Rodzaje automatycznych skrzyń biegów, czyli automat automatowi nierówny

Skrzynia biegów odpowiada nie tylko za optymalne wykorzystanie mocy i momentu obrotowego silnika, ale także za komfort jazdy. O ile kiedyś, w polskich warunkach rynkowych, prym wiodły przede wszystkim skrzynie manualne, to już od jakiegoś czasu, coraz więcej kierowców zwraca się w stronę wygody, jaką zapewnia automat. Należy jednak pamiętać, że określenie to jest ogólne i odnosi się do kilku rozwiązań technologicznych. Może się okazać, że nie każde z nich będzie dla nas odpowiednie. Dlatego przed zakupem, warto poznać rodzaje automatycznych skrzyń biegów, wraz z ich podstawowymi wadami i zaletami.

Komfort korzystania z automatycznej skrzyni biegów docenią przede wszystkim kierowcy, którzy poruszają się przede wszystkim w warunkach ruchu miejskiego. Automat eliminuje konieczność nieustannego „wachlowania” drążkiem zmiany biegów, a jeżeli zestawimy go z mocnym i elastycznym silnikiem, otrzymamy mieszankę praktycznie idealną. Należy podkreślić, że współczesne konstrukcje nie mają już wiele wspólnego z archaicznymi rozwiązaniami. Powolne działanie? Pogorszone osiągi? Zwiększone zużycie paliwa? Chybiony moment zmiany biegu? Nic z tych rzeczy. W większości przypadków, współczesne automaty działają szybciej, niż byłby w stanie to zrobić przeciętny kierowca, a i dobór przełożeń do sytuacji drogowej przeważnie nie pozostawia wiele do życzenia. Testy porównawcze nie pozostawiają też złudzeń co do czasu przyspieszenia i spalania – zestawiając dwa takie same samochody, jeden z manualem, drugi z automatem, zazwyczaj przewaga leży po stronie tego drugiego.

Zatem skrzynia automatyczna zamiast manualnej? Tak, ale pod warunkiem, że wybierzemy świadomie. Po pierwsze, warto zapoznać się z rodzajem skrzyni, jaki pracuje w danym modelu. Po drugie, warto odbyć jazdę testową nie tylko po mieście, ale i w szybkiej trasie. Może bowiem okazać się, że dany rodzaj automatu, zamiast poziomu komfortu, zwiększy poziom naszej irytacji.

Rodzaje automatycznych skrzyń biegów – klasyczny automat, przekładnia hydrauliczna

Pod względem konstrukcyjnym, manual i automatyczna skrzynia biegów to praktycznie dwa różne światy. W tym pierwszym, za przekazywanie napędu na koła odpowiada sprzęgło. W automacie, funkcja ta jest spełniana przez sprzęgło hydrokinetyczne albo przez konwerter momentu obrotowego. Na cały mechanizm składają się też przekładnie planetarne. O doborze odpowiedniego biegu decyduje elektroniczny sterownik, współpracujący z elektrozaworami i czujnikami. Na podstawie zarejestrowanych parametrów jazdy, takich jak prędkość jazdy czy prędkość obrotowa wału korbowego, jednostka sterująca inicjuje zmianę biegu na wyższy lub niższy.

W niektórych skrzyniach, kierowca ma możliwość wymuszenia późniejszej zmiany (przy wyższych obrotach), poprzez ustawienie wybieraka w pozycję S (sport), lub samodzielnej obsługi, poprzez pozycje + i -, obsługiwane wybierakiem lub/i łopatkami umieszczonymi przy kierownicy.

Wśród licznych zalet automatów należy wymienić szybkość i płynność zmiany biegów (dotyczy to przede wszystkim nowszych konstrukcji), co ma bezpośrednie przełożenie na komfort jazdy. Tego typu konstrukcje cechuje też spora niezawodność, pod warunkiem stosowania się do zasad prawidłowej eksploatacji.

Wady? Największe dotyczą skrzyń montowanych w starszych autach. Niektóre automaty zauważalnie zmniejszają dynamikę i wpływają na wzrost zużycia paliwa. Poza tym, zdarzają się też skrzynie wyraźnie „ospałe”. Wśród wad, które pozostały także w nowych konstrukcjach, należy wymienić wysokie koszty ewentualnych napraw.

Rodzaje automatycznych skrzyń biegów – półautomat

Bardzo specyficzną podgrupą wśród automatów, są skrzynie półautomatyczne. Konstrukcyjnie, zdecydowanie bliżej im do konstrukcji manualnych. Tak naprawdę, mówimy tu właśnie o skrzyni manualnej z dołożoną mechatroniką, która odpowiada za zmianę biegów.

W tym przypadku, za przeniesienie napędu odpowiada suche sprzęgło, obsługiwane siłownikiem hydraulicznym lub silnikiem elektrycznym. W pierwszym rozwiązaniu, wysprzęglnik zintegrowany jest z siłownikiem, a za zmianę biegów odpowiadają działające obustronnie siłowniki tłokowe. Sterownik zarządza pracą elektrozaworów, które regulują przepływ płynu hydraulicznego.

