Manuelna transmisija

Manuelna transmisija

Među najvažnije delove, to jest sisteme svakog automobila se zasigurno ubraja i njegova transmisija. Svaki automobil mora obavezno imati svoju transmisiju, jer se koncepcija pravilnog rada motora zasniva i na optimalnom iskorišćavanju snage istog, kao i na pravilnom prenošenju realne snage motora na pokretačke točkove.

I sami znate sta bi se desilo kada bi bilo koji moderni automobil imao samo jednu tzv. “brzinu”, to jest kada bi se snaga i obrtaji motora direktno prenosili na diferencijal, odnosno točkove.

Ista stvar kao i sa, na primer, “Pony” biciklom. Ovaj bicikl okretaje pedala prenosi lancem do osovine zadnjeg točka, odnosno do jednog zupčanika na toj osovini. Taj zupčanik je obično neke srednje veličine i time se vrši kompromis između efikasnijeg starta i velike brzine. Naime, “ponika” može lepo i brzo da se startuje, ali da bi se omogućila makar približno velika brzina jednom recimo mauntin-bajku moralo bi se pristupiti ekstremno rapidnom okretanju pedala, što je najčešće vrlo teško i nemoguće. Zato danas moderni bicikli imaju po nekoliko zupčanika i na osovini i na pedalama, omogućavajući tako veoma raznovrsnu vožnju – lako savlađivanje strmih uzbrdica korišćenjem nižeg stepena prenosa, odnosno većeg zupčanika na osovini, i obrnuto za brzu vožnju po ravnim putevima i nizbrdicama.

Potpuno identičan, ali mnogo složeniji je princip kod automobila. Mnogi se verovatno pitaju zašto na biciklu danas imamo toliko veliki broj stepena prenosa (18 i više), a na kolima tek nekih 4-6? Odgovor je vrlo jasan – automobil troši gorivo i on se ne umara i tako može da se eksploatiše na račun veće potrošnje goriva. S druge strane, transmisija na ‘bajku’ je konstruisana tako da sto više smanji napor koji će neka osoba uložiti da pokrene isti – dakle, više zupčanika radi što lakše vožnje.

U ovu priču možemo nadovezati i teške kamione, autobuse i slična vozila. Svi znamo da spomenuti imaju menjače sa mnogo više stepeni prenosa nego li klasičan automobil, a to je uglavnom zbog specifičnih potreba tih vozila. Tu se računa na ekstremne situacije poput pokretanja jednog npr. velikog kamiona prepunog nekog teškog materijala – uzbrdo. U ovom slučaju nam je potrebna pre svega izuzetna snaga, a zatim i adaptirana transmisija – prva brzina ovog kamiona je specijalno podešena da kamion lakše savladava ovakve situacije. Kao i kod bicikla, prvi zupčanik u transmisionom sistemu ovakvog kamiona je izuzetno veliki i time se on vrlo lako može zarotirati, ali pritom zahtevajući veliki broj obrtaja motora. Ovim primerom se lako može objasniti i činjenica da se na ravnom putu kamion uvek iz mesta mirovanja pokreće iz druge, nekad i treće brzine. Jednostavno, prva se koristi samo u specijalnim slučajevima i nema neku upotrebnu vrednost u normalnoj vožnji.

Manuelna transmisijaDakle, sama koncepcija manuelne transmisije kod serijskih automobila je vrlo jasna i jednostavna. Generalno, u ovom sistemu imamo nekoliko zupčanika različite veličine koji su povezani sa točkovima preko diferencijala, koji su opet, sa druge strane, povezani drugim zupčanicima koje pokreće motor. Simple as that.

Jeste, koncepcija je zaista ta, ali u praksi tu postoji mali million detalja i osobina koje umnogome usložnjavaju čitav taj proces. Kao na primer, kako ubaciti transmisiju u rikverc? Za sada znamo da se automobil pokreće na osnovu obrtaja motora koji se prenose na pogonske točkove. Kako obrnuti smer okretanja tih obrtaja motora u suprotnu stranu kako bi automobil mogao da se kreće i unazad? Videćete kasnije, vrlo lako… Sada ćemo početi sa nekim osnovnim stvarima.

Svaki motor svakog automobila radi po istom principu – omogućava se rotiranje i tako postiže određeni broj obrtaja u minuti. Svaki motor individualno ima svoj interval obrtaja u kojem se on bezbedno vrti. To se najlakše vidi gledanjem u obrtometar na komandnoj tabli. Jače mašine imaju veći interval, dok se on značajno smanjuje kod dizel-mašina čime se objašnjava činjenica da se manuelni menjač sa šest stepeni prenosa najčešće sreće u jačim dizelašima. Jednostavno, njihov motor ulazi u “opasne obrtaje’ (crvenu zonu) već negde nakon 4000 obrtaja i samim tim zahteva veći broj stepena prenosa radi većeg iskorišćenja mogućnosti motora. Veliki broj brzina im omogućava jako brz start, ali i manju potrošnju goriva.

