Χειροκίνητα | Αυτόματα | CVT — συζήτηση

ΣΑ|Σύστημα Μετάδοσης Κίνησης

Υπάρχουν πολλές και διαφορετικές σχεδιάσεις συστημάτων μετάδοσης κίνησης στα σημερινά αυτοκίνητα και θα αναφερθούμε σ' αυτές προσπαθώντας να τις συγκρίνουμε.

Όλα τα συστήματα μετάδοσης κίνησης εκτελούν την ίδια βασική λειτουργία: μεταδίδουν την ισχύ που παράγεται από τον κινητήρα στους κινητήριους τροχούς εξασφαλίζοντας συγχρόνως ότι οι τροχοί δεν περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα με τον κινητήρα.

Αν εξαιρέσουμε τα κιβώτια συνεχώς μεταβαλλόμενης σχέσης μετάδοσης (CVT), όλα τα κιβώτια ταχυτήτων είναι μεταλλικές θήκες που περιέχουν μια σειρά από γρανάζια. Κάθε γρανάζι έχει μια συγκεκριμένη αναλογία μετάδοσης και η επιλογή του γίνεται ώστε να εξασφαλιστεί ότι η ταχύτητα περιστροφής των τροχών είναι αυτή που απαιτείται κάθε φορά από τις οδηγικές συνθήκες που βρίσκεται το όχημα.

Η ροπή του κινητήρα μπαίνει στο κιβώτιο ταχυτήτων μέσω του άξονα εισόδου, περνά από τα γρανάζια που κάθε φορά είναι σε εμπλοκή και βγαίνει μέσω του άξονα εξόδου. Το πώς από εκεί φτάνει στους τροχούς εξαρτάται από το αν ο κινητήρας είναι εμπρός στη μέση ή στο πίσω μέρος του αυτοκίνητου αλλά και αν το αυτοκίνητο έχει την κίνηση μπροστά ή πίσω ή σε όλους τους τροχούς.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι συστημάτων μετάδοσης κίνησης είναι αυτόματα, χειροκίνητα και συνεχώς μεταβαλλόμενης σχέσης μετάδοσης (CVT).

Χειροκίνητη μετάδοση

Στη χειροκίνητη μετάδοση ο οδηγός μετατοπίζει ένα μοχλό, τον επιλογέα (λεβιέ) ταχυτήτων για να αλλάζει σχέση μετάδοσης (ταχύτητες). Στα σύγχρονα αυτοκίνητα, ο μοχλός αλλαγής ταχυτήτων είναι συνήθως τοποθετημένος κάθετα στην κεντρική κονσόλα και συνδέεται με το κιβώτιο ταχυτήτων μέσω ενός συστήματος συνδέσμων.

Για την αλλαγή ταχύτητας, πρέπει να απελευθερωθεί ο δίσκος του συμπλέκτη μεταξύ του κινητήρα και του κιβώτιου ταχυτήτων μέσω ενός τρίτου πεντάλ που βρίσκεται στα αριστερά του φρένου. Πατώντας το πεντάλ αποσυμπλέκεται ο συμπλέκτης, επιλέγεται η επιθυμητή ταχύτητα με τον επιλογέα ταχυτήτων και συμπλέκεται ξανά ο συμπλέκτης αφήνοντας το πεντάλ. Ο δίσκος είναι ένα εξάρτημα που παθαίνει φθορές και χρειάζεται αντικατάσταση (συντομότερα αν γίνεται κακή χρήση του συμπλέκτη) και λάθος επιλογή ταχύτητας μπορεί να προκαλέσει σβύσιμο ή και φθορά του κινητήρα.

Το να μάθει κανείς τον τρόπο χρήσης της χειροκίνητης μετάδοσης και να συνηθίσει τον απαιτούμενο συγχρονισμό ποδιού χεριού στις αλλαγές ταχυτήτων χρειάζεται οπωσδήποτε κάποιο χρόνο, αλλά ανταμείβει τον οδηγό με την αίσθηση του ελέγχου πάνω στο όχημα και τελικά δεν είναι τόσο δύσκολο όσο φαίνεται. Η αίσθηση του ελέγχου αλλά και η σύνδεση του οδηγού με το αυτοκίνητο που νιώθει κανείς με τη χειροκίνητη μετάδοση είναι δύσκολο να αναπαραχθεί με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Επιπλέον, είναι γενικά παραδεκτό ότι οι οδηγοί που μπορούν να χειριστούν ένα αυτοκίνητο με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων είναι σε θέση να οδηγήσουν σχεδόν οποιοδήποτε τύπο αυτοκινήτου, οπουδήποτε στον κόσμο.

