A modern sebességváltók felépítése és működése: Fókuszban a 6-sebességes rendszerek

Az autóipar folyamatosan fejlődik, és ezzel együtt a sebességváltók technológiája is jelentős átalakuláson ment keresztül. A kézi váltókról, amelyek egykor szinte kizárólagosak voltak Európában, az automatizált és kényelmesebb rendszerek felé fordult a figyelem. Míg Észak-Amerikában évtizedek óta elterjedtek az automata sebességváltók, addig Európában ez a trend csak az utóbbi években gyorsult fel. 2000-ben a Németországban eladott új autók mindössze 20 százaléka volt automata, 2017-re ez az arány 47 százalékra emelkedett, 2022-ben pedig már az új autók 66 százaléka automata sebességváltóval rendelkezik. Ez a növekedés a vásárlók megnövekedett kényelmi igényeinek, az egyre jobb automata sebességváltóknak és a hibridizáció térnyerésének köszönhető.

Az automata sebességváltók alapjai és előnyei

Az automata váltók megszüntetik a kuplungpedál használatának szükségességét, és automatikusan váltanak a sebességfokozatok között. Ez a kényelem az egyik fő előnyük, különösen városi forgalomban vagy hosszú utazások során, ahol a gyakori váltás fárasztó lehet. A régi előítéletek, mint a magas üzemanyag-fogyasztás és a rossz vezetési teljesítmény, ma már aligha igazak. Ma már nagyszerű automata alternatívák léteznek, amelyek a sportosságtól az üzemanyag-takarékosságig mindenre képesek. Ráadásul az elektromos autóknak - kialakításukból adódóan - nincs szükségük kézi váltóra, mivel motorjaik azonnal leadják a teljesítményt, gyakran 1 vagy 2 sebességes megoldással a hatékony működés érdekében.

Az automata sebességváltók működési elve során a motor fordulatszám és nyomaték tartományának kiterjesztése érdekében változtatni kell a nyomaték és fordulatszám áttételt, amelyet leggyakrabban fokozatkapcsolású fogaskerék, illetve bolygókerék hajtóművekkel oldanak meg. Ezek a korszerű berendezések biztosítják, hogy az autó a megfelelő fordulatszámon működjön, és elegendő nyomatékot juttasson a kerekekhez.

Az automata váltók alapvető kezelése a vezető szemszögéből

Működés szempontjából a legtöbb automata váltó a következő fokozatokat tartalmazza:

• P - Parkolás (Park): Lezárja a váltót, akkor kell választani, ha a jármű álló helyzetben van. Ebben az állásban nincs erőátvitel a hajtott kerekekre, és a sebességváltó reteszelve van.
• R - Tolatás (Reverse): Hátramenet.
• N - Üresjárat (Neutral): Nincs erőátvitel a hajtott kerekekre, de a sebességváltó nincs reteszelve.
• D - Vezetés (Drive): Automata üzemmód.
• 2 - Második fokozat: Hasznos lejtmenetben vagy lassú haladásnál.
• 1 - Első fokozat: A legalacsonyabb fokozat, motorfékhez vagy nehéz terepen. Gyakran L (Low) betűvel is jelölik.

Vezetés előtt a fékpedált kell megnyomni ahhoz, hogy a sebességváltó helyzetét megváltoztassuk, illetve beindítsuk a gyújtást. Miközben a lábunkat a fékpedálon tartjuk, kapcsoljuk a sebességválasztót D (Drive) állásba, csökkentsük a fékpedál nyomását, hogy az autó elinduljon előre, és csak ezután nyomjuk meg a gázpedált, hogy növeljük a sebességet.

Mercedes 7 sebességes automata váltó: részletes elemzés

Fontos tippek az automata váltóval való vezetéshez:

