Przeniesienie napędu w skuterach. Jak to działa?

Zaczęło się od CVT

W 1910 roku brytyjska firma Zenith zbudowała pierwszy motocykl, w którym za przeniesienie napędu odpowiadała bezstopniowa przekładnia CVT. Dwa lata później w taki sposób napęd był przenoszony w motocyklu Rudge Multigear. Trudno jednak mówić o jakimkolwiek sukcesie i technologia w przypadku jednośladów została zapomniana na wiele lat.

Odgrzebał ją dopiero w 1938 roku amerykański producent skuterów – Salsbury, w modelach z serii „Motor Glide”. Przy okazji warto wspomnieć, że Salsbury wspólnie z producentem opon „General Jumbo” zorganizowali akcję promocyjną, w ramach której dwóch aktorów przejechało z Los Angeles do Nowego Jorku właśnie na skuterach Salsbury. Całkowity dystans wyniósł niecałe 8 tys. km. Niestety panowie nie przyczynili się do szczególnego sukcesu sprzedażowego. Bynajmniej nie ze względu na brak wsparcia mediów społecznościowych, ale przez cenę skutera. Najtańsza wersja kosztowała ok. 130$, natomiast najtańsza wersja Indiana Scouta w 1938 roku kosztowała 133$.

Przekładnie automatyczne pojawiały się jeszcze kilkukrotnie w skuterach, ale ustępowały szybko klasycznym, manualnym. Dopiero pod koniec lat 80. można było mówić o zalewie „automatów”. Dziś mało kto wyobraża sobie skuter, w którym trzeba machać nadgarstkiem czy stopą w poszukiwaniu przełożeń.

Prościej się nie da

W skuterach bez dwóch zdań króluje bezstopniowa przekładnia CVT (Continously Variable Transmission), czyli najprostsza, automatyczna skrzynia biegów. Nie znajdziemy w niej wielu wałków, kół zębatych czy wybieraków. Składają się na nią dwa koła pasowe, połączone ze sobą najczęściej pasem klinowym. Za zmianę przełożeń odpowiadają właśnie te koła.

Zbudowane są z dwóch połówek – talerzy, osadzonych na wspólnym wałku, dzięki czemu mogą się oddalać lub przybliżać względem siebie. Ich powierzchnia, po której porusza się dość szeroki pas, ma kształt stożka, więc w zależności, jak zbliżone są do siebie talerze, pas między nimi zagłębia się to bardziej, to mniej i w efekcie pracuje na kole o innej średnicy.

W jaki sposób możliwy jest ich ruch posuwisty? Koło, które odbiera napęd z wału korbowego, składa się z wariatora i przeciwtalerza, który zamocowany jest na stałe do wielowypustu na wałku. Za zmianę przełożenia, odpowiada właśnie wariator. W jego wewnętrznej części znajdują się bieżnie, a w nich rolki. Całość przykryta jest dodatkowym talerzem. Rolki wraz ze wzrostem obrotów, wypychane są przez siłę odśrodkową, przez do odpychają metalowy talerz i stożki zbliżają się do siebie.

Na drugim kole mocuje się sprzęgło odśrodkowe oraz sprężynę dociskową, która ma za zadanie utrzymać odpowiednie dociśnięcie pasa do stożka. W tym przypadku wraz ze wzrostem obrotów zmniejsza się średnica, po której pracuje pas. Zanim jednak nastąpi przekazanie napędu na koło, sprzęgło musi osiągnąć odpowiednie obroty, aby siła odśrodkowa była w stanie przełamać opór, jaki stawiają sprężyny sprzęgłowe. Dopiero w tym momencie sprzęgło będzie w stanie odpowiednio „chwycić” dzwon zamontowany na wielowypuście wałka napędowego. Z tego miejsca napęd przekazywany jest już na przekładnię końcową, czyli na koło zębate, napędzające oś koła.

Skrzynia szyta na miarę

Przekładnia bezstopniowa doskonale zgrywa się z założeniami konstrukcyjnymi skuterów jako jednośladów tanich, komfortowych, nieskomplikowanych konstrukcyjnie i łatwych w prowadzeniu. Przełożenie nie jest ograniczone wielkością kół zębatych i zmienia się płynnie. Oznacza to, że wykorzystywany jest tylko najefektywniejszy zakres obrotów.

Nieocenioną zaletą jest także łatwość eksploatacji. Użytkownik nie musi martwić się wymianą oleju, a w razie ewentualnych awarii czy zużycia wymiana elementów jest znacznie prostsza, niż w przypadku innych skrzyń biegów. Nawet osoba z podstawowym pojęciem i zapleczem mechanicznym nie będzie miała problemów z serwisem we własnym zakresie.

Z tego względu, szczególnie młodzi amatorzy skuteryzmu bardzo często modyfikują przekładnie bezstopniowe. Pozwalają one w szerokim zakresie dopasować charakterystykę pracy do preferencji kierowcy i obciążenia skutera. Jeśli chcemy, żeby ruszał na wysokich obrotach, ale z dużą dynamiką – wystarczy założyć lekkie rolki i twarde sprężyny sprzęgłowe. Natomiast jeśli jeździmy spokojnie i ekonomicznie, można założyć ciężkie rolki i miękkie sprężyny sprzęgłowe. Dzięki czemu skuter będzie ruszał mniej dynamicznie, ale z niższych obrotów. Natomiast jeśli skuter ma jeździć pod sporym obciążeniem – czy to jeźdźca, czy pasażera/bagażu – można zamontować twardszą sprężynę dociskową na sprzęgłowym kole pasowym.

