Dlaczego w spalinowych motocyklach muszą istnieć biegi, które trzeba zmieniać? Pojazdy elektryczne zwalniają przecież swoich użytkowników z tego obowiązku. Wszystko wynika z tego, że silnikowi elektrycznemu jest obojętne, z jakimi obrotami pracuje. Spalinowemu zaś wręcz przeciwnie.
Zmiana biegów w silniku spalinowym motocykla
Silnik spalinowy pracuje równo, wydajnie i z wysoką mocą w ściśle określonym zakresie prędkości obrotowej wału korbowego. Poniżej i powyżej tego zakresu generuje drgania, spadki mocy lub wzrost zużycia paliwa. Zakres od przykładowo 2,5 tys. obrotów na minutę do 10 lub więcej tys., musi umożliwić jazdę zarówno w korku, jak i z dużymi prędkościami.
Tymczasem nie jest możliwe wyliczenie jednego przełożenia pomiędzy wałem korbowym tylnym kołem, które pozwoliłoby na taką rozpiętość prędkości. Dokładnie jak w rowerze górskim. Jeśli zastosujemy niskie przełożenie, nie pojedziemy szybko. Jeśli wysokie, nie wjedziemy pod górkę. Skrzynia biegów w motocyklu jest dokładnie tym, czym są przerzutki w rowerze.
Jak działa motocyklowa skrzynia przekładniowa zwana skrzynią biegów?
Zmianę biegów w motocyklach realizują skrzynie przekładniowe. Jak są zbudowane i jaka jest zasada ich działania? To w pewnym uproszczeniu dwa wałki. Jeden jest połączony z silnikiem, a na drugim jest zamontowana przednia zębatka, napędzająca tylne koło. Na wałkach skrzyni biegów jest sześć — naturalnie w przypadku skrzyni sześciobiegowej — par kół zębatych. Jedno na wałku sprzęgłowym, jedno na wałku głównym z każdej pary.
Wspomniane koła zębate mają różne proporcje wielkości, co zapewnia różne przełożenia pomiędzy wałkami. W konsekwencji jeden obrót tylnego koła może na jedynce oznaczać 40 obrotów wału korbowego a na szóstce 10. Można to oczywiście wyliczyć dokładnie, ale nie to jest przedmiotem naszych rozważań.
Zmiana biegów w niesynchronizowanej skrzyni kłowej
Jakie znaczenie dla tego, mają pojęcia „niesynchronizowana” i „kłowa” skrzynia przekładniowa? Synchronizator to cierny mechanizm, wyrównujący obroty dwóch wirujących elementów skrzyni biegów, które za chwilę mają się zazębić. By mieć możliwość działania, jeden z wałków musi być odłączony od napędu generowanego pracą silnika lub ruchem motocykla. Temu właśnie służy sprzęgło, zdolne odłączyć wałek sprzęgłowy od wału korbowego.
Sprzęganie kół z wałkami
W motocyklowych skrzyniach przekładniowych opisane wyżej synchronizatory z reguły nie występują, a dwa wirujące elementy muszą zazębiać się bez ich pomocy. Właśnie po to, by ząb jednego koła zębatego nie uderzał w ząb innego, wirującego z odmienną prędkością koła, potrzeba innej metody sprzęgania kół z wałkami. Temu służą tuleje kłowe.
Tuleje kłowe to elementy z charakterystycznymi wypustkami, które muszą dla możliwości przenoszenia mocy zostać wsunięte w odpowiednie otwory sąsiedniego elementu. Ten sposób sprzęgania napędu jest twardy i brutalny, ale jednocześnie niezwykle wytrzymały.
Po co do zmiany biegu w motocyklu sprzęgło?
Wyobraźmy sobie wałek napędzany wałem korbowym silnika. Obraca się w określonym tempie. Napędza drugi wałek połączony z tylnym kołem. Motocykl porusza się z pewną prędkością. Obroty jednego i drugiego wałka odpowiadają danemu przełożeniu. Zęby kół zębatych danej pary, poruszają się z tą samą prędkością, bo są zazębione.
Zmiana biegów
Teraz decydujemy się w swym motocyklu wykonać zmianę biegu. Musimy rozłączyć napęd pary kół zębatych przenoszących go aktualnie i podłączyć inną.
Sęk w tym, że mają inne przełożenie, a co za tym idzie, wirują z różnymi prędkościami względem danego wałka. Biorąc pod uwagę, że wałek połączony z tylnym kołem prędkości raczej nie zmieni, bo maszyna ani sama nie przyspieszy, ani nikt raczej nie będzie hamował, trzeba zmienić obroty wałka sprzęgłowego.
Wciskamy sprzęgło i...
By jednak móc je łagodnie skorygować, musimy odłączyć go od napędu, czyli silnika. Temu służy sprzęgło. Wciskamy sprzęgło, wałek sprzęgłowy staje się luźny, zazębiamy kolejne przełożenie tuleją kłową. Tuleja kłowa wymusza dostosowanie obrotów wałka sprzęgłowego do wałka głównego, w ramach kolejnego przełożenia. Odbywa się to względnie łagodnie, bo sam wałek jest relatywnie lekki.
