Otvori veliku sliku u novoj kartici »
Crtež. 16. Shema rada četverobrzinskog mjenjača.
1. Primarno vratilo; 2. Sekundarno vratilo; 3. Zupčanik sa stalnim zahvatom primarne osovine; 4. Sapun; 5. Prstenasti zupčanik sinkrona 4. stupnja prijenosa; 6. Klizna spojka sinkronizatora III i IV zupčanika; 7. Vilica za mjenjač III i IV brzine; 8. Kućište mjenjača; 9. Zupčanik i prstenasti zupčanik sinkronizatora trećeg stupnja prijenosa; 10. Zupčanik sinkrona i prstenasti zupčanik 2. stupnja prijenosa; 11. Vilica za mijenjanje 1. i 2. brzine; 12. Glavčina kvačila sinkrona 1. i 2. stupnja prijenosa; 13. Klizna spojka sinkronizatora 1. i 2. stupnja prijenosa; 14. Zupčanik i prstenasti zupčanik sinkrona 1. stupnja prijenosa; 15. Unatrag; 16. Ručica mjenjača; 17. Pogonski zupčanik brzinomjera; 18. Prirubnica fleksibilne spojke; 19. Vilica za hod unazad; 20. Šipka vilice mjenjača za vožnju unazad; 21. Vilica za uključivanje III i IV brzine; 22. Vilica za uključivanje 1. i 2. brzine; 23. Granični vijak za uključivanje 1. i 2. stupnja prijenosa; 24. Međuvratilo; 25. Međuvratilo za vožnju unazad; 26. Osovina srednjeg zupčanika unatrag; 27. Unatrag srednji stupanj prijenosa; 28. Pogonski gonjeni zupčanik brzinomjera; 29. Stražnji poklopac mjenjača; 30. Čahura 1. zupčanika; 31. Zupčanik 1. zupčanika međuvratila; 32. Prsten za blokiranje sinkrona 1. stupnja prijenosa; 33. Odvodni čep; 34. Zaporni prsten sinkrona 2. stupnja prijenosa; 35. Zupčanik 2. stupnja prijenosa međuvratila; 36. Zupčanik trećeg zupčanika međuvratila; 37. Zaporni prsten sinkronizatora 3. stupnja prijenosa; 38. Glavčina sinkrona za III i IV stupanj prijenosa; 39. Zaporni prsten sinkronizatora IV stupnja prijenosa; 40. Međuvratilo sa stalnim zahvatom; 41. Kućište kvačila; 42. Opruga prstena za zaključavanje sinkronizatora; 43. Opružna potisna pločica; 44. Pločasta opruga; 45. Potporni prsten glavčine sinkrona; 46. Potporni prsten za zaključavanje sinkronizatora; I. Neutralni položaj; II. Početak uključivanja treće brzine; III. Potpuni uključivanje treće brzine.
