A modern autók sebességváltói: A kézitől az automatikusig és azon is túl

Csak a bénák vezetnek automatát? A régi előítéletek a magas üzemanyag-fogyasztásról és a rossz vezetési teljesítményről ma már aligha igazak. Mint mindannyian tudjuk, semmi sem olyan tartós, mint az előítélet. De valójában már nincs jó okunk arra, hogy kézzel váltsunk sebességet. Ma már vannak nagyszerű automata alternatívák, amelyek a sportosságtól az üzemanyag-takarékosságig mindenre képesek.

A sebességváltók fejlődése: a kézi kapcsolástól az automatikus rendszerekig

A sebességváltó elsődleges feladata a nyomaték közvetlen továbbítása az autó kerekeihez. Belseje speciális kialakítású, amely az áttételek kapcsolásáért felelős. A járműveknek tág sebességtartományban kell megbízhatóan üzemelniük. A kuplung csúsztatása nélkül is tudni kell alacsony sebességgel is közlekedniük, de ennek ellenére akár autópálya tempó mellett is üzembiztosan kell üzemelniük. Ennek megvalósítására a motor és a hajtó tengely közé változtatható fogaskerék áttételeket építenek be, ezt a gyakorlatban a sebességváltó valósítja meg. A járművek üzemeltetése során gyakran van szükség a motor forgatónyomatékának többszörösére, emelkedőn való induláskor vagy laza talajon történő elindulás során.

Az első automata sebességváltók megalkotójának Alfred Horner Munro-t tartják, aki a második világháború előtti időkben fejlesztette ki a prototípusát. De csak 1948-ban a Buicknál jelent meg először hivatalosan is az első kétfokozatú automata sebességváltó. 1917-ben jelent meg az első félautomata sebességváltó. Ezt a megoldást néhány évvel később, 1936-ban Wilhelm Maybach fejlesztette tovább. Híres Zeppelin autómodelljébe 6 sebességes előválasztós sebességváltót szerelt. Ez a következőképpen működött: a kormánykeréken lévő kar mozgatása a pozíciók között egy sebességfokozat kiválasztását jelentette. Ez akkor kapcsolt, amikor a vezető gázt adott. A félautomata - minden értelemben - egy elektronikusan továbbfejlesztett kézi sebességváltó. A sebességváltás kizárólag a gázelvétel és a váltókar (vagy a kormánykeréken lévő kar) megfelelő pozícióba történő áthelyezésével történik. Kuplungpedál azonban nincs a konstrukcióban.

Különböző sebességváltó típusok

Az automata sebességváltók eredete a prémium kategóriás autókig nyúlik vissza. Néhány évtizeddel ezelőttig csak drága autókba szerelték be őket, és luxusnak tekintették. Ma már messze nem számítanak fényűzésnek, mert egyre több autóba szerelik be őket, különösen az Egyesült Államokban, ahol gyakorlatilag minden autó „automata”.

Kézi sebességváltó: A kézi sebváltók 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.

XF automata váltó hibaelhárítás

Automatizált kézi sebességváltó: 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 - és mégsem érik meg általában a pénzüket. Az optimalizált váltási pontokkal ugyan megtakarít némi üzemanyagot, de a vonóerő megszakításai (kis szünetek) váltáskor zavaróak - különösen a gyenge kisautókban. A kar mozgatásával alacsonyabb vagy magasabb fokozat kapcsolható, de ez szekvenciálisan, azaz fokozatonként történik. FÉLAUTOMATA SEBESSÉGVÁLTÓK ÚJABB MODELLJEIBEN NAGYON GYAKRAN A SEBESSÉGFOKOZATOK TELJESEN AUTOMATIKUSAN IS VÁLTHATÓAK, ÉS DIFFERENCIÁLT VEZETÉSI MÓDOK IS VÁLASZTHATÓAK (PL. SPORT, ECO).

Fokozatmentes (CVT) sebességváltó: A fokozatmentes CVT sebességváltó viszont váltás nélkül változtatja a sebességfokozatot - akárcsak a robogók esetében a variátor. 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.

Hagyományos nyomatékváltós automata sebességváltó: 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.

