Informacije

Manuelna transmisija12.07.2005. @ 14:45:07
Galerija slika
Poaljite komentar
Reprint od 22.03.2004.


Medju najvaznije 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 iskoriscavanju snage istog, kao i na pravilnom prenosenju realne snage motora na pokretacke tockove. 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 tockove. Ista stvar kao i sa, na primer, “Pony” biciklom. Ovaj bicikl okretaje pedala prenosi lancem do osovine zadnjeg tocka, odnosno do jednog zupcanika na toj osovini. Taj zupcanik je obicno neke srednje velicine i time se vrsi kompromis izmedju efikasnijeg starta i velike brzine. Naime, “ponika” moze lepo i brzo da se startuje, ali da bi se omogucila makar priblizno velika brzina jednom recimo mauntin-bajku moralo bi se pristupiti ekstremno rapidnom okretanju pedala, sto je najcesce vrlo tesko i nemoguce. Zato danas moderni bicikli imaju po nekoliko zupcanika i na osovini i na pedalama, omogucavajuci tako veoma raznovrsnu voznju – lako savladjivanje strmih uzbrdica koriscenjem nizeg stepena prenosa, odnosno veceg zupcanika na osovini, i obrnuto za brzu voznju po ravnim putevima i nizbrdicama. Potpuno identican, ali mnogo slozeniji je princip kod automobila. Mnogi se verovatno pitaju zasto na biciklu danas imamo toliko veliki broj stepena prenosa (18 i vise), a na kolima tek nekih 4-6? Odgovor je vrlo jasan – automobil trosi gorivo i on se ne umara i tako moze da se eksploatise na racun vece potrosnje goriva. S druge strane, transmisija na ‘bajku’ je konstruisana tako da sto vise smanji napor koji ce neka osoba uloziti da pokrene isti – dakle, vise zupcanika radi sto lakse voznje. U ovu pricu mozemo nadovezati i teske kamione, autobuse i slicna vozila. Svi znamo da spomenuti imaju menjace sa mnogo vise stepeni prenosa nego li klasican automobil, a to je uglavnom zbog specificnih potreba tih vozila. Tu se racuna na ekstremne situacije poput pokretanja jednog npr. velikog kamiona prepunog nekog teskog materijala - uzbrdo. U ovom slucaju nam je potrebna pre svega izuzetna snaga a zatim i adaptirana transmisija – prva brzina ovog kamiona je specijalno podesena da kamion lakse savladava ovakve situacije. Kao i kod bicikla, prvi zupcanik u transmisionom sistemu ovakvog kamiona je izuzetno veliki i time se on vrlo lako moze zarotirati, ali pritom zahtevajuci veliki broj obrtaja motora. Ovim primerom se lako moze objasniti i cinjenica da se na ravnom putu kamion uvek iz mesta mirovanja pokrece iz druge, nekad i trece brzine. Jednostavno, prva se koristi samo u specijalnim slucajevima i nema neku upotrebnu vrednost u normalnoj voznji.



Dakle, sama koncepcija manuelne transmisije kod serijskih automobila je vrlo jasna i jednostavna. Generalno, u ovom sistemu imamo nekoliko zupcanika razlicite velicine koji su povezani sa tockovima preko diferencijala, koji su opet, sa druge strane, povezani drugim zupcanicima koje pokrece motor. Simple as that. Jeste, koncepcija je zaista ta, ali u praksi tu postoji mali million detalja i osobina koje umnogome usloznjavaju citav taj proces. Kao na primer, kako ubaciti transmisiju u rikverc? Za sada znamo da se automobil pokrece na osnovu obrtaja motora koji se prenose na pogonske tockove. Kako obrnuti smer okretanja tih obrtaja motora u suprotnu stranu kako bi automobil mogao da se krece i