S'utilitza primordialment com a element de la transmissió en els vehicles automòbils —muntat entre el motor i les rodes— per a adaptar els règims de velocitat més favorables del motor (el règim de parell màxim) a les variables condicions de resistència a l’avanç amb què el vehicle es troba. Aquesta adaptació pot ésser feta de manera gairebé contínua, sense salts (canvis de marxa automàtics: amb convertidor de parell, amb embragatge hidràulic o amb variador continu de velocitat), o de manera discontínua, amb salts, o sigui amb el pas d’una marxa a una altra (canvis de marxa manuals). En tot canvi de marxes es compleix la relació que la potència roman constant a l’entrada i a la sortida, tret de les petites pèrdues que es produeixen pel rendiment mecànic del dispositiu (~ 95%). Generalment totes les marxes d’un canvi són reductores, o sigui, que redueixen la velocitat de sortida en canvi d’augmentar el parell sobre l’eix secundari (P= Tn/975; essent P la potència en kW, T el parell en N. m i n el nombre de revolucions per minut), excepte la marxa dita directa (la 4a en els automòbils), en què l’eix d’entrada i el de sortida estan connectats directament i giren per tant a la mateixa velocitat; en alguns automòbils moderns, les caixes de canvi tenen una marxa superdirecta (la 5a velocitat), que fa que l’eix de sortida giri més de pressa que el d’entrada. Els canvis de marxa manuals consten de tres arbres: el primari i el secundari, alineats, i l’intermediari, paral·lel als altres dos. En els canvis moderns els engranatges són de dentat inclinat o helicoidal i van muntants en presa constant, o sigui, que el parell de rodes dentades que correspon a cada marxa (4 o 5 en els turismes i 6 o 8 en els vehicles pesants) estan permanentment engranats; les rodes dentades de l’eix intermediari formen un cos únic amb ell, mentre que —excepte el pinyó de la primera marxa que és part de l’eix primari— les rodes dentades de les altres marxes giren boges sobre l’eix secundari (punt mort) i només quan, mitjançant la palanca de la selecció de marxes, hom fa desplaçar un dels collars dentats interiorment (ballador) —proveït d’una estria interior que li permet de lliscar sobre l’eix i un disposititu de sincronització de velocitats (sincronitzador)—, i l’enclava sobre una de les rodes boges, aquesta queda immobilitzada sobre el secundari i transmet el moviment que rep de l’eix intermediari, segons la relació de velocitats triada; la marxa enrere, generalment sense sincronitzador, s’introdueix fent engranar una roda inversora entre un engranatge de l’intermediari i un altre del secundari. Els canvis de marxes de les motocicletes (de 4 a 6 velocitats) són iguals que els dels automòbils, però sense la marxa enrere. En els canvis de marxa automàtics el parell mecànic que proporciona el motor és transmès a la caixa a través d’un acoblament més flexible que el propocionat per l’embragatge de disc sec: l’embragatge hidràulic o el convertidor de parell, que permeten una elliscada absoluta (100%) entre el volant del motor i el primari de la caixa; aquesta és la raó per la qual aquests tipus de canvi permeten unes relacions de transmissió gairebé contínues, sense esglaonaments. Són constituïts per uns jocs d’engranatges planetaris que, mitjançant l’activació automàtica d’uns embragatges de discs, es traven o es destraven, fent variar, per tant, les relacions de transmissió. El canvi és comandat per un sistema electrònic que en funció de la posició del pedal de l’accelerador i de la preselecció de marxes que ha fet el conductor (ciutat, muntanya, marxa enrere, etc) fa actuar el sistema electrohidràulic que activa els embragatges.
m
Transports
Secció i esquema de funcionament d’un canvi de marxes manual
© Fototeca.cat
Dispositiu constituït per dos eixos —un d’entrada (primari) i un de sortida (secundari)— connectats entre si per un sistema que permet de variar la velocitat de l’un respecte a la de l’altre.