Στην Ευρώπη μέχρι πρόσφατα αποτελούσαν την εξαίρεση. Η θεαματική εξέλιξη της τεχνολογίας τους, όπως την περιγράφει ο Δημήτρης Ζουπάνος, έκανε ξαφνικά τα αυτόματα κιβώτια έναν αξιοσημείωτο αντίπαλο για τα χειροκίνητα, που κινδυνεύουν να μετατραπούν στο μέλλον σε μουσειακό είδος
Aνάμεσα στον κινητήρα και τη μετάδοση υπάρχει το κιβώτιο ταχυτήτων, στοιχείο που όλοι μας χρησιμοποιούμε ανελλιπώς. Σκοπός του ουσιαστικά είναι η βοήθεια του κινητήρα ώστε να αντεπεξέλθει στις απαιτήσεις του οδηγού αλλά και των συνθηκών. Ανηφόρες, μεγάλα φορτία, προσπεράσεις, επιταχύνσεις είναι καταστάσεις στις οποίες ο κινητήρας δεν θα μπορούσε να αντεπεξέλθει χωρίς τη βοήθεια του κιβωτίου. Ωστόσο, η χρήση του χειροκίνητου κιβωτίου, που αποτελεί την επιλογή των περισσότερων Ευρωπαίων, απαιτεί την έντονη συμμετοχή του οδηγού, η οποία πολλές φορές καταλήγει κουραστική. Ιδίως στις μποτιλιαρισμένες πόλεις η χρήση του συμπλέκτη αποτελεί πονοκέφαλο πολλών οδηγών. Στην αντίπερα όχθη του Ατλαντικού η πλειονότητα των αυτοκινήτων είναι εξοπλισμένη με αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων, τα οποία κάνουν την καθημερινή μετακίνηση ευκολότερη, αφού ο οδηγός εκτός από το τιμόνι χειρίζεται μόνο το φρένο και το γκάζι. Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα σε αυτά, όπως η επιβάρυνση στην τιμή αγοράς, η αύξηση της κατανάλωσης και, κυρίως, ο μειωμένος έλεγχoς του οδηγού σε συνδυασμό με τις νωχελικές αλλαγές ταχυτήτων.
Η παραπάνω θεωρία, όμως, για τα αυτόματα κιβώτια εδώ και λίγα χρόνια έχει ανατραπεί. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες παρουσιάζουν προτάσεις που προσπαθούν να «παντρέψουν» τους δύο κόσμους. Την αμεσότητα του χειροκίνητου, δηλαδή, με την ευκολία του αυτόματου. Τα παραπάνω δεν θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν χωρίς την αρωγή των ηλεκτρονικών, που έχουν εξελιχθεί εντυπωσιακά. Εκτός, λοιπόν, από τα αυτόματα κιβώτια, στις επιλογές μας πλέον υπάρχουν τα CVT, τα διπλού συμπλέκτη, καθώς και τα ημιαυτόματα. Κοινό στοιχείο όλων, η απουσία του πεντάλ του συμπλέκτη.
Αυτόματα κιβώτια
Τα παλαιότερα χρόνια τα αυτόματα κιβώτια ήταν τεσσάρων σχέσεων. Από τον λεβιέ, συνήθως στη μέση της κονσόλας, μπορούσες να επιλέξεις μεταξύ των θέσεων P, R, N, D, 2, 1. Αυτές αντιστοιχούν στη θέση parking, στην όπισθεν, τη νεκρά, τη θέση πορείας, τη 2η σχέση και την 1η σχέση του κιβωτίου. Το πρώτο αυτοκίνητο που κυκλοφόρησε με αυτόματο κιβώτιο ήταν το Oldsmobile του 1940 και η ονομασία αυτού Hydramatic, οπότε γίνεται κατανοητό πως δεν μιλάμε για μία καινούργια ιδέα. Το μεγάλο πλεονέκτημα, ακόμα και σήμερα, των αυτόματων κιβωτίων είναι η ικανότητά τους να αλλάζουν σχέσεις υπό φορτίο. Ετσι, η παροχή ισχύος δεν διακόπτεται, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα την ομαλότητα στις αλλαγές των σχέσεων. Λόγω της απουσίας διακοπής στην παροχή της δύναμης, στα αυτόματα δεν υπάρχει ο συμπλέκτης τριβής για την απομόνωση του κινητήρα, αλλά ο μετατροπέας ροπής που έχει σαν σκοπό την απόσβεση της διαφοράς ταχύτητας περιστροφής μεταξύ εξόδου κινητήρα-εισόδου κιβωτίου.
