Of het nu gaat om ontspannen cruisen, snel rijden op de snelweg of het vervelende stop-and-go verkeer aan het eind van de dag, een moderne vernellingsbak beheerst alle verkeerssituaties. We vergelijken de versnellingsbak met koppelomvormer en dubbelekoppelingversnellingsbak, leggen uit hoe ze werken en welke van de twee geschikt is voor uw auto.
Inhoudsopgave
Structuur van koppelomvormer overbrenging
Een koppelomvormer transmissie bestaat uit twee hoofdcomponenten. De hydrodynamische overbrenging en de koppelomvormer en een vloeistofkoppeling. De koppelomvormer bevindt zich tussen de versnellingsbak en de motor. Hij heeft dezelfde functie als de koppeling van een handgeschakelde versnellingsbak. De koppelomvormer zelf bestaat uit een pompwiel, een geleidewiel met vrijloop, een turbinewiel en, in moderne koppeling met overbrenging, ook een zogenaamde lock-up-koppeling. Deze onderdelen bevinden zich in hun eigen met olie gevulde behuizing.
Hoe werkt een koppelomvormer?
Wanneer de motor stationair draait, heeft de koppelomvormer hetzelfde effect als een afzonderlijke koppeling in een handgeschakelde versnellingsbak. Het scheidt de motor en de versnellingsbak. Het pompwiel is verbonden met het vliegwiel/de krukas van de motor. Zodra u de motor start, draait het pompwiel met dezelfde snelheid als de motor. Het tegenoverliggende turbinewiel, dat met de versnellingsbak is verbonden, staat stil bij stationair draaien. Wanneer het pompwiel draait, wordt de olie in de converter naar buiten gedrukt door de centrifugale kracht. Dit creëert een werveling en verhoogt de druk. De mechanische energie van de motor wordt omgezet in stromingsenergie van de olie. Deze stromingsenergie wordt overgebracht van de olie naar het turbinewiel. Zodra de weerstand van de tandwielas/versnellingsbak is overwonnen, draait ook het turbinewiel en daarmee de versnellingsbak. De auto begint te rijden.
Koppeltoename in een koppeling met omvormer
Vanaf het turbinewiel wordt de olie naar de centrale as geleid en bereikt zo het geleidewiel, dat zich tussen het turbinewiel en het pompwiel bevindt. De olie probeert het geleidewiel te draaien tegen de draairichting van de turbine en het pompwiel in. Aangezien de stator door de vrijloop niet in tegengestelde richting kan draaien, wordt de olie ondersteund door de schoepen van de stator en stroomt terug naar het pompwiel. Hierdoor wordt het circuit in de omvormer gesloten. Door de olie op het geleidewiel te laten steunen, wordt het koppel van een converterversnellingsbak met een factor 1,8 tot 2,5 verhoogd in het lagere toerentalbereik. Boven een bepaalde snelheid wordt dit ondersteuningseffect opgeheven. Het geleidewiel begint in dezelfde richting te draaien als de pomp- en turbinewielen.
Wat is de functie van de lock-up koppeling in de koppelomvormer?
In normaal bedrijf draait het pompwiel altijd iets sneller dan het turbinewiel. Dit veroorzaakt verliezen die kunnen worden vermeden met behulp van de lock-upkoppeling of de koppelomvormerkoppeling. Als de koppeling in normaal bedrijf wordt geactiveerd, wordt het pompwiel iets afgeremd, zodat het met dezelfde snelheid draait als het turbinewiel.
Achter de koppelomvormer zit de versnellingsbak. In moderne voertuigen worden bijvoorbeeld automatische transmissies van ZF met 8 of 9 schakelstappen gebruikt. Deze transmissies hebben geen paren tandwielen zoals een handgeschakelde versnellingsbak, waarmee de overbrengingsverhouding wordt ingesteld, maar in serie geschakelde planetaire tandwielen.
Wat zijn de voor- en nadelen van een versnellingsbak met koppelingomvormer?
Met een versnellingsbak met koppelomvormer zijn de versnellingsschakelingen praktisch onmerkbaar. De onderbreking van de tractie is echter meestal merkbaar. Bij stationair toerental wordt een deel van het koppel van de motor aan de transmissie overgedragen. Dit koppel is voldoende om het voertuig in beweging te brengen wanneer de rem wordt los gelaten. Het langzame rollen dat typisch is voor voertuigen met een koppelomvormer wordt ook wel “automatic creep” genoemd. Een voordeel is dat het voertuig niet naar achteren wegrolt wanneer het op een helling tot stilstand komt. Dit maakt het starten op een helling veel gemakkelijker, zelfs met een zware aanhanger. Met een versnellingsbak met koppelomvormer is het niet mogelijk de motor af te remmen bij het wegrijden. Last but not least dempt de hydraulische transmissie de motortrillingen, wat voor extra rijcomfort zorgt.
