Gearhead 101: Pochopení manuální převodovky

Vítejte zpět naHlava převodovky 101— série o základech toho, jak auta fungují pro automobilové nováčky.

Protože jsi četl Umění mužnosti,víš, jak řídit páku řazení. Ale víte, co se děje pod kapotou, kdykoli přeřadíte?

Ne?

No, dnes je váš šťastný den!

V tomto vydání Gearhead 101 se podíváme na to, jak funguje manuální převodovka. Než dočtete tento článek, měli byste mít základní znalosti o této důležité součásti hnacího ústrojí vašeho vozidla.

Dosud jsme toho probrali hodně, od motoru a hnacího ústrojí až po odpružení a brzdy. Nyní je čas mluvit o jednom z nejdůležitějších systémů ve vašem autě: elektrickém systému. Elektrický systém vašeho vozu je zodpovědný za napájení veškerého příslušenství vozu, od světlometů po stereo. Bez správně fungujícího elektrického systému by vaše auto nemohlo jezdit. Elektrický systém vašeho vozu se skládá ze tří hlavních součástí: baterie, alternátor a startér. Baterie dodává energii všem elektrickým příslušenstvím, když je vůz vypnutý. Alternátor dobíjí baterii za jízdy a startér poskytuje energii pro nastartování motoru. Pokud některá z těchto tří součástí selže, vaše auto nebude moci jet. Proto je důležité se ujistit, že elektrický systém vašeho vozu je v dobrém provozním stavu.

Vyhrňme si rukávy a začněme.

Poznámka: Než si přečtete, jak funguje převodovka, důrazně doporučuji zkontrolovat naše Gearhead 101jemnosti motorůahnací ústrojí.

Co dělají převodovky

Než se dostaneme ke specifikům fungování manuální převodovky, promluvme si o tom, co převodovky obecně dělají.

Jak je uvedeno v našemzákladní informace o tom, jak funguje motor automobilu, motor vašeho vozidla vytváří rotační výkon. Abychom mohli pohnout autem, musíme tuto rotační sílu přenést na kola. To je to, co dělá hnací ústrojí vozu – jehož součástí je převodovka.

V minulém díle jsme hovořili o motoru a o tom, jak produkuje výkon, který pohání vaše auto. Dnes si povíme, jak se tato síla přenáší na kola. Naprostá většina osobních automobilů má takzvanou transaxli. Motor je umístěn v přední části vozu a transaxle je umístěna vzadu. Oba jsou spojeny hnacím hřídelem. Výkon z motoru je přenášen na transaxli přes hnací hřídel. Odtud se přes poloosy přenáší na kola. Existuje několik různých typů transaxlí, ale všechny slouží v podstatě ke stejnému účelu: přebírat výkon z motoru a přenášet ho na kola. Nejběžnějším typem je transaxle s planetovým soukolím. K přenosu výkonu z motoru na kola využívá zařízení zvané planetové soukolí. Mezi další typy převodovek patří automatické převodovky a převodovky s manuální převodovkou. Oba tyto typy využívají k přenosu výkonu z motoru na kola ozubená kola, ale dělají to různými způsoby. Více o přenosech si povíme v budoucím díle Gearhead 101. Takže tady to máte: stručný přehled toho, jak se výkon přenáší z motoru vašeho auta na jeho kola. V našem příštím díle se podíváme na to, jak vám systém odpružení vozu pomáhá udržet si pohodlí na cestách.

Existuje však několik problémů s výkonem produkovaným spalovacím motorem. Za prvé, poskytuje použitelný výkon nebo točivý moment pouze v určitém rozsahu otáček motoru (toto rozmezí se nazývá výkonové pásmo motoru). Jeďte příliš pomalu nebo příliš rychle a nezískáte optimální množství točivého momentu, aby se auto dalo do pohybu. Zadruhé, auta často potřebují větší nebo menší točivý moment, než jaký může motor optimálně poskytnout v rámci svého výkonového pásma.

Abyste pochopili druhý problém, musíte porozumět prvnímu problému. A abyste pochopili první problém, musíte pochopit rozdíl mezi motoremRychlosta motortočivý moment.

Otáčky motoru jsou rychlost, kterou se otáčí klikový hřídel motoru. To se měří v otáčkách za minutu (RPM).

Točivý moment motoru je to, kolik kroutící síly motor generuje na svém hřídeli pro konkrétní rychlost otáčení.

