Handvirk vs sjálfskipting: breyting til að vita um

Sergio Martinez 26-07-2023
Sergio Martinez

Beinskipting eða sjálfskipting? Það er bein vélræn tenging eða þægindi og vellíðan. Er gírskipti spenna eða vesen? Í Bandaríkjunum hefur sjálfskipting selst betur en beinskiptur síðan að minnsta kosti á áttunda áratugnum, og árið 2007 seldist sjálfskipting beinskipta í fyrsta skipti um allan heim. Á meðan beinskiptir hafa orðið aðeins betri með árunum hefur sjálfskiptingin orðið miklu, miklu betri. Hin einu sinni skýru skilvirkni og kostnaðarhagræði handskiptingar eru horfin. Og það eru nú mismunandi gerðir af sjálfvirkum líka. Hvaða sjálfskiptur virkar best fyrir þig? Hefðbundin sjálfskipting, tvíkúpling, stöðugt breytileg eða sjálfvirk beinskipting? Að skilja þessi hugtök - og kosti þeirra og galla - getur verið ruglingslegt. Og hversu mörg gír eru nóg gír? Meira um allt þetta hér að neðan.

Beinskiptingin lifir. Varla.

Í dag eru aðeins um tvö prósent af nýjum bílum sem seldir eru í Bandaríkjunum með beinskiptingu. Allir nýir Ferrari-bílar eru til dæmis sjálfskiptir og BMW býður ekki lengur upp á 3-línu fólksbifreið sína með beinskiptingu. Ódýrasti bíll Kia, Rio LX fólksbíllinn, er staðalbúnaður með sex gíra sjálfskiptingu. Flestir nýir bílar eru eingöngu sjálfskiptir. En stafskipti eru flott. Og tvö prósent af 17,3 milljóna heildarsölu bíla í Bandaríkjunum eru 346.000 bílar og vörubílar. Fyrir utan það nokkrir afkastabílar - Mazda MX-5 Miata, Ford MustangGT350 og Honda Civic Type-R til að nefna þrjár - þarf næstum beinskiptingu. Viðfangsefnið hér er farartæki með brunahreyfla. Rafbílar þurfa ekki breytilega gírskiptingu og tvinnkerfi eru svo flókin að útskýring á þeim getur valdið því að heili margra lesenda springur.

Af hverju sendingar eru til

Innri Brunahreyflar gera ekki sama magn af tog allan tímann – það er snúningskraftur og sú vinna sem hægt er að vinna með hverri snúningi vélarinnar. Við lágan snúningshraða vélarinnar er togið lítið og það er ekki nóg til að hreyfa ökutækið. Síðan þegar vélarhraði eykst vex togi framleiðsla þar til það nær hámarki. Eftir það hámark heldur vélin áfram að snúast en togframleiðsla sleppur. Svo, brunahreyflar þurfa að starfa á þessum þrönga, togmikla sæta stað - yfirleitt á milli um 1500 og 4500 snúninga á mínútu fyrir daglega stimpilvélar - til að vera skilvirkar. Gírsettin með breytilegum hlutföllum inni í gírkassanum halda vélinni á þessum sæta stað þegar ökutækið sjálft er á mismunandi hraða. Auk þess er bakkgír líka nauðsyn. Rafmótorar gera aftur á móti sama magn af tog, sama hversu hratt þeir þyrlast áfram. Og rafmótorar geta keyrt afturábak. Þannig að þeir þurfa ekki meira en einn framgír.

Beinskipting

Með beinskiptingu ákveður ökumaðurinn hvaða gír er réttureinn til að vera í. Það þýðir að ýta á pedali til að stjórna kúplingsplötum sem aftengja vélina, færa vélræna stöng til að velja næsta gír og sleppa svo pedalanum til að koma plötunum saman aftur og færa ökutækið.

Að flestu leyti eru beinskiptingar í dag ekki mikið öðruvísi en þær sem notaðar voru fyrir 100 árum. Og það er bein tenging milli ökumanns og ökutækis. Það í huga, í gegnum tíðina hafa flestar beinskiptingar verið hræðilegar. Kúplingarnar hafa þurft átak í fótleggjum til að virka, skiptistangirnar hafa verið illa staðsettar og í rauninni var það oft algjör heppni að komast í næsta gír. Gamlir bílar með beinskiptingu voru yfirleitt hræðilegir. En þegar beinskiptur virkar vel er það æðislegt. Ökumaðurinn finnur hvernig vélin hækkar og lækkar og togið má finna hækka upp í gegnum skiptinguna í lófa þeirra. Og beinskiptir í dag eru nokkuð góðir með allt að sjö gíra áfram. Og miðað við handbækur 1980 og 1990 eru þær æðislegar.

