Automatyczna skrzynia biegów – jakie są jej rodzaje?

Miały zaledwie po 3-4 biegi, wyraźnie ograniczały dynamikę samochodów, a do tego znacząco podnosiły spalanie i były sporo droższe od skrzyń manualnych. Z tych wszystkich powodów automaty były popularnym rozwiązaniem głównie w samochodach segmentu premium – z założenia mocniejszych, droższych, w których wygoda była na pierwszym planie, a zużycie paliwa na dalszym.

Z biegiem czasu jednak skrzynie automatyczne ewoluowały. Dzisiaj mają więcej biegów niż manualne – 7, 8, a są nawet konstrukcje z 9 i 10 przełożeniami. Do tego mają po dwa sprzęgła. Potrafią oszczędzać paliwo, wchodzić w tryb żeglowania, a biegi zmieniają szybciej niż profesjonalni kierowcy wyścigowi, w efekcie czego lepiej przyspieszają. Mówiąc krótko, skrzynie automatyczne są już tak dobre, że niektórzy producenci zaczęli w ogóle wycofywać z oferty manuale. Nawet marki sportowe, jak choćby Porsche, w większości swoich aut nie oferują już ręcznych przekładni mechanicznych.

Warto jednak wiedzieć, że skrzynia skrzyni nierówna. Na rynku dominuje kilka rozwiązań i konstrukcji, które zasadniczo się od siebie różnią, choć dla ułatwienia wszystkie nazywamy tak samo – automatami. Mam nadzieję, że poniższy przegląd tych rozwiązań odczaruje pewne kwestie, rozwieje Wasze wątpliwości i ułatwi podjęcie decyzji.

Rodzaje skrzyń biegów – automaty

Jak wcześniej wspomniałem, skrzyń automatycznych jest mnóstwo, a wszystkie z nich mierzymy tą samą miarą. Poniżej przedstawiam wszystkie z nich, żebyście mogli poznać różnice.

Automatyczna skrzynia biegów

Wiecie, że w tym roku roku mija 120 lat od zaprezentowania pierwszego prototypowego automatu? Pokazano go w 1904 r. w Bostonie i miał jedynie dwa przełożenia. Co najciekawsze, od tamtego czasu przełożeń znacząco przybyło, ale zasada działania takich skrzyń praktycznie się nie zmieniła: konwerter hydrokinetyczny i zestaw przekładni planetarnych dbają o wrzucenie właściwego biegu. Za sterowanie zaś odpowiada elektrohydraulika (olej pod ciśnieniem steruje elektrozaworami).

Oczywiście z biegiem czasu skrzynie wzbogacano o elektronikę, która monitoruje parametry pojazdu, „uczy się” zachowań kierowcy, dopasowuje się to sposobu jazdy etc. Do tego nowoczesne modele mają zazwyczaj kilka trybów pracy np. ekonomiczny, normalny i sportowy. Największą zaletą jest jednak wytrzymałość takich skrzyń – bez problemu przenoszą duże momenty obrotowe, znoszą duże obciążenia. Okupione jest to jednak także kilkoma wadami: są między innymi cięższe i większe oraz nieco podnoszą zużycie paliwa. Ale za to nie pogarszają osiągów, słyną z niezawodności i świetnie dogadują się z układami hybrydowymi, zarówno tradycyjnymi, jak i plug-in. To dlatego Kia nadal stosuje klasyczne automaty choćby w Sportage, Sorento HEV i PHEV, gdzie podstawą napędu jest mocny, turbodoładowany benzyniak.

Klasyczny 8-biegowy automat miała również Kia Stinger – tam była to najlepsza konstrukcja ze względu na wysoki moment obrotowy i moc, które przenoszone były na cztery koła.

Skrzynia półautomatyczna

To półśrodek – połączenie tradycyjnej ręcznej skrzyni mechanicznej z automatyczną. Natomiast technicznie rzecz biorąc, to po prostu manual, w którym pedał sprzęgła zastąpiono elektronicznym modułem sterującym zmianą biegów. Zaletą takiego rozwiązania jest prostota, niska masa, kompaktowe rozmiary, a przede wszystkim – oszczędność paliwa i atrakcyjna cena. Kia Picanto ze zautomatyzowaną przekładnią 5 AMT jest o zaledwie 3500 zł droższa od wersji z manualem, waży jedynie 9 kg więcej i średnio zużywa tylko 0,2 litra paliwa więcej. Gdzie zatem tkwi haczyk?

