Ko namesto voznika prestavlja stroj

Samodejni menjalnik: V ZDA standard, v Evropi (še) ne – V Sloveniji jih je vse več, a so v manjšini

Objavljeno
12. oktober 2019 06.00
Posodobljeno
12. oktober 2019 06.00
Volkswagnova rešitev ročnega menjalnika z dvema sklopkama, ki v praksi deluje kot samodejni menjalnik.
Foto Gašper Boncelj
O samodejnosti v avtomobilih se govori veliko, glede tistega, da bodo nekoč vozili sami, morda celo preveč. Ampak v avtomobilih so nekatere stvari samodejne že zdaj. Na primer menjalnik, ki leze iz nekdanje drobne niše in nam je tako ali drugače vse bližje.


O tem, kdaj natančno je nastal samodejni menjalnik, je več različnih podatkov. V množični proizvodnji se je ta tip prenosa najprej uveljavil v Ameriki. Samodejni menjalnik s tržnim imenom Hydromatic so v osebnih vozilih prvič ponudili leta 1940, in sicer pri nekdanji ameriški znamki Oldsmobile, ki je bila del velikega General Motorsa. K temu je prispeval tudi GM-ov tvorec Alfred Sloan, ki je spodbujal njegov razvoj, saj je bil po lastnih besedah precej slab voznik in se je mučil z ročnim menjalnikom, poleg tega je ocenil, da bo zadeva tudi širše tržno uspešna. Res je bila. Američani so bili nato kar nekaj časa edini s to vrsto menjalnika, v Evropi ga je šele precej kasneje prvi pripravil Mercedes-Benz, v šestdesetih letih.


ZDA in Evropa: kako smo si različni


Kljub temu je danes med Ameriko in Evropo glede tega skoraj popolno nasprotje. V ZDA že dolgo skoraj vse avtomobile prodajo s samodejnim menjalnikom, tudi v ponudbi ročnega večinoma sploh ni. V Evropi delež vozil s samodejnim menjalnikom počasi narašča, a so še vedno v manjšini. Po podatkih organizacije ICCT (International Council on Clean Transportation) je bilo leta 2017 med avtomobili, prodanimi v Evropski uniji, takih s samodejnim menjalnikom tretjina.

image
IGD Prodaja samodejnih menjalnikov v Sloveniji Foto Zx Igd


Slovenija? Zanimanje za samodejni menjalnik se postopoma povečuje – po podatkih, ki so nam jih posredovali z analitične družbe Jato Dynamics, je njihov delež še leta 2014 znašal komaj 11 odstotkov, nato je vsako leto zrasel in lani dosegel 23 odstotkov. V tej številki so zajeti vsi tipi menjalnikov, ko vozniku med vožnjo ni treba prestavljati. So pa velike razlike med znamkami: medtem ko je na primer pri BMW-ju približno pol prodanih avtomobilov s samodejnim menjalnikom, je pri najbolj množičnem Renaultu delež še vedno le slaba 2 odstotka.


1940
je bilo leto, ko so samodejni menjalnik v ZDA prvič uvedli v množično proizvodnjo
23
odstotkov je lani znašal delež samodejnih menjalnikov v novih avtomobilih v Sloveniji
1000-2000
evrov je približno dražji od ročnega menjalnika


Kateri so plusi in minusi samodejnih menjalnikov? Pozitiven je že dejavnik udobja, med vožnjo s prestavljanjem skoraj nimamo dela, razen ko iz parkirnega pretikamo v program za vožnjo naprej ali vzvratno vožnjo. To je posebno dobrodošlo pri mestni vožnji in vožnji v gneči. Ni potrebe po pritiskanju in popuščanju sklopke, ni iskanja pravega občutka pri speljevanju v klanec, med vožnjo ni potrebe po »lovljenju« prave prestave. Prednosti samodejnega menjalnika so prišle v ospredje zlasti z napredkom teh izdelkov, saj drugače kot nekoč povečini delujejo gladko in hitro, ne lovijo se več med prestavami. Kadar ima avtomobil radarski tempomat, je ta varnostni asistenčni sistem res koristen, če je v navezi s samodejnim menjalnikom. Prav tako je pri menjalnikih CVT, ki jim rečemo tudi brezstopenjski, ob pospeševanju vse manj prej moteče glasnosti. Tudi tista sitnost, ko je bilo med čakanjem v križišču avto treba držati za zavoro, da v programu vožnje ni lezel naprej, je zdaj večinoma odpravljena z možnostjo vklopa posebne tipke, ki to preprečuje.


So dražji od ročnih


Kaj pa pomanjkljivosti? Ker nimamo dela s prestavljanjem, se lahko bolj posvetimo tistemu, kar je pred nami na cesti, torej prometu, čeprav je treba priznati, da odsotnost menjanja prestav marsikoga zavede recimo k telefoniranju, kar nikakor ni dobro. Ni pa to problem samega menjalnika. Še boste našli športne navdušence, ki hočejo ročni menjalnik, da lahko sami vplivajo na vse, toda po drugi strani je že tako, da ima vse več najbolj prestižnih (športnih) avtomobilov samodejnega, omogočajo pa tudi ročno pretikanje. Nekateri samodejni menjalniki pomenijo večjo porabo kot kombinacija enakih motorjev z ročnimi menjalniki, čeravno se ta razlika zmanjšuje; število prestav se je v zadnjih 15, 20 letih s štirih ali petih dvignilo, včasih jih je celo osem ali devet, kar omogoča večje varčevanje z gorivom in boljšo prilagoditev načinu vožnje.


