Wisselbak en koppeling

Er bestaan twee soorten wisselbakken. De handmatige wisselbak en de automatische wisselbak. Een wisselbak wordt gebruikt om het vermogen van een verbrandingsmotor efficiënt over te brengen naar te wielen. Er wordt een wisselbak, of versnellingsbak, gebruikt omdat de motor het maximale koppel en vermogen slechts in een beperkt toerentalgebied levert. Een koppeling wordt gebruikt om de uitgaande as van de motor en de aandrijfas te kunnen koppelen of ontkoppelen.

Werking wisselbak

Handmatige wisselbak

Een versnellingsbak bestaat uit drie verschillende assen de primaire as, die komt van de motor, de secundaire as, die gaat naar de wielen en de hulp as. De verschillende versnellingen zitten op de secundaire as. Om deze secundaire as zit een schakelmof, deze is verbonden met de versnellingspook. Wanneer de versnellingspook wordt bewogen wordt de schakelmof naar de betreffende versnelling bewogen, hier grijpt de schakelmof de versnelling aan en zo worden de lagers uitgeschakeld vervolgens grijpt het tandwiel zich vast aan de secundaire as en zo wordt de versnelling ingeschakeld.

In de eerste versnelling heeft de auto de grootste trekkracht tot zijn beschikking. Dit is nodig om gemakkelijk vanuit stilstand weg te kunnen rijden. In de eerste versnelling is er eigenlijk sprake van een vertraging. Het toerental van de motor is hoger dan het toerental van de wielen. Dit komt door de overbrengingsverhouding tussen de tandwielen. Ook in de tweede en derde versnelling is er vaak sprake van een vertraging. De vierde versnelling is vaak een ‘prise-directe-schakelstand’ dit wil zeggen dat het vermogen wat de motor levert 1 op 1 wordt doorgegeven aan de wielen. Bij de vijfde en al dan niet de zesde versnelling is de overbrengingsverhouding groter dan 1 en hier is dus de uitgaande snelheid, de snelheid aan de wielen, groter dan de ingaande snelheid (toerental van de motor).

Automatische wisselbak

Automatische wisselbakken zijn er in verschillende vormen en op dit gebied worden veel nieuwe technieken toegepast. Hierbij ga ik alleen in op de automatische versnellingsbak die net als de handmatige versnellingsbak gebruik maken van tandwielen. Hierbij gaat het om een planetair tandwielstelsel. In dit soort automaten zitten ook een aantal vaste overbrengingen. Deze worden ingeschakeld door het hydraulisch vastzetten van koppelingen die in verbinding staan met de assen van deze tandwielstelsels. Dit wordt geregeld door de oliedruk in de versnellingsbak. Wanneer deze toeneemt wordt er geschakeld naar een hogere versnelling.

Koppeling

Er wordt gebruik gemaakt van een koppeling in een auto omdat het toerental te hoog is om in een keer over gebracht te kunnen worden. De kracht die op de draaiende delen zou komen te staan zou te hoog zijn en hierdoor kunnen de verschillende delen kapot gaan. Verder zorgt de koppeling er voor dat de motor kan draaien zonder dat de auto rijdt en de koppeling zorgt voor vlot schakelen doordat de druk van de tandwielen in de versnellingsbak wegvalt als de koppeling wordt ingeschakeld. De koppeling bevindt zich na de motor en voor de versnellingsbak, hij zit bevestigd op het vliegwiel. De koppeling werkt doormiddel van wrijving. Wanneer de koppeling is ingeschakeld zal hij de roterende beweging, van de uitgaande as van de motor, doorgeven op de as die naar de versnellingsbak gaat. Dit komt doordat de koppelingsplaat aangrijpt op het vliegwiel van de motor en hierdoor zelf mee gaat draaien. Dit kan je het beste vergelijken met een draaiende schijf, wanneer je hier je hand langzaam tegen aandrukt merk je dat je hand mee wilt draaien met de beweging van de schijf.

Vloeistofkoppeling

Bij een automatische versnellingsbak wordt er gebruik gemaakt van een vloeistofkoppeling. Een vloeistofkoppeling maakt gebruik van twee natuurkundige fenomenen. De stromingsdruk en de middelpuntvliedende kracht. De stromingsdruk wordt gebruikt om een rad van een watermolen te laten draaien. Middelpuntvliedende kracht zorgt ervoor dat het water in een emmer blijft zitten wanneer deze in een cirkelvormige beweging wordt geslingerd. De vloeistofkoppeling bestaat uit twee delen. Het eerste gedeelte, dat aandrijft, wordt pomp genoemd en is verbonden met het vliegwiel. Het tweede gedeelte, dat aangedreven wordt, is de turbine en drijft de versnellingsbak aan. De vloeistofkoppeling is gevuld met olie. Wanneer de auto stilstaat, heeft de olie in de pomp net voldoende bewegingsenergie om de turbine aan het draaien te krijgen en hierdoor blijft de auto (nagenoeg) stilstaan. Wanneer het motortoerental wordt verhoogd stroomt de olie met een grotere kracht in op de turbineschoepen en daardoor begint deze te draaien.