Jaguar Land Rover nie dał się do tej pory poznać jako producent skrzyni biegów. Znana brytyjska marka wykorzystuje w swoich pojazdach wyłącznie skrzynie automatyczne produkowane przez ZF, i to w wersji dziewięciobiegowej dla silników montowanych poprzecznie (np. w Range Rover Evoque) lub w wersji ośmiobiegowej do montażu standardowego. Jednak to, co przedsiębiorstwo zapowiedziało niedawno, poruszyło branżę: nie dość, że Brytyjczycy projektują własną automatyczną skrzynię biegów, to jeszcze ma ona posiadać rewolucyjne cechy. Czyżby producent wysokiej klasy samochodów, będący w indyjskim posiadaniu (koncern Tata) chciał się uniezależnić od kontynentalnych dostawców skrzyni biegów? Swego rodzaju przekładniowy Brexit? Poniższy fragment z prasy zdaje się potwierdzać to przypuszczenie: „Jednym z celów uruchomionego przy wsparciu państwa programu Transcend jest także przywrócenie produkcji skrzyni biegów w Zjednoczonym Królestwie oraz promowanie eksportu technologii hybrydowych tworzonych w Wielkiej Brytanii”. Technologia skrzyni biegów Transcend jest przynajmniej równie interesująca, jak jej przemysłowo-polityczne tło. Jest to ośmiobiegowa skrzynia dwusprzęgłowa, co jest odejściem od do tej pory używanej w Land Roverze skrzyni automatycznej hydrokinetycznej. Jeszcze większe zdziwienie wywołuje zapowiedziany zakres przełożeń na poziomie 20 – ponad dwa razy tyle, co w najnowocześniejszych skrzyniach automatycznych ZF 9 HP. Obecny lider pod tym względem osiąga „tylko” 9,81. Tak wysokie wartości można osiągnąć tylko dzięki bardzo krótkim biegom rozruchowym. I faktycznie – pomysł, na którym opiera się Transcend, zakłada rezygnację z dołączanego przełożenia do jazdy w terenie. Pierwszy bieg jest tak krótki, że może funkcjonować jako bieg terenowy. Dlatego skrzynia posiada dwa biegi wsteczne – jeden do jazdy w terenie, drugi do jazdy na drodze. Koncepcja zestawu kół ze zintegrowanym przełożeniem terenowym ma jeszcze jedną zaletę: teraz można wrzucić bieg pełzający także przy obciążeniu – do tej pory kierowca musiał się zatrzymać i użyć oddzielnego lewarka. Według informacji podanych przez firmę Jaguar Land Rover, skrzynia biegów Transcend jest o ok. 20 kg lżejsza z powodu brakującej redukcji biegów terenowych, przy czym podstawa porównania nie została podana. Również zużycie ma być ograniczone o 10%. Modułową konstrukcję skrzyni można wyposażyć także w elektryczne komponenty napędowe, pozwalające na zastosowanie trybu hybrydowego lub elektrycznego. Brytyjski producent planuje również zastosowanie nowej skrzyni także w pojazdach z napędem tylko na tylne koła, czyli w limuzynach Jaguara. W tych jednak zakres przełożeń na poziomie 20 nie miałby sensu, więc użyty zostanie prawdopodobnie inny zestaw kół zębatych.

