Bezpečnosť a komfort sa ale odráža vo vyššej hmotnosti, a to znamená vyššiu spotrebu paliva. Výsledkom je nutnosť použitia stále dômyselnejších technológií v každom kroku vývoja automobilu.

Vzniknutá situácia si vyžiadala ľahšie a vysoko pevné materiály, ekonomickejšie motory a nasadenie hybridných technológií. To isté platí pre viacstupňové samočinné prevodovky s elektronickým riadením, akou je napr. nová osemstupňová prevodovka v modeli Lexus LS 460. Vďaka nej môže motor stabilne pracovať s najvyššou účinnosťou, pretože prevodovka pracuje s optimálnym prevodovým pomerom vzhľadom k danej jazdnej situácii.

V dobách, kedy spotreba paliva nehrala tak dôležitú úlohu, sa vodiči radi sami rozhodovali, akú rýchlosť zaradia – manuálne, ručným preradením na radiacom ústrojenstve, prípadne pomocou funkcie „kick down”. Náklady na pohonné hmoty však raketovo vzrástli a bolo potrebné zapojiť počítačom riadenú automatickú zmenu prevodov tak, aby bol vždy použitý optimálny prevodový pomer. Spočiatku medzi najväčšie problémy patrila nízka účinnosť väčšiny samočinných prevodoviek, pomerne pomalá zmena prevodov a nevýhoda vyššej hmotnosti pri zvýšení počtu prevodových stupňov.

Veľa z týchto faktorov bolo z väčšej časti prekonaných pred niekoľkými rokmi, kedy technici z vývojového centra Lexus v japonskej prefektúre Aichi predstavili šesťstupňovú samočinnú prevodovku. Konkurencia sa však rozhodla zvýšiť objem motora tak, aby vyhovel nárokom na výkon automobilu. Preto sa technici značky Lexus rozhodli, v prípade modelu LS 460, získať špičkový výkon a najvyššiu možnú účinnosť z pohonnej jednotky o objeme 4,6 litra, u ktorej optimalizovali hmotnosť a spotrebu paliva.

V rámci svojho snaženia vytvorili osemstupňovú samočinnú prevodovku. Pri jej vývoji úplne prehodnotili technológiu zmeny prevodových stupňov. V technickej reči to možno vyjadriť tak, že začlenili dvojité planétové súkolie do súkolia Ravigneaux v kombinácii s lamelovou spojkou so štyrmi kotúčmi, jednou voľnobežkou a dvomi kotúčovými brzdami s vnútorným polohovaním.

Súčasne maximálne využili potenciál spoľahlivosti vnútorných komponentov z ľahkých kovových materiálov. Potom plne optimalizovali hydraulické systémy používané pre ich aktiváciu. Výsledok uložili do veľmi kompaktného hliníkového obalu z jedného kusu: veľkosť ani hmotnosť novej osemstupňovej prevodovky sa v porovnaní so šesťstupňovým ústrojenstvom, ktoré je týmto nahradené, prakticky nezmenila. Na prvý pohľad to znie celkom jednoducho, ale vývoj novej prevodovky bol nesmierne náročný.

Pre vodiča to ale znamená, že prevodovka rýchle reaguje na jeho pokyny. Vďaka konštrukcii prevodového ústrojenstva je možné radiť nesekvenčne, a tak reagovať na všetky jazdné podmienky, napríklad pri prudkom spomaľovaní alebo miernejšom zrýchľovaní, kedy sa radenie prevodovky rozhodne preskočiť jeden či dva prevodové stupne, aby sa znížili otrasy pri radení. Tento jedinečný mechanizmus rovnako odstránil určitý pocit nepresnosti a krátke úbytky výkonu, ktoré bolo možné postrehnúť u starších prevodoviek s pomalším radením. Dokonalým zladením prevodových pomerov s krútiacim momentom a výkonom motora bol získaný úplne nový rozmer spočívajúci v ľahkom dávkovaní vysokého výkonu. Nové prevodové ústrojenstvo sa vďaka svojej nízkej hmotnosti a účinnosti viac než osvedčilo i z pohľadu spotreby paliva. To všetko znamená, že čas a úsilie vývojových technikov prémiovej značky Lexus bol strávený nanajvýš produktívne.

8-STUPŇOVÁ AUTOMATICKÁ PREVODOVKA
Úplne nová 8-stupňová automatická prevodovka obsahuje špičkovú elektroniku, ktorá priebežne riadi optimálny výber prevodových stupňov a optimálny krútiaci moment, čím posilňuje schopnosť nového 4.6-litrového V8 motora kombinovať konkurenčné úrovne výkonnosti s výbornou spotrebou paliva.

Konštrukcia
Skriňa prevodovky je skonštruovaná jako jeden celok a vyrobená odlievaním z hliníku pre minimalizáciu hmotnosti a maximalizovanie pevnosti.

Vďaka miniaturizácii dielov, vylepšenému hydraulickému okruhu s menej komponentmi a účinnejšiemu prevodovému ústrojenstvu sú vonkajšie rozmery novej prevodovky rovnaké ako u 6-stupňovej automatickej prevodovky v LS 430. Nová skriňa je o 10% ľahšia, pritom o 30% tuhšia ako jej 6-stupňový predchodca. Je celkovo len o 10% ťažšia, s hmotnosťou 95 kg a má o 22% vyššiu momentovú kapacitu.