• Elindulás: Győződjünk meg róla, hogy a váltó P helyzetben van, és tartsuk benyomva a fékpedált indításkor.
• „Kúszás”: Az automata autók gázpedál nyomás nélkül is lassan előre haladnak, ezért álló helyzetben mindig használjuk a féket vagy a kéziféket.
• Lassítás és megállás: Automata váltós autóval egyszerűbb, mint kézi váltós típussal. Vegyük le a lábunkat a gázról, és tegyük a fékpedálra. A gyengébb motorfék miatt korábban és erősebben kell fékeznünk.
• Parkolás és várakozás: Mindig használjuk a kéziféket, és parkoláskor válasszuk a P pozíciót.
• Kanyarodás: Kanyar előtt finoman gyorsítsunk, hogy az automata váltó alacsonyabb fokozatba váltson, elkerülve a túl gyors kanyarvételt.
• Tolatás: Fékre lépve tegyük a váltót R helyzetbe, majd lassan engedjük fel a féket és óvatosan nyomjuk a gázpedált.
• Manőverezés: Alacsony sebességnél gyakran nem szükséges a gázpedálhoz érnünk.
• Kick down: Hirtelen gyorsításhoz nyomjuk be erősen a gázpedált padlóig, hogy a váltó alacsonyabb fokozatba kapcsoljon és ott is maradjon.
• Elindulás emelkedőn felfelé: Ha az autónkban nincs hátracsúszásgátló funkció, használjuk a kéziféket az elinduláshoz.
• Lejtmenetben: Válasszuk az egyik kisebb pozíciót (1, 2 vagy 3), hogy a motorfék segítse a sebesség kontrollálását.
• Vezetés hóban, jégben: Válasszunk magasabb fokozatot (2 vagy 3), vagy használjuk a külön erre a célra szolgáló beállítást, ha van.

Automata váltós autóknál kerülni kell az autó üresbe helyezését menet közben. Ha rövid időre meg kell állnunk (pl. dugó), nem szükséges D-ből P-be váltanunk, csak húzzuk be a kéziféket. Ha elakadunk a sárban és a kerék nem megy tovább, ne nyomjunk gázt, mert károsíthatja a sebességváltót. Hívjunk inkább segítséget. A váltó karbantartása fontos - ellenőrizni kell rendszeresen a sebességváltó folyadék szintjét.

Különféle sebességváltó-típusok

A piacon számos különböző típusú sebességváltó létezik, amelyek mindegyike más-más vezetési élményt és hatékonyságot kínál.

Kézi sebességváltó

A kézi sebességváltók általában két fogaskeréktengelyből állnak, amelyeken több fogaskerék-pár van, amelyek a tengelyen oldalirányban mozgathatók. Minden fokozathoz két megfelelő fogaskerék kapcsolható váltókarmokon keresztül. Európában a kis- és középkategóriás autókban szokásos sebességváltó, általában 5-6 fokozatú. A manuális váltóval szerelt verziók általában olcsóbbak, és a javításuk sem jelent olyan szintű befektetést, mint az automata esetében. Megfelelően használva a fogyasztás is jobban kordában tartható. A mai személygépkocsik már nem használnak szinkronizálatlan kézi váltókat, ezeket csak gépekben, versenyautókban és nehéz tehergépjárművekben alkalmazzák.

Automatizált kézi sebességváltó (AMT)

Az automatizált kézi sebességváltó esetében a vezetőnek nem kell saját maga váltania a fokozatokat, illetve a kuplungot sem kell kapcsolnia. A sebességváltó elvileg úgy van kialakítva, mint egy kézi sebességváltó, de a kuplung működtetése és a sebességváltás automatizált. Ezek a sebességváltók viszonylag olcsók, de a vonóerő megszakításai (kis szünetek) váltáskor zavaróak lehetnek, különösen a gyenge kisautókban.

Kuplung tengely jellemzői Simson S51-hez

Fokozatmentes CVT sebességváltó

A fokozatmentes CVT sebességváltó váltás nélkül változtatja a sebességfokozatot - akárcsak a robogók esetében a variátor. Működési elv: Szíjjal ellátott tárcsarendszerrel operál: az egyik tárcsa a motorhoz csatlakozik, míg a másik a kerekekhez továbbítja a nyomatékot. A háttérzaj kellemes, ha nyugodt tempóban haladunk, de spontán és erős gyorsításkor kellemetlenül üvölt a motor. A fokozatmentes váltó legnagyobb előnye a vonóerő megszakítása nélküli, fokozatváltás nélküli, egyenletes gyorsítás. Az első CVT-s robogó 1938-ban az amerikai Salsbury volt, autón pedig csak 1958-ban alkalmazták, amikor a holland DAF bemutatta a 600-as típusát a Variomatic hajtáslánccal.

