Hayatın Virajlı Yollarında

Nissan‘ın süperminisi Micra‘dan büyük SUV’u Infiniti QX60‘a kadar yaygın olarak kullandığı X-Tronic şanzıman sürekli değişken oranlara sahip. Peki bu CVT şanzıman nasıl çalışıyor? Tasarruf konusunda ne kadar başarılı?

CVT şanzımanı ortaya çıkaran fikir basit: Bu sürekli değişken oranlı vites kutusunda, vites oranı yol ve sürüş şartlarına göre sürekli değişiyor. Yani 1. ya da 5. vites yok; daha açık bir ifade ile örnek olarak 6 ileri vites kutusunda olduğu gibi şanzıman 6 sabit oranı atlayarak ziyaret etmiyor. Bu 1. ve 6. oran arasında yol ve sürüş şartlarına göre sürekli geziyor; bu şanzımanda “bir buçuk” ya da “3,2” diye tarif edilebilecek vitesler de var! Üstelik bu sınırsız sayıdaki vites arasında değişimler kesintisiz gerçekleşiyor; aslında vites değişimi de yok; çünkü aktarım oranını değiştirmek için motor ile şanzıman arasında farklı çaplara sahip dişli setleri de kullanılmıyor. Aktarım burada kesintisiz! İsim de buradan geliyor, Continuous Variable Transmission yani sürekli değişken oranlı şanzıman… Başka bir deyişle, CVT şanzıman “teorik olarak” bir otomobilin ihtiyaç duyabileceği en ideal vites kutusu gibi görünüyor.

Kağıt üzerine 6 adet nokta (6 ileri vites) işaretleyin; ve bu noktaları kalem ile birleştirin; bir altıgen çizdiniz. Ama bu altıgen 6 sert köşeye ve keskin açılara sahip. Mükemmel değil. Bunun yerine kağıda bir daire çizmeyi deneyin. Aslında daire çizerken yaptığınız şey sonsuz sayıda noktayı birleştirmektir, daire sınırsız sayıda noktaların birleşiminden oluşur (CVT şanzıman). Ve bu daire pürüzsüz ve kusursuzdur. İşte mükemmellik bu! CVT şanzıman konsept olarak kusursuz görünüyor.

Ancak uygulamadaki durum biraz farklı (?)

CVT şanzıman 2 konik kasnak ile bu kasnaklar arasında güç aktarımı yapan bir metal kayıştan oluşuyor. Bu 2 kasnaktan birincisi motora bağlı (giriş kasnağı), ikincisi ise tekerleklere güç gönderiyor (çıkış kasnağı). Kasnakların her biri ise 2 dairesel diskin bir araya gelmesi sonucu oluşuyor. Metal kayış bu dairesel disklerin arasına oturuyor. Kasnağı oluşturan bu 2 disk birbirlerine yaklaşıp uzaklaşacak şekilde hareket etme kapasitesine sahip, ayrıca kasnakların birbirine bakan iç yüzleri de eğimli (Bu yüzden kasnağın şekli de “makara”ya benziyor). Bunun anlamı ise şu, kasnağı oluşturan diskler uzaklaştıkça, iç yüzlerindeki eğimli tasarım sayesinde metal kayışın oturduğu alan genişleyip kasnağın merkezine doğru yaklaşıyor (yani kasnağın çapı küçülüyor); kasnağın diskleri yaklaştıkça ise, kayışın sarıldığı alan bu kez daralıp kasnağın dışına doğru açılıyor (yani kasnağın çapı büyüyor).

Disklerin bu yaklaşma ve uzaklaşma hareketi ve buna bağlı olarak kasnağın çapındaki büyüme ve küçülme giriş kasnağında ve çıkış kasnağında ters yönde gerçekleşiyor. Yani giriş kasnağının çapı küçülürken çıkış kasnağının çapı göreceli olarak büyüyor; bu düşük hız ve yüksek çekiş anlamına geliyor, 1. viteste olduğu gibi. Motor yüksek devir çevirirken tekerlekleri daha yavaş döndürüyor. Çünkü 2 kasnağın çapları farklı, örnek olarak giriş kasnağı 5 tur dönerken çıkış kasnağı 1 tur dönüyor. Tam tersi ise yüksek hız anlamına geliyor. Motora bağlı giriş kasnağının çapı yavaş yavaş büyürken, bu kez tekerleklere güç aktaran çıkış kasnağının çapı küçülüyor. Daha düşük motor devirlerinde daha yüksek hıza ulaşılıyor, manuel şanzımanın 6. vitesinde olduğu gibi, bu kez giriş kasnağı 5 tur dönerken çıkış kasnağı 10 tur dönüyor. Giriş ve çıkış kasnaklarının çapı ise sınırsız oranda yani kademesiz olarak büyüyüp küçülebiliyor, böylece vitesler değişiyor. Ve tüm bunlar kesintisiz olarak gerçekleşiyor.

