A váltás rutinmunka, bízzuk a gépre - az automataváltók lelkivilága

Tartalomjegyzék

Vélhetően nem tévedek nagyot, ha azt állítom: gyakorlatilag mindenki került már olyan szituációba, amikor a városi araszolás közben a pokolba kívánta a ménkű sok kuplungolás és váltás egymásutánját, miközben esetlegesen irigykedve tekintett a szomszéd autóban a kellemes automatát használó úriemberre.

Ezzel párhuzamosan azt is meg kell jegyeznem, hogy számos olyan sofőr akad ismerősi körömben is, aki rettentően ódzkodik az automata szerkezetektől, bár szerintem leginkább azért, mert még életében nem próbálta, milyen a kézi kapcsolásoktól mentes autózás - főleg egy modern egység segítségével. Szavatolja a kényelmetPersze az izgalmas szerpentines kalandokhoz vagy esetlegesen a pályanapokon való részvételhez már jobban dukál az emberi erővel történő kuplungolás és gangolás, viszont a hétköznapi használat során messze kényelmesebb egy ügyes automata, ráadásul általa a váltásokra irányított figyelem immáron az útra összpontosulhat, így akár biztonságosabbnak is nevezhetjük az automataváltókat.

Kezdetben vala a jó öreg bolygóműves szerkezet, amely egészen máig vidáman él, fittyen hányva az évtizedek múlására. Már a huszadik század első éveiben próbálkoztak a szemfüles mérnökök a váltási folyamat egyszerűsítésével, azonban jelentősebb áttörést csak a ’30-as években sikerült elérni – láss csodát, épp magyar kezek által. Többek közt a golyóstoll feltalálója, Bíró László álmodta meg az automataváltó igazi elődjét. Bíró Úr épp akkoriban vásárolt magának egy Bugattit, de a váltásokat túlságosan nehézkesnek ítélte, feltaláló révén így elkezdett egy elmésebb szerkezeten agyalni, amely kiválthatná a kézzel-lábbal elvégzendő feladatot, ráadásul ennek hála az autóban rejlő tartalékok is jobban kihasználhatóak lettek volna.

Elég hamar, egy év leforgása alatt elkészült a remekmű, amely működőképes volt és a szabadalom sem hiányzott róla. Az Opel azonnal le is csapott a lehetőségre és egy 1000 km-es teszttáv megtétele után havi 200 dollárért cserébe megvásárolták a találmány jogait, azonban nem használati célból - biztos, ami biztos, nehogy a konkurencia szerezze meg azokat címmel.

A bolygóműves automataváltók felépítése ráadásul nem is olyan bonyolult, mindösszesen a bolygóművek lelkivilágába kell egy kicsit jobban belelátni. Működésük során a bolygóművek egymásutánja (a bolygóművek száma összefüggésben áll a fokozatok számával) adja az adott Az amerikaiak szinte csak automatával vásárolnakfokozat áttételét úgy, hogy a bolygóművek valamelyik szabadságfokát lekötjük, például egy kuplungszerkezettel vagy a régebbi konstrukciókban valamilyen fékkel (leggyakrabban szalagfék). Hagyományos értelemben vett kuplungot nem találunk a motor és a váltómű között, ennek feladatát egy hidrodinamikus tengelykapcsoló végzi. Ez utóbbi leegyszerűsítve olyan, mint egy félbevágott, lédús narancs: amennyiben az egyik fél mozogni kezd, a folyadék révén a másik felet is mozgásba hozza.

Az első sorozatgyártásba küldött automata szerkezet a GM Hydra-Matic váltóműve volt 1939-ben, amely négy előre- és egy hátrameneti fokozatot rejtett magában. Ezek az Oldsmobile, Cadillac és Pontiac modelljeibe kerültek, de a General Motors a Mercedes-Benznek és a Rolls-Royce-nak is adott el belőle. 1956-ban jelent meg az utód, a "Jetaway", amelyben már két folyadékos egység biztosította a finomabb váltási procedúrát, és itt jelent meg a P fokozat is.

 

Ha már itt tartunk, gyorsan tisztázzuk az automataváltók fokozatait; ezek rendre: P, R, N, és D, ahol, a P a parkolóállást jelenti (általában csak ebben a helyzetben lehet elindítani és leállítani a motort), az R a hátramenetet takarja, az N az üres, a D pedig a haladás (drive) pozíció.

Aztán az idők során egyre több gyártó kínálatában jelentek meg a vezetők mindennapjait megkönnyítő szerkezetek - főleg Amerikában, ahol gyakorlatilag alapfelszereltséggé vált, míg Európában inkább a prémium szegmens modelljei kaptak csupán automataváltót. Érdekes tény, hogy ezek az egységek eleinte nem szintetikus vagy ásványi olajjal működtek, hanem bálnaolajat töltöttek beléjük.