Τα χειροκίνητα κιβώτια των τριών ταχυτήτων ήταν ο κανόνας στη δεκαετία του 1940 και τη δεκαετία του 1950. Αργότερα προστέθηκε η τετάρτη καθώς βελτιώθηκε η τεχνολογία των κινητήρων και τα αυτοκίνητα έγιναν ταχύτερα. Οι τέσσερις ταχύτητες ήταν ο κανόνας για δεκαετίες, αργότερα έγιναν πέντε, και τώρα έξι και σε κάποια σπορ αυτοκίνητα περιλαμβάνονται επτά ταχύτητες.

Αυτόματη μετάδοση

Στην αυτόματη μετάδοση μιλάμε για μια ομάδα διαφορετικών συστημάτων που δεν μοιάζουν σε τίποτα το ένα με το άλλο, με μόνο κοινό χαρακτηριστικό ότι μπορούν όλα να αλλάζουν ταχύτητα μόνα τους, το καθένα όμως με το δικό του τρόπο. Κάποτε η αυτόματη μετάδοση θεωρούνταν πολυτέλεια και ήταν για μεγάλο χρονικό διάστημα μια δαπανηρή επιλογή σε πολλά μοντέλα αυτροκινήτων, όμως σήμερα το αυτόματο κιβώτιο έχει πλέον μεγάλη διάδοση.

Το πιο απλό αυτόματο είναι ένα κλασσικό μηχανικό κιβώτιο με σύστημα αυτόματης αλλαγής ταχυτήτων. Συνήθως τέτοια αυτοματοποιημένα μηχανικά ή αυτόματα μονού συμπλέκτη, τα βρίσκουμε σε μικρά αυτοκίνητα. Τα πλεονεκτήματά τους είναι ότι είναι ελαφριά, δεν πιάνουν χώρο, είναι φθηνά και δεν θέλουν ξεχωριστή εξέλιξη από τα απλά μηχανικά. Τα μειονεκτήματά τους είναι ότι είναι πιο απότομα και πιο αργά στις αλλαγές ταχυτήτων.

Αμέσως μετά, υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων. Τα παραδοσιακά αυτόματα είναι συνδεμένα με τον κινητήρα μέσω ενός υδραυλικού μετατροπέα ροπής. Τα αυτόματα κιβώτια διπλού συμπλέκτη χρησιμοποιούν ένα ζεύγος συμπλεκτών. Η αλλαγή ταχυτήτων γίνεται και στα δύο χωρίς καμία επέμβαση από τον οδηγό. Η διαδικασία γίνεται υδραυλικά ή ηλεκτρονικά με έλεγχο διαμέσου αισθητηρίων σημαντικών παραμέτρων όπως η θέση του πεντάλ γκαζιού, η ταχύτητα που κινείται το αυτοκίνητο και οι στροφές του κινητήρα. Σε πολλά αυτόματα αυτοκίνητα, οι ταχύτητες μπορούν να επιλεγούν και χειροκίνητα χρησιμοποιώντας είτε το μοχλό αλλαγής ταχυτήτων είτε πλήκτρα τοποθετημένα πίσω από το τιμόνι.

Η αυτόματη μετάδοση που απαιτεί μόνο δύο πεντάλ προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα. Είναι σχεδόν αδύνατο να σβύσει ο κινητήρας (χωρίς να το θέλουμε) με αυτά τα συστήματα και η οδήγηση ενός αυτόματου αυτοκίνητου τείνει να είναι πιο ομαλή και πιο άνετη από τη χειροκίνητη μετάδοση, ειδικά σε μποτιλιάρισμα και σταμάτα—ξεκίνα. Η αυτόματη λειτουργία απαιτεί συνήθως λιγότερη συντήρηση από τη χειροκίνητη, αν και αυτό μπορεί να διαφέρει από μοντέλο σε μοντέλο.

Στα συστήματα διπλού συμπλέκτη οι αλλαγές ταχυτήτων γίνονται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου είναι ομαλές, βολεύουν για κίνηση χαλαρή ή γρήγορη και είναι μάλλον η καλύτερη εξέλιξη στα κιβώτια. Είναι όμως ακριβά και δεν πάνε με πολύ δυνατούς κινητήρες.

