Nauka jazdy - zmiana biegów w motocyklu

Na początek trochę teorii, której autorem jest Tomasz Kulik

Wprowadzenie
W motocyklach, tak jak w wielu maszynach rolniczych i ciężarówkach Tatra, skrzynia biegów nie jest synchronizowana, czyli nie ma w niej elementów wyrównujących prędkość obrotową zazębianych ze sobą elementów. Nie ma synchronizatorów. To jest pierwsze stwierdzenie, pomocne przy czytaniu dalszych moich wywodów. Kolejnym stwierdzeniem niech będzie: koła zębate danego biegu (para kół) są ze soba stale zazębione, czyli nie przesuwają się względem siebie, a jedynie mogą ewentualnie przesuwać się na wałkach, jednak cały czas równolegle. Jak następuje włączenie biegu? Otóż przez zazębienie koła zębatego z wałkiem na którym się ono obraca. Czyli w sytuacji gdy dany bieg nie jest włączony, koła zębate (para kół) tego biegu obracają się na wałkach swobodnie i momentu obrotowego (napędu) nie przenoszą. Co zatem odpowiada za sprzęgnięcie (zazębienie) wspomnianych kół z walkami? Sprzęgła kłowe. Czy są to osobne elementy przesuwane wodzikami, czy integralna część koła zębatego, to już inna sprawa. Dla naszych wywodów nieistotna. Do czego zmierzam? Otóż zazębienie (sprzęgnięcie) dwóch obracających się elementów będzie tm cichsze i łagodniejsze, im mniejsza różnica obrotów między nimi. I odwrotnie, im większa różnica prędkości obrotowej zazębianych elementów (koła zębate, wałki) tym będzie głośniej i brutalniej, co oczywiście nie służy trwałości podzespołu ani komfortowi jazdy. W skrzyni synchronizowanej, np. w samochodzie osobowym (i nie tylko), mamy kłopot z głowy, gdyż synchronizatory (pominę ich budowę i zasadę działania), dbają aby zazębiane elementy skrzyni miały możliwie podobną (lub wręcz identyczną) prędkość obrotową. Stąd cicha i miękka zmiana biegów w aucie, zarówno w górę jak i w dół.

Zatem co dzieje się w motocyklu?
W motocyklu często słychać stuk, trzaśnięcie, inne nieprzyjemne dźwięki. Dlatego że synchronizatorów nie ma, czyli nic nie dba o wyrównanie prędkości elementów zazębianych. Chyba się powtarzam... Jaki wpływa na kulturę zmiany biegów ma kierowca? Decydujący. Dla łatwiejszego zrozumienia zjawisk zachodzących podczas zmiany biegu, musimy rozpracować zależności między prędkością pojazdu, obrotami silnika, a zapiętym biegiem. Zacznijmy od rozpędzania na pierwszym biegu. Obroty rosną, prędkość także, do pewnego momentu wszystko przebiega właściwie, aż nadejdzie moment gdzie konieczna będzie zmiana biegu na wyższy. Kiedy ten moment nastąpi? Nieistotne, bo zależy on od charakteru pojazdu, oporów jazdy, zamiarów kierowcy. Zmiana biegu na wyższy spowoduje spadek obrotów silnika, w stosunku do obrotów przed zmiana biegu. Proste i logiczne. Czyli wciśnięciu sprzęgła towarzyszy odjęcie gazu, ruch dźwigni biegów, puszczenie sprzęgła z dodaniem gazu. Wszyscy tak robią, chyba... Dlaczego zazwyczaj nie słychać stuku ani trzaśnięcia? Bo odjęcie gazu powoduje spadek obrotów, które i tak mają spaść dla biegu wyższego. Napisałem dwa zdania wcześniej że zazwyczaj nie ma stuku. Bo jeżeli wysprzęglenie trwa zbyt długo, to obroty spadną zbyt nisko, co spowoduje zbyt dużą różnicę w obrotach zazębianych elementów i stuk, trzaśnięcie. Czyli zbyt długie trzymanie sprzęgła jest niewłaściwe. Obroty podczas zmiany biegu w górę nie mogą spaść poniżej wartości wymaganej dla zapinanego wyższego biegu.

