Így működik a robogó és ezért romlik el

2014.08.14. 06:13 Módosítva: 2014-08-14 09:10:50

Van, aki szerint a kis kerék és az ötven köbcenti tesz egy járművet robogóvá. Másoknak nem számít a méret, csak a hajtási mód, esetleg a vázkialakítás, vagyis, hátulról lendíted-e a lábad felszálláskor, vagy egyszerűen ráülsz. A robogó alapkelléke a szíjas automata váltó, ez kell, hogy tényleg robogásnak, és ne váltóbabrálásnak tűnjön a közlekedés. De hogyan működik, és miért romlik el?

Eredetileg esztergagépek és más ipari berendezések fordulatszám-szabályzásához fejlesztették ki azt a fokozatmentes erőátviteli rendszert, amely később nemcsak a motorkerékpár-iparban, de az autógyártásban is terjedni kezdett. A belső égésű motoroknak azért van szüksége valamilyen áttétel-módosításra, mert enélkül bármilyen jármű vezetése, legyen az autó, vagy egészen kis teljesítményű motor, végtelenül nehézkes. A benzinmotorok nyomatéka ugyanis csak a fordulatszám emelkedésével épül fel, tehát ehhez is alkalmazkodni kell.

Mind a kézi- vagy lábkapcsolású hagyományos váltók, mind a legtöbb automata kompromisszumot jelent, de mindegyiknek van létjogosultsága. A robogók elterjedésében nem csak a második világháború utáni járműínségből kinőtt, amúgy hagyományos váltóval épített Vespa, de a nyolc évvel korábbi Salbury Motor Glide is komoly szerepet játszott. Ez volt az első olyan robogó, amelyet CVT-vel (Continously Variable Transmission), vagyis fokozatmentes automata sebességváltóval gyártottak.

A vezetőnek a motor beindítása után csak a gázmarkolatot kell húznia, ezzel szabályozza a robogó sebességét. A szerkezet nemcsak egyenletes gyorsítást tesz lehetővé, de módosít az áttételen akkor is, ha emelkedő következik, így azzal is megküzd egy kismotor. A rendszer kritikusai joggal emlegetik, hogy a CVT hatásfoka alacsony, mindössze 88 százalék, szemben egy hagyományos, fogaskerekes váltó 90 százalék fölötti hatásfokával. A hatásfok ráadásul a teljesítmény növelésével romlik is, így nem éri meg a legerősebb motorokhoz társítani az ilyen rendszerű automatát. 

A CVT működési elve a kezdetektől máig nem sokat változott, ha ezúttal nagyvonalúan eltekintünk a mutációktól. A váltó fokozatmentes, nincsenek benne fogaskerékpárokból álló áttételek, mint egy közönséges váltóban. A hajtás alapja két pár, egymással szembefordított kúpos tárcsa, melyek az egyes működési fázisokban páronként közelednek és távolodnak. Így az ezeket összekapcsoló hajtószíj, hol az egyik kúpostárcsa-pár forgástengelyéhez kerül közelebb, hol a másikéhoz.

A folyamat a motorindítással kezdődik. A váltó az alapjárat közelében szétkapcsolt állapotban van. Még mielőtt a motor főtengelyén lévő úgynevezett variátor és a hátsó váltótengelyre szerelt centrifugális kuplung kúptárcsái közt felcserélődik a hajtószíj helyzete, a kuplungban lévő kisrugókkal ellenfeszített kuplungpofák is kimozdulnak néhány fokkal a nyugalmi állapotukból. Ez a hárompofás kuplung hasonló elven működik, mint a dobfék. Itt is fémfelülettel érintkezik a többféle összetevőből álló kopóréteg, majd mindhárom pofa teljesen felfekszik a kuplungharang belső peremére, a CVT zárt állapotba kerül, és a robogó elindul.

Nézzük, mi történik a váltóban ezután. A főtengelyen lévő tárcsapár külső, fixen rögzített tagja távoli végpontján van a belső oldalon lévő mozgó kuptárcsához. A szíj a lehető legkisebb sugarú körön halad köztük. Ha adunk egy kis gázt, a belső, kúpos tárcsa belsejében lévő variátorban megmozdulnak az addig nyugalmi állapotban lévő görgők. A görgők tömegét grammonként vagy tizedgrammonként határozzák meg a motor méretétől és teljesítményétől függően. Ez a CVT hangolhatóságának egyik eszköze. Az alábbi képen szétszerelt állapotban látható.