Το κλασικό αυτόματο με μετατροπέα ροπής είναι η σωστή επιλογή αν το ζητούμενο είναι δύναμη (ισχύς, ροπή). Με κιβώτια 8, 9 και δέκα σχέσεων, αστραπιαίες αλλαγές, πολύ καλή κατανάλωση, συγκρατημένο βάρος και αντοχή σε μεγάλες ροπές τα σημερινά κλασικά αυτόματα είναι άριστη επιλογή για μεγαλύτερα αυτοκίνητα.

Τα τετρατάχυτα αυτόματα κιβώτια που ήταν ο κανόνας στη βιομηχανία για μεγάλο χρονικό διάστημα αντικαθιστούνται σήμερα σταδιακά με κιβώτια έξι, επτά και οκτώ ταχυτήτων. Στην Αμερική η Honda παρουσιάζει κιβώτια εννέα ταχυτήτων και Ford και General Motors κυκλοφορούν στην αγορά ακόμα και εκδόσεις 10 ταχυτήτων. Μεγαλύτερες ταχύτητες σημαίνουν καλύτερη επιτάχυνση, πιο ήσυχη οδήγηση σε αυτοκινητόδρομο και βελτιωμένη οικονομία καυσίμου.

CVT — συνεχώς μεταβαλλόμενη σχέση

Ο τρίτος κύριος τύπος μετάδοσης είναι η συνεχώς μεταβαλλόμενη μετάδοση (CVT). Αντί για τα γρανάζια, μια σχεδίαση CVT βασίζεται σε ένα σύστημα ιμάντα—τροχαλιών που παρέχει θεωρητικά έναν άπειρο αριθμό σχέσεων μετάδοσης. Επομένως, η μετάδοση δεν υπάρχει λόγος να αλλάξει ποτέ. Τα κιβώτια CVT βρίσκουν εφαρμογή εκτός από τα αυτοκίνητα, σε σκούτερ, μοτοσυκλέτες κλπ.

Σε γενικές γραμμές, ένα αυτοκίνητο εξοπλισμένο με CVT είναι ομαλότερο στην οδήγησή του από ένα αντίστοιχο μοντέλο εξοπλισμένο με ένα τυπικό αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Πολλά υβριδικά αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με σύστημα CVT επειδή παρουσιάζει πολύ βελτιωμένη κατανάλωση καυσίμου.

H οδήγηση ενός αυτοκινήτου με CVT είναι παράξενη αρχικά για όσους έχουν συνηθίσει την οδήγηση με επιλογέα ταχυτήτων. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων προσφέρουν αυτοκίνητα εξοπλισμένα με CVT αλλά και σύστημα αλλαγής ταχυτήτων, που μιμείται τα γρανάζια των τυπικών αυτόματων κιβώτιων, με προεπιλεγμένες σχέσεις μετάδοσης, προσπαθώντας να ενισχύσουν την αποδοχή των οδηγών για το CVT. Έτσι οι θεωρητικά άπειρες σχέσεις, γίνονται συνήθως 6, 7 ή οκτώ (εικονικές) στη χειροκίνητη λειτουργία τους.

Στην ιαπωνική αγορά κυκλοφορούν πάρα πολλά μοντέλα αυτοκινήτων με μετάδοση CVT και στις Ηνωμένες Πολιτείες γίνονται ολοένα και πιο κοινά (Subaru Crosstrek, Mitsubishi Outlander Sport, Honda CR-V Chevrolet Spark). Επιπλέον, ορισμένα αυτοκίνητα επιδόσεων (Subaru WRX) προσφέρουν μετάδοση CVT αντί για ένα τυπικό αυτόματο κιβώτιο. Στην Ευρώπη η διείσδυση των CVT δεν είναι μεγάλη και έτσι τα αυτοκίνητα στα οποία τα βρίσκουμε είναι λίγα, όμως η γκάμα μεγαλώνει και υποστηρίζεται κυρίως από εισαγόμενα μοντέλα αλλά και από ευρωπαϊκά (Nissan Micra\Qashqai, Honda Jazz, Toyota Auris\Prius\Yaris\Lexus, Audi A4\A5\A6, Renault Koleos\Megane\Scenic).

Ποιός τύπος μετάδοσης θα επικρατήσει;

Προς το παρόν φαίνεται ότι όλοι οι τύποι μετάδοσης θα συνεχίσουν και κυκλοφορούν και να εξελίσσονται μια και το ποιός τύπος μετάδοσης είναι ο καλύτερος εξαρτάται από τρεις σημαντικούς παράγοντες: το είδος του οχήματος που ενδιαφέρει, το στυλ οδήγησης και οι εκπεμπόμενοι ρύποι μια και η νομοθεσία για τα αποδεκτά όρια εκπομπής γίνεται όλο και αυστηρότερη και τα όρια όλο και μικραίνουν.

