Motocykle

Współczesne motocykle charakteryzują się wysokim współczynnikiem mocy do masy, dlatego stosowane w nich podzespoły cechuje możliwie duże uproszczenie konstrukcji, aby zbędna ich komplikacja i związana z tym mnogość elementów nie wpływały na podwyższenie masy. 

Właśnie z tej przyczyny w silnikach motocyklowych niezmiernie rzadko spotykamy rozwiązania takie jak zmienne fazy rozrządu czy samoregulatory luzu zaworowego, które w silnikach samochodowych stosowane są powszechnie. Ta skłonność do maksymalnego zmniejszenia masy jest przyczyną konsekwentnego stosowania w większości motocykli prostych kłowych skrzyń biegów. Niestety skrzynie tego typu wymagają zastosowania bardzo dobrych materiałów i działają bezawaryjnie tylko w przypadku prawidłowej eksploatacji.

Dwu- i trójwałkowe skrzynie biegów
Pod względem budowy wewnętrznej motocyklowe skrzynie biegów dzielimy na dwuwałkowe i trójwałkowe. W skrzyniach dwuwałkowych napęd od silnika podawany jest na wałek główny (wejściowy) i przenoszony za pośrednictwem pary współpracujących kół zębatych na wałek zdawczy (wyjściowy). Takie rozwiązanie stosowane jest w większości współczesnych motocykli.
Skrzynie trójwałkowe charakteryzują się tym, że wejście i wyjście napędu leży zazwyczaj w jednej osi. Na biegu bezpośrednim w przeniesieniu napędu nie bierze udziału wałek pośredni, a jedynie wałki główny i zdawczy, które są zblokowane ze sobą, a przełożenie skrzyni biegów wynosi wówczas 1:1. Na pozostałych biegach napęd przenoszony jest za pośrednictwem dwóch par kół zębatych, najpierw z wałka głównego na wałek pośredni, a następnie z wałka pośredniego na wałek zdawczy. Takie rozwiązanie stosowane było między innymi w polskim motocyklu marki Junak M10 i w innych starszych jednośladach, gdzie założenia konstrukcyjne wymagały umieszczenia łańcuchów sprzęgłowego i napędowego po tej samej stronie motocykla.
Skrzynie biegów we współczesnych motocyklach są konstrukcjami dwuwałkowymi z kołami zębatymi o stałym zazębieniu. Skrzynie trójwałkowe, popularne w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku, nie są już powszechnie stosowane. W większości motocykli zmiana biegów odbywa się za pomocą dźwigni nożnej. Najpopularniejszym mechanizmem zmiany biegów jest układ wodzikowy, przesuwający przesuwki lub koła zębate stale zazębione z wałkami. Sterowanie wodzikami odbywa się przeważnie za pośrednictwem pazurkowo-kołkowego mechanizmu zmieniacza osadzonego na wałku sterowania wodzików. Innym, rzadziej i dawniej stosowanym sposobem jest system z klinem lub trzpieniem przesuwnym współdziałającym z kulkami blokującymi stale zazębione ze sobą koła zębate. 
Włączanie biegów odbywa się najczęściej przy udziale sprzęgieł kłowych, a w niewielkiej liczbie modeli – sprzęgieł wielowypustowych. Skrzynia biegów współczesnego motocykla jest zazwyczaj zblokowana z silnikiem we wspólnej obudowie i smarowana wspólnym obiegiem oleju. Wspólna obudowa skłania do minimalizacji wymiarów skrzyni, a małe wymiary wymuszają precyzję wykonania. To sprawia, że skrzynie biegów są wrażliwe na zużycie, a powstające luzy mogą powodować ich nieprawidłowe działanie.

Podstawowe przyczyny awarii skrzyni biegów
Głębokie zużycie, błędy montażu po naprawie lub brutalna eksploatacja to najpowszechniejsze przyczyny awarii skrzyni biegów. Na skutek zużycia najczęściej powstają luzy pomiędzy kołami zębatymi i wałkami, na których się one obracają. Niebezpieczne luzy mogą wystąpić także między kołami przesuwnymi i wodzikami na skutek wytarcia „łapek” wodzików oraz między ściankami ścieżek na wałku sterowania wodzików i kamieniami przesuwającymi się w tych ścieżkach. 
Brutalna zmiana biegów skutkuje zazwyczaj wygięciem wodzika i jego późniejszym nieprecyzyjnym działaniem. Przy silnym wygięciu może dojść do włączenia biegu, zanim poprzedni zostanie wyłączony. Włączenie dwóch biegów jednocześnie powoduje rozerwanie obudowy skrzyni lub wyłamanie zębów jednego lub większej liczby kół zębatych. Włączenie dwóch biegów jednocześnie może nastąpić także w wyniku pojawienia się bardzo dużego luzu w mechanizmie sterowania wodzików lub pomiędzy wodzikiem a kołem przesuwnym. Wygięcie wodzika będzie powodowało również niecałkowite zazębienie sprzęgła kłowego po przeciwnej stronie wodzika. Niecałkowite zazębienie zwiększa obciążenia na współpracujących powierzchniach i powoduje takie uszkodzenie tych części, że siły działające na powierzchnie kłów samoczynnie rozłączają zazębienie. Skutkuje to „wypadaniem biegu”. Podobna sytuacja może być skutkiem występowania w skrzynce przekładniowej opisanych luzów.

