A VERSENYAUTÓK VÁLTÓINAK TÖRTÉNETE, II. RÉSZ
Az előző részben a gépjárművek nyomatékváltóinak alapvető típusairól, illetve az 1930-as évek nagydíjain induló versenyautók váltóiról ejtettem néhány szót. Most az 1960-as évekig terjedő időszak híresebb és fontosabb megoldásairól válogattam össze némi információt.
A második világháború után megjelent néhány érdekes kísérlet a versenyváltók terén is.
Ilyen volt a francia Talbot-Lago autógyár Wilson-rendszerű, úgynevezett „Preselector”, azaz „előválasztós” váltóműve (az „előválasztós” kifejezést más váltókhoz is használták). A feltaláló, Walter Gordon Wilson őrnagy már 1901-ben gyártott bolygóműves váltót a nevét viselő Wilson-Pilcher személyautókhoz, majd 1918-ban a brit Mark V. harckocsihoz. Azt a váltót, amit később róla Wilson-váltónak neveztek, 1928-ban mutatta be, s először az Armstrong-Siddeley Thirty típusú autóba építették be. A legtöbb Wilson-váltót az angol Armstrong-Siddeley gyártotta, de a licenciát mások is átvették. Az előnye az volt, hogy rendkívül gyorsan, terhelés alatt lehetett vele váltani.
Gyakori tévhit, miszerint a bolygóműves váltót, vagy mások szerint az automata váltót először 1908-ban a Henry Ford és Galamb József által kifejlesztett Ford T-modellben alkalmazták volna. Való igaz, hogy a Ford nyomatékát egy kétfokozatú bolygóműves váltó továbbította a hátsó tengely felé, azonban ez a megoldás – mint írtam – már 1901. óta használatban volt, az automata váltót pedig sokkal később, 1939-ben dobta piacra a General Motors „HydraMatic” néven, az Oldsmobile típusaiba szerelve.
Visszatérve a Talbot-Lagóra: a megoldás sikeres lett. 1948-tól a cég együléses versenyautója, a T26C indult ezzel a váltóval a nagydíjakon (bár ekkor már a Formula-1-nevezett szabályrendszer szerint versenyeztek, az első hivatalos világbajnokságot csak 1950-ben írták ki).
1949-ben Louis Rosier megnyerte a belga, majd Louis Chiron a francia nagydíjat. 1950-ben a T26-osnak a kétüléses verziója Louis és Jean-Louis Rosier-val a volánnál abszolút győzelmet aratott a le mans-i 24 órás versenyen. A Wilson-váltót az utcai Talbot-Lagókhoz extraként lehetett kérni.
Az első szekvenciálisak
A másik nagy újító – ismét – Ferdinand Porsche volt. Piero Dusio, az olasz Cisitalia autómárka vezetője 1946-ban bízta meg egy Grand Prix-versenyautó tervezésével. Porsche az Auto Unionnál szerzett tapasztalatait hasznosítva egy középmotoros autót tervezett. Annyira hasonlított a háború előtt Auto Unionokhoz, hogy sokan „Auto Union E-típusnak” hívták, utalva arra, hogy a szintén Porsche által tervezett 30-es évekbeli német versenyautók típusjelzése az A-tól a D-betűig terjedt.
A Cisitalia 360-as típus különlegessége volt a 12 hengeres boxermotor, a magnéziumból készült borítás (amiről már itt írtam), a 2,8 bar nyomást előállító 2 db forgólapátos Zoller-kompresszor, valamint a kapcsolható összkerékhajtás; de ami jelen cikk szempontjából még érdekesebb, az az a tény, hogy ez volt az első szekvenciális váltós versenyautó. Szekvenciális alatt azt értem, hogy a motorkerékpárokhoz hasonlóan a kar előre-hátra mozgatásával választhatjuk ki a fokozatot a szokásos H-betűs séma helyett.
A Cisitalia Tipo 360-asnál a modern Formula-1-es autókkal ellentétben a váltás teljesen mechanikus volt, illetve szükség volt kuplungolásra is. Öt előremeneti fokozat közül lehetett választani, mind az öt fokozat szinkronizált volt! A Porsche valamiért sokáig ragaszkodott a versenyautóknál is ehhez a megoldáshoz, úgy vélte, hogy a szinkronossal gyorsabban lehet váltani, ami értékes tizedmásodperceket hozhat a nagydíjakon. További érdekesség, hogy a szinkronkapcsolók ellenére a váltó fogaskerekei egyenes fogazásúak voltak. Az autó európai nagydíjon végül soha nem indult. 1951-ben Argentínába vitték, ahol rövid ideig versenyeztek vele.
