HMIAYTOMATA KIBΩTIA TAXYTHTΩN
Και, ξαφνικά, όλοι οι κατασκευαστές ανακάλυψαν ότι μπορούν να δανειστούν «ίματζ» από τους αγώνες αυτοκινήτου, διαφημίζοντας καταπληκτικά, υπερσύγχρονα, υπεργρήγορα, υπερτέλεια, «σειριακά» κιβώτια. Τί είναι, όμως, όλα αυτά τα διαφορετικά κιβώτια, πού βασίζονται και πόσο μοιάζουν με το «αληθινό»;Φωτογραφίες: Βασίλης Γιαννακόπουλος
Τα κιβώτια ταχυτήτων είναι σίγουρα ένας από τους τομείς της σύγχρονης αυτοκίνησης που διαθέτει πολύ μεγάλα περιθώρια εξέλιξης. Το απλό χειροκίνητο κιβώτιο έχει βελτιωθεί στις λεπτομέρειες, αλλά επί της ουσίας παραμένει ίδιο εδώ και πάρα πολλές δεκαετίες, ενώ το αυτόματο κιβώτιο (αν και όχι ιδιαίτερα διαδεδομένο στη χώρα μας και γενικότερα στην Ευρώπη) υπήρχε στην αμερικανική αγορά από τα τέλη της δεκαετίας του '40. Σημαντικότερη εξέλιξη αποτελούν τα κιβώτια διαρκώς μεταβαλλόμενης σχέσης μετάδοσης (CVT) που τοποθετήθηκαν για πρώτη φορά σε αυτοκίνητο παραγωγής πολύ παλαιότερα από ό,τι θα φαντάζονται όσοι «ανακάλυψαν» σήμερα την τεχνολογία αυτή: ήδη από το 1958 υπήρχε σε λειτουργία το πρώτο δείγμα, ενώ μέχρι και το 1975, που η DAF απορροφήθηκε από τη Βόλβο, τα μικρά αυτοκινητάκια της χρησιμοποιούσαν το σύστημα Βαριομάτικ με επιτυχία (αν και με τον περιορισμό της μικρής ιπποδύναμης που μπορούσαν να αντέξουν οι ιμάντες της εποχής).
Επί της ουσίας, όμως, η πιο «χρήσιμη» πρόοδος ήταν αυτή των ηλεκτρονικών, που έφερε το κόστος των ηλεκτρομηχανικών αυτοματισμών σε λογικά επίπεδα, έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε καθημερινά αυτοκίνητα δρόμου. Με πρώτο βήμα τον ηλεκτρονικό έλεγχο των παραδοσιακών αυτόματων κιβωτίων (που ξεκίνησε πριν από αρκετά χρόνια με το Τιπτρόνικ στις Πόρσε), αρκετές εταιρείες έχουν περάσει στον αυτόματο έλεγχο συμβατικών χειροκίνητων κιβωτίων (όπως το SMG της BMW M3 του 1996 ή το Selespeed της Άλφα Ρομέο) και, προσφάτως, στον πλήρη έλεγχο των CVT (όπως το Primera CVT ή το Punto Speedgear) που πλέον διαθέτουν και «ψευδο-σειριακή» λειτουργία με ενδιάμεσα «σκαλοπάτια» στη μεταβολή της σχέσης μετάδοσης. Από όλα αυτά τα διαφορετικού τύπου κιβώτια, που όλα ονομάζονται «σειριακά» από τα αντίστοιχα τμήματα μάρκετινγκ, τί εισπράττει ο οδηγός σε επίπεδο οδηγικής απόλαυσης, αλλά και ευκολίας και ασφάλειας, και τί γίνεται με τα θέματα του κόστους, του βάρους, της κατανάλωσης καυσίμου και της αξιοπιστίας; Ας το δούμε, παίρνοντας τα πράγματα από την αρχή.
