Po jednym z wpisów mój przyjaciel z Rybnika zapytał mnie jak działa skrzynia biegów w aucie elektrycznym. Spieszę więc z odpowiedzią.
Jak zapewne wiecie, samochody mają takie śmieszne ustrojstwa zwane skrzyniami biegów. Tam są zębatki, wałki, wodziki i mnóstwo innych skomplikowanych komponentów. Skrzynie automatyczne to już w ogóle kosmos. Jak więc radzą sobie z tym auta elektryczne? Odpowiedź może być co najmniej zaskakująca.
Po pierwsze, po co jest skrzynia biegów?
Konieczność stosowania skrzyni wynika nie z widzimisiów, a na pewno nie w takim stopniu jakby nam się mogło wydawać. Konieczność stosowania skrzyni biegów, wynika z charakterystyki pracy silnika spalinowego. Widzicie, silnik spalinowy nie rozwija mocy w sposób jednostajny. To znaczy, że moc i moment obrotowy nie są takie same od początku obrotomierza do jego końca. Zwykle jest tak, że silnik na paliwo kopalne rozwija pełnię mocy tylko w pewnym zakresie obrotomierza. Na przykład tylko pomiędzy 3,5 tysiąca obrotów a 5,5 tysiąca. To znaczy, że by wykorzystać maksimum osiągów trzeba go trzymać w tym zakresie. To utrudnia, bo tak się nie da. Nie z jednym biegiem. Spróbujcie ruszyć autem i jechać nim cały czas na trzecim biegu. Ruszyć z trójki i jechać po autostradzie ciągle na trójce. Da się ale jest ciężko.
Po drugie, jak działa skrzynia biegów?
Jest to skomplikowane i nie jest to główny temat tego wpisu, więc wyjaśnienie będzie proste, by wszyscy zrozumieli. Jeździliście kiedyś na rowerze z przerzutkami? Przerzutki to zasadniczo skrzynia biegów. Mocno uproszczona, ale zasada działania jest taka sama. Taki sam jest też powód. Przerzutki na których się łatwo pedałuje to pierwsze biegi w skrzyni biegów, z kolei im dalej tym dłuższe przełożenie. Więc gdy ruszamy mamy jedynkę, czyli silnikowi się “łatwo pedałuje”, ale szybko dojdzie do swojego limitu prędkości. To tak jak w rowerze, im łatwiej się pedałuje tym niższa jest prędkość maksymalna. Potem na wyższych przełożeniach silnikowi “pedałuje” się coraz trudniej ale za to prędkość maksymalna jest wyższa. Teoretycznie, bo czasem bieg jest zbyt długi i auto już nie ma siły się rozpędzać i dopiero po zbiciu biegu niżej znów nabierze przyspieszenia.
Po trzecie, co to ma do aut elektrycznych?
Zasadniczo? Nic. Wydrukujcie cały ten tekst do tego momentu, zwińcie w kulkę i wyrzućcie do kosza. Nagrajcie też Tik-Toka z tego wydarzenia, chętnie zobaczę. Zróbcie tak, bo silniki elektryczne działają zupełnie inaczej niż te na spalinowe. Pisałem, że silniki na paliwa kopalne rozwijają pełną moc tylko w pewnym zakresie obrotów. Silniki elektryczne natomiast mają na to wywalone i przez cały zakres obrotów produkują pełną moc. Dlatego mocne auta elektryczne mają tak kosmiczne przyspieszenia. Bo nie muszą się rozkręcać na wyższe obroty aby produkować maksymalną moc.
Po czwarte, w takim razie po co w aucie elektrycznym skrzynia biegów?
Po nic. Po prostu. 90% aut elektrycznych nie ma skrzyni biegów, wybiera się tylko czy jedzie się do przodu czy do tyłu. Ma to zalety, bo po pierwsze zmniejsza się ilość części ruchomych, a po drugie masę całego układu. Pozostałe 10% dzielą się na dwa rodzaje. Nowe auta elektryczne, które jednak posiadają skrzynie biegów mają ją dlatego, żeby zniwelować ograniczenia prędkości maksymalnej, które wynikają z braku przełożeń. Na przykład Porsche Taycan ma dwa biegi przy tylnej osi właśnie po to. Pozwala to zachować kosmiczne przyspieszenia o wiele dłużej niż jest to możliwe na przykład przy Tesli Modelu S, gdzie przełożenie jest tylko jedno. Pozostałe kilka procent ma skrzynię biegów, bo mogą. Po prostu. Zwykle są to restomody, czyli auta klasyczne, które są przerabiane na auta elektryczne z różnych powodów. Zwykle zachowują one swoje manualne(!) skrzynie biegów, bo tak się podoba właścicielom. Zwykle jest to też tylko dla picu, bo same auta można po prostu zostawić na trzecim biegu i jeździć jak normalnym automatem. Nie pytajcie, bogaci ludzie mają dziwne pomysły.
Po piąte, podsumujmy.
Zbijając cały ten wpis w jeden akapit, warto zapamiętać, że silniki elektryczne działają inaczej niż spalinowe i przez to skrzynia biegów nie jest im potrzebna do życia. Silniki spalinowe natomiast potrzebują jej by osiągać maksymalną efektywność, czyli maksymalne przyspieszenie i minimalne spalanie. Ot cała filozofia. Jakbyście mieli pytania, zadajcie je w komentarzach, pamiętajcie, że to Wy napędzacie tego bloga.
Zdjęcie główne pochodzi z Reddita i przedstawia gałkę zmiany biegów z Pagani Huayry BC.