home Tech Az automata váltók 100 éve

Az automata váltók 100 éve

0 people like this.

Amióta létezik autógyártás, azóta próbálják a lehető legnagyobb teljesítményt kinyerni a motorból, de a lehető legkényelmesebb módon: erre való az automata váltó

Manapság egyre elterjedtebbek Magyarországon is az automata váltók, bár sokan még mindig idegenkednek tőle. Tény, hogy a korai típusok még nem ütötték meg azt a szintet, amit a manuális váltókhoz szokott közönség kényelmesnek mondott volna, de mára modernebb darabok nem váltanak lassabban, és nem is fogyasztanak többet manuális társaiknál.

A legelső automata váltó

A legelső automata váltót a Sturtevant-fivérek alkották meg Bostonban. Ebben még csak két előremeneti- és egy hátrameneti fokozat volt, ami a motor fordulatszámától függően kapcsolt magasabb illetve alacsonyabb fokozatba. Sajnos azonban a korabeli technológia nem tette lehetővé a sorozatgyártást, anyagminőségbeli problémák léptek fel, emiatt nem is robbant be a Sturtevant-fivérek találmánya.

Ezen a téren is újít Ford

Henry Ford nagyon nem volt megelégedve a korban használatos manuális váltókkal, durván váltottak, és egy óvatlan mozdulattal ledarálhatta a figyelmetlen sofőr a váltó fogaskerekeit. Ford Galamb Józsefet bízta meg az automata váltó megalkotásával, aminek fő kritériumai kellett hogy legyenek a gazdaságos gyárthatóság, a könnyű kezelhetőség, a kis méret és a hosszú élettartam.

Ahhoz, hogy a Galamb József által tervezett automata váltó valóban sikeres lehessen (és ellentétben a Sturtevant-fivérek váltójával, sorozatgyártásba is kerülhessen), a metallurgia, vagyis a kohászat területén kellett új eredményeket elérni. Henry Ford szerencsére kapcsolatban állt J. Kent Smith-szel, aki 1901 óta folytatott kísérleteket, vanádiummal ötvözte az acélt. Ugyanis már 2 ezrelék vanádium hozzáadása az acélhoz is több mint 5-ször jobb eredményt ad dinamikus igénybevételekkel elleni ellenállás esetén, mint az ötvözetlen acélnál. Ford szabadalmaztatta végül a króm-vanádium ötvözeteket, amivel sikerült a T-modell súlyát a kortársaihoz képest csökkenteni, és tartósabb alkatrészeket tudtak létrehozni.

Végül 1909. augusztus 10-én nyújtotta be a szabadalmi hivatalba Henry Ford a Galamb József által feltalált automata váltót. A bolygóműves váltó nem csupán az autókban, hanem a repülőgépiparban is elterjedt, kis tömege és megbízhatósága miatt. Valójában azonban ez a váltó sem volt teljesen automata, ugyanis a váltást a vezetőnek kellett irányítania pedálokkal, de így is jelentős előrelépés volt a korábbi bonyolult váltókhoz képest.

Automata váltó
A Ford T-modellben használt Galamb József által tervezett automata váltó sematikus rajza. Talán az egyetlen alkatrész, amihez nem nyúltak azalatt a 19 év alatt, amíg a T-modellt gyártották

Újabb magyar szál: Bíró László József

Bíró László neve nem feltétlenül az általa továbbfejlesztett automata váltóról jut eszébe mindenkinek, hanem sokkal inkább a golyóstollról, amit szintén ő talált fel. Hogy mégis Bíró is tökéletesítette az automata váltókat, az csakis annak volt köszönhető, hogy a 30-as évek elején vásárolt Bugatti sportautójával nem volt megelégedve, ugyanis hiába volt erős a motor, a tengelykapcsolós váltómechanizmus miatt az erőátvitel nem megfelelően történt meg.