Hefðbundnar sjálfskiptingar

Deilt er um nákvæmlega hver kom með sjálfskiptingu. En það var árið 1939 sem General Motors kynnti „Hydramatic“ sendingar sínar fyrir 1940 Oldsmobiles og Cadillacs. „Hydra“ hluti þess GM vörumerkis vísar til vökvavirkni gírskiptingarinnar. Snemma sjálfskiptingar treystu eingöngu ávökvavökvi til að stjórna skiptingu á milli gíra, og vökvatengi togibreytirs til að koma í veg fyrir að vélin stöðvast í hvert sinn sem ökutækið stöðvast. Í alvöru skilningi er sjálfskipting af gamla skólanum vökvatölva. Hvernig vökvinn í gírskiptingu flæðir í gegnum mismunandi völundarhúslíkar göngur í málmsteypu „ventlahluta“ er hvernig gírkassinn „veit“ hvenær á að skipta úr einum gír í annan. Enginn hluti nokkurs bíls eða vörubíls er flóknari en sjálfskipting. Þó að rafeindastýringar samræma nú virkni flestra hefðbundinna sjálfskipta, er vökvaþrýstingur enn til staðar til að ýta gírunum í kring. Nú er hægt að handstýra mörgum sjálfskiptingum með því að nota annaðhvort hefðbundinn gírskiptingu eða spaðakveikjur fyrir aftan stýrið. Þetta veitir stjórn á, ahem, „andanum“ akstri. En það er ekki alltaf fullnægjandi valkostur við beinskiptingu. Og nánast alltaf mun tölvan fara í gang og breytast ef hætta er á vélrænni skemmdum.

Hversu mörg gír er nóg?

Snemma sjálfskiptingar eins og „Powerglide frá Chevrolet“ “ var aðeins með tvo framgíra. Sjálfskipting í dag hefur á milli fimm og tíu mismunandi hlutföll í álhylkjum sínum. Tilgangurinn með því að fjölga gírunum er að hafa alltaf gír tiltækan til að vélin gangi sem best við allar aðstæður.Í 10 gíra sjálfskiptingu sem settur er upp í Ford F-150 Raptor, til dæmis, þýðir það að fyrsti gír er 4,69:1 hlutfallið á meðan annar til sjöundi gír er þétt á milli 2,98:1 og „beint drif“ 1:1. Áttundi, níundi og tíundi gír eru allir „overdrives“ á milli 0,85:1 og 0,63:1 sem halda vélarhraða lágum á meðan ökutækið er á ferð og togþörfin er í lágmarki. Sjálfskiptingar hafa batnað á allan hátt. Til dæmis:

  • 2019 Ford Mustang með 310 hestafla, 2,3 lítra, forþjöppu „EcoBoost“ fjögurra strokka vél.

Þegar hann er tengdur við sex gíra beinskiptur, hann er EPA-flokkaður á 21 mpg í borginni, 31 mpg á þjóðveginum og 25 mpg samanlagt. Sami Mustang með sömu vél og valfrjálsan 10 gíra sjálfskiptingu, er metinn á 21 mpg í borginni, 32 mpg á þjóðveginum og 25 mpg samanlagt.

  • 2019 Hyundai Elantra er boðið með sex -gíra sjálfskipting eða sex gíra beinskipting.

Beinskiptingin er EPA-einkunn á 26 mpg í borginni, 36 mpg á þjóðveginum eða 29 mpg samanlagt. Farðu í sjálfvirkan og þessar tölur hækka í 28 mpg borg, 37 mpg þjóðveg og 32 mpg samanlagt. Þetta er einfaldlega skipting sem virkar mjög vel – að minnsta kosti í EPA prófunum.

Sjá einnig: 3 merki um slæman vélolíuþrýstingsskynjara (auk greininga og algengar spurningar)

Framleitt af þýska fyrirtækinu ZF, 8HP hefðbundin, átta gíra sjálfskiptingin með togbreyti er notuð af Audi, Aston Martin, BMW , Genesis frá Hyundaideild, Jeep, Ram, Jaguar, Land Rover, og jafnvel Rolls-Royce, meðal annarra. Hægt er að stilla 8HP fyrir svörun í afkastamiklum bíl eða nánast ógreinanlega notkun í lúxusbíl. Að öðru óbreyttu myndu verkfræðingar alltaf vilja fleiri gíra. En í augnablikinu, miðað við hvarvetna 8HP, er átta nóg.

