Samochody, zarówno te stare i nowe, oferują wiele różnych jednostek napędowych. Często są one bardzo mocne, oferujące wiele koni mechanicznych oraz niutonometrów, ale innym razem to konstrukcje, w których nacisk położono na ekonomię i ekologię. Silnik jest bardzo ważny, ale aby auto mogło w ogóle ruszyć z miejsca, jest mu niezbędna skrzynia biegów. Manualna przekładnia to wciąż najczęściej spotykane rozwiązanie w Europie. Warto wiedzieć, jak działają manualne skrzynie biegów, a także zaznajomić się z ich możliwościami oraz wadami. Chcesz wiedzieć więcej? Czytaj dalej!
Mało kto wie, że pierwsza skrzynia biegów manualna została zaprezentowana w Wigilię Bożego Narodzenia 1898 roku w Paryżu. Jej konstruktorem był Louis Renault, który od najmłodszych lat pasjonował się mechaniką i chciał zbudować własny samochód. Jak doskonale wiemy ponad sto lat później – udało się. Ale wróćmy do skrzyni biegów – miała jedno bezpośrednie przełożenie, które zastąpiło przekładnie łańcuchowe. Sam Renault pokazał osobiście, co potrafi jego wynalazek: wjechał pojazdem wyposażonym w przekładnię swojego autorstwa na wzniesienie Rue Lepic, znajdujące się w paryskiej dzielnicy Montmartre, która słynie z przewyższeń. Wynalazek rozpoczął nową erę dla ówczesnej (i dzisiejszej) motoryzacji.
Z tego artykułu dowiesz się:
- jak zbudowana jest skrzynia biegów manualna;
- jak działa mechaniczna skrzynia biegów;
- jakie są jej wady i zalety.
Rodzaje skrzyń biegów
Zdobywanie wiedzy o przekładniach dobrze zacząć od ich skategoryzowania pod względem rozwiązań konstrukcyjnych oraz możliwości. Najpopularniejsze stosowane dziś rozwiązania to:
- skrzynia biegów manualna – kierowca sam decyduje, które przełożenie wybrać, bazując na wskazaniach obrotomierza oraz aktualnym zapotrzebowaniu na przyśpieszenie. Kierowca wybiera bieg, lecz część funkcji związanych ze zmianą biegów jest zautomatyzowana.
- skrzynia biegów automatyczna stopniowa – cały proces zmiany biegu jest wykonywany samoistnie, bez udziału kierowcy, przez układ mechatroniczny w przekładni;
- skrzynia biegów półautomatyczna stopniowa – jest to zautomatyzowana mechaniczna skrzynia biegów, która wykonuje proces zmiany biegów po wykonaniu odpowiedniej czynności. Najczęściej jest to użycie łopatek przy kierownicy +/- lub zmiana przełożenia góra/dół na lewarku. Dużo rzadziej jest to wciśnięcie sprzęgła (po tej czynności urządzenie wie, który bieg wybrać);
- skrzynia biegów bezstopniowa – to w teorii najlepiej działający rodzaj przekładni. Składają się na to całkowity brak szarpnięć przy zmianie przełożeń oraz teoretycznie nieograniczona liczba biegów. Mechanizm zawsze dobiera optymalne przełożenie do obciążenia;
Najważniejszym zasadą przekładni, niezależnie od jej rodzaju, jest efektywne wykorzystywanie mocy, którą oferuje silnik. Każda stosowana powszechnie jednostka ma ograniczoną prędkość obrotową. Dla diesli ta granica to około 5000 obr./min, a dla silników benzynowych – około 7000 obr./min.
Gdyby nie zastosowanie skrzyń biegów, jazda autem byłaby mocno utrudniona ze względu na brak optymalizacji prędkości obrotowej w stosunku do zapotrzebowania na moc i przyśpieszenie. Byle wzniesienie mogłoby stanowić przeszkodę nie do pokonania! Dzięki zmiennym przełożeniom możliwe jest utrzymanie optymalnej prędkości obrotowej silnika (w zależności od chwilowego zapotrzebowania). To także dzięki niej jest możliwa zmiana kierunku przekazywania napędu, dzięki czemu możesz manewrować i jeździć autem na biegu wstecznym.
Skrzynia biegów manualna – jak jest zbudowana?
Należy pamiętać, że modele skrzyń biegów nie są podobne do siebie. Główne różnice dotyczą budowy samej przekładni oraz rodzaju zastosowanych rozwiązań, jednak najważniejsze podzespoły są wszędzie takie same, niezależnie od producenta czy modelu.
