【自動車用語辞典:トランスミッション「CVT」】1対のプーリーでギア比を自在に変更できる変速機

■ストップ・アンド・ゴーに最適な連続可変トランスミッション

●小・中型車を中心に普及率が伸びている

CVT(連続可変トランスミッション)は、日本のノロノロ運転や渋滞時のストップ・アンド・ゴーに最適なトランスミッションであり、小・中型車を中心に普及率を伸ばしています。

エンジンとの統合制御で低燃費を発揮するCVTの機構やメリット・デメリットについて、解説していきます。

●CVTの仕組み

一般的なCVTは、一対の入出力プーリーに金属ベルトを掛けて、駆動力を伝達します。入出力プーリーの有効径(ベルトの巻きかけ半径)を変えて、変速比を連続的に変化させます。

金属ベルト(プッシュベルト式)は、数百枚の金属コマを重ね、両側から薄い鋼板の輪を重ねたもので挟んで構成されています。

プーリーの断面は、V字構造になっており、油圧制御でベルトのかかる面がV字の斜面を昇降します。この結果、プーリーの有効径、すなわち変速比が連続的に変化します。

プーリーは、入力側(ドライブ側)のプーリー幅を変化させると、ベルトに引っ張られて出力側(ドリブン側)のプーリー幅も変化し、幅広い変速比が実現できます。

●CVTのメリット

一般的には、CVTもステップAT同様、前段にトルコンを配置します。トルコン効果と相まって、発進はスムーズで、駆動力が途切れないため変速ショックがなく、加減速がスムーズです。

エンジンには、「燃費の目玉」と呼ばれる熱効率の良い領域が存在します。「燃費の目玉」付近を通るように、変速比を任意に選択できるため、燃費が向上します。小型車や日本のように市街地中心の走行に向いています。

また歯車を使った他のトランスミッションと比べて、部品点数が少なく、シンプルな構造で軽量小型です。

●CVTのデメリット

初期のCVTでは、多くのドライバーが加速時に先にエンジン回転が上がってから加速する「ラバーバンドフィール(ゴムバンドのようにレスポンスが悪い)」に、違和感やレスポンスが悪いと感じていました。歯車でなく、プーリーとベルトで変速するCVT固有の現象ですが、最近は制御で問題ないレベルまで改善されています。

プーリーとベルトの摩擦力で動力を伝えるため、高い油圧で押し付ける油圧ポンプの駆動損失、さらにプーリーとベルトの接触面を滑りながら変速するので、伝達損失が発生します。定常状態で10%程度、変速時には40%程度の損失が発生します。

ステップATより、コストは高くなります。プーリーの高精度加工や特殊な金属ベルトなどがコストアップの要因です。

●CVTの矛盾する要件

そもそも、CVTには、駆動力を伝えるときには滑らせない(摩擦力が大)、一方変速時にはベルトを滑らせる、という矛盾があります。

高出力エンジンでは、動力を伝達するための強い摩擦力、高い油圧が必要となることから、駆動損失が増大します。したがって、CVTの高出力・大排気量エンジンへの適用は、厳しいのです。


変速比を連続的にある程度自由に設定できる(より燃費の良い領域を使用できる)という点で、CVTは理想的なトランスミッションと言えるかもしれません。

日本では、小・中型車はCVT、大型車はステップATという棲み分けができていますが、弱点である動力伝達効率がさらに改良できれば、大型車にもCVTが食い込んでくるかもしれません。

(Mr.ソラン)

『自動車用語辞典』の最新記事

【自動車用語辞典:駆動方式「FR(フロントエンジン・リアドライブ)」】フロントにエンジンを積み後輪を駆動する操縦性に優れたレイアウト
【自動車用語辞典:駆動方式「FF(フロントエンジン・フロントドライブ)」】フロントにエンジンを積み前輪を駆動する効率的なレイアウト
【自動車用語辞典:過給システム「概説」】シリンダー内により多くの空気を取り込むテクノロジー
【自動車用語辞典:過給システム「インタークーラー」】圧縮によって上昇した吸気温度を下げる仕組み
【自動車用語辞典:過給システム「電動過給機」】ターボやスーパーチャージャーをモーター駆動する仕組み

この記事もよく読まれています

あなたにおすすめの記事