Tu je odmah i druga strana priče. Ako je neko nekada vozio Opel Kadett u GSI verziji, mogao je na njegovoj LCD komadnoj tabli primetiti grafički prikazan obrtometar. Sa strane preglednosti on nije bio nista posebno, ali nama ovde u nasoj priči dosta pomaže. Naime, primetili ste sigurno da je taj obrtometar nepravilnog oblika – to jest, napravljen je u obliku neke krive koordinatnog sistema na kojoj se očitava trenutni broj obrtaja motora. Ta kriva raste vrlo rapidno do nekih 5-5.500 obrtaja, da bi zatim naglo opala i završila se na nekih 7.000. Ta kriva zaista predstavlja krivu sa pravouglog koordinatnog sistema, i to onog pomoću kojeg se predstavlja obrtni momenat motora, odnosno njegova snaga u KS. Dakle, snaga raste od 1.000 obrtaja pa naviše, sve do spomenute tačke gde kriva doživljava svoj maksimum. Tada motor koristi svu svoju raspoloživu snagu, tj. radi na svom maksimumu.

Nakon tih 5.500 obrtaja (gde se nalazi maksimum) ulazi se lagano u crvenu zonu, motor se preopterećuje i snaga pritom opada. Nakon izvesnog vremena vožnje u crvenoj zoni, motor ce zasigurno eksplodirati! Cilj transmisije je, između ostalog i da se motor nikada ne okreće u crvenoj zoni, obezbeđujući bezbedan rad uz maksimalno bezbedno iskorišćenje njegovih mogućnosti kroz tih nekoliko, specijalno konstruisanih “brzina”.

Manuelna transmisija

Pre nego čto pređemo na upoznavanje osnovnih delova svake manuelne transmisije, treba objasniti još jednu stvar. Ako ste ikad čitali neki ozbiljniji auto časopis/katalog, mogli ste videti izvesne podatke o transmisionom odnosu za svaku od određenog broja brzina koje taj neki automobil poseduje.

Dakle, to su one cifre u obliku razmere – 2,399:1; 1,081:1; 0,887:1 itd. Šta to znači? To je zapravo odnos između broja obrtaja motora i broja obrtaja točkova, odnosno zupčanika u određenom stepenu prenosa. Uzmimo na primer ova tri gore spomenuta podatka.

U prvom slučaju, imamo odnos 2,399:1. Sa leve strane ove razmere uvek stoji broj obrtaja motora, dok jedinica sa desne predstavlja broj obrtaja autputa transmisije ka diferencijalu (praktično, broj obrtaja pogonskih točkova). Znači, pri 2399 obrtaja motora u minuti, autput transmisije će se obrnuti 1000 puta za isti vremenski period. Imajući u vidu da je ovaj odnos po veličini značajno na strani obrtaja motora (napravi 1399 vise obrtaja u minuti) dolazimo do nekakvog zaključka da je ovaj odnos karakterističan za prvi stepen prenosa nekog serijskog putničkog automobila.

Drugi gorespomenuti primer bi mogao biti neki treći ili četvrti stepen, dok treći primer zasigurno može biti poslednji u toj transmisiji – peti ili eventualno šesti, imajući u vidu manji broj obrtaja motora u odnosu na obrtaje autputa, točkova.

Manuelna transmisija
Konkretno objašnjenje kako manuelna transmisija funkcioniše ćemo prvo predstaviti na vrlo jednostavnom primeru dvostepene transmisije. Takav vid transmisije je prikazan i na slici koja prati ovaj pasus.

Dakle, sa slike možemo zapaziti nekoliko celina ovog prostog sistema. Idemo sleva na desno. Prvi na slici je zeleno obojeni zupčanik koji rotira oko svoje ose, koja je u ovom slučaju nastavak, odnosno autput sa samog motora vozila. Znaci, motor pravi određeni broj obrtaja koji se putem te zelene osovine prenosi na zeleni zupčanik i on, dakle, rotira istom brzinom i u istom smeru kao i motor.

Dalje imamo crveni zupčanik koji se nastavlja na zeleni. Oni su uvek vezani i uvek zavise od same brzine okretanja motora. Ovim zupčanikom i vezom između autputa motora i inputa transmisije se omogućava pokretanje donje transmisione osovine (‘layshaft’) koja, pored spomenutog crvenog zupčanika, sadrži još izvestan broj istih.

