Převodovky: Čeká nás trojspojkový automat? A dvourychlostní zpátečka?

S jejich rostoucím počtem už dvě spojky stačit nebudou. Víte proč ?

Není to tak dávno, co měly samočinné převodovky maximálně šest převodů. Tlak na snižování emisí se neprojevuje pouze na konstrukci motorů, ale ruku v ruce s nimi jde i vývoj převodovek. Dnes je vrcholem v Evropě devítistupňový planetový automat s měničem momentu, který existuje nejen pro příčnou zástavbu v podobě skříně ZF 9HP, ale i pro podélnou. V tomto případě zmíníme Mercedes-Benz 9G-Tronic. Američané jdou ještě dále a už nyní nabízí Ford spolu s GM desetistupňovou samočinnou převodovku, opět planetové konstrukce a s měničem momentu.

Již nějaký čas je známo, že společnosti GM a Honda vyvíjejí samočinnou převodovku s 11 převody! Občas se sami sebe ptáme, kde jsou hranice a zda je tohle všechno nutné. Američané s Japonci tvrdí, že ano a argumentují tím, že jejich nové jedenáctistupňové převodovky přinesou snížení spotřeby paliva zhruba o pět procent. V případě zmíněných převodovek GM a Hondy se ale nejedná o planetové automaty s měničem, nýbrž o manuální automatizované převodovky s trojicí soustředných spojek (TCT). Měničový automat totiž z hlediska efektivity zase tak přínosný není, neboť i při účinném a dostatečně rychlém přemosťování měniče momentu je zde pořád jeho určitý prokluz, který způsobuje ztráty.

Upřímně, invence GM na poli převodovek bez měniče momentu a tedy jen se spojkami je trochu překvapivá, neboť Američané obecně současné dvouspojkové samočinné převodovky v lásce příliš nemají. Že prý nejsou dostatečně komfortní, navíc si příliš nerozumí s režimem jízdy v zácpě a tedy s neustálým popojížděním „bez plynu“. V takovém případě dochází ke zrychlenému opotřebení spojek, které lze částečně eliminovat funkcí rychlého stlačování a rozpojování, což ale zase neprospívá zmíněnému komfortu a plavnosti jízdy. Je jasné, že u trojspojkových převodovek tomu nebude jinak. Snad jen, kdyby konstruktéři použili kombinaci spojek a měniče momentu. I na tom se však údajně pracuje.

U dvouspojkové samočinné skříně přenáší jedna spojka hnací sílu na sudé převody, druhá na liché. Jde o řešení, vyvinuté firmou Porsche v polovině 80. let pro závodní účely. Se zvyšováním množství převodů již dvě spojky nestačí, neboť by se tím neúměrně zvětšovala zástavbová délka takové převodovky. U podélně uloženého hnacího řetězce to nevadí, tam pouze o to zkrátíte hnací klouboví hřídel pohonu zadní nápravy. Ale u příčné zástavy jde o citelnou nevýhodu. Prostor mezi předními podběhy karoserie je dán a nelze jej podle potřeby měnit.

A proč tolik převodů? Obecně čím více převodů máme, tím můžeme přeskoky mezi po sobě následujícími převody udělat kratší. V praxi tak při použití převodovky s více převody při přeřazení o jeden stupeň výše je pokles otáček motoru menší než u převodovek s méně převody. Tímto se daří udržovat agregát v nejpříznivějších otáčkách z pohledu nabízené dynamiky, spotřeby a tedy účinnosti.

Automobilky ale pracují i na jiných konceptech. Třeba skupina JLR, sdružující britské značky v indickém vlastnictví Jaguar a Land Rover, pracuje na samočinné převodovce s dvojicí soustředných spojek. Nabídne osm převodů pro jízdu vpřed a dvě pro jízdu vzad. Půjde tedy o první skříň s dvourychlostní zpátečkou.

