Kysymys:

Sain noin vuosi sitten ajokortin ja minua on siitä asti vaivannut se, miten auton vaihteisto toimii? Miksi autossa täytyy olla vaihteet? Miksi on niin tärkeää ajaa oikealla vaihteella? Olen yrittänyt tiedustella asiaa kavereiltani, mutta he vain nauravat minulle.. Kiitos jo etukäteen!

Tapio Ketonen:

Nauraminen on tietenkin helpoin tapa ohittaa hankala kysymys, johon ei osata vastata. Katsotaanpa, onnistuuko vastaaminen tässä, vai pitääkö minunkin prskahtaa nauruun!

Kun auto on paikallaan, pyörien pyörimisnopeus on nolla kierrosta minuutissa. Vastaavasti jos ajetaan 200 km/h, pyörät pyörivät noin 1755 kierrosta minuutissa. Jos nopeus on 20 km/h, pyörät pyörivät 176 r/min.

Bensiinimoottorin suurin käyntinopeus on yleensä n. 6000 r/min, jolla se myös tuottaa suurimman tehonsa. Moottorin tyhjäkäyntinopeus on n. 700 r/min, mutta moottoria voi kuormittaa vasta noin 1500 kierroksesta alkaen. Pyörien ja moottorin välille tarvitaan jonkinlainen välityssuhde. Jos auton huippunopeus olisi esimerkiksi 171 km/h, moottorin käyntinopeus pitää välityksin alentaa 6000:sta pyörille sopivaan 1500 kierrokseen eli neljäsosaan.

Tämä välityssuhde sopii kuitenkin vain huippunopeudelle. Jotta moottorin täysi teho saataisiin käyttöön alemmillakin nopeuksilla, tarvitaan välityksiä, jotka alentavat pyörimisnopeutta vielä enemmän. Koska moottori antaa tehoa enemmän suurilla kierroksilla, välitykset pyritään porrastamaan siten, että kun on saavutettu alemman vaihteen suurin nopeus, seuraavallakin vaihteella tällä nopeudella olisi jo mukavasti tehoa käytettävissä. Tästä syystä vaihteita on nykyisin yleensä viisi, jopa kuusi. Ennen sotia ja vielä 50-luvullakin monissa autoissa vaihteita oli vain kolme.

Autolla pitää päästä myös taaksepäin. Moottori pyörii kuitenkin vain yhteen suuntaan, joten tarvitaan myös peruutusvaihde. Se toteutetaan siten, että voima siirretään yhden ylimääräisen hammaspyörävälityksen kautta, jolloin vetoakseleiden pyörimissuunta vaihtuu.

Vaihteisto on toteutettu siten, että moottorista tuleva voima eli pyörimisliike tuodaan sisään yhdellä akselilla, ja se otetaan ulos vetopyörästölle toisella akselilla. Molemmilla akseleilla on eri kokoisia hammaspyöriä, jotka on sovitettu pareittain toisiinsa. Käytännön toteutus vaihtelee.

Vaihteisto voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, että sisään tulevalla eli ns. ensiöakselilla olevat hammaspyörät ovat kiinteästi kiinni akselissa. Toisioakselin hammaspyörät on laakeroitu akselille siten, että ne pyörivät vapaasti koko ajan. Kun vaihde kytketään, se tapahtuu siten, että vaihdevivuston avulla siirretään kytkentäholkki yhdistämään toisioakseliin kiinteästi yhdistetty kytkentäkappale ja vapaasti pyörivissä hammaspyörissä olevat kytkentäkappaleet toisiinsa. Hammaspyörät siis lukitaan vuorotellen yksi kerrallaan toisioakseliin, jolloin käytössä olevien hammaspyörien hammasluvut määräävät välityssuhteen.

Tuota kytkytymistä helpottaa synkronointi. Ilman sitä vaihteiden kytkeminen olisi hankalaa, pyörimisnopeuksien ero aiheuttaisi rasahtelua. Synkronointi jarruttaa kytkettävien kytkentökappaleiden pyörimisnopeudet samoiksi, jolloin vaihteet kytkeytyvät rasahtamatta.

Liikkeelle lähdettäessä tarvitaan kytkintä, joka irrottaa voimansiirron. Muuten vaihdetta ei voitaisi kytkeä päälle. Liikkeelle lähdettäessä kytkimen annetaan hieman luistaa, jotta moottori voisi pysyä käynnissä. Kytkintä käytetään tietenkin myös vaihteita vaihdettaessa.

Oikeiden vaihteiden käyttö on tärkeää, koska moottorin paras käyntinopeusalue on varsin rajallinen. Liian pienillä kierroksilla auto ei jaksa kulkea, ja niiden käyttö saattaa jopa rasittaa liikaa moottoria. Liian suuret eli ns. ylikierrokset saattavat rikkoa moottorin, tosin nykyisissä autoissa on rajoitin estämässä ylikierroksilla ajamista. Taloudellisimman käyntinopeuden käyttö pienentää kulutusta ja on siksi suositeltavaa.

Kommentit

Kommentoi kysymystä

Sinun tulee kirjautua palveluun voidaksesi kommentoida.