Automatväxel underlättar vid körning – snabb men mjuk

Automatväxel underlättar förarens arbete, ökar körglädjen och säkerheten samt minskar belastningen på drivli­nan och därmed behovet att serva och reparera den. Det gör det möjligt att både öka produktiviteten och minska kostnaderna.

Helsingfors, Finland. De flesta känner till automatväxeln från personbilar där de har använts sedan början på 20-talet, särskilt i USA. I nyttofordon har de främst använts i stadstrafikens bussar, där automatlådans fördelar är obestridliga. På lastbilssidan har vanliga användningsområden varit i brandbilar, räddningsfordon och sopbilar. Automatväxel är bäst för körningar där man måste stanna ofta. Den van­liga torrlamellkopplingen och hela drivlinan blir utsatt för stor belast­ning vid upprepade starter, eftersom motorns kraft överförs genom att man slirar på kopplingen. Det blir både enklare och säkrare att köra brandbilar och räddningsfordon med automatväxel, eftersom föraren inte behöver tänka på att växla i nödsituationer.

Den lilla stora skillnaden

När man talar om automatväxlar måste man skilja på automatlådor och automatiserade manuella växel­lådor. I stället för vanliga manuella växellådor erbjuder nästan alla till­verkare av nyttofordon olika ”växel­robotar” som bygger på en vanlig mekanisk växellåda med torrlamell­koppling vars funktion har helt enkelt automati­serats.

En automatlåda består däremot av helt andra komponenter. I en sådan sköts torrlamellkopplingens funktion av en hydraulisk momentom­vandlare som består av tre delar. Motorn driver omvandlarens pump­hjul som får oljan som finns i om­vandlaren att gå runt. Mittemot pumphjulet finns ett turbinhjul med en likadan skovel, och den cirkule­rande oljan tvingar turbinhjulet att snurra åt samma håll som pumphju­let. Mellan pump- och turbinhjulen finns det ett ledhjul, det vill säga en stator, och när oljeflödet når den förstärks vridmomentet på växellå­dans ingående axel eftersom pumphjulet och turbinhjulet rör sig med olika hastighet. På pumphjulets framsida finns en så kallad Lock up-koppling som tvingar alla växlar från tvåan och uppåt till direktdrift, alltså så att pump- och turbinhjulen låses och roterar i samma hastighet. När väx­ellådan på detta sätt är ”låst” undviks den effektförlust som orsakas av att man slirar på kopplingen när for­donet åker i väg. Själva automatväxeln består av ett antal planethjul på rad. Hur många beror på antalet växlar. Planethjulen är genom kopplingspunkter förenade med växellådans axlar och med var­andra. Genom att låsa kopplings­punkternas olika komponenter leds motorns vridmoment olika vägar genom planetväxeln och åstadkom­mer på så sätt olika utväxling – det vill säga växlarna. Många automatlådor är dessutom utrustade med en hydraulisk retarder som fungerar likadant som moment­omvandlaren. Retardern är oftast placerad i bakkant på växellådan och bromsar farten genom ett oljeflöde mellan pump- och turbinhjulen.

Växla med bibehållen dragkraft

Automatväxeln har otaliga fördelar. En är givetvis att den underlättar körningen eftersom man endast behöver gasa och bromsa. När for­donet sätts i rörelse slirar moment­omvandlaren kontrollerat vilket leder till mjuka starter och mindre belast­ningen på drivlinan än med en manuell växellåda. Eftersom kraft­överföringen sker genom olja blir det alltså inget slitage när fordonet sätts i rörelse. Dessutom får de mjuka star­terna däcken att gå jämnare mot underlaget och därmed förbättras väggreppet. Tack vare planetväxelns konstruk­tion kan man med en auto­matlåda växla utan att avbryta drag­kraften. Till skillnad från traditio­nella mekaniska växellådor bevaras alltså vridmomentet även under väx­lingen. Till exempel accelererar brand­bilar med automatväxel överlägset snabbare än motsvarande fordon som har manuella eller auto­matiserade växellådor. Även vid ovanligt tunga köruppgifter är det möjligt att växla i exempelvis en väldigt brant lutning, där backen i normala fall ”tar död på farten” under ett eventuellt avbrott av drag­kraften. En automatväxel gör det även möjligt att byta färdriktning snabbt eftersom man inte behöver stanna fordonet helt. Momentomvandlaren är smidig då den till exempel gör det möjligt att lägga i backen även om fordonet ännu sakta rör sig framåt.

Kommunikation genom elektronik

Tidigare styrdes automatväxlar av växellådans oljetryck, men dagens automatväxlar styrs genom elektro­hydraulik. Det innebär att själva växlingen sker med oljetryck, medan hela växellådans funktion regleras av ett elektroniskt styrsystem. På så sätt kan växellådan ”lära sig”, det vill säga anpassa funktionen efter föra­rens körstil. Det möjliggör också användning av olika körprogram, från ekonomiska till energikrävande, beroende på köruppgiften. I dagens fordon är växellådans elektroniska styrsystem en del av hela fordonets elsystem och ”kommuni­cerar” obehindrat med bland annat motorns och bromssystemets styren­heter.

Satsa rätt – få dubbelt tillbaka!

Automatväxel i lastbilar eller bussar underlättar alltså förarens arbete, ökar körglädjen och säkerheten samt minskar belastningen på drivli­nan och därmed behovet att serva och reparera den. Det gör det möjligt att både öka produktiviteten och minska de direkta kostnaderna. Om man satsar sina pengar rätt kan man få det dubbla tillbaka.