De veelvoorkomende defecten van TCU’s in Continu Variabele Transmissies (CVT)

De Continu Variabele Transmissie (CVT): wie kent hem niet? De basis van de techniek van dit type automaatversnellingsbakken werd in de jaren 50 gelegd. Anno nu wordt het systeem nog steeds in een moderne variant gebruikt. Echter zien wij dat er met de Transmission Control Unit (TCU) van moderne CVT’s nogal eens problemen ontstaan. Hoog tijd dus om deze techniek onder de loep te nemen en te kijken wat de veelvoorkomende defecten aan de TCU’s zijn.

722.8-cvt-tcu

De basisprincipes van de CVT-transmissie

Zoals gezegd wordt de CVT-transmissie sinds de jaren 50 in de automotive-industrie gebruikt. Het was de Limburger Hub van Doorne die in 1958 voor het eerst het Variomatic transmissiesysteem voor zijn DAF personenwagens ontwierp. Dit transmissiesysteem staat ook wel bekend als het ‘pientere pookje’. De Variomatic versnellingsbak maakt gebruik van twee verstelbare V-vormige poelies waarbij een vezelversterkte rubberen riem voor de overbrenging zorgt. De motor is verbonden aan de ene poelie, terwijl de andere verbonden is via de rest van de transmissie naar de wielen.

Het bijzondere van de versnellingsbak is het feit dat de poelies in omvang kunnen veranderen. Bij het wegrijden van de auto is de ene poelie klein en de andere groot. Als de auto snelheid maakt wordt de grote poelie kleiner en de kleine poelie groter waardoor je traploos van versnelling veranderd. Dit betekent dat de motor direct het optimale toerental voor een bepaalde situatie heeft. Het resultaat is een meer geleidelijke en efficiëntere manier van rijden dan in een andere automaatbak. Dit zorgt over het algemeen voor een lager brandstofgebruik.

Duwband-CVT

Het originele Variomatic-systeem is na zijn introductie verschillende jaren in de personenwagens van DAF gebruikt. Ook na de overname van DAF door Volvo in 1975 is het Variomatic-systeem bijvoorbeeld gebruikt in de 66, 343, 345 en later de 340 die allemaal relatief kleine motoren (tot 1400 cc) hadden. Voor het doorgeven van grotere motorkoppels was de Variomatic niet geschikt. Daarom ontwikkelde Van Doorne Transmissie (in 1995 overgenomen door Bosch) als opvolger van het Variomatic-systeem de Duwband-CVT die gebruikmaakt van een stalen riem met tal van stalen schakels die verbonden zijn aan twee pakketten van stalen snaren. Deze constructie wordt tussen de schijven geklemd om het koppel over brengen. De kracht wordt vervolgens overgebracht op de stalen schakels, waardoor deze ‘geduwd’ worden. Dit in tegenstelling tot het Variomatic-systeem dat gebruik maakte van een trekband.

Wat merkt de bestuurder van de CVT-transmissie?

Maar heeft de automaatbak ook merkbare verschillen voor de bestuurder? Zeker te weten! De verschillen zullen vooral merkbaar zijn voor mensen die in het verleden al met een andere type automaatbak hebben gereden. Hierbij zijn er twee zaken die in het oog springen.

Allereerst is er het accelereren. Waar je bij andere automaatbakken vaak een echte ‘krachtstoot’ merkt, is dat bij een CVT-versnellingsbak anders. Wanneer het gaspedaal volledig wordt ingetrapt, gaat de auto zoals gezegd geleidelijk zeker steeds sneller.

Een ander merkbaar verschil is het geluid dat de CVT en de motor bij acceleratie produceren. Wanneer je optrekt springt de motor direct naar een toerental waar hij vervolgens tijdens het accelereren blijft. Dit geluid komt redelijk overeen met het geluid dat geproduceerd wordt door een slippende koppeling, waardoor het geluid onnatuurlijk over kan komen.

