Zespół Szkół Transportowych w Ostrowie

Wielkopolskim

PRACA DYPLOMOWA

Temat

:

Automatyczne skrzynie biegów i

sprzęgła

Prowadzący : Wykonywał :
mgr inż. Marek Kmiecik Dariusz Gruszczyński S5a

Rok szkolny 2000/2001

2

Spis treści:

Wstęp

I

.

Automatyczne skrzynie biegów

1. Jazda samochodem z automatyczną skrzynią biegów..................................................4

2. Eksploatacja automatycznych skrzyń biegów..............................................................6

3. Samochód z automatyczną skrzynią biegów na śliskiej nawierzchni .........................7

4. Nowe rozwiązania przekładni automatycznych...........................................................8

5. Automatyczne skrzynie biegów w samochodach europejskich...................................9

II.

Spotykane rozwiązania automatycznych skrzyń biegów

1. Automatyczna skrzynia biegów w Daewoo Tico......................................................12

2. Automatyczna skrzynia biegów Volkswagena..........................................................15

3. 5 – biegowa skrzynia Mercedesa...............................................................................17

4. Ekonomiczne skrzynie Forda.....................................................................................18

5. Nowoczesna przekładnia do Opla Corsy...................................................................19

6. General Motors – skrzynie typu Hydra-Matic...........................................................20

7. Skrzynia biegów Eatom.............................................................................................21

8. Przekładnia bezstopniowa Ecotronic.........................................................................23

9. Przekładnia bezstopniowa Multitronic......................................................................24

10. Przekładnia automatyczna „Power – Flite”............................................................26

11. Sekwencyjna skrzynia biegów ................................................................................28

III.

Automatyczne sterowanie sprzęgieł

1. Automatyzacja sterowania sprzęgłem.......................................................................30

2. Automatyczne sprzędło w samochodzie Saab 900 Turbo.........................................32

3. Renault Twingo Easy z automatycznym sprzęgłem..................................................34

3.1 Budowa sprzęgła w Renault Twingo Easy..........................................................................35

Podsumowanie......................................................................................

37

Biografia..............................................................................................................38

3

Wstęp

Obecnie na rynku samochodowym pojawia się coraz więcej samochodów z

automatycznym sprzęgłem lub skrzynią biegów. Zmieniać biegi ręcznie, czy pozwolić

działać automatowi ? Zdania na ten temat są podzielone.

W Polsce auta z automatyczną skrzynią biegów są droższe w zakupie i

utrzymaniu od aut wyposażonych w tradycyjne skrzynie biegów. Do niedawna

automatyczne skrzynie montowane były tylko w samochodach wysokiej klasy. Dopiero

od pewnego czasu zaczęto przenosić to rozwiązanie do mniejszych samochodów. Nasz

rynek samochodowy oferuje nam dość duży wybór aut wyposażonych w automatyczną

skrzynię biegów lub automatyczne sprzęgło. Niestety sprzedaż tych aut w Polsce

stosunkowo jest niewielka lecz ciągle wzrasta. W Stanach Zjednoczonych ok. 90%

samochodów ma przekładnie automatyczne ( skrzynie ręcznie sterowane wybiera się

tam jako opcje do koneserów). Produkcja skrzyń automatycznych wiąże się w USA z

40 – letnią tradycją stosowania takich zespołów, które są opanowane technologicznie i

produkowane masowo, a więc i tanie.

W Polsce ludzie obawiają się skrzyń automatycznych z kilku względów.

Pierwszy z nich jest to mało rozwinięta sieć serwisów wyspecjalizowanych w naprawie

i obsłudze mechanizmów, a drugim wzrost kosztów eksploatacji samochodów, a w

razie awarii wysoki koszt naprawy.

Celem mojej pracy jest przybliżenie czytelnikowi zasady działania oraz budowy

automatycznych skrzyń i zautomatyzowanych sprzęgieł. W pracy opiszę kilka skrzyń i

sprzęgieł automatycznych oraz przeprowadzę porównania aut wyposażonych w

skrzynie sterowane ręcznie i automatycznie.

4

I. Automatyczne skrzynie biegów.

1. Jazda samochodem z automatyczną skrzynią biegów.

Układ sterowania automatycznej skrzyni biegów wyposażony jest w kilka

dźwigni, przełączników, których nieumiejętna obsługa wprowadza dyskomfort i może

użytkownika drogo kosztować.

Jednym z głównych elementów jakie obsługuje kierowca jest gałka. Jednakże

spełnia ona zgoła inne funkcje niż ta z układu tradycyjnego. Można ją ustawić w

następujących położeniach (układ najczęstszy) :

- P (parking) – odpowiada pozostawieniu pojazdu „na biegu” w czasie postoju,

- R (rewers) – bieg wsteczny,

- N (neutral) – bieg jałowy,

- D (drive) – jazda do przodu,

- 3 – jazda do przodu (tylko na biegach 1, 2 i 3),

- 2 – jazda do przodu (tylko na biegach 1 i 2),

- L (low) – jazda tylko na „jedynce”.

Obok dźwigni kierowca ma do dyspozycji przycisk zmieniający tryb pracy przekładni –

zazwyczaj może wybierać pomiędzy jazdą sportową, a ekonomiczną. Niekiedy

możemy jeszcze korzystać z zimowego trybu jazdy. Ostatnim elementem, którym

kierowca może wpłynąć na pracę przekładni jest, tzw. „kick- down” przełącznik

znajdujący się pod pedałem przyspieszenia. Po wciśnięciu tegoż pedału do oporu

(zadziała przełącznik) i następuje redukcja biegu i związane z tym szybsze

przyspieszenia.

Wsiadamy do samochodu z „automatem”, naciskamy hamulec i przestawiamy

dźwignię z „P” na „ N”. Nie zapalamy silnika, gdyż dźwignia znajduje się na „D” lub

„R”, a niewskazana jest długotrwała praca na postoju z dźwignią na „P”, „D” lub „R”.

Gdy chcemy aby samochód ruszył z miejsca, przestawiamy po prostu dźwignię na „D”

lub „R” (jeśli cofamy) i puszczamy hamulec. W tym momencie (nawet bez dodania

gazu) samochód powinien wolno ruszyć. Po dodaniu gazu przyspieszenie powinno być

płynne, ale stanowcze. Momenty zmiany biegów pomimo, że powinny być

wyczuwalne, to nie mogą powodować szarpnięcia ani gwałtownych zrywów pojazdu.

5

W czasie krótkich przerw w jeździe (np. na czerwonym świetle) nie wymaga się

przestawienia dźwigni na „N”, należy tylko mieć na uwadze wspomniane wcześniej

wolne poruszanie. Wystarczy wtedy lekkie przyciśnięcie pedału hamulca. Jeżeli

chcemy gwałtownie przyspieszyć, wciskamy po prostu pedał „gazu” do oporu - układ

„kick –down” spowoduje wtedy redukcję biegu na niższy. W przypadku tradycyjnego

„kick- down” sterowanego mechanicznie przyciskiem w podłodze trzeba pokonać

niewielki opór. W nowoczesnych elektronicznych układach wystarczy dociśnięcie

pedału do podłogi – czujnik położenia pedału właściwie odczyta „chęci” kierowcy.

Pamiętać należy, aby właściwie wykorzystywać przełącznik trybu pracy

przekładni. Nieocenione usługi oddać może w warunkach jazdy po lodzie i śniegu

zimowy tryb jazdy. Biegi w skrzyni zmieniane są wówczas dość wcześnie (start często

następuje z „dwójki” ), co redukuje siłę napędową na kołach i zabezpiecza przed ich

ślizganiem się.

