DCT, E-Clutch, Quickshift of handgeschakelde versnellingsbak? Voordelen en nadelen

Het DCT dubbele koppelingstransmissie is al lange tijd het technologische paradepaardje van Honda en sinds 2010 een alternatief voor de klassieke versnellingsbak op de motor. Onlangs is daar de Honda E-Clutch als optie bijgekomen, waarbij de bediening van een conventionele koppeling door de elektronica wordt overgenomen. Het trio van alternatieve schakelsystemen wordt gecompleteerd door de al langer bekende Quickshifter, die inmiddels sinds de introductie van elektronische gaskleppen wijdverbreid is. De bediening van deze verschillende systemen varieert van vaak uitgelegd tot vanzelfsprekend, maar hoe zit het technisch gezien? Waar is de slijtage het grootst? Welk systeem is het zwaarst? Waar liggen de grootste technische risico's? Onze tuning-meester en motorontwikkelaar Martin Bauer heeft de schakelsystemen geanalyseerd en licht de voor- en nadelen toe.

Voordat we het hebben over de nieuwe speciale vormen van de schakelingstechnologie in de motorfiets, legt Martin Bauer de standaardversnellingsbak uit. Waarom is deze überhaupt nodig? Om van de plek te komen, moet de door de motor gegenereerde kracht van de krukas naar het achterwiel worden gebracht. Afhankelijk van hoe men hier de overbrenging tussen krukas en achterwiel kiest, is een bepaalde eindsnelheid mogelijk. Zonder versnellingsbak is het echter alleen mogelijk om ofwel een sterke acceleratie met nauwelijks topsnelheid, of topsnelheid met nauwelijks acceleratie te hebben. Net alsof je alleen in de 1e of 6e versnelling zou rijden. Daarom is er een versnellingsbak nodig en bij de motorfiets heeft zich hier de sequentieel geschakelde klauwversnellingsbak gevestigd.

Op twee assen, de ingaande en uitgaande as, zitten meestal zes tandwielparen, die elk voor een versnelling staan. De ingaande as is verbonden met de koppeling, die de kracht van de motor overbrengt, en aan de uitgaande as zit het voorste aandrijftandwiel, dat bij de meeste motoren van buitenaf zichtbaar is en de ketting in beweging zet. Bij het schakelen wordt de verticale beweging van de schakelpook eerst omgezet in een zijwaartse beweging langs de assen. Voor deze omzetting zijn er verschillende technische oplossingen, maar in grote lijnen wordt een schakelwals met ingefreesde groeven gedraaid, die via deze groeven zogenaamde schakelvorken langs de assen verschuift. Bij het verschuiven van de tandwielen op de as haken en vergrendelen deze zich onderling. Hier komen de zogenaamde klauwen in het spel. De metalen zijwaartse uitsteeksels van de tandwielen haken zich vast aan het volgende tandwiel. Maar om deze klauwen de tijd te geven om los te komen of te vergrendelen, moet de versnellingsbak zonder belasting worden geschakeld. Onder belasting en bij hoge draaisnelheden van de tandwielen zouden de klauwen alleen maar tegen elkaar slaan in plaats van in te grijpen. Om de versnellingsbak zonder belasting te krijgen, wordt meestal de koppeling ingetrokken, waardoor de krachttoevoer van de versnellingsbak wordt gescheiden, de oude versnelling kan worden uitgeschakeld en de volgende kan worden ingeschakeld.

Deze beschreven schakelhandeling met ontkoppelen, versnelling inschakelen en weer koppelen duurt vrij lang, waardoor er vooral in de motorsport snel naar alternatieven werd gezocht. Eigenlijk is de koppeling niet per se noodzakelijk, want met een beetje oefening volstaat ook een snelle gas dicht-open beweging met een precieze schakelimpuls om de versnelling in de kortstondig ontlastte versnellingsbak te laten vallen. Veel ervaren motorrijders schakelen zo door de versnellingen. De eerste quickshift-systemen simuleerden deze handeling elektronisch, door simpelweg de ontsteking, of inspuiting, of beide op het moment van schakelen te onderbreken. De elektronica is sneller en preciezer dan de mens, maar voor de versnellingsbak maakt het eigenlijk geen verschil tussen deze twee methoden. Deze eenvoudige quickshifter-technologie had echter het nadeel dat ze bij terugschakelen niet functioneerde. Want de versnellingsbak is bij gesloten gas niet vrij van belasting, omdat dan bij vertraging de motorrem werkt.