1. Primarno vratilo; 2. Sekundarno vratilo; 3. Zupčanik sa stalnim zahvatom primarne osovine; 4. Sapun; 5. Prstenasti zupčanik sinkrona 4. stupnja prijenosa; 6. Klizna spojka sinkronizatora III i IV zupčanika; 7. Vilica za mjenjač III i IV brzine; 8. Kućište mjenjača; 9. Zupčanik i prstenasti zupčanik sinkronizatora trećeg stupnja prijenosa; 10. Zupčanik sinkrona i prstenasti zupčanik 2. stupnja prijenosa; 11. Vilica za mijenjanje 1. i 2. brzine; 12. Glavčina kvačila sinkrona 1. i 2. stupnja prijenosa; 13. Klizna spojka sinkronizatora 1. i 2. stupnja prijenosa; 14. Zupčanik i prstenasti zupčanik sinkrona 1. stupnja prijenosa; 15. Unatrag; 16. Ručica mjenjača; 17. Pogonski zupčanik brzinomjera; 18. Prirubnica fleksibilne spojke; 19. Vilica za hod unazad; 20. Šipka vilice mjenjača za vožnju unazad; 21. Vilica za uključivanje III i IV brzine; 22. Vilica za uključivanje 1. i 2. brzine; 23. Granični vijak za uključivanje 1. i 2. stupnja prijenosa; 24. Međuvratilo; 25. Međuvratilo za vožnju unazad; 26. Osovina srednjeg zupčanika unatrag; 27. Unatrag srednji stupanj prijenosa; 28. Pogonski gonjeni zupčanik brzinomjera; 29. Stražnji poklopac mjenjača; 30. Čahura 1. zupčanika; 31. Zupčanik 1. zupčanika međuvratila; 32. Prsten za blokiranje sinkrona 1. stupnja prijenosa; 33. Odvodni čep; 34. Zaporni prsten sinkrona 2. stupnja prijenosa; 35. Zupčanik 2. stupnja prijenosa međuvratila; 36. Zupčanik trećeg zupčanika međuvratila; 37. Zaporni prsten sinkronizatora 3. stupnja prijenosa; 38. Glavčina sinkrona za III i IV stupanj prijenosa; 39. Zaporni prsten sinkronizatora IV stupnja prijenosa; 40. Međuvratilo sa stalnim zahvatom; 41. Kućište kvačila; 42. Opruga prstena za zaključavanje sinkronizatora; 43. Opružna potisna pločica; 44. Pločasta opruga; 45. Potporni prsten glavčine sinkrona; 46. Potporni prsten za zaključavanje sinkronizatora; I. Neutralni položaj; II. Početak uključivanja treće brzine; III. Potpuni uključivanje treće brzine.
Načelo rada prijenosa zupčanika temelji se na promjeni zahvata onih parova zupčanika koji sudjeluju u prijenosu okretnog momenta s primarne osovine 1 na sekundarnu osovinu 2. To se postiže pomicanjem kliznih spojki 6 i 13 sinkronizatora ili međuzupčanika 27 mjenjača za vožnju unatrag pomoću ručice mjenjača. Pritom se mijenjaju prijenosni omjeri zupčanika, a time i količina prenesenog momenta. U izravnom četvrtom stupnju prijenosa, moment koji se prenosi na pogonske kotače vozila gotovo je jednak momentu na koljenastom vratilu motora. U prvom stupnju prijenosa moment se povećava za 3,75 puta, u drugom stupnju prijenosa - za 2,30 puta, u trećem stupnju prijenosa - za 1,49 puta, a kada je uključen stupanj prijenosa za vožnju unazad, za 3,87 puta.
Kada je ručica mjenjača u neutralnom položaju, okretni moment se ne prenosi na sekundarno vratilo. Ali budući da motor radi i kvačilo je uključeno, rotacija s primarne osovine 1 prenosi se na međuosovinu preko zupčanika sa stalnim zahvatom 3 i 40. Od zupčanika 31, 35 i 36 međuvratila, rotacija se prenosi na zupčanike 14, 10 i 9 sekundarnog vratila. Budući da ti zupčanici nisu izravno povezani s osovinom 2, slobodno će se okretati na sekundarnoj osovini. Veza ovih zupčanika s osovinom 2 provodi se preko sinkronizatora.
Kada je prvi stupanj prijenosa uključen, sila s poluge mjenjača prenosi se preko šipke i vilice 11 na kliznu spojku 13. Krećući se uzduž žljebova svoje glavčine 12, kvačilo se zahvaća s prstenastim zupčanikom s ravnim zubima 14. Dakle, spojka sinkrona povezuje glavčinu 12 i zupčanik 14. A budući da je glavčina 12 kruto povezana na osovinu 2, moment od zupčanika 14 prenosi se preko kvačila 13 do glavčine 12 i od nje do sekundarne osovine mjenjača.
