- Cutia de viteze transmite puterea motorului către roți și reglează cuplul.
- Permite mersul înapoi fără inversarea sensului de rotație al motorului.
- Permite staționarea cu motorul în funcțiune.
- Sistemul include ambreiaj, diferențial, cardan și planetare, componente ale transmisiei.
Cutia de viteze reprezintă una dintre componentele fundamentale ale oricărui autovehicul, fiind responsabilă pentru transmiterea eficientă a puterii de la motor către roți. Pentru a înțelege rolul său, ne putem gândi la principiul unei biciclete - când pedalam mai greu pe un deal folosind viteze mici, sau mai ușor pe teren plat cu viteze mari.
La examenul pentru permisul auto, întrebarea “Ce rol are cutia de viteze?” este frecvent întâlnită, iar toate variantele următoare de răspuns sunt corecte: asigură transmiterea puterii la roți, permite mersul înapoi fără a inversa sensul de rotație al motorului și permite stacionarea cu motorul în funcțiune.
Sistemul de transmisie și rolul cutiei de viteze
Transmisia unei mașini utilizează cutia de viteze pentru a transforma puterea generată de motor în rotații ale roților, cu scopul de a deplasa întregul vehicul. Procesul începe cu combustibilul din rezervor, care este preluat de pompa de combustibil și injectat în cilindri prin injectoare.
Motorul amestecă combustibilul cu aerul din exterior prin sistemul de admisie, iar prin intermediul unei scântei (sau compresiei în cazul diesel-ului) se produce o mini-explozie care pune pistonul în mișcare. Fiecare piston este conectat la arborele cotit, numit astfel datorită formei sale speciale, care preia forța și o transformă într-o mișcare de rotație.
Mișcarea de rotație a arborelui cotit ajunge la volant - o placă de metal cu masă simplă sau dublă - care preia această mișcare și o transferă către cutia de viteze prin intermediul ambreiajului, mai exact placa de ambreiaj.
Diferența dintre transmisie și cutia de viteze
Este important să clarificăm că transmisia mașinii nu se limitează doar la cutia de viteze. Cutia de viteze face parte dintr-un sistem mai complex care include ambreiaj, diferențial, cardan și planetare. Toate aceste componente lucrează împreună pentru a asigura transmisia eficientă a puterii.
Principiul de funcționare și componentele cutiei de viteze
Toată puterea de la motor trece prin cutia de viteze înainte de a ajunge la roți, indiferent de tipul de tracțiune - integrală, față, spate sau AWD. Rolul de bază al cutiei de viteze este să controleze viteza și cuplul transmis la roți, permițând adaptarea la condițiile de trafic.
Structura internă
O cutie de viteze standard are doi arbori principali:
- Arborele principal - primește energia (mișcarea de rotație) de la volant
- Arborele secundar - transmite puterea procesată către roți
Acești doi arbori sunt echipați cu pinioane de diferite dimensiuni, care creează rapoarte specifice pentru fiecare treaptă de viteză.
Rapoartele și funcționarea pinioanelor
Cutia de viteze trebuie să se adapteze la două cerințe diferite:
- La viteze mici - necesită mai mult cuplu (de exemplu, când pleci de pe loc cu treapta întâi)
- La viteze mari - având deja inerție, nu necesită atât cuplu pentru a continua deplasarea
Pentru treapta 1, pinionul de pe arborele principal (cu aproximativ 35 de dinți) se cuplează cu un pinion mult mai mare de pe arborele secundar (cu 55 de dinți), oferind un raport de aproximativ 3,5:1.
Explicația raportului: În timp ce pinionul de pe arborele principal face 3,5 rotații, cel de pe arborele secundar se învârte doar o dată, rezultând un cuplu mai mare la ieșire. Astfel, la roți, cutia de viteze oferă o rotație de 3,5 ori mai mică decât rotația actuală a motorului, dar cu un cuplu semnificativ mai mare.