Duplakuplungos (DCT) sebességváltó: 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. Egyes duplakuplungos sebességváltóval felszerelt modellek azonban nem rendelkeznek különösen kényelmes indulási viselkedéssel.

A sebességváltó típusok összehasonlítása

Az automata sebességváltók térnyerése Európában

Az automata sebességváltók évtizedek óta igen elterjedtek Észak-Amerikában. Ott alig van kézi váltós autó. Ott a klasszikus nyomatékváltós automata sebességváltók a legelterjedtebbek. Európában viszont nagyon sokáig a kézi váltók voltak a legelterjedtebbek. Míg 2000-ben a Németországban eladott új autók mindössze 20 százaléka volt automata, addig 2017-re ez az arány 47 százalékra emelkedett. 2022-ben az új autók 66 százaléka automata sebességváltóval is rendelkezik. A tendencia az autók összlétszámában is jól látható. 2002-ben a forgalomba helyezett autók 15 százaléka rendelkezett automata sebességváltóval. A tendencia továbbra is így fog alakulni. Néhány középkategóriás modell, például a BMW 3-as sorozat, már nem kapható kézi váltóval. Ennek oka a vásárlók megnövekedett kényelmi igénye, az egyre jobb automata sebességváltók és a hibridizáció növekedése. Egyértelmű, hogy az automata sebességváltók aránya tovább fog nőni, mivel a klasszikus belső égésű motorral felszerelt, megfizethető mikro- és kisautók száma tovább csökken.

Felicia váltógomb csere lépésről lépésre

Az elektromos autók és a sebességváltó - egy új paradigmaváltás

Az elektromos autók a feje tetejére állították az autók hajtásláncairól alkotott ismereteinket. A belső égésű motoros járműveknél megtanultuk, hogy sorrendben először van a motor, azután a kuplung, majd jön a sebességváltó, végül a tengelyhajtás végáttétele a differenciálművel. A kézi sebességváltók fokozatainak száma hétig, az automatáké egészen tízig emelkedett, de a lényeg, hogy a rendszer nélkülözhetetlen elemeinek tekintettük mindegyiket. Majd megjöttek az elektromos autók, és mint a szappanbuborék, úgy pukkadt szét az egész elmélet. Bennük nincs sem kuplung, sem sebességváltó. Hogyan lehet ez?

Miért nincsen sebességváltó az elektromos autókban?

Mindezt úgy, hogy a feladat adott, és ugyanaz. Az autót akár telepakoltan, akár emelkedőn felfelé meg kell tudni mozdítani, majd fel kell gyorsítani, másrészt viszont az autónak arra is képesnek kell lennie, hogy viszonylag nagy végsebességet érjen el. A probléma éppen ebben a végletességben rejlik. Az autó megmozdításához, azaz a tapadási ellenállás legyőzéséhez, majd azután a gyorsításhoz arra van szükség, hogy nagy nyomatéktartalék álljon rendelkezésre. A belső égésű motorok csak viszonylag szűk fordulatszám tartományban képesek nyomatékukat leadni. Ezért ha váltó nélkül, csak egyetlen fokozattal akarnánk megoldani autónk erőátvitelét, akkor kettős csapdába kerülnénk. Ha olyan áttételt választanánk, hogy ami a végsebességhez kell, akkor el sem tudna indulni, egyből lefulladna. Ha pedig olyat, hogy akár emelkedőn is el tudjon indulni, akkor a végsebessége lenne nagyon kicsi.

Az elektromos autóknak - kialakításukból adódóan - nincs szükségük kézi váltóra: a motorok azonnal leadják a teljesítményt. Az elektromotor! Már álló helyzetben, azaz nulla fordulatnál képesek a csúcsnyomatékukat szolgáltatni, amit egy bizonyos határfordulatszámig (ez körülbelül a maximális fordulatszámuk 12-18 százaléka) képesek fenntartani. A fordulatszám további növekedésével a nyomaték először gyorsabban, majd lassabban csökken. Az elektromotor azonban a tartós teljesítményéhez képest rövid távon akár teljesítménye, vagy nyomatéka megduplázására is képes! Az elektromotorok további előnye, és korántsem utolsósorban, hogy széles fordulatszámhatárok között pörgethetők. Gyakori a percenkénti 12 000-15 000 közötti maximális fordulat, de akadnak megoldások, ahol 20 000/percig is elmennek.