Een nadeel is dat het, afhankelijk van het ontwerp van de koppelomvormer, niet mogelijk is voertuigen te trekken als de aangedreven as draait. Auto’s met koppelomvormer-versnellingsbakken die niet rijklaar zijn, moeten daarom meestal op een aanhangwagen worden vervoerd. Het is ook niet mogelijk om het voertuig te duwen. Nadelen van vroeger zoals traag schakelgedrag en hoger brandstofverbruik zijn nu verleden tijd.
Structuur van een dubbelekoppelingversnellingsbak
Na handgeschakelde transmissies en versnellingsbak met koppelomvormer is de meest in personenauto’s geïnstalleerde versnellingsbak de zogenaamde versnellingsbak met dubbele koppeling. Een versnellingsbak met dubbele koppeling is geen klassieke automatische versnellingsbak, maar een direct schakelende versnellingsbak. Het is een automatische handgeschakelde versnellingsbak. In een versnellingsbak met dubbele koppeling, worden veel dingen dubbel gedaan. Hij bestaat uit 2 gedeeltelijke koppelingen, 2 koppelingen en 2 aandrijfassen. Deze versnellingsbak dankt zijn naam aan de twee koppelingen. De werking is dezelfde voor al deze transmissies, of ze nu TCT (Twin Clutch Transmission) heten bij Alfa Romeo, DSG bij VW en Bugatti, S tronic bij Audi of Steptronic of DKG Drivelogic bij BMW.
Hoe werkt een dubbelekoppelingversnellingsbak ?
Gewoonlijk heeft de dubbelekoppelingversnellingsbak 6 of 7 versnellingen, soms zelfs meer. Deze zijn verdeeld over de twee sub-transmissies. Een van de twee versnellingsbakken schakelt de versnellingen 1, 3 en 5, d.w.z. de oneven versnellingen. Het voordeel van deze versnellingsbakken is dat de volgende versnelling al is ingeschakeld terwijl de auto rijdt. Dit betekent dat binnen enkele 1/100 seconden van versnelling kan worden gewisseld zonder dat de tractie wordt onderbroken.
Wanneer u wegrijdt in een auto met een versnellingsbak met dubbele koppeling, wordt de koppeling in de eerste subtransmissie gesloten, zodat de 1e versnelling het vermogen overbrengt. De tweede versnelling in het tweede deel van de versnellingsbak is al ingeschakeld, maar loopt mee zonder aandrijving omdat de koppeling open staat. Als u verder accelereert, opent bij een bepaalde snelheid de koppeling van de eerste versnelling en sluit de koppeling van de tweede versnelling binnen enkele 1/100 seconden. Nu brengt de 2e versnelling de kracht over. Ondertussen is de 3e versnelling al ingeschakeld in de eerste versnellingsbak. Deze processen worden gestuurd door een geavanceerd mechatronisch systeem, d.w.z. een zorgvuldig gecoördineerde combinatie van mechanica, oliedrukpomp en regelelektronica.
De versnellingsbak met dubbele koppeling kan automatisch of handmatig worden geschakeld met de versnellingspook of de schakelaars op het stuurwiel. Bij handmatige bediening zorgt de elektronica ervoor dat de versnellingen worden ingeschakeld in overeenstemming met het motortoerental en dat het bijvoorbeeld niet mogelijk is om bij 200 km/h terug te schakelen naar de 1e versnelling.
Wat zijn de voor- en nadelen van een dubbelekoppeling versnellingsbak?
Een dubbelekoppeling versnellingsbak is zeer efficiënt. Dankzij de talrijke schakeltrappen kan de motor altijd in het optimale toerentalbereik draaien. Bij het optrekken vanuit stilstand tot de topsnelheid zijn er praktisch geen versnellingsveranderingen merkbaar en vindt de acceleratie plaats zonder onderbreking. Het nadeel is echter het hogere gewicht van deze transmissies als gevolg van hun ontwerp en de iets hogere prijs in vergelijking met andere transmissies als gevolg van het dubbele ontwerp van belangrijke onderdelen. Deze transmissies zijn ook gevoeliger voor slijtage dan versnellingsbakken met koppelomvormers. Om de slijtage van de koppeling binnen de perken te houden, is de eerste versnelling van een transmissie met dubbele koppeling gewoonlijk zeer kort en schakelen ze zeer snel naar de tweede versnelling.
Omvormer vs. dubbele koppeling – welke versnellingsbak is het beste?
Dubbelekoppeling versnellingsbakken worden meestal ingebouwd in sportieve voertuigen en pure sportwagens. Zij maken een optimale versnelling mogelijk. Sportwagens met deze versnellingsbak zijn praktisch altijd sneller dan wagens met een handgeschakelde versnellingsbak. Toch is het mogelijk om comfortabel mee te zwemmen in het stadsverkeer of rustig het stop-and-go verkeer aan het einde van de dag te doorstaan in een auto met een versnellingsbak met dubbele koppeling. Als u regelmatig een aanhangwagen moet trekken of uw voertuig zwaar beladen is, dan is een versnellingsbak met koppelomvormer een betere keuze. Door de koppeltoename bij het starten en in het lagere toerentalbereik is het starten en trekken van een zware last geen probleem en heeft het geen negatief effect op de slijtage.
