Kézi kapcsolású
sebességváltók
A motor fordulatszáma azonban sokszorosa a hajtandó kerekek fordulatszámának, ezért fordulatszám-csökkentő (s lehetőleg egyben nyomaték-növelő) áttételre van szükség. Az ábra felső diagramja a motor nyomatéki karakterisztikáját mutatja a fordulatszám függvényében. Nincs szükség a görbe újrarajzolására akkor, ha a hajtott kerékre kimenő nyomatékot, vagy a keréken jelentkező vonóerőt akarjuk bemutatni: mindkettő egyszerű matematikai művelettel kiszámítható a motor nyomatékából a kiválasztott i áttétel figyelembevételével, majd a kapott értékeket új léptékű skálára írjuk fel. Ugyanígy kiszámítható, illetve skálázható a motor fordulatszámából a hajtott kerék fordulatszáma, illetve a jármű sebessége. A második ábrán látható a hajtott kerék fordulatszámának (illetve a jármű sebességének) a változása a motor fordulatszámának a függvényében háromféle áttétel esetén. Mivel az áttételek konstansok, a karakterisztika ("fűrészdiagram") egyenesekből áll. Pontozott vonal mutatja a sebesség alakulását a motor üzemi fordulatszám-tartománya alatt. Ezt a tartományt általában a tengelykapcsoló csúsztatásával hidaljuk át. A legnagyobb áttétel (I sebességfokozat, legalsó egyenes) esetén az a pontból elindulva a maximális motorfordulathoz is csak szerény járműsebesség tartozik. Ha ennél gyorsabban akarunk haladni, akkor a tengelykapcsoló nyitása után ki kell cserélni az áttételt valamivel kisebb értékre, majd zárjuk a tengelykapcsolót: a diagramon vízszintesen visszacsúszunk a II egyenesig. Ezt elvileg megtehetjuk a rózsaszínű mezőben bárhol, leghamarabb e motorfordulatszámnál, legkésőbb a maximális motorfordulatszámnál. Mi a b fordulatnál váltottunk áttételt (fekete vonal), így a motor fordulatszáma c értékre csökkent. A gázpedálra lépve megint növelni tudjuk - a motor fordulatszámával együtt - a jármű sebességét egy újabb "maximális" sebességig. Ha ez sem elég, akkor bárhol a második rózsaszínű mezőben visszacsúszva, újabb (III) fokozatot kapcsolhatunk be (a rajzon ezt d motorfordulatszámnál hajtottuk végre, minek következtében a motorfordulatot e-ről növelhetjük a sebesség növelése érdekében). A harmadik ábra az elsőt ismétli meg azzal a különbséggel, hogy nem egy, hanem három - különböző - áttételhez rajzoltuk meg a kerékre kifejtett forgatónyomatékot, illetve vonóerőt a sebesség függvényében. Ugyanide berajzoltuk a menetellenállás (útellenállás + légellenállás) diagramját is, ami megmutatja, mekkora lehet a gépjármű legnagyobb sebessége (amikor "elfogy" a gyorsításra rendelkezésre álló vonóerő). Aki kíváncsi a dinamikai számítás módszerére, megnézheti itt. (Utána ablakot bezárni!) A "sebességváltó" tehát nem is annyira sebességet vált, hanem áttételt, sebesség-fokozatot. E célra hosszú évtizedeken keresztül kézi kapcsolású fogaskerekes váltóműveket alkalmaztak, majd megjelentek az automatikus (elsősorban hidromechanikus, azaz bolygóművekkel és hidrodinamikus nyomatékváltóval épített), majd a fokozatnélküli (mechanikus, hidrosztatikus) sebességváltók, az utóbbi időben pedig divatba jöttek az automatizált kapcsolású és a kettős tengelykapcsolójú sebességváltók.
A kiválasztott fogaskerék-párok bekapcsolására két féle mód lehetséges. Sokáig a kapcsolandó fogaskeret bordázott tengelyre rakták, s kapcsoláskor egyszerűen eltolták a párjához, hogy fogazatuk egymásba csússzon.
Ilyen típusú 3+H fokozatú sebességváltó elvi vázlata látható a bal oldali ábrán. Természetesen a többfokozatú váltók felépítése igen nagy változatosságot mutat. Nézzük meg működését egy filmecskén.
Az utóbbiról annyit, hogy sokan "gyorsító" fokozatnak hívják, pedig pont gyorsításra nem való. Ezt olyankor érdemes használni, amikor tartósan megyünk nagy sebességgel (amihez "direkt"-ben nagy motorfordulatszám tartozna), a gyorsmeneti fokozatot bekapcsolva jelentősen csökken a motor fordulatszáma. Ha ilyenkor gyorsítani akarunk, például előzés céljából, bizony vissza kell kapcsolni a "direkt"-be.
Érdekes kapcsolási mód látható a bal oldali ábrán: a (kék) bejövő tengelyen szabadon forognak a fogaskerekek mindaddig, míg a cső belsejében lévő pálcával, illetve az azon lévő megvastagított szakasszal a valamelyik golyót be nem szorítjuk a hozzá tartozó fogaskerék megfelelően kialakított hornyába (a rajzon a III. fokozatéba). Ezek után nézzük meg az egyes szerkezeti elemek szerkezeti kialakításait . ...és most egy kis lazítás!
|