Jakie problemy przynosi zbyt długie wysprzęglanie?

• strata w przyspieszeniu, bo maszyna zbyt długo nie jest napędzana,
• stuk, trzaśnięcie, wynikające z udarowych obciążeń zazębianych elementów,
• dyskomfort jadących, jeżeli sprzęgło po zmianie biegów nie zostanie zgrane z gazem, co najczęściej jest przyczyną szarpnięcia kiwającego załogę i motocykl. 

Stąd wypowiedzi wielu motocyklistów, którzy ze zdziwieniem i entuzjazmem twierdzili że zmiana bez sprzęgła w górę, wychodzi lepiej, ciszej, bardziej komfortowo niż ze sprzęgłem.

Podsumowując zmianę w górę:

• wysprzęglać krótko, 
• odejmować gaz energicznie i równie energicznie dodawać po zmianie, 
• nie szukać stopą dźwigni zmiany biegów po wysprzęgleniu, stopa powinna wywierać lekki nacisk na dźwignię przed wysprzęgleniem. Czyli stopa najpierw dotyka i lekko naciska dźwignię, wciśnięcie sprzęgła z jednoczesnym odjęciem gazu ma towarzyszyć zwiększeniu nacisku na dźwignię biegów. Czyli tak naprawdę zmiana biegu ma trwać możliwie krótko. Uwaga! Dopiero po puszczeniu sprzęgła przerywamy nacisk na dźwignię biegów. 

Czyli stopa zaczyna i stopa kończy!

Opanowanie zmiany w górę w ten sposób pozwala na bezproblemową zmianę bez użycia sprzęgła. Przyznam szczerze, że używam sprzęgła (oprócz ruszania) tylko podczas jazdy spokojnej, powolnej, spacerowej. Im szybciej jadę, im agresywniej, tym rzadziej korzystam z lewej klamki.

Teraz czas na właściwy podtemat, czyli redukcja.
Otóż po zmianie biegu w dół, obroty rosną w stosunku do obrotów silnika przed redukcją. Logiczne. Co zatem dzieje się z obrotami silnika przy zmianie w dół? Obroty silnika wzrosną. Ale u większości kolegów słychać stuk, trzaśnięcie, bo obroty wzrosły u nich nie na skutek dodania gazu, lecz na skutek puszczenia sprzęgła. Czyli tylne koło napędziło silnik. Pomijam szarpnięcie jakie nastąpi podczas szybkiego puszczenia sprzęgła, o tym potem. Dlaczego redukcji towarzyszył stuk? Bo obroty silnika były zbyt niskie w stosunku do prędkości (czyli obrotów tylnego koła). Nasuwa się wniosek że gdyby obroty wzrosły zawczasu, to może byłoby ciszej. To jak przeprowadzić prawidłową redukcję? Taką gdzie nie będzie nic waliło, stukało ze skrzyni, gdzie nie będzie szarpnięcia mimo że SPRZĘGŁO BĘDZIE UŻYTE W CZASIE PONIŻEJ SEKUNDY.
Otóż wciśnięciu sprzęgła ma towarzyszyć podniesienie obrotów. Czyli wciskamy sprzęgło z jednoczesnym dodaniem gazu. W momencie gdy obroty rosną, ma nastąpić zmiana biegu. Puszczeniu sprzęgła ma towarzyszyć spadek obrotów. Niby proste, tylko jest jeszcze kilka szczegółów. Otóż nadal obowiązuje zasada że stopa zaczyna i stopa kończy. Czyli:

• najpierw stopa dotyka dźwignię i wywiera lekki nacisk, 
• następnie wciśnięcie sprzęgła z jednoczesnym dodaniem gazu, 
• zwiększenie siły nacisku na dźwignię biegów (gdy obroty rosną), 
• odjęcie gazu i puszczenie sprzęgła, 
• przerwanie nacisku stopy na dźwignię biegów. 