Automechanik dal tuto pěknou analogii, aby pochopil rozdíl mezi otáčkami motoru a točivým momentem motoru:

Představte si, že jste motor a snažíte se zatlouct hřebík do zdi:

Rychlost = Kolikrát trefíte hlavičku hřebíku za minutu.

V naší poslední lekci jsme se dozvěděli vše o motoru, srdci vozu. Nyní, když víme, jak motor funguje, je čas dozvědět se o dalších systémech, které udržují auto v chodu. Patří mezi ně elektrický systém, který napájí vše od světlometů po rádio; chladicí systém, který zabraňuje přehřátí motoru; a výfukový systém, který se zbavuje škodlivých plynů produkovaných motorem.

Kroutící moment = Jak tvrdě pokaždé uhodíte hřebík.

Tento týden si povíme, jak fungují přenosy. Stručně řečeno, převodovka je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Převodovka to dělá pomocí řady ozubených kol, které jsou spojeny s motorem a koly. Převodovka je to, co vozu umožňuje měnit rychlostní stupně, což je důležité pro zrychlení nebo zpomalení. Nyní, když víme, jak převodovky fungují, pojďme si promluvit o některých různých typech převodovek, které můžete v autě najít. Nejběžnějším typem převodovky je automatická převodovka. Automatické převodovky používají řadu ozubených kol, které jsou spojeny s motorem a koly, ale mají také zařízení zvané měnič točivého momentu. Měnič točivého momentu pomáhá udržovat motor v konstantních otáčkách, i když vůz mění rychlostní stupně. Dalším typem převodovky je manuální převodovka. Manuální převodovky nemají měnič točivého momentu, což znamená, že nejsou tak dobré v udržování motoru v konstantních otáčkách. Manuální převodovky jsou však obvykle účinnější než automatické převodovky a navíc je s nimi větší zábava!

Vzpomeňte si, kdy jste naposledy zatloukali hřebíky. Pokud jste zatloukali opravdu rychle, pravděpodobně jste si všimli, že jste na hřebík neudeřili velkou silou. A co víc, pravděpodobně jste se vyčerpali tolika zběsilým houpáním.

Minule jsme mluvili o tom, jak motor přeměňuje benzín na sílu. Tentokrát si povíme o tom, jak se tato síla využívá k tomu, aby se vaše auto dalo do pohybu. Motor vyrábí energii spalováním benzínu ve válcích. Válce jsou spojeny s klikovou hřídelí, která je přes převodovku spojena s koly vašeho vozu. Převodovka je převodovka, která pomáhá motoru produkovat správné množství výkonu pro aktuální rychlost vašeho vozu. Převodovka má různé převodové poměry, které může použít ke zvýšení nebo snížení množství výkonu přenášeného na kola. Vyšší převodové stupně se používají pro vyšší rychlosti, zatímco nižší převodové stupně se používají pro rozjezd ze zastávky nebo pro stoupání do kopce. Když jedete rychle, chcete zařadit vysoký rychlostní stupeň, aby se motor nemusel tolik namáhat. Když stojíte nebo jedete do kopce, chcete zařadit nízký rychlostní stupeň, aby motor mohl produkovat více výkonu. V zásadě se tak vaše auto pohybuje – spalováním benzínu ve válcích a využitím výsledné síly k otáčení kol přes převodovku. V příštím díle si povíme o tom, jak brzdy fungují a jak vám pomáhají udržet si bezpečnost na silnici.

A naopak, kdybyste si mezi každým švihem dali na čas, ale dbali na to, aby každý švih, který uděláte, byl co nejtvrdší, zatloukli byste hřebík s menším počtem švihů, ale mohlo by vám to trvat o něco déle, protože nejste houpání v ustáleném tempu.

V ideálním případě byste našli tempo zatloukání, které vám umožnilo několikrát zasáhnout hlavičku hřebíku velkou silou při každém švihu, aniž byste se unavili. Ne moc rychle, ne moc pomalu, aleprostěže jo.

