DSG menjač

U prethodnim tekstovima objašnjavali smo na koji nacin funkcionišu manuelna i automatska transmisija. Ova dva nacina menjanja brzina su i dan-danas najrasprostranjeniji, što je vrlo zanimljivo.

Čovek bi pomislio da bi nenormalan razvitak tehnologije, koji nas je zadesio u 21. veku, ipak bio uzrok eventualne smene generacija.

Medjutim, manuelna transmisija je još uvek jedostavna kao i uvek (druga je prica razvitak elektronike i kontrola režima obrtaja motora vozila), dok je automatik još uvek trom, ali komforan za vožnju.

Nešto se, naravno, mora menjati, pa su tako mnogi proizvodjaci pokušali da ponude alternativu koja bi preuzela primat na tržištu.

Još sa kraja osamdesetih je na tržištu bilo nekoliko modela sa kontinualnom varijabilnom transmisijom (CVT), da bi se tokom devedesetih dosta radilo na poboljšanju performansi automatika. Takodje, kombinacija manuelnog i automatskog menjaca je bio jedan od ciljeva.

U svakom slucaju, patentirani su brojni novi sistemi, ali glavnu prepreku ka iole vecem globalnom uspehu nisu mogli da premoste. Ta prepreka je svakako cena.

Iako efikasni, ovi sistemi su skupi i uglavnom su rezervisani za sam vrh ponude u gami modela. Ovo je bila prepreka i za transmisiju o kojoj ovoga puta govorimo, ali se ona ipak izdvaja kao najbolja alternativa manuelnom i automatskom menjacu.

DSG je patentiran od strane nemackog giganta Volkswagen i prezentiran je široj javnosti tokom 2003. godine. Zapravo, kompanija BorgWarner je konstruisala DSG (takodje znan i kao S-Tronic) za potrebe kompanije Audi, preciznije modela TT 3,2 V6. Nakon kraceg perioda, ova transmisija je ponudjena i za ostale modele VW grupacije.

DSG, odnosno >Direct Shift Gearbox< je sve ono što su proizvodjaci ranije tražili od svojih eksperimentalnih sklopova. To je automatski menjac, sa svim odlikama manuelnog. Cak i više od toga, jer poseduje ne jedno vec dva kvacila!

Upravo je to razlog velike efikasnosti ovog sistema i njegovog (buduceg) uspeha. Oba kvacila su pneumatski vodjena, pa stoga DSG nema potrebu za pedalom kvacila, kao što je to slucaj kod manuelnog menjaca. Sistem ce >pritiskati< imaginarnu pedalu umesto vas.

Ali, opet, zašto dva kvacila? Odgovor je: da bi se znacajno smanjilo vreme potrebno za prelaz iz jedne u drugu brzinu. Samo cemo malo uci u elaboraciju poprecnog preseka DSG sistema. On najviše lici na automatik – vrlo je glomazan i krajnje složen. Ipak, masa nije problem jer njegov sklop ne zahteva teške materijale. To je i logicno imajuci u vidu da nema ljudskog faktora koji nepravilnim korišcenjem može havarisati sistem.

DSG uvek ima šest brzina – prva, treca i peta su pod kontrolom jednog, dok su druga, cetvrta i šesta pod kontrolom drugog kvacila. Dakle, sistem je prakticno simetricnog tipa. Kada je DSG pozicioniran u prvoj brzini (kvacilo 1-3-5 je u direktnoj vezi sa motorom), drugo kvacilo je takodje aktivno – omogucava rotaciju druge brzine i tako prakticno priprema sistem za prelaz u viši stepen prenosa. Veliki broj senzora i mikroprocesora omogucavaju DSG-u da cak i odabere koju ce brzinu pripremati. Milisekunde su u pitanju, tako da vas npr. pri naglom kocenju automatika vraca u mnogo niži, tj. odgovarajuci stepen prenosa (recimo iz pete u drugu brzinu). Zahvaljujuci principu duplog kvacila, DSG je postigao neverovatno kratke vremenske intervale potrebne za prelaz iz jedne u drugu brzinu. Osam milisekundi (8 ms) je veoma, veoma brzo – Ferrari Enzo poseduje super-efikasni sekvencijalni menjac kojem je potrebno citavih 150 ms za istu operaciju! O velicini ovog podatka najbolje govori i cinjenica da DSG ne odgovara pravilniku F1 takmicenja – previše je brz i tako se ubraja u zabranjenu CVT kategoriju! Dakle, glavna prednost ovog sistema jeste svakako brza promena brzina.

Postoji nekoliko razlicitih modova u kojima možete voziti automobil sa DSG transmisijom. Njegova koncepcija je postavljena po principima klasicnog automatika, odnosno dosadašnjeg >Tiptronic<-a. >Tiptronic< sistem takodje potice iz VW grupacije i DSG je zapravo njegova logicna evolucija. Ali onaj ko je imao priliku da proba oba sistema, nikad se više nece vratiti >Tiptronic<-u! Rucice menjaca su identicne kod obe varijante – imaju skoro standardnu automatik-šemu sa P-R-N-D pozicijama. Dva dodatka opticki cine razliku. >D< pozicija (>Drive<) pored automatskog poseduje i manuelni mod, kada vozac može sam da bira stepene prenosa. To može ciniti pomocu same rucice (pozicioniranjem iste u desno) ili malih polugica iza volana. Druga razlika u odnosu na klasican automatik jeste >S< pozicija (>Sport<). To je automatski mod rezervisan za vozace sa, logicno, sportskim ambicijama. Ovde kompjuter, koji kontroliše rad ove transmisije, stepene prenosa menja nešto kasnije (pri višim obrtajima), cime se izvlaci maksimalna snaga automobila. Ako u prethodno pomenutoj >D< poziciji ne pomerite rucicu u desno, ostacete u klasicnom automatskom modu, koji akcenat stavlja na komfor i ekonomicnu vožnju. Nemojte se zbuniti – iako se DSG koristi kao klasican automatik, on nece biti tromiji i nece trošiti više goriva od svog ekvivalenta sa manuelnim menjacem. Zapravo, performanse su bolje i potrošnja je manja. Sve to zahvaljujuci ekstremno minimalnom vremenu potrebnom za prenos brzina. Samo zamislite koliko sve to može biti korisno u snažnim turbo-mašinama! Mada, DSG nije rezervisam samo za jake mašine. Od skora se ovaj sistem može naruciti i npr. za dostavni VW Caddy, koji samo koristi cinjenicu da je ovaj sistem koncipiran sa šest brzina, što novijim i snažnijim dizelima svakako odgovara.

