Η εξέλιξη των κιβωτίων ταχυτήτων
SHIFT UP!Με την εξέλιξη των χειροκίνητων κιβωτίων σε σχετική στασιμότητα, τα τελευταία χρόνια οι κατασκευαστές ανεβάζουν ταχύτητα στα αυτόματα και ημιαυτόματα συστήματα μετάδοσης, που κερδίζουν όλο και μεγαλύτερο κομμάτι της αγοράς.
Η εποχή που τα αυτόματα κιβώτια αντιμετωπίζονταν απλώς ως ένα πανάκριβο στοιχείο του έξτρα εξοπλισμού ενός αυτοκινήτου έχει περάσει ανεπιστρεπτί. Σήμερα, αν μιλήσουμε για συμβατικό χειροκίνητο, ένα καλά κλιμακωμένο 6άρι είναι ό,τι πιο προηγμένο μπορεί να ζητήσει κανείς -και φυσικά θα το βρει-, αλλά αυτό δεν είναι ούτε νέο ούτε πρωτοφανές. Τα χειροκίνητα 6τάχυτα έχουν γίνει καθεστώς. Από την άλλη μεριά, στα αυτόματα και ημιαυτόματα κιβώτια οι εξελίξεις τρέχουν και οι κατασκευαστές προσπαθούν να προλάβουν ο ένας τον άλλον, ρίχνοντας στην αγορά προτάσεις που προσπαθούν να συνδυάσουν την ευκολία οδήγησης ή τη σπορ αίσθηση, σε κάποιες περιπτώσεις, με την οικονομία καυσίμου και την προστασία για τον κινητήρα, σε περίπτωση που ο οδηγός προσπαθήσει να υπερβεί τις δυνατότητες των μηχανικών μερών που έχει στη διάθεσή του.
Με έναν πολύ χονδρικό διαχωρισμό, θα μπορούσαμε να κατατάξουμε τα μη χειροκίνητα σε δύο σχολές: τα πλήρως αυτόματα και τα... ημί-. Η κατάταξη γίνεται ανάλογα με τη φιλοσοφία και το σχεδιασμό της κατασκευής, και όχι με τον τρόπο επικοινωνίας ανθρώπου-μηχανής. Εξηγούμαστε: Όλα τα κιβώτια τα περι ων ο λόγος περιλαμβάνουν ένα πλήρως αυτόματο πρόγραμμα λειτουργίας («D»), που χονδρικά κάνει τα πάντα μόνο του, για όποιον δεν ενδιαφέρεται για το τι κρύβεται κάτω από το καπό του αυτοκινήτου του. Από εκεί και πέρα, στα αυτόματα κατατάσσονται τα κιβώτια τύπου CVT (συνεχώς μεταβαλλόμενης σχέσεων) και τα «κλασικά» αυτόματα με μετατροπέα ροπής. Τα ημιαυτόματα -ή σειριακά-, σε ακριβές σπορ προτάσεις, δε διαφέρουν κατασκευαστικά από ένα συμβατικό χειροκίνητο κιβώτιο, με τη διαφορά ότι τα άκρα του οδηγού έχουν αντικατασταθεί από μηχανισμούς που πραγματοποιούν την αλλαγή της σχέσης με ρομποτικό τρόπο. Εμείς επιχειρούμε μια ματιά στο πώς χειρίζονται σήμερα το θέμα των κιβωτίων οι κατασκευαστές._ Σ. Λ.
«Κλασικά» αυτόματα
Μέχρι πρότινος, ως οδηγοί ήμασταν χαρούμενοι όταν οι κατασκευαστές εξόπλιζαν τις αυτόματες εκδόσεις τους με 5 σχέσεις, μιας και δεν ήταν λίγες οι περιπτώσεις που σου... λάχαινε κάποιο αναχρονιστικό, θεόμακρο 4άρι, το οποίο σε παίδευε και το παίδευες για να αξιοποιήσεις τις δυνατότητες ενός -κατά τα άλλα- καλού αυτοκινήτου, όπως είχες δεδομένο από τη χειροκίνητη έκδοση. Το «κλασικά» αυτόματο κιβώτιο στηρίζει τη λειτουργία του σε ένα επικυκλικό σύστημα γραναζιών (σχέσεων) και στο μετατροπέα ροπής, ο οποίος «αποφασίζει» υδραυλικά να κατεβάσει ταχύτητα όταν το φορτίο του κινητήρα ξεπεράσει ένα όριο και να ανεβάσει σχέση όταν το φορτίο πέσει κάτω από κάποιο άλλο προκαθορισμένο σημείο. Στα πρώτα αυτόματα κιβώτια η απόφαση αυτή ήταν καθαρά μηχανικό προϊόν (με κάποια χρονοκαθυστέρηση, βέβαια), με αποτέλεσμα συμπεριφορές... λόξιγκα στο δρόμο, αν ο οδηγός δεν ήταν προσεκτικός στην πίεση που ασκεί στο πεντάλ του γκαζιού.
