Bera saman sjálfskiptingar: raðskiptingar, tvískiptingar, CVT

Sjálfskiptingar njóta vinsælda meðal bílaeigenda. Hverjar eru helstu tegundir slíkra sendinga og hverjir eru kostir og gallar þeirra?

Bandaríkin eru talin fæðingarstaður sjálfskiptingar. Árið 1904 bauð Boston fyrirtækið upp á tveggja gíra sjálfskiptingu. Rekstur þessa vélbúnaðar var að vísu mjög óáreiðanlegur, en hugmyndin fékk frjóan jarðveg og ýmsar gerðir hönnunar með sjálfvirkum gírskiptum fóru að birtast í Bandaríkjunum.

Hins vegar kom fyrsta sjálfskiptingin, svipuð að hönnun og notkun og nútímaskipti, aðeins fyrir síðari heimsstyrjöldina. Um var að ræða Hydra-Matic gírkassa hannað af General Motors.

Auglýsing

Vökvakerfi

Meðal sjálfskiptinga eru (enn sem komið er) algengustu vökvaskiptingar. Þetta er flókið vélbúnaður sem oftast samanstendur af togbreytisamstæðu eða togibreytir með mörgum plánetukírum.

Gírin í plánetukírum eru tengdir eða læstir með viðeigandi núningakúplingum og fjölskífa (fjölskífa) eða bandbremsum. Í þessu tilviki er skylduþáttur vökvaskiptingar olía, sem er alveg hellt í gírkassann.

Gírskipti eru framkvæmd með því að hindra ýmis sett af sólargírum sem hafa samskipti við fríhjól, diskakúplingar (venjulega fjölskífa), bandbremsur og aðra núningsþætti sem knúnir eru áfram af vökvadrifum.

Sjá einnig: ESP stöðugleikakerfi - athugaðu hvernig það virkar (VIDEO) 

Hönnunarþróun vökvadrifna gírkassa eru vatnsaflsskiptingar (með til dæmis virkni viðbótargírhlutfalls, svokallaðs kickdown) og rafstýrðra gírkassa. Í þessu tilviki getur gírkassinn verið með nokkrar aðgerðastillingar, til dæmis sport eða þægindi.

Einnig fjölgaði gírhlutföllum. Fyrstu vökvavélarnar voru með þrjú gírhlutföll. Eins og er eru fimm eða sex gírar staðalbúnaður, en það eru þegar til hönnun sem eru með níu.

Sérstök gerð sjálfskiptingar er raðskipting (einnig þekkt sem hálfsjálfskipting). Í þessari tegund vélbúnaðar er hægt að skipta um gír með því að nota stöng sem hreyfist aðeins fram eða aftur og skiptir upp eða niður einn gír, eða með því að nota spaða sem staðsettir eru á stýrinu.

Þessi lausn er möguleg vegna notkunar á rafrænum örgjörva sem stjórnar rekstri gírkassa. Raðskiptagírkassar eru almennt notaðir í Formúlu 1 bílum og þeir finnast í framleiðslubílum, þar á meðal Audi, BMW, Ferrari.  

Að sögn sérfræðingsins

Vitold Rogovsky, ProfiAuto net:

– Kosturinn við vökvakerfisskiptingar eru fyrst og fremst akstursþægindi, þ.e. engin þörf á að skipta um gír handvirkt. Auk þess verndar þessi tegund af skiptingu vélina fyrir ofhleðslu, að sjálfsögðu, að því gefnu að skiptingin sé notuð rétt. Gírkassinn lagar sig að snúningshraða vélarinnar og velur viðeigandi gír. Hins vegar er helsti galli vélbúnaðar þess mikil eldsneytisnotkun. Sjálfskiptingar eru stórar og þungar og henta því fyrst og fremst stórum kraftmiklum vélum sem þær vinna mjög vel með. Ákveðinn ókostur við þessar sendingar er einnig sá að notað eintak er að finna á eftirmarkaði.

Stöðugir gírkassar

Stöðug skipting er eins konar sjálfskipting, en með frekar ákveðnum búnaði. Það eru tvær lausnir - hefðbundinn plánetukassi og nú algengari CVT (Continuously Variable Transmission) gírkassi.

Í fyrra tilvikinu er plánetukírinn ábyrgur fyrir gírskiptingu. Hönnunin minnir á sólkerfið í smámynd. Til að velja gíra notar það sett af gírum, sá stærsti er með innri tengingu (svokallaða hringgír). Hins vegar er miðlægt (svokallað sól) hjól inni, tengt aðalskafti gírkassans, og aðrir gírar (þ.e. gervihnöttar) í kringum það. Skipt er um gír með því að loka og tengja einstaka þætti plánetukírsins.

Sjá einnig: Start-stop kerfi. Getur þú virkilega sparað? 

