DCT, E-Clutch, Quickshift czy skrzynia manualna? Zalety i wady

DCT (Dwusprzęgłowa skrzynia biegów) od dawna jest technologicznym konikiem Hondy i od 2010 roku stanowi alternatywę dla klasycznej skrzyni biegów w motocyklu. Niedawno dołączyło do niej sprzęgło Honda E-Clutch jako opcja, w której sterowanie konwencjonalnym sprzęgłem przejmuje elektronika. Trio alternatywnych technologii zmiany biegów uzupełnia dobrze znany Quickshifter, który od czasu wprowadzenia elektronicznych przepustnic jest szeroko rozpowszechniony. Obsługa tych różnych systemów waha się od często wyjaśnianej do oczywistej, ale jak to wygląda czysto technicznie? Gdzie zużycie jest największe? Który system jest najcięższy? Gdzie leżą największe ryzyka techniczne? Nasz mistrz tuningu i projektant motocykli Martin Bauer przeanalizował technologie zmiany biegów i wyjaśnia ich zalety i wady.

Zanim porozmawiamy o nowych specjalnych formach technologii zmiany biegów w motocyklu, Martin Bauer wyjaśnia standardową skrzynię biegów. Dlaczego jest ona w ogóle potrzebna? Aby ruszyć z miejsca, moc generowana przez silnik musi zostać przeniesiona z wału korbowego na tylne koło. W zależności od tego, jak wybierzemy przełożenie między wałem korbowym a tylnym kołem, możliwa jest pewna prędkość końcowa. Bez skrzyni biegów możliwa jest tylko albo silna przyspieszenie z niewielką prędkością maksymalną, albo prędkość maksymalna z niewielkim przyspieszeniem. Tak jakby jeździć tylko na 1. lub 6. biegu. Dlatego potrzebna jest skrzynia biegów, a w motocyklu ustaliła się tutaj sekwencyjnie przełączana skrzynia zębata.

Na dwóch wałach, wałku wejściowym i wyjściowym, znajdują się zazwyczaj sześć par kół zębatych, które odpowiadają za poszczególne biegi. Wałek wejściowy jest połączony ze sprzęgłem, które przekazuje moc z silnika, a na wałku wyjściowym znajduje się przednia zębatka napędowa, która w większości motocykli jest widoczna z zewnątrz i wprawia w ruch łańcuch. Podczas zmiany biegów pionowy ruch dźwigni zmiany biegów jest najpierw przekształcany w ruch boczny wzdłuż wałów. Istnieją różne techniczne rozwiązania dla tej transformacji, ogólnie rzecz biorąc, obraca się bęben zmiany biegów z wyfrezowanymi rowkami, które przesuwają tzw. widelce zmiany biegów wzdłuż wałów. Przesuwając koła zębate na wale, odblokowują się one i zakleszczają ze sobą. Tutaj w grę wchodzą tzw. pazury. Metalowe boczne wypustki kół zębatych zaczepiają się o następne koło zębate. Aby jednak te pazury miały czas na odblokowanie lub zakleszczenie, skrzynia biegów musi być odciążona. Pod obciążeniem i przy wysokich prędkościach obrotowych kół zębatych pazury jedynie by uderzały, zamiast się zakleszczać. Aby odciążyć skrzynię biegów, zazwyczaj ciągnie się sprzęgło, co odłącza dopływ mocy do skrzyni biegów, stary bieg może się odblokować, a nowy zablokować.

Ten opisany proces zmiany biegów z wysprzęgleniem, włączeniem biegu i ponownym sprzęgleniem trwa dość długo, dlatego zwłaszcza w wyścigach szybko poszukiwano alternatyw. Właściwie sprzęgło nie jest konieczne, ponieważ z odrobiną wprawy wystarczy szybkie dodanie i zamknięcie gazu z precyzyjnym impulsem zmiany biegów, aby bieg zaskoczył w chwilowo odciążoną skrzynię biegów. Wielu doświadczonych motocyklistów zmienia w ten sposób biegi. Pierwsze systemy Quickshift symulowały ten proces elektronicznie, przerywając po prostu zapłon, wtrysk lub oba te elementy w momencie zmiany biegów. Elektronika jest szybsza i precyzyjniejsza niż człowiek, ale dla skrzyni biegów nie ma właściwie różnicy między tymi dwiema metodami. Ta prosta technologia Quickshifter miała jednak tę wadę, że nie działała przy redukcji biegów. Ponieważ skrzynia biegów przy zamkniętym gazie nie jest odciążona, ponieważ wtedy przy opóźnieniu działa hamulec silnikowy.