Αν το ζητούμενο είναι η σπορ οδήγηση ή η δυνατότητα για σπορ οδήγηση φαίνεται πως οι επιλογές είναι δύο ή αυτόματο κιβώτιο διπλού συμπλέκτη ή χειροκίνητο κιβώτιο.

Τα αυτόματα κιβώτια διπλού συμπλέκτη προσφέρουν χαμηλή κατανάλωση, γρήγορες αλλαγές και αυξημένη συμμετοχή του οδηγού, αλλά κοστίζουν ακριβά και σε περίπτωση κάποιας βλάβης η επισκευή τους είναι ακριβή.

Τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων είναι πολύ πιο ελκυστικά αφού προσφέρουν την ιδανική ισορροπία μεταξύ σπορ οδήγησης, χαμηλού κόστους αγοράς και μικρού κόστους συντήρησης. Μέχρι τώρα υπάρχει η δυνατότητα επιλογής αν και πολλά νέα μοντέλα προσφέρουν μόνο ένα είδος μετάδοσης. Ο κατάλογος των νέων μοντέλων αυτοκινήτων που διατίθενται με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων συρρικνώνεται σταθερά στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τα σχετικά προσιτά αυτοκίνητα που προσφέρονται περιλαμβάνουν το Volkswagen GTI, το Subaru Impreza, το Fiat 124 Spider, το Chevrolet Cruze. Ακριβότερα μοντέλα όπως η BMW M3, η Porsche 911, η Jaguar F-Type βγαίνουν επίσης με χειροκίνητη μετάδοση, αν και μπορεί να χρειαστεί ειδική παραγγελία.

Η αυστηρή αντιρυπαντική τεχνολογία παραπέμπει σε αυτοκίνητα με κιβώτια πολλών σχέσεων μετάδοσης ώστε ο κινητήρας να δουλεύει πιο πολύ στο εύρος στροφών που είναι πιο αποδοτικός, ευνοώντας έτσι αυτοκίνητα με 9 και 10 σχέσεις μετάδοσης. Ένας καλός οδηγός θεωρείται γενικά ότι μπορεί να διαχειριστεί αποδοτικά μέχρι 6 σχέσεις μετάδοσης, οπότε η νομοθεσία φαίνεται να οδηγεί πλέον σε αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων.

Τα χειροκίνητα κιβώτια και τα αυτόματα κιβώτια διπλού συμπλέκτη μοιάζουν να έχουν φτάσει στα όριά τους όσον αφορά τις σχέσεις μετάδοσης τα πρώτα στις 6 σχέσεις και τα δεύτερα στις 7 σχέσεις μετάδοσης.

Για απλή καθημερινή οδήγηση σταμάτα—ξεκίνα, η απλότητα, η άνεση και η ξεκούραστη οδήγηση που προσφέρει η αυτόματη μετάδοση (αυτόματο κιβώτιο ή CVT) είναι ιδανική. Τα κλασικά αυτόματα κιβώτια με μετατροπέα ροπής έχουν τα πλεονεκτήματα της ευκολίας και της άνεσης, αξίζουν ειδικά αν ταξιδεύεις συχνά και διανύεις μεγάλες αποστάσεις, ωστόσο έχουν μεγάλο κόστος αγοράς και σχετικά αυξημένο κόστος συντήρησης. Η αντιρυπαντική νομοθεσία φαίνεται πάντως πως αφήνει στη σπορ οδήγηση μόνο τα κλασικά αυτόματα κιβώτια με τον υδραυλικό μετατροπέα ροπής και τις πολλές σχέσεις μετάδοσης.

Στην ομαλή άνετη οδήγηση, στα απαλά κιβώτια, κερδίζουν τις εντυπώσεις τα συστήματα συνεχώς μεταβαλλόμενης μετάδοσης (CVT) που ουσιαστικά έχουν μία σχέση, όπως και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα σήμερα. Τα κιβώτια CVT παράγουν περισσότερο θόρυβο, πράγμα που μπορεί να δυσαρεστήσει, αλλά με μεσαίο κόστος αγοράς και λογικό κόστος συντήρησης δείχνουν πως έχουν τα δυνατότητα να κάνουν τη διαφορά, αν και δεν είναι δυνατόν όλοι οι οδηγοί να προτιμήσουν την οδήγηση ενός αυτοκινήτου με CVT.

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License