Samochodowe skrzynie biegów
4 lipca 2010 | Kategoria: Technologia | Tagi: auto, bieg, manual, maszyna, samochód, skrzynia
Nie da się ukryć, że bez skrzyni biegów samochód nie mógłby istnieć. Zadaniem skrzyni biegów jest przekazywanie momentu napędowego, który wytwarzany jest przez silnik do kół samochodu oraz umożliwienie płynnego poruszania się auta w miarę zmieniających się obrotów silnika. W samochodach dostępnych obecnie na rynku wykorzystywane są różne rodzaje skrzyń biegów, oczywiście wszystkie z nich spełniają taką samą funkcję, jednak ich konstrukcja oraz sposoby działania różnią się między sobą. Ogólnie skrzynie biegów możemy podzielić na: kłowe skrzynie biegów, manualne skrzynie biegów, automatyczne skrzynie biegów, bezstopniowe skrzynie biegów oraz sekwencyjne skrzynie biegów. Kłowa skrzynia biegów należy do skrzyń konstrukcyjnie najprostszych, tworzą ją koła zębate, których ułożenie jest zależne od tego jaki bieg wybierze kierowca pojazdu. Kłowa skrzynia biegów ze względu na swoją nieskomplikowaną konstrukcje należy do skrzyń stosunkowo trudnych w obsłudze szczególnie dla osób, które nie są wprawnymi kierowcami. Manualne skrzynie biegów są znane wszystkim, gdyż posiada je większość jeżdżących po drogach samochodów. Jak sama nazwa wskazuje wszystko w takiej skrzyni odbywa się manualnie, to znaczy, że wybór biegu zależny jest od kierowcy i to on decyduje kiedy chce go zmienić na niższy bądź wyższy. Główne elementy konstrukcyjne manualnej skrzyni biegów w samochodzie to tak jak w przypadku skrzyni kłowej koła zębate (są one stale ze sobą połączone), jednak dodatkowo manualne skrzynie posiadają także tak zwane synchronizatory. Żeby możliwa była zmiana biegu przy użyciu manualnej skrzyni biegów konieczne jest odłączenie napędu, czyli innymi słowy wciśnięcie pedału sprzęgła. Uznawane jest to za wadę skrzyń manualnych. Konieczność ta została wyeliminowana w automatycznych skrzyniach biegów, gdzie nie dość, że kierowca sam biegów nie zmienia, to jeszcze nie musi wciskać pedału sprzęgła. Główny element automatycznej skrzyni biegów stanowi tak zwana przekładnia planetarna. Droższe samochody posiadają automatyczne skrzynie biegów, w których możliwe jest wybranie trybu w jakim będą pracować. Do wyboru zazwyczaj są między innymi tryb zimowy, tryb oszczędny, tryb sportowy oraz tryb normalny. Ponadto wiele skrzyni biegów ma funkcję automatycznego dostosowywania się do sposobu jazdy właściciela pojazdu. Bezstopniowe skrzynie biegów to takie skrzynie, w których nie odczuwa się zmiany biegu, cały proces zachodzi bardzo płynnie bez żadnych szarpnięć. Sekwencyjne skrzynie biegów możemy nazwać natomiast czymś pomiędzy skrzynią automatyczną i manualną. Dlatego też bardzo często nazywane są one skrzyniami półautomatycznymi. W przypadku takich skrzyń do zmiany biegów nie używa się pedału sprzęgła, a zmiana biegu może odbywać się zarówno przy pomocy drążka (ma to miejsce w trochę inny sposób jak w skrzyni manualnej) lub też przy pomocy specjalnych przekładek umiejscowionych przy kierownicy. Najczęściej skrzynie biegów tego rodzaju stosowane są w samochodach sportowych, jednak na rynku pojawia się coraz więcej samochodów osobowych, w których zastosowane to rozwiązanie.