A kedvező nyomatékleadási móddal karöltve ez azt jelenti, hogy egy elektromotor egyetlen fokozattal áttételezhető úgy, hogy nulla fordulattól mozdítsa meg az autót, majd az autó a motor legnagyobb fordulatszámánál, mondjuk 12 000/percnél érje el a legnagyobb sebességét. Az autógyártó az elektromos autókhoz olyan 1 sebességes megoldást fejleszt ki, amelynek áttételezése hatékonyan szabályozza a villanymotort, és a legjobb egyensúlyt kínálja a gyorsulás és a végsebesség között. Ha ehhez még hozzávesszük, hogy a hétköznapi használatra szánt elektromos autók legnagyobb sebessége a túlzott fogyasztás elkerülése érdekében általában nem nagyobb 150-160 km/óránál, máris láthatjuk, miért nem szüksége sebességváltót szerelni az elektromos autókba. Az elektromotor a 0-tól a maximálisig terjedő használható fordulatszám-tartományával, valamint az ideálist követő nyomatékleadási módjával minden helyzetet képes megoldani. És ez valóban könnyebbség, hiszen a bármilyen kuplung és sebességváltó beépítése csak bonyolultabbá tenné a felépítést, növelné a költségeket és a karbantartási igényt, és csökkenthetné a megbízhatóságot. Hétköznapi használatra szánt elektromos autókban jelenleg sincs és várhatóan a jövőben sem alkalmaznak majd sebességváltót, elsősorban valószínűleg költségek és a vételár csökkentése miatt.

Mikor kap mégis sebességváltót az elektromos autó?

Csakhogy esetenként nem elégszünk meg azzal, amit állandó áttétellel egy villanymotor nyújtani tud. Ilyen eset például, ha ki akarunk lépni ebből a komfortzónából, például emelni szeretnénk a végsebességet. Egyes gyártók, például az Audi vagy a Porsche 2 sebességes sebességváltót is használnak a nagyobb sebességnél nagyobb hatékonyság érdekében. Van azonban egy harmadik út is. Igen, egy sebességváltó beépítése. (Természetesen automatikus kapcsolással.) Ebben az esetben akár ugyanazzal a motorral elérhető nagyobb végsebesség, de még az is megtörténhet, hogy kisebb nyomatékú és méretű motorral tudjuk lefedni a teljes sebességtartományt. És ehhez elég csupán két fokozat. Az első, nagyobb áttételű fokozat a kerékre jutó nyomatékot növeli, ami jó indítási és gyorsítási képességeket tesz lehetővé, míg a második, kisebb áttételű fokozat a végsebesség elérését teszi lehetővé.

Polo 6N váltógomb csere útmutató

Sebességváltó alkalmazásával ha kismértékben is, de a fogyasztás is csökkenthető. A sebességváltók használatának egy további előnyére a Formula E elektromos versenyautók mutatnak példát, amelyeknél általánosan elterjedt a sebességváltók alkalmazása. Ráadásul ezeknél a váltóknál nem is állnak meg két fokozatnál, három, négy, sőt, öt fokozatra is akad példa. A Formula E autóknál is egyrészt a motor fordulatszám tartományát és az autótól elvárt sebességtartományt hozzák fedésbe a sebességváltóval, másrészt viszont a visszatáplálás hatékonyságát növelik alkalmazásával. Lassításkor és elektromos fékezéskor általában visszaváltanak egy, vagy akár két fokozatot azért, hogy a generátor üzemre kapcsolt elektromotor felpörgetésével minél több áram termelődjön vissza az akkumulátorba. Nagyobb fordulatszámon ugyanis jobb a töltés hatásfoka.

Nagy teljesítményű, sportos autóknál azonban megérheti beépíteni őket, mint ahogy erre már most is akad példa. Teljesen elképzelhető például, hogy a Kia nemrég bemutatott EV6 nevű elektromos autójának 260 km/órás végsebességre képes GT változatának hajtásában is találunk sebességváltót.