Manuelna transmisijaMedju najvaznije delove, to jest sisteme svakog automobila se zasigurno ubraja i njegova transmisija. Svaki automobil mora obavezno imati svoju transmisiju jer se koncepcija pravilnog rada motora zasniva i na optimalnom iskoriscavanju snage istog, kao i na pravilnom prenosenju realne snage motora na pokretacke tockove.

I sami znate sta bi se desilo kada bi bilo koji moderni automobil imao samo jednu tzv. “brzinu”, to jest kada bi se snaga i obrtaji motora direktno prenosili na diferencijal, odnosno tockove.

Ista stvar kao i sa, na primer, “Pony” biciklom. Ovaj bicikl okretaje pedala prenosi lancem do osovine zadnjeg tocka, odnosno do jednog zupcanika na toj osovini. Taj zupcanik je obicno neke srednje velicine i time se vrsi kompromis izmedju efikasnijeg starta i velike brzine. Naime, “ponika” moze lepo i brzo da se startuje, ali da bi se omogucila makar priblizno velika brzina jednom recimo mauntin-bajku moralo bi se pristupiti ekstremno rapidnom okretanju pedala, sto je najcesce vrlo tesko i nemoguce. Zato danas moderni bicikli imaju po nekoliko zupcanika i na osovini i na pedalama, omogucavajuci tako veoma raznovrsnu voznju – lako savladjivanje strmih uzbrdica koriscenjem nizeg stepena prenosa, odnosno veceg zupcanika na osovini, i obrnuto za brzu voznju po ravnim putevima i nizbrdicama.

Potpuno identican, ali mnogo slozeniji je princip kod automobila. Mnogi se verovatno pitaju zasto na biciklu danas imamo toliko veliki broj stepena prenosa (18 i vise), a na kolima tek nekih 4-6? Odgovor je vrlo jasan – automobil trosi gorivo i on se ne umara i tako moze da se eksploatise na racun vece potrosnje goriva. S druge strane, transmisija na ‘bajku’ je konstruisana tako da sto vise smanji napor koji ce neka osoba uloziti da pokrene isti – dakle, vise zupcanika radi sto lakse voznje.

U ovu pricu mozemo nadovezati i teske kamione, autobuse i slicna vozila. Svi znamo da spomenuti imaju menjace sa mnogo vise stepeni prenosa nego li klasican automobil, a to je uglavnom zbog specificnih potreba tih vozila. Tu se racuna na ekstremne situacije poput pokretanja jednog npr. velikog kamiona prepunog nekog teskog materijala – uzbrdo. U ovom slucaju nam je potrebna pre svega izuzetna snaga a zatim i adaptirana transmisija – prva brzina ovog kamiona je specijalno podesena da kamion lakse savladava ovakve situacije. Kao i kod bicikla, prvi zupcanik u transmisionom sistemu ovakvog kamiona je izuzetno veliki i time se on vrlo lako moze zarotirati, ali pritom zahtevajuci veliki broj obrtaja motora. Ovim primerom se lako moze objasniti i cinjenica da se na ravnom putu kamion uvek iz mesta mirovanja pokrece iz druge, nekad i trece brzine. Jednostavno, prva se koristi samo u specijalnim slucajevima i nema neku upotrebnu vrednost u normalnoj voznji.

Dakle, sama koncepcija manuelne transmisije kod serijskih automobila je vrlo jasna i jednostavna. Generalno, u ovom sistemu imamo nekoliko zupcanika razlicite velicine koji su povezani sa tockovima preko diferencijala, koji su opet, sa druge strane, povezani drugim zupcanicima koje pokrece motor. Simple as that.

Jeste, koncepcija je zaista ta, ali u praksi tu postoji mali million detalja i osobina koje umnogome usloznjavaju citav taj proces. Kao na primer, kako ubaciti transmisiju u rikverc? Za sada znamo da se automobil pokrece na osnovu obrtaja motora koji se prenose na pogonske tockove. Kako obrnuti smer okretanja tih obrtaja motora u suprotnu stranu kako bi automobil mogao da se krece i unazad? Videcete kasnije, vrlo lako… Sada cemo poceti sa nekim osnovnim stvarima.

Svaki motor svakog automobila radi po istom principu – omogucava se rotiranje i tako postize odredjeni broj obrtaja u minuti. Svaki motor individualno ima svoj interval obrtaja u kojem se on bezbedno vrti. To se najlakse vidi gledanjem u obrtometar na komandnoj tabli. Jace masine imaju veci interval, dok se on znacajno smanjuje kod dizel-masina cime se objasnjava cinjenica da se manuelni menjac sa sest stepeni prenosa najcesce srece u jacim dizelasima.

Jednostavno, njihov motor ulazi u “opasne obrtaje’ (crvenu zonu) vec negde nakon 4000 obrtaja i samim tim zahteva veci broj stepena prenosa radi veceg iskoriscenja mogucnosti motora. Veliki broj brzina im omogucava jako brz start, ali i manju potrosnju goriva.