Historia maszyn nazwanych ostatecznie samochodami sięga siedemnastego wieku, to podobno właśnie wtedy chińskiemu cesarzowi pokazany został pierwszy pojazd, którego siłą napędową była para. Ze względu na to, że nie istnieją dowody potwierdzające prawdziwość tej historii, za faktycznego twórcę tego rodzaju pojazdu uznawany jest Nicolas Cugnot, który zaprezentował go w 1770 roku. To właśnie w tym momencie rozpoczęła się tak naprawdę historia pojazdów samochodowych, której efekty możemy podziwiać obecnie. Kolejnym ważnym okresem w jakże burzliwej historii samochodu są lata osiemdziesiąte dziewiętnastego wieku, to właśnie wtedy powstały pierwsze pojazdy napędzane przy użyciu benzyny. Za właściwego wynalazcę samochodu, wykorzystującego spalanie wewnętrzne, uważa się Karla Benza, który to swoje dzieło zaprezentował w 1885 roku. Na początku dwudziestego wieku nastąpił szybki rozwój technologii produkcji samochodów, pojawiły się auta posiadające cztery zawory na cylinder, powstały pierwsze samochody posiadające samonośne nadwozie, a w latach trzydziestych pojawiły się pierwsze samochody wyścigowe. Również w latach trzydziestych wyprodukowano pierwszy samochód wyposażony w silnik wysokoprężny (czyli innymi słowy silnik Diesla), oraz pierwszy kabriolet. Niewiele później, bo w latach czterdziestych wyprodukowane pierwsze samochody terenowe – popularne do tej pory Jeepy. W 1947 roku we Włoszech powstała znana obecnie na całym świecie firma Ferrari, to właśnie wtedy rozpoczęła ona produkcję samochodów wyścigowych i sportowych. Dokładnie w połowie dziewiętnastego wieku rozpoczęto seryjną produkcję samochodu posiadającego hydropneumatyczne zawieszenie, był to samochód marki Citroën, a pięć lat później koncern Mercedes-Benz rozpoczął masową produkcję samochodu wyposażonego w silnik posiadający mechaniczny wtrysk paliwa (był to silnik benzynowy). W roku 1963 w Stanach Zjednoczonych wyprodukowany został pierwszy na świecie samochód zaliczany do typu SUV (ang. Sport Utility Vehicle – samochód sportowo-użytkowy). Również w latach sześćdziesiątych zaczęto samochody zaopatrzać w systemy ABS – to wtedy rozpoczęła się ich seryjna produkcja. Rok 1970 zaowocował pierwszym samochodem typu SUV wyprodukowanym w Europie – nadano mu nazwę Range Rover. Natomiast w roku 1974 wyprodukowano pierwszego na świecie Volkswagena Golfa, a także pierwszy samochód posiadający poduszkę powietrzną (był to Cadillac). Także w latach siedemdziesiątych koncern Saab rozpoczął seryjną produkcję modelu zaopatrzonego w silnik posiadający turbodoładowanie. Lata osiemdziesiąte w historii samochodów zostały zapamiętane jako lata, w których rozpowszechnił się napęd na cztery koła oraz poduszki powietrzne. W historii samochodów bardzo ważny jest także rok 1997, to właśnie wtedy rozpoczęła się produkcja i masowa sprzedaż pierwszego samochodu będącego hybrydą (ma on dwa rodzaje napędu: silnik spalinowy oraz silnik elektryczny), była to Toyota Prius. Obecnie koncerny produkujące samochody starają się stworzyć jak najbardziej ekologiczne modele, czego przyczyną jest oczywiście bardzo duże zanieczyszczenie środowiska.
W obecnych czasach, kiedy zanieczyszczenie środowiska jest ogromne a ekolodzy cały czas biją na alarm próbując namówić ludzi na bardziej ekologiczny tryb życia również na wielkich koncernach samochodowych ciąży duża presja. W związku z tym stale trwają badania i próby znalezienia bardziej ekologicznego źródła przy pomocy, którego mogłyby być napędzane samochody. Ponieważ minimalizowanie zanieczyszczeń wydzielanych przez silniki benzynowe to obecnie za mało naukowcy starają się stworzyć, czy też odkryć alternatywne, czystsze źródła energii. Przewiduje się, że takim właśnie źródłem może być wodór i to właśnie on będzie w przyszłości wykorzystywany do napędzania samochodów. Istnieją dwa sposoby wykorzystania wodoru w napędach samochodowych, pierwszy z nich to wykorzystanie go do zasilania tak zwanych ogniw paliwowych, które to są w stanie generować energię elektryczną przekazywaną następnie do silnika elektrycznego. Drugi sposób natomiast to zasilanie wodorem normalnych silników tłokowych, które są w stanie spalać taki rodzaj paliwa. Oczywiście pierwsze rozwiązanie jest nieco bardziej skomplikowane i innowatorskie, ale także bardziej ekologiczne. Ogniwa paliwowe są w stanie produkować z dostarczanego do nich wodoru energię elektryczną, a produktem dodatkowym powstającym podczas tego procesu jest woda (oczywiście tylko wtedy jeżeli do ogniwa dostarczany jest czysty wodór, jeżeli nie, to woda ta jest zanieczyszczona substancjami, którymi wcześniej zanieczyszczony był wodór). Woda wydalana jest z ogniwa w postaci