Manualne skrzynie biegów stosowane są w samochodach osobowych już od dziesiątek lat. Nawet dziś stanowią najbardziej popularne przekładnie na rynku. Mechaniczna zmiana przełożeń pozwala dostosowywać prędkość jazdy do panujących warunków, a jednocześnie – w odróżnieniu od skrzyń automatycznych – wpływa na dynamikę przemieszczania się i zdaniem wielu kierowców zwiększa radość z jazdy.

Działanie mechanicznej skrzyni biegów – zacznijmy od podstaw

Mechaniczna skrzynia biegów podczas jazdy ma do wykonania w zasadzie tylko 2 zadania – najważniejszym z nich jest, by możliwie najefektywniej wykorzystać moc silnika Twojego auta.

Prosty przykład:
Wyobraź sobie, że masz przed sobą spore wzniesienie. Twoja aktualna prędkość to 70 km/h. Jeżeli spróbujesz pokonać górkę w tym samym stylu jazdy, co po drodze prostej stracisz prędkość. Rozwiązaniem będzie zmiana przełożenia. Wraz ze zrzuceniem biegu z 4 na 3 zwiększysz moment obrotowy, który w połączeniu z większą prędkością da Ci zdecydowanie więcej mocy do pokonania wzniesienia niż przy niższym biegu, nie tracąc jednocześnie dynamiki jazdy.

Drugim zadaniem dla manualnej skrzyni biegów jest umożliwienie zmiany kierunku jazdy, czyli wrzucenie biegu wstecznego [R]. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu dodatkowej przekładni wewnątrz skrzyni, która składa się z trzech kół zębatych.

Jak działa manualna skrzynia biegów?

Tego rodzaju przekładnie wymagają zaangażowania kierowcy – aby zmienić przełożenie każdorazowo musi on wcisnąć sprzęgło oraz przesunąć drążek zmiany biegów. Tym sposobem pozycja drążka zmiany biegów powoduje sprzęganie ze sobą odpowiednich kół zębatych – koła napędzającego osadzonego na wałku sprzęgłowym z kołem napędzanym na wałku pośrednim. W skrzyni manualnej wszystkie koła zębate (najczęściej pięć lub sześć par) są ze sobą połączone za pomocą synchronizatorów (sprzęgieł cierno-zębatych).

Co istotne włączenie jednego biegu powoduje całkowite rozłączenie poprzedniego. Dla prawidłowego działania przekładni manualnej niezwykle istotną jest odpowiednia ilość oleju w skrzyni. Uważa się, że należy go wymieniać nie rzadziej niż co 100 tysięcy kilometrów. Więcej na ten temat przeczytasz >> tutaj.

Konkrety, czyli za zmianę przełożeń odpowiadają koła zębate

• Przełożenie jednostopniowe – w tym przypadku do działania zaangażowane są dwa koła zębate, czyli jedna para – koło napędzające (aktualnie posiada moment obrotowy i przenosi moc do silnika) oraz koło napędzane (wraz ze zmianą przełożenia otrzymania moc od koła napędzanego)
• Przełożenie dwustopniowe – do działania wykorzystywane są dwie pary kół zębatych, a moment obrotowy przekazywany jest według poniższej kolejności:
  Napęd (tj. wałek sprzęgłowy) > Koło napędzające Z=16 > Koło napędzane Z=30 > Koło napędzające Z=14 (sztywnie połączone za pomocą wałka pośredniego z 2, jest kołem napędzającym dla koła 3) > Koło napędzane Z=27 > Wałek główny. Proste prawda? 😉
• Pięciostopniowa skrzynia biegów – najpopularniejszy model na rynku. Do działania wykorzystywane jest sześć par kół zębatych. Wyróżniamy dwa rodzaje skrzyń pięciostopniowy – w jednym rodzaju bieg 5. umiejscowiony jest przed biegiem 3., natomiast w drugim na samym końcu. A teraz przyjrzyj się grafice, która umieściliśmy poniżej. W tym drugim przypadku (tj. bieg 5. umiejscowiony na końcu) podczas wrzucania 5. biegu (nazywanego też oszczędnym) moment obrotowy przekazywany jest z wałka sprzęgłowego (A) przez wałek pomocniczy (B), aż do koła zębatego napędzającego (32) na koło napędzane (12) i wałek główny (C).

Prócz powyższych rodzajów przekładni wyróżnić można jeszcze m.in czterostopniowe i sześciostopniowe skrzynie biegów. Te drugie są coraz popularniejsze na rynku – do ich działania wykorzystywane jest sześć par kół zębatych, które to pozwalają efektywniej wykorzystać moment obrotowy a tym samym moc silnika.

Działanie wszystkich manualnych skrzyń opiera się na podobnych schematach – w każdym przypadku kluczowe role odgrywają pary kół zębatych – warto troszczyć się o ich kondycję ponieważ niewłaściwe funkcjonowanie nawet jednego koła (czy elementu odpowiadający za jego pracę, jak synchronizator ) może odbić się na żywotności skrzyni.