Χειροκίνητο κιβώτιο
Το απλό χειροκίνητο κιβώτιο (στο οποίο βασίζονται τα αντίστοιχα ημιαυτόματα) είναι ένα σύστημα με δύο άξονες και αρκετά γρανάζια, τα οποία βρίσκονται όλα σε διαρκή εμπλοκή μεταξύ τους. Αντίθετα με ό,τι θα πίστευε κανείς, τα γρανάζια των ταχυτήτων δεν εμπλέκονται και απεμπλέκονται μεταξύ τους, αλλά παραμένουν σε μόνιμη εμπλοκή ανά ζεύγη, γυρίζοντας «τρελά», μέχρι τη στιγμή που το ενδιάμεσο γρανάζι-«κόμπλερ» έρχεται να «κλειδώσει» ένα από αυτά πάνω στον άξονα της εξόδου, ώστε να δώσει κίνηση στο διαφορικό. Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται ένα απλό χειροκίνητο κιβώτιο δύο σχέσεων με τον επιλογέα στο «νεκρό». Η είσοδος από τον κινητήρα (πράσινο χρώμα), ο δευτερεύων άξονας (κόκκινο) και τα δύο γρανάζια των σχέσεων (μπλε) βρίσκονται σε μόνιμη εμπλοκή και γυρίζουν διαρκώς ή, για την ακρίβεια, όσο δεν είναι πατημένος ο συμπλέκτης που δίνει κίνηση στον πράσινο άξονα. Ο κίτρινος άξονας της εξόδου οδηγεί προς το διαφορικό και συνδέεται μέσω των εγκοπών του σφηνόδρομου μόνο με το γρανάζι της επιλογής (κόμπλερ), ενώ τα δύο μπλε γρανάζια απλώς εδράζονται σε μία λεία επιφάνειά του και περιστρέφονται ελεύθερα. Στο Σχήμα 2, ο επιλογέας, με τη βοήθεια ενός μοχλικού μηχανισμού που καταλήγει στη φουρκέτα επιλογής, έχει σπρώξει το κόμπλερ που έχει «κλειδώσει» πάνω στο γρανάζι της πρώτης ταχύτητας, παίρνοντας με αυτό τον τρόπο κίνηση από το δευτερεύοντα άξονα και μεταφέροντάς την προς την έξοδο, με τη σχέση μετάδοσης του συγκεκριμένου ζεύγους γραναζιών. Όσο για τη διαφορά συγχρονισμένων και ασυγχρόνιστων κιβωτίων, αυτή βρίσκεται στην ύπαρξη ενός επιπλέον «δαχτυλιδιού» ανάμεσα στο κόμπλερ και στο κάθε γρανάζι, αποστολή του οποίου είναι να φρενάρει στιγμιαία το γρανάζι της ταχύτητας (που απλώς γυρίζει με τη φόρα του όσο είναι πατημένος ο συμπλέκτης), ώστε να «κουμπώσει» πάνω του το κόμπλερ εύκολα και χωρίς χτύπημα. Στα ασυγχρόνιστα κιβώτια των αγωνιστικών, υπάρχει μόνο η απλή διάταξη του σχήματος, όπου η σύνδεση γραναζιού και κόμπλερ επιτυγχάνεται (… αν επιτευχθεί) με το ταίριασμα μεγάλων και αραιών δοντιών μέσα σε ευρύχωρα «λούκια» που δίνουν αρκετό περιθώριο επιτυχίας, αν ο οδηγός έχει σβέλτο και καλό χέρι. Άλλωστε, η επιτυχία της διαδικασίας διευκολύνεται στα αγωνιστικά κιβώτια και από έναν άλλο παράγοντα: από τις κλειστές σχέσεις τους, αφού όσο πιο κοντά είναι σε «γρανάζωμα» δύο διαδοχικές ταχύτητες τόσο λιγότερο διαφέρουν οι ρυθμοί περιστροφής των αντίστοιχων γραναζιών και άρα τόσο πιο εύκολα περνάει το κόμπλερ από το ένα γρανάζι στο άλλο.
Όσο για την ημιαυτόματη λειτουργία που έχει προστεθεί στα χειροκίνητα κιβώτια (από την Alfa Romeo Selespeed μέχρι τις Ferrari F355 και F360), πρόκειται απλώς για ηλεκτρομηχανικούς αυτοματισμούς που προσαρμόζονται στο συμπλέκτη και στο μηχανισμό του επιλογέα ενός κατά τα άλλα απολύτως συμβατικού χειροκίνητου κιβωτίου, οι οποίοι αναλαμβάνουν να παίξουν το ρόλο του χεριού και του ποδιού του οδηγού, μετατρέποντας σε «ρομποτική» τη διαδικασία αλλαγής ταχύτητας. Έτσι, είναι δυνατόν να προσομοιωθεί η σειριακή λειτουργία ενός αγωνιστικού κιβωτίου (αν και με σαφώς μεγαλύτερους χρόνους αλλαγής), αλλά και, με μικρότερο κόστος και βάρος, να προσομοιωθεί η λειτουργία ενός κλασικού αυτόματου κιβωτίου, για ξεκούραστη οδήγηση μέσα στην πόλη.
