На рис. 170 показан общий вид четырехступенчатой коробки передач наиболее распространенного типа (автомобиль ГАЗ-51).

Рис. 170 - Четырехступенчатая коробка передач (автомобиль ГАЗ-51):
1 - внутренний зубчатый венец; 2 - каретка прямой и третьей передач; 3 - вилка каретки прямой и третьей передач; 4 - каретка первой и второй передач; 5 - фиксатор; 6 - пружина фиксатора; 7 - рычаг; 8 - тяга; 9 - пластина предохранителя включения заднего хода; 10 - вилка каретки первой и второй передач; 11 - ползуны; 12 - подшипник ведомого вала; 13 - ведомый (вторичный) вал; 14 - вал привода спидометра; 15 - направляющая вилки каретки заднего хода; 16 - вилка каретки заднего хода; 17 - ось каретки заднего хода; 18 - каретка заднего хода; 19 - шестерня первой передачи; 20 - шестерня второй передачи; 21 - шестерня третьей передачи; 22 - промежуточный вал; 23 - картер; 24 - подшипники промежуточного вала; 25 - ось промежуточного вала; 26 - шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 27 - шестерня постоянного зацепления ведущего вала; 28 - подшипник ведущего вала; 29 - подшипник ведомого вала; 30 - ведущий (первичный) вал; 31 - рычажок тяги предохранителя включения заднего хода.

Эта коробка передач состоит из следующих частей:

1) чугунного картера 23, который служит опорой для валов 30, 13, 22 и оси 17 каретки 18 заднего хода;

2) ведущего (первичного) вала 30, имеющего шестерню 27 с зубчатым венцом; вал опирается на подшипник 28 и подшипник, установленный в выточке коленчатого вала (см. рис. 158);

3) ведомого (вторичного) вала 13 с двумя скользящими каретками; кареткой 4 с шестернями первой и второй передач и кареткой 2, шестерня которой имеет наружные зубья и внутренний зубчатый венец 1; каретка 2 служит для получения третьей и четвертой (прямой) передач; вал опирается на подшипник 29, находящийся в выточке ведущего вала, и подшипник 12, установленный в задней стенке картера коробки передач;

4) промежуточного вала 22, изготовленного заодно с шестернями 19, 20, 21 и 26; вал пустотелый, вращается на двух подшипниках 24 с распорной втулкой, установленных на неподвижной оси 25;

5) каретки 18 заднего хода, имеющей две шестерни; каретка вращается на короткой оси 17.

Крутящий момент от ведущего вала передается ведомому при включении различных передач через следующие шестерни:

а) на первой передаче: шестерни 27 и 26 постоянного зацепления, шестерню 19 промежуточного вала, большую шестерню каретки 4;

б) на второй передаче: шестерни постоянного зацепления, шестерню 20 промежуточного вала, малую шестерню каретки 4;

в) на третьей передаче: шестерни постоянного зацепления, шестерню 21 промежуточного вала, наружные зубья шестерни каретки 2;

г) на четвертой передаче: зубчатый венец шестерни 27 ведущего вала, внутренний зубчатый венец 1 каретки 2.

Чтобы включить задний ход, каретку 18 передвигают вперед (по рисунку влево), при этом малая шестерня каретки 18 входит в зацепление с большой шестерней каретки 4 ведомого вала, а большая шестерня каретки - с шестерней 19 промежуточного вала.

На некоторых грузовых автомобилях (ЗИС-150, МАЗ-200) применяется коробка передач с дополнительной ускоряющей передачей (пятая передача). Когда включена эта передача, ведомый вал делает больше оборотов, чем ведущий, вращающийся с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал.

Ускоряющую передачу включают при движении автомобиля по хорошей дороге, когда не требуется большой тяговой силы на ведущих колесах.

Давая возможность двигателю работать на пониженных оборотах при данной скорости движения автомобиля, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и значительной экономии горючего.