Pozostały jeszcze niewytłumaczone oznaczenia na dźwigni : „3”, „2” i „L”

(ewentualnie „1”). Takie oznaczenia dotyczą oczywiście skrzyni 4 – biegowej (w 3 –

biegowej jest analogiczne „2” i „1” ). W miejsce oznaczenia „3” można często spotkać

mały przycisk z lewej strony dźwigni o takim samym przeznaczeniu – blokujący

czwarty bieg. Wszystkie te zakresy służą do jazdy w trudnych, nietypowych

warunkach. Chcąc zabezpieczyć się przed niepowołaną zmianą biegu na wyższy,

blokujemy kolejne przełożenia ( zależnie od warunków jazdy – 3 i 4 lub nawet 2,3 i 4

bieg). Z tej pomocy korzystamy, np. w czasie jazdy pod górę, w trudnym terenie,

hamując silnikiem, itp.

Pozostał do objaśnienia sam ruch dźwigni. Jest ona zabezpieczona przed

przypadkowym przesunięciem, nieprostoliniowym prowadzeniem lub przyciskiem na

rękojeści dźwigni. W niektórych modelach aut z automatyczną skrzynią biegów nie

wyciągamy kluczyka ze stacyjki, jeżeli dźwignia nie została w pozycji „P” i „N”.

Pamiętamy więc, aby opuszczając pojazd zostawić dźwignię na„P” oraz, aby nie

przestawiać dźwigni na „P” lub „R” w czasie jazdy.

6

2. Eksploatacja automatycznych skrzyni biegów

Automatyczne skrzynie biegów są w zasadzie zespołami bez usterkowymi,

oczywiście pod warunkiem ich prawidłowej eksploatacji. Pojawiające się czasami

uszkodzenia dotyczą zwykle elektroniki i elektrotechniki sterującej, ale nowoczesne

systemy diagnozy, które są wyposażone w najnowsze samochody umożliwiają

precyzyjne i szybkie ustalenie przyczyn niesprawności.

W obecnie wytwarzanych skrzyniach biegów istnieje jeszcze konieczność

okresowej wymiany oleju, sita filtrującego i uszczelki miski olejowej (co około 60 tys.

km), ale w najbliższej przyszłości te obowiązujące wymiany zostaną wyeliminowane

dzięki zastosowaniu specjalnych olejów przekładniowych.

Eksploatując samochód z automatyczną skrzynią biegów trzeba się

przyzwyczaić do faktu, że nie uruchomimy silnika przez pchanie lub holowanie. Pompa

oleju przy unieruchomionym silniku nie wytwarza ciśnienia i nie można załączyć

biegów. Czasami odległość na jaką można holować pojazd z automatyczną skrzynią

biegów jest ograniczona (zwykle do 50 km, a prędkość holowania do 50 km/h).

Samochody z przednim napędem nie mogą być holowane z podniesionymi tylnimi

kołami. Jeśli więc zachodzi potrzeba przetransportowania samochodu należy to robić

tylko na lawecie.

7

3. Samochód z automatyczną skrzynią biegów na śliskiej nawierzchni

Nowoczesne automatycznie skrzynie biegów pracują znakomicie. Ich wielką

zaletą jest możliwość wyboru z trzech programów. Oznaczany najczęściej literą „S”

przełącznik uruchamia program sportowy (maksymalne przyspieszenie w celu

bezpiecznego wyprzedzania). Przycisk „E” oznacza Economy (ekonomiczny styl

jazdy), a przełącznik z literą „W” włącza program zimowy. Na przykład BMW

program zimowy zamiast litery „W” oznacza stylizowanym rysunkiem płatka śniegu,

podobnie jak Opel.

Do testu użyto ciężkiego BMW serii 7

Pierwsza próba: dźwignia zmiany biegów „D” program „E”. Automatyka

wybiera najniższy bieg. BMW mimo wielkiej mocy nie może ruszyć, koła ślizgają się

przy najmniejszym ruch pedału przyspieszenia, gdyż automatycznie został wybrany

pierwszy bieg o małym przełożeniu. Samochód nie ma szans żeby ruszyć z miejsca na

śliskiej nawierzchni.

Druga próba: dźwignia zmiany biegów na wysokości biegu (na „3”), program

„W”. Samochód rusza, program zimowy utrzymuje ten bieg. Większe przełożenie

zapobiega buksowaniu kół, które siłę podłużną przenoszą jako siłę napędową zupełnie

bezpiecznie.

Jeżeli przed rozpoczęciem jazdy został wybrany program „E”, a w czasie

podróży tył zaczyna zbaczać z toru, to należy natychmiast zdjąć nogę z pedału

przyspieszenia, potem zaraz wcisnąć pedał na 2 cm. W tym czasie automatycznie

zostanie wybrany niższy bieg, koła znów zaczną się toczyć.

Zarówno na suchej jak i na śliskiej nawierzchni automatyczna skrzynia biegów

ma pewną istotną przewagę nad skrzynią mechaniczną: kierowca nie jest

dekoncentrowany przez przełączanie biegów i może w pełni skupić się na kierowaniu.

Dodatkowo poprzez wybór odpowiedniego programu kierowca może zdecydować się

na optymalne rozwiązanie w danych warunkach drogowych i atmosferycznych.

4. Nowe rozwiązania przekładni automatycznych

8

Wady przekładni automatycznych to: większa masa, mniejsza sprawność i

wyższa cena mogą wkrótce zostać w znacznym stopniu ograniczone. Tak twierdzi

Rouman Antonow, bułgarski wynalazca. Opracował on skrzynię automatyczną

wykorzystując typową przekładnię planetarną i sprzęgło cierne ale pozbawioną

przetwornika hydrodynamicznego i hydraulicznego układu przełączającego, a więc

elementów pochłaniających najwięcej energii i kosztów tradycyjnych przekładni.

Do zmiany biegów są wykorzystywane siły osiowe z przekładni zębatej o

skośnym uzębieniu oraz siły odśrodkowe działające na masy powiązane ze sprzęgłem

ciernym. O ich wzajemnej relacji, zależy przepływ sił przez przekładnie. W stanie

początkowym ( pierwszy bieg) siła osiowa jest większa i utrzymuje sprzęgło w stanie

rozłączonym, wobec czego napęd jest przenoszony z koła zewnętrznego na kosz

satelitów, wobec czego maleje siła osiowa i następuje szybkie zablokowanie sprzęgła.

Moment jest przenoszony bezpośrednio, zmienia się na 1:1. zwiększenie oporu po

stronie wyjściowej prowadzi do poślizgu sprzęgła, co ponownie zmienia przełożenia, a

obrót kosza względem koła słonecznego powoduje rozłączenie sprzęgła. Oczywiście ta

równowaga może być sterowana przez dodatkowy element wykonawczy, ale o małej

mocy, jak siłownik hydrauliczny zasilany z pomocą oleju. Może on służyć do ręcznej

zmiany przełożenia lub blokady przekładni, np. do hamowania silnikiem. Używając

dwóch modułów planetarnych w ten sposób, by wałek wejściowy drugiego był

połączony z kołem słonecznym pierwszego. W ten sposób można uzyskać dodatkowe

przełożenie od 2,5:5. w ten sposób utworzona przekładnia automatyczna ma zakres

przełożeń od około 8 (5 x 1,6 ) do 1, czyli odpowiadający potrzebą samochodowym.

