Mjenjač

Mjenjač je sklop koji vrtnju motora pretvara u brzinu i okretni moment koji su kotačima zaista potrebni u svakom pojedinom trenutku. Motor s unutarnjim izgaranjem korisnu snagu razvija samo unutar razmjerno uskog raspona okretaja, najčešće otprilike između 1.500 i 6.000 o/min, no vozilo se mora glatko kretati od mjesta pa sve do brzine na autocesti. Mjenjač rješava taj nesklad nudeći niz prijenosnih omjera koji motor zadržavaju unutar njegova djelotvornog raspona dok se brzina vožnje uvelike mijenja.

Njegovo je temeljno načelo mehanička prednost ostvarena prijenosnim omjerima. Niski prvi stupanj snažno množi okretni moment motora kako bi vozilo moglo krenuti ili svladati uspon, dok viši stupnjevi taj okretni moment zamjenjuju za brzinu i omogućuju opuštenu, gospodarnu vožnju pri niskim okretajima motora. Svaki je omjer određen međusobnim odnosom veličina zupčanika koji se zahvaćaju, a završni prijenosni omjer u diferencijalu uvodi dodatnu redukciju. Stupanj za vožnju unatrag, postignut umetanjem međuzupčanika koji preokreće smjer vrtnje, također je dio istog sklopa.

Za vozača mjenjač oblikuje velik dio karaktera automobila. On upravlja odzivom pri ubrzanju, lakoćom i glatkoćom kretanja s mjesta, potrošnjom goriva i kulturom rada te samim osjećajem vožnje. Dobro usklađen niz prijenosnih omjera omogućuje motoru da razvije snagu bez naprezanja ili zavijanja, a mjenjač koji prebacuje precizno doprinosi doživljaju kvalitete jednako kao i sam motor.

Postoji nekoliko različitih izvedbi. Ručni mjenjač koristi spojku i ručicu kojima vozač ručno bira prijenosne omjere. Klasični automatski mjenjači koriste pretvarač okretnog momenta kao hidrauličnu spojku te planetarne zupčaničke sklopove prebacuju hidraulički ili elektronički. Mjenjač s dvije spojke (DCT) pomoću dviju spojki unaprijed odabire sljedeći stupanj radi vrlo brzih promjena, dok kontinuirano promjenjivi mjenjač (CVT) potpuno odustaje od fiksnih stupnjeva i pomoću remena koji se kreće između remenica promjenjiva promjera nudi praktički beskonačan raspon omjera.

Tehnologija se i dalje razvija usporedno s pogonskim sklopom kojem služi. Suvremeni automatski mjenjači mogu nuditi osam, devet ili deset prijenosnih omjera kako bi izvukli i gospodarnost i performanse, a sve sofisticiranija elektronika upravlja trenutkom prebacivanja i blokadom pretvarača. Električna vozila u potpunosti mijenjaju sliku: budući da elektromotori snažan okretni moment razvijaju već od nule okretaja i slobodno se vrte do vrlo visokih brzina, većini je dovoljan jednostupanjski reduktor umjesto višestupanjskog mjenjača. Bez obzira na vrstu, mjenjač ostaje središnji element pogona, smješten između motora te poluvratila, kardanskog vratila ili diferencijala koji snagu vode dalje prema pogonskim kotačima.