Jämför automatiska växellådor: sekventiell, dubbelkoppling, CVT

Automatiska växellådor blir allt populärare bland bilägare. Vilka är huvudtyperna av sådana överföringar och vilka är deras fördelar och nackdelar?

USA anses vara födelseplatsen för den automatiska växellådan. Redan 1904 erbjöd Boston-företaget en tvåväxlad automat. Funktionen av denna mekanism var visserligen mycket opålitlig, men idén fann bördig mark och olika typer av konstruktioner med automatisk växling började dyka upp i USA.

Den första automatiska växellådan, som i design och funktion liknar moderna växellådor, dök upp först före andra världskriget. Det var en Hydra-Matic-växellåda designad av General Motors.

Trade

Hydraulisk växellåda

Bland automatiska transmissioner är de vanligaste (hittills) hydrauliska transmissioner. Detta är en komplex mekanism som oftast består av en momentomvandlarenhet eller momentomvandlare med flera planetväxlar.

Kugghjulen i planetväxlar är anslutna eller låsta med lämpliga friktionskopplingar och flerskivs (flerskiva) eller bandbromsar. I det här fallet är ett obligatoriskt element i den hydrauliska transmissionen olja, som hälls helt i växellådan.

Växling utförs genom att blockera olika uppsättningar solväxlar som samverkar med frihjul, lamellkopplingar (vanligtvis flerskivor), bandbromsar och andra friktionselement som drivs av hydrauliska drivningar.

Se även: ESP-stabiliseringssystem - kolla hur det fungerar (VIDEO) 

Konstruktionsutvecklingar av hydrauliska transmissioner är hydroelektriska transmissioner (med t.ex. funktionen av ett extra utväxlingsförhållande, den så kallade kickdown) och elektroniskt styrda transmissioner. I detta fall kan växellådan ha flera driftlägen, till exempel sport eller komfort.

Ökade också antalet utväxlingar. De första hydrauliska maskinerna hade tre utväxlingar. För närvarande är fem eller sex växlar standard, men det finns redan konstruktioner som har nio.

En speciell typ av automatisk växellåda är sekventiell växellåda (även känd som halvautomatisk växellåda). I denna typ av mekanism kan växlar växlas med hjälp av en spak som bara rör sig framåt eller bakåt och växlar upp eller ner en växel, eller med hjälp av paddlar placerade på ratten.

Denna lösning är möjlig tack vare användningen av en elektronisk mikroprocessor som styr driften av växellådan. Sekventiella växellådor används ofta i Formel 1-bilar, och de finns i produktionsbilar, inklusive Audi, BMW, Ferrari.  

Enligt experten

Vitold Rogovsky, ProfiAuto-nätverket:

– Fördelen med hydrauliska automatväxlar är framför allt körkomforten, d.v.s. inget behov av att växla manuellt. Dessutom skyddar denna typ av växellåda motorn från överbelastning, givetvis, förutsatt att växellådan används på rätt sätt. Växellådan anpassar sig efter motorvarvtalet och väljer lämplig växel. Den största nackdelen med dess mekanism är dock dess höga bränsleförbrukning. Automatväxellådor är stora och tunga så de lämpar sig i första hand till stora kraftfulla motorer som de fungerar väldigt bra med. En viss nackdel med dessa sändningar är också att ett begagnat exemplar kan hittas på andrahandsmarknaden.

Kontinuerligt variabla växellådor

En steglöst variabel växellåda är en slags automatisk växellåda, men med en ganska specifik anordning. Det finns två lösningar – den traditionella planetväxellådan och den numera vanligare CVT-växellådan (Continuously Variable Transmission).

I det första fallet är planetväxeln ansvarig för växlingen. Designen påminner om solsystemet i miniatyr. För att välja växlar använder den en uppsättning växlar, varav den största har inre ingrepp (den så kallade ringväxeln). Å andra sidan, inuti finns ett centralt (så kallat sol) hjul kopplat till växellådans huvudaxel, och runt det finns andra växlar (dvs satelliter). Växlar växlas genom att blockera och koppla in enskilda delar av planetväxeln.

Se även: Start-stopp-system. Kan du verkligen spara? 