Głównym elementem odróżniającym skrzynie biegów manualne od reszty jest wybierak skrzyni biegów. Jest on połączony bezpośrednio z lewarkiem, za pośrednictwem którego kierowca zmienia bieg. To wybierak jest odpowiedzialny za przekazanie informacji całemu mechanizmowi. Właśnie dzięki temu elementowi możliwa jest zmiana biegów.
W samochodach przednionapędowych moment obrotowy, który generuje praca silnika, jest przenoszony na koła dzięki prawej i lewej flanszy (inaczej kołnierz) w skrzyni biegów. Natomiast w autach z napędem na tył odpowiada za to jedna flansza wału napędowego. Są one połączone z dyferencjałem i głównym przełożeniem przekładni.
Gdzie znajduje się mechanizm przekładniowy?
Cały mechanizm przekładniowy znajduje się w obudowie skrzyni biegów. Po stronie silnika w tej obudowie znajduje się sprzęgło. Łączy ono wał korbowy wychodzący z silnika z wałkiem sprzęgłowym skrzyni biegów. To właśnie na nim są zamontowane koła zębate, które odpowiadają poszczególnym przełożeniem. Zostały osadzone na specjalnych łożyskach. Łatwo rozpoznać, które koło odpowiada za który bieg. To o najmniejszej średnicy to bieg pierwszy, a samo koło im większe, tym wyższy kolejny bieg.
Jedynie bieg wsteczny znajduje się w innym miejscu, a uruchamia się go pośrednim kołem zębatym. Żeby go użyć, musi nastąpić odwrócenie obrotów. Każde przełożenie z osobna ma sprzęgła cierno-zębate (tzw. synchronizatory), których zadaniem jest wyrównywanie prędkości obrotowych silnika, skrzyni oraz poszczególnych elementów w celu upłynnienia procesu zmiany biegów. To dzięki nim jesteś w stanie używać manuala bez szarpania i zgrzytów.
Oprócz wałka sprzęgłowego w mechanizmie jest obecny także wałek główny, na którym znajdują się koła zębate. To właśnie one, spinając się w ruchu z kołami zębatymi poszczególnych biegów, powodują przeniesienie napędu na koła i jazdę do przodu lub tyłu. Często montowane są także wałki pomocnicze czy pośrednie, które ułatwiają przenoszenie momentu obrotowego lub dają możliwość korzystania z nadbiegu.
Jak działa skrzynia biegów manualna?
Aby zmienić bieg, każdorazowo musisz wykonać 3 czynności:
- wcisnąć sprzęgło, co spowoduje przerwanie przekazywania prędkości obrotowych oraz mocy silnika na koła,
- wybić aktualny bieg na bieg jałowy i natychmiast przerzucić go na następne wybrane przez Ciebie przełożenie,
- odpuścić pedał sprzęgła z wyczuciem, aby napęd mógł z powrotem zostać przekazywany bez nadmiernych przeciążeń na poszczególne elementy skrzyni biegów.
Poruszanie drążkiem zmiany biegów przez kierującego pojazdem powoduje to, że wybierak skrzyni sprzęga ze sobą poszczególne koła zębate, które znajdują się na wałku głównym oraz sprzęgłowym przekładni manualnej. Koło osadzone na wałku sprzęgłowym jest tym napędzającym, natomiast napędzane jest to na wałku pośrednim. Oczywiście synchronizatory „wygładzają” cały proces. W skrzyni manualnej najczęściej można znaleźć 5 lub 6 par kół zębatych, większe ich liczby są spotykane bardzo rzadko.
Skrzynia manualna wykorzystuje do swojego działania pary kół zębatych. Wyróżnia się 2 rodzaje tych przekładni. W pierwszym z nich bieg piąty jest zamontowany przed trzecim przełożeniem, natomiast w drugim biegi idą od najmniejszego do największego. W tym drugim (i popularniejszym) rozwiązaniu podczas wrzucania piątego biegu moment obrotowy jest przekazywany z wałka sprzęgłowego na wałek pomocniczy, na którym osadzone są koła zębate sparowane z kołami zębatymi wałka głównego. Tak właśnie wygląda przeniesienie napędu.
Bardzo istotny jest fakt, że zapięcie nowego (wyższego lub niższego) biegu powoduje całkowite rozłączenie poprzedniego. Żeby wszystkie procesy mogły odbywać się bez uszczerbku na podzespołach, w obudowie znajduje się odpowiednia ilość oleju. Jest on odpowiedzialny za smarowanie elementów ciernych i innych podzespołów, odprowadzanie ciepła oraz oczyszczanie skrzyni z opiłków metalu i innych drobinek. Mimo popularnych mitów eksploatacja samochodu także musi zakładać wymianę oleju w ręcznej skrzyni biegów. Jednak w tym przypadku jest to konieczne znacznie rzadziej niż w samochodach z automatyczną skrzynią.
