Det fanns en tid då de allra flesta bilar i Storbritannien såldes med manuell växellåda. I takt med att automatiska växellådor har förbättrats under årens lopp har dock även deras popularitet ökat.
I dag ser vi till och med mainstream-modeller där manuella växellådor helt och hållet slopas. De är fortfarande mycket populära i billigare bilar, eftersom en manuell växellåda kostar mycket mindre att bygga än en automatväxellåda, men under de närmaste åren kan den traditionella växellådan stå inför sin utplåning.
I takt med att tekniken har utvecklats har vi sett en mängd olika växellådor utvecklas, varav många har fått sina egna förvirrande akronymer. För att göra livet ännu mer ohjälpligt tenderar bilföretagens marknadsavdelningar alltid att gilla att lägga till sina egna varumärkesnamn till saker och ting, så bilköpare kan lätt bli förvirrade över vad det hela betyder.
Här har vi sammanställt en lista över de vanligaste typerna av växellådor och en förklaring till hur de fungerar.
Manuell växellåda
Låt oss börja med den klassiska växellådan med pinnväxel som har funnits i många årtionden. Det innebär att man använder en växelspak för att välja vilken växel man vill ha. Du använder en kopplingspedal för att koppla ur växellådan med vänster fot och (om man utgår från en högerstyrd bil som används i Storbritannien) växlar du med hjälp av spaken med vänster hand. Du återkopplar sedan kopplingen för att åter koppla in drivkraften från bilens motor till hjulen.
En av de viktigaste fördelarna med en manuell växellåda är att den ger föraren full kontroll över vilken växel han eller hon vill lägga i. Det betyder att du kan lägga ner en växel för att komma iväg snabbt eller ligga kvar i en högre växel för att spara bränsle. Naturligtvis krävs det också en viss skicklighet för att koppla in/utkoppla och växla under körning, vilket gör inlärningskurvan brantare än en automatisk växellådas stop-and-go-natur.
För moderna bilar som fortfarande erbjuder en manuell växellåda finns det vanligen antingen fem eller sex växlar att välja mellan. Några bilar, som Porsche 911 och Aston Martin Vantage, har börjat erbjuda sjuväxlade manuella växellådor under de senaste åren.
En manuell växellåda är helt mekanisk, så dina händer och fötter rör direkt kugghjul och plattor. Tillsammans med de färdigheter som krävs för att växla smidigt är detta anledningen till att många entusiastiska förare fortfarande föredrar att köra med en manuell växellåda i stället för en automatlåda.
Automatisk växellåda
Men medan nästan alla manuella växellådor på landsvägsbilar följer samma grundprinciper är automatiska växellådor en helt annan sak. Olika typer av växellådor tenderar att passa för olika användningsområden, medan vissa inte är så lätta att kombinera med andra mekaniska aspekter av din bil.
Oavsett det mekaniska arbete som pågår under ytan kommer alla automatiska växellådor att se ganska bekanta ut för föraren – parkering, backning, neutralläge och körning, kanske med tilläggsfunktioner som Sport eller ett manuellt växelläge.
Under de senaste årtiondena skulle växelspaken fysiskt flytta runt kugghjulen i växellådan, så de måste vara långa, tunna spakar för att ge god hävstångseffekt, och de såg i stort sett likadana ut på alla bilar.
Nuförtiden är en ”växelspak” på en automatisk växellåda helt enkelt en elektronisk strömbrytare som skickar en instruktion till programvaran som styr växellådan. Som ett resultat av detta har vi börjat se konstruktörer som väljer att använda knappar, paddlar eller rattar i stället för gamla stilar för att styra växellådan.
Alla de olika typer av växellådor som beskrivs nedan är variationer av den automatiska växellådan.
Differenta typer av automatiska växellådor
Momentomvandlare
Momentomvandlaren är den ”klassiska” automatiska växellådan, ha
har funnits sedan 1950-talet och är fortfarande vanligt förekommande i många nya bilar idag.