Oλόκληρος ο μηχανισμός της Selespeed που μετατρέπει ένα απλό χειροκίνητο κιβώτιο σε ημιαυτόματο. O μοχλικός μηχανισμός που μεταφέρει την κίνηση του χειροκίνητου επιλογέα με ντίζες στην είσοδο του κιβωτίου, αφαιρείται και αντικαθίσταται από ένα υδραυλικό σύστημα υψηλής πίεσης που λειτουργεί με ηλεκτρικά ελεγχόμενες βαλβίδες. Oι εντολές του οδηγού από το τιμόνι μεταφράζονται σε αυτόματο πάτημα και απελευθέρωση του συμπλέκτη, καθώς και στην αντίστοιχη κίνηση του πίρου επιλογής στην είσοδο του κιβωτίου.
Στη λειτουργία που προσομοιώνει τα σειριακά κιβώτια των αγωνιστικών αυτοκινήτων, τα περισσότερα ημιαυτόματα χάνουν σαφώς σε ταχύτητα αλλαγής, απαιτώντας περίπου μισό δευτερόλεπτο για να κάνουν τις ίδιες ακριβώς κινήσεις που ένας έμπειρος οδηγός μπορεί να κάνει σε τρία δέκατα του δευτερολέπτου, αν βιάζεται. Μόνο η λύση της Φεράρι για τις ημιαυτόματες F355 και F360 αποδεικνύεται πραγματικά γρήγορη, πετυχαίνοντας τον ίδιο χρόνο που θα μπορούσε να πετύχει κανείς με το χειροκίνητο κιβώτιο.
Αυτόματο κιβώτιο
Το κλασικό αυτόματο κιβώτιο υπάρχει στο μυαλό και στα σχεδιαστήρια των μηχανικών από τις αρχές του αιώνα και σε πραγματική λειτουργία από το 1938 με το Hydramatic της GM. Τα τελευταία χρόνια, όμως, τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του έχουν βελτιωθεί πάρα πολύ, αφού ο κεντρικός έλεγχος έχει πλέον περάσει από τα μηχανικά στα ηλεκτρονικά συστήματα, οπότε έχουν σχεδόν εξαλειφθεί και τα «ενοχλητικά» οδικά του χαρακτηριστικά, όπως το ανέβασμα ταχύτητας στην κατηφόρα ή λίγο πριν από τη στροφή. Παράλληλα, με την πρόοδο της μεταλλουργίας και των διαδικασιών παραγωγής, έχει αποκτήσει τουλάχιστον τέσσερις (και σε αρκετά μοντέλα έως και πέντε) σχέσεις μετάδοσης, σε σύγκριση με τις τρεις που διέθετε τις προηγούμενες δεκαετίες.
Σε αντίθεση με το συμβατικό χειροκίνητο κιβώτιο, το αυτόματο δεν χρησιμοποιεί διάταξη ζεύγους γραναζιών ανάμεσα σε δύο άξονες, αλλά μία ή περισσότερες «πλανητικές» διατάξεις γραναζιών, σε λειτουργία παρόμοια με αυτή ενός διαφορικού. Έχοντας τρεις πιθανές εισόδους και εξόδους («ήλιος», «πλανήτες» και εξωτερικό γρανάζι) σε κάθε πλανητικό σύστημα από τα δύο ή τρία που υπάρχουν μέσα στο κιβώτιο, έχουμε τη δυνατότητα για διάφορους συνδυασμούς που δίνουν τις αντίστοιχες σχέσεις μετάδοσης ανάμεσα στον κινητήρα και την έξοδο προς το διαφορικό. Η επιλογή του επιθυμητού συνδυασμού κίνησης γίνεται με τη βοήθεια κάποιου είδους «φρένου» (δίσκος ή ταινιοπέδη) που ενεργοποιείται μέσω ενός υδραυλικού κυκλώματος, φρενάροντας κάθε φορά το στοιχείο που επιθυμούμε και μεταφέροντας την κίνηση προς άλλη κατεύθυνση και με την αντίστοιχη σχέση μετάδοσης. Χωρίς να χρειάζεται να μπούμε ακόμα πιο βαθιά μέσα σε έναν ούτως ή άλλως ιδιαίτερα σύνθετο μηχανισμό, σημειώνουμε απλώς το χαρακτηριστικό παράδειγμα λειτουργίας πλανητικού μηχανισμού στο διαφορικό του αυτοκινήτου: αν φρενάρουμε τον έναν τροχό μόνο ενός προσθιοκίνητου αυτοκινήτου, ο ελεύθερος τροχός θα πάρει κίνηση μέσω του διαφορικού με ακίνητο τον έναν από τους δύο πλανήτες και θα γυρίσει με τις διπλάσιες στροφές από ό,τι θα γύριζε κανονικά.
