Γρανάζια αυτοκινήτου

Το κιβώτιο ταχυτήτων είναι το δεύτερο στάδιο του συστήματος μετάδοσης, μετά τον συμπλέκτη. Συνήθως βιδώνεται στο πίσω μέρος του κινητήρα, με τον συμπλέκτη ανάμεσά τους.

Τα σύγχρονα αυτοκίνητα με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων έχουν τέσσερις ή πέντε ταχύτητες εμπρόσθιας κίνησης και μία όπισθεν, καθώς και νεκρά.

Ο μοχλός ταχυτήτων, τον οποίο χειρίζεται ο οδηγός, συνδέεται με μια σειρά από ράβδους επιλογής στο πάνω ή στο πλάι του κιβωτίου ταχυτήτων. Οι ράβδοι επιλογής βρίσκονται παράλληλα με τους άξονες που φέρουν τα γρανάζια.

Ο πιο δημοφιλής σχεδιασμός είναι το κιβώτιο ταχυτήτων σταθερής εμπλοκής. Έχει τρεις άξονες: τον άξονα εισόδου, τον άξονα ευθυγράμμισης και τον κύριο άξονα, οι οποίοι κινούνται σε ρουλεμάν στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων.

Υπάρχει επίσης ένας άξονας στον οποίο περιστρέφεται το αδρανές γρανάζι της όπισθεν.

Ο κινητήρας κινεί τον άξονα εισόδου, ο οποίος κινεί τον άξονα ολίσθησης. Ο άξονας ολίσθησης περιστρέφει τα γρανάζια στον κύριο άξονα, αλλά αυτά περιστρέφονται ελεύθερα μέχρι να ασφαλίσουν μέσω της διάταξης συγχρονισμού, η οποία είναι συνδεδεμένη με τον άξονα.

Είναι η συσκευή συγχρονισμού που στην πραγματικότητα χειρίζεται ο οδηγός, μέσω μιας ράβδου επιλογής με ένα πιρούνι πάνω της, η οποία κινεί τη συγχρονισμό για να εμπλέξει την ταχύτητα.

Ο δακτύλιος στεγανοποίησης, μια συσκευή καθυστέρησης στο συγχρονιζόμενο κιβώτιο ταχυτήτων, αποτελεί την τελική βελτίωση στο σύγχρονο κιβώτιο ταχυτήτων. Αποτρέπει την εμπλοκή ενός γραναζιού μέχρι να συγχρονιστούν οι ταχύτητες του άξονα.

Σε ορισμένα αυτοκίνητα υπάρχει μια επιπλέον σχέση στο κιβώτιο ταχυτήτων, η οποία ονομάζεται overdrive. Είναι υψηλότερη από την τελική σχέση και έτσι προσφέρει οικονομική οδήγηση σε ταχύτητες ταξιδιού.

Συγχρονισμός των ταχυτήτων

Η συσκευή συγχρονισμού είναι ένας δακτύλιος με δόντια στο εσωτερικό που είναι τοποθετημένος σε μια οδοντωτή πλήμνη η οποία είναι σφηνωμένη στον άξονα.

Όταν ο οδηγός επιλέγει μια ταχύτητα, οι αντίστοιχες κωνικές επιφάνειες τριβής στην πλήμνη και το γρανάζι μεταδίδουν την κίνηση, από το γρανάζι περιστροφής μέσω της πλήμνης στον άξονα, συγχρονίζοντας τις ταχύτητες των δύο αξόνων.

Με περαιτέρω κίνηση του μοχλού ταχυτήτων, ο δακτύλιος κινείται κατά μήκος της πλήμνης για μικρή απόσταση, μέχρι τα δόντια του να εμπλακούν με τα λοξότμητα δόντια-κυλινδρικά δόντια στο πλάι του γραναζιού, έτσι ώστε η οδοντωτή πλήμνη και το γρανάζι να ασφαλιστούν μεταξύ τους.

Τα μοντέρνα σχέδια περιλαμβάνουν επίσης έναν δακτύλιο στεγανοποίησης, που παρεμβάλλεται ανάμεσα στις επιφάνειες τριβής. Ο δακτύλιος στεγανοποίησης έχει επίσης δόντια. Είναι κατασκευασμένος από μαλακότερο μέταλλο και εφαρμόζει πιο χαλαρά στον άξονα από ό,τι στην πλήμνη.

Ο δακτύλιος ασφάλισης πρέπει να βρίσκεται ακριβώς στο πλάι του κέντρου, μέσω προεξοχών ή «δακτύλων», προτού τα δόντια του ευθυγραμμιστούν με αυτά του δακτυλίου.

Στον χρόνο που χρειάζεται για να εντοπιστεί, οι ταχύτητες των αξόνων έχουν συγχρονιστεί, έτσι ώστε ο οδηγός να μην μπορεί να προκαλέσει σύγκρουση δοντιών, και ο συγχρονισμός λέγεται ότι είναι «ασυναγώνιστος».