Tu je odmah i druga strana price. Ako je neko nekada vozio Opel Kadett u GSI verziji, mogao je na njegovoj LCD komadnoj tabli primetiti graficki prikazan obrtometar. Sa strane preglednosti on nije bio nista posebno, ali nama ovde u nasoj prici dosta pomaze. Naime, primetili ste sigurno da je taj obrtometar nepravilnog oblika – to jest, napravljen je u obliku neke krive koordinatnog sistema na kojoj se ocitavaja trenutni broj obrtaja motora. Ta kriva raste vrlo rapidno do nekih 5-5.500 obrtaja, da bi zatim naglo opala i zavrsila se na nekih 7.000. Ta kriva zaista predstavlja krivu sa pravouglog koordinatnog sistema, i to onog pomocu kojeg se predstavlja obrtni momenat motora, odnosno njegova snaga u KS. Dakle, snaga raste od 1.000 obrtaja pa navise, sve do spomenute tacke gde kriva dozivljava svoj maksimum. Tada motor koristi svu svoju raspolozivu snagu, tj. radi na svom maksimumu.

Nakon tih 5.500 obrtaja (gde se nalazi maksimum) ulazi se lagano u crvenu zonu, motor se preopterecuje i snaga pritom opada. Nakon izvesnog vremena voznje u crvenoj zoni, motor ce zasigurno eksplodirati! Cilj transmisije je, izmedju ostalog i da se motor nikada ne okrece u crvenoj zoni, obezbedjujuci bezbedan rad uz maksimalno bezbedno iskoriscenje njegovih mogucnosti kroz tih nekoliko, specijalno konstruisanih “brzina”.

Pre nego sto predjemo na upoznavanje osnovnih delova svake manuelne transmisije, treba objasniti jos jednu stvar. Ako ste ikad citali neki ozbiljniji auto casopis/katalog, mogli ste videti izvesne podatke o transmisionom odnosu za svaku od odredjenog broja brzina koje taj neki automobil poseduje.

Dakle, to su one cifre u obliku razmere – 2,399:1; 1,081:1; 0,887:1 itd. Sta to znaci? To je zapravo odnos izmedju broja obrtaja motora i broja obrtaja tockova, odnosno zupcanika u odredjenom stepenu prenosa. Uzmimo na primer ova tri gore spomenuta podatka.

U prvom slucaju, imamo odnos 2,399:1. Sa leve strane ove razmere uvek stoji broj obrtaja motora, dok jedinica sa desne predstavlja broj obrtaja autputa transmisije ka diferencijalu (prakticno, broj obrtaja pogonskih tockova). Znaci, pri 2399 obrtaja motora u minuti, autput transmisije ce se obrnuti 1000 puta za isti vremenski period. Imajuci u vidu da je ovaj odnos po velicini znacajno na strani obrtaja motora (napravi 1399 vise obrtaja u minuti) dolazimo do nekakvog zakljucka da je ovaj odnos karakteristican za prvi stepen prenosa nekog serijskog putnickog automobila.

Drugi gore spomenuti primer bi mogao biti neki treci ili cetvrti stepen, dok treci primer zasigurno moze biti poslednji u toj transmisiji – peti ili eventualno sesti, imajuci u vidu manji broj obrtaja motora u odnosu na obrtaje autputa, tockova.

Konkretno objasnjenje kako manuelna transmisija funkcionise cemo prvo predstaviti na vrlo jednostavnom primeru dvostepene transmisije. Takav vid transmisije je prikazan i na slici koja prati ovaj pasus.

Dakle, sa slike mozemo zapaziti nekoliko celina ovog prostog sistema. Idemo sleva na desno. Prvi na slici je zeleno obojeni zupcanik koji rotira oko svoje ose, koja je u ovom slucaju nastavak, odnosno autput sa samog motora vozila. Znaci, motor pravi odredjeni broj obrtaja koji se putem te zelene osovine prenosi na zeleni zupcanik i on, dakle, rotira istom brzinom i u istom smeru kao i motor.

Dalje imamo crveni zupcanik koji se nastavlja na zeleni. Oni su uvek vezani i uvek zavise od same brzine okretanja motora. Ovim zupcanikom i vezom izmedju autputa motora i inputa transmisije se omogucava pokretanje donje transmisione osovine (‘layshaft’) koja, pored spomenutog crvenog zupcanika, sadrzi jos izvestan broj istih.

Taj broj preostalih zupcanika je jednak broju stepena prenosa (“brzina”) automobila. Ono sto je ovde vazno zapamtiti jeste to da se ova donja (crvena) osovina okrece istom brzinom, ili u uvek istom odnosu sa brzinom okretanja motora. Vezu izmedju crvenih i plavih zupcanika najlakse mozemo objasniti primerom sa pocetka ovog teksta – biciklom.

U nasem ovde predstavljenom slucaju imamo crveni zupcanik, koji predstavlja zupcanik kod pedala na biciklu i plavi zupcanik, koji je zupcanik na zadnjoj osovini bicikla. Okretanjem pedala mi u realnom vremenu uticemo na pokretanje prvog zupcanika, koji je lancem vezan za jedan od onih zupcanika na zadnjoj osovini.

Na nasem primeru, crveni zupcanik je onaj kojeg pokrece motor, dok su plavi vezani za osovinu koja predstavlja autput transmisionog sistema i vezana je za diferencijal, odnosno same pogonske tockove! Naravno, na slici se primecuje da su svi ovi zupcanici (po jedan crveni i plavi za svaki stepen prenosa) razlicite velicine i da, kada bi svi bili povezani (kao sto je na slici i prikazano) uopste ne bi bili sinhronizovani i to bi dovelo sigurno do pucanja osovine ili nekog od zupcanika. E

sada – tacno je da su svi crveni i plavi zupcanici vezani, ali, za razliku od crvenih, plavi se slobodno okrecu oko svoje ose, odnosno nisu vezani za osovinu na kojoj se nalaze, imaju male lagere koji im omogucavaju slobodno rotiranje! Dakle, u nasem slucaju ce oko svoje ose rotirati oba plava zupcanika, i to desni brze od levog.

