De kortste automaat is ook nog een zuiniger

De nieuwe automatische Antonov-transmissie kan een grote verandering teweeg brengen onder de motorkap. De eerste Japanse opdracht is inmiddels binnen.

De Antonov-transmissie, een automatische versnellingsbak van revolutionaire constructie, is hard op weg zijn eerste resultaten te boeken. Een grote Japanse autofabriek, de naam wordt angstvallig geheim gehouden, heeft de in Rotterdam gevestigde BV Antonov Automotive Technologies (AAT) verzocht een prototype te bouwen voor een van zijn kleinere modellen. Volgens AAT zullen binnenkort meer fabrikanten volgen.

De Japanse fabriek is tot dit besluit gekomen na intensieve computersimulaties. Volgens financieel directeur Mike Emmerson van (AAT) viel de Antonov-transmissie in de berekeningen in alle opzichten beter uit dan de automaat die de fabrikant tot dusverre zelf monteert. ""Onze bak is veel lichter en veel korter. We kunnen de Antonov-transmissie op 24 cm houden, terwijl de kortste bestaande automatische bak 32 cm is. Verder biedt onze bak een brandstofbesparing van zo'n 15% en is hij veel eenvoudiger te construeren.''

AAT is inmiddels in vergevorderde bespreking met het in Graz (Oostenrijk) gevestigde Steyr-Daimler-Puch. Naar alle waarschijnlijkheid zal dit bedrijf het prototype voor de Japanse auto construeren. Dan Wysenbeek, marketing director van AAT: ""Wij zijn niet van plan zelf te gaan produceren. Ons doel is om de transmissie via licenties en joint ventures commercieel te exploiteren.'' Volgens Wysenbeek is er zeer veel belangstelling voor de vinding. ""We zijn nu in gesprek met zes van de top twaalf van de automobielindustrie.'' Tijdens de in september 1991 gehouden internationale autotentoonstelling in Frankfurt demonstreerde de naar Frankrijk gevluchte Bulgaarse kernfysicus Roumen Antonov zijn automatische transmissie voor het eerst.

AAT mikt met de Antonov-bak in eerste instantie op de Europese markt. In Europa rijdt slechts 7% van de auto's met een automatische bak. De resterende 93% ziet AAT als zijn belangrijkste afzetgebied. De prijs kan ongeveer halverwege een handgeschakelde en een automatische bak komen te liggen. Grootte en gewicht zijn hetzelfde als van een handgeschakelde bak.

AAT wordt voor het grootste deel gefinancierd door enkele institutionele beleggers, waaronder Delta Lloyd. Tot nu toe hebben ze gezamenlijk 14 miljoen gulden in het project geïnvesteerd. De organisatie is compact. Behalve Emmerson, Wijsenbeek en Antonov, die de functie van technisch directeur bekleedt, is er een zevental technici aan de onderneming verbonden. Onder leiding van Antonov werken ze in Frankrijk aan de verdere ontwikkeling van de transmissie.

Werking

Automatische versnellingsbakken zijn er in twee soorten: de automatische schakelende bakken met planetaire tandwielstelsels en de continu variabale transmissies. De Antonov-bak behoort tot het eerste type. De CVT van Van Doorne's Transmissie en de Torotrak CVT van Torotrak Ltd is van de tweede categorie.

Het werkingsprincipe van de Antonov-bak wijkt op een aantal punten af van de gebruikelijke automatische bakken. Zo schakelt de bak geheel mechanisch. In tegenstelling tot traditionele automatische versnellingsbakken wordt voor de schakeling geen gebruik gemaakt van een een hydraulisch circuit met sensoren, kleppen, een oliepomp en een oliekoeler. Een ander belangrijk verschil is dat in de Antonov-bak een koppelomvormer ontbreekt. In gewone automatische versnellingsbakken is deze voorziening - een flexibele vloeistofkoppeling - nodig voor het wegrijden en voor het opvangen van de overgangen tussen de overbrengingsverhoudingen. Een koppelomvormer geeft een soepel, tamelijk indirect rijgedrag, maar neemt veel ruimte in leidt tot nogal wat vermogensverlies. De Antonov-bak kan het zonder een koppelomvormer stellen, doordat de bak een gewone centrifugaalkoppeling gebruikt en - zo claimt de uitvinder - binnen zekere grenzen een "CVT-effect' heeft. Een proefrit met een prototype in september 1991 toonde aan dat de versnellingen inderdaad soepel in elkaar overgaan.

De eenvoud van de bak - er worden alleen maar standaardonderdelen gebruikt - vergemakkelijkte het aan de man brengen ervan overigens niet. De technici van verschillende automobielfabrikanten konden vaak maar moeilijk accepteren dat er een simpele oplossing was voor een oud probleem. En dat het een outsider was die ermee kwam aanzetten.

Begrip van het werkingsprincipe vereist desondanks een lenige geest. Om te beginnen is het nodig te begrijpen hoe een planetair tandwielstelsel werkt (Figuur 1). Het middelste tandwiel heet zonnewiel, de tandwielen die eromheen cirkelen de planeetwielen en de buitenste ring met inwendige vertanding het ringwiel. De planeetwielen draaien om assen die zijn gentegreerd in een planeetdrager.

