Manuální převodovka bez spojkového pedálu: Systém řazení, který se neujal
V dnešních automobilech se můžete setkat s celou záplavou různých převodovek. Od klasického manuálu, přes samočinné planetové ústrojí s měničem momentu, dvouspojkovou samočinnou převodovku¨, až po variátor či automatizovaný „manuál“. A pouze klasický manuál vyžaduje pozornost řidiče. Zbytek funguje zcela samočinně. Pokud si však řidič přeje do řazení zasahovat, všechny uvedené převodovky mu to umožňují, byť o klasické mechanické „řazení“, při němž fyzicky pohybujete řadicí pákou nejde ani v jednom případě. Vše se děje na bázi elektroniky, snímačů a akčních členů. Proto je také možné měnit „kvalty“ páčkami pod volantem a samozřejmě „pod plynem“.
Jak neřadit v dávných dobách
Pokud se však vrátíme do doby od 60. do 90. let, rychle zjistíme, že možnosti výběru převodovky v osobním autě byly poněkud omezené. Ano, již tehdy existoval variátor, avšak trpěl velmi nízkou životností a pro přenos vyšších točivých momentů byl nevhodný. Nehledě na značné ztráty způsobené třením v jeho hnacím řetězci. Byl proto nabízen u hrstky aut. Kromě holandského DAFu, který variátor vymyslel, nás napadá snad jen Fiat Selecta a Ford CTX.
Možností byla dále planetová samočinná převodovka s měničem momentu. Skvělé zařízení, které však vyniká ztrátami v hnacím řetězci, což platilo dvojnásob v době, kdy přemosťování měniče momentu, coby zařízení pro zvýšení účinnosti převodovky, bylo v plenkách. Navíc až do 90. let měly tyto automaty běžně maximálně čtyři převody. Už tehdy sice existovaly pětistupňové převodovky - třeba v osmiválcích BMW M60, ale v menších autech stále pět převodů v té době nebylo. Automatizovaný manuál byl tehdy zcela ojedinělý a vyhrazen jen sportovním autům. Například BMW M3 s převodovkou SMG (pod označením „sekvenční manuální převodovka“ se ve skutečnosti ukrýval automatizovaný manuál). Na rozdíl od variátoru a planetové skříně neměl problém s účinností. Zase byl ale drahý a trpěl neduhy v podobě málo plynulého rozjezdu, což se nepodařilo odstranit v zásadě dodnes. Dvouspojková převodovka se tehdy používala jen v závodním nasazení. Na svoji premiéru v Golfu Mk4 R32 či Audi TT 3.2 teprve čekala.
Trabant Hycomat, Saxomat a WSK
Tehdejší názor byl navíc takový, že mnoho řidičů nemá problém s řazením jako takovým, ale s tím sladit pohyb ruky na řadicí páce a nohy na spojkovém pedálu. Už od 60. let proto existovaly konstrukce, které se mu jeho bytí snažily usnadnit. Ne jej ochudit o samotné řazení, ale umožnit mu řadit a při tom současně zapomenout na „nějakou“ spojku. Řidič tedy měnil převody pákou v klasickém schématu písmene „H“, ale s tím, že jeho levá noha nic neobsluhovala.
Překvapivě, jedním z pionýrů v zavádění systému manuálního řazení převodů se samočinnou spojkou, byl východoněmecký Trabant. Konstruktéři ze Cvikova navíc zvládli celou věc veskrze elegantně a možná i lépe než jejich věční kolegové ze západu.
Trabant se samočinnou spojkou měl označení 601-H, na rozdíl od západních konstrukcí měl ale stále spojkový pedál, byť poněkud jiný než běžné trabanty. Pokud systém pracoval normálně, byl pedál plně sešlápnutý a tedy u podlahy. Sloužil jako záloha k ovládání spojky v případě, že by zařízení selhalo. Kromě toho měl 601-H také jinou řadicí páku.
Trabant 601-H byl původně určen pro invalidy. Celý systém spočíval v hydraulickém čerpadle, poháněném od motoru přes dutou hřídel v převodovce a spojce. Při nízkých otáčkách motoru čerpadlo vytvářelo nízký tlak, takže spojka byla rozpojena. Při zvýšení otáček se tlak zvýšil, čímž došlo ke spojení spojky a tedy přenosu hnací síly dále na převodovku a kola. Při řazení pak došlo k přemostění hydraulického ovládání spojky, čímž nastalo její rozpojení. Přemosťovací ventil se ovládal specificky řešenou řadicí pákou.
Zařízení, která se na rozdíl od trabantu zcela obešla bez spojkového pedálu, byla tehdy dvě - systém Saxomat (někde také označen Saxomatic) a dále systém WSK (Wandler Schaltkupplung), vyvinutý firmou Fichtel-Sachs.
Saxomat, používaný na vozech Saab 93, ale také na Fiatu 1800, vozu Borgward Isabelle či Auto Union 1000, využíval dva nezávislé systémy pro ovládání spojky. Pro rozjezd vozidla využíval pomocnou odstředivou spojku, jejíž činnost plně závisela na otáčkách motoru. Při volnoběžných byla tudíž rozpojena, čímž byl odpojen motor od převodovky. Při přidání plynu a tedy zvyšování otáček motoru došlo k jejímu sepnutí a tedy rozjezdu vozidla.