Taj broj preostalih zupčanika je jednak broju stepena prenosa (“brzina”) automobila. Ono što je ovde važno zapamtiti jeste to da se ova donja (crvena) osovina okreće istom brzinom, ili u uvek istom odnosu sa brzinom okretanja motora. Vezu između crvenih i plavih zupčanika najlakše možemo objasniti primerom sa početka ovog teksta – biciklom.

U našem ovde predstavljenom slučaju imamo crveni zupčanik, koji predstavlja zupčanik kod pedala na biciklu i plavi zupčanik, koji je zupčanik na zadnjoj osovini bicikla. Okretanjem pedala mi u realnom vremenu utičemo na pokretanje prvog zupčanika, koji je lancem vezan za jedan od onih zupčanika na zadnjoj osovini.

Na našem primeru, crveni zupčanik je onaj kojeg pokreće motor, dok su plavi vezani za osovinu koja predstavlja autput transmisionog sistema i vezana je za diferencijal, odnosno same pogonske točkove! Naravno, na slici se primećuje da su svi ovi zupčanici (po jedan crveni i plavi za svaki stepen prenosa) različite veličine i da, kada bi svi bili povezani (kao sto je na slici i prikazano) uopste ne bi bili sinhronizovani i to bi dovelo sigurno do pucanja osovine ili nekog od zupčanika.

E sada – tačno je da su svi crveni i plavi zupčanici vezani, ali, za razliku od crvenih, plavi se slobodno okreću oko svoje ose, odnosno nisu vezani za osovinu na kojoj se nalaze, imaju male lagere koji im omogućavaju slobodno rotiranje! Dakle, u našem slučaju ce oko svoje ose rotirati oba plava zupčanika, i to desni brže od levog.

Kako sada vezati osovinu koja jedina na našoj slici miruje i koja zapravo predstavlja autput i vezu transmisije sa točkovima? Lako – uz S… Ovde na scenu stupa ljubičasti deo, jedna posebna vrsta karike kružnog oblika, koja je specijalnom viljuškom vezana za samu ručicu menjača. Ova karika je, za razliku od plavih zupčanika, fiksirana za autput-osovinu!

Manuelna transmisija

Pomeranjem ručice menjača unapred (ubacivanjem u prvu brzinu), mi zapravo pomeramo ovu kariku unazad. On se tada vezuje za plavi zupčanik (zupčanik prvog stepena prenosa) i to tako što određena ispupčenja sa strane, na samoj karici, ulaze u udubljenja na plavom zupčaniku. Tako se ta karika i određeni zupčanik vezuju i, s obzirom da je ovaj prvi (karika) direktno vezan sa autput-osovinom, izvršavaju rotiranje. Tako se posredno vezuju zeleni, crveni i na kraju i određeni plavi zupčanik.

Na drugoj slici u ovom pasusu možemo videti našu dvostepenu transmisiju u prvom stepenu prenosa, dok je u gornjoj slici predstavljena ler pozicija. Ovo je zaista najjednostavniji prikaz manuelne transmisije i odmah u startu se nameće jedno pitanje: kako je moguće povezati kariku (ljubičasti deo na slici) sa plavim zupčanikom, ako smo ranije rekli da se plavi kreće u istom tempu kao i sam motor?

Kako je moguće tako lako izvršiti prebacivanje stepena prenosa kada je sve to u pokretu?! Pa, i nije moguće. Ovde dolazi do vrlo bitne uloge kvačila. Kvačilo na poseban način odvaja rad motora i osovine koja vodi do transmisionog sistema (zelena osovina na slici).

Time se na određeni trenutak zaustavlja rotiranje svih zupčanika unutar sistema, da bi se nesmetano povezali karika i zupčanik određenog stepena prenosa. Puštanjem pedale kvačila, ponovo se vezuju rad motora i transmisija, pa se tako rotiranje prenosi i na autput-osovinu transmisije putem određenog (plavog) zupčanika.
OK, lako je to sve bilo objasniti na primeru manuelne transmisije sa samo dva stepena prenosa, ali kako to sve izgleda kod, danas najčešće, petostepene transmisije? Princip je u suštini isti, samo što sada imamo više stepena prenosa, sto povlači više zupčanika, takođe imamo i posebne zupčanike za rikverc, kao i više viljuški vezanih za samu ručicu menjača.Manuelna transmisija

Na primeru sa dva stepena prenosa imali smo samo tri pozicije ručice menjača – LER (neutral), kada je pozicija ručice u sredini kao i sama pozicija karike (između plavog zupčanika prvog i drugog stepena prenosa); zatim PRVI stepen prenosa, kada pomeranjem ručice unapred kariku pomeramo unazad, povezujući je tako sa predviđenim zupčanikom i DRUGI stepen prenosa, kada ručicu pomeramo unazad. To je, dakle, klasična linijska transmisija.