Pre zaistenie hladkého zvládnutia 493 Nm krútiaceho momentu nového V8 motora bola vylepšená presnosť a pevnosť každého prevodového zubu. Bola použitá mikrolaserová technológia pri vyvinutí leštiaceho systému, ktorý umožňuje zreteľné zlepšenie v presnom opracovaní povrchových plôch prevodových zubov, pričom je zachovaná ich potrebná hrúbka. Výsledkom je, že výrobné tolerancie povrchov prevodových zubov boli znížené o približne 50% pre kombinovanie maximálnej torznej tuhosti s hladkým a jemným záberom zubov.

Použitie hliníku namiesto ocele na povrchovú úpravu prevodových zubov umožnilo dosiahnuť výrazné úspory hmotnosti. Navyše sú aj prstenec slncového kolesa a náboj spojky vyrobené z hliníku, čím sa znížila hmotnosť týchto komponentov o 50%.

Prevodové ústrojenstvo a hydraulická kontrola
8-stupňový prevodový systém pozostáva z dvojitej skupiny planétových súkolesí a skupiny planétového súkolesia typu Ravigneaux. Toto usporiadanie je doplnené štyrmi kotúčovými spojkami, jednou jednosmernou spojkou a dvoma kotúčovými brzdami. Pre zaistenie najhladšej možnej jazdy môže nová prevodovka vykonať viacnásobné preradenia – zmenu o viac než len jeden prevodový stupeň naraz – pre optimalizovanie krútiaceho momentu pri všetkých podmienkach zaťaženia. Okrem toho, zatiaľ čo konvenčná kontrola radenia uvoľňuje jednu radiacu spojku pred zaradením druhej, nové 8-stupňové prevodové ústrojenstvo bolo navrhnuté tak, aby bol neustále prenášaný výkon prostredníctvom aspoň jednej z dvoch radiacich spojok, čím sa minimalizuje oneskorenie a ráz pri radení. Tým sa dosahuje bezpríkladná hladkosť prevádzky.

Nový hydraulický systém prevodovky kombinuje lineárny solenoidový ventil kontrolný ventil v jednej jednotke. Okrem toho, že to umožňuje dosiahnuť kompaktnosť jednotky, táto nová stratégia umožňuje ďalšie výrazné zníženie času zmeny prevodov. Zmena prevodu trvá len 350 milisekúnd, čo je o 41% rýchlejšie ako u 6-stupňovej prevodovky v LS 430 a nemá konkurenciu medzi ostatnými súpermi v segmente.

Nový hydraulický kontrolný systém
Použitím najširšieho rozsahu prevodových stupňov spomedzi konkurenčných prevodoviek ponúka nová Lexus 8-stupňová automatická prevodovka prvotriednu kombináciu výkonnosti a spotreby paliva. Spotreba paliva je ďalej zlepšená rozsiahlym znížením množstva vstrekovaného paliva do motora pri spomaľovaní a rozšírením pracovného rozsahu Kontroly neutrálu. Systém Kontroly neutrálu automaticky rozpojí zaradenie prevodovky v polohe ‘D’ počas času, kedy je vozidlo v chode na voľnobeh počas zastavenia, čím sa znižuje zaťaženie motora a zlepšuje spotreba paliva.

Minimálny hluk a vibrácie v pohonnom ústrojenstve
Keďže nie sú použité zvukovo izolačné materiály v konštrukcii komponentov pohonného ústrojenstva, dôkladná starostlivosť bola venovaná minimalizácii hluku a vibrácií systému prostredníctvom kombinácie presnej konštrukcie, optimálnej prevádzkovej rovnováhy a inovatívneho systému kontroly.

Rozsiahla analýza konštrukcie planétových prevodov odhalila, že keď sa spárujú prevody s rovnakým počtom zubov, akustický tlak sa zdvojnásobí z dôvodu rezonancie hluku.

Okrem výrazného zvýšenia presnosti výroby každého jednotlivého prevodu, bol tiež zvýšený počet miest uloženia aj veľkosť plochy každého jednotlivého ložiska pre zaistenie optimálnej rotačnej hladkosti a rovnováhy. Navyše bola zlepšená presnosť spojenia súkolesí diferenciálu a tuhosť kĺbového hnacieho hriadeľa. Nový trojkĺbový hnací hriadeľ, vyrobený s vyššími toleranciami, vytvára pružné spojenie s vynikajúcou výkonnosťou v oblasti hluku a vibrácií.

Ako u nového V8 motora, skúsenosť majstrovských remeselníkov je neoddeliteľnou súčasťou výrobného procesu, od dôkladnej analýzy na testovacej stolici a jemného vyladenia úrovní zvuku a vibrácií každej dokončenej prevodovky počas jej chodu. Je skontrolovaná rotačná rovnováha každého pohonného ústrojenstva, ako aj ohyb kĺbového hnacieho hriadeľa pri vysokých rýchlostiach a kvílenie prevodovky od súkolesí diferenciálu, aby bolo zaistené, že každé pohonné ústrojenstvo pracuje na úrovni hluku len 10 dB.














Zdroj: Toyota Motor Slovakia, s.r.o.