BMW's nye automatgear med otte trin skærer seks procent af forbruget
BMW's nye otte-trins-automatgearkasse er næsten lige så hurtig og brændstofbesparende som de komplicerede syv-trins med dobbeltkobling. Den er forberedt til start-stop, firehjulstræk, hybriddrift og elbiler.
BMW har i samarbejde med gearspecialisten ZF Friedrichshain udviklet en ottetrins-automatgearkasse, der både skifter lynhurtigt og er økonomisk i brug. (Grafik: ZF Friedrichshafen /MK Kilde: ZF)
Læs også
-
Sig farvel til gearkasse og kobling: Hydraulik-biler sparer benzin
Læs mere om
Dokumentation
Den kommende GT fra BMW, 535i, bliver sammen med de absolutte topmodeller 760i og 760Li de første modeller med en helt nyudviklet automatgearkasse, der både skifter gear lynhurtigt og sparer på brændstoffet.
Men den nye gearkasse kan andet end at give fartdjævlene og topcheferne bagerst i læderkabinen god samvittighed. Den er også forberedt til start-stop-teknologi og kan bruges såvel med baghjulstræk som firehjulstræk og til hybridbiler og elbiler.
Gearkassen er en essentiel del af BMW's downsizing-strategi, fortæller Wolfgang Nehse, der er ansvarlig for udviklingen af transmissionsteknologi hos BMW:
»Med den nye gearkasse og den nye tre-liters-rækkeseksmotor har vi mere drejningsmoment ved lavere omdrejninger og en markant bedre brændstoføkonomi, end vi kan opnå med en fire-liters V8-motor.«
Kombinationen af den nye rækkeseksmotor med dobbelt scroll turbo og den nye automatgearkasse får sin debut i BMW 535i GT, der kommer på markedet til oktober, og BMW har beregnet, at den nye motor og transmission tilsammen vil forbedre brændstofforbruget med 12-13 procent i forhold til den nuværende rækkesekser, heraf står gearkassen for de seks procent.
BMW har udviklet den nye automatgearkasse over tre år sammen med ingeniører fra gearspecialisten ZF Friedrichshain AG. Fra starten var det ikke fastlagt, hvor mange gear der skulle være, forklarer Oliver Frank, der er leder af udviklingsholdet bag automatgearkassen:
»Kravene var, at effektiviteten skulle forbedres, skiftehastigheden skulle op, vægten måtte ikke vokse, og der skulle bruges så få nye komponenter som muligt.«
Computerne modellerede omkring 1.000 forskellige kombinationer - nogle med både ni og ti gear - og via simulerede test blev antallet bragt ned på otte muligheder, som ingeniørerne derefter optimerede, indtil valget faldt på modellen med otte gear.
»Det var fra starten klart for os, at vi var nødt til at bruge flere gear, hvis brændstofforbruget skulle ned. For jo kortere der er mellem gearene, jo længere tid kan du holde motoren inden for dens optimale omdrejninger. Men samtidigt havde vi ikke plads til mange nye dele,« fortæller Oliver Frank.
Ingeniørerne formåede at klemme to gear yderligere ind på samme plads, som sekstrinsgearkassen okkuperede, blandt andet fordi de kunne nøjes med fem koblinger, ligesom i sekstrins-automatgearkassen.
Opbygningen betyder, at der på intet tidspunkt er mere end to koblinger åbne på hvert af de fire planetgear. Og hvis man bare skifter et enkelt gear op eller ned, så er der kun én kobling åben. Færre åbne koblinger betyder mindre masse, som motoren skal dreje rundt, og dermed en forbedret effektivitet.
En af de vigtige angrebspunkter for ingeniørerne var friktion, fortæller Oliver Frank.
»Friktion er lig med energitab, så vi har virkelig anstrengt os for at reducere friktionen. Vi har optimeret gearolien, så den er blevet mere flydende, men samtidigt har vi prøvet at forbedre dens afkølende effekt. Desuden har vi brugt en ny lavfriktionsoverflade på koblingerne.«
Alt i alt er friktionen i gearkassen reduceret med 30 procent.
Men mekanik gør det ikke alene. BMW har også udviklet en syvtrins-automatgearkasse med dobbeltkobling til sin M-serie. Gearkassen giver meget hurtige skiftetider, fordi det næste gear er koblet ind, før du kobler ud af det første.
Den nye automatgearkasse skulle kunne konkurrere med den dobbeltkoblede, som udviklingsdirektøren Klaus Draeger mener er så kompleks, tung og dyr, at det kun kan betale sig at bruge den i de mest hidsige racermodeller, som en traditionel automatgearkasse ikke kan klare pga. de høje omdrejningstal.
Derfor har BMW også sat en ny kraftigere processor ind i styringen af gearet, så den hurtigere kan regne sig frem til, hvilket gear føreren har brug for at skifte op eller ned til, siger Oliver Frank.
»Den nye processor har 20-30 procent mere regnekraft. Og regnekraften gør en del, men vi har også skrevet en helt ny software, så den hurtigere lærer førerens kørestil og dermed bedre kan forudsige, om han vil skifte op eller ned i gear og derfor kan skifte hurtigere til det næste gear.«
Ottetrins-gearkassen får som nævnt i indledningen sin debut i den kommende 5-serie, men udviklingen stopper ikke dér. BMW har allerede Start-Stop-funktion i de mindre 1- og 3- serier, og det skal der også være i de større biler og ikke mindst i de hybridbiler, som BMW introducerer næste år.
Den store udfordring ved at lave start-stop-funktion med en automatgearkasse er, at gearskiftene sker ved hjælp af hydraulisk tryk. Men når motoren slår fra, stopper gearkassens oliepumpe også. Så når motoren starter igen, er det hydrauliske tryk umiddelbart ikke stort nok til skifte over til det relevante gear.
For at løse det problem har ZF udviklet en fjederkontrolleret beholder, hvor olie pumpes ind under højt tryk, mens motoren kører. Når motoren så går i gang igen, og der er brug for olietrykket, udløses fjederen, og på 350 millisekunder pumpes beholderens olie tilbage ind i gearet, så olietrykket lynhurtigt er til stede igen. Uden beholderen ville det tage 800 millisekunder at genopbygge trykket, og det ville føreren lægge mærke til.
Start-stop-funktionen kan forbedre brændstoføkonomien med yderligere fem procent, vurderer ZF.
BMW-ejere bliver formentlig ikke de eneste, der får glæde af den nye gearkasse. ZF ejer retten til den, og Audi siges også at ville bruge den i A8 saloon, Q7 SUV, A7 firedørs-coupe.
