Prenos in menjalnik: kako zobniki prenašajo gibanje in navor v avtomobilu

V mehaniki izraz prenos ali menjalnik običajno pomeni sistem zobnikov in drugih delov, ki prenašajo gibanje in moč z enega dela stroja na drugega. Najpogosteje ljudje z izrazom mislijo na menjalnik v avtomobilu, kjer so zobniki nameščeni tako, da spreminjajo hitrost vrtenja in navorom (močjo), ki jo motor daje kolesom.

V avtomobilu motor vrti ročično gred. Z ročične gredi se preko sklopke (pri ročnih menjalnikih) ali pretikalnih sklopov (pri avtomatskih) prenaša gibanje na menjalnik, kjer zobniki med seboj sodelujejo in spremenijo razmerje med hitrostjo in navorom. Če manjši zobnik poganja večjega, se vrtenje upočasni, navor pa se poveča — to omogoča, da kolesa z manjšo hitrostjo premikajo težko vozilo. Ob nasprotnem razmerju (večji zobnik poganja manjšega) se hitrost poveča, navor pa se zmanjša.

Zobniki v menjalniku ne vrtijo neposredno koles: po menjalniku sledi diferencial (ali končni prenos), ki porazdeli moč na pogonska kolesa in pogosto dodatno zmanjša hitrost ter poveča navor. Celoten sistem je zasnovan tako, da motor deluje v primernem območju vrtljajev, voznik pa lahko izbere prestavo glede na hitrost in obremenitev.

Menjalniki v avtomobilih se razlikujejo po zasnovi in delovanju. Najpogostejše vrste so:

• Ročni menjalnik — voznik sam prestavlja zobniške pare z ročico in uporablja sklopko za ločevanje motorja od menjalnika med prestavljanjem.
• Avtomatski menjalnik — prestavljanje izvede hidravlika ali elektronika; znotraj so pogosto planetni zobniki in sklopke, ki samodejno prilagajajo prestave.
• CVT (neprekinljivo variabilni menjalnik) — uporablja jermen ali verigo in par stožčastih šob (remenje/pulley) za gladko spreminjanje razmerja brez diskretnih prestav.
• Dvojno sklopčni menjalnik (DSG/DCT) — združuje prednosti ročnega in avtomatskega menjalnika z dvema sklopkama za hitrejše prestavljanje.

Med glavnimi elementi menjalnika so zobniki različnih premerov in števila zob, osi, ležaji, sinhronizatorji (pri ročnih menjalnikih za gladko uskladitev hitrosti zobnikov med prestavami), tesnila in oljna črpalka ali ohišje z oljem za mazanje. Olje v menjalniku hladi, maže in zmanjšuje obrabo zobnikov. Večina menjalnikov ima tudi odzračevalno odprtino (ventil), ki omogoča izenačevanje tlaka in izhajanje vročega zraka ali hlapov olja — to prepreči prekomerno pritiskanje tesnil in zagotovi pravilno delovanje. Občasno lahko skozi odzračevalno odprtino uhajajo tudi pare, zato je pomembno, da odprtina ni zamašena.

Zakaj menjalnik proizvaja toploto? Med delovanjem zobniki in ležaji ustvarjajo trenje; pri avtomatskih menjalnikih in diferencialih so prisotne tudi hidravlične izgube. Zato sta ustrezno mazanje in hlajenje ključna za dolgo življenjsko dobo. Redno preverjanje nivoja in stanja olja ter pravočasna menjava olja bistveno podaljšata delovanje menjalnika.

Znaki morebitnih težav z menjalnikom vključujejo nenavadne zvoke (piskanje, ropotanje), težave pri prestavljanju, uhajanje olja, nepravilno delovanje sklopke ali nepričakovano drsenje prestav. V primeru teh simptomov je priporočljivo obiskati servis, saj lahko zanemarjena napaka vodi v dražje popravilo ali zamenjavo menjalnika.

Za pravilno delovanje menjalnika so pomembni tudi hladilni sistemi pri nekaterih zmogljivostnih vozilih, redno vzdrževanje tesnil in odzračevalnih odprtin ter uporaba priporočene vrste olja. Zobniki so preprosto zasnovani, vendar njihovo pravilno sodelovanje omogoča varen, udoben in učinkovit prenos gibanja in navorom iz motorja na kolesa.

Išči po črki