Bár a Tipo 360-projekt félbeszakadt, a Porsche-rendszerű, szinkronizált váltó sok mérnök tetszését elnyerte. Többen rendeltek váltót a német cégtől: 1954-ben a Bugatti 251-típusba – minden idők egyik legrosszabb Formula-1-es versenyautójába – keresztben; 1956-ban a sokkal sikeresebb angol Vanwallba hosszában építették be a Porsche 607-es, illetve 687-es típusú váltóegységét.
Hasonlóképpen Porsche-rendszerű szinkronizált váltó vitte a hátsó kerekekhez 1954-ben a Mercedes-Benz W196 és 1955-ben a Lancia D50 nyomatékát. Már-már kezdett úgy tűnni, hogy a szinkronizált váltó teret hódít a versenypályákon is.
Porsche másik újításának, a szekvenciális váltónak az ötletét egy másik mérnökzseni, Colin Chapman hozta vissza a versenypályákra. Ezt a váltót a Formula-1 és Formula-2 versenyeken ténylegesen használták is. Chapman cége, a Lotus 1957-ben fejlesztett ki egy új váltót a Formula 1-es versenyautójához, a Lotus 16 típushoz. Ez egy nem szinkronizált, motorkerékpárokhoz hasonló szerkezet volt. Öt fokozata volt, a külső háza magnéziumból készült. A váltóház teljes hossza mindössze 92 mm volt. Az összes fogaskerékpárnak együtt 44 foga volt, természetesen egyenes fogazással.
Bár nagyon könnyű volt, sok probléma adódott vele, ezért a versenyzők „queerboxnak”, azaz „buzidoboznak” csúfolták. Ez egy szójáték volt a gearbox = nyomatékváltó szóra. Kb. 50 mérföld, azaz 80 km volt az élettartama, ami jóval kevesebb, mint amit egy versenyen teljesíteni kell. Chapman a fiatal mérnökét, Keith Duckworth-öt bízta meg a váltó áttervezésével, amiből végül olyan parázs vita kerekedett, hogy Duckworth 1958-ban távozott a Lotustól és Mike Costinnal megalapította a nem sokkal később híressé váló Cosworth nevű céget.
A Lotus az 1960-as évek elejéig próbálkozott a Queerbox-szal, de később inkább áttértek a ZF váltóira, majd a Hewland egységeit választották (amiről még lesz szó).
Itt megjegyezném, hogy bár a versenypályákon még meglehetősen ritka volt a szekvenciálisan kapcsolható váltó, néhány utcai autónál viszont megjelent, bár teljesen más okok miatt esett erre a mérnökök választása, mint a sportban. Az 1950-es évek Európája még mindig szenvedett a II. világháború okozta veszteségektől, ezért számos autógyár inkább olcsóbb, egyszerűbb típusok piacra dobásával igyekezett kielégíteni a piaci igényeket. Gyakori megoldás volt, hogy motorkerékpárokhoz kifejlesztett fődarabokat alkalmaztak alsó kategóriás személyautókban.
Azt ugye már említettem, hogy a motorkerékpárok esetében – főleg a II. világháború utáni időszakban – a szekvenciális váltási mód megszokott lett, ami a gyakorlatban a váltókar lábbal történő fel és le történő mozgatását jelentette. A fentiek miatt terveztek olyan három- és négykerekű autókat, amelyekbe simán beszereltek egy kétkerekűhöz tervezett váltót és nem akarták bonyolítani a váltórudazatot, ezért maradt a szekvenciális séma a szokásos H-betű helyett. Természetesen ez egy utcai autón nem járt szinte semmiféle előnnyel, automatizálásról szó sem volt, inkább szükségmegoldásokról beszélhetünk. Ilyen volt az 1955-től gyártott Messerschmitt KR200 Kabinenroller, vagy az 1956-tól kapható Heinkel Kabine váltókarja, amelyeket előre-hátra kellett tologatni a kívánt fokozat kiválasztásához.