unazad? Videcete kasnije, vrlo lako… Sada cemo poceti sa nekim osnovnim stvarima. Svaki motor svakog automobila radi po istom principu – omogucava se rotiranje i tako postize odredjeni broj obrtaja u minuti. Svaki motor individualno ima svoj interval obrtaja u kojem se on bezbedno vrti. To se najlakse vidi gledanjem u obrtometar na komandnoj tabli. Jace masine imaju veci interval, dok se on znacajno smanjuje kod dizel-masina cime se objasnjava cinjenica da se manuelni menjac sa sest stepeni prenosa najcesce srece u jacim dizelasima. Jednostavno, njihov motor ulazi u “opasne obrtaje’ (crvenu zonu) vec negde nakon 4000 obrtaja i samim tim zahteva veci broj stepena prenosa radi veceg iskoriscenja mogucnosti motora. Veliki broj brzina im omogucava jako brz start, ali i manju potrosnju goriva. Tu je odmah i druga strana price. Ako je neko nekada vozio Opel Kadett u GSI verziji, mogao je na njegovoj LCD komadnoj tabli primetiti graficki prikazan obrtometar. Sa strane preglednosti on nije bio nista posebno, ali nama ovde u nasoj prici dosta pomaze. Naime, primetili ste sigurno da je taj obrtometar nepravilnog oblika – to jest, napravljen je u obliku neke krive koordinatnog sistema na kojoj se ocitavaja trenutni broj obrtaja motora. Ta kriva raste vrlo rapidno do nekih 5-5.500 obrtaja, da bi zatim naglo opala i zavrsila se na nekih 7.000. Ta kriva zaista predstavlja krivu sa pravouglog koordinatnog sistema, i to onog pomocu kojeg se predstavlja obrtni momenat motora, odnosno njegova snaga u KS. Dakle, snaga raste od 1.000 obrtaja pa navise, sve do spomenute tacke gde kriva dozivljava svoj maksimum. Tada motor koristi svu svoju raspolozivu snagu, tj. radi na svom maksimumu. Nakon tih 5.500 obrtaja (gde se nalazi maksimum) ulazi se lagano u crvenu zonu, motor se preopterecuje i snaga pritom opada. Nakon izvesnog vremena voznje u crvenoj zoni, motor ce zasigurno eksplodirati! Cilj transmisije je, izmedju ostalog i da se motor nikada ne okrece u crvenoj zoni, obezbedjujuci bezbedan rad uz maksimalno bezbedno iskoriscenje njegovih mogucnosti kroz tih nekoliko, specijalno konstruisanih “brzina”. Pre nego sto predjemo na upoznavanje osnovnih delova svake manuelne transmisije, treba objasniti jos jednu stvar. Ako ste ikad citali neki ozbiljniji auto casopis/katalog, mogli ste videti izvesne podatke o transmisionom odnosu za svaku od odredjenog 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. Sta to znaci? To je zapravo odnos izmedju broja obrtaja motora i broja obrtaja tockova, odnosno zupcanika u odredjenom stepenu prenosa. Uzmimo na primer ova tri gorespomenuta podatka. U prvom slucaju, 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 (prakticno, broj obrtaja pogonskih tockova). Znaci, pri 2399 obrtaja motora u minuti, autput transmisije ce se obrnuti 1000 puta za isti vremenski period. Imajuci u vidu da je ovaj odnos po velicini znacajno na strani obrtaja motora (napravi 1399 vise obrtaja u minuti) dolazimo do nekakvog zakljucka da je ovaj odnos karakteristican za prvi stepen prenosa nekog serijskog putnickog automobila. Drugi gorespomenuti primer bi mogao biti neki treci ili cetvrti stepen, dok treci primer zasigurno moze biti poslednji u toj transmisiji – peti ili eventualno sesti, imajuci u vidu manji broj obrtaja motora u odnosu na obrtaje autputa, tockova.



