Käsivalintainen vaihteisto

Kohteesta AutoWiki
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Pakollinen pysahtyminen.gif Tämä artikkeli on tuotu vieraskielisestä lähteestä ja sen käännös on keskeneräinen.
Voit auttaa AutoWikiä tekemällä käännöksen loppuun.

Käsivalintainen vaihteisto on yleensä kytkimellä ja käsikäyttöisellä (moottoripyörissä jalkakäyttöisellä) vaihteenvalitsimella käytettävä vaihdelaatikko, jota käyttäessään ajaja valitsee käytettävän välityssuhteen. Muita vaihteistoja ovat automaattivaihteisto sekä jatkuvavetoinen vaihteisto (CVT eli Continuous Variable Transmission, variaattori). On olemassa myös automatisoituja käsivalintaisia vaihteistoja (esim. Opel Easytronic) sekä automaattivaihteistoja, joita käyttäessään kuljettaja voi itse valita käytettävän välityssuhteen (esim. Porsche Tiptronic).

Autojen vaihteistoissa on yleisesti käytössä pitkälti vakioitunut nk. H-vaihdekaavio, jota käyttäessään kuljettaja voi vapaasti valita käytettävän vaihteen. Tämä on hyödyllistä, jos kiihdytyksen jälkeen halutaan valita suoraan suurin vaihde tai jos halutaan päästä suoraan vapaalle miltä tahansa vaihteelta. Harvinaisempi vaihteenvalitsimissa käytetty kaavio on sekventiaalinen, jossa voidaan valita vain kulloinkin käytettävissä olevaa vaihdetta edeltävän tai seuraavan. Tästä on hyötyä lähinnä kilpa-autoilussa, kun halutaan maksimoida vaihtamisnopeus ja välttää riski väärän vaihteen kytkemisestä. Tekniikka on käytössä käytännössä kaikissa moottoripyörissä, useissa kilpa-autoissa sekä eri tavoin toteutettuna eräissä henkilöautoissa.

Tavanomaisessa käsivalintaisessa vaihteistossa on joukko akseliin kytkettäviä hammaspyöräpareja, verrattuna automaattivaihteistojen jarruilla lukittaviin planeettapyörästöihin. Vaihteistossa on yleensä neljästä kuuteen vaihdetta eteenpäin ajamiseen ja yksi peruuttamiseen.

Vaihteiston osat[muokkaa]

Vaihteiston liikkuvat osat sijaitsevat vaihdelaatikossa. Vaihdelaatikko voi olla joko yksittäinen moduli, kuten useimmissa etumoottorisissa takavetoisissa autoissa, tai yhdysrakenteinen voimansiirtopaketti, jossa tasauspyörästö ja yleensä myös kytkinkaaveli sijaitsevat samassa yksikössä, kuten etuvetoisissa autoissa, joissain keskimoottorisissa autoissa (esim. Toyota MR2) tai takavetoisissa etumoottorisissa autoissa, joissa vaihteisto on rakennettu taka-akselin yhteyteen (esim Alfa Romeo 75).

Perinteisessä vaihdelaatikossa on oltava kolme akselia, koska ulosottoakselin pitää pyöriä samansuuntaisesti voimansyöttöakselin kanssa. Yhdysrakenteisissa vaihteistoissa tämä ei ole tarpeen, joten niissä on usein käytössä vain kaksi akselia. Nykyään on tosin yhdysrakenteisissakin alettu käyttää kolmiakselisia rakenteita; tällä tavoin saadaan aikaan kompaktimpi ja tukevampi rakenne. Erityisesti 6-nopeuksisissa vaihteistoissa on poikittaisessa moottoriasennuksessa oleellista.

Akseleille on sijoitettu hammaspyöräparit, joilla välityssuhde valitaan. Pyöräparit ovat jatkuvassa kosketuksessa, mutta toinen hammaspyörä pyörii vapaasti akselillaan laakerin varassa. Hammaspyöräpari kytketään voimaa siirtäväksi välitykseksi kytkinpakalla, joka kytkee laakeroidun hammaspyörän akseliinsa. Kytkinpakkoja liikutetaan haarukoilla. Kytkinpakan tyypistä riippuu onko kyseessä synkronoimaton vaihteisto vai synkronoitu vaihteisto. Peruutusvaihde on usein synkronoidussakin vaihteistossa synkronoimaton, ja kytketään siirtämällä itse välipyörää. Eräissä vaihteistoissa myös peruutusvaihde on synkronoitu.