Kako sada vezati osovinu koja jedina na nasoj slici miruje i koja zapravo predstavlja autput i vezu transmisije sa tockovima? Lako – uz S… Ovde na scenu stupa ljubicasti deo, jedna posebna vrsta karike kruznog oblika, koja je specijalnom viljuskom vezana za samu rucicu menjaca. Ova karika je, za razliku od plavih zupcanika, fiksirana za autput-osovinu!

Pomeranjem rucice menjaca unapred (ubacivanjem u prvu brzinu), mi zapravo pomeramo ovu kariku unazad. On se tada vezuje za plavi zupcanik (zupcanik prvog stepena prenosa) i to tako sto odredjena ispupcenja sa strane, na samoj karici, ulaze u udubljenja na plavom zupcaniku. Tako se ta karika i odredjeni zupcanik vezuju i, s obzirom da je ovaj prvi (karika) direktno vezan sa autput-osovinom, izvrsavaju rotiranje. Tako se posredno vezuju zeleni, crveni i na kraju i odredjeni plavi zupcanik.

Na drugoj slici u ovom pasusu mozemo videti nasu dvostepenu transmisiju u prvom stepenu prenosa, dok je u gornjoj slici predstavljena ler pozicija. Ovo je zaista najjednostavniji prikaz manuelne transmisije i odmah u startu se namece jedno pitanje: kako je moguce povezati kariku (ljubicasti deo na slici) sa plavim zupcanikom, ako smo ranije rekli da se plavi krece u istom tempu kao i sam motor?

Kako je moguce tako lako izvrsiti prebacivanje stepena prenosa kada je sve to u pokretu?! Pa, i nije moguce. Ovde dolazi do vrlo bitne uloge kvacila. Kvacilo na poseban nacin odvaja rad motora i osovine koja vodi do transmisionog sistema (zelena osovina na slici).

Time se na odredjeni trenutak zaustavlja rotiranje svih zupcanika unutar sistema, da bi se nesmetano povezali karika i zupcanik odredjenog stepena prenosa. Pustanjem pedale kvacila, ponovo se vezuju rad motora i transmisija, pa se tako rotiranje prenosi i na autput-osovinu transmisije putem odredjenog (plavog) zupcanika.

OK, lako je to sve bilo objasniti na primeru manuelne transmisije sa samo dva stepena prenosa, ali kako to sve izgleda kod, danas najcesce, petostepene transmisije? Princip je u sustini isti, samo sto sada imamo vise stepena prenosa, sto povlaci vise zupcanika, takodje imamo i posebne zupcanike za rikverc, kao i vise viljuski vezanih za samu rucicu menjaca.

Na primeru sa dva stepena prenosa imali smo samo tri pozicije rucice menjaca – LER (neutral), kada je pozicija rucice u sredini kao i sama pozicija karike (izmedju plavog zupcanika prvog i drugog stepena prenosa); zatim PRVI stepen prenosa, kada pomeranjem rucice unapred kariku pomeramo unazad, povezujuci je tako sa predvidjenim zupcanikom i DRUGI stepen prenosa, kada rucicu pomeramo unazad. To je, dakle, klasicna linijska transmisija.

Svi znamo da danas na serijskim automobilima imamo transmisiju H – tipa. Ona je takve, slozenije koncepcije radi uspesnog uklapanja svih 4, 5 odnosno 6 stepeni prenosa. Petostepena transmisija sadrzi 5 plavih zupcanika + rikverc, sto zahteva i 3 karike (po jedna izmedju zupcanika prve i druge, trece i cetvrte, pete brzine i rikverca) kao i 3 viljuske. Ovo mozemo videti i na prilozenoj slici koja nam slikovito prikazuje sistem petostepene transmisije.

Pomeranjem rucice ulevo aktiviracemo prvu kariku, kada biramo da li cemo je staviti u polozaj za prvi ili drugi stepen prenosa. Vracanjem rucice u centralni polozaj aktiviracemo drugu kariku koja se odnosi na treci i cetvrti stepen, dok pomeranjem rucice u krajnji desni polozaj u akciju stavljamo poslednju, trecu kariku kada biramo izmedju najvece, pete brzine i rikverca. Postoji nekoliko modaliteta ovog H-sablona, gde rikverc moze biti i uz prvu ili drugu “brzinu”. Dakle, sam princip funkcionisanja ovog sistema je cak i jednostavan.

Slozenost ovde predstavlja povezivanje, odnosno sinhronizacija izmedju odredjenih zupcanika, to jest generalno izmedju motora i transmisionog sistema. Zato su i bitni oni gorespomenuti odnosi izmedju brzine rotiranja motora i autputa transmisije. I na samim slikama mozemo videti razliku u velicini izmedju pojedinih zupcanika – (plavi) zupcanik prvog stepena prenosa je izrazito velikog, dok je njegov (crveni) zupcanik-pokretac izrazito malog precnika. To omogucava veliki jaz u odnosu izmedju brzine rotiranja motora i transmisije i omogucava lakse pokretanje automobila iz mesta, ali ne obecava veliku brzinu.