CVT er aftur á móti CVT með stöðugt breytilegri skiptingu. Hann hefur tvö sett af skáhjólum sem eru tengd hvort við annað með V-belti eða fjöldiska keðju. Það fer eftir snúningshraða vélarinnar, keilurnar nálgast hvor aðra, þ.e. þvermálið sem beltið liggur á er stillanlegt. Þetta breytir gírhlutfallinu.

Að sögn sérfræðingsins

Vitold Rogovsky, ProfiAuto net:

– CVT, vegna tiltölulega lítillar stærðar og lítillar þyngdar, eru notaðir í netta bíla og borgarbíla með minni vél. Kosturinn við þessar sendingar er að þær eru viðhaldsfríar. Jafnvel olíuskipti eru ekki ráðlögð og þau þola sama kílómetrafjölda og vélin. Auk þess er augnablikið þegar skipt er um gír nánast ómerkjanlegt. Þeir eru ekki eins dýrir og vökvakassar og bæta ekki mikið við verð bílsins. Stærsti gallinn er hins vegar veruleg seinkun á viðbrögðum við því að ýta á bensínfótinn, þ.e. orkutap. Það tengist einnig aukinni eldsneytisnotkun. CVT skiptingar henta ekki fyrir túrbóvélar.

Fyrir tvær kúplingar

Tvöföld kúplingsskiptingin hefur verið að gera feril úr henni í nokkur ár núna. Slíkur gírkassi kom fyrst á markað í upphafi þessarar aldar í Volkswagen bílum, þótt hann hafi áður fundist í rallýbílum og Porsche kappakstursgerðum. Þetta er DSG (Direct Shift Gearbox) gírkassi. Eins og er eru margir framleiðendur nú þegar með slíka kassa, þ.m.t. í Volkswagen Group bíla sem og í BMW eða Mercedes AMG eða Renault (t.d. Megane og Scenic).

Tvöföld kúplingsskiptingin er sambland af beinskiptingu og sjálfskiptingu. Gírkassinn getur bæði starfað í sjálfvirkri stillingu og með handvirkri gírskiptingu.

Mikilvægasti hönnunareiginleikinn í þessari skiptingu eru tvær kúplingar, þ.e. kúplingsdiskar, sem geta verið þurrir (veikari vélar) eða blautir, keyrðir í olíubaði (afl öflugri vélar). Önnur kúplingin er ábyrg fyrir oddagírum og bakkgír, hin kúplingin er ábyrg fyrir jöfnum gírum. Af þessum sökum getum við talað um tvo samhliða gírkassa sem eru lokaðir í sameiginlegu húsi.

Sjá einnig: Breytileg tímasetning ventla. Hvað gefur það og er það arðbært 

Auk kúplinganna tveggja eru einnig tveir kúplingarskaftar og tveir aðalskaftar. Þökk sé þessari hönnun er næsta hærri gírinn enn tilbúinn fyrir tafarlausa þátttöku. Til dæmis er bíllinn í þriðja gír og fjórði er þegar valinn en ekki enn virkur. Þegar ákjósanlegu skiptingartogi er náð opnast oddakúplingin fyrir þriðja gír og jöfn kúplingin lokar fyrir fjórða gír, þannig að drifáshjólin halda áfram að taka við tog frá vélinni. Skiptingarferlið tekur um það bil fjóra hundruðustu úr sekúndu, sem er minna en augnlok.

Næstum allar gírskiptingar með tvöfaldri kúplingu eru búnar viðbótarstillingum eins og "Sport".

Að sögn sérfræðingsins

Vitold Rogovsky, ProfiAuto net:

– Engin togi truflun í tvískiptingu. Þökk sé þessu hefur bíllinn mjög góða hröðun. Að auki starfar vélin á besta togisviðinu. Að auki er annar kostur - eldsneytisnotkun er í mörgum tilfellum minni en þegar um beinskiptingu er að ræða. Að lokum eru tvöfaldir kúplingar gírkassar mjög endingargóðir. Ef notandinn fylgir olíuskiptum á 60 þúsund km fresti brotna þeir nánast ekki. Hins vegar eru á eftirmarkaði bílar þar sem mælirinn hefur snúist upp og í þessu tilfelli er erfitt að viðhalda réttum endingartíma slíkrar skiptingar. Með einum eða öðrum hætti gætirðu líka rekist á bíla þar sem þessar athuganir hafa ekki farið fram og gírkassinn er einfaldlega úr sér gengin. Skemmdir á tvímassa svifhjólinu skapa einnig hættu fyrir þessar sendingar, því þá berast óæskilegur titringur í gírkassabúnaðinn. Ókosturinn við tvískiptingarskiptingar er einnig hátt verð þeirra. 

Wojciech Frölichowski