Om deze volgende stap te maken, was de elektronische gasregeling, Ride-by-wire genoemd, nodig. Hiermee is de besturingselektronica in staat om het tegenovergestelde van de Quickshifter bij het opschakelen te doen. In plaats van het gas weg te nemen, wordt er een precieze gasstoot gegeven, die het toerental precies op het niveau brengt om de twee assen in de versnellingsbak in overeenstemming te brengen. Nu kunnen de klauwen van de tandwielen zich weer zonder belasting losmaken en inhaken. Tijdens het hele proces wordt de koppeling niet gebruikt.

De voordelen van quickshifters zijn vrij duidelijk en veel sportieve motorrijders willen niet meer zonder schakelhulp op hun motorfiets. Tegelijkertijd hoor je echter vaak het gerucht dat quickshifters de onderdelen van de versnellingsbak zwaarder belasten. Martin Bauer legt uit waarom dat slechts gedeeltelijk waar is. Als de timing van de onderbrekingstijden van de belasting niet correct is, kan de versnellingsbak natuurlijk schade oplopen. Als bijvoorbeeld het vermogen al weer naar de versnellingsbak wordt gestuurd terwijl de volgende versnelling nog niet volledig met de klauwen is ingeschakeld, slaan deze tegen de randen en kunnen ze zo afgerond worden. Dit leidt ertoe dat versnellingen niet meer inschakelen of weer uitspringen. Bij aftermarket-quickshifters kan zo'n geval optreden bij slechte afstemming, maar bij gevestigde fabrikanten met de nodige knowhow en testprocedures in de ontwikkeling ziet Martin Bauer geen verhoogd risico voor dergelijke defecten. Als de versnellingsbak correct zonder belasting wordt geschakeld, worden de onderdelen niet meer belast dan bij het schakelen met koppeling.

Des te interessanter is het dat Honda nu met de nieuwe E-Clutch schakeltechnologie de koppeling weer in het spel brengt. Bij de E-Clutch zijn een conventionele koppeling en versnellingsbak ingebouwd, maar de bediening van de koppeling kan zowel handmatig via een kabel als elektronisch plaatsvinden. Dit werkt zo dat de kleine as aan de buitenkant van het koppelingsdeksel, waar de koppelingskabel op aansluit, in tweeën is gedeeld. De bovenste helft wordt klassiek handmatig met de kabel bediend, maar de onderste helft wordt aangestuurd door elektromotoren. Zo kan de geavanceerde besturingselektronica de eigenlijk conventionele koppeling doseren, zonder dat de bestuurder bij het stoppen en wegrijden naar de hendel hoeft te grijpen. Omdat de bovenste helft van de as zich echter bij het ontkoppelen in het onderste deel vastklikt, kan er op elk moment handmatig worden ingegrepen en de elektronische besturing als het ware worden "overschreven". De versnellingsbak daarentegen is volledig normaal, de bestuurder schakelt klassiek door de versnellingen. De elektronische koppeling helpt echter een beetje bij schakelmomenten, maakt deze soepeler en maakt het mogelijk om terug te schakelen onder volle belasting of op te schakelen tijdens het vertragen. Hoe goed dat in de praktijk werkt, hebben we bekeken tijdens de test van de Honda CB650R E-Clutch.

De voordelen van het E-Clutch-systeem zijn duidelijk. In stop-en-go-verkeer biedt de automatisering van de koppeling meer comfort en zijn schakelingen met de quickshifter soepeler en altijd mogelijk. Als nadeel wordt vaak het toenemen van potentiële foutbronnen genoemd. Martin Bauer ziet hier echter niet veel risico. Natuurlijk kunnen de sensoren en elektromotoren van de E-Clutch uitvallen, maar tegenwoordig worden dergelijke componenten ook in bijna alle moderne nieuwe motoren met conventionele schakelingstechnologie ingebouwd. Dienovereenkomstig is de technologie goed ontwikkeld. En ook de koppeling zou niet buitensporig door de E-Clutch worden belast. Honda geeft aan dat bij uitgebreide tests tijdens de ontwikkeling van de E-Clutch de slijtage van de koppelingsplaten op hetzelfde niveau was als bij handmatige koppeling door ervaren motorrijders.