Systém měl ale ještě klasickou spojku, která se používala při změně převodů. K ovládání využívala podtlaku od motoru, který ovládal elektromagnetický ventil. Jeho aktivace probíhala spínačem na řadicí páce.
WSK má už v samotném označení systému ukryt hlavní konstrukční znak. Tím je použití třecí spojky a hydrodynamického měniče momentu, běžného u samočinných planetových převodovek. K ovládání spojky se tady využíval tlakový spád mezi podtlakem vytvářeným motorem a atmosférickým tlakem. Pokyn k rozepnutí spojky dával opět elektrický kontakt na řadicí páce. Systém se také prodával pod označením Hydrak, například u Mercedes-Benzu.
Pro 90. léta – Saab Sensonic a Renault Twingo Easy
V 90. letech se systémy řazení manuální převodovkou klasickou pákou s vyloučením pedálu spojky stále používaly, přičemž doslova labutí písní jsou zařízení Saab Sensonic a Renault Twingo Easy.
Saab Sensonic se poprvé objevil u druhé generace vozu Saab 900 v roce 1993 ve spojení s přeplňovaným motorem, kde tvořil alternativu klasickému „manuálu“. Systém Sensonic pracoval s klasickou suchou třecí spojkou ovládanou hydraulicky, a sice klasickým ovládacím, tzv. primárním válcem s pístem (lidově se mu říká válec u pedálu spojky), jaký známe u běžného hydraulického ovládání spojky. Ovládací hydraulika využívala brzdové kapaliny typu DOT 4 z vyrovnávací nádobky společné pro brzdy.
Ovládací tlak, tedy vlastně tak brzdové kapaliny, generoval elektromotor, jenž otáčel vačkou, a ta pohybovala pístem ovládacího válce. V něm generovaný tlak kapaliny přímo ovládal píst pracovního primárního válce spojky. Sensonic měl i vlastní 32bitovou řídicí jednotku, která se nacházela ve společném tělese s akčním členem (tedy elektromotorem s vačkou). Jednou ze vstupních hodnot byla rovněž teplota spojky.
Poněkud odlišné řešení předvedl Renault u modelu Twingo Easy z roku 1994. Základní rozdíl „Easy“ oproti „Sensonic“ je ten, že Renault Easy využívá k ovládání klasické suché třecí spojky vlastní hydrauliku, která tedy nemá s hydraulikou brzd (a tedy brzdovou kapalinou) žádné do činění. Základem celého systému byla elektrohydraulická jednotka GEP. Skládala se z vyrovnávací nádoby na hydraulickou kapalinu, elektrického čerpadla a zásobníku tlaku kapaliny tvaru koule, podobné té na pružící jednotce pérování hydropneumatických citroënů. A dále z vlastní řídící jednotky. Ta ovládala elektromagnetické ventily, které řídily přiváděný tlak do hydraulického ovládacího válce spojky (vztaženo ke konvenčnímu hydraulickému ovládání spojky tedy sekundárního válce u spojky, nikoliv tedy u „pedálu“ – opět rozdíl oproti Sensonic).
Řídící jednotka brala v potaz celou řadu vstupních údajů. Tím nejdůležitějším byl snímač na řadicí páce. Pokud na ni řidič položil ruku, ihned se systém aktivoval. Dále to byl snímač rychlosti, snímač zařazeného převodu, ale také snímač rozsvícení zpětných (couvacích) svítilen. Do oběhu dále vstupovala informace o zavřených dveřích řidiče a také kapoty motoru. Celý systém byl tudíž složitější než Saab Sensonic.
Podporovalo i činnost ABS
Jaké byly přednosti samočinného ovládání spojky? Kromě snazšího řízení to byla také určitá „blbuvzdornost“. Pokud třeba řidič chybně zařadil, například při podřazování ze čtyřky dal místo trojky dvojku, dokázal systém samočinného ovládání spojky vzniklý ráz v maximálně možné míře vyhladit. Tímto snížil namáhání pohonu rozvodů motoru. Samotný Saab uváděl další výhodu. A sice, že Sensonic dokázal při nouzovém brzdění rychlým odpojením motoru od zbytku hnacího řetězce podpořit účinnost ABS.
V případě Saabu Sensonic se při vypnutí zapalování spojka samočinně rozepla, aby umožnila zařazení převodového stupně. Spouštět motor bylo možné v poloze neutrálu a dále při zařazené jedničce a dvojce. Pokud někdo spouštěl motor s pákou „v trojce a výše“, bylo spuštění motoru blokováno. A jaké byly nevýhody? Cena a složitost celého systému. Také řazení jistě nebylo tak plynulé, jak to dokázal vyježděný řidiči s normální spojkou, byť dobové testy si kupodivu na nic takového neztěžovaly.
Dnes se toto běžně používá u automatizovaných manuálních převodovek. Ty jsou ovládány buď přímo elektromotoricky a tedy jinak, než na všech výše popsaných systémech minulosti - takto to mají vyřešeno zejména menší auta, třeba kolínská trojčata. U větších aut se používá elektrohydraulika s kompletním ovládacím mechanismem, který ale zpravidla slouží také pro změnu převodů. Jde o řešení v zásadě velmi podobné systému Renault Easy, pouze dále rozšířené. Takto to má vyřešeno třeba PSA u převodovky MCA (šestistupňový automatizovaný manuál). Naopak řešení Saab Sensonic s léty zaniklo.