Samom tom logikom nalazimo da se dalje, kako se povecava broj stepena prenosa, (plavi) zupcanici koji se nalaze na autputu transmisije smanjuju a pokretaci (crveni) povecavaju. U ovom sistemu postoje brojni detalji o kojima se mora voditi racuna pri konstrukciji, kao na

primer specijalni sinhronizeri koji pomazu laksem povezivanju karika u transmisiji sa odredjenim zupcanikom uz pomoc frikcije izmedju njih. Oni obezbedjuju minimalno vreme brzine promene stepena prenosa, ali konkretno o njihovom radu necemo sada…

Ostao sam Vam duzan jos i princip funkcionisanja rikverca. Kao sto sam na pocetku teksta i rekao, princip hoda unazad je vrlo jednostavan. Rikverc funkcionise kao i svaki drugi normalan stepen prenosa – dakle, ima svoj (plavi) zupcanik koji rotira slobodno oko svoj ose i koji je povezan pokretackim (crvenim) zupcanikom. Jedina razlika kod ovog sistema je prisustvo jos jednog ekstra zupcanika, vrlo malih dimenzija, koji se nalazi izmedju plavog i crvenog (na slici). Logikom, taj mali zupcanicic menja smer kretanja osovine autputa transmisije i tako obezbedjuje kretajne unazad. Odavde mozemo uvideti da se automobil, sa rucicom u poziciji rikverca, mora obavezno nalaziti u stanju mirovanja! Ako se automobil krece u leru, pritiskom na papucicu kvacila vi mozete prebaciti u rikverc, ali nakon pustanja papucice doci ce do ozbiljnog habanja (mozda i eksplozije!) te odredjene karike i zupcanika jer ce se autput osovina i zupcanici kretati u suprotnom smeru.

Ovo je, u globalu, bilo najosnovnije sto se moze reci o sistemu manuelne transmisije. Treba imati u vidu da se svaki sistem ovakve transmisije razlikuje, ne samo od proizvodjaca do proizvodjaca, vec i do modela automobila. Jer, kao sto smo vec rekli, tu su uvek razliciti odnosi brzine rotiranja motora i osovine ka diferencijalu. Ipak, ideja i princip je uvek isti i uvek se ponavlja. U sledecem tekstu cemo nesto blize upoznati sistem automatske transmisije, koja jos vise doprinosi komforu u voznji. Licno vise preferiram manuelnu, jer tada ja kao individua odredjujem svoj stil voznje i, uopste, umnogome uticem na voznju. Ali ipak, za gradsku voznju – automatika je “dusu dala”!

o mjenjacu Manuelna transmisija je nezamisliva bez kvacila. S obzirom na to da motor stalno radi, a vozilo se ne krece uvek, motor se mora razdvojiti od pogonskih tockova kada se automobil zaustavlja, u suprotnom bi se ugasio svaki put kada stanete na semaforu. Kvacilo razdvaja motor i transmisiju, omogucujuci da motor radi i kada se automobil ne krece.

Kvacilo se sastoji od tri glavne komponente. Prva je zamajac, koji je zašrafljen za radilicu motora. Povezana sa ulaznim vratilom transmisije je lamela i disk sa frikcionim oblogama sa obe strane. Na kraju, tu je potisna ploca kvacila i opružni mehanizam zašrafljen za zamajac koji spaja i razdvaja kvacilo kada pritiskate papucicu. Princip rada kvacila je jednostavan. Kada je kvacilo razdvojeno (to se dešava kada pritiskate papucicu kvacila nadole), potisna ploca se lagano udaljava od lamele. Ovo raskida vezu izmedu motora i transmisije, ostavljajuci ih da se obrcu nezavisno. Kada otpustite pedalu kvacila, potisna ploca se vraca na svoje mesto, stežuci lamelu izmedu sebe i zamajca velikom silom. Postepenim otpuštanjem pedale povecava se pritisak na lamelu i usled povecanog trenja frikcionih obloga izmedu zamajca, lamele i potisne ploce sve veci obrtni moment se prenosi sa motora, preko lamele na transmisiju. Kada je lamela cvrsto uklještena izmedu zamajca i potisne ploce celokupna snaga motora se šalje transmisiji.

Menjacki mehanizam

Manuelna transmisija

Automobilizam

Medju najvaznije delove, to jest sisteme svakog automobila se zasigurno ubraja i njegova transmisija. Svaki automobil mora obavezno imati svoju transmisiju jer se koncepcija pravilnog rada motora zasniva i na optimalnom iskoriscavanju snage istog, kao i na pravilnom prenosenju realne snage motora na pokretacke tockove. I sami znate sta bi se desilo kada bi bilo koji moderni automobil imao samo jednu tzv. “brzinu”, to jest kada bi se snaga i obrtaji motora direktno prenosili na diferencijal, odnosno tockove. Ista stvar kao i sa, na primer, “Pony” biciklom. Ovaj bicikl okretaje pedala prenosi lancem do osovine zadnjeg tocka, odnosno do jednog zupcanika na toj osovini. Taj zupcanik je obicno neke srednje velicine i time se vrsi kompromis izmedju efikasnijeg starta i velike brzine. Naime, “ponika” moze lepo i brzo da se startuje, ali da bi se omogucila makar priblizno velika brzina jednom recimo mauntin-bajku moralo bi se pristupiti ekstremno rapidnom okretanju pedala, sto je najcesce vrlo tesko i nemoguce. Zato danas moderni bicikli imaju po nekoliko zupcanika i na osovini i na pedalama, omogucavajuci tako veoma raznovrsnu voznju – lako savladjivanje strmih uzbrdica koriscenjem nizeg stepena prenosa, odnosno veceg zupcanika na osovini, i obrnuto za brzu voznju po ravnim putevima i