V našem posledním díle jsme mluvili o motoru, o tom velkém kusu kovu pod kapotou, díky kterému se vaše auto hýbe. Ale motor je jen jednou částí hnacího ústrojí, které zahrnuje také převodovku, hnací hřídel a diferenciál. Dnes budeme mluvit o převodovce, která je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Převodovka je složitý stroj s mnoha pohyblivými částmi, ale budeme se snažit, aby to bylo jednoduché. Převodovka má dvě hlavní úlohy: zaprvé mění převodové stupně podle toho, jak rychle jedete; a za druhé přenáší výkon z motoru na kola. Převodovka je spojena s motorem pomocí řady hřídelí a ozubených kol. Nejdůležitějším převodem v převodovce je „vstupní“ převod, který je spojen s motorem. Vstupní ozubené kolo se otáčí vysokou rychlostí a přenáší svůj výkon na „výstupní“ ozubené kolo, které je spojeno s hnací hřídelí. Výstupní ozubené kolo pak přenáší svou sílu na diferenciál, který ji nakonec posílá na kola. Celý proces probíhá automaticky podle toho, jak rychle jedete – když jedete rychleji, převodovka přeřadí na vyšší rychlostní stupeň, abyste mohli udržovat rychlost bez příliš vysokých otáček.

No, chceme, aby motor našeho auta dělal to samé. Chceme, aby se točil rychlostí, která mu umožňuje dodat potřebný točivý moment, aniž by pracoval tak tvrdě, že by se sám zničil. Potřebujeme, aby motor zůstal ve svém výkonovém pásmu.

Tento týden se bavíme o brzdách. V osobních vozidlech se nejčastěji používají dva typy brzd: kotoučové brzdy a bubnové brzdy. Kotoučové brzdy fungují tak, že pomocí třmenu (hydraulického pístu) přitlačí brzdovou destičku proti rotujícímu kotouči nebo rotoru. Tření zpomaluje rotaci kotouče, což následně zpomaluje vozidlo. Bubnové brzdy fungují podobně, ale místo kotouče je zde buben, na který brzdová destička tlačí, aby vytvořila tření a zpomalila vozidlo. Kotoučové brzdy jsou obecně považovány za účinnější a odolnější než bubnové brzdy, proto se častěji používají v novějších vozidlech. Oba typy brzd však plní stejnou základní funkci a jsou nezbytné pro bezpečnou jízdu.

Pokud se motor otáčí pod svým rozsahem výkonu, nebudete mít točivý moment, který potřebujete k pohybu vozu vpřed. Pokud se dostane nad své výkonové pásmo, točivý moment začne klesat a váš motor začne znít, jako by se chystal prasknout kvůli stresu (něco jako to, co se stane, když se pokusíte zatlouct příliš rychle – trefíte hřebík s menším výkonem a opravdu dostanete, opravdu unavený). Pokud jste točili motor, dokud se otáčkoměr nedostal do červených čísel, rozumíte tomuto konceptu vnitřně. Váš motor zní, jako by měl zemřít, ale nepohybujete se rychleji.

Dobře, takže chápete, že je potřeba udržovat vozidlo v chodu ve svém výkonovém pásmu, aby fungovalo efektivně.

V minulém díle jsme mluvili o tom, jak motor vašeho auta vyrábí energii kombinací vzduchu a benzínu v malé explozi. Tato exploze pohání píst, který zase otáčí klikovým hřídelem. Klikový hřídel je spojen s koly vašeho auta přes převodovku, což je luxusní slovo pro spoustu převodů. To vše se děje v motoru, a proto se mu někdy říká srdce vašeho auta. Motor je nejdůležitější součástí vašeho auta a je to místo, kde se nachází většina hlavních součástí. Patří mezi ně zapalovací svíčky, které zapalují směs vzduchu a paliva; válce, které obsahují písty; a ventily, které řídí proudění vzduchu a paliva do a ven z válců.

Tím se ale dostáváme k našemu druhému problému: auta potřebují v určitých situacích větší či menší točivý moment.

Tento týden se podíváme na motor, možná nejdůležitější součást každého auta. Motor je zodpovědný za přeměnu paliva na energii, která se pak používá k pohonu vozu. Typický motor se skládá z řady pohyblivých částí, včetně pístů, klikového hřídele, ventilů a válců. Tyto pohyblivé části spolupracují a vytvářejí energii potřebnou k pohonu vozu. Písty se pohybují ve válcích nahoru a dolů a spolupracují s klikovým hřídelem na otáčení kol. Ventily se otevírají a zavírají, aby umožnily vzduch a palivo do válců a výfuk. Motor potřebuje ke svému chodu tři věci: vzduch, palivo a jiskru. Vzduch vstupuje přes sací ventil a mísí se s palivem ve válci. Jiskra zapálí směs a způsobí pohyb pístu dolů, čímž se cyklus spustí znovu.

