Одна планетарна передача, два електродвигуни та відсутність ременів чи конічних шківів. Коробка передач e-CVT теоретично пропонує нескінченну кількість передавальних відношень і можливість підтримувати двигун в ідеальному робочому діапазоні. Чому саме водії є причиною того, що її потенціал не використовується повною мірою?

У світі автомобільних трансмісій ми звикли до компромісів. Класична автоматична коробка передач, коробка передач DSG з подвійним зчепленням або механічна коробка передач працюють з набором фіксованих передавальних відношень, які змушують двигун працювати в широкому діапазоні обертів. Ефективність і максимальна потужність доступні лише на мить, перш ніж стає необхідною зміна передачі.

e-CVT, тобто електронно керована безступінчаста коробка передач, вирішує цю проблему напрочуд елегантно. Замість складних пакетів зчеплень і безлічі шестерень вона використовує єдину планетарну передачу та два електродвигуни. На практиці це означає зовсім інший підхід до передачі крутного моменту та управління обертами.

Один комплект шестерень, нескінченна кількість передавальних чисел
Серцем e-CVT є один планетарний редуктор. Двигун внутрішнього згоряння з'єднаний з планетарним редуктором, тяговий двигун — з кільцевою шестернею, а другий електродвигун, що виконує роль стартера та генератора, — із сонячною шестернею. Тут немає ременів чи конусів, відомих із класичних варіаторів.

У традиційному планетарному редукторі один елемент є вхідним, інший – вихідним, а третій залишається заблокованим, що дає конкретне, постійне передавальне число. У e-CVT ситуація інша – два елементи активно приводяться в рух. Змінюючи швидкість обертання електродвигуна, з'єднаного з сонячною шестернею, можна плавно змінювати вихідну швидкість без зміни обертів двигуна внутрішнього згоряння.

Ключовий ефект полягає в тому, що передавальне число не є ступінчастим, а безперервним. У межах можливостей електродвигунів можна отримати будь-яке співвідношення між швидкістю обертання двигуна та швидкістю обертання коліс. Саме в цьому сенсі говорять про "нескінченне" передавальне число.

Оптимальна робота двигуна: потужність чи економія
Звичайна трансмісія змушує двигун працювати на високих обертах під час розгону та нижче оптимальної точки під час рівномірної їзди. E-CVT відокремлює оберти двигуна від швидкості руху. Це фундаментальна різниця.

Під час спокійної їзди двигун внутрішнього згоряння може підтримувати низькі, найбільш ефективні оберти, тоді як трансмісія за допомогою відповідного керування електродвигунами регулює швидкість обертання коліс. Коли потрібна максимальна потужність, двигун може підтримуватися в точці пікової продуктивності, без ««перемикання» наступних передач.

На практиці це означає можливість їзди, під час якої двигун довго працює в оптимальному діапазоні, замість того, щоб постійно змінювати передачі на різних ділянках траси. Саме тому гібриди, що використовують e-CVT, здатні досягати вражаючої ефективності в міському русі та на постійних швидкостях.

Простота, функціональність і… водії
З точки зору механіки e-CVT має напрочуд простою конструкцією. Відсутність класичних зчеплень, багатоступінчастих коробок передач або складних гідравлічних систем означає менше елементів, відповідальних за фізичне перемикання передач. Рух здійснюється за рахунок управління обертовими швидкостями трьох елементів планетарної передачі.

Система дозволяє їздити виключно на електродвигуні, запускати двигун внутрішнього згоряння без класичного стартера, заряджати акумулятор на стоянці, рекуперувати енергію під час гальмування і навіть їздити заднім ходом без окремої задньої передачі – достатньо змінити напрямок обертання тягового двигуна.

Найчастіше згадуваним недоліком залишається так званий ефект «гумової стрічки». Різке натискання на педаль газу може призвести до швидкого зростання обертів двигуна без миттєвого збільшення швидкості, що сприймається як неприродне, а люди не люблять різких змін. Водії, звиклі до класичних ступінчатих коробок передач, ставляться до коробок e-CVT з певною мірою недовіри. Щоб задовольнити їхні очікування, автовиробники програмують ці коробки так, щоб їхня робота максимально нагадувала добре знайомі ступінчасті коробки передач, що відбувається за рахунок їхніх найбільших переваг.

Незважаючи на це, e-CVT залишається одним із найелегантніших прикладів використання механіки та електроніки на службі ефективності.