Konkretno objasnjenje kako manuelna transmisija funkcionise cemo prvo predstaviti na vrlo jednostavnom primeru dvostepene transmisije. Takav vid transmisije je prikazan i na slici koja prati ovaj pasus. Dakle, sa slike mozemo zapaziti nekoliko celina ovog prostog sistema. Idemo sleva na desno. Prvi na slici je zeleno obojeni zupcanik koji rotira oko svoje ose, koja je u ovom slucaju nastavak, odnosno autput sa samog motora vozila. Znaci, motor pravi odredjeni broj obrtaja koji se putem te zelene osovine prenosi na zeleni zupcanik i on, dakle, rotira istom brzinom i u istom smeru kao i motor. Dalje imamo crveni zupcanik koji se nastavlja na zeleni. Oni su uvek vezani i uvek zavise od same brzine okretanja motora. Ovim zupcanikom i vezom izmedju autputa motora i inputa transmisije se omogucava pokretanje donje transmisione osovine (‘layshaft’) koja, pored spomenutog crvenog zupcanika, sadrzi jos izvestan broj istih. Taj broj preostalih zupcanika je jednak broju stepena prenosa (“brzina”) automobila. Ono sto je ovde vazno zapamtiti jeste to da se ova donja (crvena) osovina okrece istom brzinom, ili u uvek istom odnosu sa brzinom okretanja motora. Vezu izmedju crvenih i plavih zupcanika najlakse mozemo objasniti primerom sa pocetka ovog teksta – biciklom. U nasem ovde predstavljenom slucaju imamo crveni zupcanik, koji predstavlja zupcanik kod pedala na biciklu i plavi zupcanik, koji je zupcanik na zadnjoj osovini bicikla. Okretanjem pedala mi u realnom vremenu uticemo na pokretanje prvog zupcanika, koji je lancem vezan za jedan od onih zupcanika na zadnjoj osovini. Na nasem primeru, crveni zupcanik je onaj kojeg pokrece motor, dok su plavi vezani za osovinu koja predstavlja autput transmisionog sistema i vezana je za diferencijal, odnosno same pogonske tockove! Naravno, na slici se primecuje da su svi ovi zupcanici (po jedan crveni i plavi za svaki stepen prenosa) razlicite velicine 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 zupcanika. E sada – tacno je da su svi crveni i plavi zupcanici vezani, ali, za razliku od crvenih, plavi se slobodno okrecu oko svoje ose, odnosno nisu vezani za osovinu na kojoj se nalaze, imaju male lagere koji im omogucavaju slobodno rotiranje! Dakle, u nasem slucaju ce oko svoje ose rotirati oba plava zupcanika, i to desni brze od levog. Kako sada vezati osovinu koja jedina na nasoj slici miruje i koja zapravo predstavlja autput i vezu transmisije sa tockovima? Lako – uz S… Ovde na scenu stupa ljubicasti deo, jedna posebna vrsta karike kruznog oblika, koja je specijalnom viljuskom vezana za samu rucicu menjaca. Ova karika je, za razliku od plavih zupcanika, fiksirana za autput-osovinu! Pomeranjem rucice menjaca unapred (ubacivanjem u prvu brzinu), mi zapravo pomeramo ovu kariku unazad. On se tada vezuje za plavi zupcanik (zupcanik prvog stepena prenosa) i to tako sto odredjena ispupcenja sa strane, na samoj karici, ulaze u udubljenja na plavom zupcaniku. Tako se ta karika i odredjeni zupcanik vezuju i, s obzirom da je ovaj prvi (karika) direktno vezan sa autput-osovinom, izvrsavaju rotiranje. Tako se posredno vezuju zeleni, crveni i na kraju i odredjeni plavi zupcanik. Na drugoj slici u ovom pasusu mozemo videti nasu 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 namece jedno pitanje: kako je moguce povezati kariku (ljubicasti deo na slici) sa plavim zupcanikom, ako smo ranije rekli da se plavi krece u istom tempu kao i sam motor? Kako je moguce tako lako izvrsiti prebacivanje stepena prenosa kada je sve to u pokretu?! Pa, i nije moguce. Ovde dolazi do vrlo bitne uloge kvacila. Kvacilo na poseban nacin odvaja rad motora i osovine koja vodi do transmisionog sistema (zelena osovina na slici). Time se na odredjeni trenutak zaustavlja rotiranje svih zupcanika unutar sistema, da bi se nesmetano povezali karika i zupcanik odredjenog stepena prenosa. Pustanjem pedale kvacila, ponovo se vezuju rad motora i transmisija, pa se tako rotiranje prenosi i na autput-osovinu transmisije putem odredjenog (plavog) zupcanika.