Bij conventionele schakelmomenten met of zonder quickshifter komt het onvermijdelijk tot een onderbreking van de versnelling of vertraging, wat leidt tot ten minste lichte lastwisselingen. Daarom begon Honda al in de vroege jaren 2000 na te denken over hoe deze onderbreking en de schok bij het schakelen geminimaliseerd kunnen worden. Het idee: Om de schakeling zo snel en soepel mogelijk te laten verlopen, moet de volgende versnelling al ingeschakeld zijn voordat de tandwielen van de vorige versnelling scheiden. Dit leidde tot de ontwikkeling van de inmiddels legendarische DCT dubbele koppelingstransmissie, die in tal van Honda-modellen wordt aangeboden. Hierbij wordt de ingaande as van de transmissie opgesplitst in twee assen, die elk zijn uitgerust met een koppeling en drie versnellingen (1e, 3e & 5e versnelling op de ene en 2e, 4e & 6e versnelling op de andere as). De koppelingen werken onafhankelijk van elkaar. Als bijvoorbeeld de eerste versnelling is ingeschakeld, is de koppeling bij de tweede versnelling al voorgespannen. Om nu te schakelen, hoeft koppeling 1 zich alleen van de eerste versnelling te scheiden, terwijl koppeling 2 zich met de tweede versnelling verbindt. Dit kan synchroon gebeuren, waardoor tijdonderbreking en lastwisselingen minimaal zijn. Dit wordt gekoppeld aan een elektronische besturing van de schakeling, zodat de motorfiets ook automatisch schakelt, rekening houdend met andere gegevens van de uitgebreide sensoren en bij vooraf gedefinieerde toerentallen.

Veel voordelen van deze technologie liggen voor de hand. De tijd zonder belasting op het achterwiel wordt tot een minimum beperkt en het schakelen verloopt ook veel soepeler en zonder schokken. Bij sportief rijden accelereer je sneller en harmonieuzer, terwijl bij ontspannen toeren het comfort toeneemt door automatische en bijna onmerkbare schakelmomenten. Ook het afslaan van de motor is niet meer mogelijk, wat voor beginners of ook in offroad-gebruik, zoals ik ontdekte bij de DCT-test op IJsland, grote voordelen biedt. Tot slot maakt de DCT-technologie het ook mogelijk voor fysiek beperkte mensen, die een conventionele versnellingsbak niet meer kunnen bedienen, om motor te rijden.

Maar zijn er ook nadelen? Door de vele extra onderdelen komt het DCT-systeem op 10 kilogram extra gewicht. Dat en de verhoogde ruimtebehoefte zijn ook de belangrijkste redenen waarom het DCT zijn weg nog niet naar een sportmotor heeft gevonden, waar om elk kilo wordt gestreden. Bij toermotoren is de gewichtstoename echter minder problematisch. Ook hier rijst de vraag naar de foutgevoeligheid gezien de complexe technologie. Ook bij het DCT lijkt er geen verhoogd risico op storingen te zijn. Naast hoge DCT-verkoopcijfers zonder negatieve krantenkoppen, biedt onze eigen langeafstandrijder Varahannes waarschijnlijk het beste bewijs voor de betrouwbaarheid van het DCT. Op zijn Africa Twin uit 2016 heeft hij inmiddels 520.000 km afgelegd. In al die jaren en op al die kilometers had hij slechts één keer een defect aan de schakelmotor van de versnellingsbak, verder niets. Na meer dan een half miljoen kilometer zijn zelfs nog steeds de originele koppelingsplaten in zijn Africa Twin en dat, hoewel hij om de remblokken te sparen voornamelijk het DCT gebruikt om te vertragen. Men kan dus met recht en reden stellen dat het DCT zeer robuust is.

Quickshifters zijn er in zo'n overvloed en in de meest uiteenlopende versies dat er geen algemene prijs voor vast te stellen is. Sommige fabrikanten vragen 200 €, terwijl anderen de schakelassistent alleen in grotere accessoirepakketten aanbieden, die vaak meer dan 1.000 € kosten. Voor de vergelijkbaarheid nemen we de optionele Quickshifter van de Honda CB650R als voorbeeld, waarvoor je in Oostenrijk 222 € moet neerleggen. Het E-Clutch systeem kost voor dezelfde motor 500 € extra. Het DCT is het grootste systeem met de meeste functies en kost dienovereenkomstig meer. Afhankelijk van het motormodel wordt er 1.000 tot 1.200 € extra voor gevraagd.