Istället för att använda en koppling för att koppla bort motorn från växellådan när man växlar, trycker den vätska runt ett förseglat hölje som kallas impeller. Denna sektion överför energin från motorn till vätskan, som sedan överförs till utväxlingsaxeln. Antalet växlar har stadigt ökat under årens lopp och de flesta moderna bilar har mellan sex och tio växlar.
Fördelarna med denna typ av växellåda är jämn acceleration från låga hastigheter samt högt vridmoment vid låga varvtal. Däremot är körupplevelsen generellt sett slö i jämförelse med en manuell växellåda, vilket har lett till det vanliga smeknamnet ”slushbox”.
Vid jämförelse med en manuell version av samma bil är automatlådan traditionellt sett långsammare och förbrukar betydligt mer bränsle. Framstegen under de senaste decennierna har dock lett till att moderna automatlådor ofta är mer ekonomiska än en motsvarande manuell växellåda under de flesta körförhållanden. Tillförlitligheten är i allmänhet ganska god, vilket man kan förvänta sig efter 70 års kontinuerlig utveckling. Transmissioner med momentomvandlare klarar sig också ganska bra i tunga situationer, så de är ofta bättre än andra typer av automatväxlar för fyrhjulsdrivna fordon och för bogsering.
I slutet av 1980-talet började vissa tillverkare lägga till ett alternativ för manuell växling till denna typ av växellådor, så att föraren manuellt kunde växla upp och ner genom växlarna. Även om det genast blev en populär funktion, brukar växellådan i verkligheten fungera bäst om den lämnas åt sig själv. Marknadsföringsavdelningarna kunde dock inte låta bli att hitta på nya namn för att beskriva dessa automatiska växellådor, som t.ex:
- BMW Steptronic
- Mercedes-Benz Tipshift
- Mercedes-Benz G-Tronic
- Porsche/Audi Tiptronic
- Volvo Geartronic
Single-kopplingsväxellåda
Den första växellådan med enkelkoppling började dyka upp i mitten av 1990-talet, baserat på Formel 1-racerbilar som hade börjat använda en liknande konstruktion. Det var Ferrari som var pionjär, som också var det första racingteam som använde denna typ av växellåda i F1.
Dessa kallas ibland för halvautomatiska växellådor eller automatiserade manuella växellådor, eftersom de i huvudsak är byggda som manuella växellådor. De använder en traditionell koppling för att koppla bort motorn mellan växlingarna, men bilen gör detta i stället för föraren. Istället för hytten ser växelspaken ut som en traditionell automatväxel. Föraren vänder på en paddel/trycker på en växelspak och bilen sköter resten.
Denna automatiserade manuella inställning tenderar att väga mycket mindre än en traditionell automat med vridmomentomvandlare, med en mycket mer direkt känsla och mindre av ”slushiness”.
Men även om teorin är bra har de flesta tillverkare kämpat för att få dem att fungera ordentligt. BMW hade det mest kända exemplet (som de kallade SMG), men den var känd för tröga, ryckiga växlingar. Den här typen av växellåda fungerar bättre när föraren behandlar den som en manuell växellåda och använder paddlarna för att växla upp och ner – helst genom att lyfta av gaspedalen när du växlar, precis som i en vanlig manuell växellåda.
Det fanns en hel del opålitlighet i växellådor med enkelkoppling under det första decenniet av deras existens, vilket delvis berodde på att de tenderade att finnas i högpresterande bilar som körde lite hårdare än din mormors Honda Jazz. Nyare modeller tenderar att vara mycket mer robusta.
Denna typ av växellåda har nu till stor del ersatts av växellådor med dubbelkoppling. Den har också varit känd under följande märkesnamn:
- Alfa Romeo Selespeed
- Aston Martin Touchtronic
- Audi R-Tronic
- BMW SMG
- Ferrari F1-Shift
- Fiat Dualogic
- Lamborghini e-gear
- Smart Softip / Softouch
Dubbelkopplade växellådor (DCT)
Denna typ av växellåda håller snabbt på att bli den vanligaste typen av automatisk växellåda för bensin- och dieselbilar. De flesta av Volkswagenkoncernens märken – VW, SEAT och Skoda – kallar den DSG (direct shift gearbox), även om Audi förvirrar ytterligare genom att kalla den S-tronic och Porsche föredrar namnet PDK, men de är alla samma sak.