Czy umiesz zmieniać biegi?
Teraz wałek sprzęgłowy jest połączony następną parą kół zębatych z tylnym kołem. Ewentualna różnica obrotów pojawia się w koszu sprzęgłowym, pomiędzy tarczami wału korbowego i zabieraka. Im motocyklista lepiej potrafi zmieniać biegi w motorze, tym różnica obrotów jest mniejsza. Teraz pora na zaciśnięcie sprzęgła i jedziemy na kolejnym przełożeniu. Po łagodnej zmianie biegu.
Zmiana biegów w motocyklu bez użycia sprzęgła
Odwieczny spór motocyklistów zmieniających biegi w swoich motocyklach:czy można bez sprzęgła? Zacznijmy tym razem od powszechnego argumentu: „jeśli dobrze tę zmianę zsynchronizuję, to mogę bez”.
Wielu zwolennikom zmiany biegów w motocyklowych skrzyniachprzekładniowych bez użycia sprzęgła wydaje się, że są w stanie, jadąc na dwójce, dostosować obroty silnika idealnie do tego, by wrzucić trójkę.
Czy da się dostosować obroty silnika?
Tymczasem jest to fizycznie niemożliwe. W pewnym uproszczeniu tylne koło jest połączone sztywno poprzez łańcuch z wałkiem głównym skrzyni biegów. Nic tu nie ustąpi. Sztywno połączony z silnikiem wałek sprzęgłowy jest również połączony z wałkiem głównym, parą kół zębatych drugiego biegu. Koło zębate trzeciego biegu luźno obraca się na swoim wałku z inną prędkością. Nie może z tą samą, bo motocykl miałby dwie dwójki.
Proszę więc w tej sytuacji dostosować obroty silnika do zmiany biegu na trzeci. Gdy ktoś tego dokona, napisze fizykę na nowo. Nie da się tego zrobić, ponieważ wciąż mamy sztywne przeniesienie napędu z silnika na tylne koło z przełożeniem odpowiednim dla drugiego biegu. Właśnie by cokolwiek zsynchronizować, należałoby wyłączyć sprzęgło.
Zmiana biegów bez sprzęgła polega na wykorzystaniu ułamka sekundy, gdy sprzęgło kłowe drugiego biegu zostanie rozłączone, a nie zostanie jeszcze połączone sprzęgło biegu trzeciego, do dostosowaniu obrotów silnika. Nie dokonuje się to za sprawą doskonałej techniki jazdy najwspanialszych motocyklistów ani rozmaitych typów quickshifterów. Choć te elementy stanowią pomoc, to jednak za sprawą tarcia kłów tulei sprzęgającej z czołem zabieraka.
Czy zmiana biegów bez użycia sprzęgła jest szkodliwa dla skrzyni przekładniowej motocykla?
Czy zmiana biegów w motocyklu może odbywać się bez użycia sprzęgła? Tak, jak najbardziej.
Po pierwsze, wytrzymałość sprzęgieł kłowych jest ogromna.Po drugie, masa motocykli, w porównaniu np. do ciężarówek jest marginalna, więc siły występujące w skrzyniach przekładniowych nie są gigantyczne. Po trzecie, konstruktorzy motocyklowych skrzyń biegów projektując je, zakładają takie ich traktowanie.
Natomiast z mechanicznego punktu widzenia nie jest możliwe, by ten sam kierowca, w tych samych warunkach, wykonując na tym samym motocyklu zmianę biegów, nie obciążył tego mechanizmu bardziej, zmieniając bieg bez użycia sprzęgła, w porównaniu do sytuacji, w której go użył.
Jak więc zmieniać biegi w motocyklu?
Jak zmieniać biegi w motocyklu? Kilka poniższych wskazówek powinno usprawnić ten proces i ułatwić trudne zadanie skrzyniom przekładniowym.
1. Dokładnie operuj dźwignią zmiany biegów. Niedosunięcie tulei przesuwnej do końca zakresu ruchu bardzo łatwo może wywołać jej uszkodzenie.
2. Unikaj siłowej obsługi skrzyni przekładniowej. Jeśli bieg nie chce wskoczyć, odpuść i spróbuj kolejny raz. Oczywiście cały czas miej wyłączone sprzęgło.
3. Dbaj o właściwą regulację i kondycję sprzęgła.
4. Nie dotykaj dźwigni zmiany biegów podczas jazdy, poza momentami zmiany przełożeń.
5. Jeśli nie jest to konieczne, unikaj zmiany biegów z pominięciem użycia sprzęgła.
6. Wszelkie usterki w działaniu skrzyni przekładniowej niezwłocznie zgłaszaj mechanikowi. Zaniedbania z pewnością się zemszczą, także finansowo.
7. Nie baw się zmianą biegów, podczas gdy silnik motocykla nie pracuje.
Stosowanie powyższych zasad z pewnością zwiększy trwałość motocyklowych skrzyń biegów.