Αυτό άλλαξε άρδην όταν, πλέον, ο έλεγχος της αλλαγής των σχέσεων πέρασε σε ηλεκτρονικό επίπεδο, με έναν από πριν χαρτογραφημένο εγκέφαλο να αποφασίζει ποια σχέση είναι η σωστή, λαμβάνοντας υπόψη του μια σειρά πληροφοριών από τους αισθητήρες του οχήματος, και όχι απλώς υπακούοντας στο δεξί πόδι κάποιου... αφηρημένου. Αργότερα, με το 4άρι Tiptronic των Porsche, ZF και Bosch το 1990, ο οδηγός απέκτησε λόγο επί των αλλαγών σχέσεων, μέσω πλήκτρων πάνω στο τιμόνι.
9 σχέσεις!
Τα πολυτελή γερμανικά μοντέλα είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτοκινήτων με κλασικό αυτόματο κιβώτιο, όσο «κλασικό» μπορεί να χαρακτηριστεί, βέβαια, ένα υπερεξελιγμένο, ηλεκτρονικά ελεγχόμενο σασμάν με 7 (Mercedes), 8 (BMW, Audi, Lexus) ή και 9 (!) σχέσεις, όπως το 9G-Tronic που ετοιμάζει η Mercedes, πιθανώς για την S-Class του 2012. Ειδική περίπτωση αυτόματου πρέπει να θεωρείται και το πρωτοποριακό αυτόματο του Lexus IS F με τις 8 σχέσεις, που βγάζει εκτός τον υδραυλικό μετατροπέα ροπής από την 3η σχέση και πάνω, για χάρη της σπορ αίσθησης.
Συνεχώς μεταβαλλόμενη μετάδοση
Είναι η πιο απλή υλοποίηση αυτόματου κιβωτίου που υπάρχει. Μάλιστα, είναι φθηνότερο και πιο κόμπακτ στην κατασκευή του ακόμα και από ένα συμβατικό χειροκίνητο, μιας και τα γρανάζια απουσιάζουν εντελώς. Τη δουλειά τους επιτελούν δύο ράουλα μεταβλητής διαμέτρου και ένας τραπεζοειδής -συνήθως- ιμάντας. Τα ράουλα είναι τοποθετημένα με τους άξονές τους παράλληλα τον ένα στον άλλον και αποτελούνται το καθένα από δύο κόλουρους κώνους που μπορούν να περιστρέφονται, αλλά και να κινούνται κατά μήκος του άξονά τους, απομακρυνόμενοι ο ένας από τον άλλον. Με αυτόν τον τρόπο αλλάζει η διάμετρος του ράουλου, άρα και η σχέση μετάδοσης. Θεωρητικά, μιλάμε για άπειρες σχέσεις, τουλάχιστον στην πλήρως αυτόματη λειτουργία. Φυσικά, και αυτά τα κιβώτια ελέγχονται πλέον ηλεκτρονικά, και μάλιστα οι κατασκευαστές προγραμματίζουν στον εγκέφαλο του κιβωτίου προεπιλεγμένες σχέσεις (συνήθως 7), σε περίπτωση που ο οδηγός θέλει να έχει λόγο επί των αλλαγών. Οι αλλαγές γίνονται με κουμπιά ή paddle στο τιμόνι ή μέσω ενός επιλογέα με θέσεις «+» και «-».
Σήμερα τα κιβώτια τύπου CVT είναι πολύ διαδεδομένα στα υβριδικά αυτοκίνητα, καθώς επιτρέπουν την ομαλή συνεργασία ανάμεσα σε ηλεκτροκινητήρα και μοτέρ εσωτερικής καύσης. Τα Honda Jazz Hybrid και Honda Insight, το σύνολο των υβριδικών Toyota (Prius, Lexus CT200h και τα μεγάλα υβριδικά Lexus), όλα «φορούν» CVT. Εξαίρεση αποτελεί το Honda CR-Z, το μόνο υβριδικό με χειροκίνητο κιβώτιο.
Οι Ιάπωνες δείχνουν να πιστεύουν στις συνεχώς μεταβαλλόμενες σχέσεις περισσότερο απ’ ό,τι οι Ευρωπαίοι. Τα υβριδικά μοντέλα τους εφοδιάζονται σχεδόν αποκλειστικά με κιβώτια CVT.
Ρομποτιζέ χειροκίνητα και διπλοί συμπλέκτες
Είναι το απόλυτο trend της εποχής, και όχι άδικα, μιας και αφενός δεν ξενίζουν τον οδηγό με τη λειτουργία τους, αφετέρου τον αποδεσμεύουν από τη χρήση συμπλέκτη ή/και επιλογέα. Από εκεί και πέρα, το ρομποτιζέ χειροκίνητο δε διαφέρει σε τίποτα από ένα συμβατικό κιβώτιο, με τη διαφορά ότι στη σύνθεσή του περιλαμβάνει ηλεκτροϋδραυλικούς μηχανισμούς που αναλαμβάνουν το «πάτα-άσε» του συμπλέκτη και την επιλογή της σχέσης. Από την άλλη μεριά, το μέλλον δείχνει να ανήκει στους διπλούς συμπλέκτες.