Hagyományos nyomatékváltós automaták

A hagyományos nyomatékváltós automatákat sokkal kényelmesebb vezetni. E konstrukció modern képviselői általában nagyon alacsony szinten tartják a motor fordulatszámát a nagyszámú (általában hat-kilenc fokozatú) sebességváltónak és a legalacsonyabb valamint a legmagasabb fokozat közötti nagy áttételi aránynak köszönhetően. Erős gyorsításkor az egyes fokozatokat magasabbra pörgetik, de a motor nem marad állandóan magas fordulatszámon, mint a CVT-váltók esetében. Az automata váltóknál az indítás feladatait nem súrlódáson alapuló, hanem hidrodinamikus gépek végzik. A hidrodinamikus nyomatékváltó előnyei közé tartozik, hogy hatásfoka nagy szlip tartományban jobb, és nyomatékot növel. A kisebb szlipnél jelentkező hatásfok romlást a vezetőkerékbe épített szabadonfutóval lehet megszüntetni.

Duplakuplungos sebességváltók (DSG)

A duplakuplungos vagy közvetlen kapcsolású sebváltó sokak kedvence. Ezek elvileg két váltóból állnak, amelyek mindegyike a páros és páratlan fokozatokat kezeli. A megfelelő sebességfokozat váltóelemenként egy-egy kuplungon keresztül kapcsolódik a meghajtó kerekekhez. Sebességváltáskor az egyik rész kuplungja kinyílik, míg a másik egyszerre zár. Ez azt jelenti, hogy a fokozatokat automatikusan (vagy kézzel, manuálisan) lehet váltani a terhelés alatti vonóerő megszakítása nélkül, ami a rendkívül gyors váltási folyamatoknak köszönhetően szükség esetén nagyon jó gyorsulási értékeket tesz lehetővé - nem véletlen, hogy a sportautókban nagyon gyakran használnak duplakuplungos sebességváltókat.

A 6-sebességes DSG sebességváltó részletes működése

A DSG sebességváltó lényege, hogy két behajtó tengelye van (zöld és piros), amelyeket kettős tengelykapcsoló köt a motor főtengelyhez, illetve két kihajtó tengelye van, amelyek a differenciálmű házhoz kötött nagy fogaskerékhez kapcsolódnak egy-egy lehajtó fogaskerékkel. A piros tengelyhez kapcsolódik az 1., 3., 5. és a hátrameneti fokozat szinkron szerkezete, míg a zöld behajtáshoz van kötve a 2., 4. és 6. fokozat kapcsolása. Ez azt jelenti, hogy amíg az egyik behajtó tengely a motorhoz van kötve, addig a másik tengelyen is bekapcsolható a fokozat, de azon nyomatékátvitel nem történik.

A fokozatváltásnál a bekapcsolt például 3. fokozat előtti 2. vagy utáni 4. fokozat úgy kapcsolódik, hogy a nyomaték nélküli (zöld) tengelyhez kötött kapcsolót zárják hajtás közben, és a tényleges kapcsolás a két tengelykapcsoló működtetésével, ebben az esetben a piros nyitásával és a zöld egyidejű zárásával történik. A kapcsolás tehát nyomatékkal terhelt hajtóműláncban történik a két tengelykapcsoló egyidejű csúszása és nyomaték átvitele mellett. Ezt a kinetikailag kedvezőtlen állapotot gondosan kell kezelni a kapcsolási folyamat vezérlése során tengelykapcsoló nyomások pontos szabályzásával, vagy a vezérlést irányító függvények pontos megadásával. A folyamat során a piros tengelykapcsoló nyomása és nyomaték átvitele csökken, a zöld tengelykapcsolóé pedig egyidejűleg nő. A nyomás vezérlés vagy szabályzás a két tengelykapcsolóban PWM vezérlésű proporcionális hidraulikus szeleppel történhet.

Műszaki adatok: Opel Astra F automata

A kettős munkahengerrel rendelkező kapcsoló villák a szinkronkapcsolók kapcsológyűrű hornyaiba nyúlnak be, és azokat tengelyirányban mozgatják. A fokozat bekapcsolását mágneses (Hall) helyzet jeladók jelzik. A kapcsolási stratégia függvényei a célzott vonóerő/motor nyomaték elérését jelentik a járműsebesség/motor fordulatszám függvényében. A stratégia kiválasztásához, amelynek alapján a sebességváltás idejének meghatározása történik, a következő jellemzőket veszi figyelembe a kapcsolást irányító rendszer: a járműre ható külső terhelés (hegy menet, utánfutó), a járművezető vezetési jellemzői, kick down kapcsoló, telematika (külső logisztika, irányítás), különleges feladatok (haszonjármű esetén), ASR, motor fordulatszám korlátozás. A fokozatkapcsolás figyelembe veszi a járművel kapcsolatos összes mérhető és kikövetkeztethető tényezőt, természetesen rangsorolva és súlyozva.

