Växellådans roll och hur automatisk transmission fungerar

Växellådan är en av bilens grundläggande komponenter och ansvarar för att effektivt överföra kraften från motorn till hjulen. För att förstå dess roll kan vi tänka på principen hos en cykel – när du trampar hårt uppför en backe med låga växlar eller enklare på platten med högre växlar.

På körkortsteorin är frågan “Vad gör växellådan?” vanligt förekommande, och samtliga följande svarsalternativ är korrekta: den överför kraften till hjulen, tillåter framåtrörelse samt back och gör det möjligt att stå stilla med motorn igång.

Drivsystemet och växellådans roll

Drivsystemet i en bil använder växellådan för att omvandla motorens kraft till rotationer hos hjulen, i syfte att få hela fordonet att röra sig. Processen börjar med bränslet i tanken, som sugs upp av bränslepumpen och sprutas in i cylindrarna genom insprutare.

Motorn blandar bränslet med uteluften genom insugningssystemet, och genom ett gnista (eller kompression i fallet diesel) uppstår en liten explosion som får kolven att röra sig. Varje kolv är kopplad till vevaxeln, så kallad på grund av dess speciella form, som tar kraften och omvandlar den till roterande rörelse.

Rörelsen från vevaxeln når svänghjulet – en metallplatta med enkel eller dubbel massa – som tar emot denna rörelse och överför den till växellådan via kopplingsskivan.

Skillnaden mellan drivlina och växellåda

Det är viktigt att klargöra att bilens drivlina inte bara består av växellådan. Växellådan är en del av ett mer komplext system som inkluderar koppling, differential, axlar och planetar. Alla dessa komponenter arbetar tillsammans för att säkerställa effektiv kraftöverföring.

Principen för funktion och växellådans komponenter

All motorens kraft passerar genom växellådan innan den når hjulen, oavsett drivtyp – fyrhjulsdrift, framhjulsdrift, bakhjulsdrift eller AWD. Växellådans grundläggande uppgift är att kontrollera hastigheten och vridmomentet som överförs till hjulen, för att anpassa sig till trafikförhållandena.

Intern struktur

• Huvudaxeln – tar emot energin (rotationsrörelsen) från svänghjulet
• Sekundäraxeln – överför bearbetad kraft till hjulen

Dessa två axlar är utrustade med tandringar av olika storlekar, som skapar växlingsförhållanden för varje växel.

Läs också

Rumänska bilhistoriens föregångare: från Vasescu till Malaxa

När vi talar om Rumäniens bilindustri tänker många av oss direkt på Dacia, ARO eller Oltcit. Men historien om den rumäns...

Växlingsförhållanden och kugghjulets funktion

Växellådan måste anpassa sig till två olika krav:

• Vid låga hastigheter – krävs mer vridmoment (till exempel när du startar från stillastående i första växeln)
• Vid högre hastigheter – har redan tröghet och kräver inte lika mycket vridmoment för att fortsätta färden

För första växeln kopplas huvudaxelns kugghjul (med cirka 35 tänder) samman med ett betydligt större kugghjul på sekundäraxeln (55 tänder), vilket ger en utväxling på cirka 3,5:1.

Förklaringen till utväxlingen: medan det stora kugghjulet på huvudaxeln gör 3,5 varv roterar sekundäraxeln endast ett varv, vilket ger högre vridmoment vid utgången. Så vid hjulen ger växellådan en rotation som är 3,5 gånger mindre än motorns varvtal, men med mycket högre vridmoment.

Växellådans växlingssystem

Växelspaken aktiverar en eller flera skenor som flyttar kugghjulen mellan dem, och väljer den förinställda konfigurationen som tillverkaren har bestämt för varje växel. När du växlar till högre steg kommer de ingreppade kugghjulen allt närmare i antal tänder och storlek, vilket ger en smidig färd och en linjär acceleration.

Läs också

Vanliga skador vid vägolyckor: från hjärnskakningar till frakturer

Vägolyckor är en stor orsak till traumatiska skador i Rumänien och i hela världen, och skadorna som uppstår kan variera...

I de steg där förhållandet sjunker under 1:1, har kugghjulet på sekundära axeln färre tänder än huvudaxeln, roterar snabbare och ger en stabil cruisinghastighet, vilket bidrar till lägre bränsleförbrukning.

Påverkan av växlarna på bränsleförbrukningen

Sambandet mellan växellådans växlar och bränsleförbrukningen är direkt. Bilens effekt beräknas utifrån vridmomentet, och bränsleförbrukningen är kopplad till den kraft/vridmoment som motorn genererar.

För att flytta en bil som väger cirka 1,5 ton från stillastående krävs mer kraft (vridmoment) än för att hålla en konstant hastighet på 130 km/h på motorväg. Därför är den största förbrukningen i tät trafik, där man ofta använder högre utväxlingar för att börja rör sig och accelerera.

Förutfattade uppfattningar om kraft och bränsleförbrukning

Det finns missuppfattningar om bilar med många hästkrafter. En 1,8-liters turbo bensinmotor på 220 hk kan konsumera lika mycket som en 3,0-liters biturbo bensinmotor på 500 hk när båda motorerna används i samma körförhållanden. Skillnaden ligger i hur de används och i behoven i stunden.

Praktiskt exempel på växlingsförhållanden

För en tydligare förståelse presenterar vi ett typiskt exempel på växlingsförhållanden för en sexväxlad låda:

• Växel 1: 3,78:1
• Växel 2: 2,12:1
• Växel 3: 1,36:1
• Växel 4: 0,97:1
• Växel 5: 0,77:1
• Växel 6: 0,65:1
• Backväxel: 3,25:1

Observera att backväxeln har nästan samma förhållande som första växeln, eftersom man behöver kraft för att starta från stillastående.

Moderna växellådor

Det finns många varianter och typer av växellådor, särskilt när det handlar om automatiska:

• Sekventiella lådor
• Hydramatlådor (äldre generationens automater)
• DSG (Direct Shift Gearbox) – mycket uppskattad hos Volkswagen
• CVT (ständigt varierad transmission) – populär hos Toyota
• Lådor med vridmomentomvandlare
• Robotiserade lådor

Kostnader och underhåll

Alla växellådor har samma grundläggande funktion – att överföra kraften från motorn till hjulen – men kostar inte lika mycket eller presterar likadant. En automatlåda är oftast dyrare än en manuell på grund av komponenternas komplexitet.

Moderna automatlådor kommer med extra funktioner:

• Två kopplingssystem som arbetar direkt i oljan
• Mekatronik (finns inte i manuella lådor)
• Vridmomentomvandlare (endast för automatiska lådor)
• Avancerade elektroniska styrsystem

Underhåll av växellådan

Underhållskostnader varierar beroende på märke och modell. Oavsett om det är manuell eller automatisk växellåda är det viktigt att regelbundet byta oljan i lådan. Begreppet ‘livstidens olja’ existerar inte i praktiken och är bara en marknadsföringsstrategi från tillverkarna. Att förstå växellådans roll och funktion hjälper dig att fatta bättre köpbeslut och hålla transmissionen i optimalt skick genom rätt underhåll.