Połączenie silnika ze skrzynią może mieć postać typowego sprzęgła ciernego, sprzęgła

odśrodkowego, proszkowego, przetwornika hydrodynamicznego. Prototypowa

przekładnia ma moment 250 Nm, masę jedynie 50 kg, a jej długość wraz z

mechanizmem różnicowym wynosi 325 mm. Przekładnie Antonowa są badane w

kilkunastu samochodach i podobno w najbliższym czasie ma rozpocząć się ich

produkcją seryjna.

9

5. Automatyczne skrzynie biegów w samochodach europejskich

Jednym z największych europejskich producentów automatycznych skrzyń

przekładniowych jest niemiecka firma ZF. Dostarcza ona przekładnie dla BMW,

Jaguara, Porche, Saaba, Audi, Rovera, Land Rovera i innych. W programie firmy

znajdują się przekładnie do klasycznego układu napędowego, układu poprzecznego i

4x4. Są to typowe skrzynie z przekładniami hydrodynamicznymi, obiegowymi oraz

przekładnią główną stożkową lub czołową. W ich konstrukcji, a zwłaszcza sterowaniu

dokonał się jednak wielki postęp, którego celem było złagodzenie wszelkich

niedogodności związanych z przekładniami automatycznymi. Dostosowano je do

zabudowy w stosunkowo małych samochodach, o silnikach 2



2,5 dm

3

, drogą:

- wprowadzenia pięciu przełożeń do jazdy do przodu,

- zastosowania sterowania hydrauliczno – elektronicznego, które umożliwiło

optymalizacje i złagodzenie dodatkowych problemów pracy,

- zmniejszenia wymagań obsługowych,

- zmniejszenia masy i rozmiarów.

Przykładem takiej przekładni jest najpowszechniej stosowana skrzynia

ZF5HP18. Ma ona pięć biegów do przodu od 3,67 do 0,74 i może przenosić moment

obrotowy 300 Nm. Jej masa wynosi ok. 75 kg (z olejem), czyli ok. 30 kg więcej niż

podobnej wielkości przekładnia mechaniczna. Długość zespołu nie przekracza 670 mm.

Przekładnia ma mechaniczną blokadę przetwornika momentu na czwartym i piątym

biegu, sterowanie zmianą przełożenia zintegrowane jest z układem sterującym silnika.

Ciśnienie w siłownikach wyłączających poszczególne sprzęgła cierne lub

hamulec taśmowy zależy od włączonego biegu, momentu obrotowego silnika (

kalkulowanego z parametrów wtrysku), otwarcia przepustnicy, prędkości obrotowych

wałka i turbiny skrzyni oraz silnika, a także temperatury skrzyni i silnika. W momencie

zmiany jest opóźniony zapłon, zmniejsza się w ten sposób moment obrotowy silnika i

charakterystyczne „szarpnięcia” towarzyszące z reguły pracy skrzyni automatycznej są

niemal niewyczuwalne.

10

Skrzynia realizuje zmianę biegów według trzech programów:

- ekonomicznego „E”,

- sportowego „S”,

- zimowego „W”.

Wyboru programu dokonuje kierowca przyciskiem na (lub obok) dźwigni sterowania.

Program „E”, na który przekładnia jest stale nastawiona, dobiera punkt zmiany

położenia kierując się kryterium niskiego zużycia paliwa, a więc przy stosunkowo

małych prędkościach obrotowych. Program „S” ogranicza praktycznie zakres przełożeń

do czwartego biegu, piąty bieg jest włączony po osiągnięciu regulowanej prędkości

obrotowej silnika jako zabezpieczenie.

Przełączanie poszczególnych biegów następuje przy nieco większych

prędkościach, natomiast parametry przełączania odpowiadające pełnemu wciśnięciu

pedału „gazu” są jednakowe. Program WINTER ma na celu zapobieganie poślizgowi

przy ruszaniu i przyspieszaniu. Wyeliminowano w nim pierwszy bieg, maksymalna

prędkość obrotowa silnika (przy której następuje przełączenie z czwartego na piąty

bieg) wynosi 4000 obr/min.

Skrzynia jest wyposażona w układ diagnostyczny, który dokonuje także

szacunku jakości oleju na podstawie pomiaru temperatury jaką osiągnął w czasie

eksploatacji. W normalnych warunkach użytkowania wymiana oleju zastępuje po

przejechaniu ok. 70 tyś. km. ZF ma w swym programie także skrzynie 4HP20 do

przedniego napędu i poprzecznie umieszczonego silnika. Ta zwarta przekładnia ma

masę ok. 90 kg i może przenosić moment obrotowy 330 Nm. Ma ona cztery przełożenia

od 2,72 do 0,72, co w opinii specjalistów jest maksimum jakie można zmieścić w

ograniczonej długości przekładni. Jest to niewątpliwa wada wobec czego ZF

opracowała do mniejszych samochodów z przednim napędem przekładnię Ecotronic.

11

II. Spotykane rozwiązania

automatycznych skrzyń

biegów

1. Automatyczna skrzynia biegów w Deawoo Tico

Zwykle automatyczne skrzynie biegów są stosowane w pojazdach z silnikami o

większej mocy i pojemności ( 793 cm

3

i 30 KW ). Jest to jeden z najmniejszych na

świecie silników współpracujących z automatyczną skrzynią biegów, na którą składa

się przekładnia hydrokinetyczna, przekładnia planetarna oraz hydrauliczna jednostka

sterująca.

Kierowca Daewoo Tico ma do dyspozycji pozycje dźwigni sterującej:

- „P” (parking) – przekładnia w pozycji neutralnej, napęd zablokowany, możliwość

uruchomienia silnika,

- „R” (reverse) – bieg wsteczny,

- „N“ (neutral) – przekładnia w pozycji neutralnej, możliwość uruchomienia silnika

- „D” – jazda do przodu na biegach 1 – 2 –3 ,

- „2” – jazda do przodu 1 – 2 ,

- „L” (low) – jazda na pierwszym biegu.

Po uruchomieniu silnika, które może nastąpić po ustawieniu dźwigni sterowania

w pozycji „N” lub „P” przesuwamy ją w pozycję „D” i samochód zaczyna jechać do

przodu. W Tico ten efekt poślizgu jest dość silny i może zaskoczyć mniej wprawionego

kierowcę, który musi powstrzymywać samochód naciskając pedał hamulca.

Przyciskamy pedał przyspieszenia i w zależności od tego z jaką czynimy to energią

następuje samoczynnie zmiana biegu z pierwszego na drugi. Przy prędkościach 28 lub

44 km/h. Gdy wciąż zwiększamy prędkość jazdy nastąpi automatyczna zmiana biegu z

drugiego na trzeci przy prędkościach 52 lub 77 km/h. Podczas zwalniania biegi

zmieniając się samoczynnie w dół.

Możemy też wymuszać szybszą zmianę biegów przez energiczne naciśnięcie

pedału przyspieszenia, gdy wymaga tego sytuacja drogowa, np. podczas wyprzedzania

pojazdu na drodze. Do bezpiecznego wykonania tego manewru dobrze się też nadaje

ustawienie dźwigni zmiany biegów w pozycji „2”, zalecanej co prawda podczas jazdy

12

pod górę lub gdy konieczne jest hamowanie silnikiem na zjazdach ze wzniesień.

Ustawienie dźwigni zmiany biegów w pozycję „L” pomaga podczas pokonywania

stromych pochyłości, jazdy w kopnym piasku, na drogach gliniastych lub zaśnieżonych.

