Исходя из специфических условий эксплуатации гоночных автомобилей, к коробкам передач предъявляют следующие основные требования:
1) минимальная масса конструкции;
2) минимальные механические потери (высокий к. п. д.);
3) интенсивное охлаждение;
4) подбор числа передач и значений передаточных отношений, соответствующих рабочему диапазону частот вращения двигателя форсированного типа.

Для снижения массы коробок передач их литые детали (картеры, крышки) нередко изготовляют из магниевых сплавов; все ‘ вращающиеся детали максимально облегчают высверливанием и снятием лишнего металла другими способами механической обработки, а также за счет применения особопрочных сортов сталей, позволяющих ограничиваться минимальными конструктивными размерами деталей.

Синхронизаторы в коробках передач гоночных автомобилей встречаются редко, как по соображениям облегчения, так и вследствие того, что этими автомобилями обычно управляют опытные гонщики.

Для коробок передач спортивных и особенно гоночных автомобилей характерна циркуляционная система смазки, способствующая более интенсивной смазке трущихся поверхностей и их лучшему охлаждению. Масло подводится к зубьям шестерен и другим поверхностям трения посредством насоса. Последний подает масло в полые валы и к соответствующим форсункам. Шестерни не погружены в масло, что уменьшает потери мощности в коробке передач. Улучшенная смазка наряду с повышенным качеством обработки зубьев шестерен обеспечивает необходимое снижение механических потерь.

Подбор числа передач обусловлен узким диапазоном рабочих частот вращения, характерным для двигателей с высокой литровой мощностью; за пределами этого диапазона такие двигатели работают неустойчиво, их мощность быстро уменьшается. В качестве примера можно привести компрессорный двигатель BRM 1,5 л, который работал нормально только в диапазоне 8000— 10 500 об/мин.

Для получения оптимальных динамических качеств автомобиля его двигатель все время должен работать на режимах, близких к максимальной мощности, что достигается своевременным переключением на передачу, позволяющую двигателю не выходить из рабочего диапазона частот вращения. Для выполнения этого требования коробки передач гоночных автомобилей обычно имеют пять или шесть передач, несмотря на высокие номинальные мощности двигателей.

Передаточные отношения быстроходных автомобилей, как известно, целесообразно выполнять сближенными, особенно для высших передач, что позволяет лучше использовать мощность гоночных двигателей и облегчает процесс переключения на высоких скоростях движения.

Устройство коробки передач в значительной степени зависит от общей конструктивной схемы автомобиля и, в частности, от расположения двигателя. При общепринятом теперь заднем расположении двигателя последний всегда блокируется с коробкой передач и главной передачей. Разрез такой пятиступенчатой сблокированной коробки передач для автомобиля формулы-1 представлен на рис. 90. Первичный вал проходит под главной передачей. Шестерни первичного вала надеты на шлицы и всегда вращаются вместе с ним. На вторичный вал напрессованы на шлицах муфты, имеющие по периферии зубья, на которых в осевом направлении могут перемещаться муфты переключения, снабженные изнутри соответствующими зубьями. Шестерни вторичного вала надеты на игольчатые подшипники и могут вращаться на этом валу. На торцевых частях шестерен предусмотрены зубчатые венцы, соответствующие внутренним зубьям муфт переключения, соединяющим при осевом перемещении ту или иную шестерню со вторичным валом. Направления передвижения муфт для включения передачи показаны стрелками и соответствующими цифрами. В нижней части картера расположен масляный насос для подачи смазки в полый вторичный вал и к зубьям главной передачи, как показано стрелками (1—5 — передачи).

Несколько иное устройство имеет шестиступенчатая коробка передач «Колотти», предназначенная для гоночных автомобилей BRM и «Лола» формулы-1. Длинный ведущий вал передает вращение через пару шестерен в заднем конце коробки передач первичному валу, шестерни которого находятся в постоянном зацеплении с шестернями вторичного вала. Последний выполнен заодно с малой конической шестерней главной передачи. Тонкий ведущий вал работает как эластичный торсион. Он предохраняет шестерни от чрезмерных напряжений при мгновенном возрастании нагрузки, например в момент восстановления контакта подскочившего колеса с дорогой. Нумерация шестерен соответствует номерам передач.

Риc. 2. Пятиступенчатая коробка передач «Хьюленд» для автомобилей формулы-1

Рис. 3. Схема шестиступенчатой коробки передач «Колотти»

Шестерни 1, 2, 3, 4, 5’ и 6’ могут вращаться на валах на игольчатых подшипниках. Шестерни Зх (задний ход), Зх’, 4’, 5 и не показанные на рисунке 1’, 2’ и 3’ надеты на шлицы и вращаются всегда вместе с валами.

При/юевом перемещении шестерни Зх’, 5 и 4’ включают своими торцевыми кулачками соответствующие передачи: Зх’ — первую и вторую; 5 — третью и четвертую; 4’ — пятую и шестую. Осевое перемещение шестерни Зх включает задний ход. Заднюю пару шестерен легко заменить после снятия крышки картера. Этим удобно корректировать общее передаточное отношение трансмиссии. Задний конец ведущего вала используется для привода масляного насоса шестеренного типа. В качестве масляного бака служит нижняя часть картера коробки передач.

На рис. 92 показана пятиступенчатая коробка передач «Хью-ленд» для автомобилей формулы-2. Ее масса 34 кг. Шестерни первичного вала соединены с ним жестко. Шестерни вторичного вала могут вращаться на игольчатых подшипниках. Шестерня Зх при осевом перемещении включает задний ход или, посредством торцевых кулачков, первую передачу. Остальные передачи включаются осевым перемещением соответствующих кулачковых муфт.

Рис. 4. Пятиступенчатая коробка передач «Хьюленд» для автомобилей формулы 2

Автоматические трансмиссии с гидротрансформаторами на гоночных автомобилях не применяются, так как эти механизмы, с одной стороны, имеют более низкий к. п. д., ас другой — простота пользования ими не имеет столь существенного значения, поскольку гоночными автомобилями управляют опытные гонщики. Тем не менее при узком диапазоне частот вращения двигателя трансмиссия с прогрессивным изменением передаточного отношения представляет собой в принципе весьма желательный вариант конструкции.

Известны случаи успешного применения автоматических трансмиссий на мощных автомобилях спортивного типа. Повышение мощности двигателей и неудобство многоступенчатых коробок передач с ручным переключением приведут, по-видимому, к внедрению автоматических трансмиссий на гоночных автомобилях.