Kιβώτια ταχυτήτων

Επειδή με ενδιαφέρουν τα τεχνικα θέματα (ασχετα αν σπανίως πιανω κατσαβίδι ) το έψαξα λίγο και μάζεψα διάφορες πληροφορίες.

Παρακάτω βλέπουμε ένα απλό κιβώτιο ταχυτήτων 2 ταχυτήτων



Ο πράσινος άξονας έρχεται από τη μηχανή μέσω του συμπλέκτη. Ο πράσινος άξονας και το πράσινο γρανάζι
συνδέονται ως ενιαία μονάδα. (Ο συμπλέκτης είναι μια συσκευή που μας
αφήνει να συνδέσουμε και να αποσυνδέσουμε τη μηχανή και τη μετάδοση.
Όταν πατάμε το πεντάλ του συμπλέκτη, η μηχανή και η μετάδοση είναι
αποσυνδεμένες έτσι η μηχανή μπορεί να είναι αναμμένη (δηλαδή να
γυρνάει) ακόμα κι αν το αυτοκίνητο είναι ακίνητο. Όταν απελευθερώνουμε
το πεντάλ του συμπλέκτη, η μηχανή και ο πράσινος άξονας συνδέονται
άμεσα μεταξύ τους. Ο πράσινος άξονας και το πράσινο γρανάζι γυρίζουν στον ίδιο ρυθμό με τη μηχανή.

Ο κόκκινος άξονας και τα γρανάζια του συνδέονται επίσης ως ενιαίο κομμάτι, έτσι και αυτά περιστρέφονται σαν μια μονάδα. Ο πράσινος άξονας και ο κόκκινος άξονας συνδέονται άμεσα μέσω των γραναζιών τους (συνέχεια) έτσι ώστε όταν περιστρέφεται ο πράσινος άξονας, το ίδιο να κάνει και ο κόκκινος άξονας. Κατ' αυτό τον τρόπο, ο κόκκινος άξονας λαμβάνει τη δύναμή του άμεσα από τη μηχανή όποτε ο συμπλέκτης είναι πατημένος.

Ο κίτρινος άξονας είναι ένας αυλακωτός άξονας
που συνδέεται άμεσα με τον άξονα κίνησης μέσω του διαφορικού στις ρόδες
του αυτοκινήτου. Εάν οι ρόδες περιστρέφονται, το ίδιο κάνει και ο κίτρινος άξονας.

Τα μπλε γρανάζια «κάθονται» πάνω σε ρουλεμάν. Εάν η μηχανή είναι σβηστή αλλά το αυτοκίνητο τσουλάει, ο κίτρινος άξονας μπορεί να περιστρέφεται μέσα στα μπλε γρανάζια ενώ τα μπλε γρανάζια και ο κόκκινος άξονας να παραμένουν ακίνητα.

Ο σκοπός του μοβ κολάρου (collar) είναι να συνδέει ένα από τα δύο μπλε γρανάζια με τον κίτρινο άξονα κίνησης. Το κολάρο συνδέεται άμεσα με τον κίτρινο άξονα και περιστρέφεται συγχρόνως. Εντούτοις, το κολάρο αυτό μπορεί να γλιστρήσει αριστερά ή δεξιά κατά μήκος του κίτρινου άξονα για να κουμπώσει με τα μπλε γρανάζια. Τα δόντια του κολάρου μπορούν να συνδεθούν μέσω οπών που υπάρχουν στα μπλε γρανάζια και να κουμπώσουν.

Τώρα ας δούμε τι γίνεται όταν βάζουμε την πρώτη ταχύτητα.



Η παραπάνω εικόνα δείχνει πώς το κολάρο μετατοπίζεται στο δεξί μπλε γρανάζι, και το «κουμπώνει». Σε αυτήν την εικόνα, ο πράσινος άξονας από τη μηχανή γυρίζει τον κόκκινο άξονα, ο οποίος με τη σειρά του γυρίζει πλέον το δεξί μπλε γρανάζι. Αυτό το γρανάζι μεταβιβάζει την ενέργειά του μέσω του κολάρου στον κίτρινο άξονα κίνησης. Εν τω μεταξύ, το αριστερό μπλε γρανάζι συνεχίζει να γυρίζει, αλλά ελεύθερο πάνω στο ρουλεμάν του, κι έτσι δεν έχει καμία επίδραση στον κίτρινο άξονα.

