現代の自動車技術では、ドライバーにスムーズでシームレスな動力伝達を提供する無段変速機(CVT)の重要性が高まっています。従来の固定ギア比トランスミッションとは異なり、CVT は連続ギア比範囲内で変化できるため、エンジンを最適な速度で動作させ、燃費と動力性能を向上させることができます。
CVT の設計原理は、通常、直径が可変の 2 つのプーリとベルトまたはチェーンで構成される単純化された機械構造から派生しています。
CVT の動作原理は、エンジンによって作動する可変直径のプーリーを使用することで、従来のトランスミッションのいくつかの固定ギア比と比較して、ギア比をシームレスに調整できます。つまり、ドライバーは加速時や減速時に急激な変化を感じず、スムーズな移行により運転体験がより快適になります。
プーリー型 CVT は最も一般的なタイプで、通常は直径が可変の 2 つのプーリー間を走る V ベルトを使用します。この設計により、プーリーの直径がプーリー間の距離に応じて変化し、ギア比を調整できます。前者が近づくと、後者はそれに応じて離れ、ベルトの張力を維持します。
プーリーとベルトがしっかりと結合されているため、このタイプの CVT は最大 88 パーセントの効率で動作できます。これはマニュアル トランスミッションよりも効率は低くなりますが、エンジンを最適な rpm で稼働させることでそれを補います。
油圧式 CVT は、エンジン駆動の容積式ポンプを使用して油圧を 1 つまたは複数の油圧モーターに送り、車両の駆動輪に適用されるトルクを生成します。油圧式CVTの利点は、速度が曖昧なため、低速でもスムーズに走行できることです。
トロイダル CVT は、一連のディスクとローラーで構成されるもう 1 つの独自の設計であり、プーリー型 CVT よりも高いトルク負荷に耐えることができます。この設計により、外部デバイスからの干渉を効果的に回避できます。
トロイダル CVT の利点は、完全に無段階の変速機で出力をより適切に制御できることです。
上記の CVT に加えて、摩擦ディスク CVT やその他のピニオンベースの設計もあり、これらは通常、農業機械や一部の特殊車両などの特定の用途に使用されます。
CVTは1958年に量産されたオランダのDAF600に初めて登場し、その後、徐々に多くの新車に採用されました。たとえば、トヨタ プリウスなどのハイブリッド モデルでは、燃費と性能を向上させるために CVT システムがよく使用されます。
これらのシステムの導入が成功したことは、よりスムーズな運転体験を求める消費者の需要が高まっていることを示しています。
技術の進歩により、このタイプのトランスミッションは小型車に限定されなくなり、高性能レーシングカーでもますます一般的になり、将来の自動車技術の重要な発展方向を示しています。しかし、CVT 設計には欠点がないわけではなく、多くのドライバーは高トルク状況でのパフォーマンスに不安を抱いており、ドライブトレインの改善の余地が残されています。
数あるトランスミッションシステムの中でも、CVTは将来のトレンドとなるかもしれません。技術の進歩の一環として、これまでにない運転体験をもたらします。しかし、このような技術が長期的に消費者に受け入れられ、送電システムの信頼性を確保できるかどうかは、私たちが深く考える必要がある問題です。