Dzisiaj w czasach, gdy już znacząca część samochodów ma przekładnie automatyczne, temat zaczyna być ważny głównie dla posiadaczy klasyków, bo ten element skrzyni biegów znacznie ułatwia jazdę. (03/26)
Kiedyś w skrzyniach biegów stosowano zmianę przełożeń przesuwając wybierakami na wałkach skrzyń odpowiednie koła zębate i zazębiając je z innymi. Aby uniknąć zgrzytów i niszczenia (powolnego lub katastroficznego) powodowanych przez koła kręcące się z różnymi prędkościami, trzeba było wyrównywać ich prędkości obrotowe metodą tzw. międzygazu, podwójnego wysprzęglenia lub obydwu tych metod naraz. Wymagało to dużej wprawy, a przy tym zależało od lepkości oleju i jego temperatury. Nie było łatwo. Dlatego inżynierowie zaczęli stosować w przekładniach rozwiązania polegające na wyhamowywaniu kół zębatych za pomocą specjalnych mechanizmów uruchamianych dźwignią zmiany biegów.
Muszę tu wyjaśnić, że w tych nowszych rozwiązaniach pary kół zębatych tworzących poszczególne przełożenia są ze sobą zazębione na stałe, ale jedno z takiej pary obraca się swobodnie na wałku głównym i uruchomienie wybranego biegu wymaga unieruchomienia go na tym wałku, a wtedy zaczyna przenosić napęd. Unieruchamia się go za pomocą czegoś w rodzaju sprzęgu kłowego, w którym montuje się mechanizm hamujący i wyrównujący prędkości obrotowe wałka i obracającego się na nim swobodnie koła zębatego.
Jak to się dzieje bez wyrafinowanej elektroniki? Wymyślono kilka systemów – od najprostszego stożkowego pierścienia hamującego koło zębate, gdzie kierowca dalej musiał nabrać wprawy, aby uznać, że przełożenie nastąpi bez zgrzytu, do bardziej skomplikowanych układów z blokadami. Jest kilka popularnych rozwiązań takich synchronizatorów, np. system Smitha, ZF, czy Porsche. Ten ostatni uchodzi za najsprawniejszy z punktu widzenia kierowcy, ale pozostałe też również bardzo dobrze się sprawują.
Generalnie blokady wykorzystują fakt, że obracające się koło zębate z inną prędkością niż wałek, na którym jest osadzone, powoduje przesunięcie mechanizmu zazębiającego tak, że występy sprzęgu kłowego są przesunięte, nie trafiają na siebie i nie da się sprzęgnąć koła z wałkiem. Dopiero po wyrównaniu prędkości obrotowych, wypadkowa siła powodująca przesunięcie mechanizmu blokady jest tak mała, że kierujący bez trudu może załączyć bieg.
Można łatwo się o tym przekonać, jeśli nie rozłączymy dokładnie sprzęgła i wtedy musimy użyć dużej siły na dźwigni zmiany biegów, bo wtedy ten biedny synchronizator musi wyhamować cały zespół napędowy. Jeśli nasze sprzęgło z powodu awarii „ciągnie” czyli nie rozłącza się całkowicie, to może w ogóle nie udać się włożenie pierwszego biegu, bo blokada synchronizatora na to nie pozwoli. Ale to może wydarzyć się tylko w pełni synchronizowanych przekładniach. W wielu starszych i prostszych samochodach (np. PF 126) synchronizowano tylko biegi wyższe pozostawiając pierwszy niesynchronizowany. W nich jednak „wrzucenie” pierwszego biegu łączy się z potężnym zgrzytem, jeśli w ogóle się udaje.
Synchronizatory jednak podnoszą koszt przekładni. Nie tylko w produkcji, ale także przy naprawach i remontach, chociaż na ogół mają większą trwałość niż silniki. Zużywają się w nich głównie tzw. pierścienie synchronizatorów, które metodą cierną wyhamowują koła zębate. Wykonuje się je na ogół ze stopów miedziowych, np. brązu, stąd dobra trwałość. Znamy jednak z ostatnich lat próby potanienia produkcji stosując zamiast solidnych metalowych pierścieni takie wytłaczane z blachy lub tworzyw sztucznych, które skończyły się powrotem do starych rozwiązań.
Naprawy synchronizowanych skrzyń biegów wymagają dobrego przygotowania i doświadczenia, aby poskładać te mechanizmy poprawnie, więc raczej nie bierzmy się do tego po amatorsku. Ważne jest też, aby olej w skrzyni biegów posiadał zalecane przez producenta parametry, szczególnie ważny jest zakres lepkości. Warto też zwrócić uwagę na klasę oleju, bo np. nowoczesne oleje klasy GL5 nie powinny być stosowane w przekładniach posiadających elementy z niektórych stopów miedziowych, czyli takie jak najczęściej spotykane są w klasykach i oldtimerach.
Warto wspomnieć, że w wielu samochodach np. Ford Sierra, nie ma korka spustowego oleju w skrzyni biegów, bo olej jest tzw. „lifetime”, co w praktyce przekłada się na przebieg ok 150 tys. km, a nie na całe życie tego mechanizmu.