Όταν το κολάρο είναι μεταξύ των δύο μπλε γραναζιών (όπως ήταν στην πρώτη εικόνα), η ταχύτητα είναι που λέμε σε «νεκρά».
Δηλαδή σε «νεκρά» και τα δύο μπλε γρανάζια γυρίζουν ελεύθερα πάνω στον κίτρινο άξονα με διαφορετικά ποσοστά, τα οποία ελέγχονται από τις αναλογίες των γραναζιών στον κόκκινο άξονα.(Αυτές οι αναλογίες είναι οι διαφορετικές σχέσεις των ταχυτήτων που διαβάζουμε καμιά φορά στα περιοδικά).

Συνακόλουθα:

Τώρα
πια καταλαβαίνουμε ότι αυτός ο φριχτός ήχος που ακούμε καμιά φορά από
το σασμάν όταν κουμπώσουμε λάθος μια ταχύτητα .... δεν προέρχεται από
το μπλέξιμο των δοντιών των γραναζιών. Αυτά όπως είδαμε είναι μόνιμα
συνδεδεμένα.
Ο ήχος προέρχεται από το μοβ κολάρο που προσπαθεί να κουμπώσει με ένα από τα μπλε γρανάζια κίνησης.

Synchronizers – Συγχρονιστές

Το
κιβώτιο ταχυτήτων που παρουσιάστηκε στα παραπάνω σχήματα είναι
απλουστευμένο και δεν έχει τα γνωστά συγχρονιζέ (τα εξηγούμε παρακάτω
τι είναι).Έτσι εάν χρησιμοποιούσαμε αυτό το κιβώτιο (δηλαδή χωρίς
συγχρονιζέ) θα έπρεπε να διπλοσυμπλεκτάρουμε κάθε φορά που θα θέλαμε να
αλλάξουμε μια ταχύτητα. Δηλαδή
·Πατάμε αρχικά το πεντάλ του
συμπλέκτη για να αποσυνδέσουμε τη μηχανή από τη μετάδοση. Αυτό βγάζει
την πίεση από τα δόντια του κολάρου κι έτσι μπορούμε να μετακινήσουμε
το κολάρο σε «νεκρά».
·Μετακινούμε το κολάρο στο επιθυμητό γρανάζι (μέσω του λεβιέ ταχυτήτων)
·Ξανα-αφήνουμε το πεντάλ του συμπλέκτη για να μεταδοθεί η κίνηση στο νέο επιλεγμένο γρανάζι.


Τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων χρησιμοποιούν τα γνωστά «συγχρονιζέ» για να εξαλείψουν την ανάγκη του διπλο-συμπλεκταρίσματος.
Σκοπός
τους είναι να επιτραπεί στο μοβ κολάρο και στο μπλε γρανάζι να
συνδεθούν μεταξύ τους μέσω τριβής προτού να κάνουν τα δόντια του μοβ
κολάρου το οριστικό κούμπωμα με το μπλε γρανάζι.
Με αυτόν τον τρόπο
επιτυγχάνεται το κολάρο και το γρανάζι να συγχρονίζουν τις ταχύτητές
περιστροφής τους προτού γίνει το οριστικό κούμπωμα τους.

Image Reduced (18.3K)

//


Ο κώνος στο μπλε γρανάζι μπαίνει στην αντίστοιχη
κωνική κοιλότητα του μοβ κολάρου, και η τριβή μεταξύ τους έχει σαν
αποτέλεσμα των συγχρονισμό των ταχυτήτων περιστροφής τους πριν γίνει το
τελικό κούμπωμα των δοντιών του ενός (μπλε γρανάζι) με τις οπές του
αλλού (μοβ κολάρο).


Εδώ βλέπουμε την κλιμάκωση ενός κλασικού 5-τάχυτου σασμάν.



Κιβώτιο ταχυτήτων σε μοτοσικλέτα.