Když například startujete auto v klidu, potřebujete velký výkon nebo točivý moment, abyste vozidlo rozjeli. Pokud sešlápnete plynový pedál, roztočí se klikový hřídel motoru opravdu rychle, což způsobí, že motor překročí své výkonové pásmo a možná se přitom zničí. A hlavní je, že s autem ani tolik nepohnete, protože točivý moment motoru klesá, když překročí své výkonové pásmo. V této situaci potřebujeme mnohem více točivého momentu, ale abychom toho dosáhli, musíme obětovat určitou rychlost.

Minulý týden jsme mluvili o motoru a o tom, jak využívá směs benzínu a vzduchu k vytvoření energie, která otáčí klikovým hřídelem. Tento týden se budeme bavit o převodovce, která je zodpovědná za přenos této energie z motoru na kola. Převodovka je velmi složitý stroj, ale ve své nejzákladnější podobě se skládá z řady ozubených kol, která jsou v neustálém pohybu. Když motor běží, klikový hřídel otáčí tato ozubená kola, která zase roztočí hřídel, která vede ke kolům. Převodovka je nezbytnou součástí každého auta a je důležité pochopit, jak funguje, aby vaše auto fungovalo hladce. Příští týden si povíme o některých různých typech přenosů a o tom, jak fungují.

Dobře, co když jen trochu sešlápneš plyn? No, to pravděpodobně nezpůsobí, že se motor bude točit dostatečně rychle, aby se dostal do svého výkonového pásma, aby mohl dodat točivý moment, aby se auto dalo do pohybu.

V našem posledním díle jsme se věnovali motoru, který je hnací silou vašeho vozu. Dnes budeme mluvit o převodovce, která je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Převodovka je převodovka, která obsahuje řadu převodových stupňů, které jsou zodpovědné za změnu rychlosti a točivého momentu motoru. Převodovka je spojena s motorem přes hřídel a přes další hřídel je spojena s koly. Převodovka využívá k zařazování a vyřazování převodů řadu lamel spojky a právě to umožňuje řadit za jízdy. Převodovka je důležitou součástí vašeho vozu a je důležité pochopit, jak funguje, abyste jej udrželi v dobrém stavu. Problémy s převodovkou jsou jedním z nejčastějších důvodů, proč se auta porouchají, a proto je důležité znát příznaky problémů s převodovkou, abyste mohli své auto nechat opravit dříve, než se porouchá.

Podívejme se na další scénář: Řekněme, že se auto pohybuje opravdu rychle, jako když jedete po dálnici. Nemusíte posílat tolik výkonu z motoru na kola, protože auto už jede svižným tempem. Naprostá hybnost dělá hodně práce. Můžete tedy nechat motor točit ve vyšších otáčkách, aniž byste se tolik starali o množství výkonu přenášeného na kola. Potřebujeme více rotaceRychlostjít na kola a méně rotačníNapájení.

Potřebujeme nějaký způsob, jak znásobit výkon produkovaný motorem, když je to potřeba (rozjezd z klidu, stoupání do kopce atd.), ale také snížit množství výkonu vysílaného z motoru, když to není potřeba ( jít z kopce nebo jít opravdu rychle).

Zadejte přenos.

Tento týden budeme hovořit o systému odpružení automobilu. Systém odpružení automobilu je zodpovědný za udržení vozidla v rovině, když se pohybuje po nerovném povrchu. Systém odpružení je tvořen řadou pružin, tlumičů a spojovacích prvků, které spolupracují, aby udržely kola vozu v kontaktu se zemí. Pružiny jsou hlavní součástí systému odpružení a fungují tak, že absorbují energii z nerovností na silnici. Tlumiče pomáhají řídit odskok pružin a také pomáhají, aby karoserie vozu během jízdy neposkakovala. Tyče spojují komponenty odpružení se zbytkem vozu a pomáhají přenášet pohyb z pružin a tlumičů na kola.

Převodovka zajišťuje, že se váš motor otáčí optimální rychlostí (ani příliš pomalu, ani příliš rychle), a zároveň poskytuje vašim kolům správné množství výkonu, které potřebují k pohybu a zastavení vozu, bez ohledu na situaci, ve které se nacházíte.