Τα αυτόματα κιβώτια που κυκλοφορούσαν επί πολλές δεκαετίες (και ακόμα κυκλοφορούν από κάποιους κατασκευαστές) χρησιμοποιούσαν ένα μηχανισμό που ρύθμιζε την υδραυλική πίεση στο κύκλωμα ελέγχου, παίρνοντας σήμα εισόδου από ένα φυγοκεντρικό μηχανισμό (γνωστό και ως governor), που διάβαζε την ταχύτητα εξόδου του κιβωτίου, και από μία ακόμα είσοδο που χαρακτήριζε το φορτίο του κινητήρα (είτε από τη θέση του πεντάλ του γκαζιού, είτε από τη μέτρηση της πίεσης εισαγωγής του κινητήρα). Τα δύο αυτά σήματα ασκούσαν υδραυλική πίεση στη βαλβίδα αλλαγής ταχύτητας από αντίθετη πλευρά, με έναν προσεκτικά «ζυγισμένο» τρόπο. Με την αύξηση της ταχύτητας, ο governor έδινε όλο και περισσότερη πίεση, «κόντρα» στην αντίθετη πίεση από το πεντάλ του γκαζιού. Έτσι, όταν το αυτοκίνητο επιτάχυνε με «μισό γκάζι», η αύξηση της ταχύτητας «νικούσε» νωρίτερα το σήμα από τη θέση του πεντάλ και το ανέβασμα της ταχύτητας γινόταν νωρίτερα, σε σχέση με την επιτάχυνση με το γκάζι στο πάτωμα. Για τον ίδιο λόγο, όμως, όταν ο οδηγός σήκωνε το πόδι από το γκάζι για να επιβραδύνει μπαίνοντας σε μια στροφή, η πίεση στη βαλβίδα έπεφτε και το αυτόματο κιβώτιο ανέβαζε ταχύτητα αντί να κατεβάσει. Με τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας, όμως, ο έλεγχος των βαλβίδων έχει περάσει σε πιο εξελιγμένα συστήματα που συγκρίνουν πολύ περισσότερες παραμέτρους κίνησης, ενώ είναι πλέον πολύ απλό να δοθεί ο έλεγχος απευθείας στον οδηγό, με δύο απλούς ηλεκτρικούς διακόπτες που παρακάμπτουν τον «εγκέφαλο».
Στα μειονεκτήματα του αυτόματου κιβωτίου παραμένει ο μικρότερος αριθμός σχέσεων, το μεγαλύτερο βάρος (20-25 κιλά παραπάνω σε σχέση με το αντίστοιχο χειροκίνητο κιβώτιο), ο ελαφρά χειρότερος συνολικός βαθμός απόδοσης των επικυκλικών γραναζιών, καθώς και η δυσκολία στη συντήρηση και την επισκευή. Τουλάχιστον, με τη χρήση μηχανικού «κλειδώματος» στον υδραυλικό μετατροπέα ροπής για ταχύτητες άνω των 50 χλμ./ώρα, έχει βελτιωθεί κάπως και η αυξημένη κατανάλωση καυσίμου που προκαλείται από την ολίσθηση (2-8%) της υδραυλικής αυτής διάταξης που χρησιμοποιείται στη θέση του συμβατικού συμπλέκτη.
Ο υδραυλικός μετατροπέας ροπής χρησιμοποιείται στα αυτόματα κιβώτια στη θέση του συμβατικού συμπλέκτη, σαν ένας αυτόματος τρόπος να αποσυμπλέκεται η μετάδοση από τον κινητήρα, όταν πέφτουν πολύ χαμηλά οι στροφές. Η έξοδος του κινητήρα κινεί τη φτερωτή ενός στροβίλου, η οποία εκτοξεύει υδραυλικό υγρό σε έναν αντίστοιχο στρόβιλο που βρίσκεται τοποθετημένος απέναντί του, παρασύροντάς τον στην περιστροφή και μεταδίδοντας την κίνηση στο κιβώτιο (κατά τον ίδιο τρόπο που ένας ηλεκτρικός ανεμιστήρας θα μπορούσε να περιστρέφει με τη ροή του αέρα του έναν ίδιο ανεμιστήρα, τοποθετημένο απέναντί του εκτός λειτουργίας). Όταν οι στροφές του κινητήρα πέσουν πολύ χαμηλά, η ροή του λαδιού δεν έχει πλέον τη δύναμη να κινήσει τη δεύτερη φτερωτή, οπότε έχουμε προσωρινή μερική αποσύμπλεξη, αν και το αυτοκίνητο έχει την τάση να «έρπει» προς τα εμπρός, αν αφήσουμε το φρένο.