Kia wrzuca ósmy bieg

Interesujące dla obserwatorów technologii skrzyni biegów są też zmiany zachodzące w koreańskim koncernie Hyundai Kia. Z dużą techniczną ambicją przedsiębiorstwo zaprojektowało i samodzielnie wyprodukowało cały szereg nowoczesnych skrzyń biegów. Najważniejsza dla rynku europejskiego jest siedmiobiegowa skrzynia dwusprzęgłowa, wyposażona w sprzęgło firmy Schaeffler. Jednak producent oferuje także sześciobiegowe automatyczne skrzynie hydrauliczne własnej produkcji, przede wszystkim w SUV-ach Tucson i Santa Fe. Istnieje też ośmiobiegowa skrzynia automatyczna do montażu wzdłużnego (w czołowym modelu Genesis). Już od lat Hyundai opracowuje konstrukcję skrzyni automatycznej z dziesięcioma biegami. Jednak na razie jest to temat plotek na spotkaniach ekspertów z zakresu skrzyń biegów. Tymczasem siostrzana marka – Kia – pochwaliła się nowo opracowaną skrzynią ośmiobiegową do montażu poprzecznego. Czy to znaczy, że projekt skrzyni dziesięciobiegowej został zawieszony? Osiem biegów zupełnie wystarczy, by osiągnąć wystarczający zakres przełożeń z małymi i tym samym wygodnymi przeskokami między biegami. Dobrym przykładem jest skrzynia Aisin F8, stosowana przez BMW i Volvo. Jednak Kia woli radzić sobie sama: nad koncepcją ośmiobiegowej skrzyni przedsiębiorstwo zaczęło pracować już w roku 2012. W trakcie realizacji projektu Kia zgłosiła w sumie 143 nowe patenty. Aby poprawić parametry zużycia, inżynierzy Kia znacznie zmniejszyli pompę olejową – największy odbiornik energii w skrzyni automatycznej – i uprościli konstrukcję obudowy zaworów. Nowa skrzynia automatyczna firmy Kia posiada najmniejszą pompę olejową ze wszystkich seryjnie produkowanych skrzyni w tej klasie – według informacji podanych przez przedsiębiorstwo. Skrzynia ta posiada też obudowę zaworów z bezpośrednim sterowaniem. Oznacza to, że sprzęgło nie jest już uruchamiane za pomocą kilku zaworów sterujących, lecz bezpośrednio przełącznikiem magnetycznym. Dzięki temu udało się zmniejszyć liczbę zaworów sterujących z 20 do 12, co przyczynia się do szybszej zmiany biegów, bezpośredniego mechanicznego połączenia z silnikiem i bardziej kompaktowej konstrukcji. Inaczej niż dotychczasowa sześciobiegowa automatyczna skrzynia biegów, nowa ośmiobiegowa posiada dodatkowe sprzęgło i dodatkowe przełożenie. Zakres przełożeń zwiększył się o 34%. W konsekwencji na najwyższych biegach nowa skrzynia pracuje oszczędniej i ciszej, natomiast na najniższych przyspiesza szybciej, a na wzniesieniach wykazuje lepsze osiągi. Nowość ta ma zostać po raz pierwszy zamontowana w Kia Cadenza, samochodzie osobowym górnej klasy średniej, który nie jest oferowany w Niemczech. Jednak może też być montowana w większych pojazdach dostępnych w tym kraju, wyposażonych w napęd na przednie koła, w których stosowana obecnie skrzynia dwusprzęgłowa nie wytwarza wystarczającego momentu obrotowego. Moment obrotowy nie stanowi czynnika ograniczającego w najnowszej skrzyni firmy ZF: ośmiobiegowa skrzynia może przenosić 1000 Nm. Oznacza to, że nie jest ona przeznaczona do wbudowania w poprzek w małych i kompaktowych autach, lecz do samochodów najwyższej klasy.

