronik olanı ise ECVT şeklinde kısaltılmıştır.

Bildiğimiz gibi scooterlar kısaca CVT denilen şanzıman sistemine sahiptir. Maksi scooterlar diğer motosikletlere göre ebatları daha büyük olmasına ve bir çok avantaja sahip olmalarına rağmen bazı motosiklet kullanıcıları tarafından sırf CVT şanzımana sahip oldukları için küçümsenirler. Biz Motosiklet kullanıcıları olarak CVT şanzımana burun bükerken otomobil üreticileri çoktan CVT şanzımanın avantajlarının farkına vardı ve yeni modellerini CVT şanzımanlı olarak üretmeye başladı bile. çünkü CVT şanzımanın hem 5 ileri düz vitesli hem de 4 ileri otomatik vitesli şanzıman sistemlerine göre birçok avantajı bulunmaktadır. Gürültüsüz olması, az yakıt sarfiyatı ve sarsıntısız vites değişimi bunlardan bazılarıdır. . CVT teknolojisinin sunduğu avantajlar tanındıkça VDT, Ford, Nissan, Volvo, Honda, Subaru, Fiat, Fuji Heavy Ind. Ltd., Audi, BMW gibi firmaların bu konuyla ilgili yatırımları da artmıştır.

Audi A6, Nissan Murano SUV, Nissan Micra, Honda Civic, Honda City, Toyota Prius, Fiat Albea, Subaru G3X, Subaru HM-01, Avrupa Ford Fiesta 1.3 lt. ve Ford Escort 1.6 lt. gibi araçlar CVT şanzımanlı otomobillere örnek olarak gösterilebilir.

CVT’ nin eksiksiz bir başarısı, küçük bir otomobil olan Nissan Micra’ dır. Dünya genelinde, Micra’ ların yaklaşık % 30’ u CVT ile sipariş edilmektedir. Ayrıca Micra’ da sağlanan başarıdan sonra Nissan hem büyük hem de küçük otomobiller için CVT’ yi geliştirmektedir.

Muhtemelen bu kademesiz transmisyonların yeni yeni uygulanmasına ait en etkileyici örnek, Renault V10 motoru ile 800 HP gücündeki CVT tahrikli Canon-Williams Formula 1 yarış arabasıdır. Williams’ ın teknik müdürü Patrick Head’ in söylediğine göre “ eğer Formula 1 yarışlarında CVT, çekiş gücü kontrolü, Aktif süspansiyon vb. gibi sürücüye yardımcı elemanlar 1993 yılının ortalarındaki kural değişiklikleri olmayıp yasaklanmasaydı, bu otomobil bugün gireceği bütün yarışları büyük bir ihtimalle kazanabilirdi.”

Porsche yarış bölümü müdürü olan Max Welty, “CVT’ nin birbirinden farklı bir çok durum altında optimal kontrola izin verdiğini, bunun spor arabalar için özellikle önemli olduğunu, konfor ve sportifliğin ideal kombinasyonu için Porsche’ nin CVT tip kontrol stratejisini geliştirdiğini” söylüyor.

Otomobil devleri, hem benzinli hem de elektrikli motora sahip olan hybrid (melez) modeller üretmek için kıyasıya bir yarışa başladı. Japonya'dan sonra ABD ve AB ülkelerinde hybrid otomobillere talep 5 yılda 15 kat arttı. Pazarın 200 milyar doları bulması bekleniyor. üstelik hybrid otomobillerde CVT veya ECVT şanzımana sahiptir.

Peki CVT Nedir?

Motorlu bir taşıtta, taşıtın motorundan tahrik aksına kadar gücü nakleden aktarma organları; hız dönüştürücü (kavrama-debriyaj), moment dönüştürücü (vites kutusu) ve moment dağıtıcıdan (diferansiyel) meydana gelir (Şekil 1).

CVT şanzımanda ise klasik vites kutusu ve debriyaj bulunmaz.

Sürekli değişken hareket iletimi yani CVT (Continuously Variable Transmission) fikrinin ortaya atılması hemen hemen ilk otomobilin icadı ile başlar. 1886’da Alman otomotiv öncülerinden Daimler ve Benz ilk benzin yakıtlı otomobillerinde V-kayışlı CVT kullanmışlardır. Bunun için, otomatik vites değiştirme üniteleri ile özellikle hareketli makara sistemi kullanılarak otomobillere takılması konusunda birçok girişimlerde bulunulmuştur.

