Polavtomatski menjalniki stojijo na presečišču voznikove kontrole in avtomatizacije — ponujajo najboljše lastnosti tako ročnih kot avtomatskih menjalnikov. Da bi resnično razumeli, kako deluje polavtomatski menjalnik, je koristno najprej ponoviti osnove konvencionalnega ročnega menjalnika.
Kako deluje ročni menjalnik: Osnove
Tradicionalni ročni menjalnik je zgrajen okoli dveh glavnih gredi:
- Primarna (gonilna) gred — prejema navor od motorja prek zobniškega kolesa sklopke
- Sekundarna (gnana) gred — prenaša pretvorjeni navor na pogonska kolesa
Obe gredi nosita zobniška kolesa, ki se medsebojno ujemajo v parih. Na primarni gredi so zobniška kolesa trdno pritrjena; na sekundarni se prosto vrtijo. V nevtralnem položaju se vsa sekundarna zobniška kolesa vrtijo brez prenosa navora na kolesa.
Pri menjavanju prestav voznik pritisne sklopko, da loči primarno gred od motorja. Premikanje menjalnega ročaja premika posebne naprave, imenovane sinhronizatorji, vzdolž sekundarne gredi. Sklopka sinhronizatorja nato trdno zaklene ustrezno zobniško kolo na gred. Ko je sklopka spuščena, navor teče skozi zaklenjeno zobniško kolo pri izbranem razmerju, nadaljujoč do končnega pogona in koles. Da bi ostal menjalnik kompakten, je sekundarna gred pogosto razdeljena na dva dela, gnana zobniška kolesa pa so razporejena na obeh polovicah.
Kako deluje polavtomatski menjalnik
Polavtomatski menjalnik sledi natanko istim mehanskim načelom — z eno ključno razliko: servopogoni upravljajo sklopko in izbiro prestave namesto voznika. Ti pogoni navadno vključujejo:
- Koračni elektromotor z reduktorjem
- Servoenoto za upravljanje sklopke
- Hidravlične pogone v nekaterih konfiguracijah
Elektronska krmilna enota (ECU) usklajuje celoten postopek. Ko je ukaz za menjavo prestave izdan:
- Prvi servo pritisne sklopko
- Drugi servo premakne sinhronizatorje v želeno prestavo
- Prvi servo počasi sprosti sklopko
S tem se v celoti odpravi potreba po pedalu sklopke. V avtomatskem načinu krmilnik vozila sproži menjavo prestav glede na hitrost vozila, vrtljaje motorja in vnose sistemov, kot sta ESP in ABS. V ročnem načinu voznik ukazuje menjave prestav prek izbirnika prestav ali lopatic za menjanje.
Slabost: Pomanjkanje povratne informacije sklopke
Primarna slabost polavtomatskega menjalnika je odsotnost taktilne povratne informacije sklopke. Izkušen voznik lahko natanko začuti, kdaj se lamele sklopke zagrabijo, in ustrezno modulira prehod. Elektronika pa mora sprejeti bolj konzervativni pristop — sklopko drži dlje odprto, da bi se izognila trganju in preprečila obrabo. Rezultat so opazne prekinitve moči med pospeševanjem.
Edina prava rešitev je skrajšanje časa menjave, a to neposredno poveča stroške enote — kompromis, ki omejuje polavtomatske menjalnike v cenovno dostopnih aplikacijah.
Revolucija DCT: Menjalnik z dvojno sklopko — razloženo
Menjalnik z dvojno sklopko (DCT), ki se je pojavil v začetku 80. let, je odpravil te pomanjkljivosti z domiselnim mehanskim prebojem. Vzemimo Volkswagnov 6-stopenjski DSG kot odličen primer. Vsebuje:
- Dve sekundarni gredi z gnanimi zobniškimi kolesi in sinhronizatorji
- Dve primarni gredi — ena gnezdena znotraj druge, kot ruska matrjoška
- Dve ločeni večlamelni sklopki, ena za vsako primarno gred
Takole so razporejene prestave:
- Zunanja primarna gred: 2., 4. in 6. prestava
- Notranja primarna gred: 1., 3., 5. in vzvratna prestava
To je razlog, zakaj je DCT tako hiter: medtem ko avto vozi v 1. prestavi (notranja gred, prva sklopka zaprta), elektronika hkrati predhodno izbere 2. prestavo na zunanji gredi — čeprav ta sklopka ostane odprta. Zato se DCT imenujejo tudi predhodno izbirni menjalniki.
Ko nastopi točka menjave, se prva sklopka odpre in druga se hkrati zapre. Navor se prenese na zunanjo gred in 2. prestavo — skoraj brez prekinitve toka moči. Rezultat je osupljiv: Golf DSG menja prestave v samo 8 milisekundah, v primerjavi s 150 ms pri Ferrariju Enzo.
DCT proti polavtomatu: Ključne razlike
- Hitrost: DCT menja prestave v enomestnih milisekundah; polavtomatski menjalniki trajajo bistveno dlje
- Gladkost: Prehodi DCT so skoraj brezšivni zahvaljujoč vnaprej izbranim prestavam; polavtomati lahko povzročijo opazne padce moči
- Učinkovitost: DCT so bolj varčni z gorivom kot tradicionalni avtomati
- Cena: Obe tehnologiji imata cenovno premijo, čeprav so DCT sčasoma postali bolj dostopni
- Zmogljivost visokega navora: Zgodnji DCT so imeli težave z aplikacijami visokega navora — omejitev, ki jo je rešil Ricardov DSG, vgrajen v Bugatti Veyron z 1.000 KM
Kdo danes uporablja DCT?
Menjalniki z dvojno sklopko niso več ekskluzivni za vozila Volkswagen Grupe. Danes tehnologijo DCT uporabljajo:
- BMW
- Ford
- Mitsubishi
- FIAT
- Porsche — znamka, znana po sprejemanju le s časom preverjenih tehnologij
Medtem polavtomatski menjalniki še naprej prevladujejo v segmentu superavtomobilov — čeprav se tudi tu vrzel manjša. Robotiziran menjalnik Ferrarija 599 GTB Fiorano na primer menja prestave v zgolj desetinah milisekund, daleč pred cenovno dostopnejšimi polavtomatskimi sistemi, kot je Oplov Easytronic.
Prihodnost avtomobilskih menjalnikov
Industrijski analitiki napovedujejo, da bosta DCT in CVT (zvezno spremenljivi menjalnik) postala prevladujoča tipa menjalnikov v prihodnjih letih. Ročni menjalnik — opredeljen s pedalom sklopke — počasi izginja, celo iz zmogljivostno usmerjenih športnih avtomobilov. Ko sistemi za pomoč vozniku in avtomatizacija napredujejo, se premik k udobnosti le pospešuje.
To je prevod. Original si lahko preberete tukaj: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html
Objavljeno november 18, 2021 • 5m za branje