ZF: Nowa skrzynia dwusprzęgłowa dla Porsche

Razem z Porsche inżynierzy ZF opracowali moduł hybrydowej skrzyni biegów na podstawie zupełnie nowo zaprojektowanej ośmiobiegowej skrzyni dwusprzęgłowej do napędu standardowego i na cztery koła. Pierwszy model z 8 DT (w Porsche zwany PDK) to nowa Panamera. Ogólnie ośmiobiegowa skrzynia PDK umożliwia jeszcze większy zakres przełożeń i związane z tym mniejsze zużycie paliwa. Siódmy i ósmy bieg zaprojektowano jako obniżające obroty nadbiegi. Dlatego wszystkie modele Panamera osiągają największą prędkość na szóstym biegu. Niestety, ani Porsche ani ZF do tej pory nie podały bliższych informacji odnośnie koncepcji zestawu kół. Gotowa do produkcji seryjnej jest już wersja Plug-in sportowej limuzyny Porsche, której napęd również bazuje na skrzyni PDK (poprzednia wersji była wyposażona w automatyczną skrzynię hydrauliczną). Silnik elektryczny razem ze sprzęgłem rozłącznym silnika benzynowego V6 tworzy nową generację modułu hybrydowego Porsche. W przeciwieństwie do układu elektryczno-hydraulicznego swojego poprzednika, sprzęgło rozłączne w nowej Panamerze uruchamiane jest elektromechanicznie elektrycznym urządzeniem wykonawczym (Electric Clutch Actuator – ECA). Zaletą są tutaj jeszcze krótsze czasy reakcji.

Podstawą postępu jest postęp w zakresie komponentów

Kluczowym komponentem klasycznej automatycznej skrzyni hydraulicznej jest przekładnia hydrokinetyczna. To, że dalszy rozwój zasady działania liczącej już ponad 100 lat jest nadal możliwy, pokazuje nowa przekładnia ITC firmy Schaeffler. Ma ona być lżejsza i lepiej ograniczać drgania, niż poprzednie konstrukcje. Istotną cechą ITC – skrót od „Integrated Torque Converter” – jest sprzęgło mostkujące wbudowane w turbinę. Dzięki temu układ nie tylko jest lżejszy, lecz także pozostawia więcej miejsca dla skuteczniejszych tłumików drgań skrętnych, takich jak opracowane przez Schaeffler wahadło siły odśrodkowej (FKP). Technologia ta umożliwia wcześniejsze włączenie sprzęgła mostkującego. Poprawia to jednocześnie zużycie i komfort. Dlatego w przyszłości wahadło siły odśrodkowej będzie montowane w większości przekładni hydrokinetycznych stosowanych w automatycznych skrzyniach biegów – podaje firma Schaeffler. Konstrukcja ITC posiada mniej części w porównaniu do klasycznej przekładni hydrokinetycznej. W niej cała siła osiowa turbiny prowadzona jest przez powierzchnię trącą. Taka budowa nie wymaga więc łożyska osiowego między turbiną a kołem kierowniczym. Poszczególne elementy wymagane do wprowadzenia momentu obrotowego do tłumika drgań skrętnych oraz wbudowanie tłoka w turbinę również są zredukowane. Dzięki temu konstrukcja nie tylko jest lżejsza, lecz także umożliwia wbudowanie skuteczniejszych tłumików drgań skrętnych w danej przestrzeni montażowej. Kolejną nowością jest przekładnia MTC (wielofunkcyjna). Świetnie łączy się z systemami start-stop i pomaga skompensować turbodziurę. Poza tym dzięki przekładni wielofunkcyjnej można zaoszczędzić do 5% paliwa, wykorzystując wysprzęglenie biegu jałowego (Idle disconnect) i wczesne zmostkowanie. Wysprzęglenie skrzyni biegów od silnika eliminuje dotychczas nieuniknione straty podczas postoju, powstające w przypadku przekładni hydrokinetycznej (ze względu na pełzanie, któremu kierowca przeciwdziałał naciskając hamulec). Dodatkowo taka konstrukcja przekładni hydrokinetycznej oferuje korzystniejszy rozkład momentów bezwładności masy i w ten sposób izoluje drgania. Dzięki wysprzęgleniu silnika w momencie włączenia przekładni silnik zwiększa obroty rozruchowe i tym samym rusza dynamiczniej „z miejsca” – czemu towarzyszy szarpnięcie, jak pokazały jazdy próbne Audi A4 TDI, które jest wyposażone w system odłączania sprzęgła podczas postoju. Jednak są to wady, które można zaakceptować, biorąc pod uwagę zmniejszone zużycie paliwa.