Εντούτοις, στα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια, όπως αυτό της νέας Jaguar XF, το 7g-Tronic της Mercedes και το κιβώτιο του Lexus IS-F, ο μετατροπέας ροπής χρησιμοποιείται όταν το αυτοκίνητο είναι σταματημένο, καθώς και λίγο στην 1η και 2η σχέση του κιβωτίου. Στη συνέχεια και μετά τις 200 στροφές παραμένει «κλειδωμένος», με αποτέλεσμα τις άμεσες αλλαγές αλλά και τη συγκράτηση της κατανάλωσης στα επίπεδα των χειροκίνητων.
Κατασκευαστικά, ο μετατροπέας ροπής αποτελείται από τρεις φτερωτές μέσα σε ένα κέλυφος, ενώ το εσωτερικό του είναι γεμάτο με ειδική βαλβολίνη. Οταν ο κινητήρας δουλεύει, η πρώτη φτερωτή περιστρέφεται στροβιλίζοντας το λάδι. Το λάδι πέφτει με δύναμη στην τρίτη φτερωτή, αυτή που συνδέεται με την έξοδο του κιβωτίου, κι έτσι δίνει κίνηση στο κιβώτιο και κατ' επέκταση στο αυτοκίνητο. Η μεσαία φτερωτή έχει σαν σκοπό τη βέλτιστη κατευθυντικότητα του λαδιού μεταξύ των ακραίων φτερωτών, ώστε οι απώλειες να είναι όσο το δυνατόν μικρότερες.
Η πρώτη επανάσταση στα αυτόματα κιβώτια ήρθε στη δεκαετία του '90, όταν η Porsche παρουσίασε το Tiptornic. Η ονομασία είναι κατοχυρωμένη από τον Γερμανό κατασκευαστή, ενώ έχει δώσει την άδεια χρήσης του στο group VW. Στη συνέχεια ονομάστηκε Tiptronic S και χρησιμοποιείται σε όλα τα μοντέλα της φίρμας έως σήμερα.
Από τότε ο ανταγωνισμός έχει κάνει άλματα, με αποτέλεσμα το κιβώτιο αυτό να θεωρείται πλέον παρωχημένο, κυρίως σε ό,τι αφορά τον χρόνο αλλαγής σχέσεων. Η καινοτομία του έγκειται στη δυνατότητα να επιλέξει ο οδηγός χειροκίνητα την επιθυμητή σχέση με «σειριακή» επιλογή. Το μεγάλο πλεονέκτημα του Tiptronic ουσιαστικά δεν εγγυάται απλά στην επιλογή της σχέσης, αλλά και στη δυνατότητα διατήρησής της ακόμα και όταν ο κινητήρας φτάσει στο όριο των στροφών του. Το στοιχείο αυτό βέβαια δεν συνοδεύει κάθε Tiptronic, αφού πολλές φορές οι κατασκευαστές δίνουν περισσότερη ελευθερία στο κιβώτιο, με σκοπό να προστατέψουν τον κινητήρα. Παρόμοια συστήματα διαθέτουν πλέον πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες, όπως η BMW με το δημοφιλές Steptronic και η Alfa Romeo με το Q-tronic.
Πρόσφατα, η Mercedes παρουσίασε ένα νέο τρόπο σύνδεσης του κινητήρα με το αυτόματο κιβώτιο, στην SL 63 AMG. Ετσι, στο AMG Speedshift MCT-7, όπως είναι η πλήρης ονομασία του, τη θέση του μετατροπέα ροπής έχει πάρει ένας πολύδισκος συμπλέκτης εμβαπτισμένος στο λάδι. Το κατά 4 κιλά λιγότερο βάρος και η μικρότερη διάμετρός του μειώνουν την αδράνεια και συνεπώς προσφέρουν γρηγορότερες αλλαγές. Για την τελειοποίηση της λειτουργίας του χρειάστηκαν 3 χρόνια. Το πρόβλημα που κλήθηκαν να λύσουν οι τεχνικοί της Mercedes ήταν ο συνδυασμός ομαλών αλλαγών στις χαμηλές στροφές και με λίγο γκάζι, που ο μετατροπέας ροπής προσφέρει, καθώς και οι ακαριαίες αλλά εξίσου ομαλές αλλαγές με το γκάζι στο τέρμα και τον κινητήρα στο «κόκκινο». Η AMG υποστηρίζει πως η επιτυχία της αντικατοπτρίζεται στο γεγονός ότι ο συμπλέκτης δεν θα χρειαστεί ποτέ αντικατάσταση. Στην πράξη το αποτέλεσμα ενθουσιάζει, αφού σε σύγκριση με το παρελθόν έχεις στη διάθεσή σου ένα πραγματικά ταχύτατο κιβώτιο με ομαλές αλλαγές σχέσεων.
