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Das Geheimnis des CVT: Warum macht dieses Getriebesystem das Fahrzeug seidenweich?
In der modernen Automobiltechnologie gewinnt das stufenlose Getriebe (CVT) an Bedeutung, da es dem Fahrer eine sanfte und nahtlose Kraftabgabe bietet. Anders als herkömmliche Getriebe mit fester Übersetzung können CVTs innerhalb eines kontinuierlichen Übersetzungsbereichs variieren, wodurch der Motor bei optimaler Drehzahl laufen kann, was zu besserer Kraftstoffeffizienz und höherer Leistungsentfaltung führt.
Das Konstruktionsprinzip des CVT basiert auf einer vereinfachten mechanischen Struktur, die normalerweise aus zwei Riemenscheiben mit variablem Durchmesser und einem Riemen oder einer Kette besteht.
Das Funktionsprinzip eines CVT umfasst eine vom Motor angetriebene Riemenscheibe mit variablem Durchmesser, die im Vergleich zu den wenigen festen Übersetzungsverhältnissen eines herkömmlichen Getriebes eine nahtlose Anpassung der Übersetzungsverhältnisse ermöglicht. Dadurch spürt der Fahrer beim Beschleunigen oder Abbremsen keine abrupten Veränderungen und der sanfte Übergang macht das Fahrerlebnis angenehmer.
CVT-Typen
Riemenscheibentyp CVT
CVTs mit Riemenscheibe sind der bei weitem am häufigsten verwendete Typ. In der Regel wird dabei ein Keilriemen zwischen zwei Riemenscheiben mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet. Durch diese Konstruktion lässt sich der Durchmesser der Riemenscheibe je nach Abstand zwischen den Riemenscheiben variieren und dadurch das Übersetzungsverhältnis anpassen. Während sich ersterer nähert, entfernt sich letzterer entsprechend, um die Spannung des Riemens aufrechtzuerhalten.
Aufgrund der engen Kopplung zwischen den Riemenscheiben und dem Riemen kann dieser CVT-Typ mit einem Wirkungsgrad von bis zu 88 Prozent arbeiten. Damit ist er zwar weniger effizient als ein manuelles Getriebe, gleicht dies jedoch dadurch aus, dass der Motor mit seiner optimalen Drehzahl läuft.
Hydraulisches CVT-Getriebe
Ein hydraulisches CVT verwendet eine motorgetriebene Verdrängerpumpe, um Öldruck an einen oder mehrere Hydraulikmotoren zu senden, die ein Drehmoment erzeugen, das auf die Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen wird. Der Vorteil des hydraulischen CVT liegt in seiner unflexiblen Drehzahl, die ein ruhiges Fahren des Fahrzeugs bei niedriger Geschwindigkeit ermöglicht.
Toroidales CVT-Getriebe
Das Toroidal-CVT ist ein weiteres einzigartiges Design, das aus einer Reihe von Scheiben und Rollen besteht, wodurch es höheren Drehmomentbelastungen standhalten kann als CVTs mit Riemenscheiben. Dieses Design vermeidet effektiv Störungen durch externe Geräte.
Der Vorteil des Toroidal-CVT besteht darin, dass die Leistungsabgabe bei einer komplett stufenlosen Übertragung besser kontrolliert werden kann.
Andere Arten von CVT
Neben den oben genannten CVTs gibt es auch Reibscheiben-CVTs und andere Ritzel-basierte Konstruktionen, die üblicherweise in speziellen Anwendungen wie landwirtschaftlichen Maschinen oder einigen Spezialfahrzeugen eingesetzt werden.
Anwendung von CVT in modernen Automobilen
Das CVT-Getriebe kam erstmals 1958 beim in Serie produzierten niederländischen DAF 600 zum Einsatz und wurde anschließend nach und nach in einer Reihe neuer Fahrzeuge verwendet. Beispielsweise werden in Hybridmodellen wie dem Toyota Prius häufig CVT-Systeme verwendet, um Kraftstoffeffizienz und Leistung zu verbessern.
Die erfolgreiche Einführung dieser Systeme zeigt die wachsende Nachfrage der Verbraucher nach einem sanfteren Fahrerlebnis.
Mit dem Fortschritt der Technologie ist diese Art von Getriebe nicht mehr länger auf Kleinwagen beschränkt, sondern wird immer häufiger in Hochleistungsrennwagen eingesetzt und stellt eine wichtige Entwicklungsrichtung der zukünftigen Automobiltechnologie dar. Allerdings ist das CVT-Design nicht ohne Nachteile und viele Fahrer sind hinsichtlich seiner Leistung in Situationen mit hohem Drehmoment skeptisch, sodass Raum für Verbesserungen am Antriebsstrang besteht.
Unter vielen Getriebesystemen könnte CVT der Trend der Zukunft sein. Als Teil des technologischen Fortschritts bietet es ein beispielloses Fahrerlebnis. Allerdings müssen wir uns eingehend mit der Frage auseinandersetzen, ob eine solche Technologie langfristig von den Verbrauchern akzeptiert wird und die Zuverlässigkeit des Übertragungssystems gewährleistet werden kann.
