Πώς τελικά κινείται το αμάξι?(αυστηρά για μηχανικούς) Μέρος 1

Υπάρχει ένα πολύπλοκο σύστημα μετάδοσης ώστε η ροπή να φτάσει στο διαφορικό και από εκεί στους τροχούς και τα ελαστικά τα οποία είναι ουσιαστικά το μοναδικό στοιχείο που βρίσκεται σε συνεχή επαφή με το οδόστρωμα.

Από τα μηχανικά συστήματα μετάδοσης, στα κλασικά αυτόματα και από εκεί στα διπλοσύμπλεκτα, τα τελευταία χρόνια τα συστήματα μετάδοσης έχουν εξελιχθεί σημαντικά προσφέροντας ολοένα ομαλότερη μεταφορά της ισχύος, δίχως κραδασμούς και δονήσεις, με στρωτή και ταχύτερη μετάβαση της ροπής αλλά και λιγότερες απώλειες προς όφελος της κατανάλωσης και της απόδοσης.

Συμπλέκτης

O συμπλέκτης βρίσκεται ανάμεσα στην είσοδο ισχύος (βολάν στροφαλοφόρου) και την είσοδο ισχύος του κιβωτίου ταχυτήτων. Συμπεριλαμβανομένων και εκείνων που χρησιμοποιούνται στα συστήματα τετρακίνησης μπορούμε να πούμε πως υπάρχουν τρία συστήματα σύμπλεξης που χρησιμοποιούν την τριβή (μηχανικός συμπλέκτης), ηλεκτρισμό (ηλεκτρομαγνητικοί) και υδραυλικό υγρό (υδροδυναμικός). Αναλυτικότερα υπάρχουν οι συμπλέκτες με βολάν διπλής μάζας, οι μετατροπείς ισχύς, οι ηλεκτρομαγνητικοί συμπλέκτες, οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι αυτόματοι και οι διπλοί συμπλέκτες.

Συμπλέκτη διπλής μάζας

Πρόκειται για έναν σχετικά πρόσφατο τύπο συμπλέκτη που χρησιμοποιεί βολάν διπλής μάζας. Αναλυτικότερα το κύριο στοιχείο αυτή της διάταξης είναι πως ο σφόνδυλος (βολάν) είναι διαιρούμενος και αποτελείται από ένα ενδιάμεσο μέρος και το κυρίως βολάν. Το ενδιάμεσο εξάρτημα φέρει περιφερειακά ελατήρια που αποσβένουν τις ταλαντώσεις και τους κραδασμούς κατά την σύμπλεξη. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ομαλότερη σύμπλεξη μειώνοντας τους κραδασμούς κατά την μεταφορά της ισχύος.

Κιβώτια ταχυτήτων

Τα κιβώτια ταχυτήτων (σασμάν) ονομάζονται έτσι γιατί ουσιαστικά μοιάζουν με «κουτιά που περιέχουν γρανάζια» (εξού και ο αγγλικός ορισμός «gearbox»). Σκοπός τους είναι να μεταφέρουν την ισχύ από τον συμπλέκτη στοο διαφορικό και από εκεί στους τροχούς και να δημιουργούν μεταβλητή σχέση μετάδοσης με εμπλοκή γραναζιών διαφορετικής διαμέτρου ή με διαφορετικό αριθμό οδοντώσεων ώστε οι rpm του κινητήρα να διατηρούνται κοντά στην ωφέλιμη περιοχή.

Μεγαλύτερη διάμετρος σημαίνει μικρότερη ταχύτητα αλλά μεγαλύτερη στρεπτική ροπή, δηλαδή «…ότι χάνουμε σε ταχύτητα το κερδίζουμε σε δύναμη». Με λίγα λόγια τα κιβώτια μεταβάλουν την ροπή στρέψης και την ελκτική δύναμη του αυτοκινήτου (του κινητήρα), απομονώνουν την κίνηση (νεκρά) και φυσικά προσφέρουν δυνατότητα οπισθοπορείας (όπισθεν). Χωρίζονται σε πέντε μεγάλες κατηγορίες: στα μηχανικά κιβώτια (τα γνωστά χειροκίνητα), στα κλασικά αυτόματα, στα «ρομποτικά», στα «διπλοσύμπλεκτα» και στα τύπου CVT.

