Kilencgangos a váltó, de minek?

2013.02.16. 07:58 Módosítva: 2013-02-16 07:58:27

Nem volt nagyon régen, amikor megjelentek az első ötfokozatú kézi váltók. Ezek először a nagyobb GT-kben és a sportkocsikban voltak, aztán leköltöztek az utcai szintre is. Annak talán még volt értelme.

A konzervatív gyártók, mint például a Mercedes még 84-ben a W124-es 200-es dízelhez és a kis benzinesekhez felárért kínálta az ötfokozatú váltót. Ennek oka volt: a kis teljesítményű, de széles fordulatszám-tartományban terhelhető motoroknak bőven elég volt a négy fokozat, negyedikben negyventől a végsebességig használhatók voltak. Műszakilag nem volt indokolt a több fokozat, noha megvalósítása nem volt lehetetlen.

Akkor még senki nem volt rágörcsölve a környezetvédelemre, a motort jól elszigetelték a kasztnitól és az utastértől, senkit nem érdekelt, hogy autópályatempónál négyezer felett forog a motor.

Aztán számos dolog megváltozott, szinte csak a fizika törvényei nem.

Nem tudjuk, hogy a tyúk vagy a tojás volt előbb, így azt sem, hogy a marketingesek kezdtek igényt gerjeszteni az ötfokozatú váltó iránt, vagy már a környezetvédelem és energiatakarékosság iránti igény sürgette a hosszabb váltók megjelenését.

Persze növelhették volna a végáttételt, de ez nem lett volna okos ötlet. Az akkori, karburátoros vagy elektronikával nem agyonütött befecskendezős motorok sem voltak annyira széles fordulatszám-tartományban terhelhetők, hogy egy négyfokozatú, nagy fordulatszám-esésű váltót jól elbírtak volna.

Kellett a rövid egyes, hogy emelkedőn is jól el tudjon indulni kuplungégetés nélkül, de ha már kettesben túl nagyot ejt, akkor kiesik a fordulat abból a mezőből, ahol még gazdaságos és terhelhető a motor. Vagy üvegelni kell az egyest, vagy küszködés lesz kettesben. Kézenfekvő volt, hogy jobban elosztott, kisebb esésű váltót alkalmazzanak öt fokozattal.

Kezdetben ezek a nyomatékváltók nem is voltak számottevően hosszabbak a négy gangos testvéreiknél, néha ugyanaz volt a legmagasabb fokozat áttétele, de az autó gyorsabb és fürgébb volt velük. Később az egyre erősebb motorokhoz párosítani tudtak hosszabb, több fokozatú váltókat, így az autópályatempó kisebb zajjal és kisebb fogyasztással volt tartható. Eddig ez tulajdonképpen műszakilag indokolt változás, amelynek számos kézzelfogható előnye volt.

Ami ezután következett a sebváltók terén, az már egy sajátos egyvelege a marketingesek mesterséges igénygerjesztésének, valamint az egyéb kényszerek szülte műszaki problémák kiküszöbölésének.

Nyilvánvalóan az egyik ilyen probléma az egyre szigorodó környezetvédelmi előírások. Számos kötelező mérési ciklus meghatározta, hogy melyik fokozatban kell a mérőmikrofonok előtt elhaladni vagy kibocsátást mérni a kipufogócsövön. Elindult a trükközés a váltó fokozatkiosztásával, majd amikor ez nem bizonyult elegendőnek, akkor a motorok karakterisztikájába, vezérlésébe avatkoztak úgy be, hogy a régen 1200-as fordulattól 5000-ig terhelhető motor alul csak haldoklott, felül pedig már senki nem akarta forgatni, középen viszont remekelt. A 2000-től 4000-ig terjedő tartományban kiegyensúlyozottan, nagy nyomatékkel és jó hatásfokkal működött, ezért úgy kellett a váltót méretezni, hogy a motor váltáskor, normál körülmények között lehetőleg ne essen ki ebből a tartományból. Itt a keverékképzés is tökéletes volt, az égéstérben a gázsebesség is bámulatosan kis károsanyag emissziót produkált. Ide kellett a nyomatékváltót méretezni.