Değişken Oranlı Şanzıman - 1950'li yıllarda Hollandalı Van Doorne tarafından geliştirilen sistem, metal bir kayışın, iç yüzeyleri konik bir çift kasnak arasında çalışma prensibine dayanıyor. Aslında scooterlardaki aktarma sistemiyle aynı prensibe sahip CVT'de herhangi bir dişli olmadığı için sürekli değişken oranlı şanzıman olarak adlandırılıyor. CVT şanzımanlarda sadece bir başlangıç ve bitiş oranı bulunuyor. Motor devri ve hıza bağlı olarak aktarma oranı, bu iki oran arasında sürekli değişiyor.(Şekil 2)

Bir makine Mühendisi ise CVT şanzıman hakkında şunları söylemektedir:“Bu şanzıman bize sonsuz vites sayısını teorik olarak vermektedir. çünkü 1950 yıllarda denenen traktörlerinde sistem gibi büyükçe koni tarzı bir parça düşünün bunun üzerinde gezen bir kayış her noktasında farklı bir çap değerine sahip olacaktır. Koninin kesitini alırsanız ve koni üzerinde ilerleseniz durum anlaşılacaktır. 2 mm sonra koninin bu noktadaki açı azalacak ve böylece devam edecektir. Bu şu demektir: Elimizde sonsuz çapta dişli bulunmaktadır ve istenilen noktaya giderek bu çap değeri yakalanabilir. O zaman da istenilen tork değeri belli noktada yakalanabilir , elektronik de devreye girince bu noktanın neresi olduğu saptanmakta ve araç devamlı değişen bir vitesli araç gibi hareket etmektedir. Minimum benzin sarfiyatını elde etmek için çok iyi bir yoldur.

tabiî ki ortada dişli olmayınca vites geçişlerindeki sarsıntı yaşanmayacak ve aynen elektrikli motor gibi devir artınca hızın artması gibi devamlı ve sabit tork yakalanacaktır. Bu konuda hibrit motor teknolojili araçları incelemenizi şiddetle öneririm , gelecekte bütün yeni nesil araçlar bu şekilde motorlar ile donatılacaktır. Buna Türkiye’de Avrupa Birliği meselesinden dolayı uymak zorundadır. çünkü istenen emisyon değerleri artık klasik araçlarımızla yakalayamayacağımız kadar düşük olacaktır.”

Artık CVT’ nin zamanının geldiği anlaşılmaktadır.Bunun iki sebebi vardır:

Birincisi; en son teknoloji CVT’ lerin otomobillere uygulanmasıyla sağlanan yakıt ekonomisi ve sürüş performansı açısından bugünün karmaşık ve pahalı vites kutularını karşılaması, bunların pratik ve ekonomik olma sınırlarına yaklaşmış olmalarıdır.

İkincisi ise yakıt tüketimine (Amerika’da CAFE şartları) ve egzoz emisyonuna dair giderek daralan sınır değerlere sahip yönetmelikler otomotiv mühendisleri üzerinde bir baskı oluşturmuş ve yüksek verimli , kararlı durumda çalışan motorların sınırlı devir sayısı kuşağı içerisinde çalıştırılması ve kullanılması durumunu düşünmelerine neden olmuştur.

Taşıt hızına bakılmaksızın motor hızının kontrol edilebilmesi CVT’ lerin mükemmel olarak üstesinden gelebildiği bir durumdur. Bu da CVT ‘ yi oldukça çekici hale getirmektedir. Daha da ileri gidilirse, bu çevreyle ilgili yeni yönetmeliklerin değişik tiplerdeki güç kaynaklarını kullanan hybrid taşıtların geliştirilmeleri konusunda bir baskı oluşturacağı düşünülmektedir.

CVT Konstrüksiyonu

Modern bir CVT sistemi; temas yüzeyleri fazla derin olmayan koni şeklinde ve genişlikleri değişken bir çift kasnak arasında çalışan, çok sayıda plakadan oluşmuş çelik bir kayıştan meydana gelir. İtmeli blok V-kayışı, V-şeklindeki plakalara bağlantılı olan çelikten yapılmış, ince, düz gerilim bantlarından oluşmuştur. Yaklaşık olarak 300 adet plaka vardır ve herbiri 2 mm kalınlığa, 25 mm genişliğe ve 12 mm derinliğe sahiptir.