nizbrdicama. Potpuno identican, ali mnogo slozeniji je princip kod automobila. Mnogi se verovatno pitaju zasto na biciklu danas imamo toliko veliki broj stepena prenosa (18 i vise), a na kolima tek nekih 4-6? Odgovor je vrlo jasan – automobil trosi gorivo i on se ne umara i tako moze da se eksploatise na racun vece potrosnje goriva. S druge strane, transmisija na ‘bajku’ je konstruisana tako da sto vise smanji napor koji ce neka osoba uloziti da pokrene isti – dakle, vise zupcanika radi sto lakse voznje. U ovu pricu mozemo nadovezati i teske kamione, autobuse i slicna vozila. Svi znamo da spomenuti imaju menjace sa mnogo vise stepeni prenosa nego li klasican automobil, a to je uglavnom zbog specificnih potreba tih vozila. Tu se racuna na ekstremne situacije poput pokretanja jednog npr. velikog kamiona prepunog nekog teskog materijala – uzbrdo. U ovom slucaju nam je potrebna pre svega izuzetna snaga a zatim i adaptirana transmisija – prva brzina ovog kamiona je specijalno podesena da kamion lakse savladava ovakve situacije. Kao i kod bicikla, prvi zupcanik u transmisionom sistemu ovakvog kamiona je izuzetno veliki i time se on vrlo lako moze zarotirati, ali pritom zahtevajuci veliki broj obrtaja motora. Ovim primerom se lako moze objasniti i cinjenica da se na ravnom putu kamion uvek iz mesta mirovanja pokrece iz druge, nekad i trece brzine. Jednostavno, prva se koristi samo u specijalnim slucajevima i nema neku upotrebnu vrednost u normalnoj voznji.

Dakle, sama koncepcija manuelne transmisije kod serijskih automobila je vrlo jasna i jednostavna. Generalno, u ovom sistemu imamo nekoliko zupcanika razlicite velicine koji su povezani sa tockovima preko diferencijala, koji su opet, sa druge strane, povezani drugim zupcanicima koje pokrece motor. Simple as that. Jeste, koncepcija je zaista ta, ali u praksi tu postoji mali million detalja i osobina koje umnogome usloznjavaju citav taj proces. Kao na primer, kako ubaciti transmisiju u rikverc? Za sada znamo da se automobil pokrece na osnovu obrtaja motora koji se prenose na pogonske tockove. Kako obrnuti smer okretanja tih obrtaja motora u suprotnu stranu kako bi automobil mogao da se krece i unazad? Videcete kasnije, vrlo lako… Sada cemo poceti sa nekim osnovnim stvarima. Svaki motor svakog automobila radi po istom principu – omogucava se rotiranje i tako postize odredjeni broj obrtaja u minuti. Svaki motor individualno ima svoj interval obrtaja u kojem se on bezbedno vrti. To se najlakse vidi gledanjem u obrtometar na komandnoj tabli. Jace masine imaju veci interval, dok se on znacajno smanjuje kod dizel-masina cime se objasnjava cinjenica da se manuelni menjac sa sest stepeni prenosa najcesce srece u jacim dizelasima. Jednostavno, njihov motor ulazi u “opasne obrtaje’ (crvenu zonu) vec negde nakon 4000 obrtaja i samim tim zahteva veci broj stepena prenosa radi veceg iskoriscenja mogucnosti motora. Veliki broj brzina im omogucava jako brz start, ali i manju potrosnju goriva. Tu je odmah i druga strana price. Ako je neko nekada vozio Opel Kadett u GSI verziji, mogao je na njegovoj LCD komadnoj tabli primetiti graficki prikazan obrtometar. Sa strane preglednosti on nije bio nista posebno, ali nama ovde u nasoj prici dosta pomaze. Naime, primetili ste sigurno da je taj obrtometar nepravilnog oblika – to jest, napravljen je u obliku neke krive koordinatnog sistema na kojoj se ocitavaja trenutni broj obrtaja motora. Ta kriva raste vrlo rapidno do nekih 5-5.500 obrtaja, da bi zatim naglo opala i zavrsila se na nekih 7.000. Ta kriva zaista predstavlja krivu sa pravouglog koordinatnog sistema, i to onog pomocu kojeg se predstavlja obrtni momenat motora, odnosno njegova snaga u KS. Dakle, snaga raste od 1.000 obrtaja pa navise, sve do spomenute tacke gde kriva dozivljava svoj maksimum. Tada motor koristi svu svoju

raspolozivu snagu, tj. radi na svom maksimumu. Nakon tih 5.500 obrtaja (gde se nalazi maksimum) ulazi se lagano u crvenu zonu, motor se preopterecuje i snaga pritom opada. Nakon izvesnog vremena voznje u crvenoj zoni, motor ce zasigurno eksplodirati! Cilj transmisije je, izmedju ostalog i da se motor nikada ne okrece u crvenoj zoni, obezbedjujuci bezbedan rad uz maksimalno bezbedno iskoriscenje njegovih mogucnosti

kroz tih nekoliko, specijalno konstruisanih “brzina”. Pre nego sto predjemo na upoznavanje osnovnih delova svake manuelne transmisije, treba objasniti jos jednu stvar. Ako ste ikad citali neki ozbiljniji auto casopis/katalog, mogli ste videti izvesne podatke o transmisionom odnosu za svaku od odredjenog broja brzina koje taj neki automobil poseduje. Dakle, to su one cifre u obliku razmere – 2,399:1; 1,081:1; 0,887:1 itd. Sta to znaci? To je zapravo odnos izmedju broja obrtaja motora i broja obrtaja tockova, odnosno zupcanika u odredjenom stepenu prenosa. Uzmimo na primer ova tri gorespomenuta podatka. U prvom slucaju, imamo odnos 2,399:1. Sa leve strane ove razmere uvek stoji broj obrtaja motora, dok jedinica sa desne predstavlja broj obrtaja autputa transmisije ka diferencijalu (prakticno, broj obrtaja pogonskih tockova). Znaci, pri 2399 obrtaja motora u minuti, autput transmisije ce se obrnuti 1000 puta za isti vremenski period. Imajuci u vidu da je ovaj odnos po velicini znacajno na strani obrtaja motora (napravi 1399 vise obrtaja u minuti) dolazimo do nekakvog zakljucka da je ovaj odnos karakteristican za prvi stepen prenosa nekog serijskog putnickog automobila. Drugi gorespomenuti primer bi mogao biti neki treci ili cetvrti stepen, dok treci primer zasigurno moze biti poslednji u toj transmisiji – peti ili eventualno sesti, imajuci u vidu manji broj obrtaja motora u odnosu na obrtaje autputa, tockova.