Buradaki bütün sorumluluk ve baskı motordan tekerleklere güç aktaran bu metal kayış üzerine biniyor. Bu kayışın çok sağlam ve dayanıklı malzemeden üretilmesi ve kasnaklara tutunacak şekilde sabitlenmesi gerekiyor (Otomobilde motorun tekerleklere gücünü bisiklet zinciri ile aktardığını düşünün!). Bu yüzden de bu sağlam kayış aslında uzunlamasına metal bantlardan ve bu bantlar üzerine enlemesine yerleştirilmiş yüzlerce metal plakadan oluşuyor. Enlemesine plakalar kayışı kasnak üzerine tutundururken, uzunlamasına bantlar da bu dikey plakaları bir arada tutuyor. Bu vites kutularının en bilinen zayıflığı da 2 kasnak arasında güç aktarımı sağlayan bu metal kayışın yüksek tork değerlerine karşı dayanıklı olmaması. Bu yüzden CVT şanzıman çoğunlukla küçük hacimli alt segment otomobillerde kullanılıyor. Bu seçimi teşvik eden ikinci bir neden de bu şanzımanların üretim maliyetlerinin planet dişli sistemine sahip geleneksel tork konvertörlü ve çift kavramalı otomatik şanzımanlara göre daha düşük olması (Not: CVT şanzımanda da motor ile giriş kasnağı arasında bir tork konvertörü görev yapıyor.)

CVT şanzımanın bu işleyiş yapısı vitesli bisikletler ile hemen hemen aynıdır. Vitesli bir bisiklette duraksamadan pedal çevirirken vitesleri yükselttiğinizde hızınız artar. CVT şanzıman da bunu yapar. İşletim sistemi motor devrini sabit bir düzeyde tutarken otomobil hızlanmaya devam eder. Bu da sürücü üzerinde garip bir his bırakır; devir saati sabit olarak 3.000 devir / dakikaya kilitlenmiştir, ancak otomobil 60 km/h’den 120 km/h’ye çıkar. Bunu da kasnakların değişen çapları sayesinde aktarım oranının uzaması sağlamaktadır.

CVT şanzımanları diğer vites kutularından ayıran en önemli özelliği de budur: Bu dayanıklı kayış ile yapılan güç aktarımı kesintisiz olduğundan otomobil hızlanırken motor hızı sabit bir devir düzeyinde tutulabiliyor. Bu devir düzeyi de sürüş tarzına ve yol şartlarına bağlı şekilde motorun en verimli olduğu devir noktası olarak belirleniyor (Nissan Qashqai’nin 1.6 dCi’sinde bu devir düzeyi ECO modda 2.250 devir, standart sürüşte ise 2.750 devir olarak belirlenmiş). CVT şanzımanın tasarruf iddiası tam da bu özelliği üzerine kurulu.

Ancak diğer taraftan şunu düşünün: Hızlanmak için gaz pedalını zemin halısına yapıştırıyorsunuz, motor hızı yükseliyor, motor devirlenip bağırmaya başlıyor; ancak otomobilin hızı motor hızına eşlik etmiyor, otomobil “arkadan gelerek” hızlanıyor. Motor devirlenip “bağırırken” otomobil yerinde sayıyor, kullanıcı yükselen devir saatine karşılık otomobilin sadece hızını koruduğunu ve sonra yavaş yavaş hızlanmaya başladığını görüyor; ardından hız artarken ise devir saati olduğu yerde sabit bekliyor (?) Buna rubber band effect adı veriliyor.

Sürüş sırasında otomobili ile konuşabilen sağduyulu bir sürücü için motor devri (yani motor hızı) çok şey anlatır; motorun çevirdiği devir ve bundan kaynaklı motor sesi sürücü için sürüş şartları ve motorun durumu hakkında en sağlıklı bilgi kaynağıdır. Sürücü otomobili tanıdıkça seçili olan vitese göre motor hızı ile otomobilin hızı arasında bir “bağ” kurar; ister tasarruf ister performans odaklı olsun, farklı sürüş şartlarında motordan en iyi verimi almak büyük ölçüde bu bağlantıyı okuyabilmeye ve şartlara en uygun vites oranını seçmeye bağlıdır. Çift kavramalı ve geleneksel tork konvertörlü otomatik şanzımanlar vites değiştirme sorumluluğunu üzerlerine almış olsalar da sürücüye bu anlamda geribildirim yapmaya devam ederler, daha doğrusu sürücünün bu bağı okumasına izin verirler.

