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CVTの進化(第一部)スムーズに走って燃費もアップ!

CVTってなんだ? プーリーとベルトの絶妙な働き」3段変速でも5段変速でもいい。みなさんが変速機の付いている自転車を漕ぐ時のことを思い出していただきたい。スタートする時や坂道で低速ギアを選ぶと...

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2013/04/03

“オートマ”には3種類がある
3段変速でも5段変速でもいい。みなさんが変速機の付いている自転車を漕ぐ時のことを思い出していただきたい。
スタートする時や坂道で低速ギアを選ぶと、スイスイとペダルを漕げるはずだ。けれどもスピードが上がった時や下り坂で低速ギアのままだと、少し空回りするように感じるだろう。
そこで、スピードが乗ってからは高速ギアを選ぶ。そうすると、今度はグイグイとスピードが乗る。
自動車の変速機も基本的な考え方は同じだ。人間の体力に限りがあるのと同じように、自動車のエンジンも大きくトルクを変化させることは難しい。そこで登場するのがギアだ。高速ギアと低速ギアを使いわければ、ペダルを漕ぐ力やエンジンの力を大きく変化させなくても、効率よく走ることができる。
自動車でいえば、青信号でスタートする時や、登り坂では低速ギア(=1速や2速)を選ぶ。スピードが上がれば高速ギア(=4速や5速)を選ぶことになる。
日本においては、乗用車の90%以上が自動的にギアを変えるオートマチックトランスミッション(オートマ)を採用している。そして現在使われているオートマは、主に3つに分類することができる。ひとつが通常の有段オートマチックトランスミッション(以下AT)、次にデュアルクラッチ式トランスミッション(以下DCT)、そして無段変速機(CVT: Continuously Variable Transmission)である。

3つの中でもユニークなのがCVT
トランスミッションはかつての主流だったマニュアルトランスミッションもふくめて、ギア(歯車)の組み合わせを何種類から選んで変速していた。ところがCVTはプーリーとベルトで変速比を自由に設定するのだ。そのため、CVTは無段変速機とも呼ばれる。
CVTにおける変速の仕組み
CVT_002.jpg
エンジン側(左)とタイヤ側(右)のふたつのプーリーの動きによって、エンジンの力をタイヤに効率的に伝える仕組みがCVT。プーリーは、ふたつのプレートが向かい合う構造となっている。ふたつのプレートが近づいたり離れたりすることで、前後のプーリーの、ベルトが接触している部分の直径が変化する。直径の変化、すなわち変速比が変わることで、CVTは変速を行うのだ。
その仕組みはどうなっているのだろうか
自転車でギアを切り替える行為を思い出していただきたい。ギアを変えると、前後の歯車の大小関係(=変速比)が変わった。一方、CVTはプーリーとベルトを使う。図のように、2つの滑車(プーリー)の幅を変えることで、変速比を変えることが可能なのだ。
CVTの利点は、最適な変速比を選べることだ。ATの場合もDCTの場合も、その時のスピードに対してたとえば4速と5 速の間が最適なギアだということがある。本当はもっとぴったりの変速比、たとえば「4.25速」や「2.16速」で走るほうが効率的なのに、ギアの枚数組み合わせの数が制限されているから妥協しなければならない。
ところがCVTなら妥協する必要はない。変速比を自由に設定できる無段変速機なので、常に最も効率のいいギア比で走ることができる。一定の速度で走るときはもちろん、加速の最中でも最適な変速比を連続して使うことができるのだ。
したがって燃費がよくなる。もうひとつ、ギアを変える時のショックがなくなるという利点もある。CVTは燃費のよさと滑らかで力強い走りを実現する、大きな可能性を秘めた変速機なのだ。

CVTの進化(第二部)
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