Stracony potencjał

Owszem, CVT powoduje spore straty w trakcie przekazania napędu. Mogą one osiągać nawet 8-10%, podczas gdy w skrzyni manualnej wynoszą one 3-5%. Do tego dochodzi ospała reakcja na gaz, co jest szczególnie odczuwalne, gdy całkowicie zamkniemy przepustnicę. Trochę czasu musi minąć, zanim pas będzie poruszał się po odpowiedniej średnicy.

Nie można też zapomnieć o tym, że choć bezstopniowe przekładnie są proste, to zajmują sporo miejsca, przez co często ich korpus pełni także funkcje wahacza, a co za tym idzie – rośnie masa nieresorowana, która przeszkadza w pracy zawieszenia.

W zestawieniu z klasycznymi skrzyniami biegów, przekładnia CVT nie jest też tak trwała. Najsłabszymi punktami są oczywiście rolki wariatora i pas przenoszący napęd. Te pierwsze mogą się wytrzeć, przez co pas nie chodzi płynnie po bieżni. W przypadku skrajnego zużycia można odczuć, że skrzynia zmienia przełożenia skokowo i szarpie. Wtedy wiadomo, że rolki (lub w niektórych sytuacjach cały wariator) trzeba wymienić. Wówczas można założyć tuningowe wariatory, w których zamiast rolek pracują tzw. palce. Zasada działania ta sama, ale odporność na zużycie znacznie większa. Drugi element również może się wyciągać lub wytrzeć, a przez to ślizgać po kołach pasowych.

Zużycie elementów bezstopniowej skrzyni daje o sobie znać jeszcze przed katastrofą. Musi zostać doprowadzona do naprawdę opłakanego stanu, żeby unieruchomić skuter. Na szczęście serwis i części nie pochłaniają ogromnych funduszy. Zresztą przy przebiegach, jakie wykonuje większość skuterów, interwały serwisowe wystarczają na wiele lat.

Nie tylko maluchy

Lwia część skuterów to pojazdy o pojemności 125-300 ccm, w których skrzynia CVT występuje niemal zawsze w formie opisanej powyżej. Różnice konstrukcyjne pojawiają się w większych modelach, jak Suzuki Burgman 650, Kymco AK 550 czy Yamaha T-Max 500/530.

Są to skutery – w szczególności te dwa ostatnie – o nieprzeciętnych osiągach, a co za tym idzie także ich prowadzenie nie może pozostać przeciętne. Dlatego odstęp między kołami pasowymi jest w nich minimalny, żeby zapewnić najmniejsze opóźnienia w działaniu przekładni, a także uniknąć mocowania skrzyni w wahaczu.
W Burgmanie 650 skrzynia też jest wyjątkowo kompaktowa, natomiast za końcowe przekazanie napędu odpowiedzialny jest szereg kół zębatych w kąpieli olejowej, co akurat nie należy do najlżejszych rozwiązań. Skrzynia Burgmana (SECVT – Suzuki Electronic Continously Variable Transmission) jest jeszcze ciekawa ze względu na… elektroniczne sterowanie zamiast klasycznego wariatora. Dzięki serwom, zmieniającym przesunięcie kół pasowych, SECVT ma sześć predefiniowanych przełożeń, zmieniających się skokowo, dzięki czemu kierowca ma wrażenie zmiany biegów. Oczywiście, pozostawiono tryb jazdy jak w normalnym CVT.

We wszystkich wymienionych maksiskuterach zamiast sprzęgła promieniowego stosuje się sprzęgło wielotarczowe, suche, które nadal załączane jest poprzez działanie siły odśrodkowej, ale sprawniej radzi sobie z przenoszeniem wysokiego momentu napędowego.

Rzadkie wyjątki

Jak sami widzicie, bezstopniowe przekładnie nie są pozbawione wad, ale pozwalają spełniać większość oczekiwań, jakie mamy wobec skuterów. Ze świecą szukać alternatywnych rozwiązań o podobnym charakterze. Lecz nie jest to niemożliwe.

Obecną jedynie Honda próbuje chociaż częściowo wyróżnić się na tle konkurencji. W swojej ofercie ma dwa skutery, które wyposażone są w zautomatyzowaną skrzynię dwusprzęgłową DCT. Są to Integra 750 i X-ADV. Dochodzi jeszcze Super Cub z czterema biegami i sprzęgłem odśrodkowym.

Do niedawna chodziły pogłoski o reaktywacji Vespy PX, czyli tzw. „biegówki” z czterema przełożeniami i ręcznym sprzęgłem. Skończyło się na planach (choć w Indiach wciąż produkowana jest replika PX), co zresztą nie powinno dziwić. Można się nabijać z wyjących skuterów i sporych strat napędu na przekładni, jednak trudno wyobrazić sobie, żeby segment zdominowała inna przekładnia. Manualna byłaby sporym uwstecznieniem, zaś dwusprzęgłowa w znaczący sposób podniosłaby cenę pojazdu, który ma być przecież tani i możliwie najbardziej bezobsługowy.

Obecnie należy raczej oczekiwać co najwyżej dalszego dopracowywania CVT w drogich i mocnych modelach. Chyba nie można uznać tego za ułomność skuterowego rynku. W końcu po co rezygnować z czegoś, co tak dobrze się spisuje?