Abiadura-kaxa

Ibilgailuetan, abiadura-kaxa gurpilak mugiarazteko beharrezko momentua transmititzeaz arduratzen den mekanismoa da. Egoeraren araberakoa da abiadura-kaxak transmititu beharreko momentua: ibilgailua gai izan behar da geldiunetik mugiarazteko eta aitzinapenarekiko erresistentzia gainditzeko.

Funtzionamendu oinarriak 
Barne-errekuntzako motor batek ezin dio ibilgailu bati potentzia transmititu geldiunetik bertatik, ez baita gai geldiunean edo biraketa-abiadura baxuetan beharrezko momentua sortzeko. Horregatik, autoa piztean, transmisioa desenbragatuta edo lokan egoten da, eta motorrak atalas-abiadura bat lortzen duenean, transmisioa enbragatu egiten da, autoa mugitzen hasteko. Motorraren beharrezko biraketa-abiadura hori maximoaren %30 eta %40 bitartean dago.

Motorrak ematen duen potentzia hainbeste izanik, biraketa-abiadura murriztu behar izaten da beharrezko momentua lortzeko, momentuaren eta abiaduraren biderkadura baita potentzia. Hori lortzen da abiadura-kaxako transmisio-erlazioen eta diferentzial-irteera erlazioen bitartez. Transmisio-sistemak engranajeen arteko hainbat erlazioren bitartez lortzen du birabarkiaren irteera-abiadura bakarretik gurpilen biraketa-abiadura aldakorretara pasatzea. Motorraren biraketa-abiaduraren murrizketa eta momentuaren handipenaren ondorio da gurpiletan lorturiko emaitza.

Aurrekoaz gain, gurpilen biraketa-norabidea aldatzeko aukera ere ematen du abiadura-kaxak.

Abiadura-kaxa motorreko inertzia-bolanteari akoplaturik doa; bertatik enbragearen bitartez hartzen du mugimendua eskuzko trasmisioetan eta momentu bihurgailutik trasmisio automatikoetan.

Barne-errekuntzako motorretan,  diseinuko ezaugarrien arabera, ondorengo forma daukate momentu-, potentzia- eta errendimendu-kurbek (ikusi irudia):

Irudian ikusten den bezala, eremu bat dago non motorra potentzia handi bat ematen ari den, momentua eta errendimendua altuak izanik. Motorraren funtzionamendu egokiena  eremu horretan gertatzen da, baina muga-abiadura hau gainditutakoan, momentua eta errendimendua azkar jaisten dira. Martxa (abiadura kaxaren engranajeen arteko erlazio bakoitza) ez bada igotzen, gerta daiteke motorra gai ez izatea azeleratzen jarraitzeko, beharrezko momentua  emateko.

Adibide modura suposa dezagun 4 martxako abiadura kaxa bat. Honek (ikusi irudia) ikusten den abiadura-erlazioa jarraitzen du. Motorraren efizientzia optimoko eskualdea gorriz azaltzen da. Autoa 20 km/h-ra iristen denean, motorrak efizientzia optimotik pasatzen da, eta bigarren martxara aldatu beharra dago. Bigarren martxaren hasieran, motorra ez da egongo zonalde optimoan, baina azeleratzean iritsi egingo da. 50 km/h-ra iristean, berriz, martxa aldatu beharko da. Ekintza hau berriz errepikatuko da laugarren martxarekin (laugarrenean autoak bere abiadura maximora iritsi arte).

Abiadura-kaxaren osagaiak 
Abiadura kaxa horzdun gurpilez osaturik dago, hiru ardatzetan banaturik:
 Ardatz nagusia: mugimendua motorraren biraketa-noranzko berean jasotzen du. Normalean piñoi gidari bakarra darama luzetarako kaxan, atzerako edo aurrerako trakziorako. 
 Bitarteko ardatza: Kontrako ardatza da. Jeneralean, osatzen da ardatz nagusiarekin engranatzen den piñoi-koro gidatu batez eta, eskuarki, ardatz berean tailaturik egoten diren beste hainbat piñoiz;   azken hauek bitarteko ardatzarekin solidarioak dira eta ardatz sekundarioarekin engranatu daitezke, hautaturiko martxaren arabera.  Motorreko norabidearen aurka biratzen du.

 Ardatz sekundarioa: Engranaje gidatuz osatuta dago. Engranajeak aske egoten dira ardatzean zehar, baina desplazamendu axial baten bitartez horrekin solidario egiten dira. Motorraren norabide berean biratzen du luzetarako kaxetan, eta kontrako norabidean zeharkako kaxetan.  

