Nyligen lärde jag mig begreppet "Power Split Transmission" och det verkar lika enkelt som genialt. PST grundar sig på en diferentialväxel, vanligtvis en planetväxel som mixar ihop drivkraft från två olika håll till fordonets drivhjul. Toyota Prius har PST för att blanda kraften mellan bensinmotor och elmotor samt möjliggöra att elmotorn används som generator.
Moderna jordbrukstraktorer har ibland PST som grenar upp motorkraften så att en del av kraften går via en vanlig stegad kuggväxellåda medan återstoden går via en steglös hydrostatisk transmission (hydraulmotor/hydraulpump). Det häftiga här är dels att endast en del av kraften behöver gå via den relativt ineffektiva hydrostaten, dels att hydrostatens arbetsområde bara behöver täcka steget mellan två växlar i stället för hela hastighetsregistret.
Åtminstone är det så här jag har fattat saken. När jag började fundera i egna banor kring hur en hydrostat (eller kanske en kilremsvariator) skulle kunna arbeta "omvänt" över en differentialväxel, kom snart en svår huvudvärk... Min grundidé är att utväxlingarna skulle väljas så att all kraft går via en effektiv fast kuggväxel vid marschfart, samtidigt som den steglösa utväxlingen står helt stilla. Därmed blir förlusterna i hydrauliken noll. Vid stillastående körs i stället hydrostaten i en relativt hög hastighet med riktning motsatt den från motorn så att summan i differentialen blir noll och drivhjulen står stilla. När man sedan vill köra iväg SÄNKER man hastigheten i hydrostaten mer och mer. Skillnadshastigheten ökar och drivhjulen går allt fortare.
Vill man köra fortare än marschfarten eller sänka motorvarvet under det normala låter man hydrostaten gå med omvänd rotationsriktning. Hydrostatens förluster borde då öka igen ju fortare man kör. Detta driftfall borde också kunna fungera lite som ett frihjul med relativt små förluster (men förstås högre än om ett "riktigt" frihjul användes.
Backväxel får man genom att låta hydrostaten gå aningen FORTARE än den direktdrivande "kraftgrenen" genom Power Split-differentialen. Alltså något fortare än det utväxlingsförhållande som efter "blandning" i PS-diffen ger summan noll och stillastående drivhjul.
Men tänker jag rätt här? Och tänker jag i så fall bra? Om teorierna håller blir förlusterna minimala vid landsvägskörning då effektiviteten verkligen behöver vara på topp. Vid körning i låg hastighet borde förlusterna inte heller bli speciellt stora eftersom hydrostaten inte behöver föra över ett högt vridmoment. Å andra sidan måste den arbeta med högt varvtal och detta ger kanske de största förlusterna. Vid mellanhastighet kanske förlusterna ändå blir hyfsat bra eftersom endast ungefär hälften av den överförda kraften behöver passera hydrostaten. Det blir kanske inte den optimala transmissionen för ett stadsfordon men om mina idéer håller kan det bli en hyfsad kompromiss och en förträfflig landsvägsmaskin.
En del praktiska bekymmer kan jag tänka mig uppstår. T.ex. uppstår en "slirning" inuti hydrostaten då dess hastighet ska vara noll för att ge effektiv landsvägsfart. Slirningen beror på internt oljeläckage, och måste då kompenseras för genom att hydrostaten får arbeta en smula för att hålla emot. Det effektivaste i detta driftfall är förmodligen att helt koppla ur hydrostatens primäraxel och låsa fast sekundäraxeln med någon slags broms.
Jag ser också en risk att stillastående "drift" kan bli instabil, i synnerhet innan hydrostaten luftat ur sig och värmt upp sig. Vid minsta obalans mellan kuggdriftsgrenen och hydrostatgrenen kommer drivhjulen att rycka till åt endera hållet. Läget för totalt stillastående med motorn i drift kommer förmodligen att skilja sig efter hur varm oljan i hydrostaten är.
Men på det stora hela, tror ni en sådan transmission kan fungera i praktiken? Det enda jag är helt övertygad om är att effektiviteten blir mycket hög vid marschfart. Jag har en MC-bil med havererad motor (dyrt att fixa), en Eaton hydrostat och en Kubota dieselmotor. Det stora hindret blir att hitta en lämplig differential av planetväxeltyp. En bakaxeldiff kan säkert fungera principiellt men det blir troligen ett fasligt morrande av de rakskurna smådreven. Kanske en "norrlandsväxel från en gammal Volvo kan vara något att bygga på, även om det blir väldigt klumpigt?
