De meesten van ons, ja ook de niet-technici onder ons, zullen wel een beetje een idee hebben over de rol van een verbrandingsmotor in een auto. Die verbrandt brandstof om energie te creëren, die vervolgens wordt omgezet in beweging door de wielen van de auto te laten draaien. Maar waarschijnlijk zijn er ook genoeg van ons waarbij een plotselinge error ontstaat als het gaat om verbrandingsmotoren, aandrijving en de rol van de versnellingsbak.
Er zijn, zoals je weet, verschillende variaties op het basisprincipe van een versnellingsbak. Het verschil in versnellingsbak heeft ook weer invloed op de rijbeleving en ook op het verbruik van de auto. Als je kennis hebt van de werking van een versnellingsbak, zal dit ook positieve uitwerking hebben op je rijvaardigheid.
Laten we beginnen met de drie meest voorkomende soorten:
- De handgeschakelde versnellingsbak: hier wisselen we van versnelling met behulp van een versnellingspook die in combinatie met een voetbediende koppeling werkt. De motor en de versnellingsbak worden tijdelijk van elkaar ontkoppelt, om zo de versnellingskeuze mogelijk te maken.
- Een standaard automatische versnellingsbak: deze versnellingsbak schakelt de tandwielen zónder gebruik te maken van een voetbediende koppeling, maar door middel van een koppelomvormer. Bij deze variant kun je zowel volledig automatisch rijden of semi-automatisch. Dat wil zeggen dat je wel gebruikmaakt van een versnellingspook, maar niet van een koppeling.
- Transmissie met dubbele koppeling: deze variant is verwant aan twee handgeschakelde versnellingsbakken – één voor oneven en één voor even genummerde versnellingen – in één behuizing die geautomatiseerd zijn en daarmee snel schakelen mogelijk maken. Net zoals de standaard automaat, kan ook deze variant volledig automatisch of semi-automatisch bediend worden.
En dan heb je ook nog zoiets als een Continu Variabele Transmissie (CVT). Deze variant werkt weer heel anders dan de vorige genoemde mogelijkheden. In sommige opzichten lijkt dit misschien meer op een fiets met versnellingen.
Maar hoe werkt zo’n versnellingsbak nou precies?
Laten we er even vanuit gaan dat iedereen begrijpt dat we – of we nou handgeschakeld of automatisch rijden – op of terug moeten schakelen wanneer we meer of minder gas geven. Maar waarom eigenlijk? Laten we een fiets als voorbeeld nemen. Deze fiets heeft maar één versnelling, wat prettig is als je in een vlakke stad woont en genoegen neemt met een vaste snelheid. Maar als je maar één versnelling hebt en je moet omhoog, dan moet je meer kracht uitoefenen om de pedalen te laten draaien. Wij mensen hebben maar een bepaalde kracht, dus als de heuvel te steil of te lang is, zullen we niet genoeg kracht hebben – of koppel – om de pedalen te laten draaien.
Hebben we een fiets met versnellingen?
Dan kun je de fietsketting op verschillende tandwielen verplaatsen. Door de grootte van de voorste en de achterste tandwielen te veranderen, veranderen de overbrengverhoudingen waardoor we minder kracht nodig hebben om de pedalen te laten draaien als we een bergje op moeten. We trappen liever vaker, met minder kracht, dan minder wat weer meer inspanning vergt.
Als we deze theorie op een auto toepassen, moeten we in een lage versnelling rijden, willen we de berg op komen. Dit omdat het doel van een versnellingsbak is om het motortoerental – en dus het beschikbare motorkoppel en vermogen – aan te passen aan de verschillende rijomstandigheden. In een lage versnelling, bijvoorbeeld de tweede, is er meer motorkoppel beschikbaar dan in een hogere versnelling, bijvoorbeeld de vierde. Dit komt omdat de krukas van de motor in de tweede versnelling méér omwentelingen maakt en bij het accelereren veel sneller op toeren is dan bij een hogere versnelling. In de bergen is het dus verstandiger om niet in een te hoge versnelling te rijden.
Zodra de auto op een vlakke weg rijdt, is er minder behoefte aan vermogen en koppel om de zwaartekracht te overwinnen. De motor hoeft dan niet zo hard te werken en je kan doorschakelen naar een hogere versnelling.
Bij een fiets kunnen we de tandwielen aan de voor- en achterzijde ten op zichten van elkaar wijzigen om verschillende overbrengingsverhoudingen te bieden, terwijl de lengte van de ketting, die het achterwiel aandrijft, is vastgezet. Een overbrengingsverhouding bepaalt het aantal omwentelingen van een krachtbron die nodig zijn om één omwenteling van het aangedreven wiel te creëren, of het nu gaat om de motor van een auto of het draaien van de pedalen van een fiets. De overbrengingsverhouding van een fiets is bijvoorbeeld 2:1. Dat betekent dat er voor elke twee omwentelingen van de pedalen, één omwenteling van het achterwiel is.
En die CVT dan?
Hoe een CVT zich verhoudt tot het versnellingssysteem van een fiets? CVT staat dus voor Continu Variabele Transmissie. Dat betekent dat de overbrengingsverhoudingen continu veranderen. In handgeschakelde en automatische versnellingsbakken, heeft elke versnelling zijn eigen overbrengingsverhouding. Bij een CVT bak zijn er geen vaste overbrengingsverhoudingen. Het zijn in dit geval geen tandwielen die zorgen voor de overbrenging, maar een rubberen of metalen duwband die over schijven beweegt die variëren in dikte. Als de diameter van de schijven verandert, zorgt dat voor een andere overbrengingsverhouding. De schijven worden traploos, en dus in een vloeiende beweging, groter en kleiner. Hierdoor voel je dus geen pauze of hapering, die je soms wel voelt bij een standaard automatische auto die van versnelling verandert.
