Bez skrzyni biegów pewnie dałoby się żyć, ale to jak życie bez radości dla ciała. Niby się da, ale po co się męczyć?

Nawet najsilniejszy silnik nie zdoła osiągnąć maksymalnych obrotów bez odpowiedniego przeniesienia napędu.

Co ty wiesz o skrzyni biegów?

Skrzynia biegów w samochodzie jest po to, by dostosować parametry silnika do zmieniających się w trakcie jazdy potrzeb. Dzięki niej można uzyskać właściwą prędkość obrotową silnika przy określonym obciążeniu i prędkości jazdy.
By zrozumieć po co w ogóle jest skrzynia biegów wystarczy wyobrazić sobie sytuację, w której wjeżdżamy na wzniesienie na wysokim biegu. Jedziemy np. 60 km/h, jedziemy na „czwórce” i nagle gdy spotykamy się ze zniesieniem słyszymy spowolnienie obrotów, a nawet „duszenie się” silnika. Wraz z „zejściem” na niższy bieg, powodujemy zwiększenie momentu obrotowego i wzrost mocy bez utraty dynamiki jazdy. Podobnie docenić posiadanie skrzyni biegów można w sytuacji, kiedy na wysokim biegu zmniejszamy prędkość. Silnik zachowuje się jakby miał zaraz zgasnąć, a samochód wykonuje charakterystyczne skoki, jakie widzimy często w wykonaniu „eLek”.

W skrzyni manualnej do prawidłowej pracy potrzeba ingerencji, a nawet fizycznej siły człowieka, by spowodować sprzęglenie ze sobą odpowiednich kół zębatych. Najpopularniejszymi skrzyniami biegów w samochodach.

Jak to było ze skrzynią manualną?

Pierwsza skrzynia biegów została skonstruowana – jak większość ówczesnych wynalazków – w szopie, a szopa ta stała w posiadłości rodziny Renault. Skrzyni biegów nie byłoby jednak bez samochodu. A pierwszy pojazd zasługujący na to miano wyjechał z szopy Benza, człowieka który początkowo pracował nad silnikiem o zapłonie iskrowym. Jego pojazd mimo iż okazał się przełomem miał kilka niedoskonałości, powielanych później u innych wynalazców. Pierwszy samochód nie posiadał skrzyni biegów, a jedynie przekładnię z mechanizmem różnicowym.

500 kilometrów od Meinheim – miejsca wynalezienia pierwszego samochodu, w Billancourt niedaleko Paryża nad swoim wynalazkiem pracował Louis Renault. 12 lat po premierze Patentwagen nr 1 młody Renault wyjechał z szopy swoim pierwszym samochodem, który posiadał trzybiegową skrzynię przekładniową z przesuwnymi kołami zębatymi oraz wał przekazujący napęd z silnika na tylne koła. Warto dodać, że Louis Renault skonstruował ten wał sam. I to właśnie ten wynalazek wyparł niemal całkowicie stosowane wcześniej przekładnie łańcuchowe. Wprowadzony przez Renault napęd bezpośredni okazał się rewolucyjny. Szybko opatentowany, jako „mechanizm skrzyni biegów do pojazdów samochodowych” stał się „must have” w każdym kolejnym pojeździe silnikowym.

W pierwszym roku Renault dostał ponad 70 zamówień na samochody w skrzynię biegów z napędem bezpośrednim. Mechanizm był bardzo szybko kopiowany przez innych producentów, a młodemu Louisowi Renault dał zarobić do 1914 roku około 3,5 miliona franków. Jednak ten epokowy wynalazek nie sprawił, że Renault spełzł na laurach, w ciągu kolejnych kilku lat złożył bowiem ponad 170 innych patentów. Niektóre z nich ułatwiają nam życie do dziś.

A jak to było z automatem?

Chociaż mogłoby się wydawać, że automatyczne skrzynie biegów to wynalazek dość świeży, pierwsza automatyczna skrzynia biegów pojawiła się w zaledwie 13 lat po wynalezieniu protoplasty popularnego manuala. Któż jeśli nie Amerykanie mogli wpaść na pomysł zautomatyzowania procesu zmiany biegów… Stało się to w Bostonie, w warsztacie braci Sturtevant. Pierwszy automat miał dwa biegi do przodu, a funkcjonował w oparciu o działanie siły odśrodkowej. Efekt był podobny do tego, jaki mamy do czynienia w nowoczesnych skrzyniach biegów – jak na tamte czasy było to przełomowe. Do historii rozwoju automatycznych skrzyń biegów swoje trzy grosze dołożył również Henry Ford, który jako pierwszy zaprojektował planetarną skrzynię biegów z dwoma przełożeniami w przód i biegiem wstecznym. Jego wkład jest jednak połowiczny, bo jego skrzynię trzeba było obsługiwać używając pedałów.

Niedługo później przyszedł czas na półautomatyki, które dały początek popularnej dziś Tiptronic. Pierwszą produkowaną masowo automatyczną skrzynią biegów była Hydra-matic, którą stosowano nie tylko w pojazdach osobowych, ale również wojskowych. W latach pięćdziesiątych narodziła się skrzynia CVT wykorzystywana w ciągnikach marki DAF. 30 lat później rozwinięto pomysł wykorzystania podwójnego sprzęgła, które wyjątkowo dobrze sprawdziło się w samochodach wyścigowych.

Chęć zminimalizowania spalania „leczymy” obecnie dodając przełożeń. Chociaż jeszcze kiedyś przekładnia sześciobiegowa wydawała się szaleństwem. Ale producenci i wczoraj, i dziś coraz śmielej myślą o przekładniach 9-cio i 10-cio biegowych.

Z najbardziej złożonymi skrzyniami biegów mamy do czynienia w ciężarówkach. Poziom skomplikowania może dotyczyć najnowocześniejszych skrzyń automatycznych, ale może również dotyczyć sposobu obsługi. Swego czasu najpopularniejsze na szosach USA były skrzynie podwójne (Duplex) i potrójne (Triplex). Wyjątkowość obu osadzała się na tym, że posiadały aż dwa drążki zmiany biegów. W skrzyni Duplex główny drążek przewidywał pięć przełożeń jazdy, pozycję neutralną i bieg wsteczny, drugi drążek miał położenie „low” i „hi”. Oczywiście, by się rozpędzić konieczne było operowanie oboma drążkami, często jednocześnie. A tu przykład jeszcze bardziej skomplikowanego rozwiązania, które jak widać da się opanować do perfekcji: