Den tyske girkasseprodusenten ZF har lansert en elektrisk drivaksel som enkelt kan gi forhjulsdrevne småbiler firehjulsdrift, og samtidig forbedre de automatiserte manuelle girkassene, ved hjelp av avansert elektronikk.
Tekst: Sven Furuly Foto: ZF
Mange av de største og mest spennende bilnyhetene som lanseres er slett ikke utviklet av bilfabrikkene, men av de mange spesialistene innenfor helt bestemte fagområder. Det kan dreie seg om alt fra foldbare kabriolet-tak i metall til fjæringssystemer og lys-teknologi. Girkasseprodusenten ZF (Zahnradfabrik Friedrichshafen) har siden 1915 utviklet og produsert tannhjul og drev for transport- og industriformål. Fra drivlinjer for Zeppeliner luftskip og millioner av clutcher og girkasser, til dagens moderne dobbeltclutchgirkasser i Porsche og mange andre premium bilmerker.
Ved hjelp av eAMT kan de aller fleste biler få en hybrid drivlinje
Det nyeste girkasseprosjektet fra ZF har fått betegnelsen eAMT og åpner nye muligheter for et stort antall bilmodeller. Bokstavene står for ”electrified Automated Manual Transmission, og er et hybrid-konsept utviklet for å kunne arbeide sammen med frontmonterte, tverrstilte forbrenningsmotorer.
All erfaring viser at hybridisering av drivlinjer kan bidra til redusert drivstofforbruk og mindre miljøbelastninger fra biler utstyrt med bensin- eller dieselmotorer. Den store utfordringen har vært å kunne skape og implementere hybride drivlinjer i små og prisfølsomme biler i småbil- og kompaktsegmentene. Ikke bare er prisen en utfordring, men også det å få plass til slike systemer – i biler der plassen allerede er utnyttet til det maksimale. Med sitt nye konsept vil ZF være i stand til å løse dette – og i tillegg øke komforten på biler som er utstyrt med automatiserte manuelle girkasser.
Firehjulsdriften kobles inn på samme måte som ved en konvensjonell drivlinje
Den nye eAMT-systemet består av en elektrisk drevet bakaksel som samarbeider med elektronikken til en forhjulsdrevet bil med en automatisert manuell girkasse. Sammenliknet med de tradisjonelle automatgirkassene som vi finner i større biler med kraftige motorer byr de automatiserte manuelle girkassene både på fordeler og ulemper – som ZF nå valgt å se på med nye øyne. Sammenliknet med en automatgirkasse med momentforsterker har de automatiserte manuelle girkassene et langt lavere drivstofforbruk – ikke sjelden like lavt eller lavere enn en manuell girkasse. Dette skyldes at kraften går mer direkte gjennom girkassen, med mindre tap underveis, og oppbygningen er i praksis den samme som i en manuell girkasse. Denne blir påbygd en elektrisk drevet skifte-automatikk som erstatter førerens håndbevegelser og som skal sørge for at girutvekslingen hele tiden er optimal. Ulempen er at girskiftene blir langsomme, og alle som har kjørt – eller sittet på i – en bil med en slik girkasse vil oppleve akselerasjonene som ”rykkete” og mindre komfortabelt enn både tradisjonelle automatgirkasser og en manuell girkasse med en normalt dyktig fører ved rattet.
Elektronikken kobler inn bakakselens elektromotor etter behov. Den kan også drive bilen alene
Det korte oppholdet i dreiemomentet fra forbrenningsmotoren under girskiftet, blir med eAMT fylt av kraft fra elektromotoren gjennom et avansert elektronisk støttesystem. Elektromotoren sitter på bakakselen og ”skyver på” i de øyeblikkene det tar før neste gir er innkoblet og forhjulene igjen trekker med full kraft fra forbrenningsmotoren. På samme måte som de fleste av dagens firehjulsdrevede biler kun har drift på bakhjulene ved behov, fungerer aAMT-systemet også slik. Bilens motorstyring og mange sensorer registrerer om det er en kraftig akselerasjon eller dårlig kontakt med underlaget, for dermed å automatisk koble inn firehjulsdriften. Elektromotoren på bakakselen er kraftig nok til å kunne drive demonstrasjonsbilen, en Dacia Duster, med forbrenningsmotoren avslått. Gjennom å sammenkoble og databehandle ulike kjøredata og motorens start/stopp system kan bilen kjøre kortere distanser – for eksempel ved køkjøring i byområder -utslippsfritt og nærmest støyfritt. Som ved tradisjonelle hybridbiler tillater også elektronikken at forbrenningsmotoren stopper, og bilen kun drives av elektromotoren når den ”seiler” – dvs. beveger seg i høyere hastigheter uten at føreren gir særlig gass, men bare holder bilens hastighet forsiktig ved like ved hjelp av gasspedalen.
Displayets grafikk viser innkobling, modus og status for hybrid og 4WD
Det velfungerende aAMT-systemet er tilpasset demonstrasjonsbilens vekt, forbrenningsmotor og plass til batterier. I likhet med de hybridsystemene vi kjenner gjennom en årrekke, fungerer elektromotoren også som en generator og lader batteriet. Slik systemet fra ZF er oppbygd er det mulig for bilprodusenten å både benytte dette i en serie-hybrid (som i en Toyota Prius) konfigurasjon, eller bygge en ladehybrid (plug-in) med et større batteri og en lenger elektrisk rekkevidde.
Fleksibiliteten er nærmest ubegrenset, og eAMT kan i praksis tilpasses og benyttes på en hver bil som har forhjulsdrift og en elektronisk styrt automatisert skiftemekanisme koblet til den manuelle girkassen. Det gjenstår bare å se hvilket bilmerke som blir den første til å tilby denne smarte kombinasjonen av hybrid drivlinje og firehjulsdrift.