Skrzynia biegów w samochodzie elektrycznym – budowa, serwisowanie, awarie

Jest skrzynia biegów w samochodzie elektrycznym, czy jej nie ma?

Na to pytanie można odpowiedzieć jak wielu polityków, występujących w mediach: i tak, i nie.

We współczesnych samochodach spalinowych stosuje się skrzynie manualne (ręczne), przeważnie o pięciu lub sześciu przełożeniach (biegach) plus bieg wsteczny. Współczesne automatyczne skrzynie biegów mają jeszcze więcej przełożeń, sześć, siedem, a nawet osiem. W przypadku skrzyń CVT liczba przełożeń jest praktycznie nieskończona (za wyjątkiem skrzyń typu Multitronic,w których wymusza się na skrzyniach CVT określone zachowania).

W samochodach elektrycznych stosuje się jednobiegowe przekładnie redukcyjne o jednym, stałym przełożeniu. Jest ono zależne od producenta samochodu. Niektórzy stosują przełożenie 8:1, inni 10:1, a inni jeszcze inne.

Samochód elektryczny nie potrzebuje nawet biegu wstecznego. Zamiast niego falownik zmienia biegunowość prądu i silnik obraca się w drugą stronę, zapewniając możliwość jazdy do tyłu.

Kierunek jazdy zmienia się za pomocą specjalnej dźwigni (przypominające dźwignię samochodu ze skrzynią automatyczną), albo za pomocą odpowiedniej opcji na ekranie dotykowym.

Po co stosuje się redukcyjną skrzynię biegów w aucie elektrycznym?

Działa ona zgodnie z prawem dźwigni Archimedesa. Z jednej strony zmniejsza prędkość obrotową silnika elektrycznego, z drugiej - zwiększa moment obrotowy kierowany na koła. Dzięki temu samochód może sprawnie ruszać, przyspieszać i osiągać wysoką sprawność napędu.

Najprostsze modele skrzyń redukcyjnych składają się z:

• wałka wejściowego z silnika, na którym zamontowane jest małe koło zębate;

• wałka głównego skrzyni redukcyjnej, na którym zamontowane jest duże koło zębate;

• dyferencjału, który dba o to, aby w trakcie jazdy po łukach koła mogły obracać się z różną prędkością.

Całość zamknięta jest w szczelnej obudowie.

I co oczywiste, części pracują w oleju przekładniowym, który trzeba wymieniać. Jeśli jest olej, to jest także filtr oleju, który też trzeba wymieniać, kiedy się zapcha.

W najprostszych skrzyniach biegów olej jest po prostu rozbryzgiwany przez koła zębate. Nie stosuje się pompy. Ale są bardziej zaawansowane jednostki, które są wyposażone w pompę elektryczną, dbającą o właściwe ciśnienie oleju przekładniowego.

W skrzyni biegów mogą być też zamontowane czujniki, które kontrolują temperaturę oleju przekładniowego. Są też łożyska wałka i uszczelnienia (simmeringi).

Sama skrzynia jest zabudowana we wnętrzu zintegrowanego układu napędowego. W jego skład wchodzi silnik elektryczny, wspomniana skrzynia redukcyjna, inwerter/falownik, kanały chłodnicze układu chłodzenia oraz czujniki monitorujące temperaturę, prędkość obrotową silnika i inne parametry.

Jeśli samochód ma napęd na obie osie, stosuje się dwa zintegrowane układy napędowe, przy każdej z osi. Zatem auto ma dwie skrzynie biegów.

Wszystko wygląda pięknie: mniej części, budowa prosta. Nie ma drogiego, dwumasowego koła zamachowego, nie ma sprzęgła. Nie ma konieczności wymiany tych części, choć jest konieczność wymiany oleju przekładniowego i filtra, która jest tak samo droga jak wymiana oleju przekładniowego w automatycznej skrzyni biegów. Kosztuje kilkaset złotych.

To dość ciekawe, bo w automatycznej, wielobiegowej skrzyni biegów mieści się nawet 8 litrów oleju. Do tego wymienia się go w trakcie wymiany dynamicznej, w której trzeba zastosować dodatkowe kilka litrów oleju do płukania skrzyni. Tymczasem w prostym mechanizmie skrzyni redukcyjnej jest zazwyczaj około 1.2 l oleju.

Awarie skrzyni biegów w samochodzie elektrycznym

W przypadku redukcyjnej skrzyni biegów powtarza się problem z silnika elektrycznego, stosowanego w autach elektrycznych - niesamowicie drogie awarie, pomimo prostej budowy podzespołu.

W przekładniach aut elektrycznych psują się łożyska, uszczelnienia (na skutek czego dochodzi do wycieków oleju przekładniowego), a także ścierają się zębatki kół zębatych. W sieci, głównie w mediach społecznościowych, na stronach warsztatów naprawiających auta elektryczne, można znaleźć setki filmów, pokazujących naprawy skrzyń redukcyjnych aut elektrycznych. Mechanicy często pokazują zablokowane skrzynie, które są wypełnione mazią, powstałą z oleju i pyłu ze startych kół zębatych. W tym ostatnim przypadku jest to ewidentny problem z niską jakością materiału.

Dużym wyzwaniem dla przekładni EV są bardzo wysokie obroty oraz natychmiastowo dostępny wysoki moment obrotowy silnika elektrycznego, który mocno obciąża zęby kół zębatych i łożyska.

Czy skrzynię biegów w aucie elektrycznym trzeba serwisować?

Tak, koniecznie trzeba w niej wymieniać olej przekładniowy i filtr. Nawet wtedy, gdy producent auta twierdzi, że jest to olej na całe życie. Najlepiej wymieniać olej i filtr co 60 000 km przebiegu. Nie jest to tania operacja, o czym już wspomniałem wcześniej. Koszt – średnio 800 zł.

Ile kosztuje naprawa skrzyni redukcyjnej w samochodzie elektrycznym?

Typowe objawy awarii skrzyni biegów w aucie EV to hałas i szarpanie. Poniższe koszty oparłem na dostępnych danych. Rzeczywiste ceny mogą zależeć od konkretnego modelu auta, uszkodzenia, dostępności części i mogą się nieco różnić.

• Wymiana uszczelniaczy od 500 do 1500 zł

• Wymiana pojedynczego łożyska (jeśli dostępne części) od 1000 do 3000 zł

• Kompleksowa regeneracja skrzyni (łożyska, uszczelnienia, regulacja) od 3000 do 8000 zł

• Wymiana uszkodzonych kół zębatych (jeśli dostępne części) od 4000 do 12 000 zł

• Wymiana całej skrzyni na używaną od 4000 do 15 000 zł

• Nowy skrzynia z ASO – ok. 30 000 zł

Często używam sformułowania – jeśli dostępne części. Jeśli części nie są dostępne, nikt nie bawi się w naprawę skrzyni. Czasami nie stosuje się w ogóle nowej skrzyni biegów, tylko montuje się cały nowy zintegrowany układ napędowy, co sprawia, że koszt naprawy zaczyna się od 50 000 zł.

Michał Lisiak