Je schopen tento efektivní přenos výkonu prostřednictvím řady různě velkých převodů, které využívají výkon převodového poměru.

Převodové poměry

Uvnitř převodovky je řada různě velkých ozubených kol, která produkují točivý moment. Vzhledem k tomu, že ozubená kola, která na sebe vzájemně působí, mají různé velikosti, točivý moment lze zvýšit nebo snížit, aniž by se tolik změnila rychlost otáčení motoru. Je to díky převodovým poměrům.

V minulém díle jsme probrali základy motoru, včetně toho, jak se benzin a vzduch spojují a spalují, aby se vytvořila síla, která roztáčí vaše kola. Dnes se přesuneme k převodovce, která je zodpovědná za odebírání této síly z motoru a její směrování na kola. Převodovka je sbírka ozubených kol, která jsou připojena k motoru pomocí řady hřídelí. Převodovka je zodpovědná za odebírání výkonu z motoru a jeho směrování na kola. Ozubená kola v převodovce spolupracují a poskytují různé převodové poměry, které určují, kolik točivého momentu je posíláno na kola. Čím vyšší je převodový poměr, tím větší točivý moment je posílán na kola. Převodovka je důležitou součástí hnacího ústrojí vašeho vozu a je důležité pochopit, jak funguje, aby vaše auto fungovalo hladce. V našem příštím díle se budeme věnovat některým běžným problémům, které se mohou při přenosu vyskytnout, a také některým tipům, jak jim předcházet.

Převodové poměry představují vzájemný poměr ozubených kol co do velikosti. Když do sebe zapadají různě velká ozubená kola, mohou se otáčet různými rychlostmi a dodávat různé množství výkonu.

Podívejme se na hloupou verzi ozubených kol v akci, abychom to vysvětlili. Řekněme, že máte vstupní ozubené kolo s 10 zuby (vstupním ozubeným kolem, myslím ozubené kolo, které generuje výkon) připojené k většímu výstupu s 20 zuby (výstupním ozubeným kolem, myslím ozubené kolo, které přijímá výkon). Aby se 20zubé ozubené kolo roztočilo jednou, musí se 10zubé otočit dvakrát, protože je poloviční než 20zubé ozubené kolo. To znamená, že i když se 10-ti zub točí rychle, 20-ti zub se otáčí pomalu. A i když se 20zubý převod otáčí pomaleji, dodává větší sílu neboli výkon, protože je větší. Poměr v tomto uspořádání je 1:2. Jedná se o nízký převodový poměr.

V minulém díle jsme mluvili o tom, jak motor vašeho auta vyrábí energii zapalováním směsi benzínu a vzduchu. Tato síla je pak přenášena na kola prostřednictvím převodovky. Ale co je to vlastně převodovka a jak funguje? Převodovka automobilu je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Dělá to pomocí řady převodových stupňů, které zvyšují nebo snižují otáčky motoru. Převodovka je také zodpovědná za to, že se kola točí správnou rychlostí pro aktuální rychlostní stupeň.

Nebo řekněme, že dvě ozubená kola spojená navzájem mají stejnou velikost (10 zubů a 10 zubů). Oba by se otáčely stejnou rychlostí a oba by dodávaly stejné množství energie. Převodový poměr je zde 1:1. Tomuto převodu se říká „přímý převod“, protože oba převody přenášejí stejné množství výkonu.

Nebo řekněme, že vstupní ozubené kolo bylo větší (20 zubů) a výstupní kolo bylo menší (10 zubů). Chcete-li jednou roztočit 10 zubů, 20 zubů by se potřebovalo otočit jen napůl. To znamená, že i když se vstupní ozubené kolo s 20 zuby otáčí pomalu a s větší silou, výstupní ozubené kolo s 10 zuby se otáčí rychle a dodává menší výkon. Převodový poměr je zde 2:1. Tomu se říká vysoký převodový poměr.

Vraťme tento koncept zpět k účelu přenosu.

Níže naleznete diagram toku výkonu, když jsou zařazeny různé převodové stupně ve vozidle s 5stupňovou manuální převodovkou.

První rychlostní stupeň.Je to největší ozubené kolo v převodovce a zapletené s malým ozubeným kolem. Typický převodový poměr při zařazeném prvním rychlostním stupni je 3,166:1. Při zařazení prvního rychlostního stupně je dodávána nízká rychlost, ale vysoký výkon. Tento převodový poměr je skvělý pro rozjezd vozu z klidu.

