Elettiin aika, jolloin valtaosa autoista myytiin Yhdistyneessä kuningaskunnassa manuaalivaihteistolla. Automaattivaihteistojen kehittyessä vuosien varrella niiden suosio on kuitenkin kasvanut.
Tänä päivänä jopa valtavirran malleissa ollaan luopumassa manuaalivaihteistosta kokonaan. Ne ovat edelleen hyvin suosittuja halvemmissa autoissa, koska manuaalivaihteiston rakentaminen maksaa paljon vähemmän kuin automaattivaihteiston, mutta lähivuosina perinteinen keppivaihteisto voi olla kuolemassa sukupuuttoon.
Tekniikan kehittyessä on kehitetty monia erilaisia vaihteistoja, joista monet ovat saaneet omat hämmentävät lyhenteensä. Jotta elämästä olisi vielä enemmän haittaa, autovalmistajien markkinointiosastoilla on aina tapana lisätä asioihin omia tuotemerkkejään, joten autonostajat voivat helposti hämmentyä siitä, mitä kaikki nämä merkitykset tarkoittavat.
Tänään olemme koonneet luettelon yleisimmistä vaihteistotyypeistä ja selityksen niiden toiminnasta.
Manuaalivaihteisto
Aloitetaan klassisesta keppivaihteistolla varustetusta kytkimestä (stick-shiftauksesta), joka on ollut käytössä jo useita vuosikymmeniä. Siinä käytetään vaihdekeppiä valitsemaan, millä vaihteella haluat olla. Vaihteisto kytketään kytkinpolkimella irti vasemmalla jalalla, ja (olettaen, että kyseessä on oikeanpuoleisella ohjauksella varustettu ajoneuvo, kuten Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytetään) vaihdetaan vaihteita vasemmalla kädellä käytettävällä vivulla. Kytkin kytketään sitten uudelleen, jolloin auton moottori kytkeytyy uudelleen pyörille.
Yksi käsivalintaisen vaihteiston tärkeimmistä eduista on se, että kuljettaja voi itse päättää, millä vaihteella hän haluaa olla, mikä tarkoittaa, että voit pudottaa vaihteen, jos haluat päästä nopeasti liikkeelle, tai pysyä korkeammalla vaihteella, jos haluat säästää polttoainetta. On selvää, että kytkimen kytkeminen ja irrottaminen sekä vaihteiden vaihtaminen ajon aikana vaatii myös jonkin verran taitoa, joten oppimiskäyrä on jyrkempi kuin automaattivaihteiston ”stop-and-go”-luonteessa.
Nykyaikaisissa autoissa, joissa on edelleen manuaalivaihteisto, on yleensä valittavana joko viisi tai kuusi vaihdetta. Muutamissa autoissa, kuten Porsche 911:ssä ja Aston Martin Vantagessa, on parin viime vuoden aikana alettu tarjota seitsemänvaihteisia manuaalivaihteistoja.
Manuaalivaihteisto on täysin mekaaninen, joten kädet ja jalat liikuttavat suoraan vaihteita ja levyjä. Yhdessä sujuvaan vaihtamiseen vaadittavien taitojen kanssa tämä on syy, miksi monet innokkaat kuljettajat ajavat edelleen mieluummin manuaalivaihteistolla kuin automaattivaihteistolla.
Automaattivaihteisto
Vaikka maantieajoneuvojen melkeinpä manuaalivaihteistot noudattavat samoja perusperiaatteita, automaattivaihteistot ovat aivan eri asia. Erityyppiset vaihteistot sopivat yleensä erilaisiin käyttötarkoituksiin, kun taas jotkin vaihteistot eivät sovi yhteen autosi muiden mekaanisten osien kanssa.
Pinnan alla tapahtuvasta mekaanisesta toiminnasta riippumatta mikä tahansa automaattivaihteisto näyttää kuljettajalle melko tutulta – pysäköinti, peruutus, neutraali ja ajo, ehkä lisätoiminnoilla, kuten Sport tai manuaalivaihteistomoodi.
