Коробка состоит из четырех последовательно установленных планетарных рядов. Простая планетарная передача с внутренним зацеплением дает первую передачу переднего хода; вторая и третья передачи получаются комбинированием включения различных планетарных рядов. Для осуществления четвертой прямой передачи ведущий вал снабжен конусным сцеплением, которое используется для соединения его с тормозным барабаном третьей передачи, вследствие чего весь агрегат блокируется и начинает вращаться вместе с ведущим и ведомым валами. Смазка коробки передач осуществляется плунжерным насосом, который подает смазку через осевые и радиальные отверстия в ведущем валу. Одна из коробок передач такой конструкции, установленная на легковом автомобиле, имела следующие передаточные отношения переднего хода: 4,25—2,30—1,44 и 1,00. Разрез четырехступенчатой коробки передач Вильсона показан на рис. 1.

Наиболее интересной частью коробки передач Вильсона являются тормоза и механизм управления ими. В ранних американских планетарных коробках тормоза обычно затягивались непосредственно действием рычага переключения или педали. В коробке Вильсона тормоз избранной передачи затягивается пружиной, действующей на тормозную ленту через рычажный механизм. Этот механизм имеет желобчатый валик, установленный на ножевых опорах, который присоединен рычажным механизмом к педали управления и может поворачиваться с помощью пружины. Чтобы произвести переключение, водитель нажимает на педаль, при этом сжимается пружина и освобождается тормоз той передачи, которая находилась в работе.

Рис. 2. Механизм управления тормозами коробки передач Вильсона.
1 — желобчатый валик; 2 — пружина подвески; 3 — стойка; 4 — пружина стойки; 5 — кулачковый валик; 6 — подвеска; 7 — фасонный рычаг; 8 — палец площадки; 9 — площадка; 10 — неподвижный палец; 11 — палец качающегося рычага; 12 — храповая пружина регулировочной гайки; 13 — регулировочная гайка; 14 — качающийся рычаг; 15 — упорный винт; 16 — зубец тормозной ленты; 17 — тяга тормозной ленты.

Механизм управления тормозами. Звеньевой механизм, затягивающий тормозные ленты на барабанах, изображен на рис. 2. Желобчатый валик изображен в виде валика с рычажком, хотя в действительности он представляет собой стержень неправильного сечения, имеющий ножевые опоры на кронштейне, укрепленном на нижней крышке картера коробки. Четыре стойки, соответствующие четырем тормозным лентам, могут сцепляться с желобчатым валиком. Стойка качается на фасонном рычаге, который, в свою очередь, поворачивается на зубце, образованном одним концом тормозной ленты. На фасонный рычаг опираетсяхплощадка, от которой к другому концу тормозной ленты идет тяга. Эти детали образуют двойной звеньевой механизм, способный давать очень быстрое увеличение силы при затягивании тормоза. В этом механизме необходимо большое передаточное отношение, так как тормозы работают в масле при низком коэффициенте трения. Такое передаточное отношение делает также возможным применение тормозных барабанов относительно небольшого диаметрами позволяет уменьшить силу нажатия на педаль управления.

Избирательный механизм. Каждая стойка снабжена пружиной, которая стремится повернуть стойку в сторону от желобчатого валика и прижимает ее к подвеске. Эта подвеска, в свою очередь, удерживается пружиной в постоянном контакте с кулачком на валике, который может поворачиваться избирательным рычажком, расположенным на рулевой колонке. Когда высокая часть кулачка находится в контакте с подвеской, последняя сжимает пружину, позволяя пружине перемещать стойку за пределы действия желобчатого валика. Когда против подвески б становится плоская часть кулачка, пружина, поддерживая подвеску в контакте с кулачком, перемещает ее вправо и прижимает стойку к желобчатому валику, с которым он зацепится, как только валик будет отпущен водителем при нажатии на педаль.

Автоматическая регулировка тормозов. Поскольку звеньевой механизм дает очень большое передаточное отношение, зазор между тормозной лентой и барабаном в освобожденном положении должен поддерживаться в очень узких пределах. Этот зазор возрастает с износом тормозной обшивки, и для получения работоспособной коробки передач необходимо обеспечить автоматическую регулировку тормозов. Механизм автоматической регулировки изображен также на рис. 2. Регулировочная гайка тяги обхватывается тремя витками пружины, снабженной ушками на концах. Эта пружина с присоединенными к ней деталями образует фрикционный храповик. Одно ушко пружиньи зацепляется за палец на площадке, а другое — за палец на качающемся рычаге, свободно поворачивающемся вокруг гайки. Когда тормозная лента затягивается, выступ качающегося рычага приближается к упорному винту, установленному на тормозной ленте. Если обшивка изношена и зазор слишком велик, то выступ качающегося рычага ударяет в упорный винт и при этом рычаг поворачивается против часовой стрелки. Так как тормоз тогда затянут, то регулировочная гайка находится под нагрузкой и витая пружина свободно скользит по ней, допуская угловое перемещение качающегося рычага. Когда тормоз будет отпущен, выступ противоположного конца качающегося рычага ударяет в неподвижный палец, установленный на картере коробки передач, что заставляет рычаг повернуться по часовой стрелке. Тогда пружина захватывает гайку, которая в этот момент не находится под нагрузкой, и поворачивает ее на тот же угол, что и качающийся рычаг пальцем, выбирая таким образом зазор. Регулировка настолько чувствительна что поворот на 45° гайки с резьбой 16 ниток на 1 дюйм достаточен чтобы восстановить регулировку.