Trzeba pamiętać aby nie jeździć z dźwignią zmiany biegów ustawioną w pozycji „2”,

gdy prędkość samochodu jest większa niż 70 km/h. Nie należy też zmieniać ustawienia

dźwigni w pozycji „N” do „R” lub „P” w czasie jazdy nawet z minimalną prędkością

lecz jedynie po całkowitym zatrzymaniu samochodu. Gdy kierowca nie przestrzega

tych zasad skrzynia biegów może ulec uszkodzeniu. Nie należy też nigdy zmieniać

pozycji dźwigni z pozycji „P” lub „N” do pozycji „R”, „D”, „2” lub „L” podczas pracy

silnika z dużymi prędkościami obrotowymi, bowiem grozi to też gwałtownym

szarpnięciem i w efekcie uszkodzeniem skrzyni biegów.

Specjalną uwagę należy zwrócić na przekładnię automatyczną w górach.

Zalecenia fabryczne mówią że należy łagodnie dozować moc silnika przy ustawieniu

dźwigni zmiany biegów w pozycji „D” a jeśli konieczna jest dodatkowa moc przy

prędkości poniżej 70 km/h zmienić ustawienie dźwigni na pozycję „2” lub poniżej 50

km/h w pozycję „L”. Podczas zjeżdżania drogą o dużym nachyleniu instrukcja obsługi

zaleca ustawienie dźwigni w pozycji „ 2 ” lub ” L ” w celu wykorzystania efektu

hamującego silnika, choć efekt jest ten znikomy. Nigdy nie należy zjeżdżać ze

wzniesienia z dźwignią zmiany biegów ustawioną w pozycji „N”, bowiem może to

spowodować niedostateczne smarowanie przekładni i w efekcie jej uszkodzenie.

Przyspieszanie samochodem wyposażonym w automatyczną przekładnię jest

zwykle wolniejsze niż przy stosowaniu mechanicznej skrzyni biegów. W Daewoo Tico

„Automatic” przyspiesza do 100 km/h w ciągu 25 s, podczas gdy model z mechaniczną

zmianą biegów osiąga ten prędkość w ciągu 17 s. Różnica jest więc spora. Ale te liczby

nie mówią wszystkiego. W zakresie prędkości stosowanych w ruchu miejskim Tico z

„automatem” jest zrywniejszy niż z ręcznie sterowaną skrzynią biegów, bo pierwsze

przełożenie skrzyni automatycznej jest większe niż drugie w skrzyni ręcznej, krótsze

jest też przełożenie w przekładni głównej, no i odpowiedni czas na przełożenie z

pierwszego na drugi bieg. W praktyce więc „automatyczny” Tico rusza bardzo

sprawnie. Nawet kierowcy luksusowej limuzyny nie są w stanie dogonić koreańskiego

„malucha”, na krótkich odcinkach miedzy światłami. Zwykle samochody z

13

automatycznymi przekładniami są mniej ekonomiczne niż te, w których kierowca

dokonuje osobiście zmiany biegów. Tico „Automatic” zużywa ok. 7 dm

3

paliwa na 100

km przy szybkiej jeździe na trasie oraz 8,1 dm

3

w eksploatacji miejskiej. Podobne

wartości dla samochodu z mechaniczną skrzynią biegów wynoszą 5 i 6 dm

3

/100 km. Za

wygodną jazdę „automatem” trzeba więc płacić.

14

2. Automatyczna skrzynia biegów Volkswagena.

Na przykładzie automatycznej, czterobiegowej skrzyni Volkswagena można się

zorientować o działaniu i tendencjach panujących obecnie w konstrukcjach

automatycznych skrzyni biegów. Jest ona budowana w systemie modułowym i

oferowana w wykonaniach do zabudowy wzdłużnej i poprzecznej. W obu wariantach

skrzynia są zintegrowane z przekładniami głównymi i są możliwe odmiany dla napędu

na obie osie. Dzięki przeniesieniu momentu obrotowego z pominięciem przetwornika (

częściowo na trzecim biegu i całkowicie na czwartym) uzyskana redukcję zużycia

paliwa, emisję szkodliwych składników i hałasu.

Skrzynia Volkswagena składa się z hydrodynamicznego przetwornika momentu

obrotowego, elementów załączających ( trzy sprzęgła, dwa hamulce ,wolne koło),

zestawu przekładni planetarnej Ravigneaux i przekładni przekazującej napęd na wałek

wejściowy przekładni głównej oraz pompy zębatej napędzanej przez silnik za

pośrednictwem przetwornika momentu obrotowego jak też zestawu zaworów

elektrohydraulicznych.

Sterowanie skrzynią Volkswagena przebiega na drodze elektroniczno –

hydraulicznej. Zespół zaworów elektrohydraulicznych jest umieszczony w misce

olejowej przekładni, zaś elektroniczne urządzenie sterujące Digimat znajduje się poza

przekładnią wewnętrzną pojazdu.

Olej zasysany przez pompę z miski olejowej przekładni po przejściu przez sito

filtrujące jest podawany podciśnieniem poprzez przewody w korpusie skrzyni do

elektrohydraulicznej jednostki sterującej. W tej kasecie następuje rozdzielenie oleju na

poszczególne elementy zgodnie z poleceniami urządzenia sterującego i aktualnym

ustawieniem dźwigni zmiany biegów. W kasecie sterującej znajduje się siedem

zaworów elektromagnetycznych, sterowanych przez urządzenie Digimat i działających

na suwaki rozdzielające olej pod ciśnieniem.

Ciśnienie jest wytwarzane w zaworze modulacyjnym w zależności od

włączonego biegu i programu ( ECO lub SPORT). W celu uzyskania płynniejszego

przełączania biegów układ sterowania skrzynią jest dodatkowo wspomagany poprzez

elektronikę sterując silnikiem. Moment obrotowy silnika jest redukowany ( nawet o

15

50% ) za pomocą opóźnienia zapłonu ( maksymalnie o 30

0

). Podczas zmiany

ustawienia dźwigni sterującej występuje krótkotrwała redukcja momentu (o około

20



45 %) odciążająca elementy cierne sprzęgieł i hamulców.

Masa skrzyni biegów w wersji do umieszczenia poprzecznego wynosi 69 kg,

zaś wzdłużnego 73 kg. Całkowita długość odpowiednio 397 i 415 mm. Przenoszony

moment obrotowy wynosi 250



260 Nm, a rozpiętość przełożeń – 4,1. Przełożenia

przekładni głównej w samochodach Volkswagena, w których zastosowano tę

automatyczną przekładnię wynoszą od 3,46 do 4.53.

16

3. 5 – biegowa skrzynia Mercedesa.

Do nowych silników firma Mercedes proponuje 5 – biegowe skrzynie

automatyczne o oznaczeniu W5A 030. Stanowi on rozwinięcie konstrukcyjne

produkowanej w 1979r. przekładni czterobiegowej W4A 040, polegającej w zasadzie

na dodaniu przekładni planetarnej i usprawnionego zestawu sterującego. Została ona

wydłużona o 82 mm, jest cięższa o 8 kg ( masa własna wynosi po zalaniu olejem 75,2

kg ), zwiększono rozpiętość przełożeń, mniejsze są straty mocy, mniejsza hałaśliwość, a

przy konstruowaniu nowej obudowy zapewniono większą zwartość konstrukcji.

Po dodaniu zestawu kół zębatych zapewniono dostateczne warunki smarowania

i chłodzenia zwiększając pojemność układu o ok. 500 cm

3

. Biegi od pierwszego do

czwartego i bieg wsteczny (R) są sterowane całkowicie hydraulicznie, zaś dodatkowy

piąty bieg jest załączany po zablokowaniu biegów od pierwszego do czwartego

elektronicznym urządzeniem, optymalizującym przebieg zmiany przełożenia.