Cóż, mówiąc dyplomatycznie „półautomaty” są dosyć leniwe – wspomniane Picanto 5 AMT przyspiesza do 100 km/h aż 3,2 sekundy wolniej. Zmiana przełożeń jest długa i wyczuwalna. Niemniej w warunkach miejskich takie skrzynie zdają egzamin i nie podlega dyskusji, że za niewielkie pieniądze czynią jazdę znacznie bardziej komfortową. Lewa noga i prawa ręka mogą odpoczywać.

Skrzynia bezstopniowa

CVT czyli Continuous Variable Transmission to typ przekładni, który umożliwia utrzymywanie niezmiennej prędkości obrotowej silnika, niezależnie od zmiany prędkości. Teoretycznie ma to pomóc idealnie wykorzystać możliwości silnika spalinowego, który osiąga maksymalny moment obrotowy i moc przy konkretnych obrotach. Zmiana przełożeń jest niewyczuwalna, bo po prostu ich nie ma. Takie rozwiązanie ma też sporo korzyści w hybrydach typu plug-in, w który za napęd jednej z osi odpowiada wyłącznie motor elektryczny. Wówczas podczas jazdy tylko na elektryce, skrzynia nie zmienia biegów, co poprawia osiągi i poprawia odczucia z jazdy na samym prądzie.

Niestety CVT nie jest pozbawiona wad, a największą z nich jest hałas. Jechaliście kiedyś Toyotą wyposażoną w skrzynię CVT? Podczas mocniejszego przyspieszania silnik osiąga maksymalne obroty i na nich pozostaje dopóki nie zdejmiecie nogi z gazu. Każdy dynamiczniejszy sprint spod świateł czy wyprzedzanie uwalnia pod maską dźwięki sugerujące, że ktoś tam zażyna wszystkie te konie… Żeby nieco „oszukać” rzeczywistość niektórzy producenci stosują wirtualne biegi czyli zaprogramowane przełożenia zapisane w pamięci sterownika. To tylko trochę poprawia wrażenia słuchowe, ale z drugiej strony jest zaprzeczeniem idei skrzyni bezstopniowej. Automatyczne skrzynie CVT poza wspomnianą przeze mnie Toyotą spotyka się w samochodach marek Lexus, Renault, Nissan czy Subaru.

Skrzynia dwusprzęgłowa

Powszechnie również nazywa się ją „automatem”, choć purystów nieco to oburza. Bo nie ma w niej części hydraulicznej, bloku zaworowego, sprzęgła hydrokinetycznego etc. Nie zmienia to jednak faktu, że z punktu widzenia przeciętnego użytkownika jest to automat – sam zmienia biegi i nie ma pedału sprzęgła.

Jak to działa? W jednej obudowie są dwa sprzęgła wielopłytkowe (suche lub mokre), przekazujące napęd na odpowiednie pary kół zębatych za pośrednictwem dwóch oddzielnych wałków. Jeden taki zestaw odpowiada za biegi nieparzyste, drugi za parzyste. Gdy samochód jedzie np. na drugim biegu, to trzeci bieg jest już zazębiony na drugim wałku. Sam moment zmiany wymaga jedynie przełączenia sprzęgieł, a to dzieje się dosłownie w ułamku sekundy. Takie rozwiązanie eliminuje straty typowe dla klasycznych automatów – zmiana przełożeń jest szybsza, a moment obrotowy przebiega płynniej. Innymi słowy, osiągi nie pogarszają się, zaś zużycie paliwa pozostaje zbliżone do tego w skrzyniach manualnych.

Kia ma dwie dwusprzęgłowe skrzynie w ofercie – 7DCT stosowana jest w autach z silnikami benzynowymi turbo, a 6DCT w hybrydach klasycznych i plug-in, w których podstawą napędu jest silnik wolnossący (Ceed kombi i XCeed PHEV, Niro HEV i PHEV).

Jeden bieg wystarczy!

W latach 80. za wystarczającą liczbę uznawano cztery przełożenia, dekadę później było ich pięć, a od początku XXI wieku pniemy się od „szóstki” w górę. Niektórzy producenci oferują nawet 10-biegowe przekładnie! Ale to już koniec, skrzynie automatyczne dojechały do ściany i dalej nie będą rozwijane. Bo do sprawnego poruszania się wystarczy tak naprawdę tylko… jeden bieg. Pod warunkiem, że auto w którym znajduje się przekładnia jest elektryczne.