Druhý rychlostní stupeň.Druhý rychlostní stupeň je o něco menší než první rychlostní stupeň, ale stále je v záběru s menším ozubeným kolem. Typický převodový poměr je 1,882:1. Rychlost se zvýší a výkon se mírně sníží.

Třetí rychlostní stupeň.Třetí rychlostní stupeň je o něco menší než druhý, ale stále je v záběru s menším převodem. Typický převodový poměr je 1,296:1.

Čtvrtý rychlostní stupeň.Čtvrtý rychlostní stupeň je o něco menší než třetí. V mnoha vozidlech se v době, kdy vůz zařadí čtvrtý rychlostní stupeň, výstupní hřídel pohybuje stejnou rychlostí jako vstupní hřídel. Toto uspořádání se nazývá „přímý pohon“. Typický převodový poměr je 0,972:1

Pátý rychlostní stupeň.U vozidel s pátým rychlostním stupněm (nazývaným také „rychloběh“) je spojen s převodovým stupněm, který je výrazně větší. To umožňuje, aby se pátý rychlostní stupeň otáčel mnohem rychleji než rychlostní stupeň, který dodává výkon. Typický převodový poměr je 0,78:1.

Části manuální převodovky

Nyní byste tedy měli mít základní znalosti o účelu převodovky: zajišťuje, že se váš motor otáčí optimální rychlostí (ani příliš pomalu, ani příliš rychle), a zároveň poskytuje vašim kolům správné množství výkonu, které potřebují k pohybu a zastavení. auto, bez ohledu na situaci, ve které se nacházíte.

Podívejme se na části přenosu, které to umožňují:

Vstupní hřídel.Vstupní hřídel pochází z motoru. To se točí při stejných otáčkách a výkonu motoru.

Předlohový hřídel.Předlohový hřídel (aka předlohový hřídel) sedí těsně pod výstupními hřídeli. Předlohový hřídel je připojen přímo ke vstupnímu hřídeli pomocí převodu s pevnými otáčkami. Kdykoli se otáčí vstupní hřídel, otáčí se i předlohový hřídel, a to stejnou rychlostí jako vstupní hřídel.

Kromě převodového stupně, který přebírá výkon ze vstupního hřídele, má předlohový hřídel také několik převodových stupňů, jeden pro každé z „převodových stupňů“ vozu (1.-5.), včetně zpátečky.

Výstupní hřídel.Výstupní hřídel probíhá paralelně nad předlohovým hřídelem. Toto je hřídel, která dodává energii zbytku hnacího ústrojí. Množství výkonu, který výstupní hřídel dodává, závisí na tom, které převodové stupně jsou na něm zařazeny. Výstupní hřídel má volně otočná ozubená kola, která jsou na něm uložena pomocí kuličkových ložisek. Otáčky výstupního hřídele jsou určeny tím, který z pěti převodových stupňů je zařazený nebo zařazený.

1.-5. rychlostní stupeň.Jedná se o ozubená kola, která jsou uložena na výstupním hřídeli pomocí ložisek a určují, ve kterém „převodovém kole“ je vaše auto. Každé z těchto ozubených kol je neustále v záběru s jedním z ozubených kol na předlohovém hřídeli a neustále se otáčí. Toto neustále propletené uspořádání je to, co vidíte u synchronizovaných převodovek nebo převodovek s konstantním záběrem, které používá většina moderních vozidel. (Za chvíli se podíváme na to, jak se všechny převody mohou vždy otáčet, zatímco pouze jeden z nich skutečně dodává výkon do hnacího ústrojí.)

První převodový stupeň je největší převodový stupeň a převodové stupně se postupně zmenšují, jak se dostanete na pátý převodový stupeň. Pamatujte, převodové poměry. Protože je první ozubené kolo větší než ozubené kolo předlohového hřídele, ke kterému je připojeno, může se otáčet pomaleji než vstupní hřídel (pamatujte, že předlohový hřídel se pohybuje stejnou rychlostí jako vstupní hřídel), ale dodává větší výkon na výstupní hřídel. Při řazení nahoru se převodový poměr snižuje, dokud nedosáhnete bodu, kdy se vstupní a výstupní hřídel pohybují stejnou rychlostí a dodávají stejné množství výkonu.

