Priča o srcu sportskog automobila iz prve ruke

Možda nekog iznenadi činjenica da srce svakog sportskog automobila, posebno reli automobila, nije uvek samo motor, već je sklop menjač – glavni prenos i diferencijal!

Jednostavno pravilo glasi, da ukoliko nemaš pravi i siguran menjač, ne možeš biti konkurentan na reliju. Motor sve što ima i što daje u određenom opsegu, prenosi na podlogu preko menjača. Upravo efikasnost motora, zavisi od sposobnosti menjača da stvoreni obrtni moment, pri određenoj ugaonoj brzini kolenastog vratila, prenese na točkove u skladu sa vozno – dinamičkim zahtevima. I svaki pravi takmičarski automobil današnjice ima čisto mehaničke menjače (ma koliko to zvučalo neverovatno).

Klasični menjač

Na klasičnom automobilu, izbor menjača podrazumeva velike kompromise. Te kompromise, možemo podeliti na vozno – dinamičke i konstruktivne. Vozno-dinamičke osobine menjača i glavnog prenosa su uglavnom jasne svim ljubiteljima automobila, i uvek su vezane za performanse (ubrzanja i brzine po stepenima prenosa) i potrošnju goriva.

Konstruktivne karakteristike menjača i glavnog prenosa za zahtevane ulazno – izlazne vrednosti obrtnog momenta i ugaonih brzina vratila, su takođe često suprotne po međusobnim zahtevima, kao recimo: trajnost, buka i vibracije, otpori, ergonomija i brzina promene stepena prenosa, veličina, težina i momenti inercije elemenata, količina i vrsta maziva.

Upravo, veći deo ovih navedenih osobina se nikako ne uklapa u sliku menjača za takmičarske automobile. Recimo, buka i vibracije su dopušteni, težina i momenti inercije, kao i otpori treba da budu minimalno mogući, ergonomija „šaltanja“ može da teži „nuli“, dok je brzina šaltanja jako bitna, i poželjna je opcija šaltanja bez kvačila (ili bar da to šaltanje ne izazove trenutnu havariju). Takmičarske menjače takođe delimo po načinu šaltanja, a to je ili klasični, gde brzine idu u „H“ ili sekvencijalni, što radom podseća na menjače na motorciklima.

Konstrukcija takmičarskog menjača

Pa kako to onda izgleda taj „ultimativni trkački“ menjač? Najlakše objašnjenje glasi: najsličnije menjačima ultimativnih motorcikala, s tim što na serijskim motorciklima je ipak veliki značaj dat smanjenju onih gore nabrojanih karakteristika tipa „buka – vibracije“.

Glavni način smanjenja buke menjača i glavnog prenosa, kao i povećanje trajnosti je korišćenje cilindričnih zupčanika sa kosim zubima. Sve što je veći ugao kosine zupčanika, buka je manja, otpori zupčenja su veći. Pojavljuju se i značajne aksijalne sile u samom snopu, što zahteva posebnu konstrukciju i način promene stepena prenosa.

Upravo, ovo je objašnjenje zašto menjač motorcikla, kao i veliki broj menjača za takmičarska vozila, imaju cilindrične zupčanike sa pravim zubima (ili sa kosim zubima zanemarljivog ugla kosine), i nemaju „sinhrone“ između „ogrlice“ (koja vezuje – „zupči“ izabrani zupčanik za pogonsko vratilo menjača) i slobodnog zupčanika. Sinhron upravo služi da svojom tarnom površinom uskladi ugaonu brzinu slobodnog zupčanika sa vratilom, pre zupčenja. Praktično, ove menjače, sa pravim zubima, gde se brzine menjaju bez sinhrona nazivamo DOG BOX.

DOG BOX

Dog box menjači, pa još sa sekvencijalnim načinom šaltanja, su pravi izbor za automoto sport. Sa njima se dobija monogo, posebno:

– Brza promena stepena prenosa;

– Mogućnost promene stepena prenosa bez korišćenja kvačila, posebo iz nižeg u viši stepen prenosa. Uglavnom, pri ovakvom šaltanju, podešava se gašenje napajanje bobina, nema varnice, pa se dopušta držanje gasa, a po puštanju ručice menjača, ponovo startuje paljenje koje ujedno i pali ono nesagorelo gorivo u izduvu, što često stvara buku i vatru iz izduvnog sistema (što oduševljava gledaoce pored staze);

– Mogućnost kočenja levom nogom;

– Značajno smanjeni otpori menjača i lakši menjač. Ove karakteristike se mogu značajno unaprediti upotrebnom kvalitetnih materijala za izradu zupčanika, kojima se smanjuje njihova masa i dimenzije;

– Jednostavnost konstrukcije i manje delova u menjaču.