Gurpil bakoitzaren posizio axiala urkila batzuek kontrolatzen dute abiadura-palankaren bitartez. Zeharkako kaxetan, palanka horrek ardatz nagusiaren eta sekundarioaren artean engranatuko diren piñoi parea zehazten du; luzetarako kaxetan, aldiz, ardatz sekundarioaren eta bitarteko ardatzaren artean.
 Atzera-martxako ardatza: bitarteko ardatza eta ardatz sekundarioaren artean (luzetarakoetan) edo ardatz nagusia eta sekundarioaren artean (zeharkakoetan) kokatzen den piñoi batek eragiten du. Atzera martxako engranajetan, eskuarki, hortz zuzenak erabiltzen dira, hortz helikoidalen ordez. Gainera, piñoia kontaktuan sartzen denean, bi kontaktu elektriko itxi egiten ditu eta autoaren atzera martxako argiak pizten ditu.
Ardatz guztiak abiadura kaxaren karkasan bermatzen dira, kojinete axialak erabiliz (karkaxa hauek fundizio grisezkoak, aluminiozkoak edo magnesiozkoak izaten dira). Horren zeregin nagusia da engranajeen, eragintza-mekanismoen eta (kasu batzuetan) diferentzialaren ahokalekua izatea. Gainera, koipeztaketarako olioaren edukiontzia da.

Ibilgailu batzuetan (kamioiak, nekazaritza garraioak eta lur orotako autoak) bi abiadura-kaxa seriean akoplaturik ikus daitezke, normalean bitarteko enbrage baten bitartez konektaturik. Lehenengo kaxan hiru erlazio egoten dira, bi aurrerako (zuzena eta erreduktorea) eta atzerako bat, errotazio norantza aldatzeko.

Lubrifikazioa ondorengo sistemen bitartez egin daiteke:
 Zipriztinezko koipeztaketa.
 Mistoa.
 Presio bitartezkoa.
 Karter lehorra.

Abiadura kaxen sailkapena 
Aginte elektronikoko sistemak agertu aurretik, kaxak egituraren eta funtzionamenduaren arabera sailkatzen ziren. Kaxetarako aginte elektronikoen garapenaren ondorioz, eragintza automatikoko eskuzko kaxak ikus daitezke (Alfa Romeo), edota eskuzko eragintzarako aukera daukaten kaxa automatikoak.

Hau jakinik, eragintzaren funtzioko sailkapena da onartuena adituen artean.

Eskuzkoak, sinkronikoak 
Eskuzko kaxetan, elementu estruktural eta funtzionalak elementu mekanikoak dira; horrez gain, martxa-aldaketa aginte mekaniko baten bitartez egiten da, nahiz eta automatizaturik egon daitekeen.

Marruskadura jasaten duten elementuak (ardatzak, engranajeak edo sinkronizatzaileak) olio bainuaren bitartez lubrifikaturik daude karterrean (kanpo ingurumenetik isolaturik, iragazgaiztasuna bermatzen duten junturak erabiliz).

Barne akoplamenduak kojineteen bitartez gidaturiko balantzin eta ardatzen bitartez egiten dira. Barne mekanismoen eragintza kable malgu ez luzagarrien bitartez egiten da.

Kaxak dauzkan erlazioetako abiadurak sinkronizaturik daude, hau da, sinkronizazio mekanismoak dauzka martxa-aldaketa prozesuan kaxak dauzkan ardatzen abiadurak berdintzeko.

Abiadura-kaxaren eta motorraren arteko konexio zinematikoa enbragearen bitartez egiten da.

Automatikoak edo hidromatikoak 
Abiadura-kaxa automatikoa deritzo automatikoki martxa aukeratzen duenari. Berak egokitzen du motorraren martxa kontuan harturik ibilgailuaren abiadura, gidariak azeleragailuan eginiko presioa eta mugimenduarekiko erresistentzia. Abiadura-aldaketak kontrolatzeko, dispositibo elektro-hidrauliko bat erabiltzen du; alabaina, abiadura-kaxa automatiko berrietan, kontrol hori era elektronikoan gauzatzen da.

Eskuzko abiadura-kaxek ez bezala, kaxa-automatikoek transmisio-erlazioak egiteko tren epizikloidalak (paraleloan edo seriean) erabiltzen dituzte.

Sistemen arteko  konparaketa

Karkasa 
Abiadura-kaxek kanpo karkasa bat edukitzen dute (normalean aluminiozkoa); horren funtzioa barne mekanismoen babesa eta lubrifikazio iraunkorra bermatzea da.

Erreferentziak 
 Manual de la técnica del automóvil (BOSCH) ISBN 3-934584-82-9
 https://www.youtube.com/watch?v=tqK0RHDM8PM
 https://web.archive.org/web/20170525214730/http://www.aficionadosalamecanica.net/caja-cambios1.htm
 https://web.archive.org/web/20170531104821/http://www.aficionadosalamecanica.net/caja-cambios3.htm

Kanpo estekak 

Ingeniaritza mekanikoa
Autoen osagaiak