Volná převodovka.Vložené kolo (někdy nazývané „vložené kolo zpátečky“) je umístěno mezi zpátečkou na výstupním hřídeli a ozubeným kolem na předlohovém hřídeli. Volná převodovka je to, co umožňuje vašemu vozu jet zpátečku. Zpátečka je jediným převodem v synchronizované převodovce, který není vždy v záběru nebo se neotáčí s převodem předlohového hřídele. Pohybuje se pouze tehdy, když skutečně zařadíte zpátečku.

Synchronizační límce/rukávy.Většina moderních vozidel má synchronizovanou převodovku, což znamená, že ozubená kola, která přenášejí výkon na výstupní hřídel, jsou neustále v záběru s ozubenými koly na předlohovém hřídeli a neustále se točí. Možná si ale říkáte: „Jak může být všech pět ozubených kol neustále v záběru a neustále se otáčet, ale pouze jedno z těchto ozubených kol ve skutečnosti dodává výkon na výstupní hřídel?“

Dalším problémem, který přichází s neustále se točícími ozubenými koly, je to, že hnací ozubené kolo se často otáčí jinou rychlostí než výstupní hřídel, ke které je ozubené kolo připojeno. Jak synchronizujete ozubené kolo, které se točí jinou rychlostí než výstupní hřídel, a hladkým způsobem, který nezpůsobuje mnoho broušení?

Odpověď na obě otázky: synchronizační obojky.

Jak bylo uvedeno výše, ozubená kola 1-5 jsou uložena na výstupním hřídeli pomocí kuličkových ložisek. To umožňuje, aby se všechny převodové stupně při běžícím motoru volně protáčely současně. Abychom mohli zařadit jeden z těchto převodů, musíme jej pevně připojit k výstupnímu hřídeli, takže výkon je přenášen na výstupní hřídel a poté na zbytek hnacího ústrojí.

Mezi každým z ozubených kol jsou kroužky nazývané synchronizační objímky. U pětistupňové převodovky je mezi 1. a 2. rychlostním stupněm límec, mezi 3. a 4. rychlostním stupněm a mezi 5. a zpátečkou.

Kdykoli na autě zařadíte rychlostní stupeň, synchronizační objímka se přesune na pohybující se převod, který chcete zařadit. Na vnější straně ozubeného kola je řada kuželovitých zubů. Synchronizační límec má drážky pro přijetí těchto zubů. Díky vynikajícímu mechanickému inženýrství se může synchronizační objímka připojit k ozubenému kolu s velmi malým hlukem nebo třením, i když se ozubené kolo pohybuje, a synchronizovat rychlost ozubeného kola se vstupní hřídelí. Jakmile je nákružek synchronizátoru v záběru s hnacím ozubeným kolem, toto hnací ozubené kolo dodává výkon na výstupní hřídel.

Kdykoli je vůz „neutrální“, žádný ze synchronizačních límců není v záběru s hnacím ústrojím.

Synchronizační obojky jsou také něco, co je vizuálně snazší pochopit. Zde je krátký malý klip, který skvěle vysvětluje, co se děje (začíná přibližně v 1:59):

Řadicí páka.Řazení je to, co pohybujete, abyste zařadili rychlost.

Řadicí tyč.Řadicí tyče jsou to, co posouvá objímky synchronizátoru směrem k převodu, který chcete zařadit. Na většině pětirychlostních vozidel jsou tři řadicí tyče. Jeden konec řadicí tyče je připojen k řazení. Na druhém konci řadicí tyče je řadicí vidlice, která drží límec synchronizátoru.

Řadicí vidlice.Řadicí vidlice drží synchronizační límec.

Spojka.Spojka je umístěna mezi motorem a převodovkou převodovky. Když je spojka rozpojena, přeruší tok výkonu mezi motorem a převodovkou. Toto odpojení napájení umožňuje motoru pokračovat v chodu, i když zbytek hnacího ústrojí vozu nedostává žádný výkon. S odpojeným výkonem motoru od převodovky je řazení převodových stupňů mnohem jednodušší a zabraňuje poškození převodových stupňů. To je důvod, proč vždy, když řadíte rychlostní stupně, sešlápnete spojkový pedál a spojku vypnete.

Když sešlápnete spojku – sešlápnete nohu z pedálu – obnoví se napájení mezi motorem a převodovkou.