CVT basit olarak genişliği değişken ,V-şekilli ve arasında kompozit çelik kayışın bulunduğu bir çift kasnaktan oluşur. Her kasnak iki adet ve herbiri kısa, yarı konik yüzeyden meydana gelir. Kasnaklar mil üzerinde bulunur ve kasnakların bir yarısı mile katı bir şekilde monte edilirken diğer yarısı doğrusal bilyeli yuvalar üzerinde eksenel yönde kayma serbestliği olacak şekilde monte edilir. Değişken hız oranları birinci giriş kasnağı yardımıyla sıkı temas halinde bulunan kayışın efektif çapının arttırılması veya azaltılması sonucunda ve buna cevap olarak ikinci çıkış kasnağının çalışma çapında azalma veya genişleme yaratılarak elde edilir.

CVT Tipleri

Esas olarak 5 ana kategoriye ayrılan çok sayıda CVT çeşidi bulunmaktadır. Bunlar; sürtünmeli, çekmeli, hidrostatik, hidrokinetik ve elektrikli tipleridir. Otomotiv sektöründe çekme güçlü ve hidrokinetik CVT’ ler en çok kullanılanlarıdır. üretimi yapılan en belirgin tipleri ise PIV zincir tahrikli, Kumm düz kauçuk kayışlı, çekme tahrikli, hidrostatik ve hidrodinamik (moment dönüştürücülü) CVT’ dir.

1.PIV Zincir Tahrikli CVT: PIV zincir tahrik sistemi iki farklı yarıçaptaki makaraları birleştiren metalik bir zincir kayıştan meydana gelir. Döndüren ve döndürülen makaralardan herbiri bir sabit döner oluklu ve bir kayar döner oluklu kasnaklardan meydana gelir. Bu tip kuruluş tarzı dönme eksenlerinin sabit kalmasına izin verir ve zincir kayış içerisinde oluşacak boşlukların önüne geçer.

2.Kumm Düz Kauçuk Kayışlı CVT: Konstrüksiyon ve çalışma prensibi bakımından PIV zincir tahrikli CVT’ ye çok benzer. Bununla birlikte göze çarpan farklı özelliği metal zincir kayışla karşılaştırıldığında kauçuk kayışın daha yüksek olan sürtünme katsayısıdır.

3.çekme Güç Tahrikli CVT: çekme tahriği sürtünmeli tahrikten prensip olarak tamamen farklı çalışır. Bu sistem ortam olarak elasto-hidrodinamik akışkan filmi kullanır ve böylece döner makaradan diğerine gücü iletir.

4. Hidrostatik CVT: Hidrostatik CVT sistemi, değişken stroklu hidrostatik bir pompa ve değişken stroklu hidrostatik bir motordan meydan gelir. Motor şaftı çıkış olarak alınırken pompa şaftı giriş olarak alınır. Pompa stroğunu, motor stroğunu ve sistem basıncını değiştirerek hız oranı ve çıkış momenti kontrol edilebilir.

5. Hidrodinamik CVT : Moment dönüştürücüler geçmişte hidrodinamik transmisyon olarak kullanılmışlardır. Halbuki günümüzde hız yerine çıkış momentini arttırmak için otomatik transmisyonlarda kullanılır. Sistem temel olarak bit türbin , stator, yöneltici pervane ve gücü ileten akışkandan oluşur.

Düşük motor momentlerinde hidrostatik CVT en büyük, PIV zincir CVT ise en düşük verime sahiptir. Kumm’s düz kauçuk kayış CVT tipleri arasında en verimli olanıdır.

CVT’ nin Düz ve Otomatik Transmisyonlarla Karşılaştırılması

Manuel, otomatik ve CVT (Continuously Variable Transmission) olmak üzere başlıca üç tip aktarma organı vardır.5 kademeli manuel vites kutusu küçük hacimlidir ve birkaç hareketli parçası vardır. Neticede yüksek güvenilirlik ve düşük servis ihtiyacı elde edilir.

CVT tüm motor hızlarında yüksek performans sağlar. Aynı zamanda yakıt tüketimi minimumda tutulur. Gaz pedalı konumundan , motor hızından ve momentinden gelen bilgiler mevcut seyir şartlarına göre CVT sistemini devamlı şekilde ayarlayan hidrolik kontrol sistemine gönderilir. Vites çevrim oranı motor yüküne ve aracın hızına bağlı olarak devamlı değiştirilir.