Viime vuosikymmeninä vaihdevipu siirsi vaihteita fyysisesti vaihteiston sisällä, joten niiden täytyi olla pitkiä, ohuita vipuja hyvän vipuvoiman saavuttamiseksi, ja ne näyttivät pitkälti samalta kaikissa autoissa.
Nykyään automaattivaihteiston ”vaihdevipu” on yksinkertaisesti elektroninen kytkin, joka lähettää käskyn ohjelmistolle, joka hallinnoi vaihteistoa. Tämän seurauksena suunnittelijat ovat alkaneet käyttää vaihteiston ohjaamiseen vanhojen vipujen sijasta painikkeita, meloja tai valintakiekkoja.
Kaikki alla kuvatut erityyppiset vaihteistot ovat automaattivaihteiston muunnelmia.
Automaattivaihteiston eri tyypit
Momentinmuunnin
Momentinmuunnin on ”klassinen” automaattivaihteisto, joka
on ollut käytössä jo 1950-luvulta lähtien ja jota käytetään edelleen yleisesti monissa uusissa autoissa.
Sen sijaan, että kytkimen avulla moottori irrotettaisiin vaihteistosta vaihteita vaihdettaessa, se työntää nestettä tiiviin kotelon ympärille, jota kutsutaan juoksupyöräksi. Tämä osa siirtää moottorin energian nesteeseen, joka sitten siirtyy ulostuloakselille. Vaihteiden määrä on kasvanut tasaisesti vuosien varrella, ja useimmissa nykyaikaisissa autoissa on kuudesta kymmeneen vaihteen väliltä.
Tyyppisen vaihteiston etuina ovat pehmeä kiihtyvyys alhaisilta nopeuksilta sekä suuri vääntömomentti alhaisilla moottorin kierrosluvuilla. Ajokokemus on kuitenkin yleensä himmeämpi kuin manuaalivaihteistolla, minkä vuoksi siitä käytetään yleisesti lempinimeä ”slushbox”.
Vertailtuna saman auton manuaaliversioon automaattivaihteisto on perinteisesti hitaampi ja kuluttaa huomattavasti enemmän polttoainetta. Parin viime vuosikymmenen aikana tapahtunut kehitys on kuitenkin johtanut siihen, että nykyaikaiset automaattivaihteistot ovat usein taloudellisempia kuin vastaava manuaalivaihteisto useimmissa ajo-olosuhteissa. Luotettavuus on yleensä melko hyvä, kuten 70 vuotta jatkuneen kehityksen jälkeen voi odottaa. Momentinmuunninvaihteistot pärjäävät myös melko hyvin raskaissa kuormitustilanteissa, joten ne ovat usein muita automaattivaihteistotyyppejä parempia nelivetoisissa ajoneuvoissa ja hinauksessa.
1980-luvun lopulla jotkin valmistajat alkoivat lisätä tämäntyyppisiin vaihteistoihin manuaalivaihteistovaihtoehdon, jonka avulla kuljettaja voi manuaalisesti vaihtaa vaihteita ylös ja alas. Vaikka siitä tuli heti suosittu ominaisuus, todellisuudessa vaihteisto toimii yleensä parhaiten, jos se jätetään oman onnensa nojaan. Markkinointiosastot eivät kuitenkaan voineet olla keksimättä uusia nimiä kuvaamaan näitä melavaihteisia automaattivaihteita, kuten esim:
- BMW Steptronic
- Mercedes-Benz Tipshift
- Mercedes-Benz G-Tronic
- Porsche/Audi Tiptronic
- Volvo Geartronic
Single-kytkinvaihteisto
Ensikytkinvaihteisto alkoi esiintyä ensimmäisen kerran 1990-luvun puolivälissä, perustuen Formula 1 -kilpa-autoihin, jotka olivat alkaneet käyttää samanlaista asetelmaa. Sen edelläkävijä oli Ferrari, joka oli myös ensimmäinen kilpatiimi, joka käytti tämäntyyppistä vaihteistoa F1:ssä.
