Europejski wybór: manualna skrzynia biegów

Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, jest to skrzynia trójwałkowa. Wałek wyjściowy III osadzono współosiowo z wałkiem wejściowym (sprzęgłowym) I na łożysku igiełkowym. Oprócz nich widoczny jest także wałek pośredni II z wciśniętymi kołami zębatymi. Koła zębate biegów do przodu nie przesuwają się - są zazębione na stałe. Koła H, F i D na biegu neutralnym obracają się swobodnie na wałku III, A jest połączone na stałe z wałkiem I, a B, G, E i C z wałkiem II.

Ile ta skrzynia ma biegów? Policzmy:

• para A-B przekazuje cały czas moment z wałka I na II;
• po lewej stronie koła D widoczna jest przesuwny pierścień; jego przesunięcie w prawo powoduje zblokowanie koła z wałkiem III i włączenie pierwszego biegu - małe koło C napędza duże D;
• przesunięcie tego samego pierścienia w lewo powoduje załączenie koła F - para E-F to bieg drugi;
• G-H to bieg trzeci załączany przez przesunięcie drugiego, lewego pierścienia w prawo;
• jest jeszcze bieg czwarty o przełożeniu równym 1 (bieg bezpośredni) powstający z połączenia wałków I i III przez przesunięcie drugiego pierścienia w lewo;
• bieg wsteczny uzyskuje się dzięki trzem kołom (jedno jest niewidoczne na rysunku) znajdującym się pomiędzy parami E-F i C-D, te koła dla odmiany nie są zazębione na stałe.

Jeśli przyjrzeć się dobrze, to widać, że przy załączaniu biegów 2, 3 i 4 pracują jeszcze inne małe elementy. To synchronizatory, czyli elementy, które:

• wyrównują prędkości wałka i koła na nim pracującego;
• w większości rozwiązań zapobiegają załączeniu biegu przed wyrównaniem prędkości, nawet jeśli kierowca chce zrobić to na siłę.

Skrzynia trójwałkowa z biegiem bezpośrednim jest typowa dla samochodów z klasycznym układem napędowym, silnikiem z przodu i napędem tylnych kół. Samochody przednionapędoowe korzystają częściej ze skrzyń dwuwałkowych, w których nie ma biegu bezpośredniego i wszystkie przełożenia realizowane są przez koła zębate.

Powyżej widoczna jest skrzynia biegów samochodu przednionapędowego. Od lewej:

• wałek wejściowy (koło biegu czwartego jest zdemontowane),
• wałek wyjściowy,
• duże koło znajdujące się na mechanizmie różnicowym zintegrowanym ze skrzynią biegów.

Patrząc na środkowy wałek od dołu, widoczne są koła biegów: wstecznego, 1, 2, 3 i 4. Koło o zębach prostych umieszczone osobno odpowiada za załączanie biegu wstecznego.

Przykładem współczesnych rzeczywistych wartości przełożeń niech będą te z sześciobiegowej skrzyni Toyoty Avensis 1.8 Valvematic. Silnik tego samochodu osiąga moc maksymalną przy 6400 obr./min, a moment przy 4000 obr./min - iloraz tych wartości to 1,6. Przełożenia przedstawia tabela:

Widać, że wyższe biegi są "zagęszczane". Wynika to m.in. z rosnących wraz z prędkością oporów ruchu. Zmiana biegów (wyłączone sprzęgło, brak momentu napędowego na kołach) trwająca 2 s przy 30 km/h spowoduje znacznie mniejsze obniżenie prędkości samochodu niż również 2-sekundowa zmiana przy 130 km/h.

Dlaczego Europejczycy wybierają skrzynie manualne?

Amerykanie w latach 50., 60. czy 70. byli bogaci. Europejczycy - wprost przeciwnie, po wyniszczającej wojnie mogli pozwolić sobie co najwyżej na Citroena 2CV, VW 1300 (Garbusa) czy Fiata 500. Nie było tu miejsca na drogą i skomplikowaną skrzynię automatyczną. Samochody te miały być tanie i ekonomiczne.

Dziś samochody europejskie nie są już tanie, ale dalej mają być ekonomiczne. Powód popularności skrzyń manualnych znajduje się na stacjach benzynowych - to cena paliwa. Skrzynię manualną może wyprzeć tylko takie rozwiązanie automatyczne, które nie spowoduje wzrostu zużycia paliwa.

Źródło: ME 308 • Toyota Avensis - dane techniczne