Οι αλλαγές στα αυτόματα κιβώτια (και κατ' επέκταση στα ημιαυτόματα που βασίζονται σε αυτόματα) γίνονται μέσα στα επικυκλικά γρανάζια, χωρίς να διακόπτεται η παροχή ισχύος προς τους τροχούς, η οποία γίνεται διαρκώς μέσω του υδραυλικού μετατροπέα ροπής. Έτσι, η επιτάχυνση δεν διακόπτεται και ο οδηγός απλώς «ακούει» την αλλαγή χωρίς να αισθάνεται το «κενό» της αποσύμπλεξης ενός συμβατικού συμπλέκτη. Η διαφορά φαίνεται και στο κοινό διάγραμμα επιτάχυνσης από τις 911 που μετρήσαμε με τα ηλεκτρονικά μας όργανα, με χειροκίνητο κιβώτιο και με κιβώτιο Τιπτρόνικ.
Δοκιμάζοντας την ―επίσης βασισμένη σε αυτόματο κιβώτιο― ημιαυτόματη SLK, διαπιστώνουμε και στην πράξη ότι χάνουμε χρόνο, αν σηκώνουμε στιγμιαία το πόδι από το γκάζι, όταν δίνουμε εντολή για αλλαγή με τον επιλογέα (όπως στο διάγραμμα), αφού το αυτόματο κιβώτιο αλλάζει ταχύτητα χωρίς κανένα πρόβλημα με το γκάζι πατημένο και χωρίς κανένα κενό στην επιτάχυνση.
Κιβώτιο Διαρκώς Μεταβαλλόμενης Σχέσης Μετάδοσης (CVT)
Η βασική αρχή λειτουργίας προέρχεται από την ιδέα του Variomatic της DAF, όπου ένας ιμάντας μεταφέρει την κίνηση ανάμεσα σε δύο τροχαλίες μεταβλητής ενεργής διαμέτρου. Θεωρητικά, η ιδέα είναι πολύ πιο απλή, και στη σύλληψή της είναι σαφώς απλούστερη, ακόμα και σε σχέση με τα χειροκίνητα, πόσο μάλλον με τα πολύ πιο σύνθετα αυτόματα κιβώτια που ήδη εξετάσαμε. Χωρίζοντας τις τροχαλίες σε δύο κομμάτια και κάνοντας κωνικό το σχήμα της εγκοπής, μέσα στην οποία πατά ο ιμάντας, μπορούμε να μεταβάλλουμε την απόσταση των δύο κομματιών της τροχαλίας και να αναγκάζουμε τον ιμάντα να ανεβαίνει πιο ψηλά ή να κατεβαίνει πιο χαμηλά μέσα στην εγκοπή, δηλαδή να μεταβάλλουμε την ενεργή διάμετρο της τροχαλίας. Αυτός είναι ένας θεωρητικά εύκολος τρόπος μεταβολής της σχέσης μετάδοσης από την τροχαλία εισόδου προς την τροχαλία εξόδου. Aπό τη θεωρία μέχρι την πράξη, όμως, η δυσκολία εντοπίζεται στις πολύ μεγάλες επιφανειακές πιέσεις που θα πρέπει να ασκούνται εγκάρσια στον ιμάντα και στην επαφή του με τις πλευρές της τροχαλίας, προκειμένου να έχουμε μετάδοση κίνησης χωρίς ολίσθηση. Αυτός ήταν και ο λόγος που τα συστήματα CVT έμειναν στα συρτάρια των σχεδιαστών για πάρα πολλά χρόνια, μέχρι να αναπτυχθεί η τεχνολογία των υλικών που να επιτρέπει τη χρήση τους και σε αυτοκίνητα μεγαλύτερου κυβισμού και υψηλότερων επιδόσεων
Σήμερα, όμως, με την εμφάνιση του δίλιτρου Primera CVT, καθώς και του Audi Α6 Multitronic, φαίνεται ότι έχει λυθεί οριστικά το πρόβλημα, και το μοναδικό (μικρό) μειονέκτημα που παραμένει είναι το μεγαλύτερο βάρος του συστήματος σε σχέση με το αντίστοιχο χειροκίνητο κιβώτιο. Σε αντίθεση με τα πρώτης γενιάς CVT που απλώς διέθεταν ένα μοχλό, με τον οποίο ο οδηγός μπορούσε να μεταβάλλει διαρκώς τη σχέση μετάδοσης από «κοντή» σε «μακριά» χωρίς ενδιάμεσα βήματα, στα σημερινά CVT ο έλεγχος είναι απόλυτα αυτόματος και γίνεται με τη βοήθεια ενός ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου που αποφασίζει κάθε στιγμή για την ιδανική σχέση μετάδοσης, ενώ ο συμπλέκτης μπορεί να είναι είτε συμβατικός και ελεγχόμενος με ηλεκτρομηχανισμό, είτε μετατροπέας