Neistä käytetään joskus nimitystä puoliautomaattivaihteisto tai automatisoitu käsivalintainen vaihteisto, koska ne on rakennettu pohjimmiltaan kuten käsivalintaiset vaihteistot. Ne käyttävät perinteistä kytkintä moottorin irrottamiseen vaihteiden välillä, mutta auto tekee sen kuljettajan sijasta. Sen sijaan ohjaamossa vaihdevipu näyttää perinteiseltä automaattivaihteelta. Kuljettaja näpäyttää melaa tai painaa vaihdevipua, ja auto hoitaa loput.
Tämä automatisoitu manuaaliasetelma painaa yleensä paljon vähemmän kuin perinteinen momentinmuunninautomaatti, ja se tuntuu paljon suoremmalta ja vähemmän ”liukkaalta”.
Vaikka teoria on hieno, useimmat valmistajat ovat kamppailleet saadakseen ne toimimaan kunnolla. BMW:llä oli tunnetuin esimerkki (jota se kutsui SMG:ksi), mutta se oli tunnettu hitaista, nykivistä vaihdoista. Tämäntyyppinen vaihteisto toimii yleensä paremmin, kun kuljettaja kohtelee sitä kuin manuaalivaihteistoa ja vaihtaa ylös- ja alaspäin paddeleiden avulla – mieluiten nostamalla kaasun pois kaasulta vaihtaessa, aivan kuten tavallisessa manuaalivaihteistossa.
Kertakytkinvaihteistoihin liittyi paljon epäluotettavuutta niiden olemassaolon ensimmäisellä vuosikymmenellä, mikä johtui osittain myös siitä, että ne löytyivät yleensä suorituskykyisistä autoista, joita ajettiin reilun kymmenen vuoden ajan hieman kovemmalla käyntinopeudella kuin mumminne Honda Jazzia. Uudemmat mallit ovat yleensä paljon kestävämpiä.
Kaksoiskytkinvaihteistot ovat nyt suurelta osin syrjäyttäneet tämän tyyppiset vaihteistot. Se on tunnettu myös seuraavilla markerting-nimillä:
- Alfa Romeo Selespeed
- Aston Martin Touchtronic
- Audi R-Tronic
- BMW SMG
- Ferrari F1-Shift
- Fiat Dualogic
- Lamborghini e-gear
- Smart Softip / Softouch
Kaksoiskytkinvaihteistot (DCT)
Tämästä vaihteistotyypistä on nopeasti tulossa yleisin automaattivaihteisto bensiini- ja dieselautoissa. Useimmat Volkswagen-konsernin merkit – VW, SEAT ja Skoda – kutsuvat sitä DSG:ksi (direct shift gearbox), vaikka Audi sekoittaa asioita entisestään kutsumalla sitä S-troniciksi ja Porsche käyttää mieluummin nimeä PDK, mutta kyse on kuitenkin samasta asiasta.
Nimensä mukaisesti näissä vaihteistoissa on käytössä kaksi kytkintä. Perusmuodossaan siinä on kaksi erillistä kytkinjärjestelmää – toinen parittomille vaihteille ja toinen parillisille vaihteille.
Vaihteisto pystyy siis valitsemaan seuraavan vaihteen valmiiksi ennen vaihteen vaihtoa, mikä tarkoittaa, että vaihdot ovat huomattavasti nopeampia kuin muunlaisilla vaihteistoilla. Suorituskykyisissä autoissa tämä on kehitetty niin pitkälle, että vaihteiden vaihdot ovat lähes huomaamattomia.