Ένα απλό κιβώτιο αποτελείται από το περίβλημα (κέλυφος ή case), τους άξονες και τους οδοντωτούς τροχούς (άξονες). Προσπερνώντας την παρωχημένη διάταξη με τα ολισθαίνοντα πάνω στους άξονες γρανάζια να πούμε πως στα κιβώτια σταθερής σύμπλεξης υπάρχουν δύο μεγάλοι άξονες, ο πρωτεύων που μεταφέρει τη ροπή από το συμπλέκτη και έχει σταθερό γρανάζι (εισόδου) με ίδιες rpm με τον στροφαλοφόρο. Ο δευτερεύων βρίσκεται παράλληλα και βρίσκεται σε μόνιμη εμπλοκή με τον πρωτεύων όταν ο οδηγός δεν πατά συμπλέκτη.

Αναλυτικότερα τα γρανάζια βρίσκονται σε μόνιμη εμπλοκή μεταξύ τους ανά ζεύγη και γυρίζουν ελεύθερα στον άξονα τους («τρελά») μέχρι να κλειδώσει την κίνηση το ενδιάμεσο γρανάζι εμπλοκής (κόμπλερ, συνδετικός δακτύλιος) που γλιστρούν πάνω στον δευτερεύων άξονα. Κάθε φορά που ο οδηγός μετακινεί τον μοχλό μετακινείται και το αντίστοιχο κόμπλερ και με αυτό τον τρόπο η εμπλοκή των γραναζιών δεν γίνεται απευθείας αλλά μέσω των κόμπλερ για ομαλότερη και αθόρυβη λειτουργία. Τα παραπάνω είναι τα κιβώτια σταθερής σύμπλεξης.

Υπάρχουν τα ασυγχρόνιστα (για ειδικές εφαρμογές) και συγχρονισμένα κιβώτια (στα επιβατικά). Η διαφορά ανάμεσα σε ένα ασυγχρόνιστο και συγχρονισμένο κιβώτιο έχει να κάνει με ένα πρόσθετο «δακτυλίδι» που υπάρχει ανάμεσα στο κόμπλερ και στο κάθε γρανάζι ώστε να επιβραδύνει το γρανάζι της ταχύτητας και να κουμπώσει το κόμπλερ ομαλά. Με άλλα λόγια υπάρχουν ειδικοί κωνικοί συγχρονιστές (συγχρονιζέ) που κανονίζουν τις στροφές των γραναζιών ώστε να γίνεται ομαλά η σύμπλεξη.  Όπως θα δούμε παρακάτω στο απλό μηχανικό κιβώτιο βασίζονται τα αυτοματοποιημένα (ρομποτικά).

ΣειραΪκό κιβώτιο

Το σειραϊκό (και όχι σειριακό) προκύπτει από την διαδοχική αλλαγή των σχέσεων. Σε ένα πραγματικά σειραϊκό κιβώτιο (αν και χρησιμοποιούμε τον όρο αυτό για να περιγράψουμε ημιαυτόματα κιβώτια) οι σχέσεις κατεβαίνουν ή ανεβαίνουν με την σειρά σπρώχνοντας ή τραβώντας το λεβιέ ή τα paddles με βασικό μειονέκτημα την κυκλική αλλαγή (δηλ. αν υπάρχει κουμπωμένη 5η θα πρέπει να σπρωχτεί το λεβιέ 4 φορές για να κατεβάσεις σε 1η). Οι μοτοσικλέτες και τα γνωστά «παπάκια» έχουν την πιο απλή μορφή σειραϊκού κιβωτίου ενώ στους αγώνες εμφανίστηκαν την δεκαετία του 1980. Η διαδοχική τους αλλαγή προστατεύει από «σπασμένα» κιβώτια και η αρχή λειτουργίας βασίζεται κυρίως σε ασυγχρόνιστα γρανάζια όπου οι θέσεις τους αλλάζουν από ένα κύλινδρο (φανταστείτε κάτι σα «μύλο») αντί του κλασικού επιλογέα. Ο κύλινδρος οδηγεί τις φουρκέτες σε χαραγμένους οδηγούς σε κάθε βήμα της περιστροφής του.