A körülbelül másfél-két centiméter átmérőjű, műanyag palásttal ellátott görgőkből általában hat darabot helyeznek el a variátorban. Amikor fordulatszám emelkedésével, a főtengelyhez közeli pozícióból a centrifugális erő hatására kiszaladnak pályáikon, nemcsak síkban mozdulnak el, de egy kicsit térben is, ugyanis a görgőhornyok a tárcsa külseje felé emelkednek.

Ahogy a hat görgő a motorfordulatszám emelkedésével a külső végállapot felé tart, közösen megemelik a görgőház fedelét és a belső kúptárcsát közelebb tolják a külsőhöz. A szíj kénytelen tehát nagyobb átmérőjű pálya irányába mászni a két tárcsa közt, így nem csak a motor nyomatéka növekszik, de ehhez igazodik az automataváltó hajtóoldala is.

GearBoxRotRotVar.gif
Fotó: Wikipedia

A kuplungtengelyen található kúptárcsák alaphelyzetben közel helyezkednek el egymáshoz képest, ezért a körülbelül két- két és fél centiméter szélleségű szíj ezen szakasza nem tud a tengely felé mozdulni. A kuplung belsejében szintén a fordulatszámmal arányos módon történnek a dolgok. A fordulatszám növekedésével megfeszül a szíj, majd a két kúpos tárcsát pozícióban tartó nagyrugó, más néven kontrasztrugó nem tud ellenállni a feszítésnek. A szíj sem tud megnyúlni, ezért miközben sebessége nő, fokozatosan leküzdi a rugó ellenfeszítő erejét, és végül a szíjtárcsák közé jut, a legmélyebb pont, tehát a legkisebb átmérő felé. Így változik meg menet közben a főtengelyen és a kuplungoldalon is az áttétel, de ebből mi csak annyit érzékelünk, hogy a robogó lassan elindul, majd először intezníven, később enyhébben, majd végállapotban szinte egyáltalán nem nő tovább a motor fordulatszáma.

A helyzetet némiképp bonyolítja, hogy minden mai robogóban van úgynevezett véghajtás is, mely általában három (két normál és egy köztes) tengelyből és a köztük lévő fogaskerékáttételekből áll. A véghajtás az úgynevezett meghajtótömbben, külön házban található. Szemben CVT-vel ez olajban fut, áttételei fixek és csökkentik a bemenő tengelyről érkező fordulatszámot, mire az a keréktengelyhez ér.

A CVT-váltóknak számtalan változata létezik. A Yamaha Tmax 500-on, a Suzuki Burgman 650-en vagy a Piaggio Beverly 350-en nem egyszerű centrifugálkuplung kapcsolja össze a hajtást, hanem kifinomult többtárcsás szerkezet. Ez hasonló a hagyományos motorkerékpárok kuplungjához, de működése itt automatikus. Finomabban zár és old induláskor és kiguruláskor, mint a szokásos centrifugálkuplungok.

A Suzuki Burgman 650-ben nem csak egy erős CVT-váltót és véghajtást találunk, hanem egy úgynevezett köztes hajtást is. Ez szintén olajban fut és fogaskerékáttételekből áll. A nagy Burgmanek különlegessége az is, hogy a CVT váltó elektronikusan léptethető, tehát képes szimulálni a sebességi fokozatokat. Így kihúzathatjuk a motort manuális üzemmódben, sőt van takarékos, illetve sportprogramja is. Ilyenkor késlelteti a felkapcsolást ha sietünk és a lehető legalacsonyabb fordulatszámon felkapcsol, ha takarékosan szeretnénk közlekedni. Mivel ebből a típusból rengeteget hoznak használtan Magyarországra a már egyébként is nagy számban meglévő állomány mellé, egy másik cikkben részletesen elmondom majd, hogy mit tanácsolnak a Burgman bázis szerelői a használt hatötvenesek vásárlóinak. 

Amikor egy hagyományos CVT-rendszer egészséges, észrevétlenül működik és ritkán igényel karbantartást. Amikor viszont elkezd kopni a hajtószíj, vagy a görgők felülete oválisra és végül szögletesre kopik, megszűnik az a harmónia, amely olyan élvezetessé teszi a robogózást. A legtipikusabb CVT-hibajelenség, hogy elinduláskor nem elég magas fordulatszámon zár össze a hajtás, ezért alacsony nyomatékszinten erőlködik a motor. Körülbelül olyan ez, mintha egy kézi váltós autóval véletlenül kettesben, vagy hármasban akarnánk elindulni.