image
Mercedes kot eden redkih proizvajalcev ročico samodejnega menjalnika ohranja ob volanskem obroču. Foto Daimler


Tudi hibridi, ki so dokaj varčni, imajo samodejne menjalnike. Njihova ne tako nepomembna slabša plat je ta, da je toliko bolj potrebno oziroma nujno redno in pravilno vzdrževanje. To načeloma ni dražje kot pri tehnično manj zapletenih ročnih menjalnikih, večje razlike se pokažejo ob okvarah, saj so popravila samodejnih menjalnikov dražja in marsikdaj je potrebna zamenjava. No, tu smo pri še enem ne tako nepomembnem minusu, ceni. Samodejni menjalnik je skoraj vselej dražji od ročnega, za 1000 do 2000 evrov pri primerljivem motorju, pogosto je samodejni menjalnik na voljo le s katerim od močnejših in zato dražjih motorjev. Omenjena razlika se v odstotkih seveda veliko bolj pozna pri v osnovi cenejših avtomobilih, ki brez takšnega dodatka stanejo od 10 do 15 tisoč evrov, kot pri tistih, ki sicer veljajo kakih 30 tisočakov in več.

image
Umetelno oblikovana ročica samodejnega menjalnika v modelih skupine PSA Peugeot Citroën. Foto Gašper Boncelj


Prihodnost? Da je za »avtomatiko« popolnoma bleščeča, verjetno ne bi bil primeren izraz. Vsaj dokler bomo v novih avtomobilih še imeli motorje z notranjim zgorevanjem bo vsaj v manjših izdelkih ročnih menjalnikov še veliko. A vendarle, če bodo ti zadnji, pri katerih se bo zgodil trend k samodejnosti, pa je potrebno povedati, da bo že z začetkom prihodnjega leta trga prihajalo vse več elektrificiranih avtomobilov. Elektrifikacija je možna na večih stopnjah, a vsaj kadar gre za baterijske električne avte, priključne hibride in samopolnilne hibride, imajo ti vselej takšen ali drugačen samodejni menjalnik.

image
Samodejni menjalnik je v premijskih znamkah, kot je Range Rover, skoraj pravilo. Foto Aljaž Vrabec
Tehnika:  Od ročnega k samodejnemu

Menjalnik kot vmesni člen med motorjem in kolesi skrbi za spreminjanje števila motornih vrtljajev, spreminjanje in prenašanje vrtilnega momenta, omogočanje prostega teka motorja in omogočanje vožnje naprej in nazaj. Vse to lahko dosežemo z ročnim, samodejnim ali polsamodejnim menjalnikom.

Prve, ki so najbolj pogosti v naših krajih, delimo na istoosne (za pogon avtomobilov s spredaj postavljenim motorjem in pogonom na zadnji kolesi) in menjalnike z različnimi osmi oziroma dvema gredema, ki so namenjeni vozilom s spredaj nameščenim motorjem in prednjim pogonom in vozilom z zadaj vgrajenim motorjem ter zadnjim pogonom.

Nadgradnja ročnih menjalnikov so robotizirane oziroma sekvenčne izvedbe. Čeprav so po tehniki to še ročni menjalniki, pa so za uporabnika samodejni. Tovrstni menjalniki imajo številne komercialne oznake, verjetno najbolj znana je kratica DSG. V tem primeru nadomešča voznikove pomike prestavne ročice in pedala sklopke električno-hidravlični sistem. Temu ukazuje voznik s pomiki ročice, ob volan postavljenima vzvodoma ali gumboma ali izbiro samodejnega delovanja, kjer določa način prestavljanja menjalnika krmilna enota.

Povsem drugačen je princip delovanja samodejnih menjalnikov z mehansko-hidravličnim ali elektronsko-hidravličnim krmiljenjem. V tem primeru menjalnik sestavljajo trije glavni sklopi. Prvi je hidrodinamični pretvornik vrtilnega momenta, ki deluje pri speljevanju kot sklopka, v prestavnem območju pa povečuje moment. Potem so tu planetna gonila, ki vplivajo na spreminjanje vrtilnega momenta in števila vrtljajev ter omogočajo preklop menjalnika v vzvratno vožnjo. Za ustrezen časovni potek samodejnih preklopov v višjo ali nižjo prestavo skrbi krmiljenje, ki deluje po principu mehansko-hidravličnih povezav (stari tip) oziroma krmilne elektronike, ki prilagaja način delovanja voznikovemu slogu vožnje.

Med tržno manj razširjene samodejne menjalnike spadajo brezstopenjski z jermenskim pogonom in komercialno oznako CVT – z njimi se srečujemo predvsem pri avtomobilih s hibridnim pogonskim sklopom. Pri teh poteka brezstopenjski prenos motornega momenta na pogonski kolesi oziroma kolesa prek dveh stožcev in jeklenega jermena z drsnimi členi. Pogonsko stran tvorita planetno gonilo z lamelnima sklopkama (za vožnjo naprej in nazaj) ter pomični primarni stožčasti kolut. Prenos sil k sekundarnemu stožčastemu kolutu poteka prek jermena z jeklenimi potisnimi členi.

Spreminjanje prestavnega razmerja izvajata tlačna valja, ki premikata vsak eno polovico stožčastega koluta navznoter ali navzven, s čimer se veča ali manjša premer naleganja jermena na boke kolutov. Krmiljenje izvaja elektronika (nekoč hidravlika), ki skrbi za samodejno ali ročno prestavljanje po vnaprej določenih prestavnih razmerjih. 
Bruno Kuzmin