OK, lako je to sve bilo objasniti na primeru manuelne transmisije sa samo dva stepena prenosa, ali kako to sve izgleda kod, danas najcesce, petostepene transmisije? Princip je u sustini isti, samo sto sada imamo vise stepena prenosa, sto povlaci vise zupcanika, takodje imamo i posebne zupcanike za rikverc, kao i vise viljuski vezanih za samu rucicu menjaca. Na primeru sa dva stepena prenosa imali smo samo tri pozicije rucice menjaca – LER (neutral), kada je pozicija rucice u sredini kao i sama pozicija karike (izmedju plavog zupcanika prvog i drugog stepena prenosa); zatim PRVI stepen prenosa, kada pomeranjem rucice unapred kariku pomeramo unazad, povezujuci je tako sa predvidjenim zupcanikom i DRUGI stepen prenosa, kada rucicu pomeramo unazad. To je, dakle, klasicna linijska transmisija. Svi znamo da danas na serijskim automobilima imamo transmisiju H – tipa. Ona je takve, slozenije koncepcije radi uspesnog uklapanja svih 4, 5 odnosno 6 stepeni prenosa. Petostepena transmisija sadrzi 5 plavih zupcanika + rikverc, sto zahteva i 3 karike (po jedna izmedju zupcanika prve i druge, trece i cetvrte, pete brzine i rikverca) kao i 3 viljuske. Ovo mozemo videti i na prilozenoj slici koja nam slikovito prikazuje sistem petostepene transmisije. Pomeranjem rucice ulevo aktiviracemo prvu kariku, kada biramo da li cemo je staviti u polozaj za prvi ili drugi stepen prenosa. Vracanjem rucice u centralni polozaj aktiviracemo drugu kariku koja se odnosi na treci i cetvrti stepen, dok pomeranjem rucice u krajnji desni polozaj u akciju stavljamo poslednju, trecu kariku kada biramo izmedju najvece, pete brzine i rikverca. Postoji nekoliko modaliteta ovog H-sablona, gde rikverc moze biti i uz prvu ili drugu “brzinu”. Dakle, sam princip funkcionisanja ovog sistema je cak i jednostavan. Slozenost ovde predstavlja povezivanje, odnosno sinhronizacija izmedju odredjenih zupcanika, to jest generalno izmedju motora i transmisionog sistema. Zato su i bitni oni gorespomenuti odnosi izmedju brzine rotiranja motora i autputa transmisije. I na samim slikama mozemo videti razliku u velicini izmedju pojedinih zupcanika – (plavi) zupcanik prvog stepena prenosa je izrazito velikog, dok je njegov (crveni) zupcanik-pokretac izrazito malog precnika. To omogucava veliki jaz u odnosu izmedju brzine rotiranja motora i transmisije i omogucava lakse pokretanje automobila iz mesta,ali ne obecava veliku brzinu. Samom tom logikom nalazimo da se dalje, kako se povecava broj stepena prenosa, (plavi) zupcanici koji se nalaze na autputu transmisije smanjuju a pokretaci (crveni) povecavaju. U ovom sistemu postoje brojni detalji o kojima se mora voditi racuna pri konstrukciji, kao na primer specijalni sinhronizeri koji pomazu laksem povezivanju karika u transmisiji sa odredjenim zupcanikom uz pomoc frikcije izmedju njih. Oni obezbedjuju minimalno vreme brzine promene stepena prenosa, ali konkretno o njihovom radu necemo sada… Ostao sam Vam duzan jos i princip funkcionisanja rikverca. Kao sto sam na pocetku teksta i rekao, princip hoda unazad je vrlo jednostavan. Rikverc funkcionise kao i svaki drugi normalan stepen prenosa – dakle, ima svoj (plavi) zupcanik koji rotira slobodno oko svoj ose i koji je povezan pokretackim (crvenim) zupcanikom. Jedina razlika kod ovog sistema je prisustvo jos jednog ekstra zupcanika, vrlo malih dimenzija, koji se nalazi izmedju plavog i crvenog (na slici). Logikom, taj mali zupcanicic menja smer kretanja osovine autputa transmisije i tako obezbedjuje kretajne unazad. Odavde mozemo uvideti da se automobil, sa rucicom u poziciji rikverca, mora obavezno nalaziti u stanju mirovanja! Ako se automobil krece u leru, pritiskom na papucicu kvacila vi mozete prebaciti u rikverc, ali nakon pustanja papucice doci ce do ozbiljnog habanja (mozda i eksplozije!) te odredjene karike i zupcanika jer ce se autput osovina i zupcanici kretati u suprotnom smeru.



Ovo je, u globalu, bilo najosnovnije sto se moze reci o sistemu manuelne transmisije. Treba imati u vidu da se svaki sistem ovakve transmisije razlikuje, ne samo od proizvodjaca do proizvodjaca, vec i do modela automobila. Jer, kao sto smo vec rekli, tu su uvek razliciti odnosi brzine rotiranja motora i osovine ka diferencijalu. Ipak, ideja i princip je uvek isti i uvek se ponavlja. U sledecem tekstu cemo nesto blize upoznati sistem automatske transmisije, koja jos vise doprinosi komforu u voznji. Licno vise preferiram manuelnu, jer tada ja kao individua odredjujem svoj stil voznje i, uopste, umnogome uticem na voznju. Ali ipak, za gradsku voznju – automatika je “dusu dala”!