Stöðug breytileg skipting (CVT)

Stöðug breytileg gírskipti eru einföld og ódýr í framleiðslu. Samt sem áður geta þeir einnig framkallað dúndrandi hljóð við hröðun. Kenningin á bak við CVT er einföld. Lengd belti eða keðja er strengt á milli tveggja pöruð sett af keilulaga spólum á skafti. Þegar keilurnar færast inn og út með toghleðslu hreyfilsins breytist hlutfallið á milli tveggja skafta smám saman. Það er „síbreytilegur“ hluti nafnsins. Vegna þess að hreyfing beltsins eða keðjunnar á spólunum ræðst af togálagi, við hröðun nær vélin hámarki togsins og helst þar. Það er dróninn sem oft heyrist með CVT útbúnum farartækjum. Framleiðendur hafa notað ýmsar aðferðir til að berjast við CVT dróna. Sumir, eins og Nissan sem notar CVT talsvert, hafa þróað tölvuákveðna, þrepaða stjórn á spólunum sem leiðir til „sýndargíra“ sem mörgum finnst minna þreytandi. Toyota, á nýjum Corolla gerðum sínum, sameinar lágt gírhlutfall „fyrst“ sem breytist þegar hraðinn eykst yfir í CVT, sem gerirmeiri hröðun í upphafi. CVT-vélar virka best með túrbóhreyflum eins og í núverandi Honda Accord, vegna þess að togframleiðsla þeirra lágmarkar nauðsynlega hlutfallsbreytingu.

Sjá einnig: Hvar er hvarfakúturinn staðsettur? (+ Ráð til að vernda það)

Gírskiptingar með tvöföldum kúplingu

Tvöföld kúplingin skipting (DCT) er í grundvallaratriðum tvær beinskiptingar í einum kassa sem stjórnað er af tölvu. Það er kallað tvíkúpling vegna þess að það er ein kúpling fyrir sléttu gírana og önnur fyrir oddagírana. Í sjálfvirkri notkun tengir tölvan kúplinguna fyrir annað gírsettið og aftengir það frá hinu til að framkvæma skiptingarnar. Vegna þess að óvirka gírbúnaðurinn er alltaf tilbúinn til að fara, geta skiptingarnar verið eldingarfljótar. Þannig að tvíkúplingsskiptingar finnast oft í afkastamiklum bílum eins og Porsche.

DCT er einnig hægt að skipta handvirkt og oft hraðar en hefðbundin beinskipting. Til dæmis hélt Porsche því fram að 2017 911 GT3 gerð þess búin DCT (markaðssett sem PDK fyrir „Porsche Doppelkupplung“) myndi fara úr 0 í 100 km/klst (62 mph) á 3,4 sekúndum á meðan það tók handskiptan bíl 3,9- sekúndur til að gera sama bragðið. Og DCT getur verið mjög áhrifaríkt þegar skipt er handvirkt með því að nota paddle triggers. DCT eru hins vegar flókin og ekki ódýr í framleiðslu. Þegar þau mistakast getur verið dýrt að laga þau. Svo eins og hefðbundin sjálfskipting með togi breytum hefur orðið betri (og getu til að skiptaþær hafa batnað handvirkt) sumir framleiðendur hafa verið að hverfa frá DCT. Til dæmis notaði BMW sjö gíra DCT á 20XX til 2016 M5 hásport fólksbíl, en passaði útgáfu af ZF 8HP hefðbundnum sjálfskiptingu á núverandi M5.

Sjálfvirkur handskiptur

Sjálfvirk beinskipting er bókstaflega handskipting með kúpnum sem er hönnuð til að stjórna með tölvu. Margir framleiðendur hafa reynt sjálfvirkar beinskiptingar í gegnum árin, en sá alræmdasti er Ferrari sem bauð upp á „F1-Superfast“ sex gíra sjálfskiptingu frá 1997 útgáfunni af miðhreyfli F355. Kerfið var áfram í notkun með arftaka þess bíls, 360 og F430. En þegar 2010 458 Italia var kynntur tók Ferrari upp tvöfalt kúplingarkerfi. Ef þú ert að versla notaðan Ferrari skaltu reyna að finna einn með beinskiptingu. Handvirkt vs sjálfvirkt er enn í umræðunni núna. En einn sigur í viðbót fyrir sjálfskiptinguna átti sér stað 18. júlí 2019 þegar Chevrolet kynnti róttæka nýja, miðvélar 2020 Corvette sína. Hann er aðeins fáanlegur með tvískiptri sjálfskiptingu. Umræðan um handvirkt vs sjálfvirkt er næstum því lokið.

Sergio Martinez

Sergio Martinez er ástríðufullur bílaáhugamaður með yfir áratug af reynslu í bílaiðnaðinum. Hann hefur unnið með nokkrum af stærstu nöfnum greinarinnar, þar á meðal Ford og General Motors, og hefur eytt óteljandi klukkustundum í að fikta við og breyta eigin bílum. Sergio er sjálfskipaður gírhaus sem elskar allt sem tengist bílum, allt frá klassískum vöðvabílum til nýjustu rafbíla. Hann byrjaði bloggið sitt sem leið til að deila þekkingu sinni og reynslu með öðrum áhugasömum áhugamönnum og til að búa til netsamfélag tileinkað öllu sem viðkemur bílum. Þegar hann er ekki að skrifa um bíla er Sergio að finna á brautinni eða í bílskúrnum hans að vinna að nýjasta verkefninu sínu.