Proste? Tak, pod warunkiem że luz na lince gazu jest minimalny. Luz musi być, z uwagi na właściwości cięgien giętkich, jednak jak najmniejszy. Dźwignia biegów ma być przykręcona uczciwie i nie latać na wieloklinie. Kolejny warunek to luźne ręce, swobodna pozycja, wygodne rękawiczki i buty. Spinanie się, usztywnianie ramion i pleców, niewygodny strój, nie ułatwią nauki zmiany biegów, którą wielu traktuje z pogarda. Niesłusznie... Powiedziałem że redukcji towarzyszy dodanie gazu, czyli obroty mają wzrosnąć. O ile? Jakie obroty ma osiągnąc silnik? Podnosimy obroty do takich, jakie i tak maja być na zapinanym niższym biegu. Czyli podnosimy obroty o różnicę jaka jest w obrotach między biegami. Skoro przy 60 km/h na czwarty biegu nasz motocykl ma 3500 rpm, a na trójce przy tej samej prędkości 4000 rpm, to redukując z czwórki na trójkę podnosimy obroty o 500, czyli do 4000. To tak dla przykładu. Co będzie gdy obroty podniesiemy więcej? Maszyna szarpnie w stronę przyspieszania, bo nadwyżka obrotów da impuls do przodu. Zbyt niskie podniesienie obrotów zadziała w druga stronę. W obu przypadkach momentowi zmiany biegu będzie towarzyszył stuk, bo obroty sprzęganych elementów nie będą wyrównane. Celowo nie używam tutaj terminów: wałek sprzęgłowy, wałek zdawczy, itp, bo nie jest to niezbędne dla naszego wywodu o zmianie biegów, a wiem że czyta to wielu niemechaników. Ktoś dociekliwy powie że coś nie gra, bo wciśnięcie sprzęgła rozłącza napęd i operowanie gazem nie będzie miało wpływu na obroty niektórych (żadnych) elementów skrzyni biegów. Nie całkiem... Sprzęgło mokre, w jakie wyposażono większość motocykli, ma zdolność do ciągnięcia, czyli przenoszenia niewielkiego momentu obrotowego mimo wciśnięcia klamki. Otóż olej w którym pracują tarcze sprzęgłowe charakteryzuje się pewną lepkością. Skutkiem tego dodanie gazu w momencie zmiany biegu (mimo wciśniętej klamki sprzęgła) powoduje rozpędzenie tych elementów skrzyni których obroty mają wzrosnąć dla łagodnego zapięcia niższego biegu. Kiedy to się dzieje? Wtedy gdy element zwany wodzikiem już wypiął wyższy bieg, a jeszcze nie zapiął niższego. Dzieje się to na odcinku nie większym niż 1/4 skoku dźwigni biegów. Właśnie wtedy dodanie gazu zapewnia cichą i łagodną zmianę w dół. Wspominałem o szarpnięciu, które jest niepożądane. Prawidłowe operowanie gazem pozwala na używanie sprzegła także podczas redukcji, w czasie poniżej sekundy, bez cienia szarpnięcia. Czyli nasuwa się wniosek że nie może być przytrzymywania sprzęgła. Klamkę wciskamy i puszczamy bezzwłocznie. Proszę jednak nie mylić puszczania bezzwłocznego, ze "strzelaniam ze sprzegła". Mimo że mamy sekundę na całą operację, to ruch klamki ma być szybki lecz miękki, spokojny. Klamkę sprzęgła odprowadzamy szybko lecz spokojnie, łagodnie. Wbrew pozorom, sekunda to bardzo dużo czasu, szczególnie gdy wciskamy klamkę nie do końca. Każdy użytkownik motocykla ma w pamięci mięśniowej lewej dłoni moment gdzie sprzęgło się skleja, czyli zaczyna przenosić napęd. Wykorzystujemy to przecież przy ruszaniu z miejsca, gdzie pierwsza faza puszczania klamki przebiega szybko, bo dłoń "wie" gdzie ma klamkę przytrzymać, gdzie znajduje się tzw. półsprzęgło. Czyli wciskamy klamkę tylko do rozłączenia napędu, nie dalej. Wtedy okaże się że sekunda wystarcza z powodzeniem.

