Silnik spalinowy pracuje w sposób dość specyficzny. Aby mógł przenieść maksymalną siłę napędową na koła, musi pracować w optymalnym zakresie obrotów (np. diesle 2 - 3 tys. obr./min., benzyniaki 3 - 4 tys. obr./min.). Aby to było możliwe i aby dało się wykorzystać pełne możliwości napędu, konieczne jest zastosowanie wielostopniowych przekładni. Te za pomocą kolejnych biegów pozwalają na uzyskanie stałego przyspieszenia i na ciągły wzrost prędkości, przy jednoczesnym zachowaniu rozsądnego zapotrzebowania na paliwo. Charakterystyka pracy napędu elektrycznego jest całkowicie inna.
1 bieg wystarczy. Czemu? Bo to wynika z…
Motor zasilany prądem uzyskuje maksymalny moment obrotowy zaraz po starcie i utrzymuje go praktycznie cały czas. Właściwy przyrost prędkości w e-aucie jest dostępny dla kierowcy w dowolnym momencie. Jego sterowanie odbywa się bowiem poprzez dozowanie napięcia - napięcia, które przekłada się na ilość obrotów silnika. Skutek? Nie ma konieczności stosowania dużej ilości przełożeń. Jednocześnie inżynierowie osiągają niezwykle wysoką sprawność. Jednostki elektryczne są bowiem w stanie zamieniać nawet 90 proc. dostarczonej energii w ruch obrotowy - w przypadku napędów spalinowych wskaźnik na ogół nie jest wyższy niż 40 proc.
Brak konieczności stosowanie dużej ilości przełożeń udowodnił m.in. Volkswagen podczas prezentacji elektrycznego hatchbacka o oznaczeniu ID.3. W modelu zastosowana jest nowoczesna, 1-biegowa skrzynia. Przekładnia współpracuje z jednostką o oznaczeniu APP310. To oznacza że przekazuje na asfalt maksymalnie 200 koni mechanicznych, moment obrotowy o wartości nawet 310 Nm oraz radzi sobie z obrotami silnika dochodzącymi do 16 000 rpm. Jeden bieg pozwala na 10-krotne przełożenie. Uzyskano to dzięki dwóm mniejszym kołom zębatym oferującym dwa stopnie pracy. Co ze wstecznym? W elektryku ten jest uzyskiwany poprzez... odwrotne przyłożenie napięcia. A więc tak właściwie go nie ma.
Skrzynia biegów w elektryku - o czym jeszcze pamiętać?
Skrzynia biegów dedykowana samochodom elektrycznym nie musi składać się z dużej ilości biegów. W autach o charakterze miejskim czy rodzinnym wystarczy jedno przełożenie. W sportowych pokroju chociażby Rimaca spotykane są maksymalnie dwa biegi. I choć na polu ilości biegów e-napęd nie ma większych wymogów, są kwestie nad którymi inżynierowie musieli mocno popracować. Najlepszy przykład dotyczy komfortu, a właściwie hałasów generowanych podczas pracy przekładni. Silnik elektryczny nie generuje praktycznie żadnych dźwięków. Ten pochodzi głównie z opon obracających się na asfalcie. Podczas konstruowania skrzyni biegów minimalizacja hałasów była zatem kluczową kwestią.
Co należy zrobić, aby przekładnia pracowała cicho? Volkswagen podczas tworzenia silnika elektrycznego APP310 postawił na kwestię precyzji - zarówno projektowej, jak i montażowej w fabryce. A to jeszcze nie koniec. Bo brak biegów i wysokie obciążenia nakładają na inżynierów jeszcze jeden obowiązek. Skrzynia biegów w samochodzie elektrycznym musi być też niezwykle wytrzymała! Inaczej nie będzie w stanie latami bezawaryjnie przekazywać napędu na drogę. Co zapewnia jej wytrzymałość? W dużej mierze zastosowanie masywnych i grubych kół zębatych.