Konkretno objasnjenje kako manuelna transmisija funkcionise cemo prvo predstaviti na vrlo jednostavnom primeru dvostepene transmisije. Takav vid transmisije je prikazan i na slici koja prati ovaj pasus. Dakle, sa slike mozemo zapaziti nekoliko celina ovog prostog sistema. Idemo sleva na desno. Prvi na slici je zeleno obojeni zupcanik koji rotira oko svoje ose, koja je u ovom slucaju nastavak, odnosno autput sa samog motora vozila. Znaci, motor pravi odredjeni broj obrtaja koji se putem te zelene osovine prenosi na zeleni zupcanik i on, dakle, rotira istom brzinom i u istom smeru

kao i motor. Dalje imamo crveni zupcanik koji se nastavlja na zeleni. Oni su uvek vezani i uvek zavise od same brzine okretanja motora. Ovim zupcanikom i vezom izmedju autputa motora i inputa transmisije se omogucava pokretanje donje transmisione osovine (‘layshaft’) koja, pored spomenutog crvenog zupcanika, sadrzi jos izvestan broj istih. Taj broj preostalih zupcanika je jednak broju stepena prenosa (“brzina”) automobila. Ono sto je ovde vazno zapamtiti jeste to da se ova donja (crvena) osovina okrece istom brzinom, ili u uvek istom odnosu sa brzinom okretanja motora. Vezu izmedju crvenih i plavih zupcanika najlakse mozemo objasniti primerom sa pocetka ovog teksta – biciklom. U nasem ovde predstavljenom slucaju imamo crveni zupcanik, koji predstavlja zupcanik kod pedala na biciklu i plavi zupcanik, koji je zupcanik na zadnjoj osovini bicikla. Okretanjem pedala mi u realnom vremenu uticemo na pokretanje prvog zupcanika, koji je lancem vezan za jedan od onih zupcanika na zadnjoj osovini. Na nasem primeru, crveni zupcanik je onaj kojeg pokrece motor, dok su plavi vezani za osovinu koja predstavlja autput transmisionog sistema i vezana je za diferencijal, odnosno same pogonske tockove! Naravno, na slici se primecuje da su svi ovi zupcanici (po jedan crveni i plavi za svaki stepen prenosa) razlicite velicine i da, kada bi svi bili povezani (kao sto je na slici i prikazano) uopste ne bi bili sinhronizovani i to bi dovelo sigurno do pucanja osovine ili nekog od zupcanika. E sada – tacno je da su svi crveni i plavi zupcanici vezani, ali, za razliku od crvenih, plavi se slobodno okrecu oko svoje ose, odnosno nisu vezani za osovinu na kojoj se nalaze, imaju male lagere koji im omogucavaju slobodno rotiranje! Dakle, u nasem slucaju ce oko svoje ose rotirati oba plava zupcanika, i to desni brze od levog. Kako sada vezati osovinu koja jedina na nasoj slici miruje i koja zapravo predstavlja autput i vezu transmisije sa tockovima? Lako – uz S… Ovde na scenu stupa ljubicasti deo, jedna posebna vrsta karike kruznog oblika, koja je specijalnom viljuskom vezana za samu rucicu menjaca. Ova karika je, za razliku od plavih zupcanika, fiksirana za autput-osovinu!

Pomeranjem rucice menjaca unapred (ubacivanjem u prvu brzinu), mi zapravo pomeramo ovu kariku unazad. On se tada vezuje za plavi zupcanik (zupcanik prvog stepena prenosa) i to tako sto odredjena ispupcenja sa strane, na samoj karici, ulaze u udubljenja na plavom zupcaniku. Tako se ta karika i odredjeni zupcanik vezuju i, s obzirom da je ovaj prvi (karika) direktno vezan sa autput-osovinom, izvrsavaju rotiranje. Tako se posredno vezuju zeleni, crveni i na kraju i odredjeni plavi zupcanik. Na drugoj slici u ovom pasusu mozemo videti nasu dvostepenu transmisiju u prvom stepenu prenosa, dok je u gornjoj slici predstavljena ler pozicija. Ovo je zaista najjednostavniji prikaz manuelne transmisije i odmah u startu se namece jedno pitanje: kako je moguce povezati kariku (ljubicasti deo na slici) sa plavim zupcanikom, ako smo ranije rekli da se plavi krece u istom tempu kao i sam motor? Kako je moguce tako lako izvrsiti prebacivanje stepena prenosa kada je sve to u pokretu?! Pa, i nije moguce. Ovde dolazi do vrlo bitne uloge kvacila. Kvacilo na poseban nacin odvaja rad motora i osovine koja vodi do

transmisionog sistema (zelena osovina na slici). Time se na odredjeni trenutak zaustavlja rotiranje svih zupcanika unutar sistema, da bi se nesmetano povezali karika i zupcanik odredjenog stepena prenosa. Pustanjem pedale kvacila, ponovo se vezuju rad motora i transmisija, pa se tako rotiranje prenosi i na autput-osovinu transmisije putem odredjenog (plavog) zupcanika.