ροπής, ανάλογα με την επιλογή του κάθε κατασκευαστή. Το οδηγικά ενδιαφέρον, όμως, είναι ότι κάποιος πονηρός σχεδιαστής-μηχανικός συνειδητοποίησε ότι, κάνοντας χρήση των ήδη έτοιμων συστημάτων ελέγχου, είναι πλέον πολύ εύκολο, με έναν απλό ηλεκτρονικό προγραμματισμό και τίποτα άλλο, να προσομοιώσουμε τη λειτουργία ενός πραγματικού σειριακού κιβωτίου, δημιουργώντας ενδιάμεσα «σκαλοπάτια» στη συνεχή μεταβολή της σχέσης μετάδοσης. Η προσομοίωση σειριακού κιβωτίου με το CVT είναι και η πιο επιτυχημένη από τις διάφορες λύσεις, αφού η απόκριση του συστήματος στην εντολή του οδηγού είναι άμεση (ίδια ή καλύτερη με αυτόματου κιβωτίου), ενώ δεν υπάρχει περιορισμός στο μέγιστο αριθμό σχέσεων, αφού ο προγραμματιστής του συστήματος μπορεί να του δώσει όσα ενδιάμεσα «σκαλοπάτια» θέλει.
Σε μια προσπάθεια να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία του συστήματος, τοποθετήσαμε τα ηλεκτρονικά μας όργανα στο Πριμέρα CVT, προσθέτοντας μάλιστα και τον αισθητήρα που καταγράφει τις στροφές του κινητήρα. Επιταχύνοντας με το γκάζι στο πάτωμα, στην εντελώς αυτόματη λειτουργία, οι στροφές του κινητήρα ανεβαίνουν μέχρι τις 5.500 σ.α.λ. και έπειτα παραμένουν σταθερές, με τη σχέση μετάδοσης να «μακραίνει» σταδιακά επιταχύνοντας διαρκώς το αυτοκίνητο. Στην «ψευδο-σειριακή» λειτουργία, οι στροφές του κινητήρα μπορούν να ανέβουν μέχρι τις 6.500 σ.α.λ., ενώ οι αλλαγές των «ταχυτήτων» φαίνονται μόνο από την πτώση των στροφών, αφού η επιτάχυνση παραμένει συνεχής, χωρίς διακοπή της παροχής ισχύος στους τροχούς κατά τη στιγμή της αλλαγής.
Σειριακό και «σειριακό»
Αν όμως όλα αυτά είναι «ψεύτικα» σειριακά, τί είναι το πραγματικό σειριακό κιβώτιο; Καταρχήν, δεν είναι κάτι καινούργιο, άγνωστο ή δύσκολο, αφού υπάρχει σε όλες τις μοτοσικλέτες εδώ και πάρα πολλά χρόνια! Ακόμα και το πιο φθηνό και ταλαίπωρο «παπί» των 50 κ.εκ. διαθέτει αληθινό σειριακό κιβώτιο, ικανό να αλλάξει ταχύτητα χωρίς κανένα πρόβλημα σε 15 χιλιοστά του δευτερολέπτου! Είναι μάλιστα αξιοσημείωτο το γεγονός ότι τα αγωνιστικά αυτοκίνητα μόλις τα τελευταία χρόνια «ανακάλυψαν» τα σειριακά κιβώτια, με τον Τζον Μπάρναρντ να πειραματίζεται με το ημιαυτόματο σειριακό στη Φεράρι από το 1986 και να το εφαρμόζει τελικά το 1989, και να ακολουθούν την επόμενη χρονιά τα Βέκτρα του BTCC, τουλάχιστον τρία χρόνια πριν το πρώτο Έσκορτ χρησιμοποιήσει σειριακό κιβώτιο σε αγώνα ράλι. Κάποτε πίστευαν ότι ο συμβατικός επιλογέας προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία στον οδηγό αγώνων ράλι, που μπορεί να θελήσει να κατεβάσει απευθείας, π.χ., από έκτη σε δεύτερη ταχύτητα σε μια δύσκολη στιγμή. Όμως, τελικά, η εργονομική ευκολία που προσφέρει το σειριακό κιβώτιο (σπρώχνεις-κατεβάζει, τραβάς-ανεβάζει) αποδείχθηκε πιο αποδοτική σε δευτερόλεπτα, ενώ μειώθηκαν σημαντικά και οι σπασμένοι κινητήρες από λάθος αλλαγές πάνω στον αγώνα. Το αποτέλεσμα είναι σήμερα τα σειριακά (είτε ως μηχανικά είτε ως ημιαυτόματα–«joystick») να κυριαρχούν, όχι μόνο στην F1 και στα πρωταθλήματα πίστας, αλλά και στα ράλι, όπου τα κιβώτια αυτά χρησιμοποιούνται σε όλα τα WRC και τα περισσότερα kit car.