„Wypadanie biegów” – powody i naprawa
Awaria skrzyni biegów polegająca na „wypadaniu biegu”, może być skutkiem niefachowej naprawy lub niedbałego montażu po jej wykonaniu. Ciasne upakowanie kół zębatych na wałkach skrzyni biegów wymaga bardzo precyzyjnego dystansowania skrzyni. Jakiekolwiek nadmierne luzy i przesunięcia wałków względem siebie i obudowy mogą być przyczyną nieprecyzyjnego działania dźwigni zmiany biegów, trudności z włączeniem biegu, wypadania biegów, a nawet tendencji do włączania dwóch biegów jednocześnie. Najważniejszą rolę w prawidłowym ustawieniu wałków względem siebie, wodzików i względem obudowy pełnią półpierścienie ustalające osadzone w rowkach łożysk i w rowkach wykonanych w osadach łożysk. Występują one jedynie w blokach dzielonych w płaszczyźnie poziomej i są typowe dla współczesnych motocyklowych silników produkcji japońskiej. Zastosowanie tych półpierścieni uniemożliwia poosiowe przesunięcia łożysk i wałków, na przykład w momencie występowania nacisku związanego ze zmianą biegów. Zaniedbanie związane z zagubieniem tych półpierścieni podczas rozbiórki skrzyni i ponowne zamontowanie łożysk bez półpierścieni spowoduje nieprecyzyjne działanie mechanizmu zmiany biegów i wypadanie biegów. Obecność półpierścieni ustalających położenie łożysk w obudowie skrzyni biegów stwarza pewne utrudnienia remontowe, gdyż wymiana łożyska skrzyni bez rozpołowienia silnika nie jest możliwa. 
Naprawę „wyskakującego biegu” we współczesnym motocyklu ze skrzynią biegów zblokowaną z silnikiem i blokiem silnika dzielonym w płaszczyźnie poziomej zawsze rozpoczynamy od wymontowania i rozpołowienia silnika. Na szczęście nie jest w tym wypadku potrzebne odkręcanie głowicy i bloku cylindrów, gdyż konstrukcja współczesnych silników motocyklowych pozwala na rozpołowienie bloku przy pozostawieniu dokręconej głowicy. Należy poddać wnikliwej weryfikacji wszystkie elementy odpowiedzialne za pracę skrzyni na „wypadającym” biegu, a więc oba koła zębate przenoszące napęd na danym biegu, wpusty koła blokującego dany bieg, luz pomiędzy wodzikiem i kołem blokującym, stan samego wodzika, a w szczególności zużycie powierzchni trących, luz wodzika na wałku wodzików i luz kołka prowadzącego wodzik w ścieżce wałka sterującego pracą wodzików. Jeżeli nie odkryjemy nieprawidłowości, to należy sprawdzić mechanizm wybieraka biegów, który na skutek luzu lub zużycia może powodować bardzo płytkie zazębienie „wyskakującego” biegu.
Oczywiście najlepszym sposobem naprawy jest wymiana zużytych części na nowe. Prostowanie skrzywionych wodzików jest ryzykowne, gdyż mikropęknięcia powstające w giętym wysoko utwardzonym materiale mogą spowodować ich pęknięcie. Równie ryzykowne jest wtórne szlifowanie powierzchni wpustowych, powodujące zmniejszenie wytrzymałości kół zębatych. 

„Luźna” dźwignia zmiany biegów
Innym problemem występującym w skrzynkach przekładniowych współczesnych motocykli jest „luźna” dźwignia zmiany biegów. Chodzi o to, że dźwignia zwisa do dołu, a zmiana biegów jest utrudniona i możliwa tylko po uniesieniu dźwigni do wcześniejszego położenia fabrycznego. Taki stan oznacza, że pękła lub spadła ze swoich zaczepów sprężyna ustalająca położenie dźwigni. To uszkodzenie powstaje najczęściej na skutek brutalnej eksploatacji skrzyni, gdy zmiana biegów odbywa się przez silne kopnięcie w dźwignię, a nie przez delikatny nacisk.
Naprawa tego uszkodzenia nie wymaga zwykle wymontowania i rozpołowienia silnika, gdyż sprężyna dźwigni znajduje się najczęściej pod pokrywą boczną. Jeżeli dostęp do sprężyny jest trudny, konieczne będzie wymontowanie kosza sprzęgłowego. Jeżeli kosz sprzęgłowy został wymontowany, warto przy okazji wymienić uszczelniacz o-ringowy na osi dźwigni zmiany biegów. Awaria tego uszczelniacza objawia się niewielkim wyciekiem oleju, gdy motocykl stoi na podstawce bocznej. Nachylenie silnika powoduje, że przez kanał osi dźwigni przepływa olej, a uszkodzony o-ring nie powstrzymuje wycieku. Uszkodzony o-ring wymienimy po wysunięciu osi dźwigni, w większości konstrukcji jest to możliwe dopiero po wymontowaniu kosza sprzęgłowego.

Inne problemy
Wpływ na zużycie elementów skrzyni biegów ma działanie sprzęgła. Jeżeli na skutek awarii lub nieprawidłowej regulacji niecałkowicie rozłącza napęd przy pełnym wciśnięciu dźwigni, to zmiana biegów odbywa się ze słyszalnym stukiem. To uderzają w siebie kły i wpusty kół zębatych, zużywając się przy tym bardzo szybko. Jeszcze szybsze zużycie tych elementów następuje, gdy użytkownik próbuje zmieniać biegi bez użycia sprzęgła.
Zużycie zębów kół zębatych i związana z tym głośna praca skrzyni może być następstwem uszkodzenia elementu elastycznego w układzie przeniesienia napędu. Zaskakujące, że zużyta wkładka elastyczna pracująca między zabierakiem i piastą tylnego koła lub pęknięta sprężyna w koszu sprzęgłowym czy tarczy sprzęgła, a nawet suchy, nienasmarowany łańcuch napędowy mogą przyczyniać się do przyspieszonego zużycia elementów motocyklowej skrzyni biegów.
 
Rafał Dmowski