pary, nie w postaci płynnej. Niestety wykorzystanie ogniw paliwowych do pozyskiwania energii elektrycznej wcale nie jest takie proste, główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest fakt, że przechowywanie czystego wodoru jest stosunkowo trudne, dlatego też zdecydowanie łatwiej jest zasilać ogniwa na przykład metanem, z którego następnie pozyskiwany jest wodór. Oczywiście zasilanie ogniw metanem pociąga za sobą skutki w postaci wydzielania zanieczyszczeń, niemiej jednak nadal ta metoda jest mniej szkodliwa dla środowiska niż tradycyjne spalanie paliw w silnikach spalinowych. warto także wspomnieć, że ogniwa paliwowe osiągają podobny poziom sprawności jak tradycyjne silniki produkowane wedle starych technologii, co oznacza, że również w tej kwestii im nie ustępują. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem wytwarzają prąd stały, w związku z tym napęd tego typu musi być także zaopatrzony w przetwornicę, która będzie ten prąd stały zamieniała na prąd trójfazowy zmienny, gdyż dopiero taki prąd może zasilać silnik elektryczny zamontowany w samochodzie. Ponadto samochody, których silniki są zasilane prądem elektrycznym pozyskiwanym z ogniw paliwowych muszą posiadać także kondensator. Zadaniem kondensatora jest magazynowanie nadmiaru wyprodukowanej przez ogniwa energii elektrycznej, która następnie w razie potrzeby może być wykorzystywana do zasilania silnika. Żeby podnieść ekologiczność pojazdów napędzanych w opisany powyżej sposób instaluje się w nich także system pozwalający na odzyskiwanie energii podczas hamowania.
Niestety w Polsce zimy są stosunkowo długie, a po ostatniej zimie może wręcz powiedzieć, że bardzo długie, ponadto temperatury w tym okresie do specjalnie wysokich nie należą. Dlatego też tak ważne jest aby w okresie zimowym zadbać o swoje bezpieczeństwo na drodze jeżeli poruszamy się samochodem. Zimą powinniśmy zawsze korzystać z opon zimowych, gdyż jazda na oponach letnich jest za dużym ryzykiem. Przezorni kierowcy kupują opony zimowe z odpowiednim wyprzedzeniem, co nie dość, że pozwala im na uniknięcie kolejek, to jeszcze umożliwia zakup opon w bardziej atrakcyjnej cenie. Nie da się ukryć, że opony zimowe różnią się od opon letnich, są one produkowane ze specjalnego rodzaju gumy, który gwarantuje odporność na niskie zimowe temperatury. Oczywiście odporność materiału, z którego wykonane są opony ma bezpośredni wpływ na to jak będą zachowywały się one w trakcie jazdy, czyli na ich prawidłową przyczepność, brak poślizgów itp. Zapewne większość z nas zauważyła także, że opony zimowe mają inny bieżnik niż opony letnie. Zarówno specjalna konstrukcja bieżnika, jak i odpowiednie nacięcia sprawiają, że opony mają lepszą przyczepność także wtedy, gdy droga pokryta jest śniegiem. Zaleca się aby opony letnie wymieniać na zimowe dopiero wtedy, gdy temperatura powietrza na zewnątrz zacznie spadać do poziomu poniżej siedmiu stopni Celsjusza. To właśnie taka temperatura zaczyna niekorzystnie wpływać na letnie opony, które zaczynają nadmiernie twardnieć, a tym samym zdecydowanie szybciej się zużywają. Istnieje szereg czynników, które mają wpływ na to jakiego rodzaju opony zimowe powinniśmy zakupić do naszego samochodu. Należą do nich zarówno indeks prędkości jak i indeks nośności, na które oczywiście ma wpływ rodzaj posiadanego przez nas samochodu. Warto jest przed zakupem opon poprosić o radę osobę, która się na tym zna, dzięki temu będziemy mogli wybrać opony najlepiej przystosowane zarówno do możliwości naszego auta jak i do warunków zewnętrznych. Jeżeli nie mamy wystarczających środków finansowych na to aby kupić komplet nowych opon, warto jest rozważyć zakup opon używanych, jest to zdecydowanie lepsze rozwiązanie niż jazda na oponach letnich. Należy jednak pamiętać, że kupując opony używane należy być wyjątkowo ostrożnym, sprawdzić jaki jest rok produkcji opon i ich stan techniczny (szczególnie wielkość bieżnika). Istnieje jeszcze kilka rzeczy, o których powinniśmy pamiętać podczas zakupu opon. Jeżeli nie kupujemy całego kompletu opon zimowych, powinniśmy pamiętać o tym, że na każdej z osi samochodu opony muszą mieć nie tylko taki sam bieżnik, ale również taki sam rozmiar. Niemniej jednak zawsze korzystniej jest, gdy wszystkie opony posiadają zarówno taki sam rozmiar jak i wielość bieżnika. Gwarantuje to lepszą stabilność samochodu a także minimalizuje prawdopodobieństwo wpadnięcia podczas jazdy w poślizg. Co istotne niezależnie od rodzaju opon jakie będziemy posiadać zimą nigdy nie uda nam się osiągnąć takiej przyczepności jak w sezonie letnim. Dlatego podczas jazdy zimą najistotniejsza jest rozwaga i trzeźwa ocena sytuacji.