Jak fungují manuální převodovky

Pojďme si to tedy dát dohromady a projít si, co se stane, když ve vozidle přeřadíte. Začneme nastartováním auta a přeřazením na druhý rychlostní stupeň.

Když nastartujete vůz s manuální převodovkou, než otočíte klíčkem, vypnete jejspojkasešlápnutím pedálu spojky. Tím se přeruší tok energie mezi vstupní hřídelí motoru a převodovkou. To umožňuje, aby váš motor běžel, aniž by dodával energii zbytku vozidla.

S vypnutou spojkou pohybujeteřadicí pákana první rychlostní stupeň. To způsobuje ařadicí tyčv převodovce vaší převodovky k pohybuřadicí vidlicena první rychlostní stupeň, který je namontován navýstupní hřídelpřes kuličková ložiska.

Toto první ozubené kolo na výstupním hřídeli je v záběru s ozubeným kolem, které je připojeno k apředlohový hřídel. Předlohový hřídel je připojen ke vstupnímu hřídeli motoru přes ozubené kolo a otáčí se stejnou rychlostí jako vstupní hřídel motoru.

K řadicí vidlici je připevněn asynchronizační límec. Synchronizační objímka dělá dvě věci: 1) pevně připevňuje hnací ozubené kolo k výstupnímu hřídeli, takže ozubené kolo může dodávat výkon na výstupní hřídel, a 2) zajišťuje synchronizaci ozubeného kola s rychlostí výstupního hřídele.

Jakmile je nákružek synchronizátoru v záběru s prvním rychlostním stupněm, ozubené kolo je pevně spojeno s výstupní hřídelí a vozidlo je nyní zařazeno.

Chcete-li uvést auto do pohybu, mírně sešlápnete plyn (což vytváří větší výkon motoru) a pomalu sundáte nohu ze spojky (která spojka sepne a znovu připojí výkon mezi motor a převodovku).

Vzhledem k tomu, že první rychlostní stupeň je velký, způsobuje, že se výstupní hřídel otáčí pomaleji než vstupní hřídel motoru, ale poskytuje větší výkon zbytku hnacího ústrojí. To je díky zázrakůmpřevodové poměry.

Pokud jste udělali vše správně, auto se pomalu začne pohybovat vpřed.

Jakmile auto rozjedete, budete chtít jet rychleji. Ale s vozem na první rychlostní stupeň nebudete schopni jet příliš rychle, protože převodový poměr způsobuje, že se výstupní hřídel otáčí určitou rychlostí. Pokud byste sešlápli plynový pedál s vozem na první rychlostní stupeň, způsobíte, že se vstupní hřídel motoru bude točit opravdu rychle (a možná přitom poškodí motor), ale neuvidíte zvýšení rychlosti vozidla.

Abychom zvýšili otáčky výstupního hřídele, musíme přeřadit na druhý rychlostní stupeň. Šlápneme tedy na spojku, abychom odpojili výkon mezi motorem a převodovkou a zařadili druhý rychlostní stupeň. Tím se posune řadicí tyč, která má řadicí vidlici a synchronizační límec, směrem k druhému rychlostnímu stupni. Synchronizační objímka synchronizuje rychlost druhého převodového stupně s výstupním hřídelem a pevně jej připevňuje k výstupnímu hřídeli. Výstupní hřídel se nyní může otáčet rychleji, aniž by se vstupní hřídel motoru zuřivě otáčela, aby produkovala výkon, který vůz potřebuje.

U zbývajících pěti rychlostních stupňů je to opláchnutí, umytí a opakování.

Zpátečka je výjimkou. Na rozdíl od ostatních převodových stupňů, kde můžete řadit nahoru, aniž byste vůz úplně zastavili, pro zařazení zpátečky musíte stát na místě. Je to proto, že zpátečka není neustále v záběru s ozubeným kolem na předlohovém hřídeli. Chcete-li zasunout zpátečku na odpovídající předlohové kolo, musíte se ujistit, že se předlohový hřídel nepohybuje. Aby se zajistilo, že se předlohový hřídel neprotáčí, musíte auto úplně zastavit.

Jistě, můžete donutit auto jedoucí vpřed zařadit zpátečku, ale nebude to znít ani cítit hezky a můžete způsobit velké poškození převodovky.

Nyní, kdykoli zařadíte rychlost, budete vědět, co se děje pod kapotou. Další na řadě: automatické převodovky.