Skrzynki biegów – zadania i rodzaje

Skrzynka biegów jest kolejnym elementem układu napędowego znajdującym się za sprzęgłem. Przymocowana jest najczęściej do silnika, tylko w bardzo nielicznych pojazdach może być oddalona od silnika.

Konieczność stosowania dodatkowych przekładni umieszczonych w obudowie skrzynki biegów wynika przede wszystkim z niedoskonałości silnika spalinowego, który optymalne parametry pracy (dużą moc i wysoki moment obrotowy przy możliwie małym zużyciu paliwa) osiąga przy ściśle określonych zakresach prędkości obrotowych. Ich przekroczenie w najlepszym przypadku może być przyczyną zwiększonego zużycia paliwa, ale może być także przyczyną nadmiernego hałasu, a nawet przyspieszonego zużycia silnika!.

Tak wiec skrzynka biegów dostarcza na koła napędzane odpowiedni moment napędowy w zależności od warunków ruchu. Podczas ruszania z miejsca czy jazdy pod górę, a także aby zapewnienić dobre przyspieszenie należy „zredukować bieg”, czyli zwiększyć przełożenie. Gdy chcemy zwiększyć prędkość jazdy musimy włączyć „wyższy bieg” czyli zmniejszyć przełożenie (więcej na temat przełożeń w następnym dziale).

Skrzynka biegów umożliwia także trwałe rozłączenie napędu (tzw. luz) i zmianę kierunku jazdy (bieg wsteczny)

W wiekszości skrzynek biegów stosuje się przekładnie zębate (zwykłe lub planetarne), choć spotyka się skrzynki wyposażone w przekładnie hydrokinetyczne i pasowe

Uwzględniając liczbę możliwych przełożeń (biegów) skrzynki biegów dzielimy na stopniowe i bezstopniowe. Skrzynki stopniowe mają określoną liczbę przełożeń – w samochodach osobowych najczęściej od 4 do 7, a w samochodach użytkowych nawet 16. Skrzynki bezstopniowe umożliwiają płynną zmianę przełożenia pomiędzy wartościami skrajnymi. Bezstopniową zamianę przełożenia umożliwiają przekładnie pasowe i hydrokinetyczne.

Ze względu na sposób sterowania skrzynki dzielmy na:

• zwykłe – manualne
• półautomatyczne
• automatyczne

Pierwsze, zwykłe skrzynki biegów były skrzynkami z kołami przesuwnymi w których włączenie biegu odbywało się poprzez zazębienie ze sobą odpowiedniej pary kół, współcześnie stosuje się wyłącznie skrzynki z kołami stale zazębionymi, w których włączenie biegu odbywa się poprzez specjalne sprzęgło – synchronizator.

Skrzynki manualne w zależności od typu układu napędowego budowane są jako współosiowe i niewspółosiowe. Współosiowe, zwane trzywałkowymi stosowane są układach klasycznych lub 4×4 i charakteryzują się tym, że wałek wyjściowy (główny) leży w tej samej osi co wałek wejściowy (sprzęgłowy). Skrzynki niewspółosiowe (dwuwałkowe) stosowane są układach zblokowanych, w tych rozwiązaniach oś wałka wyjściowego leży poniżej osi wałka wejściowego.

Skrzynki półautamtyczne – powszechnie przyjęło się uważać za tego typu skrzynki układy z automatycznym sprzęgłem – kierowca w celu zmiany przełożenia przesuwa w odpowiednią pozycję dźwignię lub łopatki przy kierownicy. (niestety podział ten nie jest jednoznaczny). Warto podkreślić, że jeśli pojazd posiada łopatki sterujące pod kierownicą (np. Tiptronic) to niekoniecznie musi to być skrzynka półautomatyczna… najczęściej jest to „zwykły automat””, z możliwością „udawania” ręcznej zmiany biegów. Tak samo DSG – jest to skrzynka zautomatyzowana, a nie półautomatyczna!.

Wśród skrzynek automatycznych jest największa różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych. Zaliczamy do nich także skrzynki zautomatyzowane, czyli zwykłe skrzynki wyposażone w układ automatycznego sterowania. Popularnym typem automatycznej jest przekładnia zwana hydromechaniczną , będąca połączeniem dwóch typów przekładni: hydrokinetycznej i tzw. szeregu planetarnego (czyli kilku sprzężonych ze sobą przekładni planetarnych). Ciekawą konstrukcją jest bezstopniowa przekładnia CVT, w której zastosowano przekładnię pasową. Istnieją także przekładnie bezstopniowe zbudowane w oparciu o specjalne koła stożkowe.