Võrdle automaatkäigukastid: järjestikune, topeltsidur, CVT

Automaatkäigukastid koguvad autoomanike seas populaarsust. Millised on selliste ülekannete peamised tüübid ning millised on nende eelised ja puudused?

Automaatkäigukasti sünnimaaks peetakse USA-d. Veel 1904. aastal pakkus Bostoni ettevõte kahekäigulist automaati. Tõsi, selle mehhanismi töö oli väga ebausaldusväärne, kuid idee leidis viljaka pinnase ja USA-s hakkasid ilmuma erinevat tüüpi automaatse käiguvahetusega konstruktsioonid.

Esimene automaatkäigukast, mis oli disainilt ja töölt sarnane tänapäevaste käigukastidega, ilmus aga alles enne Teist maailmasõda. See oli General Motorsi disainitud Hydra-Matic käigukast.

REKLAAM

Hüdrauliline käigukast

Automaatkäigukastide hulgas on (seni) kõige levinumad hüdraulilised käigukastid. See on keeruline mehhanism, mis koosneb enamasti pöördemomendi muunduri komplektist või mitme planetaarülekandega pöördemomendi muundurist.

Planeetülekannete käigud ühendatakse või lukustatakse sobivate hõõrdsidurite ja mitme ketas- (mitmeketta) või rihmapidurite abil. Sel juhul on hüdroülekande kohustuslik element õli, mis valatakse täielikult käigukasti.

Käigu vahetamine toimub erinevate päikeseülekannete komplektide blokeerimisega, mis suhtlevad vabajooksude, ketassidurite (tavaliselt mitme kettaga), rihmapidurite ja muude hüdrauliliste ajamite abil töötavate hõõrdeelementidega.

Vaata ka: ESP stabiliseerimissüsteem – kontrolli, kuidas see töötab (VIDEO) 

Hüdrauliliste jõuülekannete konstruktsioonid hõlmavad hüdroelektriülekandeid (näiteks täiendava ülekandearvu funktsiooniga, nn kickdown) ja elektrooniliselt juhitavaid jõuülekandeid. Sel juhul võib käigukastil olla mitu töörežiimi, näiteks sport või mugavus.

Suurendas ka ülekandearvude arvu. Esimestel hüdromasinatel oli kolm ülekandearvu. Praegu on standardvarustuses viis-kuus käiku, kuid on juba konstruktsioone, millel on üheksa käiku.

Automaatkäigukasti eritüüp on järjestikkäigukast (tuntud ka kui poolautomaatkäigukast). Seda tüüpi mehhanismide puhul saab käike vahetada hoova abil, mis liigub ainult edasi või taha ning lülitab ühe käigu üles või alla, või roolil asuvate labade abil.

Selline lahendus on võimalik tänu elektroonilise mikroprotsessori kasutamisele, mis juhib käigukasti tööd. Vormel 1 autodes kasutatakse tavaliselt järjestikuseid käigukaste ja neid leidub seeriaautodes, sealhulgas Audi, BMW, Ferrari.  

Eksperdi sõnul

Vitold Rogovsky, ProfiAuto võrk:

– Hüdrauliliste automaatkäigukastide eeliseks on eelkõige sõidumugavus, s.t. pole vaja käike käsitsi vahetada. Lisaks kaitseb seda tüüpi käigukast mootorit ülekoormuse eest, muidugi eeldusel, et käigukasti õigesti kasutatakse. Käigukast kohandub mootori pöörete arvuga ja valib sobiva käigu. Selle mehhanismi peamiseks puuduseks on aga suur kütusekulu. Automaatkäigukastid on suured ja rasked, seega sobivad need eelkõige suurtele võimsatele mootoritele, millega töötavad väga hästi. Nende ülekannete teatud puuduseks on ka asjaolu, et järelturult võib leida kasutatud koopiat.

Pidevalt muutlikud käigukastid

Pidevalt muutuv käigukast on omamoodi automaatkäigukast, kuid üsna spetsiifilise seadmega. Lahendusi on kaks – traditsiooniline planetaarkäigukast ja nüüdseks levinum CVT (Continuously Variable Transmission) käigukast.

Esimesel juhul vastutab käiguvahetuse eest planetaarkäik. Disain meenutab miniatuurset päikesesüsteemi. Hammasrataste valimiseks kasutab see hammasrataste komplekti, millest suurimal on sisemine võrk (nn ringkäik). See-eest on sees keskne (nn päikese) ratas, mis on ühendatud käigukasti peavõlliga ja selle ümber muud käigud (ehk satelliidid). Käikude vahetamine toimub planetaarülekande üksikute elementide blokeerimise ja sisselülitamise teel.