Som namnet antyder finns det två kopplingar i spelet med dessa växellådor. I sin mest grundläggande form kommer det att finnas två separata kopplingssystem – ett för de udda växlarna och ett annat för de jämna växlarna.
Gångskassan kan därför förvälja nästa växel innan en växling sker, vilket innebär att växlingarna är betydligt snabbare än med andra typer av växellådor. I prestandabilar har detta utvecklats till den grad att växlingarna är nästan omärkliga.
Denna typ av växellåda ger samma typ av direkt känsla som en version med enkelkoppling, men är vanligen mycket mjukare och effektivare att köra. Den kan också vanligtvis ge bättre bränsleekonomi och prestanda än en manuell växellåda. Det kan fortfarande förekomma en viss ryckighet vid låga hastigheter, och den kan vara lite klumpig när man växlar mellan första och backväxel.
De tidiga versionerna av dessa växellådor (mitten och slutet av 2000-talet) var mindre tillförlitliga än de senare versionerna från det senaste decenniet, och de kan vara mycket dyra att reparera om de går sönder.
- Audi S-Tronic
- BMW/Mini Steptronic (ja, samma namn som de använde på äldre växellådor)
- Ferrari F1-Shift (ja, samma namn som de använde…)
- Porsche PDK
- Volkswagen DSG
Konstantvariabel växellåda (CVT)
Det här är en av de där otroliga teoretiska tekniska bedrifterna som i verkligheten fortfarande behöver en del arbete – men om tillverkarna hittar ett sätt att göra dem mer behagliga att köra kommer de att slå alla andra växellådstyper.
En CVT har inga växlar alls. I stället använder den en konform med ett band runt den och en annan axel. Bandet kan flyttas upp och ner i konen för att variera dess längd och därmed växelförhållandet. Teoretiskt sett erbjuder den oändligt variabla utväxlingar mellan dess övre och nedre gräns, vilket innebär att den kan optimeras perfekt för bränsleeffektivitet eller prestanda vid varje given tidpunkt. Detta är särskilt användbart för hybridbilar, som kan använda en CVT för att balansera arbetsbelastningen mellan bensinmotorn och elmotorn.
Nedsidan är en körupplevelse som tenderar att kännas bisarr och ofta obehaglig. Vid acceleration känns det som om bilen drar mot ett gummiband. Samtidigt har det medföljande ljudet ett fruktansvärt drönande eftersom varvtalet går direkt till effekttoppen och stannar där när bilen tar fart, i stället för att stiga och sjunka när du arbetar dig genom flera växlar.
Den här typen av växellåda är mer begränsad när det gäller hur den fungerar med moderna fyrhjulsdriftsystem som kan variera mängden drivning som går mellan fram- och bakhjul, så många bilar med fyrhjulsdrift använder en vridmomentomvandlare eller en växellåda med dubbla kopplingar i stället.
De senaste CVT:erna från Honda och Toyota känns mycket bättre, så det finns hopp för växellådan ännu…
- Audi Multitronic
- Subaru Lineartronic
Enkla växellådor
Om du kör en elbil (eller ett hybridfordon som körs i elektriskt läge) har du egentligen ingen växellåda alls. Det beror på att det bara finns en växel för att överföra energi från elmotorn till hjulen. Om du vill köra fortare snurrar elmotorn snabbare. Om du vill gå långsammare saktar motorn ner. Det är enkelt.
Då det inte finns några växlar och en direkt koppling från motor till hjul är känslan mjuk och sömlös, men också direkt med maximal effektivitet.
- Mer bilteknik nytt, information och råd på The Car Expert
Tilläggsrapportering av Darren Cassey