Μιλώντας για τεχνολογία, δεν θα μπορούσαμε να παραλείψουμε την αναφορά στο κιβώτιο του Lexus LS 460. Είναι το πρώτο αυτόματο κιβώτιο με 8 σχέσεις, τις διπλάσιες δηλαδή από ό,τι είχαμε συνηθίσει στο παρελθόν. Σκοπός του είναι να βοηθήσει τον καινούργιο V8 των 4,6 λίτρων να συνδυάσει τις υψηλές επιδόσεις με τη χαμηλή κατανάλωση. Παρά τις 8 σχέσεις, το νέο κιβώτιο έχει 10% ελαφρύτερη «κάσα», η οποία είναι κατά 30% ανθεκτικότερη από την αντίστοιχη του εξατάχυτου που αντικαθιστά, ενώ το κιβώτιο ζυγίζει συνολικά μόλις 10% περισσότερο. Για τη δημιουργία των γραναζιών χρησιμοποιήθηκε τεχνολογία micro laser, με σκοπό την ακριβέστερη επεξεργασία τους. Στην πράξη οι αλλαγές είναι «μεταξένιες» ενώ η ύπαρξη πολλών σχέσεων κολακεύει τον κινητήρα.
ΤΟ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΚΙΒΩΤΙΟ ΤΗΣ MERCEDES
----------------------------------------------------------------------------------------------
CVT
Η επόμενη κατηγορία κιβωτίων χωρίς συμπλέκτη είναι τα CVT (Continuously Variable Transmission) ή κιβώτια συνεχώς μεταβαλλόμενης σχέσης μετάδοσης. Αυτού του είδους τα κιβώτια είναι πολύ δημοφιλή στα σκούτερ, σε «snowmobiles» αλλά και σε αυτοκίνητα. Το μεγάλο πλεονέκτημα των CVT είναι η δυνατότητα αλλαγής της ταχύτητας του οχήματος χωρίς να αλλάζει ο ρυθμός περιστροφής του κινητήρα. Αυτό βοηθά στη μείωση της κατανάλωσης και κατ' επέκταση στη μείωση των ρύπων. Τα CVT δουλεύουν ομαλότερα από κάθε άλλη περίπτωση, αφού δεν υπάρχουν αλλαγές ταχυτήτων. Σε γενικές γραμμές είναι πολύ αξιόπιστα ενώ έχουν κατά 25% μειωμένα κινούμενα μέρη. Τέλος, οι βαλβολίνες τους χρειάζονται αραιότερα αλλαγή, άρα έχουν και μειωμένο κόστος συντήρησης.
Παρά τα παραπάνω πλεονεκτήματα, τα CVT ποτέ δεν έγιναν ιδιαίτερα δημοφιλή. Το γεγονός ότι δουλεύουν ομαλά, χωρίς την αναμενόμενη μικρή διακοπή στην επιτάχυνση, δημιουργεί την αίσθηση έλλειψης δύναμης, κάτι που εντείνεται από το γεγονός πως οι στροφές παραμένουν σταθερές, ανεξάρτητα από τη μεταβολή στο πάτημα του γκαζιού. Επίσης τα κιβώτια CVT στο παρελθόν είχαν πρόβλημα διαχείρισης μεγάλης ισχύος, κάτι που περιόριζε τη χρήση τους. Αρκετοί τύποι κιβωτίων CVT έχουν παρουσιαστεί στην αυτοκινητοβιομηχανία, όμως χρησιμοποιούνται βασικά δύο. Τα τοροειδή κιβώτια με κύλιστρα και τα κιβώτια με μεταλλικό ιμάντα. Το μεγάλο βήμα στα CVT με ιμάντα έγινε το 2000 με την παρουσίαση του Multitronic από την Audi. Ο οδηγός είχε πλέον τη δυνατότητα επιλογής μεταξύ της αυτόματης λειτουργίας και της σειριακής χειροκίνητης με έξι προκαθορισμένες σχέσεις. Στη διαδικασία θυμίζει την αντίστοιχη του Tiptronic. Τον ρόλο της σύνδεσης του κιβωτίου με τον κινητήρα αναλαμβάνει ένας υγρός πολύδισκος συμπλέκτης.