Svi znamo da danas na serijskim automobilima imamo transmisiju H – tipa. Ona je takve, složenije koncepcije radi uspešnog uklapanja svih 4, 5 odnosno 6 stepeni prenosa. Petostepena transmisija sadrži 5 plavih zupčanika + rikverc, sto zahteva i 3 karike (po jedna između zupčanika prve i druge, treće i četvrte, pete brzine i rikverca) kao i 3 viljuške. Ovo možemo videti i na priloženoj slici koja nam slikovito prikazuje sistem petostepene transmisije.

Pomeranjem ručice ulevo aktiviraćemo prvu kariku, kada biramo da li ćemo je staviti u položaj za prvi ili drugi stepen prenosa. Vraćanjem ručice u centralni položaj aktiviraćemo drugu kariku koja se odnosi na treći i četvrti stepen, dok pomeranjem ručice u krajnji desni položaj u akciju stavljamo poslednju, treću kariku kada biramo između najveće, pete brzine i rikverca. Postoji nekoliko modaliteta ovog H-šablona, gde rikverc može biti i uz prvu ili drugu “brzinu”. Dakle, sam princip funkcionisanja ovog sistema je čak i jednostavan.

Složenost ovde predstavlja povezivanje, odnosno sinhronizacija između određenih zupčanika, to jest generalno između motora i transmisionog sistema. Zato su i bitni oni gorespomenuti odnosi između brzine rotiranja motora i autputa transmisije. I na samim slikama mozemo videti razliku u veličini između pojedinih zupčanika – (plavi) zupčanik prvog stepena prenosa je izrazito velikog, dok je njegov (crveni) zupčanik-pokretač izrazito malog prečnika. To omogućava veliki jaz u odnosu između brzine rotiranja motora i transmisije i omogućava lakše pokretanje automobila iz mesta, ali ne obećava veliku brzinu.

Samom tom logikom nalazimo da se dalje, kako se povećava broj stepena prenosa, (plavi) zupčanici koji se nalaze na autputu transmisije smanjuju a pokretači (crveni) povećavaju. U ovom sistemu postoje brojni detalji o kojima se mora voditi računa pri konstrukciji, kao na primer specijalni sinhronizeri koji pomažu lakšem povezivanju karika u transmisiji sa određenim zupčanikom uz pomoć frikcije između njih. Oni obezbeđuju minimalno vreme brzine promene stepena prenosa, ali konkretno o njihovom radu nećemo sada…Manuelna transmisija

Ostao sam Vam dužan još i princip funkcionisanja rikverca. Kao sto sam na početku teksta i rekao, princip hoda unazad je vrlo jednostavan. Rikverc funkcioniše kao i svaki drugi normalan stepen prenosa – dakle, ima svoj (plavi) zupčanik koji rotira slobodno oko svoj ose i koji je povezan pokretačkim (crvenim) zupčanikom. Jedina razlika kod ovog sistema je prisustvo još jednog ekstra zupčanika, vrlo malih dimenzija, koji se nalazi između plavog i crvenog (na slici). Logikom, taj mali zupčanik menja smer kretanja osovine autputa transmisije i tako obezbeđuje kretanje unazad. Odavde možemo uvideti da se automobil, sa ručicom u poziciji rikverca, mora obavezno nalaziti u stanju mirovanja! Ako se automobil kreće u leru, pritiskom na papučicu kvačila vi možete prebaciti u rikverc, ali nakon puštanja papučice doći će do ozbiljnog habanja (možda i eksplozije!) te određene karike i zupčanika jer ce se autput osovina i zupčanici kretati u suprotnom smeru.

Ovo je, u globalu, bilo najosnovnije što se može reći o sistemu manuelne transmisije. Treba imati u vidu da se svaki sistem ovakve transmisije razlikuje, ne samo od proizvođača do proizvođača, već i do modela automobila. Jer, kao što smo već rekli, tu su uvek različiti odnosi brzine rotiranja motora i osovine ka diferencijalu. Ipak, ideja i princip je uvek isti i uvek se ponavlja.

Preuzeto sa: www.automobilizam.net


Be the first to comment on "Manuelna transmisija"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*