Egy év tökéletesítés után szabadalmaztatta találmányát, amire felfigyelt a General Motors és Berlinbe hívták Bírót, bemutatni az automata váltóját. Hogy mit csinált erre Bíró László? Az automata váltót beszerelte az oldalkocsis motorkerékpárjába, majd azzal tette meg a Budapest-Berlin közti távot.

A General Motors ügynökeit igazából teljesen meggyőzte ez a teljesítmény, a négy próbakörre pusztán formalitás miatt került sor már Berlinben, így meg is állapodott az amerikai óriáscég Bíró Lászlóval, hogy a találmányának a szabadalmáért 5 éven keresztül havi 200 dollárt fizet, és jutalékot is minden eladott váltó után. Annak ellenére, hogy az üzlet első ránézésre nagyon jónak tűnt, Bíró László nem ebből gazdagodott meg, ugyanis a General Motors csak azért vásárolta meg a szabadalmat, hogy elhárítson egy konkurenciát, ugyanis piacra dobta a saját automata váltóját is.

Az automata váltók elterjedése Amerikában

Ahogy megszerezte a szabadalmi jogot Bírótól a General Motors, levédette a saját félautomata váltóját 1934-ben, ami hidraulikus vezérlésű volt, és sokat merített Bíró automata váltójából. Itt jött be a képbe egy másik amerikai szereplő, a Chrysler, amelyik teljesen más koncepció mentén kívánta megvalósítani az automata váltóját. Ők ugyanis Hermann Föttinger német mérnök nyomán folyadékos tengelykapcsolóval kísérleteztek, amit még 1905-ben dolgozott ki. A folyadékos tengelykapcsolásnak azért is lett volna létjogosultsága, hogy a motor ne fulladjon le, amikor sebességfokozatban áll meg az autó. A sorozatgyártás ennél a váltónál se indult be, de manuális váltóval társították a folyadékkapcsolót.

A General Motors közben a sorozatgyártásig vitte a mai automata váltók ősét, a Hydra-Matic-ot, amely 4 előre- és 1 hátrameneti fokozattal rendelkezett, sőt, negyedik fokozatban overdrive-hoz hasonló funkció is volt rajta. A gyártás 1939-ben indult, 1940-től lehetett kapni a Hydra-Matic váltót különböző Cadillac, Pontiak és Oldsmobile autókhoz, de a General Motors kihasználta üzletileg az új váltóját, amennyire csak lehetett, ezért a gyártás licencét eladták többek között Rolls-Royce-nak és a Mercedes-Benznek.

A fejlesztés következő lépcsőfoka 1956-ban történt, amikor a General Motors a Hydra-Matic-ra támaszkodva kifejlesztette a Jetaway Hydra-Matic-ot, aminek bár valamivel rosszabb volt a hatásfoka az elődjéénél, viszont megjelent rajta a P, vagyis a parkolás-fokozat (korábban az összes automata váltó hátramenetbe volt kapcsolva parkolásnál).

De a versenytársak közül meg lehet említeni még a Chrysler TorqueFlite váltóját, vagy a Borg-Warner cég saját fejlesztésű váltóját, amit többek között a Ford is használt az időszakban.

Óriási, és a mai fülnek talán megdöbbentő az a különbség, hogy az összes automata váltó egészen a hatvanas évek közepéig nem ásványi- vagy szintetikus olajat használt a kenéshez, hanem bálnaolajat.

A nyolcvanas évekig uralták ezek a váltók az amerikai piacot, amikor is aztán továbbfejlődtek 4 előre- és 1 hátramenettel rendelkező váltókká, overdrive funkcióval, legtöbbjük zárható nyomatékváltó volt, amelyeknél egyenletes haladásnál a kuplung és a hidraulikafolyadék-pumpa mechanikus lezárása megakadályozta a felesleges váltásokat, ezáltal csökkentve a fogyasztást.