Další zlepšení má přinést použití elektromotoru v převodovce. Třeba německá firma ZF vyvíjí skříň s „pouhými“ šesti převody, ale dodatečným elektromotorem, který by sloužil k rozjezdu vozidla a současně k jízdám velmi nízkou rychlostí. Například při manévrování v omezených prostorách. A změnou elektrické polarity by se elektromotor použil místo zpátečky, jejíž převod by tak plně nahradil. ZF uvádí, že na trh by se tato převodovka měla dostat do tří až pěti let.

Své představy o převodovce s přídavným elektromotorem má také švýcarsko-italský specialista Oerlikon Graziano. Ten již údajně testuje automatizovanou manuální převodovku (robotizovaná/pilotovaná) s krokovými elektromotory. Jejich úkolem je snižovat moment setrvačnosti při změně převodu. Elektromotory by tedy změnu převodu pocitově vyhladily, čímž by odstranily z pohledu jízdy hlavní nedostatek těchto typů převodovek, kterým je nepříjemné škubání při řazení.

Další potenciál nacházejí výrobci převodových ústrojí v kombinaci s hybridními technologiemi. Už nějaký čas existuje pohon všech kol od firmy GKN známý jako Twinster. Najdete jej u nejnovějšího Focusu RS, v Opelu Insignia druhé generace s pohonem všech kol a také v modelech firmy Land Rover.

Dalším stupněm vývoje je takzvaný eTwinster. Jedná se o pohon všech kol s pomocí hybridního systému s krátkým jízdním dosahem. Zadní nápravu tak nepohání spalovací motor přes hnací kloubový hřídel, ale samostatný elektromotor o maximálním výkonu 60 kW, maximálním točivém momentu 240 N.m a otáčkách až 13.000 za minutu. V zásadě nejde o nic nového. Koncern PSA toto nabízel již před časem u modelů s pohonem všech kol. Zadní náprava ale využívala klasický otevřený kuželový diferenciál. Novinka eTwinster je mnohem sofistikovanější, když místo diferenciálu je dvojice lamelových třecích spojek, ovládaných hydraulicky. Tedy stejně jako v běžném Twinsteru. Spojky eTwinsteru jsou chlazené olejem, jehož množství řídí jeden z trojice elektromagnetických ventilů. Zbylé dva pak řídí tlak oleje k jedné, respektive druhé lamelové spojce. Systém má celou řadu výhod - od funkce diferenciálu s omezeným prokluzem až po odpojení pohonu zadních kol. Nebo naopak může vůz pohánět pouze zadní náprava. Jak se to bude chovat při jízdě, je ovšem otázkou. Zmíněné vozy Peugeot nebyly v tomto ohledu nic světoborného. O jízdě mimo zpevněné cesty nemluvě.

Další z řešení pochází od již zmíněné společnosti Oerlikon Graziano. Ta počítá se šestistupňovou samočinnou převodovkou s integrovaným elektromotorem o výkonu 120 kW. Celá tato jednotka se nazývá OGeco a je použita pro jízdní zkoušky ve voze Mercedes-Benz SLS AMG. Rozměry má údajně jako sedmistupňová dvouspojková skříň pro příčnou zástavbu. Umožňuje vůz pohánět čistě elektricky, nebo při požadavku na vysoký výkon podporovat spalovací motor a samozřejmě rekuperovat brzdnou energii či spouštět spalovací motor.

Z říše snů o high-tech se zdá být „magnetická převodovka“. Nepotřebuje tlumič torzních kmitů integrovaný v dvouhmotovém setrvačníku, elektrický generátor, ani převody. Místo nich si vystačí s magnetickou silou. Rotující magnetické pole mění převodový poměr mezi elektromotorem a spalovacím motorem, případně je dokáže zcela oddělit. Pěkné, ale jak to bude fungovat v praxi? Na to si asi ještě chvíli počkáme, pokud se vůbec v autech něčeho podobného dočkáme…