Od jednostavne ručice do automatskog menjanja stepena prenosa
Tokom vremena, nije se menjao samo sklop automatskog menjača, već i način na koji se njime “komanduje”. Kako su automatski mejači u novije vreme postali dominantni i na automobilima koji se proizvode i prodaju na tlu “stare dame” (Evrope), razvoj i tehnološka rešenja automatika postaju sve zanimljivija. Bez obzira na to kojoj kategoriji pripada određeni model.
Da li je potrebno da navodimo automobile koje danas možete da pronađete na tržištu novih vozila koji imaju “manuelce”? Taj spisak je znatno kraći u odnosu na obaj od pre 10-ak godina. A i dalje se “skuplja”. Da li je elektrifikacija doprinela tome? Svakako, ali i zahtevi kupaca koji sve više i više traže da njihovi ljubimci budu što komforniji i jednostavniji za upotrebu.
Mali broj zaljubljenika u klasiku i sportsku vožnju žele da imaju punu kontrolu nad vozilom, pa preferiraju ručni menjač. Za njih ima malo opcija, uglavnom iz segmenta sportskih modela. A i oni polako ali sigurno prelaze na automatiku.
Zašto automatici uzimaju primat?
Automatska promena stepena prenosa vožnju čini udobnijom, gašenje motora pri neveštom startu u potpunosti je nestalo, a računarska procena trenutka promene može da doprinese uštedi goriva. Pored toga, automatski menjač je idealan kod vozila sa aktivnim tempomatom, jer bez ikakvih smetnji i nepotrebnog naprezanja motora može da uskladi stepen prenosa sa aktuelnom situacijom na putu. I da, pritom, zadrži najekonomičniji način vožnje.
Verovali ili ne
Iako sa savremene tačke gledišta ne deluje ni logično ni verovatno, promena stepena prenosa nije uvek bila suštinska karakteristika automobila. U stvari, neki modeli iz 40-ih godina prošlog veka nisu čak ni imali hod za vožnju unazad. Istorija menjača prati evoluciju ka sve udobnijoj vožnji:
50. godine
Vozači su menjali stepen prenosa u menjaču pomoću poluge koja je bila pričvršćena za stub upravljača. Njen položaj nije bio ergonomski, ali je omogućavao postavljanje prednje klupe (ne zasebnih sedišta) na koju su mogla da se smeste tri osobe.
60. godine
Jednostavan dizajn ručica menjača manuelog prenosnika nalazio se u sredini vozila, između prednjih sedišta. Uglavnom, bila je to samo “palica” sa kuglom na vrhu. Setite se “fiće” ili “keca”. Menjači su, tada, uglavnom imali po četiri stepena prenosa, plus hod za vožnju unazad.
Da se ne bi preteralo sa brojem obrtaja (retki su modeli sa obrtomerom), brzinomer je imao crvene oznake (tačke ili crte) koje su pokazivale kada najkasnije treba “šaltovati“.
70. godine
Tokom višedecenijske evolucije, ručica menjača je dobila ergonomski oblik, a kao deo standardne opreme pojavili su se menjači sa pet “brzina”. Na taj način se povećala iskoristivost motora tokom vožnje.
Tih godina, konstruktori su ponudili rešenje koje je omogućavalo da ručica menjača bude u direktnoj vezi sa prenosnikom. To je omogućilo da automobil brže i efikasnije reaguje na promene stepena prenosa, bez sunđerastog osećaja pri promeni.
80. godine
U toj deceniji, primećen je značajniji pomak ka boljoj ergonomiji i komforu. Neki modeli već su dobili servo upravljača kao deo standardne opreme i nove materijale koji promenu stepena prenosa čine fleksibilnijom.
90. godine
Revolucija! Pojavili su se prvi automobili sa šestostepenim menjačem. Popularnost automatika raste, ali i dalje se retko viđaju kao serijska ponuda. Kupci su, uglavnom, mogli da biraju između ručnog i automatskog menjača (uz doplatu).
Zahvaljujući tome, vozači se „oproštaju“ od pedale spojnice, pa je i “gašenje” motora pri neveštom startu postalo stvar prošlosti. Štaviše, nestalo je i pomeranje vozila unazad prilikom kretanja na usponu. Savremeni automobili imaju menjač sa dvostrukom spojnicom, tako da predstavljaju kombinaciju udobnosti automatskog sa agilnošću manuelnog prenosnika.
Sa dolaskom elekronskih sistema za asistenciju u vožnji, savremni automobili imaju nekoliko različitih sistema, kao što je to adaptivni tempomat. On omogućava zadavanje konstantne brzine i ubrzavanje ili usporavanje u zavisnosti od saobraćaja, i to bez ikakve intervencije vozača.
Razvoj automatskih menjača u 21. veku – napredak tehnologije
Automatski menjači su početkom 2000. pretežno bili četvorostepeni ili petostepeni, opremljeni sa konvertorom obrtnog momenta (torque-converter).
Zahvaljujući napretku u elektronici i (robotizovanoj) mehanici, kupcima su ponuđeni novi menjači, sada sa šest, seda, osam ili čak 10 pa i 12 stepeni prenosa. Svaki od njih je na najprecizniji mogući način prilagođen motoru sa kojim se uparuje.