Synkronoimattomat vaihteistot[muokkaa]

Ensimmäiset vaihteistot asennettiin autoihin 1800-luvun loppupuolella. Ensimmäisenä käyttöön tuli liukuvapyöräinen vaihteisto, toiselta nimeltään siirtopyörävaihteisto. Tässä vaihteistotyypissä hammaspyörät eivät ole jatkuvassa kosketuksissa toisissaan, vaan välityssuhdetta vaihdettaessa hammaspyörät liu'utetaan toisiinsa. Tämä vaatii hyvin tarkkaa kierroslukujen sovittamista kytkennän onnistumiseksi. Hammaspyörien on myös oltava suorahampaisia jotta ne voivat liikkua toistensa lomitse. Nykyään liukuvia hammaspyöriä käytetään ainoastaan vaihteistojen peruutusvaihteissa, koska ne kytketään poikkeuksetta pysähdyksistä eikä suorahampaisten pyörien aiheuttamalla metelillä ole käytön tilapäisen luonteen vuoksi merkitystä.

Hieman myöhemmin kehitettiin erillisiin kytkinpakkoihin perustuva suorakytkentävaihteisto (jota ei pidä sekoittaa VAG:n samalla nimellä markkinoimaan kaksoiskytkinvaihteistoon.) Tässä vaihteistotyypissä hammaspyörät ovat jatkuvassa kosketuksessa toisiinsa, ja kytkentä akseliin tapahtuu hammaspyörien sivuihin koneistetuilla sakaroilla, jotka vastaavat kytkinpakassa oleviin koloihin. Hammaspyörät voidaan tehdä suora- tai vinohampaisiksi. Tämä vaihteistotyyppi on edelleen laajalti käytössä kilpa-autoissa, raskaalla kalustolla ja moottoripyörissä.

Edut:

  • Suorakytkentävaihteiston kytkinpakat ovat synkronoituun vaihteistoon verrattuna huomattavasti kevyemmät ja pienemmät, joka vastaavasti pienentää ja keventää vaihdelaatikkoa.
  • Kytkinpakan sakarat ovat paljon synkronoidun kytkinpakan hampaita suurempia, mikä parantaa tehonkestoa.
  • Tämän tyyppisessä vaihteistossa käytöstä johtuva kuluminen on lähes olematonta, sillä voimansiirto perustuu yksinomaan muotosulkeiseen kytkentään.
  • Vaihtamisessa ei ole synkronoinnin aiheuttamaa viivettä (kilpailukäytössä oleellista)

Haitat:

  • Synkronoimattoman vaihdelaatikon käyttö tavallisessa liikenteessä on vaivalloista ja vaatii kokemusta.
  • Väärä käyttö voi särkeä vaihdelaatikon

Synkronoidut vaihteistot[muokkaa]

Synkronoitu vaihdelaatikko esiteltiin ensimmäisen kerran vuoden 1929 Cadillacissa, ja ensimmäisen modernin version siitä kehitti Porsche 1950-luvulla. Synkronoitu hammaspyörästö tasaa nopeuserot itse, mikä tekee vaihtamisesta arkiajossa paljon helpompaa kuin synkronoimattomalla vaihteistolla. Toisaalta vaihtaminen on sitä hitaampaa mitä raskaampia vaihdelaatikon hammaspyörät ja akselit ovat. Synkronoiduissa vaihdelaatikoissa hammaspyöriä yhdistävät synkronointipakat, joiden sisällä on yksi tai useampi kartiokytkin, sekä boorit tai sakarat, jotka kytkevät hammaspyörän synkronointipakkaan. Kartiokytkimen painuessa hammaspyörässä olevaa vastepintaa kohti kitka pyrkii tasaamaan nopeuseron kytkinpakan ja hammaspyörän välillä. Kun pyörintänopeus on sama, synkronointirenkaat antavat pakan kytkeytyä sakaroiden varaan hammaspyörään.


Synkronoidusta vaihdelaatikosta voidaan mainita seuraavat

edut:

  • Helppo ja jouheva käytettävyys arkiajossa
  • Synkronointi ei anna helposti kytkeä liian pientä vaihdetta suuren nopeuseron vuoksi

haitat:

  • Synkronointi tapahtuu kitkan avulla, joka aiheuttaa kulumia kytkinpakoissa
  • Pienet kytkentähampaat kuluvat ja rikkoutuvat helpommin
  • Tavanomaisiin synkronoituihin vaihdelaatikoihin asennetut vaihdevälin lyhentimet tai sekventiaalimuutossarjat nopeuttavat synkronien kulumista.

Valmistajia[muokkaa]

Linkkejä[muokkaa]

Lähde[muokkaa]

  • Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Manual_transmission-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.


Tietyo.gif Tätä artikkelia on pyydetty laajennettavaksi.
Tarkempia tietoja saattaa olla sivulla AutoWiki:Huomiota kaipaavat sivut.