Η ιδέα που κρύβεται πίσω από την υλοποίηση ενός κιβωτίου διπλού συμπλέκτη είναι ότι τα γρανάζια των σχέσεων χωρίζονται σε δύο άξονες (ένας για τις άρτιες και ένας για τις περιττές). Ο κάθε άξονας έχει το δικό του συμπλέκτη, ο οποίος προεπιλέγει σχέση, όσο δε χρησιμοποιείται, ανάλογα με τις εντολές του εγκεφάλου. Έτσι, όταν έρθει η ώρα, η αλλαγή γίνεται σε ελάχιστο χρόνο, σχεδόν χωρίς να γίνεται αντιληπτή η διακοπή ισχύος προς τους τροχούς. Και τα κιβώτια διπλού συμπλέκτη χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με το αν οι συμπλέκτες είναι υγρού (εμβαπτισμένοι σε λάδι) ή ξηρού τύπου. Οι τελευταίοι απλοποιούν πολύ την κατασκευή και μειώνουν τις απώλειες, αλλά δεν ενδείκνυνται για κινητήρες με μεγάλη ροπή (συνήθως από 35 χλγμ. και άνω). Την επανάσταση των διπλών συμπλεκτών στα καθημερινά μας αυτοκίνητα ξεκίνησε η VW με το DSG.
Alfa TCT: Η Alfa Romeo τοποθέτησε το πρώτο της κιβώτιο διπλού συμπλέκτη (ξηρού τύπου) στη MiTo. Κατασκευάζεται από τη Fiat Powertrain Technologies, σε συνεργασία με τη Magneti Marelli και τη BorgWarner. Η αρχιτεκτονική του στηρίζεται σε 3 άξονες και είναι το πιο κόμπακτ κιβώτιο αυτού του τύπου, ενώ ζυγίζει μόλις 81 κιλά, μαζί με το λάδι και τη μονάδα ελέγχου.
Αυτός είναι ο επιλογέας του Ford Powershift, του νέου κιβώτιου διπλού συμπλέκτη που φοριέται ήδη στα νέα Focus και C-Max. Είχε ξεκινήσει την καριέρα του πειραματικά, σε κάποιες εκδόσεις του απερχόμενου Focus.
Το M-DCT της BMW M3 είναι μία από τις αποδείξεις ότι οι διπλοί συμπλέκτες είναι ιδανικοί και για σπορ χρήση, πέρα από τα καθημερινά μας αυτοκίνητα. Η BMW «ψαχνόταν» με τα SMG (ρομποτιζέ χειροκίνητα) στις προηγούμενες γενιές Μ3, που όμως δεν απέδωσαν τα αναμενόμενα. Σημειώνουμε ότι το ισχυρότερο αυτοκίνητο με κιβώτιο διπλού συμπλέκτη είναι η Bugatti Veyron των 1.000 και ενός ίππων.
Η Ferrari, αντί να εξελίσσει συμβατικά κιβώτια, απλώς... κατεβάζει τεχνολογία από τη Formula 1. Οι Ferrari δρόμου ελάχιστα διαφέρουν στον τρόπο αλλαγής σχέσεων από τα αγωνιστικά μονοθέσια. Οι California και 458 Italia, ωστόσο, έχουν κιβώτιο διπλού συμπλέκτη της GETRAG.
Γερμανικές ιστορίες με 2 συμπλέκτες...
Στην Porsche είχαν εξελίξει κιβώτιο διπλού συμπλέκτη (Porsche Doppelkupplungsgetriebe PDK) από την εποχή των αγωνιστικών «956» και «962» του Le Mans, ήδη από το 1983. Το ίδιο χρησιμοποιούσε και το Audi Quattro S1. Το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής, ωστόσο, που εφοδιάστηκε με τέτοιου τύπου σασμάν ήταν το VW Golf IV R32, το 2003, για να πάρει σειρά το Golf V GTI στα τέλη του 2004 και αμέσως μετά τα υπόλοιπα μοντέλα του Group VW. Το κιβώτιο της VW ονομάστηκε «DSG» (Direct Shift Gearbox) και το σύστημα των διπλών συμπλεκτών προμηθεύει η αμερικανική BorgWarner Inc.
Clutch = συμπλέκτης
Input shaft = άξονας εισόδου
Gear = σχέση
Reverse Gear = όπισθεν
Preselected Gear = προεπιλεγμένη σχέση
Active Gear = ενεργή σχέση
Output to front axle differential = έξοδος προς το εμπρός διαφορικό
Output to rear axle differential = έξοδος προς το πίσω διαφορικό
Center differential = κεντρικό διαφορικό
Αυτό το σχήμα δείχνει το κιβώτιο διπλού συμπλέκτη S-Tronic σε ένα τετρακίνητο Audi, σε φάση επιτάχυνσης με 1η σχέση.