Als je met een stick-shift-auto rijdt, heb je misschien verschillende vragen in je hoofd.
Hoe werkt het grappige H-patroon dat ik deze pookknop doorzet, heeft dat iets te maken met de versnellingen in de transmissie? Wat beweegt er in de transmissie als ik de shifter beweeg?
Als ik het verpest en dat vreselijke gegrinnik hoor geluid, wat is slijpen eigenlijk? Wat zou er gebeuren als ik per ongeluk in achteruit . schakel? terwijl ik over de snelweg rijd? Zou de hele uitzending ontploffen?
In dit artikel beantwoorden we al deze vragen en meer terwijl we het interieur van een handgeschakelde versnellingsbak verkennen.
Auto's hebben transmissies nodig vanwege de fysica van de benzinemotor. Ten eerste heeft elke engine een rode lijn — een maximum toerental waarboven de motor niet kan gaan zonder te exploderen. Ten tweede, als u How Horsepower Works hebt gelezen, weet u dat motoren een klein toerentalbereik hebben waar het aantal pk's en het koppel maximaal zijn. Een motor kan bijvoorbeeld zijn maximale vermogen produceren bij 5.500 tpm. Door de transmissie kan de overbrengingsverhouding tussen de motor en de aandrijfwielen veranderen naarmate de auto versnelt en vertraagt. Je schakelt zodat de motor onder de rode lijn kan blijven en in de buurt van het toerentalbereik van zijn beste prestaties.
Idealiter zou de transmissie zo flexibel zijn in zijn verhoudingen dat de motor altijd zou kunnen draaien op zijn enkele, best presterende toerental. Dat is het idee achter de continu variabele transmissie (CVT). Daar gaan we het hierna over hebben.
Inhoud
Een continu variabele transmissie (CVT) heeft een bijna oneindig aantal overbrengingsverhoudingen. In het verleden konden CVT's niet concurreren met transmissies met vier en vijf versnellingen in termen van kosten, grootte en betrouwbaarheid, dus je zag ze niet in productieauto's. Tegenwoordig hebben verbeteringen in het ontwerp ervoor gezorgd dat CVT's vaker voorkomen.
De transmissie is via de koppeling met de motor verbonden. De ingaande as van de transmissie draait daarom met hetzelfde toerental als de motor, wat zowel het vermogen als het brandstofverbruik verbetert. CVT's werden gebruikelijk in hybride auto's omdat ze aanzienlijk efficiënter zijn dan zowel handmatige als traditionele automatische transmissies, en hun populariteit schoot omhoog toen autofabrikanten streden om het best mogelijke brandstofverbruik. Eind 2016 was een op de vier auto's die in de Verenigde Staten werden verkocht, uitgerust met een CVT.
De CVT heeft zijn nadelen; het meest opvallende is dat het traag kan zijn om te rijden, omdat het is ontworpen voor efficiëntie in plaats van plezier. Omdat veel chauffeurs er echter voor kiezen om af te stappen van de handmatige transmissie, waardoor er minder handleidingen worden aangeboden, blijft de CVT zijn aanwezigheid vergroten. De CVT werkt ook het beste in kleine auto's met kleine motoren, daarom blijven de meeste vrachtwagens en grote SUV's traditionele automaten gebruiken.
U kunt lezen hoe CVT's werken voor nog meer informatie over hoe continu variabele transmissies werken. Laten we nu eens kijken naar een eenvoudige verzending.
Om het basisidee achter een standaardtransmissie te begrijpen, toont het diagram aan de linkerkant een zeer eenvoudige transmissie met twee versnellingen in neutraal. Laten we naar elk van de onderdelen in dit diagram kijken om te begrijpen hoe ze in elkaar passen:
Laten we nu eens kijken wat er gebeurt als je naar de eerste versnelling schakelt.
De afbeelding links laat zien hoe, wanneer in de eerste versnelling wordt geschakeld, de paarse kraag in de blauwe versnelling aan de rechterkant grijpt. Zoals de afbeelding laat zien, draait de groene as van de motor de tussenas, die het blauwe tandwiel naar rechts draait. Dit tandwiel brengt zijn energie over via de kraag om de gele aandrijfas aan te drijven. Ondertussen draait het blauwe tandwiel aan de linkerkant, maar het draait vrij rond op zijn lager, dus het heeft geen effect op de gele as.
Wanneer de kraag zich tussen de twee versnellingen bevindt (zoals weergegeven in de afbeelding op de vorige pagina), staat de transmissie in neutraal. Beide blauwe tandwielen vrijlopen op de gele as met de verschillende snelheden die worden bepaald door hun verhouding tot de tussenas.
Uit deze discussie kunt u verschillende vragen beantwoorden:
In het volgende gedeelte zullen we een echte uitzending bekijken.
Handgeschakelde transmissies met vier versnellingen zijn grotendeels verouderd, waarbij transmissies met vijf en zes versnellingen hun plaats innemen als de meer gebruikelijke opties. Sommige prestatieauto's bieden mogelijk nog meer versnellingen. Ze werken echter allemaal min of meer hetzelfde, ongeacht het aantal versnellingen. Intern ziet het er ongeveer zo uit:
Er zijn drie vorken die worden bestuurd door drie stangen die worden ingeschakeld door de schakelhendel. Kijkend naar de schakelstangen van bovenaf zien ze er in de achteruit, eerste en tweede versnelling zo uit:
Houd er rekening mee dat de schakelhendel een draaipunt . heeft middenin. Wanneer je de knop naar voren duwt om de eerste versnelling in te schakelen, trek je eigenlijk aan de stang en de vork voor de eerste versnelling terug.
