תיבת ההילוכים היא מערכת ממסר מכאנית המקשרת בין המנוע לבין ההתקן המונע (כלי רכב), על-מנת לאפשר שינוי ביחס המהירויות ועוצמות המומנט הפועלות במהלך התנועה, בשונה ממערכת עם תמסורת קבועה. שילוב להילוך נמוך מגביר את מומנט המנוע וכך מאפשר להתגבר בקלות על ההתנגדות שהוא חווה מהתקן המנוע (זאת עקב החוק הפיסיקלי על-פיו מהירות סיבוב היא ביחס הפוך למומנט), במאמר זה נסביר את הקשר בין תיבת ההילוכים למנוע.
תיבת הילוכים נמצאת בכל כלי התחבורה הממונעים של ימינו. קל לראות את ההבדלים בין נסיעה בהילוך אחד להילוך אחר עם האצת המכונית ותוך התבוננות במחווני סיבובי המנוע לדקה (סל”ד). השינוי בסל”ד, היורד ועולה לסירוגין, מתרחש עקב השינוי ביחס שבין גלגלי השיניים של תיבת ההילוכים – אותו יחס המאפשר למנוע לבצע תנועה במהירות המבוקשת, זאת תוך צמצום מהירות המנוע עם הפחתת ההתנגדות המופעלת עליו על-ידי הרכב.
אילו סוגי תיבות הילוכים יש?
- תיבה אוטומטית (גם: פלנטארית) – כוללת מנגנון המאפשר החלפת עצמאית של ההילוכים, ללא התערבות של הנהג.
- תיבה ידנית – מחוברת לדוושת מצמד ומוט הילוכים להחלפת הילוך על-ידי הנהג.
- תיבה חצי אוטומטית – ההילוך מוחלף על-ידי הנהג, בעוד שהמצמד מופעל על-ידי כלי הרכב.
- תיבה רובוטית – בנויה כתיבת הילוכים ידנית, בעוד שההילוך מוחלף על-ידי הרכב.
- תיבה רציפה – פועל כאוטומטית, ללא התערבות הנהג וכוללת מנגנון פנימי רציף המובדל מזה שבתיבה אוטומטית.
מצמד: הקשר בין תיבת ההילוכים למנוע
מצמד הוא התקן מכאני המפריד (יש יאמרו: מחבר) בין המנוע לאובייקט המונע. המצמד משמש בדרך כלל במנועי בעירה פנימית עם מהירות סרק מסוימת. המצמד נדרש גם במנועי חשמל לצורך אפנון יעיל של המהירות.
יש מצמדים מסוגים שונים – רובם מבוססים על דיסקיות הנלחצות זו כלפי זו. עם הפעלתו, גורם המצמד להפרדה בכוח הלחץ ומאפשר לדיסקיות חופש סיבוב גדול יותר. קיים מצמד מסוג רטוב השקוע בנוזל במטרה למנוע התחממות; קיים גם מצמד מסוג יבש, ללא נוזל זה.
עם שחרור המצמד (חיבור חוזר של המנוע לרכב) יש לעתים צורך במהירות סיבוב גדולה יותר מהמהירות בה מסתובב כשאינו מחובר, אחרת עשוי המנוע לחוות כשל בתפעול המערכת ולעצור פעולתו. עם זאת, כאשר מהירות המנוע מוגברת יתר על המידה תוביל להנעה פתאומית ועוצמתית מדי של המערכת. שחרור מהיר של המצמד יגרום לכיבוי המנוע.