Podczas prób drogowych potwierdzona, że samochody Mercedesa wyposażone

w 5 – biegową skrzynię przekładniową mają niższe zużycie paliwa oraz lepsze

przyspieszenia niż te wyposażone w automatyczną skrzynię czterobiegową.

17

4. Ekonomiczne skrzynie Forda.

W dążeniu do ograniczenia zużycia paliwa, niektórzy producenci opracowują

„ekonomiczne” automatyczne skrzynie biegów, których zasadniczym zadaniem jest

ograniczenie zużycia paliwa przy stosowaniu tego rodzaju przekładni. Propozycja

Forda została opracowana przez francuski oddział firmy w Bordeux w latach 1982 –

1984 i po raz pierwszy zastosowano w modelach z napędem na dwa i cztery koła.

Później na zamówienie była dostępna w samochodach: Ford Granada, Capri, Transit,

Sierra i Scorpio.

Automatyczną skrzynię biegów Forda o oznaczeniu A4LD można określić jako

przekładnię czterobiegowa z nad biegiem. Oprócz klasycznych pozycji dźwigni zmiany

biegów kierowca ma do dyspozycji ustawienie „DE” (Drive Economy), które zapewnia

ekonomiczne, zmniejszone zużycie paliwa. Dźwignia tej pozycji uruchamia

hydrodynamiczny przetwornik momentu obrotowego, czyli zostaje wyeliminowany

poślizg, wpływający niekorzystnie na dynamikę i ekonomikę silnika. Dodatkowo

czwarty bieg w tej skrzyni ma przełożenie aż 0,75 co daje obniżenie prędkości

obrotowej silnika o 25 %. W sumie więc uzyskuje się nie tylko zmniejszenie zużycia

paliwa, ale i obniżenie temperatury oleju i poziomu hałasu. Ta skrzynia biegów Forda

ma też samoczynną blokadę umożliwiającą przekroczenie określonej prędkości

obrotowej silnika jak i blokadę wstecznego biegu, która wyklucza jego załączenie gdy

samochód jedzie do przodu z prędkością powyżej 15 km/h.

Automatyczna czterobiegowa skrzynia A4LD jest o 116 mm dłuższa od

podobnej trzybiegowej ( wersja trzybiegowa ma długość 628 mm), przenoszony

moment obrotowy wynosi 540 Nm (w wersji wzmocnionej 750 Nm), jej masa – 65 kg

(łącznie z 9 dm

3

oleju). W budowie wykorzystano dwufazowy przetwornik momentu

obrotowego Fichtel & Sachs, mający od strony turbiny tłumik drgań.

18

5. Nowoczesna przekładnia do Opla Corsy

Poważnymi konkurentami klasycznych przekładni automatycznych stały się

bezstopniowe przekładnie pasowe. Prostsza budowa, większa niezawodność i trwałość,

mniejsza masa i ceny skłoniły wiele firm do przejęcia tego rozwiązania w seryjnie

produkowanych samochodach – oferują je między innymi: Fiat, Ford, Nissan i Subaru.

Ich wykorzystanie limituje niewielki moment obrotowy, jaki mogą przenieś obecnie

stosowane specjalne metalowe pasy.

Opel opracował dla nowej Corsy konwencjonalną przekładnię czterobiegową,

starając się jedynie maksymalnie zmniejszyć jego masę i rozmiary. W porównaniu z

automatycznymi przekładniami większych Opli, skrzynia ma masę o 15 kg mniejszą

(60 kg ). Tym niemniej ma wszystkie możliwości nowoczesnych przekładni, łącznie z

możliwością ustawienia ekonomicznego układu sterowania, zmianą przełożenia na

programy: Economy, Sport i Winter. To typowe w nowoczesnych elektronicznie

sterowanych

skrzyniach

rozwiązanie

umożliwia

optymalne,

ekonomiczne

wykorzystanie silnika przy normalnej jeździe na programie „E” uaktywnionym w

momencie uruchomienia silnika. Przyciskając przycisk na dźwigni sterującej włącza się

program Sport, który opóźnia zmianę przełożenia na wyższe i przełącza wcześniej na

niższy bieg przy odjęciu gazu. Program zimowy ( Winter) także włączony ręcznie

powoduje rozpoczęcie jazdy od trzeciego biegu zapobiegając poślizgowi kół przy

ruszaniu. Przy prędkości 80 km/h następuje samoczynne przełączenie trybu zmiany

przełożeń na zakres Economy.

19

6. General Motors – skrzynia typu Hydra- Matic

General Motors ma w Strasburgu ośrodek badawczo – produkcyjny, w którym

są wytwarzane skrzynie ze znanej rodziny Hydra-Matic. Centrum to opracowało dwie

modułowe skrzynie: 4L40-E, SL40-E, cztero i pięciobiegowe, do wzdłużnego

umieszczania w samochodzie ma moment obrotowy ok. 380 Nm. Mają one jednakowe

wymienne obudowy i 80 % wspólnych części. Są przeznaczone do samochodów

osobowych i dostawczych z napędem na tylne koła i 4x4. skrzynie są napełnione

płynem Dexvon III, którego praktycznie nie wymienia się w okresie eksploatacji.

Jedynie w ciężkich warunkach zaleca się wymianę oleju po przejechaniu ok. 80 tys. km.

Nowością General Motors jest produkowana skrzynia 4T65-E czterobiegowa do

poprzecznego układu napędowego. Jest to istotnie ulepszona wersja przekładni 4T60-E,

gdzie wprowadzono elektroniczne sterowanie przetwornikiem hydrodynamicznym,

który blokowany w szerszym zakresie prędkości, ale z pozostawieniem niewielkiego,

łagodzącego drgania poślizgu. Masa przekładni przenoszącej moment 380 Nm wynosi

ok. 93 kg .

20

7. Skrzynia biegów EATON.

W samochodach ciężarowych różnych marek bywa stosowana skrzynia biegów

produkowana przez angielską firmę EATON. Jest to przekładnia wielobiegowa

wyposażona w podwójne stałe zazębienie nazywane multiplikatorem oraz ma reduktor

umieszczony z tyłu skrzyni w miejscu, gdzie zwykle jest tylna pokrywa obudowy.

Skrzynia ta jest półautomatyczna, gdyż do ruszania samochodem z miejsca trzeba użyć

pedału sprzęgła. Tak samo należy posłużyć się pedałem sprzęgła podczas zatrzymania

samochodu. W czasie jazdy natomiast wszystkie zmiany biegów w górę i w dół można

wykonywać posługując się jedyni dźwignią zmiany biegów.

Sterowanie zmiany biegów jest elektroniczne, a układ wykonawczy

hydrauliczny. Wysprzęglanie konieczne dla wykonania zmiany biegów odbywa się

automatycznie i jest sterowane wspólnie ze zmianą biegów. Układ sterujący za pomocą

monitora umieszczonego na tablicy rozdzielczej „doradza” kierowcy najkorzystniejsze,

doraźnie zmiany biegów. Działanie sterowania skrzynią Eaton wyklucza błędne

przełączenia biegów, gdyż można wybrać w danej chwili tylko te biegi, które wskazuje

moduł sterowania na monitorze. Układ sterujący skrzyni Eatona SAMT (Semi

Automatic Motor Trasmission) może współpracować z układami: ABS, ASR oraz

sterowaniem elektronicznym funkcjami silnika. Odpowiednio przystosowany układ

sterowania sprzęgłem może być nawet wykorzystywany do zabezpieczenia

zapakowanego samochodu, trwale wyłączając sprzęgło.