Από τεχνικής πλευράς, ένα αγωνιστικό σειριακό κιβώτιο είναι όσο πιο μικρό, απλό και ελαφρύ γίνεται, με βασική αρχιτεκτονική που μοιάζει με αυτή ενός συμβατικού χειροκίνητου κιβωτίου, που όμως για λόγους αντοχής, αλλά και ταχύτητας αλλαγής, χρησιμοποιεί ασυγχρόνιστα γρανάζια. Η πιο σημαντική διαφορά, όμως, βρίσκεται στο μηχανισμό επιλογής των σχέσεων, όπου αντί για το μοχλικό σύστημα υπάρχει ένας κύλινδρος (ή «μύλος») που οδηγεί απευθείας τις φουρκέτες επιλογής μέσα από προσεκτικά χαραγμένους «δρόμους» (λούκια), έτσι ώστε σε κάθε βήμα περιστροφής οι φουρκέτες να κάνουν την αντίστοιχη κίνηση. Έτσι, ένα κιβώτιο έξι σχέσεων έχει έξι διαφορετικές θέσεις στο «μύλο» μετά τη θέση του «νεκρού», ενώ ο επιλογέας με ένα μηχανισμό καστάνιας δίνει περιστροφή κατά μία θέση σε κάθε σπρώξιμο προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Μοναδικό μειονέκτημα του συστήματος είναι το γεγονός ότι για να βρεις το «νεκρό» ή την όπισθεν (σε κάποιο τετ-α-κε για τα αγωνιστικά ή σε κάποιο φανάρι για την κίνηση στο δρόμο), πρέπει να περάσεις απ' όλες τις ενδιάμεσες σχέσεις, κατεβάζοντας έξι φορές αν είσαι στην 6η. Αυτός είναι ίσως και ο λόγος που κανένας (!) κατασκευαστής μέχρι τώρα δεν έχει τολμήσει να εξοπλίσει ένα κανονικό αυτοκίνητο δρόμου με πραγματικό σειριακό κιβώτιο, αφού η διαδικασία 6η-5η-4η-3η-2η-1η, που στη μοτοσικλέτα μάς φαίνεται απολύτως φυσιολογική, στο αυτοκίνητο μάλλον δεν θα γίνει αποδεκτή από την υποψήφια «πελατεία».
Μία Γιαμάχα TDM αλλάζει ταχύτητα σε σχεδόν ένα δέκατο του δευτερολέπτου, όσο χρειάζεται δηλαδή και το αγωνιστικό Μίκρα Κιτ Καρ που επίσης διαθέτει πραγματικό σειριακό κιβώτιο.
Ο «μύλος» είναι η καρδιά του συστήματος επιλογής ενός πραγματικού σειριακού κιβωτίου. Σε κάθε βήμα περιστροφής προς τα εμπρός ή προς τα πίσω, οι φουρκέτες επιλογής σπρώχνουν το αντίστοιχο κόμπλερ στο ασυγχρόνιστο κιβώτιο που ανεβάζει ταχύτητα σε ένα δέκατο του δευτερολέπτου, με το συμπλέκτη να χρησιμοποιείται μόνο στα κατεβάσματα.