Aki elsőre nem értené, annak itt egy videó, hogy hogyan valósítja meg a fokozatváltást egy bolygóműves automata váltó:

A fokozatmentes váltó

Talán meglepő, de a fokozatmentes váltó (CVT, avagy Continuously Variable Transmission) se mai találmány, az 50-es évek óta létezik a technológia, de a legelején még repülőgépek áramfejlesztő generátorainál használták. A fokozatmentes váltó nevében benne van, hogy végtelen számú fokozat van rajta, mert a nyomaték átadása nem fogaskerekekkel működik, hanem változó átmérőjű acél ékszíjtárcsákkal történik meg. A holland DAF cég alkalmazta az egyik kisautójában, így a DAF 600-as (csak nekem tűnik erősen Trabant-koppintásnak?) lett az első sorozatgyártásban készült fokozatmentes váltóval ellátott autó a világon.

DAF 600 fokozatmentes váltó
Korabeli holland reklám az első sorozatban gyártott fokozatmentes váltóval ellátott autóról, a DAF 600-ról

A technika kiforratlansága miatt azonban nemigen terjedhetett el a fokozatmentes váltó, plusz teljesen más vezetési élményt is nyújt, még a hagyományos automata váltókhoz képest is a fokozatok hiánya miatt. A Nissan és a Toyota végül nem hagyta feledésbe merülni a technológiát, a Toyota ma már az összes hibrid autójához CVT-váltót használ. Az Audi próbálkozott még a Multitronic fokozatmentes váltóval, de az 1999-ben bevezetett Multitronic nem ért el átütő sikert, így 15 év után leálltak a Multitronic gyártásával, és visszatértek a hagyományos Audi automata váltóhoz, a Tiptronichoz.

fokozatmentes váltó
Egy modern fokozatmentes váltó rajza, amelyen jól látszik a változó kerületen dolgozó lánc

Az elektronika megjelenése az automata váltók körül

Mint azt láthattuk, korábban az automata váltók teljesen mechanikusan működtek, viszont ahogy megjelent a számítógépvezérlés a motorok körül (ECU, vagyis Engine Control Unit, erről egy korábbi cikkemben írtam), úgy az automata váltóknál is egyre inkább átvette a szelepházak rugós szelepeinek a helyét a mágnestekercs.  Az elektronikus vezérlés megjelenésével a sofőrnek lehetősége lett beavatkozni a váltásba, hogy maga választhatja ki a fokozatot, de azért ennek is vannak határai, az elektronika annak érdekében, hogy se a motor, se a váltó ne károsodjon, túl alacsony vagy túl magas fordulatszámnál megakadályozza a szükségtelen fel-le váltást.

Míg korábban örültek, ha 3-4 fokozat volt az automata váltón, és megbízhatóan működött, addig ma már a Ford is és a Honda is 11 fokozatú váltót fejlesztett ki (utóbbié ráadásul 3 kuplungos, csak elképzelni tudom, milyen őrült tempóban válthatja a fokozatokat a váltó), így a lehető legszélesebb skálán képes optimális fordulatszámon működni a motor, biztosítva az alacsony fogyasztást.

Ma már semmiképp se igaz, hogy nagyobb a fogyasztása egy modern automata váltós autónak, mint egy hasonló manuális váltósnak, és nem feltétlenül megbízhatatlanabb, ha odafigyelnek a használatára. Az viszont tény, hogy a kényelmet meg kell fizetni, nem csak a vásárláskor a felárat az automata váltóért, de ha elromlik, jobban a zsebünkbe kell nyúlni, ha a bonyolult szerkezetet szeretnénk javíttatni/cserélni.

Forrás:

Ha tetszett az írás, kérlek oszd meg a Facebookon! Köszönöm!
Facebook
Facebook
Instagram
Google+
Google+
Youtube
Youtube
Email
RSS
0 people like this.

Kapcsolódó írások

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

Alapjárat