Οι μοτοσικλέτες χρησιμοποιούν διαδοχικό κιβώτιο ταχυτήτων ή διαδοχική χειρωνακτική μετάδοση.
Σε
αυτού του τύπου τα κιβώτια συνεχίζουν να υπάρχουν κολάρα που
μετακινούνται για να κουμπώνουν πάνω σε γρανάζια μετάδοσης με τη
διαφορά όμως ότι αλλάζει πλέον ο τρόπος μετακίνησης τους.

Βασική
διαφορά είναι ότι σε ένα διαδοχικό κιβώτιο ταχυτήτων δεν μπορούμε να
«πηδήξουμε» ταχύτητες. Δηλαδή για να πάμε από την 1η στην 3η πρέπει να
περάσουμε απαραίτητα από τη 2α κ.ο.κ.

Στις μοτοσικλέτες η
μετακίνηση αυτή γίνετε με το λεβιέ που έχουμε στο πόδι μας. Στην ουσία
αυτές οι κινήσεις που κάνουμε περιστρέφουν έναν οδοντωτό κύλινδρο όπως
βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα:



Αυτός
ο κύλινδρος βλέπουμε ότι έχει πάνω του διάφορες αυλακώσεις. Με κάθε
πάτημα στο λεβιε αυτός ο κύλινδρος περιστρέφεται κάποιες μοίρες
αναγκάζοντας τους βραχίονες να κουμπώσουν το κολάρο σε διαφορετικό
γρανάζι κάθε φορά.

Εδώ μπορούμε να δούμε την λειτουργία του

·Το μοβ γρανάζι έχει την περιστροφή που προέρχεται από τον κινητήρα
·Το γρανάζι της 1ης ταχύτητας περιστρέφεται αλλά δεν γυρίζει ακόμα τον κίτρινο άξονα
·Την ώρα που γίνεται το zoom στο γράφημα ο οδοντωτός κύλινδρος περιστρέφεται μερικές μοίρες για να μπει η 1η ταχύτητα.
·Το πορτοκαλί κολάρο μετακινείτε και κουμπώνεται η 1η ταχύτητα.
·Τέλος η κίνηση αρχίζει και μεταδίδεται και στον κινητήριο άξονα

Πιο αναλυτικά μπορούμε να το δούμε στο επόμενο μοντέλο

Image Reduced (77.55K)

//


Ο κύλινδρος με τις αυλακώσεις και οι βραχίονες που κουμπώνουν το κολάρο στο αντίστοιχο γρανάζι κάθε φορά.

Image Reduced (62.96K)

//


Και μια ολοκληρωμένη φωτογραφία ενός ανοιχτού σειριακού κιβωτίου ταχυτήτων μιας μοτοσικλέτας

Image Reduced (46.41K)

//


Και σαν resume….Ναι...μπορείς να αλλάζεις ταχύτητες
χωρίς τη χρήση συμπλέκτη. Ο τρόπος αυτός λέγεται power shifting και
χρησιμοποιείται συνήθως από οδηγούς αγώνων για να μην πέφτουν οι
στροφές κατά την αλλαγή ταχυτήτων με την συμπλεξη και αποσύμπλεξη.

Έχει νόημα όμως μόνο στους αγώνες μιας και ένα κατεστραμμένο σασμάν είναι πολύ μικρό κόστος μπροστά σε μια ενδεχόμενη νίκη.
Σε καθημερινή χρήση όμως αυτό μπορεί να οδηγήσει στην επόμενη ζημιά που προήλθε ακριβώς από τέτοια χρήση.

Image Reduced (18.69K)

//


Και άντε το κόστος του γραναζιού μπορεί να είναι
μικρό....το να λύσεις - δέσεις όμως το σασμαν ολόκληρο για να φτάσεις
σε αυτό το γρανάζι....είναι κάτι που θα χαροποιήσει ιδιαίτερα τον
μηχανικό σου.

Γιώργο δώσε πράμα !!!!

Ωραίος ...... (για όλα τα μηχανολογικά που ποστάρισες)

Sticky

Να ανοιχτεί μέρος με την ονομασία εγκυκλοπαίδεια Mybike V.2