Skrzynia biegów z sześcioma drążkami, ponad 100 km/h na biegu wstecznym, preselekcja biegów… to motoryzacyjne wariacje, o których dziś nikt już nie pamięta lub zupełnie odwrotnie – stały się one tak oczywiste, że nie zastanawiamy się dlaczego są w naszym pojeździe. Wiecie, że CVT ma już ponad pół wieku, a popularne japońskie układy hybrydowe oparte są na patentach sprzed prawie 100 lat? Zapraszamy do przeglądu nietypowych skrzyń biegów stosowanych w motoryzacji, zarówno tych, które zupełnie zniknęły z dróg, jak i rozwiązań, które choć uchodziły początkowo za dziwne, upowszechniły się i są  dostępne po dziś dzień.

DAF Variomatic, czyli pędząc autostradą na wstecznym

Pierwszy pojazd, który był wyposażony w skrzynię biegów CVT, został zaprojektowany przez koncern DAF. DAF-a znamy w tej chwili głównie z produkcji ciężarówek, jednak dawniej powstawały tam też samochody osobowe. Właśnie wtedy zrodziła się koncepcja systemu Variomatic, czyli ówczesnego CVT. Idea polegała na tym, że napęd przenoszony był na specjalny gumowy pasek, opierający się na dwóch stożkach. W momencie przyspieszania, pasek wspinał się na górę lub dół „rożka”, dzięki czemu mieliśmy tylko dwa przełożenia – do przodu oraz do tyłu. Z tym rozwiązaniem wiązała się też inna specyficzna cecha. Samochód rozpędzał się dokładnie w ten sam sposób do przodu oraz… do tyłu. Wyobraźcie sobie, że takim DAF-em mogliście pędzić 100 km/h tyłem. Holendrzy mieli nawet serię wyścigową w latach 70., gdzie szaleni kierowcy ścigali się swoimi DAF-ami jadąc do tyłu.

Variomatic oczywiście ewoluował, dzisiaj w Europie możemy się z nim spotkać w samochodach koncernu VAG oraz w Toyotach, gdzie holenderski patent stał się głównym elementem japońskiego rozwiązania hybrydowego. Warto wspomnieć, że często krytykowane za ograniczanie osiągów w nowoczesnych samochodach skrzynie, przyczyniły się do rozwoju technologii w Formule 1. Stajnia Williams, w latach 90., opierając się na odkryciu DAF-a, skonstruowała jedną z najbardziej zaawansowanych skrzyń biegów, naszpikowaną elektroniką oraz tak innowacyjnymi rozwiązaniami, że… zakazano ich stosowania.

Wyścigi na wstecznym, obywające się na dzisiejszym obiekcie używanym przez F1 – Zandvoort:

Toyota i e-CVT

Jak wspomnieliśmy w akapicie powyżej, hybrydowe rozwiązanie Toyoty czerpie z rozwiązań zaproponowanych przez holenderską markę. Cały system jest oczywiście dużo bardziej skomplikowany. Japoński koncern stworzył skrzynię biegów, która jest jednocześnie sercem całego układu hybrydowego. Zamiast paska napędowego, jak w tradycyjnym CVT, mamy przekładnię planetarną, która łączy ze sobą wszystkie pracujące zespoły napędowe, czyli silnik spalinowy, elektryczny oraz generator. Co ciekawe, sama przekładnia planetarna to z kolei patent amerykański, który powstał prawie 100 lat temu, jednak inżynierowie z USA nie zdecydowali się na spopularyzowanie tego rozwiązania. Skrzynie CVT przez długi czas nie uchodziły za wzór niezawodności – Toyocie udało się odwrócić ten trend, gdyż japońskie e-CVT, należy do bardzo trwałych podzespołów. Swoją drogą, pierwszy Prius, zaprezentowany w roku 1995, ma już 25 lat, więc nie powinno być zaskoczeniem, kiedy zobaczymy go na żółtych, wskazujących na zabytkowość rejestracjach.

Lenco Shifter – kiedy jeden drążek to za mało, zastosuj… cztery. Albo sześć.

Skrzynie biegów Lenco na pierwszy rzut oka wyglądają jak element stosowany w sprzęcie rolniczym, np. kombajnie. Kierowca ma do dyspozycji nie jedną, a cztery, czasami nawet sześć dźwigni, które służą do zmiany biegów. Sprzęgła używamy tutaj tylko do wrzucenia „jedynki” lub „wstecznego”. Przełączanie biegów odbywa się trochę tak, jakbyśmy operowali „automatem”, ale ręcznie. Każda dźwignia odpowiada za osobny bieg, wrzucany w odpowiedniej sekwencji. W cywilnych pojazdach takie rozwiązanie nie miało za wiele sensu, jednak Lenco miało pewną cechę, która została bardzo doceniona przez amerykańskich dragsterów. Dysponowała ogromną wytrzymałością na bardzo duże obciążenia, więc bez problemu znosiła wielkie, zmodyfikowane silniki, skonstruowane do zawodów na ¼ mili. Co więcej, Lenco umożliwia bardzo szybką zmianę biegów, co jest kolejnym atutem w tych amerykańskich wyścigach.