A ZF nyolcsebessége verhetetlennek tűnikMegjelenése óta vitathatatlanul sokat fejlődött a bolygóműves automata, magát a szerkezetet és a vezérlést is beleértve. A korai két- vagy háromsebességes típusok ma már abszolút feledésbe merültek és többek között, a Lexus, a Mercedes-Benz valamint a BMW, az Audi (sőt, az egész Volkswagen konszern) a szokványosabb öt-  hatsebességesek mellett már hét- nyolcgangos egységeket épít járműveibe, amelyek a lehető legigényesebb kivitelezésben érkeznek. Ezek közül talán a legismertebb a ZF garázsából érkező nyolcsebességes remekmű, amelyet eddig több BMW tesztautóban is magasztaltunk: a kényelem magasiskolája mellett a fogyasztásban is roppant sokat nyom a latban az okos, immár start-stop rendszerrel is kiegészített váltómű.

De napjainkban már az automaták vezérlését sem olyan egyszerű és butácska elektromos eszközök végzik, mint a hőskorban. A váltó külön ECU-t (vezérlőt) kap, amely számtalan szenzor beérkező jeleiből csemegézve, rettentő bonyolult algoritmusok alapján határozza meg az optimális sebességi fokozatot. Ezen kívül szót érdemel a kick-down kapcsoló (padlógáz kapcsoló) is, amely a gázpedál teljes lenyomásával azonnal utasítja a vezérlőt, hogy rögtön abba a fokozatba kapcsoljon vissza, amelyikben a maximális gyorsulás érhető el. A mai példányok ráadásul szinte kivétel nélkül rendelkeznek manuális kulisszával, azaz a sofőr maga is dirigálhatja a váltások egymásutánját a váltókar vagy a kormányon elhelyezett kapcsolófülek pöckölgetésével.

A ’90-es években más alternatívát is kapott a klasszikus bolygóműves szerkezet a (szekvenciális) robotváltók személyében. Itt nem igazi automataváltóról van szó, hanem inkább automatizált lenne a helyes kifejezés ennek leírására.

Felépítésük bizonyos pontig teljesen megegyezik a kézi váltókéval, mindösszesen a kapcsolást variálták meg a mérnökök: a váltórudazatot és a kuplungot kezünk, illetve lábunk helyett elektromos vagy hidraulikus aktuátorok mozgatják, azaz gyakorlatilag ugyanaz történik, mint egy hagyományos kézi egységben, csak segítséggel.

A szoftveres vezérlés pedig további távlatokat nyit, ennek megfelelően az automatikus üzemmód mellett kézi vezérlést is lehetővé tesz. Egyszerű felépítésük révén a robotizált váltók inkább az olcsóbb autók estében és az alacsonyabb kategóriákban terjedtek el - ilyen például Opel Easytronic-ja, a PSA MCP6-ja, a Toyota MMT-je, vagy a 156-osban debütált Alfa Selespeed.

A BMW SMG-re nevezte szekvenciális váltójátA robotváltókat leginkább kelletlen karakterisztika, rángatásokkal tűzdelt gangolások jellemzik, épp ezért sokan – teljesen érthető módon – nem preferálják ezeket a szerkezeteket, viszont akadnak gyártók, amelyek jóval gyorsabb és bonyolultabb vezérléssel illetve nagyteljesítményű hidraulikus aktuátorokkal tekintélyt parancsoló eredményt értek el: ide tartozik a Ferrari F1-egysége és a BMW SMG-je is, amelyek akár 0,1 szekundumnál is gyorsabban végzik el a kívánt kapcsolási műveletet.

(Cikkünk a következő oldalon folytatódik.)

A mai trendeket egyértelműen a duplakuplungos, azaz DSG (Direct-Shift Gearbox) váltók uralják, amelyek a Volkswagen konszern hatására terjedtek el az autóiparban. Az első ilyen váltóval szerelt autó a ’80-as évek versenypályáin tombolta ki magát - ő volt a Porsche 962. Aztán pár év csönd  következett, majd az ezredforduló után kapott új löketet az ötletes, két kuplungos szerkezet, amelyet a németek számára a BorgWagner fejlesztett ki. Az első DSG-s szériamodell a IV-es Golf R32-ben dolgozott és hatsebességes volt - ez került nem sokkal később a 3,2 literes V6-ossal szerelt, első szériás Audi TT motorja mellé is. A következő, merőben új fejlesztésű hétsebességes DSG és Audi S-tronic generáció 2008-ban érkezett meg a VW konszern kínálatába, lényegében ezzel elindítva a duplakuplungosok lavináját.

A Ford PowershiftjeAzóta már más gyártók is fantáziát láttak a leleményes váltóműben, így nem véletlen, hogy a Fordok és a Volvók is rendelhetőek hatsebességes duplakuplungos Powershift egységgel, a Mercedes-Benz a sirályszárnyas SLS-be szerel hétgangos DSG-t AMG SpeedShift néven, míg a BMW az E92-es M3-at látta el BorgWagner gyártmányú DCT-re (Dual Clutch Transmission) keresztelt váltóművével - de folytathatnánk a sort a Porschével, a Ferrarival, a Mitsubishivel, a Renaulttal vagy a Nissannal is.