ΚΙΒΩΤΙΟ ΣΥΝΕΧΩΣ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗΣ ΣΧΕΣΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ
----------------------------------------------------------------------------------------------
Κιβώτια διπλού συμπλέκτη
Αποτελούν το μεγαλύτερο νέο μετά την παρουσίαση των αυτόματων κιβωτίων. «Μητέρα», στη σύγχρονη εποχή, των κιβωτίων διπλού συμπλέκτη είναι η Audi. Θεωρείται παιδί αρκετά παλαιάς σκέψης, αφού η ιδέα κατασκευής τους υπήρξε από το 1939. Γνωστότερα όμως έγιναν όταν η Porsche χρησιμοποίησε ένα τέτοιο κιβώτιο στις αγωνιστικές 956 και 962, αλλά και όταν η Audi εφοδίασε τα Audi Quattro Sport και S1 με αντίστοιχα κιβώτια. Ωστόσο, εκείνη την εποχή τα ηλεκτρονικά δεν είχαν αναπτυχθεί σε βαθμό τέτοιο ώστε η χρήση τους σε καθημερινά αυτοκίνητα να είναι εφικτή.
Η Bugatti Veyron είναι το ισχυρότερο αυτοκίνητο με κιβώτιο διπλού συμπλέκτη
Στη λειτουργία τους μοιάζουν με τα συμβατικά κιβώτια, με τη διαφορά ότι χρησιμοποιούν δύο συμπλέκτες. Ο ένας απομονώνει το κιβώτιο όταν είναι επιλεγμένη μονή σχέση και ο άλλος όταν είναι επιλεγμένη ζυγή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα αστραπιαίες αλλαγές ταχυτήτων, που το ανθρώπινο χέρι δεν μπορεί να καταφέρει, μηδενική απώλεια ενέργειας και ταυτόχρονα χαμηλότερη κατανάλωση σε σύγκριση με ένα συμβατικό αυτόματο κιβώτιο. Τέλος, έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να ικανοποιήσουν στον ίδιο βαθμό τους οδηγούς που ενδιαφέρονται για δυναμική οδήγηση, αλλά και εκείνους που θέλουν απλώς να μεταφέρονται.
Στα μειονεκτήματα της κατασκευής θα συγκαταλέγαμε τον μεγαλύτερο όγκο και βάρος σε σύγκριση με ένα χειροκίνητο κιβώτιο, το αυξημένο κόστος κατασκευής, τη μεγαλύτερη πολυπλοκότητα, αλλά και τη μέχρι πρότινος περιορισμένη ικανότητα διαχείρισης υψηλής ροπής. Εκτός από το group VW, που από την προηγούμενη γενιά του Audi TT χρησιμοποιεί το DSG (Direct Shift Gearbox), αρκετοί κατασκευαστές αρχίζουν να κλίνουν προς αυτήν την επιλογή. Εντυπωσιακότερο παράδειγμα η Bugatti Veyron, που χρησιμοποιεί ένα επτατάχυτο κιβώτιο κατασκευασμένο από την Ricardo. Η Mitsubishi παρουσίασε πρόσφατα στο Lancer Evolution τη δική της άποψη με την ονομασία SST, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί και στο Outlander. Επίσης, το τεχνολογικά εντυπωσιακό Nissan GT-R χρησιμοποιεί αντίστοιχο κιβώτιο. Από το 2008 αναμένεται και η BMW M3 με παρόμοιο κιβώτιο κατασκευασμένο από την Getrag, με την ονομασία M DCT (M Dual Clutch Transmission).