Hibrid rendszerek és a sebességváltó

Érdekes módon, elterjedtebb a sebességváltó és elektromotor együttműködése a különböző hibrid autókban. Emögött persze gyakran konstrukciós meggondolások állnak, mint például a BMW, a Mercedes, vagy a VW konszern kívülről tölthető hibridjeinél. Ezek többségénél ugyanis az elektromotor a belső égésű motor és a sebességváltó között helyezkedik el, egy kuplunggal leválaszthatóan a belső égésű motortól és szilárd kapcsolattal a sebességváltó felé. A Toyota konszern a hibridjeibe fokozatmentes elektromos erőátvitelt szerel, de nem teljesen azonos megoldással. A Toyotákban (Prius, Yaris, Corolla, CH-R) nincs sebességváltó, aminek az a következménye, hogy autópályatempónál és azt meghaladó sebességnél nagy fordulatszámon pörög a benzinmotor, ami korábban kellemetlen hanghatást okozott. A Lexusok többségében azonban van váltó, amivel egyrészt nagy sebességnél ejteni tudják a benzinmotor fordulatszámát, másrészt a hajtó elektromotor is jobban illeszthető a pillanatnyi hajtási igényekhez. Szintén találunk váltót a Renault E-Tech hibrid rendszerében az elektromotor mellett.

Az automata sebességváltó üzemmódjai

Az automata sebességváltó feladata, hogy a sebességfokozatot a motor működéséhez és az autó aktuális sebességéhez igazítsa a vezető beavatkozása nélkül. Az automata sebességváltó három fő részből vagy rendszerből áll, amelyek a zavartalan működésért felelősek: fogaskerekek (amik a sebességváltó áttételeit végzik), fogaskerék vezérlőegység (fő feladata a fogaskerekek áttételének szabályozása és a különböző paraméterek, mint az olaj hőmérséklete, a sebesség, ill. a fordulatszám szabályozása), és a tengelykapcsoló a motorhoz (ebben a szerepben a kinetikus fogaskerekek vannak, amelyek az olaj mozgási energiáját használják). A kombinált műszeren megjelenik az aktuális fokozat.

• Parkolás (P): A parkolás (P) helyzetben nincs erőátvitel a hajtott kerekekre, és a sebességváltó rögzítve van.
• Hátramenet (R): Válassza az R állást a hátramenethez.
• Üres (N): Üres (N) helyzetben nincs erőátvitel a hajtott kerekekre, de a sebességváltó nincs reteszelve. A motort üres (N) helyzetben beindíthatja.
• Előremenet (D): Az előremeneti (D) fokozat a normál vezetési helyzet, mely a legjobb tüzelőanyag-fogyasztást és egyenletes haladást biztosít. A sebességváltó a vezetési körülményeket és a vezető beavatkozásait véve alapul kapcsol a megfelelő sebességfokozatba az optimális teljesítmény érdekében.
• Sportos üzemmód (S): A sportos üzemmód (S) általában alacsonyabb fokozatokban működik, mint az előremenet (D), és a váltások gyorsabbak.
• Fék (B): B helyzetben lehetőség van manuális fokozatváltásra. Az autó az elektromos motor használatával fékez, amikor felengedi a gázpedált, miközben tölti a hibrid akkumulátort.
• SelectShift: Ideiglenesen lehetővé teszi a sebességfokozat kézi kiválasztását a fokozott odafigyelést igénylő manőverek végrehajtásához, például vontatásnál vagy előzésnél.

Az automata sebességváltó alkalmazkodó tanulási folyamata növelheti a tartósságot, és állandó váltási érzetet biztosít a gépkocsi élettartama alatt. Az új gépkocsikban vagy sebességváltókban a váltás lehet kemény, puha vagy mindkettő. Ez nem rendellenes, és nem befolyásolja a sebességváltó működését vagy tartósságát. Az idő haladtával az adaptív tanulási folyamat beállítja a sebességváltó működését.

tags: #sebessegvalto #nelkuli #auto #információk

• Szakmai követelmények autómentő cégeknek
• Eladó Kawasaki ER-6n felni
• Matricák és dekorációk Skoda járművekre
• Tudjon meg többet a Swift ablaksötétítésről
• Golf IV elektromos kapcsolatai és világítása