Aby osiągnąć ten kolejny krok, potrzebna była elektroniczna kontrola przepustnicy, zwana Ride-by-wire. Dzięki temu elektronika sterująca jest w stanie wykonać odwrotność działania quickshiftera podczas zmiany biegów w górę. Zamiast odjąć gaz, podawany jest precyzyjny impuls gazu, który dokładnie dostosowuje obroty do poziomu, aby zsynchronizować dwie wałki w skrzyni biegów. Teraz zęby kół zębatych mogą się ponownie rozłączyć i złączyć bez obciążenia. Podczas całego procesu sprzęgło nie jest używane.

Zalety quickshifterów są dość oczywiste i wielu sportowych motocyklistów nie chce już rezygnować z asystentów zmiany biegów w motocyklu. Jednocześnie często słyszy się pogłoski, że quickshifter bardziej obciąża komponenty skrzyni biegów. Martin Bauer wyjaśnia, dlaczego jest to tylko częściowo prawda. Jeśli czas przerwania obciążenia nie jest prawidłowy, skrzynia biegów może oczywiście ucierpieć. Na przykład, jeśli moc zostanie ponownie przesłana do skrzyni biegów, podczas gdy następny bieg nie jest jeszcze w pełni zablokowany, zęby mogą uderzać o krawędzie i zaokrąglać się. To prowadzi do sytuacji, w której biegi nie blokują się lub wyskakują. W przypadku quickshifterów montowanych jako dodatkowe wyposażenie, taka sytuacja może wystąpić przy złej regulacji, ale w przypadku uznanych producentów z odpowiednią wiedzą i procedurami testowymi w fazie rozwoju, Martin Bauer nie widzi zwiększonego ryzyka takich uszkodzeń. Jeśli skrzynia biegów jest prawidłowo przełączana bez obciążenia, komponenty nie są bardziej obciążone niż przy zmianie biegów z użyciem sprzęgła.

Tym bardziej interesujące jest to, że Honda wprowadza teraz technologię zmiany biegów E-Clutch, która ponownie wprowadza sprzęgło do gry. W E-Clutch zastosowano tradycyjne sprzęgło i skrzynię biegów, ale sterowanie sprzęgłem może odbywać się zarówno ręcznie za pomocą linki, jak i elektronicznie. Działa to w ten sposób, że mała oś na zewnątrz pokrywy sprzęgła, do której przymocowana jest linka sprzęgła, jest podzielona na dwie części. Górna połowa jest klasycznie obsługiwana ręcznie za pomocą linki, natomiast dolna połowa jest sterowana przez silniki elektryczne. Dzięki temu zaawansowana elektronika sterująca może dozować właściwie konwencjonalne sprzęgło, bez konieczności sięgania po dźwignię podczas zatrzymywania się i ruszania. Ponieważ jednak górna połowa osi blokuje się w dolnej części podczas rozłączania sprzęgła, można w każdej chwili ręcznie interweniować i w pewnym sensie "nadpisać" elektroniczne sterowanie. Skrzynia biegów jest natomiast całkowicie normalna, kierowca klasycznie zmienia biegi. Elektroniczne sprzęgło pomaga jednak nieco przy zmianie biegów, sprawiając, że są one płynniejsze i umożliwia redukcję biegów przy pełnym obciążeniu oraz zmianę biegów podczas opóźnienia. Jak dobrze to działa w praktyce, sprawdziliśmy podczas testu Honda CB650R E-Clutch.

Zalety systemu E-Clutch są oczywiste. W ruchu Stop & Go automatyzacja sprzęgła zapewnia większy komfort, a zmiany biegów za pomocą Quickshiftera są płynniejsze i możliwe w każdej chwili. Jako wadę często wymienia się wzrost potencjalnych źródeł błędów. Martin Bauer nie widzi tu jednak dużego ryzyka. Oczywiście, czujniki i silniki elektryczne E-Clutch mogą zawieść, ale obecnie takie elementy są montowane w prawie wszystkich nowoczesnych nowych motocyklach z konwencjonalną technologią zmiany biegów. W związku z tym technologia jest dopracowana. Również sprzęgło nie powinno być nadmiernie obciążane przez E-Clutch. Honda podaje, że podczas rozległych testów w trakcie rozwoju E-Clutch zużycie tarcz sprzęgła było na tym samym poziomie, co przy ręcznej obsłudze sprzęgła przez doświadczonych motocyklistów.