CVT’ nin tabiatında mevcut olan verim, düz ve otomatik transmisyonların her ikisinin sahip olduğu verimden biraz daha daha azdır (düz %85, otomatik %82, CVT %80 civarlarında). Bununla beraber CVT tarafından hız oranı sürekli olarak değiştirildiğinden motorun en uygun devir sayısı aralığında çalışmasına müsaade edilir ve böylece bir uçtan diğer uca olan aktarma organlarının verimi yükseltilir. Bu sürekli olarak vites değişimi uygulanan şehir içi ve otoban trafiğindeki seyir şartlarında yakıt tüketiminin azaltılmasında önemli bir rol oynar. İlave olarak CVT’ nin çevrim oranı aralığı daha geniş olduğundan daha düşük hızlarda çalıştırılan motorda daha az gürültü meydana gelir.

Aynı çalışmada 4 kademeli vites kutusu ile CFT 20 E nin ivmelenme performansına etkisi karşılaştırıldığında CVT sisteminin daha iyi sonuç verdiği görülür (CFT 20 E: ZF firması tarafından üretilen CVT şanzımandır).

BMW firması tarafından arkadan çekişli bir taşıtta 4 kademeli otomatik vites ve CVT uygulamasının karşılaştırılması sonucunda benzer şekilde CVT ile yakıt tüketiminde % 10 a varan azalmalar ve ivmelenmede %12 ye varan iyileşmeler sağlanmıştır.

[Mertol Kip]

Hangi motosiklet kullanıcısı buna burnunu büküyor bilemem ama scooter ve CVT şanzıman alternatifsiz bir donanım. Şehiriçinde bulunmaz nimet..

[Guest Tolga KARACA]

Belki kullanım zevki tartışılabilir, ama iyi ayarlanmış CeVaT şanzımanı performans/maliyet olarak hayli etkili olacaktır.

[Hasan K.]

Ekstra Bilgi

CVT sürüş konforu olarak düşünülmüş bir şanzımandır.. Dişliler olmadığı için ve aynı bir bisiklette olduğu gibi bu işi bir kasnak yaptığı için kısaca vites geçişi olmadığı için vites geçişlerini hissetmezsiniz. CVT şanzımanda gördüğünüz vitesler(manuel mod) de hiçbir şey ifade etmez.. Onlar sadece karda suda işe yarar. İyi bir cvt şanzıman yakıt tüketimi/performans/karbondioksit salınımı üçgeninde muhteşem şeyler sağlayabilir..

[Mertcan Çelik]

Kimileri sürekli aynı devirde kalmasından dolayı ruhsuz olarak adlandırır . Görünüşte ruhsuz olsa da mantığını düşünüp sonuca bakınca gayet verimli gibi geldi bana.

[Yakup Ç. A.]

ahahaaha ilk defa görüyorum bunu Çok saÇma geldi bana yaw...Sevmedim cııkkkk

[Mertcan Çelik]

Ben benzeri bir videoyu izlediğimde bozuk filan diye düşündüm bir de dizeldi o 0'dan 200'e sabit 4000 devirde çıkmıştı.

Ama spor modunda farklı oluyor diye biliyorum. Sanal 7 ileri kullanıyor olması lazım.

[Yakup Ç. A.]

Ben benzeri bir videoyu izlediğimde bozuk filan diye düşündüm bir de dizeldi o 0'dan 200'e sabit 4000 devirde Çıkmıştı.

Ama spor modunda farklı oluyor diye biliyorum. Sanal 7 ileri kullanıyor olması lazım.

istemem kalsın valla

[Guest Tolga KARACA]

Ben benzeri bir videoyu izlediğimde bozuk filan diye düşündüm bir de dizeldi o 0'dan 200'e sabit 4000 devirde Çıkmıştı.

Ama spor modunda farklı oluyor diye biliyorum. Sanal 7 ileri kullanıyor olması lazım.

Zaten en eleştirilen yanı hızlanmaların elektrikli tren tadında olması, devir sesi yok heyecan yok.

Dediğin gibi sanal aralıklarla vites etkisi verilebiliyor ama..

Tam kardeşime göre tırın tırın..

[Engin]

Bu bence motorsikletlerde kullanılmalı zatende öyle. ama çalışma prensipi olarak sorunsuzdur bunlar