Manualne skrzynie biegów – wady i zalety
To porównanie najlepiej będzie zacząć od wad skrzyni manualnej. Nie zapewnia ona takiego komfortu w trakcie korzystania z auta, który oferuje skrzynia automatyczna. Sytuacja pogarsza się zdecydowanie, gdy stoisz w korku. Wtedy szczególnie męczące staje się naprzemienne używanie tylko 1. i 2. biegu oraz wciskanie pedału sprzęgła co kilkanaście sekund.
Jej bardzo poważną wadą jest również fakt, że to Ty jesteś odpowiedzialny za zmianę biegów i operowanie nimi tak, żeby prędkość obrotowa była dopasowana do prędkości, z którą porusza się samochód. Pozostałe minusy są również mocno związane z brakiem doświadczenia za kierownicą. Mimo tego, że skrzynie manualne są uznawane za dużo trwalsze od automatów, to nieumiejętna jazda wyraźnie przyśpiesza ich zużycie i utrudnia eksploatację. W przypadku braku doświadczenia auto może często gasnąć przy ruszaniu lub być „zaduszane” przez wbicie za wysokiego biegu w stosunku do prędkości.
Jeśli mowa o zaletach, to w przypadku kierowcy, który umiejętnie potrafi się posługiwać skrzynią manualną, zdecydowanie będzie to trwałość. Manual jest dużo bardziej odporny na miejską eksploatację oraz brak regularnych serwisów czy wymian oleju. Do tego dochodzi fakt, że auta z manualną skrzynią są znacznie tańsze. To zasługa prostszej konstrukcji, co także przekłada się na mniejsze koszty produkcji.
Skrzynia biegów manualna – jakie ma jeszcze zalety?
Kolejne dwie istotne zalety to ekonomia oraz dynamika oferowana przez skrzynie manualne. Zdecydowana większość manuali przy umiejętnej jeździe spali mniej paliwa niż ten sam samochód ze skrzynią automatyczną. Sytuacja powoli się odwraca, ponieważ skrzynie automatyczne w ostatnich latach zostały mocno rozwinięte i mają coraz więcej przełożeń, jednak jeśli chodzi o rynek używanych aut, to stan rzeczy na chwilę obecną pozostaje niezmienny – ręczne przekładnie wciąż dominują.
Największą zaletą jest oczywiście przyjemność, którą sprawia własnoręczne wbijanie odpowiedniego biegu podczas przyśpieszania. Na pewno każdy w swoim życiu chociaż raz poczuł się jak rajdowiec, gdy mógł dynamicznie zmieniać biegi na drodze ekspresowej. Niektórych cieszy to do tego stopnia, że zmiana skrzyni manualnej na automatyczną w ogóle nie wchodzi w grę.
Co sądzi ekspert o manualnych skrzyniach biegów?
Każdy kierowca powinien w swoim życiu spróbować jazdy manualem. Uczy ona pokory za kierownicą oraz pozwala lepiej poczuć auto. Przy umiejętnej jeździe jej eksploatacja to czysta przyjemność, chyba że codziennie stoisz w korkach. Jednak w większości przypadków sprawdza się idealnie i pozwala cieszyć się pełnią możliwości własnego pojazdu. Do tego koszt jej serwisowania jest bardzo niski, olej należy wymieniać co około 100 tys. kilometrów, a podzespoły takie jak wybierak czy synchronizatory rzadko się psują, jeśli nie mają wad fabrycznych – mówi ekspert marki Inter Cars.
Jednak gdybyś kiedyś musiał naprawić swoją manualną przekładnię czy po prostu chciał wymienić w niej olej, to wszystkie potrzebne części i oleje znajdziesz w sklepie Inter Cars. Na stronie znajdziesz wszystkie rzeczy potrzebne przy regularnym przeglądzie aż po podzespoły służące do poważnych napraw skrzyni biegów, takich jak nowe filtry czy poduszki skrzyni biegów.
Manualna skrzynia biegów – FAQ:
Czy warto kupować manualną skrzynię do miasta?
To zależy od tego, jak duże i zakorkowane jest to miasto. Jeśli ruch jest w miarę płynny, to możesz śmiało decydować się na manuala.
Czy można zmienić skrzynię automatyczną na manualną?
W większości przypadków – tak. Działa to także w drugą stronę. Jednak wiąże się to z dużą ilością pracy, co w przypadku starszych samochodów może być zupełnie nieopłacalne.
Czy manual jest drogi w utrzymaniu?
Zdecydowanie nie! Ten rodzaj skrzyni niemal w ogóle nie wymaga serwisowania. Raz na 5–6 lat warto zmienić olej w przekładni.