W układzie SAMT oprócz czujników nadzorujących pracę silnika i układu

przeniesienia napędu znajduje się czujnik, który określa wielkość siły docisku tarczy

sprzęgła. Czujniki te są konieczne ze względu na to, że sprzęgło ma automatyczną

regulację luzu, przez co zapewnia się niezmienną wielkość siły koniecznej do

wyłączenia sprzęgła oraz stałą wielkość nacisku sprężyny talerzowej na tarczę sprzęgła.

Sprężyna talerzowa jest inaczej mocowana niż normalnie, gdyż musi być zapewniony

przesuw osiowy, będący zasadą tej regulacji.

Istniej szereg innych rozwiązań stosowanych w samochodach ciężarowych.

Względne rozpowszechnienie układu napędu w zautomatyzowanych w samochodach

ciężarowych wynika prawdopodobnie stąd, że automatyzacja dużego samochodu

21

ciężarowego była uznana jako celowa. Natomiast na przeszkodzie zastosowania

klasycznych skrzyń automatycznych stawały wysokie koszty.

Wydaje się, że ocalony od zapomnienia stary pomysł konstrukcji

automatycznego sprzęgła samochodowego ponownie toruje sobie drogę z dobrymi

rokowaniami technicznymi.

22

8. Przekładnia bezstopniowa ECOTRONIC.

Rozwiązanie firmy ZF w przekładni Ecotronic łączy typowy przetwornik

hydrauliczny, do którego firma jest „przyzwyczajona”, z pasową przekładnią o kołach

stożkowych. Jest to konstrukcja Van Doorne, z pasem z ogniw stalowych przenoszący

siłę po stronie ściskanej.

Oferowana obecnie przekładnia CFT20E przystosowana do momentu 210 Nm

ma zakres przełożeń 5,3 i masę około 72 kg. Ta bezstopniowa przekładnia istnieje też w

odmianach do tylnego napędu oraz do napędu przedniego, do silnika wzdłużnego.

Maksymalny przenoszony przez nie moment wynosi 270 Nm.

23

9. Przekładnia bezstopniowa MULTITRONIC.

Pierwszą automatyczną skrzynią biegów zaprezentowała firma Oldsmobile w

roku 1939. od tamtego czasu niewiele się zmieniło: jako sprzęgło pracuje tu przekładnia

hydrokinetyczna (1), która mieści napędzane silnikiem koło (pompa), wprawiająca w

ruch wirowy płyn hydrauliczny wypełniający przekładnię. Płyn przekazuje napęd na

koło turbinowe, skąd siła napędowa przenoszona jest na przekładnie planetarne (2,3),

odpowiadające za przełożenia. W tamtych czasach nie było „mostkowania” przekładni

hydrokinetycznej, umożliwiającego bezślizgowe przekazanie napędu, oraz

elektronicznego sterowania.

24

Bezstopniową skrzynię biegów miał już w roku 1959 DAF Variomatic, ale

wyjątkowo słabym punktem tego auta były łatwo ulegające awarii paski napędowe.

Także nowoczesne bezstopniowe skrzynie biegów są w zasadzie bardzo podobne, tyle

że u innych producentów niż Audi łączy się je tylko z silnikami o pojemności do 2 L.

Multitronic natomiast przenosi do 300 Nm momentu obrotowego za pośrednictwem

łańcuszka (1) łączącego dwie pary kół stożkowych (2). Kiedy hydrauliczny sterownik

rozsuwa lub zsuwa koła na osie, łańcuszek biegnie po większej lub mniejszej średnicy,

co zmienia przełożenie. Nie ma tu przekładni hydrokinetycznej, lecz sprzęgło

tarczkowe.

25

10. Przekładnia automatyczna „Power- Flite”

Przekładnia automatyczna „Power-Flit” jest stosowana do samochodów

budowanych przez „Chrysler Corporation” a więc w samochodach Chrysler, De Soto,

Plymouth i Dooge. Jest to czteroelementowa przekładnia hydrokinetyczna. Dźwignia

przełączająca tej przekładni ma cztery położenia: „R”, „N”. „D” i „L”. W położeniu

„D” przekładnia zaczyna przenosić napęd redukując prędkość a następnie przełącza się

automatycznie na bieg bezpośredni. Chwile przełączania są zależne od prędkości

samochodu i otwarcia przepustnicy. W położeniu zakresu niskiego przekładnia

pozostaje na biegu niższym, redukując prędkość.

1) Zakres niski.

Hamulec zakresu niskiego jest zaciśnięty, sprzęgło i hamulec biegu wstecznego są

wyłączone. Przełożenie zmniejszające prędkość jest włączone w trzech przypadkach:

- podczas ruszania z miejsca na zakresie „D”,

- podczas dużego przyspieszania poniżej pewnej określonej prędkości maksymalnej

(powoduje to przełączenie na bieg niższy),

- w położeniu „L” dźwigni przełączającej.

W zakresie niskim moc przenoszona jest przez przekładnię hydrokinetyczną przez

wałek wejściowy do koła pierścieniowego układu planetarnego niskiego zakresu.

Hamulec niskiego zakresu jest zaciśnięty i unieruchamia koło słoneczne niskiego

zakresu. Koło pierścieniowe niskiego zakresu obracając się zmusza satelity niskiego

zakresu do obiegu. Napędzają one kosz (ale z prędkością mniejszą od prędkości wałka

wejściowego), który z kolei napędza wałek wyjściowy.

2) Bieg bezpośredni.

Włączone jest sprzęgło biegu bezpośredniego, a oba hamulce są wyłączone.

Sprzęgło włączone sygnalizuje wałek wejściowy z kołem słonecznym niskiego zakresu.

Ponieważ koło pierścieniowe niskiego zakresu jest zaklinowane na wałku wejściowym,

koło słoneczne niskiego zakresu i koło pierścieniowe obracają się razem. Satelity i kosz

obracają się więc także z kołem słoneczny i pierścieniowym. Cały układ planetarny

obraca się jako jedna całość. Ponieważ kosz satelitów obraca się także z prędkością

wejściową, więc koło pierścieniowe biegu wstecznego musi kręcić się także z

26

prędkością wejściową. To koło pierścieniowe jest osadzone na wielowypuście wałka

wyjściowego. Wałek wyjściowy obraca się więc z tą sama prędkością jak wałek

wejściowy. Przekładnia przenosi bieg bezpośredni.

3) Bieg wsteczny.

Sprzęgło biegu bezpośredniego i hamulec niskiego zakresu są wyłączone a hamulec

biegu wstecznego włączony. Dzięki temu kosz satelitów jest unieruchomiony. Obecnie

napęd przenoszony jest od wałka wejściowego przez koło słoneczne biegu wstecznego

przez satelity biegu wstecznego i przez koło pierścieniowe wstecznego biegu. Ponieważ

satelity biegu wstecznego znajdują się między kołem słonecznym a pierścieniem, koło

pierścieniowe obraca się w odwrotnym kierunku. Przełożenie na biegu wstecznym

wynosi 2,39, tzn. że wałek wejściowy obraca się 2,39 razy na każdy obrót wałka

wyjściowego (wałek wyjściowy kręci się w odwrotnym kierunku). Z kolei przełożenie

przekładni na zakresie niskim wynosi 1,72.

