เกียร์รถยนต์

เกียร์เป็นขั้นตอนที่สองในระบบส่งกำลัง รองจากคลัตช์ โดยปกติจะยึดติดกับด้านหลังของเครื่องยนต์ โดยมีคลัตช์อยู่ตรงกลางระหว่างเกียร์กับเครื่องยนต์

รถยนต์สมัยใหม่ที่มีระบบเกียร์ธรรมดาจะมีเกียร์เดินหน้าสี่หรือห้าเกียร์ เกียร์ถอยหลังหนึ่งเกียร์ และเกียร์ว่างอีกหนึ่งเกียร์

คันเกียร์ซึ่งผู้ขับขี่ใช้งานนั้นเชื่อมต่อกับชุดก้านเลือกเกียร์ที่อยู่ด้านบนหรือด้านข้างของกล่องเกียร์ ก้านเลือกเกียร์เหล่านี้จะวางขนานกับเพลาที่บรรจุเฟืองต่างๆ

แบบเกียร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือเกียร์แบบเฟืองคงที่ (constant-mesh gearbox) ซึ่งประกอบด้วยเพลาสามเพลา ได้แก่ เพลาอินพุต เพลาส่งกำลัง และเพลาหลัก โดยเพลาทั้งสามนี้หมุนอยู่ในตลับลูกปืนภายในตัวเรือนเกียร์

นอกจากนี้ยังมีเพลาที่เฟืองตัวกลางของเกียร์ถอยหลังหมุนอยู่ด้วย

เครื่องยนต์ขับเคลื่อนเพลาอินพุต ซึ่งจะขับเคลื่อนเพลาส่งกำลัง เพลาส่งกำลังจะหมุนเฟืองบนเพลาหลัก แต่เฟืองเหล่านี้จะหมุนได้อย่างอิสระจนกว่าจะถูกล็อกด้วยอุปกรณ์ซิงโครเมช ซึ่งต่อเข้ากับเพลาด้วยร่องฟัน

อุปกรณ์ซิงโครเมชนั้นเป็นส่วนควบคุมการทำงานโดยผู้ขับขี่ ผ่านก้านเลือกเกียร์ที่มีง่ามอยู่ ซึ่งจะขยับซิงโครเมชเพื่อเข้าเกียร์

แหวนล็อก (Baulk ring) ซึ่งเป็นอุปกรณ์หน่วงเวลาในระบบซิงโครเมช เป็นการปรับปรุงขั้นสุดท้ายของเกียร์สมัยใหม่ มันจะป้องกันไม่ให้เกียร์เข้าจนกว่าความเร็วของเพลาจะตรงกัน

ในรถยนต์บางรุ่นจะมีเกียร์พิเศษที่เรียกว่าเกียร์โอเวอร์ไดรฟ์ ซึ่งมีอัตราทดสูงกว่าเกียร์สูงสุด จึงช่วยประหยัดน้ำมันในการขับขี่ด้วยความเร็วคงที่

การประสานเกียร์

อุปกรณ์ซิงโครเมชเป็นวงแหวนที่มีฟันอยู่ด้านใน ซึ่งติดตั้งอยู่บนดุมที่มีฟัน และดุมนั้นถูกเซาะร่องเข้ากับเพลา

เมื่อผู้ขับเลือกเกียร์ พื้นผิวเสียดทานรูปทรงกรวยที่เข้าคู่กันบนดุมและเกียร์จะส่งกำลังจากเกียร์ที่หมุนผ่านดุมไปยังเพลา ทำให้ความเร็วของเพลาทั้งสองประสานกัน

เมื่อขยับคันเกียร์ต่อไปอีก วงแหวนจะเคลื่อนไปตามดุมเป็นระยะสั้นๆ จนกระทั่งฟันของวงแหวนเข้ากับฟันเฟืองที่เอียงอยู่ด้านข้างของเกียร์ ทำให้ดุมและเกียร์ล็อกเข้าด้วยกัน

การออกแบบสมัยใหม่ยังรวมถึงแหวนกันกระแทก (baulk ring) ที่คั่นอยู่ระหว่างพื้นผิวเสียดทาน แหวนกันกระแทกนี้ยังมีฟันเฟือง (dog teeth) ด้วย ทำจากโลหะที่อ่อนกว่า และมีขนาดพอดีกับเพลาหลวมกว่าดุมล้อ

แหวนล็อกจะต้องวางตำแหน่งให้ตรงกับด้านข้างของดุมล้ออย่างแม่นยำ โดยใช้เดือยหรือ "นิ้ว" ก่อนที่ฟันของแหวนล็อกจะเรียงตัวตรงกับฟันบนแหวน

ในระยะเวลาที่ระบบใช้ในการหาตำแหน่งที่แน่นอน ความเร็วของเพลาทั้งสองจะถูกซิงโครไนซ์กัน ทำให้ตัวขับไม่สามารถทำให้ฟันเฟืองกระทบกันได้ และระบบซิงโครเมชนี้จึงได้รับการกล่าวขานว่า "ไม่มีใครเทียบได้"