GAZ-51 skrzynia biegów: 4 bieg wyskakuje, zgrzyta, nie wchodzi do końca – synchronizator, naprawa

Pytanie

Skrzynia biegów gaz 51: 4 bieg wchodzi do połowy, przy puszczaniu sprzęgła wyskakuje na luz a gdy przytrzymać ręką to zgrzyta.

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najbardziej prawdopodobną przyczyną jest zużycie / uszkodzenie synchronizatora oraz kłów sprzęgających 4. biegu, ewentualnie współ-pracującej z nimi przesuwki i widełek.
• Bieg wchodzi tylko częściowo, bo elementy nie pozwalają na pełne zazębienie; przy obciążeniu zostają „wypchnięte” i skrzynia wraca na luz.
• Naprawa wymaga demontażu skrzyni, dokładnej inspekcji i zazwyczaj wymiany kompletu synchronizatora 4. biegu, widełek (jeśli wytarte) oraz kontroli łożysk i mechanizmu blokującego (kulka + sprężyna).

Szczegółowa analiza problemu

1. Teoretyczne podstawy

   • Synchronizator odpowiada za wyrównanie prędkości obrotowych \(\omega_{wałka}\) i \(\omega_{koła}\). Gdy stożki cierne i kły sprzęgające (tzw. zęby kłowe) są wytarte, moment synchronizujący \(M_{syn}\) maleje poniżej wartości potrzebnej do „dociągnięcia” koła, co skutkuje niepełnym przesunięciem tulei.
   • Siła osiowa działająca na tuleję podczas obciążenia napędu \(F_{ax}\) powoduje jej cofnięcie, jeżeli kły mają zaokrąglone czoła lub w piaście brak jest pełnego zaryglowania przez zatrzask (kulka-sprężyna).

2. Analiza objawów

   • „Wchodzi do połowy” → brak pełnego przeskoku kłów w gniazda koła.
   • „Wyskakuje na luz” → przy wzroście momentu \(M_{nap}\) tuleja cofa się, bo traci geometrystyczną blokadę.
   • „Zgrzyta przy przytrzymaniu ręką” → kły ocierają o siebie – brak synchronizacji i pełnego zazębienia.

3. Potencjalne uszkodzenia (od najczęstszych):
   • Wytarte stożki i kły synchronizatora 4. biegu
   • Pęknięte / osłabione sprężyny wewnętrzne synchronizatora
   • Zużyte widełki (odstęp < 2,5 mm od nominału daje niepełny skok)
   • Luzy osiowe wałków wskutek zużytych łożysk (> 0,15 mm osiowo)
   • Osłabiony zatrzask wodzika (sprężyna, kulka)

4. Diagnostyka krok po kroku
   1) Sprawdzenie poziomu i jakości oleju GL-4 80W-90, odsłonięty magnes korka → obecność opiłków?
   2) Ocena zewnętrznego mechanizmu zmiany biegów (luz dźwigni, zużycie przegubów).
   3) Demontaż skrzyni; pomiar luzów osiowych wałków; oględziny widełek (zwichrowanie, nadlewki).
   4) Pomiar średnicy pierścieni synchronizatora i wysokości kłów zgodnie z DTR (kły min. 1,6 mm od krawędzi).
   5) Sprawdzenie siły zatrzasku – sprężyna powinna stawiać 50–60 N; osłabienie → wymiana.

5. Praktyczne zastosowania wyników

   • Pełna regeneracja skrzyni (wraz z łożyskami) zwykle przywraca fabryczne parametry i zapobiega kolejnym awariom innych biegów.

Aktualne informacje i trendy

• Dostępność nowych części do GAZ-51 jest ograniczona; pojawiły się jednak zestawy repro-synchronizatorów produkcji ukraińskiej i polskie usługi twardego napawania kłów (plazma + szlif CNC).
• Warsztaty renowacyjne coraz częściej używają metrologii 3D i wydruków CAD, by dorabiać piasty przesuwek metodą proszkowego spiekania stali (DMLS).
• Trend: stosowanie olejów klasy GL-4 (nie GL-5!) z dodatkami typu LS inhibitor, poprawiających pracę starych synchronizatorów mosiężnych.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Analogią jest sprzęgło rowerowe torpedo: jeśli kły (zapadki) są zaokrąglone, bęben „przeskakuje”; identycznie dzieje się w skrzyni, lecz przy kilkuset Nm momentu.
• Wpływ łożysk: luz promieniowy \(\Delta r\) powoduje przesunięcie osi kół, co zmniejsza efektywną głębokość wchodzenia kłów \(\delta_z\).

Aspekty etyczne i prawne

• GAZ-51 jest pojazdem zabytkowym; prace naprawcze powinny zachować oryginalność (Ustawa o Ruchu Zabytków, Dz.U. 2017 poz. 2187).
• Recykling oleju przekładniowego podlega Rozp. Min. Środowiska z 11.01.2013 – zużyty olej należy oddać do punktu utylizacji.
• Bezpieczeństwo: po naprawie obowiązkowa próba drogowa na terenie zamkniętym, aby uniknąć zablokowania skrzyni podczas jazdy publicznej.

Praktyczne wskazówki

1. Zanim rozbierzesz skrzynię:
   • Zrób zdjęcia ustawienia wodzików i zaznacz położenia podkładek dystansowych.
2. Przy montażu:
   • Użyj pasty montażowej MoS₂ na stożkach synchronizatora (pierwsze 100 km).
   • Moment dokręcania pokrywy przekładni: 50 ± 5 Nm (śruby M10 kl. 8.8).
3. Testy:
   • Po złożeniu: statyczny test siły wrzucenia 4. biegu (dźwignia na króćcu, dynamometr 8–12 daN).
   • Dynamicznie: jazda przy 60 km/h, szybkie odpuszczenie gazu – bieg nie powinien wyskoczyć.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Jeśli zużycie jest duże na wielu biegach, ekonomicznie sensowniejsza może być wymiana skrzyni na regenerowaną (koszt często < sumy części).
• Napawanie kłów wymaga hartowania indukcyjnego (58 HRC) – nie każdy warsztat poda realną gwarancję.
• Przybrak części oryginalnych: można adaptować elementy ze skrzyni GAZ-53, ale wymaga to toczenia piasty pod inny moduł zęba (kontrowersyjne dla purystów).

Sugestie dalszych badań

• Analiza zmęczeniowa stożków synchronizatorów wykonanych metodą addytywną.
• Badania tribologiczne wpływu współczesnych dodatków EP na mosiężne pierścienie synchronizatorów starych skrzyń.
• Opracowanie cyfrowych bliźniaków skrzyń biegów pojazdów zabytkowych dla celów predykcyjnego utrzymania ruchu.

Krótkie podsumowanie

Czwarty bieg w Twojej skrzyni GAZ-51 wyskakuje, bo elementy synchronizatora i kły sprzęgające są zużyte bądź uszkodzone; widełki lub mechanizm blokady mogą pogłębiać problem. Konieczna jest rozbiórka, weryfikacja i wymiana zużytych części – najczęściej kompletnego synchronizatora oraz elementów ustalających. Po naprawie należy zachować właściwy olej GL-4 i kontrolować luzy wałków. Dzięki temu skrzynia odzyska pełną funkcjonalność i nie będzie „wypychać” biegu pod obciążeniem.