A motor erőlködik, majd nagy nehezen felküzdi magát egy magasabb fordulatszámra és kialakul valamiféle gyorsulás, míg végül eljut az ideális működési tartományba, vagyis a nyomatékcsúcs közelébe. Nagyon hasonló az is, amikor nem a görgők és a szíj használódnak el, hanem a kuplung kis, illetve nagyrugóiban csökken az ellenállás, ezért szintén túl korán engedi rá a terhelést a motorra. Ha a kisrugók eltörnek, vonszolja magát a robogó, mert mindig zárt állapotban van a hajtás. Bármely szerkezeti eleme is fárad el a szíjautomata váltónknak, a többire is érdemes ránézni, mert a akármelyik pontján szűnik is meg a kényes egyensúly, azonnal és jelentősen romlik a felhasználói élmény, és nő a fogyasztás.

A robogóváltó összes eleme összedolgozik, sőt, éppen ebben rejlik a megoldás zsenialitása. A görgőket, rugókat és szíjat ugyanis nem csak akkor szokás cserélni, amikor rendellenesen viselkedik a gép, hanem akkor is, ha változtatni szeretnénk a menetdinamikán. Ha például többnyire városban használunk egy százhuszonötös, vagy kétszázötven köbcentis robogót, erősebb rugókkal és/vagy könnyebb görgőkkel javíthatunk az induláson és a gyorsuláson. Ilyenkor a motor nem csak magasabb fordulaton kezdi el hajtani a gépet, de minden tartományban jobban pörög majd, de nem csökken érezhetően a végsebesség. Az automatika áthangolásával nem nyerünk motorteljesítményt és nyomatékot, csak máshogy osztjuk azt el.

Mindezen akkor kezdtem gondolkozni, amikor két hete szétszereltük saját robogóm, a Peugeot SV250 (leánykori nevén Honda Foresight 250) hajtását. Odabent semmi drámait nem találtunk, csak azt, ami egy tizenkét éves robogón normálisnak számít. Ki kellett cserélni az aramidszálakkal erősített szíjat, mert a fogak repedezettsége jelezte, hogy elöregedett, és ha nem cseréljük ki, idővel elszakad. Ha egy ilyen hajtószíj elszakad, szerencsés esetben csak trélert kell hívni, viszont szakszervizesek szerint előfordul, hogy feltekeredik a variátorra és úgy megállítja a motort, hogy a főtengely elgörbül. Ha már szétbontottuk a forró szerkezetet, ránéztünk a görgőkre is. Sejtettem, hogy könnyebbek a gyárilag előírt 26-28 grammnál, és igazam is lett. Amikor eddig autópályán, száz körül mentem, hallottam, hogy magas fordulaton pörög a motor. A húszgrammos görgőkkel ugyan jobban ugrott álló helyzetből és nem is voltak elkopva, végül mégis úgy döntöttem, hogy eltesszük őket tartaléknak és begurítunk a helyükre hat darab huszonöt grammost.

A kuplungpofák vastagsága is közelített a gyárilag előírt 0,5 milliméteres kopáshatárhoz, így ezeket is cserélni fogjuk, de mivel nem volt kéznél új alkatrész, egyelőre maradnak a helyükön. A motor most sokkal finomabban megy, és nem lett bántóan lomha. Az SV nem sportrobogó, és eleve eldöntöttem, hogy a lehető legeredetibb állapotban tartom majd. Célszerszámról van szó, úgy jó, ahogy kitalálták. Ha már robogóznak, néha vigyék el szakemberhez, és kérjék meg, hogy ellenőrizze a hajtást. Meglepően sokat javít a fürgeségen, ha kicserélik az elkopott alkatrészeket, és bezsírozzák a kuplung ékpályáját, melyen elfordul az egyik tárcsa, amikor alaphelyzetből kifelé mozdul.

A CVT-t azért kedvelik a robogógyártók, mert olcsón gyártható és kompakt megoldás. Használatával lemondunk a váltogatás élményéről, hátul nő a gép rugózatlan tömege, és talán nem is ezzel a váltóval a leggazdaságosabb a robogó, de rengeteg múlik a motorblokk konstrukcióján is. Míg a legtöbb mai robogóba szerelt CVT alapjai közel azonosak az évtizedekkel ezelőtti ötlettel, a hozzájuk kapcsolódó motorok nagyon sokat fejlődtek. Vagy mégsem? Gondolták volna, hogy Salsburyvel eleinte együttműködő, majd később hadban álló Cushman Airborne 53 robogóját azzal reklámozták, hogy negyvennyolc kilométeres végsebességre képes és közben csak két litert fogyaszt százon?