CVT, å andra sidan, är en CVT med steglöst variabel transmission. Den har två uppsättningar koniska hjul som är anslutna till varandra med en kilrem eller en flerskivskedja. Beroende på motorvarvtalet närmar sig konerna varandra, d.v.s. diametern som bältet löper på är justerbar. Detta ändrar utväxlingen.

Enligt experten

Vitold Rogovsky, ProfiAuto-nätverket:

– CVT, på grund av sina relativt små dimensioner och låga vikt, används i kompakta bilar och stadsbilar med mindre motorer. Fördelen med dessa transmissioner är att de är underhållsfria. Även oljebyten rekommenderas inte och de tål samma körsträcka som motorn. Dessutom är ögonblicket för växling nästan omärkligt. De är inte lika dyra som hydraullådor och tillför inte mycket till bilens pris. Å andra sidan är den största nackdelen den betydande fördröjningen i reaktionen på att trycka på gaspedalen, d.v.s. strömförlust. Det är också förknippat med ökad bränsleförbrukning. CVT-transmissioner är inte lämpliga för turbomotorer.

För två kopplingar

Dubbelkopplingsväxellådan har gjort karriär av det i flera år nu. En sådan växellåda dök upp på marknaden först i början av detta århundrade i Volkswagen-bilar, även om den tidigare funnits i rallybilar och Porsche-racingmodeller. Detta är en DSG-växellåda (Direct Shift Gearbox). För närvarande har många tillverkare redan sådana lådor, inkl. i Volkswagen Groups fordon samt i BMW eller Mercedes AMG eller Renault (t.ex. Megane och Scenic).

Dubbelkopplingsväxellådan är en kombination av manuell och automatisk växellåda. Växellådan kan arbeta i både helautomatiskt läge och med manuell växlingsfunktion.

Den viktigaste designfunktionen hos denna transmission är två kopplingar, dvs. kopplingsskivor, som kan vara torra (svagare motorer) eller våta, som går i ett oljebad (kraftfullare motorer). En koppling står för udda växlar och backväxel, den andra kopplingen står för jämna växlar. Av denna anledning kan vi tala om två parallella växellådor inneslutna i ett gemensamt hus.

Se även: Variabel ventiltid. Vad ger det och är det lönsamt 

Utöver de två kopplingarna finns det även två kopplingsaxlar och två huvudaxlar. Tack vare denna design är nästa högre växel fortfarande redo för omedelbar inkoppling. Bilen går till exempel i tredje växeln, och fyran är redan vald men ännu inte aktiv. När det ideala växlingsmomentet uppnås öppnas den udda kopplingen för tredje växeln och den jämna kopplingen stänger för fjärde växeln, så att drivaxelns hjul fortsätter att ta emot vridmoment från motorn. Bytesprocessen tar cirka fyra hundradelar av en sekund, vilket är mindre än ett ögonlocks blinkning.

Nästan alla dubbelkopplingstransmissioner är utrustade med ytterligare driftlägen som "Sport".

Enligt experten

Vitold Rogovsky, ProfiAuto-nätverket:

– Inget vridmomentavbrott i dubbelkopplingsväxellådan. Tack vare detta har bilen en mycket bra acceleration. Dessutom arbetar motorn i det optimala vridmomentområdet. Dessutom finns det ytterligare en fördel - bränsleförbrukningen är i många fall lägre än i fallet med en manuell växellåda. Slutligen är dubbelkopplingsväxellådor mycket hållbara. Om användaren följer oljebytet var 60 tusen km går de praktiskt taget inte sönder. På andrahandsmarknaden finns det dock bilar där mätaren har vänt upp och i det här fallet är det svårt att upprätthålla korrekt livslängd för en sådan växellåda. På ett eller annat sätt kan du också stöta på bilar där dessa kontroller inte har utförts och växellådan helt enkelt är utsliten. Skador på tvåmasssvänghjulet utgör också en fara för dessa transmissioner, för då överförs oönskade vibrationer till växellådans mekanism. Nackdelen med dubbelkopplingstransmissioner är också deras höga pris. 

Wojciech Frölichowski