Sistemul de schimbare a vitezelor
Levierul de viteze acționează una sau mai multe furci care mută pinioanele între ele, selectând configurația prestabilită de producător pentru fiecare treaptă. Pe măsură ce schimbați în trepte superioare, pinioanele angrenate sunt din ce în ce mai apropiate ca număr de dinți și dimensiune, oferind o călătorie lină și o accelerație liniară.
În treptele unde raportul scade sub 1:1, pinionul de pe arborele secundar are mai puțini dinți decât cel de pe principal, rotindu-se mai repede și oferind o vitează de croazieră stabilă, contribuind la reducerea consumului.
Impactul treptelor de viteză asupra consumului
Conexiunea dintre treapta de viteză și consumul de combustibil este directă. Caii putere ai mașinii sunt calculați în funcție de cuplu, iar consumul de combustibil este legat de puterea/cuplul generat de motor.
Pentru a mișca o mașină de 1,5 tone de pe loc este necesară mai multă putere (cuplu) decât pentru a o menține la o viteză constantă de croazieră de 130 km/h pe autostradă. Din acest motiv, cel mai mare consum se înregistrează în traficul urban, unde folosim trepte cu rapoarte mari pentru a pleca de pe loc și a accelera.
Preconceptii despre putere și consum
Există preconcepții greșite despre mașinile cu mulți cai putere. Un motor 1.8 turbo benzină de 220 CP poate consuma la fel de mult ca un 3.0 biturbo benzină de 500 CP când ambele motoare sunt folosite în aceleași condiții de mers. Diferența constă în modul de utilizare și cerințele specifice ale momentului.
Exemplu practic de rapoarte
Pentru o înțelegere mai clară, iată un exemplu tipic de rapoarte pentru o cutie de viteze cu 6 trepte:
- Treapta 1: 3,78:1
- Treapta 2: 2,12:1
- Treapta 3: 1,36:1
- Treapta 4: 0,97:1
- Treapta 5: 0,77:1
- Treapta 6: 0,65:1
- Marsarier: 3,25:1
Observați că marsarierul are aproape același raport ca treapta 1, deoarece avem nevoie să plecăm de pe loc și implicit necesităm un cuplu mai mare.
Tipurile de cutii de viteze moderne
Există numeroase denumiri și tipuri de cutii, mai ales când vine vorba de cele automate:
- Cutii secvențiale
- Cutii hidramate (cutii automate de generație mai veche)
- DSG (Direct Shift Gearbox) - foarte apreciat la Volkswagen
- CVT (Continuously Variable Transmission) - popular la Toyota
- Cutii cu convertizor de cuplu
- Cutii robotizate
Diferențele de cost și întreținere
Toate cutiile de viteze au același rol fundamental - transmit puterea de la motor către roți - însă nu toate costă și merg la fel. O cutie automată va fi întotdeauna mai scumpă decât una manuală, datorită complexității componenților.
Cutiile automate moderne vin cu caracteristici suplimentare:
- Două ambreiaje care lucrează direct în ulei
- Mecatronic (absent la cutiile manuale)
- Convertizor de cuplu (specific doar cutiilor automate)
- Sisteme electronice avansate de control
Întreținerea cutiei de viteze
Costurile de întreținere diferă în funcție de marca și modelul autoturismului. Însă, indiferent dacă este cutie de viteze manuală sau automată, este esențial să țineți minte că trebuie schimbat uleiul din cutie periodic.
Conceptul de “Lifetime Oil” nu există în realitate și reprezintă doar o schemă de marketing practicată de producători. Uleiul din cutia de viteze se degradează în timp și necesită înlocuire pentru a asigura funcționarea optimă și longevitatea componentelor.
Înțelegerea rolului și funcționării cutiei de viteze vă poate ajuta să faceți alegeri mai informate la achiziția unui vehicul și să mențineți transmisia în stare optimă prin întreținerea adecvată.