Mane DOG BOX menjača:

– Jako grub odziv iz menjača pri šaltanju;

– Potreba za nekom idealnom brzinom rada i načinom pokreta ručicom pri šaltanju;

– Često teško ubacivanje u stepen prenosa pri stajanju vozila. Kad je ugašen motor, nekada je i nemoguće promeniti stepen prenosa;

– Čudna buka iz menjačke kutije u vožnji.

Stvaranje menjača za takmičarsko vozilo

Pitanje je kako doći do idealnog menjača za reli automobil? Prvo treba znati šta se želi i kakav automobil se stvara, to jest koje vrste, kategorije i klase. Tu prvo dolazi u razmatranje homologacija FIA za to vozilo, a odmah zatim raspoloživi budžet za stvaranje menjača.

U zavisnosti od klase vozila, intervencije mogu biti minimalne, do potpuno slobodnog izbora. Recimo, često su definisani dozvoljeni prenosni odnosi po brzinama i prenosni odnosi glavnog prenosnika. Ukoliko se radi o nekoj od „N“ klasa (po starom), često se posao svodi na zamenu glavnog prenosa, sa modifikacijama raznih vrsta špera.

„Šper“ je zaustavljač diferencijala, u određenom procentu, ili obrtnom momentu koji može da „zaključa“, to jeste da spreči – uravnoteži potpuno nezavisnu raspodelu obrtnog momenta po točkovima. Tek, glavni  prenosnik i šper, je jedna kompletna priča za sebe, za koju ovne nema dovoljno mesta…

Po pravilu, ugrađuje se značajno kraći prenos, iz bar dva razloga. Prvi je objašnjen u vidu brzine reli vozila i geometrije itinerera relija, gde se izbegavaju dugački i brzi pravci. Tako ta vozila od 1.400 cm³ „top speed“ je zadovoljavajući do 150-160 km/h.

Drugi razlog se automatski pojavljuje, intervenisanjem na motoru, gde se dobijanjem dodatne snage i obrtaji maksimalne snage, značajno povise, sa recimo 6.000 na 8.000rpm, pa samim tim se krajnja brzina mogućnosti menjača podiže i za 40%. Recimo Peugeot 106 Rally, sa običnim menjačem, spremljen po homologaciji gupe N, išao u II stepenu prenosa i preko 120 km/h, što je potpuno neprihvatljivo.

Opcija stvaranja menjača su višestruka. Recimo postoje gotovi proizvodi od kompanija koje se bave tim poslom. Moj izbor je recimo Sadev. Komplet menjač za vozilo kao gore navedeni Peugeot 106, nije ispod 10 hiljada evra. Najčešće se koriste postojeća dekla, pa čak i vratila, viljuške i selektor komplet. Kupuju se zupčanici brzina i kandžaste spojke i komplet difernecijal sa šperom i prenosom, ili eventualno samo glavni prenos.

Ovakav izbor košta između 6 i 8 hiljada evra, u zavisnosti šta se hoće. Postoje i kompanije niže klase, kod kojih je ovaj program nešto jeftiniji. Recimo italijanski Bacci. Ili čak proizvodnja zupčanika u sopstvenoj režiji, što zna da daje i očajne rezultate. A očajan rezultat znači samo jedno, havarija menjača ili diferencijala, i odustajanje od takmičenja.

U Srbiji, na relijima, menjač je trenutno glavni uzrok odustajanja od takmičenja, naravno pored nezgoda. Stvaranje trkačkog menjača u našoj zemlji, pored velikih sredstava, zahteva puno ljubavi, znanja i pažnje, i po nekog entuzijastu – profesionalca kao u filmu „Nacionalna klasa“, koji zna da „nabudži đuntu sa sitnim nutom“. A takvo iskustvo se parama ne može platiti.

Kuljanin Dušan

(1040)