A szabályzási folyamat a kapcsolási stratégia szerint megy végbe. A kapcsolás "shift by wire" rendszere annyit jelent, hogy közvetlen mechanikus összeköttetés nincs a gépkocsivezető és a kapcsolt elemek között. A központi vezérlő modul végzi a fokozatkapcsolás futtatását, ehhez kapcsolódnak a beavatkozás moduljai: a tengelykapcsolóba, a fokozatkapcsolásba illetve a motorba történő interaktív beavatkozások irányítása céljából. A diagnosztikai modul minden egységgel kétirányú kapcsolatban van, felügyeli a rendszer állapotát és szükség esetén vész üzemmódra állítja át.

A bemeneti jelek a következők: Tápfeszültség, gyújtásjel, tengelykapcsoló jeladók, fordulatszám jeladók, fokozati jeladók, nyomásjeladók, hőmérséklet jeladók. A kimenetek: jeladók táplálása, táp kimenet, tengelykapcsoló szelepek, kapcsolószelepek, választó szelepek.

DSG váltó optimalizálása és problémái

A gyári váltó szoftver gyakran túl korán kapcsol feljebb a sebességi fokozatok között, ami alacsony motorfordulatszámot eredményez (1000-1200 tartományban). Például egy 6 sebességes DSG váltó már 40 km/h sebességnél a 4. fokozatban, és 52 km/h-nál már az 5. fokozatban van. Ennek orvoslására a váltó szoftverét optimalizálják és újra hangolják, hogy soha ne kerüljön alá 1300 fordulat nagy sebességi fokozatban. Ez kevesebb motorvibrációt, kisebb terhelést a kettőstömegűnek, kellemesebb motorhangot és rezgésmentes utasteret, valamint nagyobb rendelkezésre álló motorerőt eredményez gyorsításkor. A tengelykapcsoló hűtését az olajáramlás növelésével javíthatják.

DSG Váltó Problémák és Megoldások

Az alábbi táblázat összefoglalja a gyakori DSG problémákat és lehetséges megoldásaikat:

Tiptronic üzemmódok

Ha automata autónkon a kézi működtetés is elérhető, válaszd a +/- vagy az M gombot, amikor D (Drive) állásban vagy. Automata üzemmódban D (normál) és S (sportos kapcsolás) kapcsolóprogramok közül lehet választani. A Tiptronic annyit jelent, hogy a fokozat kapcsolás kézzel a sebességváltó kar le föl mozgatásával történhet. Ekkor a vezető a karral a fokozatokat sorrendben le föl kapcsolgathatja mikrokapcsolók működtetésével.

Szekvenciális sebességváltó (félautomata váltó)

A szekvenciális váltó szerkezeti felépítésében leginkább a manuális váltóra emlékeztet, hiszen itt - az automatával ellentétben - a kuplungtárcsa felel azért, hogy a motortól nyomatékot vegyen át, továbbá sebességváltáskor fogaskerekek kapcsolódnak egymásba. A szekvenciális igazából annyit jelent, hogy nem tetszés szerint választasz fokozatot, egyszerre csak egyet tudsz kapcsolni, le vagy felfelé. Az utcai, hagyományos autóknál általában két változattal találkozhatunk: a sebességfokozatok közötti váltáshoz vagy a váltókart használjuk, vagy a kormány mögötti - a Forma 1-es autók kialakítására emlékeztető - váltókkal tudunk egy sebességet le- és felváltani. Igazi szekvenciális váltós autókkal leginkább autóversenyeken találkozhatunk, gondolunk itt például a F1-es csúcsverdákra. Nem is csoda, hiszen a félautomata váltók iszonyú gyorsaságot tudnak produkálni, így mostanában már rengeteg utcai sportkocsi is átvette ezt a trendet.