CVT şanzımanda ise durum biraz farklı. Burada rubber band effect nedeniyle bu bağlantıyı kurabilmek mümkün değil.

Peki Nissan’ın X-Tronic adını verdiği CVT şanzımanı işini ne kadar iyi yapıyor? Tasarruflu mu? Ve bu rubber band effect’i yenebilmek için bir çözümü var mı?

Nissan, CVT şanzımanlara en fazla güvenen ve en fazla yatırım yapan üretici, hatta bu şanzımanları Micra’dan büyük sedanı Altima’ya kadar hemen her segmentteki modellerinde kullandığı dikkate alındığında bu alanda lider olduğu kabul edilebilir. Bu vites kutusunun metal kayışı yüksek tork rakamları için fazla hassas kalıyor. Ancak Nissan, sadece küçük ve kompakt modellerinde değil, örnek olarak, 2 ton ağırlığındaki SUV’u Infiniti QX60 ve 1.5 tonluk sedanı Nissan Altima’da 270 HP’lik 3.5 litre VQ35DE motor ile beraber de CVT şanzıman kullanıyor. CVT şanzımanın diğer sadık üreticileri de yine Uzakdoğu’dan geliyor; Avrupalı üreticiler CVT şanzımandan uzak duruyor. Akılda kalan tek ünlü Avrupalı örnek ise Audi’nin kısa bir süre önce kullanmaktan vazgeçtiği Multitronic şanzıman.

(Ek bilgi: Nissan’ın CVT şanzımanları kullanıldığı motorun hacmine göre değişik oranlara sahip: Aktarım oranı 2.0 litre altındaki kompakt motorlarda 2.561 ve 0.427 arasında değişirken, 2.0 litre motorlarda 2.349 ve 0.394, 3.5 litrelik V6’lar için ise 2.371 ve 0.439 olarak belirlenmiş.)

Nissan, X-Tronic şanzımanı sahip olduğu CVT karakterinden ve rubber band effect’den kurtarmak ve kullanımını keyifli hale getirmek için vites kutusuna ikinci bir özellik daha eklemiş. Bu vites kutusu dinamik sürüş şartlarında kademesiz çalışmayı terkedip, 6 ileri bir şanzıman gibi kademeli olarak çalışmaya başlıyor. Başka bir deyişle, şanzımanın giriş ve çıkış kasnak çapları belirlenmiş sabit oranlarda kilitleniyor ve Qashqai sanki geleneksel bir otomatik şanzımana sahipmiş gibi vites değiştirmeye başlıyor. Yani CVT şanzıman belirlenmiş kasnak oranları arasında “atlayarak”, dişli seti içeren diğer tipteki otomatik şanzımanları simüle ediyor, daha doğrusu taklit ediyor.

X-Tronic şanzıman sakin kalkışlarda “kademesiz” çalışıyor. Gaz pedalına hassas basıldığında motor 2.750 devire kadar tırmanıp bu devirde sabitleniyor, Qashqai hızlanmaya devam ediyor. Devir saati sabit kalırken hız göstergesinin yukarı doğru tırmanması ilginç bir manzara oluşturuyor. ECO modda ise motor biraz daha tasarruf için ancak 2.250 devire kadar tırmanıyor ve burada kalıyor. Gaz pedalına yüklenildiği anda ise şanzıman çalışma şeklini değiştiriyor, geleneksel bir otomatik şanzıman gibi “kademeli” olarak çalışmaya başlıyor ve 3.000 devirin üzerinde önceden tanımlanmış vitesler arasında geçiş yapıyor.

Ancak tasarruf iddiasına rağmen X-Tronic şanzıman tüketimi olumsuz etkiliyor. Peki tüketim neden yüksek? Bunun cevabı da kullanılan devir aralığında saklı: Seyir hızlarına şanzıman motoru sürekli 2.000-3.000 devir arasında tutuyor, dizel motorun 2.000 devir altındaki asıl tasarruflu bölgesini ise hemen hiç kullanmıyor. Böyle olunca da tasarruf potansiyeli ortadan kalkıyor. X-Tronic şanzıman ile donatılmış Nissan Qashqai 1.6 dCi 100-140 km/h ile yapılan hızlı otoyol sürüşlerinde 6.8 litre/100 km tüketiyor, tasarruflu kullanımda ise tüketim ancak 4.9 litre/100 km’ye geriliyor. 1.6 dCi toplam 880 km’lik yolculukta 61,39 litre motorin tüketti. Bu da ortalama 7 litre / 100 km tüketim anlamına geliyor. Bu rakam 180-200 HP güç çıkışı sunan birçok 2.0 litrelik dizelden yüksek. Otomobilin incelemesi için buradan devam edebilirsiniz.