איך עובד גיר ידני? מה זה סינכרון? מה זה דאבל קלאץ' ?

[חנן-ג'יפולוג]

זן תגובה שלי לשאלה שנשאלה בזמנו ע"י שוהם בג'יפטריפ ונעלמה במעמקי הפורום. נתבקשתי ע"י מספר גולשים לשים את התשובה הזו בכתבה נפרדת.

הדיון המקורי:
http://www.jeeptrip.com/page.aspx?di...ms&item=136025


"

שהם שלום.
ראשית קפצי לאתר http://www.howstuffworks.com והביטי שם בפרק על הגיר הידני. יש שם המון מה ללמוד.
לאחר שהיית שם, אבל אני רציני, רק לאחר שהיית שם חזרי להודעה הזו והמשיכי לקרוא...






אז עכשיו את כבר יודעת ברמה העקרונית איך עובד גיר. תקציר: בין גלגל התנופה ודיסקית הלחץ של המצמד יושבת דיסקית החיכוך שמחוברת לציר הכניסה אל הגיר. כאשר דוושת המצמד איננה לחוצה דיסקית החיכוך לחוצה בסנדוויץ' בין גלגל התנופה ודיסקית הלחץ ומסתובבת במהירות המנוע ואיתה כמובן גם ציר הכניסה לגיר. כאשר את לוחצת על דוושת המצמד דיסקת הלחץ מפסיקה ללחוץ על דיסקית החיכוך ודיסקית החיכוך כבר לא מחוברת אל המנוע ורשאית להסתובב במהירות שונה ממנו או אפילו לעצור במקומה.

בקצה ציר הכניסה יש את ציר היציאה מהגיר אבל חשוב לשים לב: הם לא מחוברים ביניהם אלא על ידי מיסב וכל אחד מהם יכול להסתובב במהירות שונה.
מתחתם יש ציר עם גלגלי שיניים שנקרא קונטרה גיר והוא מחובר אל ציר הכניסה על ידי שני גלגלי שיניים. חיבור זה הוא חיבור קבוע לחלוטין ולכן הקונטרה גיר תלוי בצורה חד חד ערכית בציר הכניסה. כשהוא מסתובב גם הקונטרה גיר מסתובב וכשהוא לא, גם הקונטרה גיר לא.
על ציר היציאה יש מספר גלגל שיניים כאשר ממולם על הקונטרה גיר יש גלגלי שיניים נגדיים. חשוב לשים לב: גלגלי השיניים על הקונטרה גיר מחוברים אליו בצורה קשיחה ומסתובבים איתו. גלגלי השיניים על ציר היציאה צפים על הציר ולא מחוברים אליו קשיח. הם יכולים להסתובב במהירות שונה לגמרי מהציר עליו הם סובבים.

זה בעצם מצב ניוטרל בגיר. הכוח עובר דרך המצמד לציר הכניסה, מציר הכניסה הוא עובר לקונטרה גיר. מהקונטרה גיר אל גלגלי השיניים שעל ציר היציאה אבל כאן הכוח כבר לא עובר. גלגלי השיניים שעל ציר היציאה מסתובבים עליו חופשי ולא מסובבים אותו.
על מנת כן לשלב הילוך מסוים צריך לחבר את אחד מגלגלי השיניים שעל ציר היציאה אל ציר היציאה. זה נעשה על ידי משלב שמחובר בצורה קשיחה לציר היציאה, מחליק לכיוון גלגל השיניים ומתחבר אליו על ידי שיניים צידיות.
(אגב, בדרך כלל ההילוך הרביעי הוא בעצם חיבור של ציר הכניסה לציר היציאה ולכן היחס בו הוא 1:1. על כל סיבוב שציר הכניסה עושה ציר היציאה עושה סיבוב אחד) .

עד כאן מבנה הגיר כמו שהיה מאז ומעולם.

