+ Plus

Techniek: de versnellingsbak

Het verkeerlicht springt op groen en als door een wesp gestoken spurt je weg. Je trekt de motor flink door en schakelt vlot door, van één naar twee, drie, vier en vijf. Dat er bij dat schakelen in een fractie van een seconde onderin het blok nogal wat gebeurd, daar staat vrijwel niemand bij stil. We kijken hoe het overschakelen in zijn werk gaat.DE ONDERDELEN VAN EEN KLAUWENGESCHAKELDE BAKVersnellingsbakken in motorfietsen zijn ‘klauwengeschakeld’. De verschillende tandwielen worden in- of juist uitgeschakeld doordat je met het voetpedaal de schakelwals iets verdraaid. Door de groeven in die schakelwals wordt een schakelvork naar links of rechts geschoven en die schakelvork neemt een schuifmof mee. Die schuifmof draait dankzij spiebanen mee met de as waar hij op zit. Aan weerszijden van de schuifmof zitten twee vrij draaiende tandwielen. Middels klauwen (of nokken) aan de zijkant van de schuifmof kan één van deze twee tandwielen dus worden ‘vastgezet’ op de as. Deze klauwen aan de zijkant grijpen dus in elkaar en brengen zo de kracht over. Door de schuifmof zelf ook weer als tandwiel uit te voeren voor een tegenoverliggend tandwielpaar, kan een motorfietsversnellingsbak heel compact gehouden worden. En door de geringe roterende massa is er op een motor ook geen synchromeshsysteem nodig, zoals we dat in autoversnellingsbakken wel aantreffen. Bij autobakken wordt de draaisnelheid van tandwiel en schuifmof eerst door een wrijvingsring gelijk gemaakt, voordat de klauwen daadwerkelijk in elkaar grijpen. Bij een motorbak worden ze zo in elkaar geknald, dat verklaard meteen het geluid bij het schakelen.[BU schaltgabel]De schakelvork is een U-vormig onderdeel dat de schuifmof axiaal verschuift over de versnellingsbakas.[BU schaltnut]En de schakelwals zijn groeven uitgefreesd, waardoor de schakelvork heen en weer gaan schuiven als de wals verdraaid.[BU schaltwalze]De schakelwals zet een draaiende beweging (het bewegen van het schakelpedaal) om in een axiale verschuiving van de schuifmof. [kasten der schaltautomat]DE BEDIENINGMet het schakelpedaal verdraai je de schakelas een stukje, waardoor de schakelwals via een schakelvork een ander tandwiel-set kan activeren. Na het schakelen dient het pedaal weer in de rustpositie terug te komen, klaar voor de volgende keer op- of terugschakelen. Daarvoor is een ingenieuze constructie bedacht, hier gefotografeerd op een Suzuki GSX-R600. Als het pedaal naar beneden wordt geduwd, verdraaid in het blok een meenemer, die op zijn beurt via een pal de schakelwals een stukje verdraait. Na het schakelen zorgt een haarspeldveer ervoor dat meenemer en schakelpedaal weer in de ruststand terecht komen, klaar voor de volgende schakelbeweging.[BU schaltwalze]SCHAKELWALS[BU ruckholfeder]HAARSPELDVEERDeze veer zorgt ervoor dat het mechanisme en het schakelpedaal altijd weer terugkomen in de ruststand. [BU schaltwelle]SCHAKELASDeze as steekt links uit het motorblok: hierop zit het schakelpedaal.[BU sperrklinke]]PALMet het bedienen van het pedaal gaat de meenemer naar boven of naar onderen en via de pal wordt de schakelwals een stukje verdraaid.[[kasten gangwechsel]]UITGANGSPOSITIEHet motorvermogen wordt via de koppeling op de ingaande versnellingsbak-as overgebracht (op de foto de onderste as). De schuifmof draait mee met deze ingaande as door spiebanen. Door de schakelvork is de schuifmof naar links geduwd, zodat de klauwen (witte pijlen) aangrijpen met het los draaiende tandwiel links. Dat is nu dus via de klauwen vast met de ingaande as verbonden. Het tegenoverliggende tandwiel op de uitgaande as wordt dus ook in beweging gezet en op die manier begint het voortandwiel (rechtsboven nog net zichtbaar) te draaien, zodat de motor gaat rijden.SCHAKELENBij het overschakelen verdraai je met het schakelpedaal de schakelwals. De schakelvork duwt daarop de schuifmof naar rechts. De klauwen links gaan uit elkaar en brengen geen kracht meer over. Even later zullen de klauwen rechts juist weer in elkaar grijpen. Dit verschuiven van de schakelmof duurt bij een sportieve rijstijl ongeveer 7/100-ste van een seconde!Om de bak te kunnen schakelen moet hij wel volledig ontlast zijn, anders wil de schuifmof niet schuiven omdat de klauwen onder druk staan. Bij een wegmotor ontlast je de bak door even de koppeling in te knijpen, in de wedstrijdsport draait de coureur meestal alleen het gas even dicht. Bij het gebruik van een quick-shifter wordt de ontsteking automatisch heel kort even stilgelegd zodra de voet tegen het schakelpedaal duwt.VOLGENDE VERSNELLINGNa de 7/100 seconde van het uitschakelen van het vorige tandwielpaar wordt in circa 3/100 seconde het volgende tandwielpaar geactiveerd door de schuifmof. In de praktijk zullen de klauwen van schuifmof en tandwiel rechts heel even tegen elkaar komen, waarna ze in elkaar knallen en het tandwiel ‘vast’ zit. Nu begrijp je meteen waarom die klauwen (ook wel zijdelings nokken genoemd) zo zwaar belast zijn. Zij vangen alle klappen en al het motorvermogen op. Het zijn doorgaans ook niet zozeer de tandwielen die slijten, maar deze nokken. Na verloop van tijd komen er door het vele (onzorgvuldige) schakelen ronde hoeken aan en krijgt de motor de neiging soms weer uit een versnelling te schieten. Dan zit er vaak een dure reparatie aan te komen!

Motoplus als app?

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op het icoontje onderaan en klik daarna op Zet in beginscherm.

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op de drie bolletjes rechtsbovenin

en klik daarna op Toevoegen aan startscherm.