27

11. Sekwencyjna skrzynia biegów.

Rzeczywiście tradycyjny „automat” z hydrokinetycznym sprzęgłem i

przekładnią planetarną jest cięższy od skrzyni z ręczną zmianą biegów i sprzęgłem

sterowanym pedałem, a w dodatku powoduje stratę mocy. Co gorsza „automatowi”

brak „sztywnego” połączenia silnika z kołami napędowymi czego nie znoszą sportowi

kierowcy, bo to utrudnia precyzyjne prowadzenie auta. Znaleziono więc rozwiązanie –

sekwencyjną skrzynię biegów. Ruchy dźwignią do przodu i tyłu (albo jak w

F1naciskanie przycisków na kierownicy) powodują zmianę przełożeń po kolei, a więc

trudno się pomylić. Jeśli przy tym obsługo sprzęgła jest automatyczna, sportowiec

może więcej uwagi poświęcić temu, co dzieje się na torze (szosie), auto zaś staje się

bardziej niezawodne.

Podobne cele przyświecały zapewne konstruktorom BMW, gdy stworzyli M3 z

sekwencyjną skrzynią biegów. Sześciobiegowa skrzynia biegów jest identyczna jak w

„normalnej” M3, podobnie jak sprzęgło tyle, że dodano do nich hydrauliczne siłowniki:

dwa do poruszania wodzikami skrzyni, a pojedynczy do włączania i wyłączania

sprzęgła. Nad zmianą przełożeń czuwa sztuczna inteligencja w postaci elektronicznego

modułu MSS50, informowanego poprzez szybką szynę danych o prędkości auta,

położeniu pedału gazu, wyłączonych hamulcach i oczywiście włączonym biegu. Jest to

niezbędne, jako że zamiast ręcznej (sekwencyjnej) zmiany biegów kierowca może

jeszcze zmieniać biegi w trybie pracy w pełni automatycznej.

Dźwignię zmiany biegów najnowszego BMW ustawia się w jednej z dwóch

szczelin: w pierwszej wybieramy między pozycjami „R” (wsteczny), „O” (luz) i „E”

(pełna automatyka). Po przesunięciu z „E” w bok trafiamy na szczeliną „S” (sport), w

której wychylenie dźwigni w przód powoduje zmianę ma niższy bieg, w tył zaś – na

wyższy. Samochód pozbawiony jest pedału sprzęgła, a dźwignię łączą ze skrzynią tylko

przewody elektryczne. Nie sam ruch dźwigni więc, ale sygnały elektryczne

zautomatyzowanych tam styczników powodują włączenie kolejnych przełożeń, co

czynią siłowniki wykonując ruch takie, jakie w „manualnej” skrzyni powoduje

dźwignią sam kierowca.

28

By ruszyć samochodem BMW, przesuwamy dźwignię w położenie „E” i

naciskamy pedał gazu. Z minimalnym opóźnieniem ( mniejszym nią w automacie z

automatycznym konwerterem) samochód rusza. Moment zmiany przełożenia na kolejne

wybiera elektronika „obserwując” wciśnięcie pedału gazu i inne wspomniane wyżej

urządzenia- w uproszczeniu można by rzec, że im spokojniejszy styl jazdy prezentuje

kierowca, tym rzadziej automat zmienia biegi. Ale to się zmieni, gdy przestawimy

dźwignę w położenie „S” – wtedy wszystko zależeć będzie właśnie od nas. Z małym

zastrzeżeniem: jeśli zatrzymamy się, automat włączy jedynkę i podczas intensywnego

hamowania możemy „przeskakiwać” kolejne biegi nie czekając aż się włączą.

Sekwencyjna skrzynia biegów jest znakomitym rozwiązaniem dla kierowców

lubiących sportowa jazdę, ale daleką od sportowego wyczynu. Zmiana przełożenia w

sekwencyjnej skrzyni biegów trwa około 0,25 s, podczas gdy wyczynowy kierowca jest

w stanie zmienić błyskawicznie bieg w 0,1 s

29

III. Automatyczne sterowanie sprzęgieł.

1.Automatyzacja sterowania sprzęgłem.

W czasie jazdy najwięcej wysiłku fizycznego trzeba włożyć w obsługę pedału

sprzęgła. Sprzęgło jest często wyłączone, a każde wysprzęglanie wymaga nacisku stopy

10 – 15 N. Natężenie ruchu szczególnie w trakcie jazdy miejskiej powoduje, że

częstotliwość powtarzania tej czynności sięga kilku, a nawet kilkunastu wysprzęgleń na

kilometr przebiegu. Wykorzystana w ten sposób przez kierowcę praca staje się w końcu

męcząca i jest przyczyną błędnych manewrów, których skutkiem bywają nawet

uszkodzenia mechanizmów i ich szybkie zużycie. Z tych powodów opracowano w

przeszłości wiele konstrukcji sprzęgieł, które można było rozłączać i ponownie włączać

bez posługiwania się pedałem. W konsekwencji doprowadziło to do półautomatyzacji i

automatyzacji sterowania sprzęgłem. W pierwszych konstrukcjach sprzęgieł

półautomatycznych wykorzystano energię mas wirujących do łączenia części

przenoszących napęd. Przykładami mogą być sprzęgła odśrodkowe: „Newtona”,

stosowane w latach 50, „Talbota” oraz najbardziej znane i skutecznie działające

sprzęgło odśrodkowe „Citroena 2CV”, montowane do końca produkcji tego modelu.

W samochodach ze sprzęgłami odśrodkowymi pedał sprzęgła był zachowany,

ale posługiwano się nim tylko w razie konieczności zmiany przełożenia przy dużej

prędkości obrotowej silnika. Konstrukcje tych sprzęgieł były skomplikowane, składały

się z dużej liczby części, co powiększało koszty produkcji i zarzucana je skutkiem

rozwoju innych skuteczniejszych sposobów przeniesienia napędu.

Sprzęgła elektromagnetyczne były kolejną próbą automatyzacji działania

sprzęgieł. Sprzęgła produkcji firmy Tareel były montowane w samochodach Renault i

Ford. Sprzęgła Jeagery znajdowały zastosowanie w Peugeotach 405. sprzęgła te były

jednak skomplikowane, miały ograniczoną trwałość, były trudne w obsłudze i

wymagały regulacji. Koszty produkcji były znaczne i stały się główną przyczyną

zaniechania ich produkcji.

30

Udaną próbą automatyzacji okazało się wyposażenie zwykłego sprzęgła

tarczowego w hydrauliczne urządzenie sterujące. Sterowanie tego rodzaju miał jako

pierwszy Citroen z OS19. Jego układ sterowania sprzęgłem został połączony z centralą

hydrauliczną, obsługującą inne zespoły podwozia. Szybkość włączania sprzęgła

zależała od oddziaływania kierowcy na pedał przyspiesznika.

Stosowano

również

układy

sterujące

z

wysprzęgnikami

sprzęgła

podciśnieniowymi, sterowanymi elektronicznie. Układy te miały skomplikowane

konstrukcje, były dość kosztowne w produkcji. Ich wadą było trudność w zachowaniu

szczelności w okresie eksploatacji.

31

2. Automatyczne sprzęgło w samochodzie Saab 900 Turbo.

W samochodach Saab 900 Turbo są montowane sprzęgła produkowane przez

niemiecką firmę Fichtel & Sachs. Sprzęgła te mają zautomatyzowane sterowanie

wsprzęglenia, nazwane „sensonic”.

