Součásti radicího mechanismu v závodních převodovkách je senzor, který při použití ovládacího zařízení (paka, tlačítko, páčka pod volantem...) dává signál řídicí jednotce, aby přerušila zapalování (ignition cut off). Průběh tohoto odpojení je obvykle okamžité vypnutí, vydrž bez zapalování a pak postupný opětovný naběh.
Delka výdrže a tvar zpětného náběhu má významný vliv na správné zařazení. Při správném nacasování začíná zapalování obvykle nabíhat, když sloty na radicích kroužcích (dog rings, clutch rings) právě přejdou přes hrany dogu (zubů) na kole, které řadíme, a plný výkon zapalování je právě zpět, když dogy plně dosednou. Zhruba 4-4,5 mm od hrany dogu po úplné dosednutí bývá typický rozsah.
Toto přerušení zapalování snižuje torzový moment, aby bylo řazení fyzicky proveditelné. Respektive umožňuje vyšlápnutí při výměně rychlosti, protože dogy a sloty jsou podržné (3-5 stupňů), aby dog ringy nevypadávaly a naopak umožňovaly plné dosednutí na dalším kole. Jinak k řazení dochází samozřejmě bez pouštění plynu či odpojování čehokoliv, a to za významného setrvačného momentu motoru a při vysoké rychlosti.
Lidové označení říká, že se při řazení prostě „vrazí“. Proto dogy a dog ringy nemívají dlouhou životnost a bývají vyráběny z nejpevnějších ocelí, obvykle 4NiCrMo a jeho ekvivalentů, cementované na povrchovou tvrdost kolem 60 HRC s hloubkou cementační vrstvy až 1 mm.
Limitujícím faktorem zařazení pak bývá otáčky versus rychlost řazení (rychlost axiálního posuvu dog ringu). Aby měly dogy dostatečnou únosnost, musí jich být obvykle 5-6. Tím je určena i maximální délka slotu, do kterého dogy zapadají. A slot musí být dostatečně dlouhý vůči vzájemným relativním otáčkám dog ringu a kola a rychlosti řazení. Z tohoto důvodu se umisťuje řazení u závodních převodovek téměř výhradně na sekundární hřídel, kde mají kola nižší relativní otáčky než kola na hřídeli primární.
Časově se řazení pohybuje kolem 50-60 ms u čistě mechanicky ovládaných převodovek až po cca 15 ms u hlavně pneumaticky ovládaných. Převodovky jsou samozřejmě sekvenční, běžně ovládané otáčným rádcím válcem (barrel shifter). To vše dává vznik sekvenčním, rychlým převodovkám, které bývají označovány jako bezprodlevové či „seamless“.
Existují bezprodlevové převodovky (seamless), které se dnes používají například v F1. Tam dochází nejprve k zařazení druhé rychlosti a teprve následně k vyřazení rychlosti původní. Technických provedení, jak bezprodlevového řazení dosáhnout, je více; jedno z nejjednodušších a elegantních řešení je dvojitá volnoběžka. Viz například ilustrace k postupu řazení na snímcích z WRC.
Pro ilustraci popisujeme obecný průběh řazení u závodních vozů: startovně je vidět pohyb plynového pedálu, otáčky narůstají, a pak při řazení dochází ke krátkému poklesu otáček, kdy dojde k uvolnění a znovuzařazení vyššího stupně. Horní červené čáry znázorňují otáčky motoru; zelená rychlost vozidla; žlutá a červená uprostřed zobrazují síly na řadícím táhle a typické vrcholy v průběhu řazení.
Dogboxy mohou být navíc součástí potažmo i sportovních verzí s využitím speciálních povrchových úprav a materiálů pro zajištění vysoké pevnosti a odolnosti. Sdílení know-how a vojenského přístupu snižuje tření a prodlužuje životnost dílů, což je důležité pro opotřebení během závodních výkonů.
Dog leg a dog box spolu souvisejí s tradičními sportovními vozy a jejich charakteristickým rozložením rychlostí a řazení. Převodovka dog leg často bývá určena pro pohodlnější dosazení a vytrvalost při rychlém řazení, zatímco dog box klade důraz na nejvyšší rychlosti a okamžité reakce.
Závěrem lze říci, že dog box a dog leg představují specifické koncepce pro závodní a sportovní automobily. Se správnou volbou a nastavením mohou značně ovlivnit výkon, zrychlení a jízdní prožitek na tratích i mimo ně.
Shrnutí technických charakteristik
- Dog box: zubová spojka bez synchronizace, rychlé řazení, časté nasazení ve sportovních a závodních vozech.
- Dog leg: specifický vzor řazení, 2. a 3. rychlost uprostřed roviny, ergonomická výhoda pro rychlé přeřazení.
- Synchronizace: usnadnění řazení, ale pomalejší než bezprodlevové systémy.
- Materiály: vysoká pevnost, cementace na tvrdost okolo 60 HRC, povrchová ochrana a dlouhá životnost.
- Čas řízení: 15-60 ms podle typu převodovky a ovládání.
tags: #dog #box #prevodovka