Υπάρχει «διά ταύτα»;
Πέρα από όλες τις τεχνικές επεξηγήσεις, θα απορούσε κανείς γιατί υπάρχουν όλα αυτά τα διαφορετικά συστήματα και θα αναρωτιόταν ποιο από αυτά είναι το καλύτερο. Άμεση και προφανής απάντηση, όμως, δεν υπάρχει, και αυτό αποδεικνύεται και από τις επιλογές των ίδιων των αυτοκινητοβιομηχανιών, αρκετές από τις οποίες (π.χ. Άλφα Ρομέο, BMW, Νισάν, Τογιότα) διαθέτουν στην γκάμα τους διαφορετικά μοντέλα με περισσότερες από μία εκδοχές ημιαυτόματου κιβωτίου. Αν κάποια από τις λύσεις που αναφέραμε ήταν αδιαμφισβήτητα η καλύτερη, τότε οι εταιρείες θα την είχαν επιλέξει και θα την ακολουθούσαν σε όλα τους τα μοντέλα. Κάθε επιλογή έχει τα μεινοεκτήματα και τα πλεονεκτήματά της (που αναφέρθηκαν τόσο παραπάνω όσο και στους πίνακες), ενώ πέρα από τα θεωρητικά χαρακτηριστικά, σημασία έχει και η τελική υλοποίηση, η ρύθμιση στις λεπτομέρειες της λειτουργίας, που δίνει και τον τελικό χαρακτήρα στο αυτοκίνητο. Η «απόλυτη αλήθεια» δεν έχει βρεθεί ακόμα, και αναμένουμε με ενδιαφέρον τις εξελίξεις, τώρα που όλο και περισσότεροι κατασκευαστές βιάζονται να μπουν στο συρμό της νέας τεχνολογίας. Όσο για το μέλλον; Σε κάτι από CVT θα ποντάραμε, αν και ακόμα όλα παίζονται…_ Κ. Λ.
Τυποποίηση τώρα!
Εμπρός ανεβάζει, πίσω κατεβάζει, ή ανάποδα; Ο καθένας βάζει τα κουμπιά στο τιμόνι και με διαφορετική διάταξη, ενώ η Μερτσέντες κάνει την έκπληξη με τον επιλογέα «δεξιά-αριστερά»! Όπως το γκάζι είναι δεξιά, ο συμπλέκτης αριστερά και η πρώτη ταχύτητα πάνω αριστερά στο διπλό Η, έτσι και στα «σειριακά» κιβώτια (πιο σωστά: «ημιαυτόματα κιβώτια με σειριακό επιλογέα») πρέπει επειγόντως να αποφασίσουν οι κατασκευαστές σε μια ενιαία τυποποίηση. Εμείς, πάντως, ψηφίζουμε τη διάταξη που χρησιμοποιείται και στα αγωνιστικά αυτοκίνητα και είναι η πιο φυσιολογική, αφού ταιριάζει με τις επιταχύνσεις που δέχεται το σώμα του οδηγού: όταν επιταχύνεις, «κολλάς» πίσω στο κάθισμα και τραβάς τον επιλογέα προς το μέρος σου για να ανεβάσεις. Στην επιβράδυνση, «φεύγεις» προς τα εμπρός και το χέρι σου σπρώχνει προς την ίδια κατεύθυνση το σειριακό επιλογέα για να κατεβάσεις ταχύτητα.
Το κλασικό, χειροκίνητο κιβώτιο δεν πιστεύουμε ότι θα εξαφανιστεί τελείως στο άμεσο μέλλον, σιγά σιγά όμως θα αρχίσει να μοιράζεται τα συνολικά ποσοστά πωλήσεων με άλλες, πιο προηγμένες θεωρητικά λύσεις. Με τα σημερινά δεδομένα, η καλύτερη από τις μοντέρνες εναλλακτικές μοιάζει να είναι το εξελιγμένο CVT που μπορεί να λειτουργεί τόσο σαν αυτόματο όσο και σαν έξυπνο και διασκεδαστικό «ψευδο-σειριακό».
Διαφορά νοοτροπίας στον κόσμο των δύο και των τεσσάρων τροχών. Το διαδοχικό κατέβασμα όλων των ταχυτήτων για να βρούμε το «νεκρό», κάτι που στη μοτοσυκλέτα φαίνεται απόλυτα φυσιολογικό, είναι και ο βασικός λόγος που οι αυτοκινητοβιομηχανίες δεν έχουν τολμήσει μέχρι τώρα τη χρήση πραγματικού σειριακού κιβωτίου σε αυτοκίνητο παραγωγής.
Η τεχνολογία της αυτοκίνησης τα τελευταία χρόνια έχει προχωρήσει με αλματώδη βήματα και οι άνθρωποι του χώρου εκφράζουν μια διακριτική επιφυλακτικότητα στο θέμα της τεχνικής υποστήριξης. Οι νέες τεχνολογίες είναι «μαγικές», όταν όλα λειτουργούν όπως πρέπει, σε περίπτωση, όμως, βλάβης είναι βέβαιο ότι θα χρειαστεί πολύ περισσότερος χρόνος (και πολλές φορές η επέμβαση κάποιων πολύ ειδικευμένων τεχνικών της κεντρικής αντιπροσωπείας) για να δοθεί λύση στο πρόβλημα.