Dlaczego elektryki mają tylko jeden bieg? Silnik benzynowy czy Diesla osiąga maksymalny moment obrotowy i moc w bardzo wąskim zakresie. Aby zatem móc dobrze wykorzystać możliwości jednostki, konieczne jest częste zmienianie przełożeń i utrzymywanie silnika na optymalnych dla niego obrotach. W silniku elektrycznym jest inaczej – pełen moment obrotowy jest dostępny praktycznie od startu i w szerokim zakresie – przykładowo w Kia Niro EV jest dostępnych 255 Nm od 0 do aż 6000 obr. A gdy przy tej górnej wartości moment zaczyna słabnąć, do gry wkracza moc – 204 konie pracują w zakresie od 6000 do 9000 obr. Czyli Niro EV efektywnie jeździ w zakresie od 0 do aż 9000 obr./min wykorzystując tylko jedno przełożenie. To parametry nieosiągalne dla żadnego auta spalinowego.

Ciekawostką dla niektórych może być fakt, że z mechanicznego punktu widzenia przekładnia w aucie elektrycznym nie ma biegu wstecznego. Przekręcenie pokrętła skrzyni na „R” powoduje jedynie… odwrotne przełożenie napięcia. Wówczas zmienia się kierunek obrotów wirnika i jedziemy do tyłu.

Automatyczna skrzynia biegów – tryby jazdy

Automatyczne skrzynie biegów oferują tryby, które są dostosowane do różnych sytuacji na drodze.

Pierwszym z nich jest tryb „D” (Drive), który jest standardowym ustawieniem do jazdy do przodu. W momencie ruszania należy zdjąć nogę z hamulca i dodać gazu, aby ruszyć.

Drugim ważnym trybem jest „R” (Reverse), który umożliwia cofanie się. To istotne, zwłaszcza podczas parkowania lub manewrowania w tłocznych miejscach.

Kolejnym trybem jest „N” (Neutral), czyli tak zwany luz, przydatny przy dłuższych postojach lub światłach (o ile samochód nie został wyposażony w funkcję „Auto Hold”), jeśli nie chcemy trzymać nogi na hamulcu – trzeba jednak pamiętać o tym, że jeśli postój odbywa się na nachylonym terenie, samochód może się stoczyć.

Wartym uwagi jest również tryb „P” (Parking), który umożliwia zaparkowanie samochodu bez możliwości stoczenia się po całkowitym zatrzymaniu.

Dodatkowo, niektóre pojazdy wyposażone są w tryb „S” (Sport), który zapewnia bardziej dynamiczną jazdę poprzez utrzymanie wyższych obrotów silnika. Czasem występuje także S+, czyli tryb sportowy z możliwością manualnej zmiany biegów lewarkiem (góra/dół) lub łopatkami zamontowanymi przy kierownicy.

Zrozumienie trybów automatycznej skrzyni biegów pozwala kierowcy lepiej dostosować się do warunków drogowych, oszczędzać paliwo i zwiększać komfort jazdy.

Obsługa, cena i serwis

Przekładnie w elektrykach są całkowicie bezobsługowe i nie wymagają specjalnej troski, ani serwisowania. Skrzyniom automatycznym w autach spalinowych trzeba poświęcić nieco więcej uwagi. Nie ruszać nimi gwałtownie, gdy samochód jest nierozgrzany (a tym samym olej w przekładni). Jeżeli auto jeździ w normalnych warunkach i nie przeciążamy go, to co 60 tys. km przy okazji przeglądów okresowych trzeba tylko sprawdzać stan oleju i ewentualnie (choć zdarza się to bardzo rzadko) go uzupełniać. Jeżeli natomiast samochód użytkowany jest w trudnych warunkach np. często jeździ po zapylonych i wyboistych drogach, w terenie górzystym, służy do regularnego holowania przyczepy albo jeździcie nim często z prędkościami powyżej 170 km/h wówczas dobrze jest wymieniać olej – ale tylko co 120 000 km. Koszt takiej operacji w ASO to kilkaset złotych.

W przeszłości klientów od automatów odstraszały także wysokie ceny – dlatego popularne były głównie w autach klasy premium i to najczęściej dopiero od segmentu E w górę. Dzisiaj tak naprawdę skrzynia automatyczna to ułamek ceny auta – dla przykładu w Cee’dzie dwusprzęgłówka 7DCT kosztuje 8 tys. zł. A modele hybrydowe automaty mają w standardzie.

Reasumując, wygodniejsze życie z automatem nie oznacza dzisiaj konieczności wyrzeczeń. Nowoczesne konstrukcje są ekonomiczne, zapewniają dobre osiągi, komfort, ciszę, nie wymagają specjalnej troski. Nigdy jednak nie osiągną takiej sprawności, jak przekładnia w autach elektrycznych. Po dziesięcioleciach rozwijania automatów i dokładania im biegów okazało się, że w silniku elektrycznym coś takiego w ogóle nie jest potrzebne.