Samochodami nazywane są pojazdy mechaniczne posiadające własny napęd w postaci silnika. Źródłem energii dla samochodów może być zarówno paliwo (najczęściej w postaci benzyny, gazu bądź ropy, ale także coraz częściej wodoru) jak i bateria (wykorzystywane są one w samochodach nowych generacji). Samochody mogą być zarówno dwuśladowcami jak i trzyśladowcami, oczywiście zdecydowanie częściej spotykane są samochody dwuśladowe posiadające cztery koła, samochody trzyśladowe o trzech kołach pojawiają się zdecydowanie rzadziej. Warto także dodać, że spotykane są także samochody posiadające więcej kół – na przykład sześć. Głównym przeznaczeniem samochodów jest przewóz osób – mamy wtedy do czynienia z samochodami osobowymi, oraz ładunków – mówimy wtedy o samochodach ciężarowych. Samochody dzieli się na różne typy. Wśród typów tych wyróżnić możemy: samochody osobowe, samochody terenowe, samochody dostawcze, samochody ciężarowe, autobusy oraz samochody specjalne. Wszystkie wymienione typy obejmują różne rodzaje samochodów. I tak do samochodów osobowych zaliczane są samochody sportowe, samochody luksusowe, samochody miejskie, samochody sportowo-użytkowe, a także samochody kempingowe. Wśród samochodów ciężarowych natomiast wyróżnić możemy ciężarowe samochody terenowe, ciężarowe samochody dostawcze, a także ciągniki siodłowe i balastowe. Samochody specjalne dzielą się na samochody pożarnicze, ambulanse, samochody opancerzone, żurawie samochodowe, śmieciarki, pługopiaskarki, zamiatarki oraz samochody asenizacyjne. Samochody zbudowane są z bardzo wielu elementów, niektóre z nich są dosyć standardowe, inne zależne są od przeznaczenia pojazdu. Ogólnie samochód możemy podzielić na następujące części: nadwozie, podwozie, silnik i układy z nim związane, instalację elektryczną, a także elementy, które są odpowiedzialne za bezpieczeństwo osób podróżujących samochodem (wśród tych elementów wyróżniamy zarówno elementy czynne jak i elementy bierne). W skład nadwozia wchodzi tak zwane nadwozie samonośne a także płyta podłogowa. Wśród elementów nadwozia wymienić możemy między innymi karoserie, drzwi, zderzaki, dach, szyby, lusterka, listwy, haki itp. – są to tak zwane elementy zewnętrzne nadwozia samochodowego, poza tym w skład nadwozia wchodzą także jego elementy wewnętrzne, do których zaliczamy: poduszki powietrzne, pasy, lusterka wewnętrzne, kierownicę, deskę rozdzielczą, fotele i wszystkie inne elementy, które znaleźć możemy we wnętrzu samochodu. Podwozie natomiast tworzy rama samochodu. Możemy do niego zaliczyć układy takie jak układ kierowniczy, układ napędowy, układ hamulcowy, a także układ przeniesienia napędu. Do podwozia samochodu zaliczane jest także zawieszenie. Wszystkie te układy są ze sobą sprzężone dzięki czemu samochód może być wprawiany w ruch. Jak już wcześniej wspomniano elementy zapewniające bezpieczeństwo dzieli się na czynne i bierne. Do elementów czynnych zaliczane są – ABS, napęd na cztery koła, ASR a także ESP. Wśród elementów biernych natomiast wymienić możemy między innymi poduszki powietrzne, pasy bezpieczeństwa, zagłówki, hartowane szyby, czy układy, których zadaniem jest odcinanie dopływu paliwa.