Уравновешенные тормоза. Когда обычная тормозная лента с одной точкой закрепления затягивается на барабане, она стремится сместить барабан с его оси и нагружает подшипники. В сущности барабан стремится повернуться вокруг точки закрепления ленты. Чтобы устранить нагрузку на подшипники и изгибающие силы, в коробке Вильсона применяются по две тормозные ленты на каждом барабане, причем точки закрепления каждой из них расположены диаметрально противоположно. Такое устройство тормозов принято, чтобы избежать установки подшипников между планетарными рядами, нагруженных втулок и тормозных барабанов, выполненных отдельно от зубчатых венцов. Каждая тормозная лента состоит из двух отдельных частей — внутренней и наружной. Механизм управления присоединен к наружной ленте, имеющей фрикционную обшивку, приклепанную к внутренней стороне ленты только на половине ее ширины. Другая половина наружной ленты охватывает внутреннюю ленту, которая также снабжена обшивкой из фрикционного материала. Наружная лента закреплена тягой, захватывающей зубец, образованный на верхнем конце ленты; тяга же. в свою очередь, укреплена к нижней крышке картера коробки. Лента имеет прорезь, через которую пропущено ушко внутренней ленты, так что последняя может быть закреплена аналогичным образом.

Механизм, уменьшающий силу нажатия на педаль управления.

Как было отмечено ранее, тормоза включаются посредством витой пружины, действующей на желобчатый валик, который затягивает тормозные ленты через передаточный механизм. Чтобы удержать барабаны, находящиеся под действием полного момента двигателя, тормозные ленты должны затягиваться под действием значительной силы. Когда тормоз выключается нажатием на педаль, пружина сжимается и создает еще большую силу, которая и определяет силу, необходимую для держания педали управления в выжатом положении. Чтобы получить большую силу пружины при включенном тормозе и малую силу на педали при освобождении тормоза, между пружиной и желобчатым валиком помещен механизм, изображенный на рис. 3, обеспечивающий переменное передаточное отношение. Пружина установлена между двумя телескопическими направляющими. Верхняя направляющая снабжена сферическим гнездом и опирается на шаровой палец, укрепленный на картере коробки передач. Такое устройство позволяет направляющим свободно поворачиваться в плоскости, перпендикулярной к оси коробки, на призмах, опирающихся на сережку, которая, в свою очередь, установлена в опорах на плече желобчатого валика. Когда валик занимает нижнее положение, соответствующее выжатой педали и выключенным тормозам, пРужина полностью сжата и сережка опирается на плечо желобчатого валика, в то время как деталь внутри ее удерживается самим валиком. Линия действия пружины тогда будет лежать достаточно близко к оси вращения валика, и, таким образом, момент на валике будет невелик, хотя пружина и создает максимальную силу.

Если водитель снимает ногу с педали, пружина поворачивает желобчатый валик против часовой стрелки и, затягивая тормоз, включает передачу. При этом деталь двигается к середине коробки до тех пор, пока не упрется в стопор на сережке. Когда педаль возвращается, пружина освобождается, поднимая желобчатый валик посредством сережки; при этом увеличивается расстояние между линией действия пружины и осью вращения валика, а следовательно, и величина плеча, через которое пружина действует на валик.

Дистанционное управление.

Когда коробки передач Вильсона устанавливаются на автобусах с задним расположением двигателя или автомотрисах, применяется дистанционное управление, действующее с помощью электричества и сжатого воздуха. Одна такая система управления, разработанная Лондонским Управлением Пассажирского Транспорта, показана на рис. 4. Для установки стоек в положение, при котором они могут сцепиться с желобчатым валиком, применяются электромагниты. Возвращение стоек в выключенное положение осуществляется слабыми пружинами. Ток течет через электромагниты только в тот момент, когда переключается передача, для чего установлен выключатель, разрывающий цепь немедленно после окончания процесса переключения. При избирании передачи вместо вращения кулачкового валика в картере коробки водитель устанавливает избирательный переключатель посредством рычажка на рулевой колонке. Пружина, которая затягивает тормоза в обычной коробке Вильсона, заменяется здесь цилиндром сжатого воздуха или вакуумцилиндром, который присоединяется к впускной трубе двигателя. Когда коробка работает на какой-нибудь передаче, цилиндр находится под действием сжатого воздуха или вакуума, и поршень, присоединенный к рычагу на желобчатом валике, затягивает тормоз. При нажатии на педаль управления открывается клапан, который выпускает сжатый воздух или понижает вакуум и, таким образом, выключает передачу.

Рис. 3. Механизм с переменным передаточным отношением, уменьшающий силу нажатия на педаль:
1 и 8 — телескопические направляющие; 2 — шаровой палец; 3 — пружина; 4 — опора сережки; 5 — сережка; 6 — промежуточная деталь; 7 — призма.

В Северной Ирландии и Аргентине, и изготовляются по лицензии одной французской фирмой.