Zmiana biegów łopatkami pod kierownicą

Kiedyś kojarzone tylko z wyczynowym sportem, dziś stosowane nawet w samochodach małych i średniej klasy. Sterowanie biegami przy pomocy łopatek pod kierownicą nie jest nowym wynalazkiem, ale zyskało na popularności w ślad za coraz szerszym stosowaniem takiego rozwiązania w zawodach. W sumie slogan „zmieniaj biegi jak kierowca Formuły 1” brzmi całkiem nieźle, prawda?

Diabeł tkwi w szczegółach

System łopatek przy kierownicy może tak naprawdę obsługiwać różne rodzaje skrzyni biegów. Producenci żonglują efektownymi nazwami i tajemniczymi skrótami, oznaczającymi na przykład przekładnię dwusprzęgłową (DSG w Volkswagenach, PDK w Porsche, DCT w Mercedesach), mechaniczną sekwencyjną z automatycznym sprzęgłem (SMG w BMW, EGS w Citroënach, Selespeed w autach koncernu Fiat), wreszcie automatyczną skrzynię z możliwością zmiany przełożeń przez kierowcę (najpopularniejsza nazwa to Tiptronic – prawa do niej posiada Porsche, ale na licencji korzystają z niej wszystkie marki Grupy VW).

Ponadto kierowca może mieć do dyspozycji mniej lub bardziej tradycyjny lewarek. Jego działanie będzie różnie wyglądało w zależności od rodzaju skrzyni. Inaczej jest w przypadku drążka obsługującego sekwencyjną przekładnię mechaniczną, inaczej przy automacie. Dla fanów sportowych doznań najważniejsza jest jednak możliwość zmiany biegów łopatkami pod kierownicą. To obecnie standard w Formule 1, a jak wyglądały początki?

Zwycięstwo na dzień dobry

Pionierem zmiany biegów łopatkami w F1 jest zespół Ferrari. Takie rozwiązanie wprowadzono w modelu 640 na sezon 1989. Planowano to zrobić rok wcześniej, ale nie udało się opracować wystarczająco niezawodnego systemu. Zresztą w 1989 roku też nie było łatwo: podczas zimowych testów samochód ani razu nie przejechał za jednym razem dystansu całego wyścigu, czyli 300 kilometrów.

Dlatego przed pierwszą rundą, rozgrywaną w Brazylii, Ferrari nie miało wielkich nadziei. Ktoś nawet rzucił pomysł, by przed startem zatankować wyścigówki minimalną ilością paliwa, bo skoro i tak się szybko popsują, to przynajmniej na początku można błysnąć tempem. Na szczęście tak nie zrobiono, bo Nigel Mansell nie tylko dojechał do mety, ale też wygrał wyścig! Musiał przez to zmienić rezerwację na lot powrotny, bo też był przekonany, że zakończy jazdę przedwcześnie i kupił bilet na wcześniejszy samolot.

Ostatecznie Ferrari świata nie zawojowało z tym rozwiązaniem, bo w kolejnych wyścigach skrzynia (głównie elektryka sterująca) psuła się jak na zawołanie. Były to jednak typowe problemy wieku dziecięcego i gdy już dopracowano odpowiednią technologię, zmiana biegów łopatkami przy kierownicy stała się powszechnym rozwiązaniem.

Cztery tysiące zmian biegów

Komfort trzymania obu dłoni na kierownicy i wyraźnie szybsza zmiana przełożenia z automatycznie działającym sprzęgłem przyniosły wymierne korzyści czasowe. Dotąd zawodnik musiał sięgać ręką do lewarka, pracującego zresztą w tradycyjnym układzie H. Zły ruch bądź niedokładne wysprzęglenie lewą stopą najczęściej oznaczały awarię. Wyobraźcie sobie, że na ulicznym torze w Monako kierowca musiał ręcznie zmieniać bieg 50 razy na okrążeniu, a wyścig liczy ich niespełna 80…

Takie męczarnie zawodnicy przeżywali do połowy lat 90. Ostatni samochód wyposażony w obsługiwaną drążkiem manualną skrzynię biegów jeździł po torach F1 w sezonie 1995. Czołówka już wcześniej skopiowała pomysł Ferrari, a nawet poszła dalej. Dopóki przed sezonem 1994 władze F1 nie wprowadziły poważnych ograniczeń w stosowaniu systemów elektronicznych, najlepsze ekipy eksperymentowały już z całkowicie automatycznymi przekładniami.

Osiem biegów, sprzęgło pod ręką

Podobnie jak pierwsze półautomatyczne skrzynie biegów, także te obecnie stosowane w F1 działają na zasadzie elektrohydraulicznego sterowania sekwencyjną przekładnią. Sprzęgło jest obsługiwane przez kierowcę tylko podczas ruszania. Kiedyś służył do tego po prostu pedał, obecnie jest to kolejna umieszczona pod kierownicą łopatka.

Od 2014 roku przepisy narzucają stosowanie ośmiu przełożeń, plus obowiązkowy bieg wsteczny. Jak szybka jest zmiana biegu w samochodzie F1? Czas rozłączenia napędu to niespełna 10 milisekund… Dla porównania, dekadę temu rekordowa skrzynia w samochodzie drogowym, SMG trzeciej generacji w BMW, w najbardziej agresywnym trybie pracy osiągnęła 65 milisekund. Następnie rekord poprawiało Ferrari z modelem 599 GTO (60 milisekund) i wreszcie Lamborghini – skrzynia w Aventadorze zmienia bieg w 55 milisekund. Prawie sześć razy dłużej niż wyścigówka F1.

Skrzynia bez biegów

Na koniec jeszcze jeden skrót. CVT oznacza przekładnię bezstopniową, czyli taką, w której – w zależności od przyjętego punktu widzenia – jest nieskończenie wiele biegów lub… jeden, za to uniwersalny. Za przeniesienie napędu odpowiada układ dwóch stożkowych, wokół których obraca się pas lub łańcuch. Pierwsze szkice takiego pomysłu jeszcze w XV wieku wykonał niejaki Leonardo da Vinci, a na szeroką skalę w motoryzacji spopularyzowała go firma DAF. Samochody osobowe holenderskiego producenta były wytwarzane od 1958 roku do połowy lat 70.

DAF korzystał z możliwości testowania bezstopniowej skrzyni biegów w motorsporcie: nie tylko w rajdach i maratonach (jak z Londynu do Sydney), ale też w Formule 3. Małe holenderskie auta osiągały jednak najlepsze wyniki… w biciu rekordów prędkości w jeździe do tyłu. Przekładnia CVT umożliwia bowiem jazdę „na wstecznym” z takimi samymi osiągami, jak do przodu. W bliższych nam czasach różne wersje bezstopniowej skrzyni można znaleźć np. w samochodach Audi, Toyoty, Nissana czy Subaru.

W Formule 1 podjęto jedną próbę zastosowania skrzyni CVT, dopiero w 1993 roku. Dominujący wówczas zespół Williams testował wyścigówkę z takim rozwiązaniem – opracowanym zresztą przy pomocy specjalistów z DAF. Zanim nowa broń została oficjalnie użyta, władze sportu szybko zakazały stosowania bezstopniowych przekładni.

Posted by Mikołaj Sokół

One Comment

  1. Miałem okazję kiedyś przejechać samochodem gdzie biegi zmieniało się łopatkami – przeżycie niesamowite. Super to działa.

    Odpowiedz

Dodaj odpowiedź