Urządzeniem wykonawczym w układzie sensonic jest siłownik hydrauliczny,

który rozłącza sprzęgło wywierając nacisk na dźwignę wyłączającą. Siłownik ten jest

uruchamiany krzywką napędzaną silnikiem elektrycznym połączonym z nią przez

przekładnie ślimakową. W celu zmniejszenia zużycia prądu przez wprowadzono

sprężynę, która wspomaga działanie krzywki na siłownik. Wycinek ślimacznicy

przekładni ślimakowej jest wykonywany na fragmencie obwodu krzywki, który nie

styka się z tłoczyskiem siłownika. Elektroniczny moduł układu sterującego został

umieszczony w osłonie połączonej z obudową napędu krzywki, która stanowi centralną

część urządzenia. Elektroniczny układ sterujący jest rozbudowany i zapewnia

możliwość prowadzenia samochodu w sytuacji, gdy nastąpiło częściowe uszkodzenie

ograniczające zasób dostarczanych modułowi informacji. Moduł uzupełnia brakujące

dane czerpiąc je ze swej pamięci. System sterowania ma własny układ diagnostyczny

oraz pamięć, w której są zaprogramowane różne style prowadzenia samochodu. Układ

sterujący rozpoznaje sytuacje normalne i zapobiega skutkom popełnianych błędów. Nie

uda się więc włączyć rozrusznika, kiedy włączony jest bieg, nie można zredukować

biegu jeżeli prędkość jazdy jest zbyt duża, itp.

Samochody Saab są eksportowane do USA, wobec czego wprowadzono w

systemie sterowania sprzęgłem program, który powoduje wyłączenie silnika po 7 s

postoju z pracującym silnikiem i włączonym pierwszym biegiem, o ile w przeciągu

tego czasu kierowca nie nacisną pedału hamulca lub przyspiesznika. Układ sensonic

jest wyposażony w czujniki, które przekazują modułowi sterowania informacje o

chwilowej prędkości samochodu, aktualnym położeniu dźwigni zmiany biegów,

prędkości obrotowej wałka głównego skrzyni biegów, włączonym w danym momencie

przełożeniu skrzyni (mogła jeszcze nie nastąpić zmiana zaprogramowania dźwignią

zmiany biegów, gdyż jeszcze nie poparto jej impulsem pochodzącym od ruch pedału

32

przyspiesznika), temperaturze sprzęgła oraz o chwilowych parametrach silnika, jak np.

położeniu przepustnicy, momencie silnika, prędkości obrotowej wału korbowego, itp..

Układ sensonic może być montowany w samochodach wyposażonych w ABS,

ASR i inne sterowania elektroniczne. Masa mechanicznej skrzyni przekładniowej

przekracza nieznacznie 40 kg, a masa skrzyni automatycznej ZF używanej w tym

samochodzie sięga 85 kg.

33

3. Renault Twingo Easy z automatycznym sprzęgłem.

Twingo znane jest ze swoich nietypowych rozwiązań. Nic więc dziwnego, że

Renault nie wyposaża swojego niezwykłego autka w „normalną” automatyczną

skrzynię biegów, lecz przygotowało do niego coś ekstra.

Konstruktorzy Renault przypomnieli sobie rozwiązanie stosowane jako

wyposażenie specjalne już w latach 50- tych i 60 – tych. Chodzi o półautomat.

Dźwignia zmiany biegów pozostaje, pedał sprzęgła usunięto. W Twingo półautomat

sterowany jest elektronicznie, niezawodnie i bardzo szybko. Po prostu w „Easy”

włączamy bieg, dodajemy gazu , jedziemy bez szarpnięć i bez dławienia. Jedynie przy

parkowaniu brakuje początkowo wyczucia potrzebnego do dokładnego manewrowania,

ale tę umiejętność można wyćwiczyć.

Przeciw wersji Easy przemawia cena o 2 800 zł droższe od „normalnego”

Twingo. Wiele argumentów przemawia jednak za wersją Easy. W przeciwieństwie do

w pełni automatycznej skrzyni biegów nie pogarszają się parametry jezdne, zużycie

paliwa lub temperament. Oznacza to, że 55 – konny, czterocylindrowy silnik reaguje w

obu wersjach Twingo z taką samą spontanicznością , kolejna zaleta to możliwość

samodzielnego wyboru dowolnego biegu, podobnie jak w konwencjonalnej wersji

( przy pełnej automatyce nie jest to możliwe), a więc świadomej decyzji jazdy, np. na

niskich obrotach. Dla kogoś kto nie lubi w rannych i popołudniowych korkach wciąż

dusić na pedał sprzęgła „Easy” jest znakomitym rozwiązaniem.

34

3.1 Budowa sprzęgła w Renault Twingo Easy.

W Renault Twingo Easy jest montowane sprzęgło AP, produkowane przez firmę

Borg & Becko. Sprzęgło AP ma najprostszy układ zautomatyzowanego sterowania i

jest rozłączane za pomocą siłownika hydraulicznego, który otrzymuje olej ze zbiornika

ciśnieniowego, zasilanego z pompy oleju.

Pompa oleju pobiera olej ze zbiornika przelewowego układu hydraulicznego.

Siłownikiem wysprzęglającym steruje zawór elektromagnetyczny, który jest

uruchamiany impulsami otrzymywanymi z modułu. Sterowani układem wysprzęglania

ma czujniki, które zbierają informacje o stanie parametrów silnika, układu przeniesienia

napędu i prędkości pojazdu. Moduł elektroniki sterowania jest zaprogramowany w taki

sposób, żeby automatyka sterowania sprzęgłem umożliwiła prowadzenie samochodu

według nabytych przez kierowcę nawyków do jazdy normalnej lub sportowej. Układ

sterowania sprzęgłem w Twingo Easy jest łatwy do zamontowania w samochodzie,

gdyż jego podzespoły i części składowe można łączyć przewodami i rozmieszczać w

najdogodniejszych miejscach w komorze silnika.

35

Z punktu widzenia obsługi urządzenie nie sprawi istotnych trudności. W

użytkowaniu układ sterowania sprzęgłem Twingo Easy ma dobrą opinię, podkreślane

jest jego przystosowanie do jazdy na trasie, gdzie uzyskuje się zużycie paliwa prawie

identycznie jak w samochodzie ze sprzęgłem konwencjonalnym. W jeździe miejskiej

różnice są większe. Zaprogramowanie układu sterowania Twingo wyklucza możliwość

przypadkowego wyłączenia pracy silnika, wynikającego z błędnego operowania

sprzęgłem. Jest to ułatwienie w jeździe po mieście i podczas manewrowania pojazdem.

W Twingo Esay tak jak w Saabie nie ma pedału sprzęgła, a wszystkie operacje

wykonuje się dźwignią zmiany biegów i pedałem przyspieszenia.

36

Podsumowanie

Podsumowując pracę stwierdzam, że rozwiązanie jakim jest automatyczna

skrzynia biegów i automatyczne sprzęgło niewątpliwie ułatwia obsługę samochodu

kierowcy. Jednak samochody wyposażone w wyżej wymienione rozwiązania są droższe

od aut a tradycyjnymi opcjami. Nabywca auta z automatyczną skrzynią biegów (lub z

automatycznym sprzęgłem) musi zdawać sobie sprawę, że samochód taki jest nie tylko

droższy przy zakupie, ale również w eksploatacji (poprzez większe zużycie paliwa i

droższe przeglądy techniczne). Dodatkowym problemem dla polskiego nabywcy jest

również słabo rozwinięta sieć serwisowa.

Mimo swoich wad automatyczne skrzynie (i sprzęgła) są godnymi do polecenia

rozwiązaniami technicznymi. Kupując nowe auto warto się zastanowić nad wybraniem

jednej z opcji – automatycznej skrzyni lub sprzęgła.

37

Biografia.

1. Auto – Technika Motoryzacyjna 8/95 r.

2. Auto – Technika Motoryzacyjna 12/94 r.

3. Auto – Technika Motoryzacyjna 11/93 r.

4. Auto Świat 46/2000 r.

5. Auto Świat 5/95 r.

6. Auto Sukces 12/96 r.