Als de as met het zonnewiel de ingaande as is, kan met een planetair tandwielstelsel behalve de 1 op 1 overbrenging nóg een overbrengingsverhouding worden verwezenlijkt. Die komt beschikbaar als het ringwiel wordt stilgezet (bijvoorbeeld met een klemband). De planetaire tandwielen wikkelen zich dan tegen de binnenkant van het ringwiel af en op de satellietdrager kan een toerental worden afgetapt dat (bij gelijke afmetingen van zonne- en satelliettandwielen) in dezelfde richting loopt, maar op 1/3 van het oorspronkelijke toerental ligt. In automatische versnellingsbakken worden twee, drie of vier van deze tandwielstelsels achter elkaar gezet. In de hier geschetste Antonov-bak worden twee stelsels gebruikt, maar uitbreiding met nog een aantal is mogelijk.

Als de motor stationair loopt, draait de ingaande as (links) met een geringe snelheid. De koppeling A grijpt niet aan en de centrale as blijft stilstaan. Bij verhogen van het toerental worden onder invloed van de centrifugale krachten stalen rollen naar buiten gedrukt en komt koppeling A in aangrijping (Figuur 2). De centrale as gaat meedraaien. Het zonnewiel C draait met gelijk toerental als de motor en drijft de planeetwielen D aan. Het ringwiel E zou op zijn beurt ook mee gaan draaien als het niet "op slot' zat; een vrijloop staat het ringwiel toe slechts één kant op te draaien. Gevolg daarvan is dat de planeetwielen zich tegen de binnenkant van het ringwiel afwikkelen. Planeetdrager G en uitgaande as draaien nu in dezelfde richting als de motor, maar met een gereduceerd toerental. De auto rijdt weg en bevindt zich in de eerste versnelling. In dit geval 1:3,8.

Bij het overschakelen naar de tweede versnelling komt het bijzondere karakter van de bak tot uitdrukking (Figuur 3). Bij toenemend motortoerental komt behalve koppeling A ook koppeling J in aangrijping. Zonnewiel K, dat los om de centrale as kan draaien, staat in verbinding met deze koppeling en draait nu met gelijke snelheid als de motor. De planeetwielen gaan draaien en net als bij het achterste planeetstelsel, wikkelen ze zich af tegen het in één richting geblokkeerde ringwiel L. Resultaat: het planeetstelsel N draait met een snelheid die geringer is dan het motortoerental.

Dit planeetstelsel N is verbonden met ringwiel E van het achterste planetaire stelsel. Nu hebben we dus een situatie die gelijk is aan die tijdens de eerste versnelling. Zonnewiel C draait immers - zoals altijd - met de motorsnelheid. Er is echter één verschil: het ringwiel E staat nu niet stil, maar draait mee. Dat resulteert in een hogere snelheid van planeetdrager G en de uitgaande as, dus een geringere overbrengingsverhouding; 1:1,7 in dit voorbeeld.

Maar dit is niet alles. Terwijl de koppeling J in aangrijping is, wordt deze verbinding eigenlijk voortdurend tegengewerkt door een andere kracht. Het is de naar links gerichte axiale kracht op de centrale as die het resultaat is van de schuine vertanding van de zonne- en satellietwielen. Die axiale kracht treedt bij elke schuine vertanding op, maar in de Antonov-bak wordt die niet bestreden, maar benut. De axiale kracht is evenredig met het overgebrachte koppel. Als die kracht een bepaalde waarde overstijgt, zal de koppeling J weer losgedrukt worden. Het schakelpunt van eerste naar tweede versnelling zal dus afhangen van het toerental en het gevraagde vermogen. Ook het terugschakelen zal op deze manier gebeuren: bij plotseling gasgeven zal de axiale druk toenemen en de centrifugaalkoppeling weer worden losgedrukt. Omdat dit koppelen en ontkoppelen snel en achter elkaar kan optreden en het motorvermogen op twee manieren aan de uitgaande as wordt "aangeboden' (door zonnewiel C en ringwiel E) is het resultaat een vloeiende overgang van de eerste naar de tweede versnelling.

De overgang van versnelling 2 naar 3 (Figuur 4) verloopt op soortgelijke wijze als de overgang van 1 naar 2 . Als het toerental van de uitgaande as een zeker maximum overschrijdt, zullen de op centrifugaalkoppeling P gemonteerde gewichtjes naar buiten uitslaan en de koppeling aandrukken. Op dat moment zit in de bak alles aan elkaar vast, dus is de snelheid van de ingaande en de uitgaande as gelijk en de overbrengingsverhouding 1:1. Evenals bij de overgang van 1 naar 2 speelt ook hier de axiale kracht van de as een concurrerende rol.

Hoewel in deze opzet dus drie overbrengingsverhoudingen beschikbaar zijn, heeft Antonov inmiddels een ontwerp gemaakt voor een bak met twee stelsels waarin vier overbrengingen mogelijk zijn. De extra overbrenging komt dan nog voor de eerste en heeft een verhouding van 1:5,12. Hij wordt verwezenlijkt door de maximale vertraging van het eerste en het tweede planetaire stelsel tegelijkertijd te benutten. Ook is al een ontwerp gereed waarin met drie planetaire stelsels acht overbrengingsverhoudingen worden bereikt. Ook deze bak heeft een geringe lengte: 32 cm.

Regelmatig brengen verschillende deskundigen verslag uit over de kinderen van het Haagse Tyltylcentrum. Als voorbeeld dient de rapportage over de vijftienjarige M.