Tämä vaihteistotyyppi tarjoaa samanlaisen suoran tuntuman kuin yksikytkinvaihteistoversio, mutta se on yleensä paljon pehmeämpi ja tehokkaampi ajaa. Se voi myös yleensä tarjota paremman polttoainetalouden ja suorituskyvyn kuin manuaalivaihteisto. Vaihteistossa voi silti olla jonkin verran nykimistä alhaisilla nopeuksilla, ja se voi olla hieman kömpelö siirryttäessä ykkös- ja peruutusvaihteen välillä.
Tämän vaihteiston varhaiset versiot (2000-luvun puoliväli-loppupuolisko) eivät olleet yhtä luotettavia kuin myöhemmät versiot viimeiseltä vuosikymmeneltä, ja niiden korjaaminen rikkoutuessaan voi olla erittäin kallista.
- Audi S-Tronic
- BMW/Mini Steptronic (kyllä, samaa nimeä käytettiin vanhemmista automaattivaihteistoista)
- Ferrari F1-Shift (kyllä, samaa nimeä käytettiin…)
- Porsche PDK
- Volkswagen DSG
Constantly variable transmission (CVT)
Tämä on yksi niistä uskomattomista teoreettisista teknologisista urotekniikoista, jotka todellisuudessa kaipaavat vielä hiukan töitä – mutta jos valmistajat keksivät tavan tehdä niistä miellyttävämpiä ajaa, ne päihittävät kaikki muut vaihteistotyypit.
CVT:ssä ei ole lainkaan vaihteita. Sen sijaan se käyttää kartiomuotoa, jonka ympärillä on nauha ja toinen akseli. Nauhaa voidaan liikuttaa ylös ja alas kartiossa sen pituuden ja siten välityssuhteen muuttamiseksi. Teoriassa välityssuhteet ovat portaattomasti säädettävissä ylä- ja alarajan välillä, mikä tarkoittaa, että se voidaan optimoida täydellisesti polttoainetaloudellisuuden tai suorituskyvyn kannalta milloin tahansa. Tämä on erityisen hyödyllistä hybridiautoissa, jotka voivat käyttää CVT-vaihteistoa bensiinimoottorin ja sähkömoottorin välisen työmäärän tasapainottamiseen.
Vaihteiston haittapuolena on ajokokemus, joka tuntuu yleensä oudolta ja usein epämiellyttävältä. Kiihdyttäessä tuntuu kuin auto vetäisi kuminauhaa vasten. Samaan aikaan oheisääni on hirvittävän jyrisevä, koska kierrokset menevät suoraan huipputehopisteeseen ja pysyvät siellä, kun auto ottaa vauhtia, sen sijaan että ne nousisivat ja laskisivat työskennellessäsi useiden vaihteiden läpi.
Tämäntyyppinen vaihteisto toimii rajoitetummin nykyaikaisten nelivetojärjestelmien kanssa kuin että se voi vaihdella etu- ja takapyörien välistä voimansiirron määrää, joten monissa autoissa, joissa on AWD-järjestelmä, käytetään sen sijaan vääntömomentinmuunninta tai kaksoiskytkinvaihteistoa.
Hondan ja Toyotan uusimmat CVT-vaihteistot tuntuvat kyllä paljon paremmilta, joten toivoa vaihteistolle on vielä…
- Audi Multitronic
- Subaru Lineartronic
Yksinopeuksinen vaihteisto
Jos ajat sähköautolla (tai hybridiautolla, joka kulkee sähkömoodissa), sinulla ei ole oikeastaan lainkaan vaihteistoa. Tämä johtuu siitä, että siellä on vain yksi vaihde, joka siirtää energiaa sähkömoottorilta pyörille. Jos haluat ajaa nopeammin, sähkömoottori pyörii nopeammin. Jos haluat mennä hitaammin, moottori hidastaa. Yksinkertaista.
Koska vaihteita ei ole ja yhteys moottorista pyöriin on suora, tunne on pehmeä ja saumaton, mutta myös suora ja maksimaalisen tehokas.
- Lisää autotekniikan uutuuksia, tietoa ja neuvoja osoitteessa Autoasiantuntija
Lisäraportti: Darren Cassey