Dat kun je zien als je de shifter links en rechts beweegt je gebruikt verschillende vorken (en dus verschillende kragen). De knop vooruit en achteruit bewegen beweegt de kraag om een van de versnellingen in te schakelen.
Achteruitversnelling wordt afgehandeld door een klein rondsel (paars). De blauwe achteruitversnelling in dit diagram hierboven draait te allen tijde in een richting tegengesteld aan alle andere blauwe versnellingen. Daarom zou het onmogelijk zijn om de transmissie in de achteruit te zetten terwijl de auto vooruit rijdt; de hondentanden zouden nooit ingrijpen. Ze zullen echter veel lawaai maken.
Handgeschakelde transmissies in moderne personenauto's gebruiken synchronisatoren, of synchros, om de noodzaak van dubbele koppeling te elimineren. Het doel van een synchro is om de halsband en het tandwiel wrijvingscontact te laten maken voordat de tanden van de hond contact maken. Hierdoor kunnen de kraag en het tandwiel hun snelheden synchroniseren voordat de tanden moeten ingrijpen, als volgt:
De kegel op het blauwe tandwiel past in het kegelvormige gebied in de kraag en wrijving tussen de kegel en de kraag synchroniseert de kraag en het tandwiel. Het buitenste gedeelte van de halsband schuift dan zodat de tanden van de hond in het tandwiel kunnen grijpen.
Elke fabrikant implementeert transmissies en synchro's op verschillende manieren, maar dit is het algemene idee.
De geautomatiseerde handgeschakelde versnellingsbak is misschien beter bekend en nauwkeuriger omschreven als de automaat met dubbele koppeling, en het is een steeds populairdere optie. Hoewel de automatische transmissie met dubbele koppeling populair werd in high-end performance-auto's, zoals Porsches en Audi's, is deze steeds meer beschikbaar op meer reguliere modellen.
De automaat met dubbele koppeling werkt via twee koppelingen, die worden aangestuurd door het computernetwerk van de auto en waarvoor geen tussenkomst van de bestuurder nodig is. Zoals we hebben besproken, ontkoppelt het de motor van de transmissie wanneer de koppeling in een handgeschakelde transmissie is ingeschakeld om de verschuiving mogelijk te maken. De automaat met dubbele koppeling bedient twee verschillende versnellingen tegelijk, waardoor het schakelen wordt voltooid terwijl de fase voor het uitschakelen van de stroom wordt omzeild. Dat zorgt ervoor dat een transmissie met dubbele koppeling veel sneller kan schakelen, omdat er geen "pauze" is terwijl de motor en transmissie proberen weer bij elkaar te komen.
De auto is sneller omdat het vermogen niet wordt onderbroken, de rit is soepeler omdat het bijna onmogelijk is om het moment van schakelen te bepalen, en het brandstofverbruik is lager omdat er geen vermogen verloren gaat door inefficiënte schakelingen. U kunt hier meer in detail lezen over transmissies met dubbele koppeling.
Het is vermeldenswaard dat sommige auto's met automaat met dubbele koppeling een handmatige schakelmodus bieden, meestal via op het stuur gemonteerde schakelflippers, maar de ervaring is niet hetzelfde. Sommige prestatie-enthousiastelingen betreuren het verlies van de "rij-het-zelf"-ervaring, aangezien handmatig schakelen een plezierige vaardigheid is om te oefenen en te perfectioneren, maar als snelheid het ultieme doel is, is het moeilijk om te argumenteren met de resultaten van een geautomatiseerde handmatige transmissie .
Volgens het U.S. News &World Report werd eind 2016 slechts 5 procent van de nieuwe voertuigen verkocht met handgeschakelde versnellingsbakken. Dat is minder dan een piek van ongeveer 25 procent in 1987.
Zelfs als je een van de zeldzame autokopers bent die liever met een handgeschakelde auto rijdt, zal het moeilijk zijn om er een te vinden de volgende keer dat je naar een dealer gaat. Sommige fabrikanten houden de handleiding bij de hand als een excuus om meer te vragen voor een automaat of CVT, maar de keerzijde daarvan is dat het moeilijk is om een goed uitgeruste auto met een handgeschakelde versnellingsbak te krijgen. Als u opties zoals motorupgrades of vierwielaandrijving wilt, zijn deze functies vaak alleen beschikbaar op modellen of uitrustingsniveaus die geen handmatige transmissie bieden. Sportwagens, die vroeger trefzekere manieren waren om handmatige transmissies te krijgen, wenden zich ook tot snellere en efficiëntere automatische opties.
Autofabrikanten zeggen dat automatische transmissies gewoonweg in alle opzichten beter zijn, vooral de CVT- en dubbele koppelingsopties die we op vorige pagina's hebben besproken. De werkelijke interesse in het bezitten van een auto met een handgeschakelde versnellingsbak neemt ook af, vooral omdat Amerikaanse chauffeurs meer tijd doorbrengen in druk verkeer, waar constant het koppelingspedaal vermoeiend kan worden. Zoals U.S. News meldde:"naarmate chauffeurs meer van deze uitstekende moderne automaten tegenkomen, zijn er minder geïnteresseerd in het leren rijden met een handgeschakelde versnellingsbak."
Oorspronkelijk gepubliceerd:1 april 2000