ΚΙΒΩΤΙΟ ΔΙΠΛΟΥ ΣΥΜΠΛΕΚΤΗ DSG ΜΑΖΙ ΜΕ ΤΟ ΚΑΒΟΥΚΙ
ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ
----------------------------------------------------------------------------------------------
Ημιαυτόματα κιβώτια
Αποτελούν τη λύση με τη μεγαλύτερη αγωνιστική αύρα. Περισσότερο από δύο δεκαετίες χρησιμοποιούνται ημιαυτόματα κιβώτια στην F1, ενώ αυτή η λύση έχει υιοθετηθεί και στο WRC. Στην ιστορία, οι πρώτες απόπειρες για τέτοιου είδους κιβώτια έγιναν στη δεκαετία του '50. Σαν βάση τους χρησιμοποιείται ένα κανονικό χειροκίνητο κιβώτιο. Μέχρι το πρόσφατο παρελθόν, σε όσες προσπάθειες είχαν παρουσιαστεί υπήρχε ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου που κανόνιζε το πατινάρισμα του συμπλέκτη, αλλά δεν είχε διαχωριστεί η λειτουργία του επιλογέα με το κιβώτιο. Αυτό έγινε το 1996, όταν η BMW παρουσίασε το SMG στην Μ3 Ε36. Ενα ηλεκτροϋδραυλικό κύκλωμα αναλάμβανε τον χειρισμό επιλογής σχέσεων παράλληλα με τον χειρισμό του συμπλέκτη. Τελευταία εξέλιξη αποτελεί το SMG III που τοποθετείται στις Μ5 και Μ6. Σε σύγκριση με το παρελθόν, έχει αποκτήσει μια σχέση παραπάνω, όντας πλέον επτατάχυτο. Το σύστημα Drivelogic, που δίνει την επιλογή μεταξύ 11 προγραμμάτων λειτουργίας που αφορούν την ταχύτητα αλλαγών, παραμένει ενώ πλέον η λειτουργία του είναι πιο ομαλή. Το ποσό ροπής που μπορεί να διαχειριστεί είναι 56 kgm ενώ είναι αξιόπιστο ακόμα και σε ρυθμό περιστροφής 8.500 στροφών.
Ενας ακόμα κατασκευαστής με μεγάλη παράδοση σε αντίστοιχα κιβώτια είναι η Ferrari. Ενα χρόνο αργότερα από την BMW παρουσίασε τη δική της εκδοχή στην F 355, με την ονομασία F1. Σήμερα το τελειότερο δημιούργημά της βρίσκεται στην F430 Scuderia και έχει την ονομασία SuperFast2. Ο χρόνος αλλαγής από τα 250 ms των πρώτων μοντέλων έχει πέσει στα 60 ms. Για να έχετε ένα μέτρο σύγκρισης, ο χρόνος αλλαγής σε μια Φόρμουλα 1 είναι 30 -40 ms. Η βελτίωση αυτή οφείλεται στον τρόπο λειτουργίας. Μέχρι τώρα η αλλαγή της σχέσης πραγματοποιούνταν με διακοπή της παροχής ροπής προς τον συμπλέκτη κι έπειτα με τον αποχωρισμό των δίσκων. Τώρα χάρη στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών, οι δίσκοι δεν αποχωρίζονται ποτέ! Παρόμοια συστήματα χρησιμοποιούν η Lamborghini με το e-gear, η Toyota στο παρελθόν με το SMT που βλέπαμε στο MR2, η Alfa Romeo με το Selespeed αλλά και το Smart.
SELESPEED (Η ΑΠΟΨΗ ΤΗΣ ALFA ROMEO ΓΙΑ ΤΑ ΗΜΙΑΥΤΟΜΑΤΑ ΚΙΒΩΤΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ)
Το μέλλον
Είναι σίγουρο πως για πολλούς λόγους θα παραμείνουν μαζί μας τα συμβατικά χειροκίνητα κιβώτια. Οικονομία, μειωμένο βάρος αλλά και μοναδική αίσθηση, που ακόμα και το πιο εξελιγμένο ηλεκτρονικό σύστημα δεν μπορεί να προσφέρει. Από εκεί και πέρα τα κλασικά αυτόματα κιβώτια δεν δείχνουν να κλονίζονται, αφού υπάρχουν κατασκευαστές που τα εξελίσσουν, ενώ η ομαλότητα της λειτουργίας τους παραμένει ένα δυνατό χαρτί. Στις πρόσφατες τεχνολογίες προβάδισμα έχουν τα κιβώτια διπλού συμπλέκτη. Οι απίστευτα γρήγορες αλλαγές με ομαλό τρόπο είναι το στοιχείο που τα κάνει συνεχώς πιο δημοφιλή, εις βάρος των ημιαυτόματων, που -με ελάχιστες εξαιρέσεις- υστερούν σε αποτελεσματικότητα.
kathimerini.gr