Vaata ka: Start-stopp süsteemid. Kas saate tõesti säästa? 

CVT seevastu on pidevalt muutuva käigukastiga CVT. Sellel on kaks komplekti kaldrattaid, mis on omavahel ühendatud kiilrihma või mitme kettaga ketiga. Olenevalt mootori pöörete arvust lähenevad koonused üksteisele, s.t. läbimõõt, millel rihm jookseb, on reguleeritav. See muudab ülekandearvu.

Eksperdi sõnul

Vitold Rogovsky, ProfiAuto võrk:

– CVT-sid kasutatakse nende suhteliselt väikeste mõõtmete ja väikese massi tõttu väiksema mootoriga kompakt- ja linnaautodes. Nende käigukastide eeliseks on hooldusvabadus. Isegi õlivahetust ei soovitata ja need peavad vastu sama läbisõidu kui mootor. Lisaks on käiguvahetuse hetk peaaegu märkamatu. Need ei ole nii kallid kui hüdroboksid ega anna auto hinnale palju juurde. Teisest küljest on suurimaks puuduseks gaasipedaali vajutamise reaktsiooni märkimisväärne viivitus, s.o. võimsuse kadu. Seda seostatakse ka suurenenud kütusekuluga. CVT käigukastid ei sobi turbomootoritele.

Kahele sidurile

Topeltsiduriga käigukast on juba mitu aastat karjääri teinud. Selline käigukast ilmus esmakordselt turule selle sajandi alguses Volkswageni autodel, kuigi varem oli seda leitud ralliautodelt ja Porsche võidusõidumudelitelt. See on DSG (Direct Shift Gearbox) käigukast. Praegu on selliseid karpe juba paljudel tootjatel, sh. nii Volkswageni grupi sõidukites kui ka BMW või Mercedes AMG või Renault (nt Megane ja Scenic).

Topeltsiduriga käigukast on manuaal- ja automaatkäigukasti kombinatsioon. Käigukast võib töötada nii täisautomaatrežiimis kui ka manuaalse käiguvahetuse funktsiooniga.

Selle käigukasti kõige olulisem disainiomadus on kaks sidurit, s.o. sidurikettad, mis võivad olla kuivad (nõrgemad mootorid) või märjad, töötavad õlivannis (võimsamad mootorid). Üks sidur vastutab paaritute käikude ja tagurpidikäigu eest, teine ​​sidur paariskäikude eest. Sel põhjusel saame rääkida kahest paralleelsest käigukastist, mis on suletud ühisesse korpusesse.

Vaata ka: Muutuva ventiili ajastus. Mida see annab ja kas see on tulus 

Lisaks kahele sidurile on ka kaks sidurivõlli ja kaks peavõlli. Tänu sellisele disainile on järgmine kõrgem käik siiski koheseks sisselülitamiseks valmis. Näiteks sõidab auto kolmandal käigul ja neljas on juba valitud, kuid pole veel aktiivne. Ideaalse käigupöördemomendi saavutamisel avaneb kolmanda käigu paaritu sidur ja neljanda käigu paarissidur sulgub, nii et veotelje rattad saavad jätkuvalt mootorilt pöördemomenti. Lülitusprotsess võtab aega umbes neli sajandikku sekundit, mis on vähem kui silmalau pilgutus.

Peaaegu kõik topeltsiduriga käigukastid on varustatud täiendavate töörežiimidega nagu "Sport".

Eksperdi sõnul

Vitold Rogovsky, ProfiAuto võrk:

– Topeltsiduriga käigukastis pole pöördemomendi katkemist. Tänu sellele on autol väga hea kiirendus. Lisaks töötab mootor optimaalses pöördemomendi vahemikus. Lisaks on veel üks eelis – kütusekulu on paljudel juhtudel väiksem kui manuaalkäigukasti puhul. Lõpuks on topeltsiduriga käigukastid väga vastupidavad. Kui kasutaja jälgib õlivahetust iga 60 tuhande km järel, siis need praktiliselt ei purune. Järelturul on aga autosid, mille arvesti on üles keeranud ja sellisel juhul on raske sellise käigukasti õiget kasutusiga säilitada. Nii või teisiti võib ette tulla ka autosid, millel on need kontrollid tegemata ja käigukast lihtsalt kulunud. Kahemassilise hooratta kahjustused kujutavad endast ohtu ka nendele jõuülekannetele, sest siis kandub soovimatu vibratsioon üle käigukasti mehhanismile. Topeltsiduriga käigukastide miinuseks on ka nende kõrge hind. 

Wojciech Frölichowski