OK, lako je to sve bilo objasniti na primeru manuelne transmisije sa samo dva stepena prenosa, ali kako to sve izgleda kod, danas najcesce, petostepene transmisije? Princip je u sustini isti, samo sto sada imamo vise stepena prenosa, sto povlaci vise zupcanika, takodje imamo i posebne zupcanike za rikverc, kao i vise viljuski vezanih za samu rucicu menjaca. Na primeru sa dva stepena prenosa imali smo samo tri pozicije rucice menjaca – LER (neutral), kada je pozicija rucice u sredini kao i sama pozicija karike (izmedju plavog zupcanika prvog i drugog stepena prenosa); zatim PRVI stepen prenosa, kada pomeranjem rucice unapred kariku pomeramo unazad, povezujuci je tako sa predvidjenim zupcanikom i DRUGI stepen prenosa, kada rucicu pomeramo unazad. To je, dakle, klasicna linijska transmisija. Svi znamo da danas na serijskim automobilima imamo transmisiju H – tipa. Ona je takve, slozenije koncepcije radi uspesnog uklapanja svih 4, 5 odnosno 6 stepeni prenosa. Petostepena transmisija sadrzi 5 plavih zupcanika + rikverc, sto zahteva i 3 karike (po jedna izmedju zupcanika prve i druge, trece i cetvrte, pete brzine i rikverca) kao i 3 viljuske. Ovo mozemo videti i na prilozenoj slici koja nam slikovito prikazuje sistem petostepene transmisije. Pomeranjem rucice ulevo aktiviracemo prvu kariku, kada biramo da li cemo je staviti u polozaj za prvi ili drugi stepen prenosa. Vracanjem rucice u centralni polozaj aktiviracemo drugu kariku koja se odnosi na treci i cetvrti stepen, dok pomeranjem rucice u krajnji desni polozaj u akciju stavljamo poslednju, trecu kariku kada biramo izmedju najvece, pete brzine i rikverca. Postoji nekoliko modaliteta ovog H-sablona, gde rikverc moze biti i uz prvu ili drugu “brzinu”. Dakle, sam princip funkcionisanja ovog sistema je cak i jednostavan. Slozenost ovde predstavlja povezivanje, odnosno sinhronizacija izmedju odredjenih zupcanika, to jest generalno izmedju motora i transmisionog sistema. Zato su i bitni oni gorespomenuti odnosi izmedju brzine rotiranja motora i autputa transmisije. I na samim slikama mozemo videti razliku u velicini izmedju pojedinih zupcanika – (plavi) zupcanik prvog stepena prenosa je izrazito velikog, dok je njegov (crveni) zupcanik-pokretac izrazito malog precnika. To omogucava veliki jaz u odnosu izmedju brzine rotiranja motora i transmisije i omogucava lakse pokretanje automobila iz mesta,

ali ne obecava veliku brzinu. Samom tom logikom nalazimo da se dalje, kako se povecava broj stepena prenosa, (plavi) zupcanici koji se nalaze na autputu transmisije smanjuju a pokretaci (crveni) povecavaju. U ovom sistemu postoje brojni detalji o kojima se mora voditi racuna pri konstrukciji, kao na primer specijalni sinhronizeri koji pomazu laksem povezivanju karika u transmisiji sa odredjenim zupcanikom uz pomoc frikcije izmedju njih. Oni obezbedjuju minimalno vreme brzine promene stepena prenosa, ali konkretno o njihovom radu necemo sada… Ostao sam Vam duzan jos i princip funkcionisanja rikverca. Kao sto sam na pocetku teksta i rekao, princip hoda unazad je vrlo jednostavan. Rikverc funkcionise kao i svaki drugi normalan stepen prenosa – dakle, ima svoj (plavi) zupcanik koji rotira slobodno oko svoj ose i koji je povezan pokretackim (crvenim) zupcanikom. Jedina razlika kod ovog sistema je prisustvo jos jednog ekstra zupcanika, vrlo malih dimenzija, koji se nalazi izmedju plavog i crvenog (na slici). Logikom, taj mali zupcanicic menja smer kretanja osovine autputa transmisije i tako obezbedjuje kretajne unazad. Odavde mozemo uvideti da se automobil, sa rucicom u poziciji rikverca, mora obavezno nalaziti u stanju mirovanja! Ako se automobil krece u leru, pritiskom na papucicu kvacila vi mozete prebaciti u rikverc, ali nakon pustanja papucice doci ce do ozbiljnog habanja (mozda i eksplozije!) te odredjene karike i zupcanika jer ce se autput osovina i zupcanici kretati u suprotnom smeru.

Ovo je, u globalu, bilo najosnovnije sto se moze reci o sistemu manuelne transmisije. Treba imati u vidu da se svaki sistem ovakve transmisije razlikuje, ne samo od proizvodjaca do proizvodjaca, vec i do modela automobila. Jer, kao sto smo vec rekli, tu su uvek razliciti odnosi brzine rotiranja motora i osovine ka diferencijalu. Ipak, ideja i princip je uvek isti i uvek se ponavlja. U sledecem tekstu cemo nesto blize upoznati sistem automatske transmisije, koja jos vise doprinosi komforu u voznji. Licno vise preferiram manuelnu, jer tada ja kao individua odredjujem svoj stil voznje i, uopste, umnogome uticem na voznju. Ali ipak, za gradsku voznju – automatika je “dusu dala”!

Izvor: Speed industry

Srodni tekstovi:

1. Automatska transmisija Do pre samo nekoliko godina, u automobilima su bile aktuelne...2. Elektricni pokretac, mali pomocni motor Motori s unutrašnjim sagorevanjem pokrecu se

elektricnim motorom. Pre nego...

3. Tehnologija posvecena komforu Citroenov šestostepeni elektronski menjacki sistem kombinuje manuelni šestostepeni menjac sa...

4. Sistem upravljanja Nastavljamo sa pricom o tehnologiji unutar jednog današnjeg, modernog automobila....