Maga az ötlet zseniális: a duplakuplungos sebességváltók lelkét a két darab behajtótengely adja, amelyek egymásba csúsztatva helyezkednek el - az egyik csőtengely, és abban fut a másik. Egyikre a páros, másikra a páratlan fokozatokhoz tartozó fogaskerekek vannak szerelve és mindkettőhöz tartozik egy kuplung is – innen származik a duplakuplungos név. Ezekhez csatlakozva kihajtótengelyből is kettő vala, ezeken kapcsolgatják be a szükséges fokozatokat a kapcsolóvillák.

Maga a váltás folyamata az, ami igazán zseniálissá teszi a DSG-t: míg az egyik tengelyen az 1-es fokozat az aktív (elindulás esete), a másikon A VW konszern DSG-jemár a 2-est készíti be az automata, amikor pedig a sebességváltás aktuálissá válik, a két kuplung egyszerre történő csúsztatásával váltunk egyik tengelyről a másikra. A kapcsolás villámgyors, de igazi előnye, hogy a váltásközi kuplungcsúsztatások révén a nyomatékfolyam nem szakad meg.

A szenzoroktól és a vezérlőktől érkező információk alapján a váltó számítógépe dönti el, hogy melyik fokozatot kell bekészítenie – gyorsítás közben nyilván az eggyel magasabbat, lassításnál az alacsonyabbat. Az egyedüli probléma a két fokozattal való visszakapcsolás lehet, hiszen azok ugyanazon tengelyhez, ugyanazon kuplunghoz tartoznak, ám a mérnökök ezt is orvosolták – a DSG egy pillanatra beváltja a köztes fokozatot. Különben bármennyire is meggyőzőek és hatékonyak az akár start/stop rendszerrel is kombinálható duplakuplungos egységek, kisebb rángatásaik miatt nem képesek elérni a bolygóműves szerkezetek finomságát, komfortját - ezért a luxuskategóriában továbbra is utóbbiakat használják a mérnökök. 

Porsche Panamera duplakuplungos

A végére hagytam talán a legizgalmasabb automata váltóművet, azt, amelyikben nincsenek fokozatok. Vagyis vannak, de azok száma végtelen. Ő volna a fokozatmentes néven csúfolt, azaz a folyamatosan változó áttételű váltó, a CVT (Continously Variable Transmission). A réges-rég repülőgépek generátoraiban használt megoldást néhány évtizeddel később a japán gyártók, valamint az Audi Multitronic néven élesztett újra.

A CVT a japánok asztalaEz esetben két tárcsapárban, és a közöttük feszülő szíjban rejlik a megoldás. Az említett tárcsapárok képesek egymástól való távolságukat, ezáltal azt a sugarat változtatni, amire a szíj felfekszik, így az áttételt is változtatva. Mivel a tárcsák távolsága fokozatmentesen állítható, így a létrehozható fokozatok száma is végtelen (természetesen két végpont között), a vezérlés a fennálló viszonyoknak megfelelően a lehető legoptimálisabb munkapontban működtetheti az erőforrást. Persze a mérnökök innen sem spórolták ki a manuális kapcsolás lehetőségét: ilyenkor hat-hét előre beprogramozott áttétel közül válogathatunk. A CVT váltók kétségkívül legérdekesebb mutatványa a gyorsulás, amikor is mindenféle megszakítás nélkül, konstans fordulaton üzemel a motor, miközben a sebességmérő mutatója egyre feljebb kúszik - de a gyorsulási versenyeket felejtsük el: a meghajtószíj/lánc kímélése érdekében a rendszer alacsony sebességnél (60-80 km/óráig) korlátozza a motorteljesítményt.

"Hagyományos" autókban viszonylag ritka esetben találunk ilyen megoldást, ám a CVT igazi szakterülete a hibdrid technológia, hiszen itt gyakorta van szükség több A Subaru CVT-jeerőforrás – belső égésű és elektromos – nyomatékának egyesítésére. Az E-CVT rendszerek teszik lehetővé többek között a Honda és a Toyota, illetve a Lexus hibrid modelljeinek működését.

Szó mi szó, az automata váltóművek egyre nagyobb teret nyernek, ami nem is csoda, hiszen a régebbi, lusta és butább szerkezetekkel ellentétben manapság már rendkívül precíz és bonyolult szoftveres vezérléssel felvértezett, mostmár igazán takarékos automaták állnak szolgálatunkba, amelyek megkönnyítik a hétköznapi közlekedés nyűgjeit. Ne riadjanak el tehát látatlanban az automataváltóktól: mielőtt ítélnek/választanak, érdemes kipróbálni egy modern egységet. És hogy mit hoz a jövő? Ha tippelhetünk, akkor elsősorban még több (9, majd akár 10) fokozatot, de egy biztos: a mérnökök folyamatosan azon dolgoznak, hogy jobb legyen nekünk.


Nyomtatás   E-mail

Szavazás

Melyik modell legyen a 2018-as év Autó Pult Év Autója?
Az Ön adatainak védelme fontos számunkra

Ez a webhely a böngészés tökéletesítése érdekében cookie-kat használ. További információt ezzel kapcsolatban Adatvédelmi szabályzatunkban talál. Az Elfogadás gombbal belegyezik ezek használatába.