Redukcja do przyspieszania.
Dotychczas mówiłem o redukcji podczas zwalniania. Czy to będzie dojeżdżanie do miejsca zatrzymania, i wytracanie prędkości jedynie przez hamowanie silnikiem, czy też zrzucanie biegów w trakcie hamowania - nie ma większej różnicy. Procedura zmiany biegu w dół, zmienia się nieco jezeli redukujemy dla lepszego przyspieszenia. Wszystko rozchodzi się o prace gazem. Dotychczas, omawiając redukcję podczas zwalniania, mówiłem że puszczeniu sprzęgła po zapięciu biegu ma towarzyszyć spadek obrotów silnika. Czyli gaz ma być odjęty do zera, żeby obroty spadały. Natomiast zmiana w dół, dla przyspieszania przebiega bez odjęcia gazu po zapięciu biegu. Czyli wygląda to następująco:

• stopa dotyka i wy... (bez zmian),
• wciśnięciu klamki sprzęgła towarzyszy dodanie gazu... (bez zmian),
• zwiększenie nacisku na dżwignię biegów powoduje zmianę biegu gdy obroty rosna... (bez zmian),
• puszczeniu sprzęgła towarzyszy dalsze dodanie gazu, wedle potrzeby. 

Praca prawej ręki składa się z dwóch ruchów gazem:

• dodanie gazu w pierwszej fazie, dla podniesienia obrotów do właściwych dla zapinanego niższego biegu,
• dalsze dodanie gazu dla uzyskania żądanego przyspieszenia (na ile maszyna pozwoli). 

NIE MA ODJĘCIA GAZU, ANI PRZED, ANI PO REDUKCJI

Co to jest hamowanie silnikiem? 
Często spotykam się z pytaniami o hamowanie silnikiem, a potem w trakcie rozmowy okazuje się że pytający nie wie o co naprawdę chciał spytać. Gdzieś dzwonią... Bez urazy, będę wyjaśniał możliwie łopatologicznie. Otóż hamowanie silnikiem ma miejsce zawsze wtedy, gdy odejmujemy gaz a sprzegło nie jest wciśnięte. Czyli wtedy gdy silnik przyczynia się do wytracania prędkości. Jeżeli wciśniemy sprzęgło i motocykl toczy się swobodnie, to za wytracanie prędkości odpowiadają tylko opory jazdy (toczenia, powietrza). Jeżeli przy wciśniętym sprzęgle użyjemy hamulca, to obok wspomnianych oporów jazdy, hamulec przyczynia się do wytracania prędkości. W porównaniu do oporów jazdy, na hamulec mamy jakiś wpływ. Jeżeli zaś odejmiemy gaz (zamkniemy przepustnice) przy puszczonym sprzęgle i zapiętym biegu, to hamujemy silnikiem. Hamulce nie przeszkadzają hamowaniu silnikiem i odwrotnie. Teraz o skuteczności hamowania silnikiem. Otóż moment hamujący silnika jest tym bardziej odczuwalny, im niższy bieg mamy w danej chwili zapięty. W skrajnych przypadkach może dochodzić do utraty przyczepności tylnego koła, czemu ma zapobiegać montowane od niedawna w niektórych maszynach sprzęgło antyhoppingowe.

Tyle teorii. Jak to wygląda w praktyce? Świetnie to pokazuje CODA na swoim moto vlogu:

Jak zmieniać biegi w górę:

Jak zmieniać biegi w dół (redukcja):