TCU’s in CVT-versnellingsbakken

De basisprincipes van de CVT-versnellingsbak zijn door de jaren heen eigenlijk hetzelfde gebleven. Er zijn er dus wel evoluties geweest (zoals de duwband-CVT) en daarnaast hebben bijvoorbeeld TCU’s (Transmission Control Units) hun intrede gemaakt bij de automaatbakken. Deze TCU’s zijn eigenlijk het brein van de versnellingsbak die zaken als de ingaande snelheid, uitgaande snelheid, koppelingsdruk en vloeistoftemperatuur meet en vervolgens op basis hiervan actie onderneemt. Het bepalen van de hoeveelheid olie die via de ventielen naar de poelies gaan om zo de overbrengingsverhouding aan te passen is bijvoorbeeld een taak die een TCU kan uitvoeren. Je kunt je voorstellen dat een defect in de elektronica voor nogal wat problemen kan zorgen. Hierbij zien wij dat bij een tweetal versnellingsbakken de TCU vaak voor problemen zorgen.

722.8-cvt-tcu

Mercedes 722.8 CVT met hydraulische koppeling

Mercedes heeft voor hun A-Klasse (W169) en B-Klasse (W245) een CVT-transmissie ontwikkeld. De CVT van Mercedes maakt gebruik van een koppelomvormer en staat ook wel bekend als de 722.8 versnellingsbak. Ondanks dat de CVT-techniek al jarenlang trouw zijn dienst doet, zien wij dat er naar verloop van tijd de nodige problemen ontstaan bij deze versnellingsbak van Mercedes. Gebrekkig onderhoud door niet periodiek olie te verversen, temperatuursinvloeden en trillingen zijn bijvoorbeeld redenen dat er defecten ontstaan. Daarom hebben wij voor de TCU van de 722.8 Mercedes CVT een specifieke revisieoplossing die bijvoorbeeld defecten op de schakelstandsensor, toerentalsensor en diverse foutcodes kan verhelpen.

Audi Multitronic met ketting op verschuifbare conische poelies

Een andere beruchte variatie op de CVT-automaatbak is die van Audi: de Multitronic. Deze continu variabele transmissie is door Audi tussen 1999 en 2014 gebruikt in de voorwiel aangedreven versies van bijvoorbeeld de A4, A6 en A8. In tegenstelling tot conventionele moderne versnellingsbakken die gebruikmaken van een duwband met metalen schakels gebruikt de Multitronic een ketting. Audi’s variant op de CVT levert echter nogal eens rare kuurtjes op tijdens het rijden. Zo werkt de achteruitversnelling bijvoorbeeld slecht wanneer de temperatuur buiten laag is. Pas na een paar keer het gaspedaal flink te hebben ingetrapt in z’n vrij werkt de ‘R’ pas.

multitronic_tcu

Naast het gebruiksongemak blijkt het systeem ook onderhoudsintensief te zijn. Daarom hebben wij net als voor de 722.8 ook voor de TCU van de Multitronic een speciale revisieoplossing ontwikkeld. Problemen die betrekking kunnen hebben op de TCU zijn: auto schakelt niet in 'R', auto start niet, automatische transmissie schakelt slecht en constant 'F' op het display. Ook diverse foutcodes zoals P0722 en P0730 kunnen betrekking hebben op dit systeem.

Geconcludeerd kan worden dat de CVT-automaatbak al jarenlang zijn dienst bewezen heeft en dat voorlopig ook nog wel even zal blijven doen. De techniek werkt brandstofbesparend door de optimale overbrengingsverhouding en daarnaast is de techniek (in principe) ook betrouwbaar. Het is dan ook niet zo gek dat de CVT inmiddels ook al wordt toegepast in verschillende hybride en elektrische voertuigen. De ECVT zoals deze dan wordt genoemd wordt bijvoorbeeld gebruikt in de Lexus CT200h en de Toyota Prius. Ook Bosch blijft niet stilzitten en is druk bezig met de ontwikkeling van een vernieuwde versie van de CVT-duwband.