Terminológia

A sebességváltó, népiesebben sebváltó elnevezést valójában a népnyelv tévesen használja, mert a váltó nem sebességet vált, hanem nyomatékot, illetve még inkább fordulatot. A műszaki nyelvben elfogadottabb a nyomatékváltó elnevezés, azonban ez is kicsit sántít, mert a nyomaték is származtatott mennyiség. Ha váltó, akkor ez egy áttétel-váltó, hiszen a sebváltó nem más, mint egy egyszerű áthajtómű, amelynek a behajtó és kihajtó tengelye között az áttétellel arányos fordulatszám-változása lesz. Valószínűleg innen származik a sebesség belekavarása az elnevezésbe, esetleg onnan, hogy ha sebességet váltunk, akkor az autó gyorsabban halad azonos motorfordulatnál. Amikor sebességet váltunk az autónkban, akkor ezeket az áttételeket módosítjuk. Minden fokozathoz egy másik áttétel kapcsolódik.

Ez az áthajtómű a hagyományos automatikus nyomatékváltó esetében is igaz, annyival kiegészítve, hogy ott néhány fokozatban nem arányos a ki- és behajtó tengely fordulatszáma a köztes áttétellel, mert lehetséges, hogy szlipje, csúszása van a váltónak, amely teljesen üzemszerű.

Ez a probléma az első turbófeltöltött motoroknál csúcsosodott ki. A korszerűtlen és nagy turbó a jó hatásfokú működési tartományában rendesen megtöltötte a motort, amelynek ebben a tartományban nagy lett a teljesítménye, alatta, felette pedig számos jellemzője romlott. Ezek a motorok ordítottak egy kis ejtésű, sok fokozattal rendelkező váltó után.

Gondoljuk csak az első, nem változó geometriás közvetlen befecskendezéses dízelmotorkra. Kétezernél meglódultak, négyezer előtt pedig el kellett fogyniuk, ha nem akarták, hogy a nehéz dugattyú hajtórudastól Föld körüli pályára álljon. Ezeknek a motoroknak a nagy ejtésű, négyfokozatú váltók a halálukat okozták volna, az ötös már jobb volt, de a hatos váltó hozta meg a megoldást. Sokat kell kapcsolgatni? Persze, hiszen kicsi az a tartomány, ahol jól működik a motor. Százig szinte mindig kell egy harmadikat dugni, hiába erős a motor. Kicsit meg is zavarja az embereket ez, mert megbabonázó, ahogy egyes motorok megindulnak és az ülésbe szorítanak, de sajnos csak rövid ideig. Hamar váltani kell.

Ezekhez a kis tartományban jól működő motorokhoz gyógyírként jöttek az elektronikusan programozott, sok diszkrét fokozattal rendelkező automatikus váltók. Itt a jó elektromos összeprogramozás szavatolja, hogy a motor kedvező tartományban dolgozik, a váltó meg észrevétlenül vált.

Az igazán erős, háromszáz lóerő feletti motoroknál most ott tartunk, hogy kilenc fokozatú automatikus váltók jönnek, illetve hét fokozatú kézi kapcsolású már van is, amelynek az utolsó, nagyon hosszú fokozatát csak bizonyos feltételek mellett lehet kapcsolni, ellenkező esetben kireteszeli. Ezen a feltételek a motorfordulat és sebesség.

A nagyon nagy áttételi arányt lefedő nyomatékváltók kedvezően hatnak a komfortra, mert alacsony a zaj, kevesebb a fogyasztás és a károsanyag kibocsátás is, tehát azt mondhatjuk, hogy okos ötlet.

Ha megnézzük az érem másik oldalát, akkor viszont azt látjuk, hogy a hetedik fokozat csak német autópályán vagy versenypályán kapcsolható legálisan. Azt is látjuk, hogy a motor kedvező fordulatánál, ahol az üzemi hatásfok és a fajlagos fogyasztás optimális, az autónk olyan sebességgel halad, ami csak Németországban, autópályán engedélyezett, más szóval, az áttétel Európa nagy részére nem optimális.

Kell akkor a sok fokozat? A válasz egyértelműen igen, hiszen ezzel könnyedén tudunk átverni vásárlót és emissziós értéket vizsgáló mérnököt egyaránt.