Skrzynia biegów – od panowania nad kołami zębatymi do genialnej synchronizacji

Prędkość obrotowa silnika musi być dostosowana do jego obciążenia oraz prędkości jazdy. Na co dzień nie musimy się tym interesować właśnie dlatego, że jest w pojeździe coś takiego jak skrzynia biegów.

Podczas gdy już w prototypach pierwszych samochodów stosowano przekładnię z mechanizmem różnicowym, dopiero kilkanaście lat później światu objawiła się pierwsza trzybiegowa skrzynia biegów. Przekładnia z przesuwanymi kołami zębatymi i wałem, który przekazywał napęd silnika na tylne koła.

Hazard zarzewiem motoryzacyjnego geniuszu

Jakie kraje kojarzą się z motoryzacją? Niemcy/Austria? Włochy? A sięgając wcześniej w szereg myślicieli i teoretyków maszyn poruszających się bez udziału siły mięśni wypada wspomnieć Herona z Aleksandrii nie tylko opracował prototyp turbiny parowej, ale również konstruował pojazdy, które dziś spokojnie można nazwać mechanicznymi. A pamiętajmy, że mowa tu o początkach ery po Chrystusie i to w Egipcie (który jakby nie słynie z nowoczesnych technologii).

Niewielu jednak analizując historię motoryzacji myśli o Francji, a tu właśnie doszło pod koniec XIX wieku do przejawu wyjątkowego geniuszu. Wyjątkowość odkrycia dopełnia fakt, że nie doszło do niego – jak to zwykle bywa – w biedzie, ale w statecznej burżuazyjnej rodzinie. Louis Renault w swojej rodzinnej posiadłości założył warsztat, w którym pracował z braćmi (Marcelem – przedsiębiorcą i kierowcą wyścigowym oraz Ferdynandem – przemysłowcem) nad silnikami, a te później trafiać miały do armii i prywatnych garaży. Pod koniec 1898 roku założył się z przyjacielem, że pojazd przez niego skonstruowany pokona bez trudu wniesienie Montmartre. W wigilię tegoż roku zadanie mu się udało i to sprawiło, że mógł odebrać pierwsze 12 zamówień na swój prototyp.

Synchronizacja kluczem do serc masowego odbiorcy

Mimo iż wynalazek Renaulta i Levassora miał wiele zalet nie był pozbawiony wady, która sprawiała, że prawidłowe przełożenie uzależnione było od wiedzy kierowcy. Zmiana biegów wymagała od kierowcy przesuwania kół zębatych wzdłuż wałów, aby spowodować zazębienie się pożądanych kół zębatych. Jeśli operacja wykonana była za szybko lub zbyt wolno, zachowanie silnika było nie tylko niespodziewane, ale również niebezpieczne zarówno dla kierowcy jak i dla jego najbliższego otoczenia.

By odciążyć kierowcę od odpowiedzialności za następstwa wykonania określonego ruchu w idealnym momencie wynaleziono synchronizator. Za jego wprowadzenie do produkcji odpowiedzialni są konstruktorzy z zespołu Cadillaca. To właśnie oni zdjęli z kierowców przymus „czucia” międzygazu. A wszystko przez to, że wprowadzili do produkcji pierścień z zębatkami, który obraca się podczas zmiany biegów i to na nim spoczywa ciężar wyrównywania prędkości wałka pośredniego i głównego. Rezultat jest taki, że następuje płynne przeniesienie napędu zgodnie z przełożeniem dźwigni. Ale historia łatwo obsługiwanej przekładni nie była wcale łatwa. Pierwszymi samochodami, w których zastosowano synchronizator były pojazdy Cadillac. Pierwszym samochodem, w którym pojawiła się synchronizacja we wszystkich biegach do przodu było „dopiero” Porsche 356 z 1956 roku wyposażone w czterobiegowego manuala.

Prace nad zautomatyzowaniem skrzyni biegów rozpoczęły się już na początku ubiegłego wieku. A ich efekty ujrzały światło dzienne już w latach 40. XX wieku. W latach 60. skrzynie automatyczne i półautomatyczne sięgnęły po popularność jednocześnie ustalone zostały również skróty pozycji dźwigni i ich układ (P-R-N-D).

I tak, płynnie rozpoczęła się długa historia automatycznych skrzyń biegów.