- Gearkassen overfører motorens kraft til hjulene og muliggør bakgear.
- Transmissionssystemet inkluderer kobling, differential og aksler udover gearkassen.
- Gearkassen har hovedakslen og sekundærakslen med forskellige tandhjul for udveksling.
- Første gear giver højt moment ved lav hastighed ved at forbinde små til store tandhjul.
Gearkassen er en af de grundlæggende komponenter i enhver bil og er ansvarlig for effektiv overførsel af motorens kraft til hjulene. For at forstå dens rolle kan man tænke på princippet bag en cykel - når man træder hårdt op ad en bakke i lave gear, eller lettere på en plan vej med høje gear.
På kørekortet er spørgsmålet “Hvilken rolle har gearkassen?” et hyppigt spørgsmål, og alle følgende svar er korrekte: den sikrer kraftoverførsel til hjulene, muliggør bakgear uden at ændre motorens rotationsretning og gør det muligt at holde bilen i gang med motoren kørende.
Transmissionssystemet og gearkassens rolle
Transmissionssystemet bruger gearkassen til at omdanne motorens kraft til rotation af hjulene med det formål at flytte hele køretøjet. Processen starter med brændstoffet i tanken, som hentes af brændstofpumpen og sprøjtes i cylindrene gennem indsprøjtningsdyserne.
Motoren blander brændstoffet med udetempereret luft gennem indsugningssystemet, og ved hjælp af en tændrør (eller ved kompression i dieselversionen) opstår en lille eksplosion, som sætter stemplet i bevægelse. Hvert stemle er forbundet med hovedakslen, der får sin bevægelse og omdanner den til rotationsbevægelse.
Rotationsbevægelsen af hovedakslen når til svinghjulet - en metalplade med en vægt, som kan være enkel eller dobbelt - der tager denne bevægelse og overfører den til gearkassen via koblingen, nøjagtigt koblingspladen.
Forskel mellem transmissionssystemet og gearkassen
Det er vigtigt at præcisere, at bilens transmission ikke udelukkende består af gearkassen. Gearkassen er en del af et mere komplekst system, der også inkluderer kobling, differential, aksler og planetgear. Alle disse komponenter arbejder sammen for at sikre effektiv kraftoverførsel.
Princippet for funktion og gearkassens komponenter
Al magt kommer fra motoren gennem gearkassen, før den når hjulene, uanset trækkrafttype - afrundende drift, forhjulstræk, baghjulstræk eller AWD. Gearkassens grundlæggende rolle er at kontrollere hastighed og moment, der leveres til hjulene, og tilpasse sig trafikl conditions.
Intern struktur
En standard gearkasse har to hovedaksler:
- Hovedakslen - modtager energien (rotationsbevægelsen) fra svinghjulet
- Sekundærakslen - transmitterer den bearbejdede kraft til hjulene
Disse to aksler er udstyret med tandhjul af forskellig størrelse, hvilket skaber specifikke udvekslingsforhold for hver gearing.
Udvekslingsforhold og tandhjulenes funktion
Gearkassen skal tilpasse sig to forskellige krav:
- Ved lave hastigheder - kræver mere moment (f.eks. når du bevæger dig fra stillestående i første gear)
- Ved høje hastigheder - har allerede inerti, og kræver ikke så meget moment for at fortsætte bevægelsen
For første gear kobler hovedakslens tandhjul (ca. 35 tænder) til et meget større tandhjul på sekundærakslen (55 tænder), hvilket giver et udvekslingsforhold på omkring 3,5:1.
- Forklaring af forholdet: mens hovedakslens tandhjul laver 3,5 omdrejninger, roterer det sekundære kun én gang, hvilket giver en større udgangsmoment. Så ved hjulene giver gearkassen en udgangsrotationshastighed, der er 3,5 gange lavere end motorens, men med betydeligt større moment.
Systemet til skift af hastigheder
Geværkstangen aktiverer en eller flere skiftegaffler, der flytter tandhjulene mellem hinanden og vælger producentens forudindstillede konfiguration for hver gear。 Efterhånden som du skifter i højere gear, er de engagerede tandhjul tættere i antal tænder og størrelse, hvilket giver en glidende køretur og en lineær acceleration.
I de gear, hvor forholdet falder under 1:1, har tanden på sekundærakslen færre tænder end hovedakslen, drejer hurtigere og giver en stabil cruisinghastighed, hvilket hjælper med at reducere forbruget.
Indvirkningen af gearskift på brændstofforbruget
Forbindelsen mellem gear og brændstofforbrug er direkte. Bilens hestekræfter beregnes ud fra drejningsmomentet, og brændstofforbruget er knyttet til den effekt/drejningsmoment, som motoren genererer.
For at bevæge en bil på 1,5 ton fra stand, kræves mere kraft (moment) end for at holde den i konstant hastighed på 130 km/t på motorvejen. Af den grund er det største forbrug typisk i bytrafik, hvor man bruger gear med højere udvekslingsforhold for at starte og accelerere.
Misforståelser om kraft og forbrug
Der er misforståelser om biler med mange hestekræfter. En 1,8 turbo benzinmotor på 220 hk kan forbruge ligeså meget som en 3,0-liters biturbo benzinmotor på 500 hk, når begge motorer anvendes under samme køreforhold. Forskellen ligger i brugsformen og kravene i øjeblikket.
Praktisk eksempel på udvekslinger
For en klar forståelse følger her et typisk eksempel på udvekslinger for en seks-trins gearkasse:
- Trin 1: 3,78:1
- Trin 2: 2,12:1
- Trin 3: 1,36:1
- Trin 4: 0,97:1
- Trin 5: 0,77:1
- Trin 6: 0,65:1
- Bakspejl: 3,25:1
Bemærk, at bakgear har næsten samme forhold som trin 1, fordi der er brug for højere moment ved start fra stillestående.
Typer af moderne gearkasser
Der findes mange betegnelser og typer gearkasser, særligt inden for automatiske:
- Sekventielle gearkasser
- Hydramatiske gearkasser (ældre automatiske generationer)
- DSG (Direct Shift Gearbox) - særligt værdsat hos Volkswagen
- CVT (Continuously Variable Transmission) - populær hos Toyota
- Gearkasser med momentomformer
- Robotgear
Forskelle i omkostninger og vedligeholdelse
Alle gearkasser har den samme grundlæggende rolle – at overføre kraften fra motoren til hjulene – men de varierer i pris og ydeevne. En automatisk gearkasse vil altid være dyrere end en manuel på grund af komponenternes kompleksitet.
Moderne automatiske gearkasser kommer med yderligere funktioner:
- To koblinger, der arbejder direkte i olie
- Mechatronic-systemer (til stede i nogle automatiske kasser, ikke i manuelle)
- Momentomformer (kro nødvendige kun i automatgearkasser)
- Avancerede elektroniske styrsystemer
Vedligeholdelse af gearkassen
Omkostningerne ved vedligeholdelse varierer afhængigt af mærke og model. Men uanset om det er manuel eller automatisk, er det vigtigt at huske, at [olie skal udskiftes] fra gearkassen med jævne mellemrum.
Begrebet “Lifetime Oil” eksisterer ikke i virkeligheden og er blot en markedsføringsstrategi fra producenterne. Olien i gearkassen nedbrydes med tiden og kræver udskiftning for at sikre optimal funktion og levetid for komponenterne.
At forstå gearkassens rolle og funktion kan hjælpe dig med at træffe mere velinformerede valg ved købet af et køretøj og holde transmissionen i optimal stand gennem korrekt vedligeholdelse.