A Formula-1 és Le Mans leghíresebb beszállítói
Mások az újítások helyett inkább a bevált technikát próbálták megvalósítani – minél könnyebb kivitelben. A Cooper-csapat vezetője, John Cooper Jack Knight angol váltó-specialistát bízta meg egy új váltó szállításával 1955-ben. Knight célja az volt, hogy egy bevált, strapabíró, nem túl nehéz házba építse be könnyű szinkronizálatlan szerkezetét. Végül a híres elsőkerékhajtású Citroën Traction Avant alumínium házára esett a választása. A ház gyártója a Citroën beszállítója, a francia ERSA volt. A Citroën eredeti kivitele háromfokozatú volt, a 2-3. fokozatot működtette szinkronkapcsoló. A Knight-változat 4 fokozatú, egyenes fogazású, szinkron nélkül. Először a T40-es típusba építették be. Azonban pár évnek el kellett telnie, hogy a Cooperek a dobogóra kerüljenek. Az első aranyérem 1958-ban született. 1959-ben Jack Brabham egy Cooperrel nyerte a világbajnokságot. Ebben ez évben a konstruktőrök bajnokságát szintén a Cooper nyerte. Viszont ekkor már új váltót lehetett látni a Cooper T51 hátuljában. A Citroën alumínium háza nem volt elég könnyű, ezért Knight vadonatúj magnéziumházat tervezett, az új egység a CS5 típusjelzést viselte. 1962-től CS6 néven már hatfokozatú kivitelben készült ez a fődarab.
Sokan talán úgy vélnék, hogy a váltóházzal kapcsolatban nincsenek különösebb követelmények, de nem igaz, az, hogy ez csak egy doboz lenne, ami a fontosabb részeket tartalmazza. Az olaj odabent elérheti akár a 100 Celsius fokot is verseny közben (ennek megfelelően többnyire külön olajszivattyúval és olajhűtővel szokták ellátni a versenyautók váltóit). Ráadásul az 1960-as évektől részben, vagy egészben a ház teherviselő elemként is funkcionál, ehhez rögzítik a futómű elemeit. Egy időben alkalmazták a Formula-1-ben az ún. inboard hátsó fékeket is, ami azt jelentette, hogy a hátsó féket a féltengely belső végeire, nem közvetlenül a kerekek mellé rögzítik. Ilyenkor is a váltóháznak kellett tartania a féknyergeket és elviselnie az ebből eredő erőhatásokat. Váltóházat tervezni egyáltalán nem egyszerű feladat…
A már többször említett Porsche 1959-ben immár teljes egészében saját fejlesztésű versenyautójával szállt be a Formula-1 világába. Az 1960-as szezonban futó 718/2 típusban jelent meg először a hatfokozatú váltó, ami a Porsche-hagyományokhoz méltóan magnéziumházba került és ezúttal is szinkronizált volt. A váltót 1961-ben a 787, majd 1962-ben a 804-es típusban is használták. Azonban a várt sikerek elmaradtak, ’62-ben Dan Gurney egyetlen győzelmet aratott bajnoki futamon, így a cég kivonult egy időre.
Közben újabb beszállítók érkeztek a száguldó cirkuszba. Valerio Colotti a Ferrari istálló első váltótervezője volt (a Ferrari hagyományosan maga fejleszti a váltóit), ő tervezte a 125-ös típus erőátvitelét 1946-ban. Később átment a Maseratihoz, ahol az 1954-ben bemutatott 250F típus egyik mérnökeként alkotott emlékezeteset. 1958-ban alapította meg saját cégét, ami akkor a Tec-Mec nevet kapta és a Maserati 250F átdolgozott változatával indult néhány versenyen. Ekkor történt, hogy Rob Walker a saját, nem gyári csapatában futó Cooper T51-eshez saját váltót rendelt Colottitól. Ez lett a Colotti Tipo 32, öt fokozattal, könnyű magnézium házzal, szinkronizálatlan, egyenes fogazású szerkezettel. Walker Cooperei 1959-ben négy aranyat is megnyertek, ami Colottinak újabb megrendeléseket hozott. A 32-es típust többek között a Vanwall VW11-be, a Lola Mk4-be vagy az ATS Tipo 100-ba is beszerelték; a cég nevét Colotti-Francisra, majd később simán Colottira változtatva a mester felhagyott a sikertelen teljes versenyautók által történő pénzégetéssel. A cipész a kaptafánál maradt.
Miután a Porsche és a gyári Cooperek is előrukkoltak a hatodik fokozattal, 1962-ben Colotti is áttervezte a nyomatékváltóját, ez lett a Tipo 34. Először a Brabham BT3-ba építették, majd 1965-ben az Alfa Romeo új – ezúttal nem Formula-1-es – versenyautójába, a 33-as típusba. 1967-ben a 33-asból egy kis szériában, mindössze 18 példányban készülő utcai változatot is kiadtak, amihez nem kerestek másik váltót, hanem simán beletették a 33-as versenyautók szinkronmentes, egyenes fogazású Colottiját. Így alakult, hogy a Tipo 33 Stradale lett az első utcai autója hatfokozatú váltóval. Utcára ez a fokozatszám nem is terjedt el egyhamar: legközelebb az 1986-ban megjelenő Porsche 959-esben (már megint ez a Porsche…) találkozhatunk vele, bár itt a zajelőírások miatt az egyest egy „G”-betűvel jelölték; persze utóbbi sem volt egy tömegautó a maga 345 példányával.