A szekvenciális váltók története a versenyautókban

A Ferrari a Formula-1-ben már 1979-ben kísérletezett egy félautomata, gombbal kapcsolható, szekvenciális rendszerrel. 1987-ben már a Ferrari 639-es prototípusban egy hétfokozatú, elektrohidraulikus, kormányról kapcsolható rendszert alkalmaztak, kuplungpedállal, amit csak induláskor használtak. A többi csapat is követte a maranellóiak mintáját, például 1992-ben a Williams FW14-eshez is terveztek ilyen váltót. A hosszú távú pályaversenyeken is elterjedt a szekvenciális váltási mód: 1993-ban a le mans-i versenyen a Peugeot 905 Evo 1B-nél használtak ilyet, majd 1995-ben a győztes McLaren F1 GTR-ben is szekvenciálisan váltottak.

A raliban 1989-ben a Lancia Delta HF Integralét elektronikus kuplunggal látták el. 1990-ben a Ford hétfokozatú MS90 típusjelű váltót vezetett be a Sierra RS Cosworth 4x4-ben, ami csökkentette a fokozati ugrásokat és optimalizálta a motor fordulatszámát. Az Escort WRC 1997-ben kapta meg a raliversenyek történetének második szekvenciális, kuplungolás nélkül használható konstrukcióját.

A Forma-1-ben a 2000-es években további fejlesztések történtek. 1994-ben a Ferrari 412T váltóháza titánból készült, a McLaren MP 4/9-nél pedig eltűnt a kuplungpedál, helyette kormányra szerelt karral működött a kuplung. 2005-ben a BAR 007-hez fejlesztette ki a Honda és az Xtrac az első "seamless" (zökkenőmentes) váltót. 2014-ben, a turbómotorok bevezetésével egy időben, engedélyezett lett a nyolcfokozatú váltók használata.

Tehergépkocsik sebességváltói (EGS rendszer)

Tehergépkocsik sebességváltói nem csak méretükben és fokozatszámban különböznek a személygépkocsikétól, hanem a felépítési szerkezetben is. A haszonjárműveknél is léteznek kézi, automatizált kapcsolású és teljesen automata váltók. A kézi kapcsolású váltókban a mechatronika korlátozott szerepet játszik. Az automatizált kapcsolású sebességváltó, mint például a ZF Astronic hajtómű család, pneumatikus munkahengerek segítségével végzi a fokozatok kapcsolását. A váltó felső részében lévő kapcsolóegységben integrált a sebességváltó elektronika, a „kapcsolás", „előválasztás", és a „váltófék" működtető szelepek, a kapcsolóhengerek, fordulatszám, nyomás, stb.

A TRIGON Electronica Kft. által kifejlesztett és gyártott EGS-rendszer a mechanikus sebességváltó bowdenes (rudas) működtetését válthatja le elektropneumatikus működtetésre, kizárva a korábban felsorolt hátrányokat, mint a bowdenek elhasználódása, megnyúlása és szorulása. Az új működtetésből adódóan olyan plusz „szolgáltatásokat” nyújthat a gépjárművezető számára, melyeket a korábbi hagyományos működtetések nem tettek lehetővé. A váltásokat a járművezető a korábbi sebességváltó kart kiváltó joystick segítségével könnyedén hajthatja végre, javítva a komfortérzetet.

Az EGS rendszer elemei és működése

Az EGS rendszer a következő elemekből áll:

• Fokozatkapcsoló munkahenger
• Válogató (kiválasztó) munkahenger
• Szelepblokk
• Joystick
• Kijelző
• Vezérlő komputer
• Kuplungpedál-jeladó
• Kábelköteg

A sebességváltások folyamata öt szakaszra bontható:

1. A kuplung kinyomása.
2. A fokozatkapcsoló üresbe tétele.
3. Válogatás.
4. Fokozatkapcsolás.
5. A váltás befejezése.

Az EGS rendszerhez a gyártó saját diagnosztikai szoftverét is biztosítja, amely számos lehetőséget kínál a sebességváltó rendszer diagnosztizálásához és paraméterezéséhez.

tags: #6 #sebesseges #sebessegvalto #felepitese #mukodese

• Útmutató kerékpártartó bérléshez
• Biztosíték helye Schwalbe motorokon
• Felni konfigurátorral történő kiválasztás
• használt Octavia áttekintés
• Corsa C flexibilis kipufogócső típusok