Paralelno sa predstavljanjem menjača sa dvostrukom spojnicom, na tržištu su se našli CVT menjači (sa kontinualnom promenom stepena prenosa, kojih ima “bezbroj”). To je tehničkom smislu remek-delo, jer nudi optimum između ekonomičnosti i gubitka snage pri “naglom” padu broja obrtaja kao što je to slučaj kod (klasičih) automatika ili manuelnih menjača.
Na scenu stupa “Shift-by-wire” sistem, koji mehaničku vezu ručice. Aktuelni su tasteri odnosno kružni birači. Na taj način je postignut još jedan cilj, a to je veća fleksibilnost u dizajnu enterijera.
Prednosti za vozača
- Udobnost i relaksirana vožnja u gradskoj gužvi
- Automatsko prilagođavanje režima menjanja “brzina” u dinamičnim uslovima vožnje
- Više modova vožnja (Eco, Comfort, Sport…) direktno utiče na performanse i osećaj u vožnji
- Mogućnost ručne promene stepena prenosa preko komandi na ili iza upravljača
- Integracija start-stop funkcije koja štedi gorivo i smanjuje emisiju štetnih gasova, naročito tokom vožnji po gradu
Uvećanje bezbednosti
Vozač dobija poseban osećaj vožnja, bez stresa i umora, posebno u uslovima čestih zaustavljanja. Istovremeno, napredni elektronski komandni sistemi optimizuju tačku prebacivanja za maksimalnu efikasnost.
Uticaj na performanse i potrošnju goriva
Automatski menjači s višim brojem stepeni prenosa omogućavaju motoru rad u optimalnom rasponu obrtaja, što poboljšava ubrzanje i smanjuje potrošnju. DCT sistemi pružaju munjevito prebacivanje brzina skoro bez prekida u prenosu obrtnog momenta, dok CVT održava konstantne obrtaje motora za što bolju ekonomičnost.
S druge strane, klasični torque-converter menjači su smanjili unutrašnje gubitke uvođenjem (samo)blokirajućih spojnica i stepenaste promene obrtnog momenta. Sve to doprinosi nižoj emisiji CO₂ i uštedi goriva do 10% u gradskoj vožnji u poređenju sa starijim generacijama automatskih menjača.
Budućnost automatskih menjača kod benzinskih i dizel vozila
- Uvođenje 9, 10 pa čak i 12-stepenih menjača donosi izuzetnu ekonomičnost na auto-putu
- Konstrukcija zbog upotrebe aluminijuma i kompozitnih materijala ima manju masu
- Hibridni sistemi (do 48 V) integrisani su direktno u kućište menjača
- Potpuna elektronska kontrola (shift-by-wire) i softverske nadogradnje – „On-Line“
- Postepeno spajanje u jednan sklop sa elektromotorima u PHEV i mild-hybrid vozilima
Iako električnim vozilima nije potreban klasični menjač, automobili sa benzinskim i dizel motorima će i dalje da koriste napredne automatske transmisije: razlozi za to su jednostavnije ispunjenje strogih ekoloških standarda i zahteva kupaca.
Čemu da se nadamo?
Tokom 21. veka automatski menjači su se evoluirali iz jednostavnih sklopova u sofisticirane konstrukcije sa 10-ak stepeni prenosa, preciznim softverom i integrisanim funkcijama koje doprinose maksimiziranju efikasnost.
Danas, vozač uživa u udobnosti i dinamici vožnje, uz značajnu uštedu goriva. Benefiti su i na strani ekologije, jer je smanjena emisija gasova.
Budućnost segmenta automatskih menjača leži u daljem spajanju sa “elektrikom” i inteligentnim servisima, dok će hibridni i klasični motori “ućariti” na polju optimizovanja iskoristivosti snage i obrtnog momenta. Menjači će da postaju sve prefinjeniji, lakši i efikasniji. Koliko stepeni prenosa možemo da očekujemo u dolazećim vremenima? To se ne zna, ali “kamionskih“ 18 ili 24 nisu nemoguće rešenje. Ima li potrebe za njima, pored CVT-a? Realno ne, ali takmičenje između konstruktora nema granica.
Već danas imamo inteligentne menjače koji sa nepogrešivom preciznošću predviđaju predstojeći potez ili zahtev vozača. Algoritmi su tako prefinjeni da je teško poverovati u to šta su sve kadri da učine. Dvostruka spojnica, CVT i torque-converter alati i dalje razvijaju softverske algoritme za predviđanja stila vožnja.
Sanjate li o menjaču kod koga neće da dođe do “prekida” i “laga” između dva prenosna odnosa (a da nije CVT)? Tako nešto već postoji i testira se – gde drugde – nego u moto sportu. Težnja konstruktora je da promena “brzina” bude trenutna, bez i jednog jedinog milisekunda kašnjenja. Impresivno! Ali, kako je to moguće?
I menjači postaju hibridni. Osim zupčanika, dobili su elektrmotore čime se otvara potpuno novo poglavlje u konstrukciji ovog važnog sklopa. Šta je sledeće?
AutoMoto Show Team
Fotofrafije: Mercedes-Benz; SEAT