Przy konwencjonalnych zmianach biegów z lub bez quickshiftera nieuchronnie dochodzi do przerwy w przyspieszaniu lub opóźnianiu, co prowadzi do przynajmniej lekkich zmian obciążenia. Dlatego Honda już na początku lat 2000. zaczęła zastanawiać się, jak zminimalizować to przerwanie i szarpnięcie podczas zmiany biegów. Pomysł: Aby zmiana biegów mogła przebiegać maksymalnie szybko i płynnie, kolejny bieg musi być już załączony, zanim zębatki poprzedniego biegu się rozłączą. To doprowadziło do opracowania legendarnego już DCT, czyli dwusprzęgłowej skrzyni biegów, która jest oferowana w wielu modelach Hondy. Wał wejściowy skrzyni biegów jest podzielony na dwa wały, z których każdy jest połączony z jednym sprzęgłem i trzema biegami (1., 3. i 5. bieg na jednym wałku oraz 2., 4. i 6. bieg na drugim wałku). Sprzęgła działają niezależnie od siebie. Na przykład, gdy pierwszy bieg jest załączony, sprzęgło drugiego biegu jest już wstępnie napięte. Aby teraz przełączyć, wystarczy, że sprzęgło 1 rozłączy się z pierwszym biegiem, podczas gdy sprzęgło 2 połączy się z drugim biegiem. Może to odbywać się synchronicznie, dzięki czemu przerwa czasowa i zmiana obciążenia są minimalne. Jest to połączone z elektronicznym sterowaniem skrzyni biegów, dzięki czemu motocykl może automatycznie, uwzględniając dodatkowe dane z rozbudowanej sensoryki i przy zdefiniowanych obrotach, zmieniać biegi.

Wiele zalet tej technologii jest oczywistych. Czas bez obciążenia na tylnym kole jest zredukowany do minimum, a zmiana biegów przebiega znacznie płynniej i bez szarpnięć. Podczas sportowej jazdy przyspiesza się szybciej i bardziej harmonijnie, a podczas relaksującej jazdy turystycznej komfort wzrasta dzięki automatycznym i niemal niezauważalnym zmianom biegów. Nie jest już również możliwe zgaśnięcie silnika, co stanowi dużą zaletę dla początkujących lub w terenie, jak odkryłem podczas testu DCT na Islandii. Na koniec technologia DCT umożliwia także osobom z ograniczeniami fizycznymi, które nie mogą już obsługiwać konwencjonalnej skrzyni biegów, jazdę na motocyklu.

Ale czy są jakieś wady? Ze względu na wiele dodatkowych komponentów, system DCT waży dodatkowe 10 kilogramów. To oraz zwiększone zapotrzebowanie na miejsce są głównymi powodami, dla których DCT nie znalazło jeszcze drogi do motocykli sportowych, gdzie walczy się o każdy kilogram. W przypadku motocykli turystycznych przyrost masy nie jest jednak tak tragiczny. Również tutaj, w obliczu skomplikowanej technologii, pojawia się pytanie o podatność na awarie. Wydaje się jednak, że DCT nie ma zwiększonego ryzyka awarii. Oprócz wysokiej sprzedaży DCT przy jednoczesnym braku negatywnych nagłówków, najlepszym dowodem na niezawodność DCT jest prawdopodobnie nasz domowy długodystansowiec Varahannes. Na swojej Africa Twin z 2016 roku przejechał już 520 000 km. Przez te wszystkie lata i kilometry miał tylko jedną awarię silnika przełącznika skrzyni biegów, poza tym nic. Po ponad pół miliona kilometrów w jego Africa Twin wciąż są oryginalne tarcze sprzęgła, mimo że dla ochrony klocków hamulcowych głównie używa DCT do opóźniania. Można więc z całą pewnością stwierdzić, że DCT jest bardzo solidne.

Quickshifter są dostępne w takiej obfitości i w różnych wersjach, że nie można ustalić jednej ceny. Niektórzy producenci żądają 200 €, inni oferują asystenta zmiany biegów tylko w większych pakietach akcesoriów, które często przekraczają 1.000 €. Dla porównania weźmy opcjonalny Quickshifter do Honda CB650R, za który w Austrii trzeba zapłacić 222 €. System E-Clutch kosztuje dla tego samego motocykla dodatkowo 500 €. DCT to największy system z największą liczbą funkcji i kosztuje odpowiednio więcej. W zależności od modelu motocykla, wymaga dopłaty od 1.000 do 1.200 €.