Kada je uključen drugi stupanj prijenosa, spojka 13 povezuje glavčinu 12 s vijencem zupčanika s ravnim zubima 10, a okretni moment se prenosi od zupčanika 10 do glavčine 12 i na sekundarno vratilo.
Treći i četvrti stupanj prijenosa uključuje različiti sinkronizator. Kada je uključen treći stupanj prijenosa, okretni moment s primarnog vratila preko zupčanika 36 i 9 prenosi se preko spojke 6 na glavčinu 38, a zatim na sekundarno vratilo.
Četvrti stupanj prijenosa naziva se izravnim jer se okretni moment prenosi izravno s primarne osovine 1 na sekundarnu osovinu 2, zaobilazeći zupčanike međuvratila. U ovom slučaju, spojka 6 povezuje zupčasti prsten 5 primarne osovine s glavčinom 38. Frekvencija rotacije obje osovine bit će ista, a veličina momenta koji se prenosi s motora na pogonske kotače neće se promijeniti. Kada je uključen stupanj prijenosa za vožnju unatrag, sila s ručice mjenjača prenosi se preko poluge 20 i vilice 19 na međuzupčanik 27. Krećući se po osi 26, povezuje zupčanike za vožnju unatrag 25 i 15, a moment se prenosi s primarne osovine preko zupčanika 5 i 40 na međuvratilo, a zatim kroz zupčanike 25, 27 i 15 na sekundarno vratilo. U tom slučaju, potonji će se okretati u suprotnom smjeru, osiguravajući obrnutu rotaciju pogonskih kotača vozila.
Kao što se može vidjeti iz dijagrama rada mjenjača, svi prijenosi za naprijed su sinkronizirani. Princip rada sinkronizatora pri uključivanju trećeg stupnja prijenosa prikazan je na dijagramima I, II, III. S polugom mjenjača u neutralnom položaju (pogledajte dijagram I) postoji razmak između klizne čahure 6 i blokirajućih prstenova 37. Zaporni prstenovi su pritisnuti oprugama 42 na pričvrsne prstenove 46. U ovom položaju, zupci zapornih prstenova su u šupljinama nazubljenih rubova 5 i 9. Zbog razmaka između spojke 6 i zapornih prstenova 37, zakretni moment s nazubljenog ruba 9 ne prenosi se kroz zaporni prsten.
U početnom trenutku uključivanja trećeg stupnja prijenosa (vidi dijagram II) klizna spojka 6, koja se kreće duž žljebova glavčine 38, pritisnuta je na konusnu površinu prstena za blokiranje. Između konusnih površina spojke i prstena dolazi do polusuhog trenja, zbog čega se zaporni prsten koči i okreće pod malim kutom (obodni hod od 2,5 do 5 mm). U ovom slučaju, bočni kosini zuba blokirajućeg prstena naliježu na bočne kosine zuba krune 9, a daljnja rotacija blokirajućeg prstena se zaustavlja. Istodobno se stvara otpor daljnjem aksijalnom pomicanju spojke 6. To se događa sve dok se frekvencije vrtnje sekundarnog i srednjeg vratila ne izjednače. Čim dođe takav trenutak, sila trenja između stožastih površina spojke i prstena se smanjuje. Pod djelovanjem aksijalne sile koja se prenosi sa šipke na kliznu čahuru sinkronizatora, blokirajući prsten počinje kliziti duž kosina zuba prstenastog zupčanika 9 i, zajedno s rukavcem, pomiče se duž zuba prstenastog zupčanika. Dakle, spojka povezuje glavčinu 38 i nazubljeni prsten 9. Treći stupanj prijenosa je potpuno uključen (vidi dijagram III). U ovom položaju, rukavac sinkrona zajedno sa šipkom drži držač kuglice.
Odabrani prijenosni omjeri osiguravaju intenzivna ubrzanja, visoku prosječnu brzinu vozila i ekonomičan rad motora. A spiralni zupčanici s konstantnim zahvatom osiguravaju tih i dugotrajan rad mjenjača.