A Formula-1 további új szereplője az előző részben már említett német gyáróriás, a ZF volt. 1961-ben Colin Chapman és a Lotus még mindig a Queerbox-szal szenvedett. A sperrdifferenciálművek beszállítója már korábban is a friedrichshafeni cég volt, ekkor megkereste őket azzal, hogy készítsenek neki egy új, nagy terhelhetőségű, szinkronizált váltót. A kiindulási alap meglepő módon egy teherautók számára kínált váltó volt. Az új váltó tehát mindenben a Queerbox ellentéte lett. 1961-ben Innes Ireland a monacói futamon már egy ZF 5DS-10 típusú váltóval szerelt Lotus 21-essel állt rajthoz. A szerkezet létezett négy- és ötfokozatú változatban is. A versenyzők kedvelték a gyors váltásokat biztosító, megbízható fődarabot. Hátrányként maradt a nagyobb tömeg és a nehézkesebb szerelhetőség. Összességében a váltó sikeresnek bizonyult. 1961 és 1965 között 49 győzelmet aratott a Lotus. Jim Clark 1963-ban a 25-ös, 1965-ben a 33-as típussal lett úgy világbajnok, hogy a nyomatékot a ZF váltó továbbította az aszfaltra.
(forrás: https://www.zf.com/mobile/en/company/heritage_zf/stories/lotus01.html)
1964-ben a Ford is a ZF-hez fordult, amikor elkezdte fejleszteni a GT40-es versenyautót. A típus alapja eredetileg az angol Lola műhelyből származott. Eric Broadley, a Lola vezetője jó tapasztalatokat szerzett a Colotti váltókkal, ezért a GT40-eshez az olasz műhely termékeit javasolta. A V8-as motor nyomatéka azonban sok volt a kissé alulméretezett Colottihoz. Miután eltörtek pár váltót, a Ford a Lotus által használt típushoz hasonló konstrukciójú ZF 5DS25-ösből rendelt néhányat. 1965-ben azonban nem sikerült győzelmet aratni a 24 órás versenyen. Bár az egyik autóval adódott váltó-probléma, kiderült, hogy túl kevés olajjal töltötték fel. Ennek ellenére a Ford elhagyta a ZF-egységet és 1966-ra saját, szintén szinkronizált, ezúttal mindössze négyfokozatú váltót fejlesztettek T-44 típusjelzéssel, amivel sikereket arattak.
Mások sem voltak elégedettek a Colotti-váltókkal, például a Brabham-istálló sem. Így került a leggyorsabb autók közé egy újabb beszállító, a magnézium felhasználásával foglalkozó írásomban már említett angol Hewland. A kizárólag versenycélú váltókra specializálódott kis cég 1963-ban a Brabham BT7 típushoz szállított először a Formula-1-es géposztályban váltót, mégpedig a szinkronizálatlan, ötfokozatú HD5 típusút. A váltóház magnéziumból készült, de ez már a Hewland saját fejlesztése volt, ellentétben a cég korai, Volkswagen „Bogár” eredetű váltóházaival.
1968-ban a Brabhamhez csatlakozott a Lotus is, a 49B autójába a Hewland FG400-ast szerelte: Chapman úgy döntött, hogy a szinkronos ZF helyett ideje valami könnyebbre váltani. Ezt követően a Hewland lett a Formula-1 legnagyobb beszállítója. Az 1970-es évekre a csapatok túlnyomó része a Ford Cosworth DFV motort és valamelyik Hewland váltót használta.
Sok csapat saját váltóházat tervezett, amibe a Hewland alkatrészeit pakolta. Ennek az volt az oka, hogy a hátsó felfüggesztés, a hátsó szárny, a fékek stb. teherviselő pontjait gyakran a váltó- vagy differenciálmű házára rögzítették. Ezek a pontok többnyire autónként máshol voltak, ezért saját váltó- ill. diffiházat kellett öntetni.
Az a tény, hogy az istállók ezeket a kis sorozatban gyártott motorokat és váltókat leemelhették a polcról és megvásárolhatták ahelyett, hogy saját konstrukciók fejlesztését finanszírozták volna, a költségek jelentős csökkentésével járt.
A Hewland uralma megmaradt az 1980-as évekbeli turbókorszakban is, annak ellenére, hogy a Brabham és a McLaren az angol gyár ötfokozatú termékét az amerikai Weismann hatfokozatú váltójára cserélte.
(folytatása következik)