На рис. 171 показаны схемы включения шестерен и передачи крутящего момента в коробке передач, имеющей для движения вперед три понижающие, одну прямую и пятую ускоряющую передачи (автомобиль ЗИС-150). Шестерня 6 ведущего (первичного) вала 5 находится в постоянном зацеплении с шестерней 4 промежуточного вала 2, имеющего, кроме того, шестерни 3, 1, 17, 16 и 13.

Рис. 171 - Схема передачи крутящего момента через пятиступенчатую коробку передач (автомобиль ЗИС-150):
а - первая передача; б - вторая передача; в - третья передача; г - четвертая передача (прямая); д - пятая передача (повышающая); е - задний ход; 1 - шестерня третьей передачи; 2 - промежуточный вал; 3 - шестерня пятой передачи; 4 - шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 5 - ведущий (первичный) вал; 6 - шестерня ведущего вала; 7 - муфта четвертой (прямой) и пятой передач; 8 - шестерня пятой передачи; 9 - шестерня третьей передачи; 10 - каретка второй и третьей передач; 11 - каретка первой передачи и заднего хода; 12 - ведомый (вторичный) вал; 13 - шестерня первой передачи; 14 - ведущая шестерня каретки заднего хода; 15 - ведомая шестерня каретки заднего хода; 16 - шестерня второй передачи; 17 - шестерня заднего хода.

На шлицах ведомого (вторичного) вала 12 установлены ступица с передвижной муфтой 7 переключения, каретки 10 и 11; на нешлицованной части вала свободно сидят шестерни 9 и 8, не имеющие осевого перемещения.

Шестерни 6, 8 и 9 с косыми зубьями находятся в постоянном зацеплении с шестернями 4, 3 и 1 промежуточного вала; шестерни 6 и 8 имеют зубчатые венцы для соединения с зубьями муфты 7 переключения, а шестерня 9 - зубчатый венец для соединения с внутренним зубчатым венцом каретки 10.

Задний ход включается путем введения в зацепление шестерен 15 и 14, установленных на отдельной оси, причем шестерня 15 находится в постоянном зацеплении с шестерней 17 промежуточного вала.

Если двигатель работает, сцепление включено, а рычаг переключения передач находится в нейтральном положении, то вращаются вхолостую: ведущий вал 5, промежуточный вал 2, шестерни 8 и 9 ведомого вала, шестерни 15 и 14 заднего хода.

Чтобы включить первую передачу, нужно каретку 11 передвинуть назад (по рисунку вправо) до зацепления с шестерней 13 промежуточного вала. Крутящий момент ведомому валу будет передаваться через две пары шестерен: 6-4 и 13-11 (рис. 171, а).

Включая вторую передачу, каретку 10 вводят в зацепление с шестерней 16 промежуточного вала. Крутящий момент ведомому валу будет передаваться через шестерни 6-4 и 16-10 (рис. 171, б).

Для включения третьей передачи каретку 10 смещают вперед (по рисунку влево), и ее внутренний зубчатый венец входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни 9. Крутящий момент ведомому валу будет передаваться через две пары шестерен постоянного зацепления 6-4 и 1-9 и каретку 10 (рис. 171, в).

На четвертую (прямую) передачу переходят, соединяя муфту 7 переключения непосредственно с зубчатым венцом шестерни 6 ведущего вала (рис. 171, г).

Чтобы включить ускоряющую, пятую передачу, муфту 7 переключения вводят в зацепление с зубчатым венцом шестерни 8. Крутящий момент ведомому валу будет передаваться через две пары шестерен постоянного зацепления 6-4 и 3-8 и муфту 7 переключения (рис. 171, д).

Так как диаметр шестерни 8 ведомого вала меньше диаметра находящейся с ней в зацеплении шестерни 3 промежуточного вала, то ведомый вал при включении пятой передачи вращается быстрее ведущего.

Для включения заднего хода каретку 11 вводят в зацепление с шестерней 14 каретки заднего хода. Передача крутящего момента с изменением направления вращения ведомого вала будет происходить через шестерни 6-4, шестерню 17 промежуточного вала 2, шестерни 15 и 14 каретки заднего хода, каретку 11 (рис. 171, е).