Pontiac Firebird wyposażony w przekładnię Lenco podczas Drag Race:

14 biegów w motocyklu

Silniki o rozmiarze kieliszka, czyli 50ccm, nie kojarzą nam się za bardzo jako jednostki wyczynowe. Najczęstszym skojarzeniem z tą pojemnością będzie skuter Waszego syna lub pierwsze przygody z motocyklami – często związane z marką Simson. Jednak w latach 60., pojemność 50ccm była bardzo poważana w motorsporcie. Istniały nawet mistrzostwa świata w tej klasie i zostały one wygrane w roku 1967 przez niemieckiego jeźdźca, Hansa-Georga Anscheidta, zasiadającego na Suzuki RK67. Ten pojazd był wyposażony w dwusuwowy silnik o pojemności 50ccm, ważył niecałe 60 kilogramów, a wartość obrotowa jaką osiągał to zdumiewające 17 300 RPM-ów. Prędkość maksymalna? Prawie 180 km/h. W latach 60. Na „pięćdziesiątce”. Przewagę wśród innych producentów Suzuki zawdzięczało swojej 14-stopniowej skrzyni biegów, która potrafiła najbardziej optymalnie wykorzystać niesamowicie wysoki moment obrotowy. Standardowe 6-biegowe przekładnie z tego okresu nie radziły sobie najlepiej z tak wysokimi obrotami silnika, przez co niewydajnie oddawały moc takich jednostek silnikowych. Dodatkowe 8 przełożeń pozwalało optymalnie wykorzystać możliwości wysilonych dwusuwów. To rozwiązanie zostało wkrótce zakazane przez sędziów, jako umożliwiające zbyt wielką przewagę nad konkurencją.

Najpierw „dwójka”, potem sprzęgło

Bardzo popularnym rozwiązaniem w latach 30-tych ubiegłego wieku, była tzw. skrzynia biegów z preselektorem. Większość producentów oferowało niezsynchronizowane przekładnie, które słynęły z niskiego komfortu. Jadąc na drugim biegu, mając do dyspozycji omawianą skrzynię, wciskano sprzęgło, wybierano położenie neutralne, a następnie znów pedał sprzęgła i włączano bieg trzeci. By uniknąć tych machinacji, powstał preselektor. Jak to działało? W momencie, gdy chciano dokonać zmiany biegu, najpierw wybierano na drążku odpowiedni numer, a dopiero potem wciskano sprzęgło. Preselektor zmieniał biegi za kierowcę. Co więcej, w popularnych układach, np. skrzyni biegów Wilsona stosowano właśnie przekładnię planetarną, która umożliwiała załączenie biegu przed naciśnięciem sprzęgła. Bardzo wygodne rozwiązanie, które nie przetrwało próby czasu.

Patent jak z ciężarówki w motocyklu

Amerykańscy klienci Hondy zwykli narzekać, że motocykle japońskiego producenta oferowane są ze zbyt krótkimi biegami, co przekładało się na lepsze przyspieszenie, ale mniejszą prędkość maksymalną, lub z za długimi przełożeniami, co powodowało odwrotny skutek. Honda postanowiła w dziwny sposób połączyć oba problemy w jeden, sięgając po rozwiązanie rodem z… ciężarówki. Za pomocą specjalnego przycisku wybieramy przełożenia „niskie” lub „wysokie”, co w ogólnym rozrachunku pozwoliło przebierać pomiędzy 10 różnymi biegami. Powstał jeden model, w którym zastosowano tę technologię, CB900C. Zastosowanym rozwiązaniem, umożliwiającym wybór 10 przełożeń w motocyklu, był wałek typu „crossover” – właściwie dwa wałki zawierające dwie pary kół zębatych. Dało to CB900C 2-biegową przekładnię dodatkową – „Select Range”, z własną trochoidalną pompą olejową do smarowania. Popularny w USA magazyn dla motocyklistów „Cycle” wyliczał: „20 zębatek, sześć wałków, tuzin łożysk, trzy poduszki, przegub w kształcie litery U i dodatkowe sprzęgło, użyte do wykonania połączenia korby z tylnym kołem.”. Ze względu na wysoki stopień skomplikowania w obsłudze oraz wysoki dyskomfort użytkowników tego motocykla, Honda już nigdy więcej nie skorzystała z tego patentu.