W drugim przypadku, sterujący pracą sprzęgła silnik elektryczny, współpracuje z przekładnią ślimakową. Ta z kolei obsługuje łożysko wysprzęglające. Ruszanie pojazdu i wysprzęglanie realizowane jest poprzez układ elektroniczny, który pobiera informacje płynące z czujników umieszczonych w dźwigni zmiany biegów oraz z sensorów monitorujących prędkość jazdy i prędkość obrotową wału korbowego. Za „zapinanie” poszczególnych biegów odpowiadają silniki elektryczne.

Zmiana biegów odbywa się za pomocą dźwigni lub łopatek. Wiele skrzyń zautomatyzowanych oferuje też całkowicie automatyczny tryb pracy.

Podstawową zaletą skrzyń zautomatyzowanych jest przede wszystkim kompaktowa budowa i niski koszt produkcji, co przekłada się na cenę takiego elementu wyposażenia. Niestety, wad jest znacznie więcej. Nie brakuje opinii, wskazujących na „anemiczne” działanie i wyraźnie odczuwalne przy zmianie biegów szarpanie. Wielu użytkowników narzeka też na sporą awaryjność i wysokie koszty napraw.

Rodzaje automatycznych skrzyń biegów – skrzynia dwusprzęgłowa

Konstrukcje dwusprzęgłowe, w bardzo umiejętny sposób, łączą zalety skrzyni manualnej i automatycznej. W praktyce, mamy tu do czynienia z dwoma skrzyniami, umieszczonymi równolegle we wspólnej obudowie. Napęd na poszczególne pary kół zębatych przekazują dwa sprzęgła, z których jedno odpowiada za obsługę biegów parzystych, zaś drugie – nieparzystych. W chwili zmiany biegu, pracuje jedno sprzęgło, zaś drugie przygotowuje już do pracy kolejne koła zębate. W praktyce wygląda to tak, że kolejny bieg zawsze jest przygotowany do uruchomienia.

Przekłada się to na bardzo krótki czas trwania całej „operacji”. Na zmianę biegu, skrzynia dwusprzęgłowa potrzebuje raptem kilkuset milisekund! Kolejną zaletą jest płynność pracy – tego typu skrzynie pracują praktycznie bez żadnych szarpnięć, zwłaszcza w trybie komfortowym. Zmiana biegów odbywa się dokładnie w tej chwili, w której jest to potrzebne, a chybione decyzje sterownika należą do rzadkości. Szybka zmiana biegów wpływa na dynamikę jazdy – samochody wyposażone w takie udogodnienie osiągają lepsze czasy przyspieszeń niż ich odpowiedniki ze skrzynią manualną.

Należy jednak zaznaczyć, że konstrukcje dwusprzęgłowe są drogie w serwisowaniu, a jako element wyposażenia dodatkowego – także w zakupie. Cała konstrukcja charakteryzuje się sporą masą, znacznie większą niż manual.

Rodzaje automatycznych skrzyń biegów – skrzynia bezstopniowa

Skrzynię bezstopniową CVT (skrót oznaczający Continously Variable Transmission) upodobali sobie przede wszystkim japońscy producenci, którzy wciąż pracują nad udoskonaleniem jej konstrukcji. Zasada jej działania jest stosunkowo prosta, podobnie jak sama budowa mechanizmu.

Na skrzynię bezstopniową składają się dwa zestawy kół stożkowych, tworzących koła pasowe, oraz metalowy pas. W momencie, gdy jeden ze stożków odsuwa się, zmniejszeniu ulega średnica, na której pracuje metalowy pas. Aby utrzymany został jego stały naciąg, równolegle odsuwa się stożek na drugim kole. To właśnie dzięki zmianą średnicy realizowane są zmiany przełożenia. Proste i skuteczne.

Charakterystyka skrzyni bezstopniowej sprawia, że wraz ze zmianą prędkości, nie zmienia się prędkość obrotowa silnika. Rozwiązanie to umożliwia płynne przenoszenie momentu obrotowego na koła, całkowicie eliminując przerwy w jej podaży, niezbędne na zmianę biegów. Na uwagę zasługuje też ekonomiczny charakter takiego rozwiązania – skrzynia bezstopniowa sprzyja oszczędzaniu paliwa.

Ekonomia kończy się jednak w momencie, gdy w mechanizmie pojawi się usterka. Niestety, w tym przypadku nie ma co liczyć na tanie naprawy. Sporą wadą jest też jednostajny odgłos pracy silnika, nawet w momencie przyspieszania. Niektórzy producenci starają się wyeliminować tę niedogodność, stosując coś w rodzaju wirtualnych przełożeń, czyli momenty blokady płynnego przesuwania pasa po powierzchni kół stożkowych.