Vaihteet

Vaihteet ovat hampailla varustettuja pyöriä, jotka koskettavat toisiaan ja siirtävät voimaa sekä muuttavat pyörimisnopeutta ja -suuntaa. Ne ovat olennainen osa monien laitteiden voimansiirtoa – erityisesti ajoneuvoissa, koneissa ja pyörissä – ja mahdollistavat moottorin toimintanopeuksien sovittamisen käyttötarkoitukseen.

Vaihteen suhde, eli gear ratio, kuvaa sitä, kuinka monta kertaa voimansiirtokokonaisuuden toinen pyörä pyörii suhteessa toiseen. Alhaiset vaihteet tuottavat suurta vääntömomenttia ja pienempää nopeutta, kun taas korkeat vaihteet mahdollistavat suuremman nopeuden pienemmällä väännöllä. Teho ja polttoainetaloudellisuus vaihtelevat käytännössä sen mukaan, missä käyttökontekstissa vaihteita käytetään, ja vaikutukset ilmenevät myös kitkan sekä lämmönhallinnan kautta.

Rakenteeltaan vaihteet voivat olla yksittäisiä hammaspyöriä tai useamman osan muodostamia asennelmia. Yleisimmät käyttökohteet ovat autojen ja moottorikäyttöisten koneiden vaihteistot sekä pyöräilysysteemit. Manuaali-vaihteisto antaa kuljettajalle mahdollisuuden valita vaihteen itse, kun taas automaattivaihteisto käyttää hydraulisia, sähköisiä tai elektrohydraulisia ohjausjärjestelmiä. Joissain tapauksissa käytetään jatkuva-vaihteistoa (CVT), joka säätää välityssuhdetta ilman kiinteitä vaiheita.

Huolto ja kunto: vaihteiden luotettavuus riippuu hyvästä voitelusta ja oikeasta asennuksesta. Säännöllinen öljynvaihto, vuotojen tarkastus ja lämpötilan seuraaminen vähentävät kulumista. Viat ilmenevät usein äänen, tärinän tai tehon muutoksina sekä kiihtyvyyden heikkenemisenä tietyissä nopeuksissa.