כאן מתחילות הבעיות...נניח שהמנוע סובב בסרק ב1000 סל"ד בניוטרל. המצמד מסתובב ב1000 סל"ד ואיתו ציר הכניסה, הקונטרה גיר ואיתו גם גלגל השיניים של הילוך ראשון שיושב כמו השאר על ציר היציאה. את לוחצת על דוושת המצמד, אבל בגלל כוח ההתמד לוקח זמן לדיסקית החיכוך עד שהיא מאיטה ונעצרת. בזמן הזה כל המערכת ממשיכה להסתובב ואם תנסי ברגע זה לשלב את גלגל השיניים המסתובב של ההילוך הראשון אל ציר היציאה (שעומד סטטי) תקבלי חריקה איומה של שיני המשלב. הפתרון שעבד תמיד הוא לחכות מספר שניות עד שדיסקית החיכוך נעצרה ואז ניתן היה לשלב את גלגל השיניים הסטטי של ההילוך הראשון אל ציר היציאה הסטטי בשקט.
כנ"ל בהמשך המעבר בין ההילוכים בהורדת הילוכים ובהעלאת הילוכים, לדיסקית החיכוך יש את האינרציה שלה והיא מסתובב פחות או יותר במהירות המנוע כפי שהיא היתה ברגע הלחיצה על המצמד ואז המהירויות של ציר היציאה מול המהירות של הגלגל השיניים הן שונות ומפריעות לשילוב ההילוך.

הפתרון לעניין הזה הוא דאבל קלאץ' וגז ביניים. איך זה עובד?
נניח שאת נוסעת בהילוך שלישי ב1000 סל"ד במהירות של 30קמ"ש ורוצה להעביר להילוך שני. את לוחצת על המצמד, מעבירה את הגיר לניוטרל, משחררת את המצמד ומאיצה את המנוע ל2000 סל"ד. יחד עם המנוע מאיצה גם דיסקית החיכוך ואיתה כזכור גם ציר הכניסה ו... ואז מהירות גלגל השיניים של ההילוך השני משתווה למהירות ציר היציאה של הגיר ובשלב זה את לוחצת על המצמד ומשלבת בשקט להילוך שני.

כאן באו הממציאים לעזרתנו והכניסו בין המשלבים לגלגלי השיניים טבעות חיכוך טעונות קפיץ שבאות לידי ביטוי רגע לפני שהשיניים משתלבות. טבעות החיכוך הללו (הסינכרונים- אלו טבעות קוניות מנחושת או חומר רך אחר) מאלצות את גלגל השיניים להסתובב במהירות ציר היציאה וכך כשהשילוב מתבצע בפועל מהירות גלגל השיניים וציר היציאה זהות ואין חריקות. צריך לזכור שאל גלגל השיניים מחוברים הקונטרה גיר, ציר הכניסה ודיסקית החיכוך כך שבעצם על כתפי הסינכרון מוטל העומס של האצת/האטת כל המערכת הזו למהירות המתאימה. עומס זה גורם לכך שהסינכרונים הם כמעט ללא יוצא מהכלל הדבר הראשון שמתבלה בגיר.

כל מכוניות הנוסעים המודרניות ב30 ואולי יותר השנים האחרונות משתמשות בגיר מסונכרן למעט ההילוך האחורי. ההילוך האחורי אינו מסונכרן ולכן אם את לוחצת על המצמד ומייד מנסה לשלב לרוורס תשמעי חריקת שיניים. צריך להמתין מספר שניות לעצירת דיסקית החיכוך ורק אז לשלב לרוורס.

נדמה לי שהיום גם משאיות כבדות מגיעות כבר עם גירים מסונכרנים כך שטכניקת הדאבל קלאץ' וגז ביניים הולכת ונעלמת מהעולם.

אז הרוב המוחלט של הנהגים מסתמך על הסינכרונים שיעשו בשבילו את העבודה של התאמת המהירויות ומעבירים הילוכים על ידי לחיצה בוודת על המצמד בזמן העברת ההילוך. יש מספר אנשים משונים כמוני שחיכוך בהקשרו המכני יוצר להם צביטה קטנה בלב והם מעדיפים לעשות את העבודה בעצמם ולחסוך מהסינכרונים את הסבל הזה.

בנוסף, בין אם השתמשנו בטכניקת הדאבל קלאץ' ובין אם לאוו הרי שרגע לפני שאנחנו משחררים את המצמד יש עניין לתאם בין מהירויות דיסקית החיכוך וגלגל התנופה על מנת למנוע שחיקה מיותרת של המצמד וזעזוע למכלולי ההנעה והרכב ואז בא העניין של גז הביניים כמו שדרור הזכיר אותו: בהעלאת הילוך אין צורך לעשות את זה מכיוון שבאופן טבעי סל"ד המנוע יורד בזמן העברת ההילוך וזה בדיוק מתאים להילוך הבא בתור. בהורדת הילוך רצוי להעלות את סל"ד המנוע רגע לפני שחרור המצמד על ידי מכת גז קטנה.

מקווה שהייתי ברור.

"