Para que un motor de combusti�n interna funcione de manera �ptima es necesario que trabaje dentro de un rango de caracteristicas dado; esta caracter�sticas comprenden la velocidad de revoluci�n, es decir de giro del motor en revoluciones por minuto (rpm), la potencia desarrollada, el torque o par motor y el consumo de combustible. Estas caracteristicas se agrupan en una gr�fica (correspondiente a cada motor) la cual mediante curvas describe su funcionamiento.
Para mantener estas condiciones en los motores no estacionarios (por lo general) se han desarrollado una serie de mecanismos que permiten una transmisi�n de movimiento aprovechando los cambios de velocidad de giro del motor. Dicho sistema es conocido como caja de cambios o transmisi�n, la cual act�a seg�n la necesidad y puede constar de varias marchas desde dos marchas hasta siete, utilizando en algunos casos multiplicadores que aumentan las combinaciones de las relaciones. Existen otros sistemas modernos que utilizan nuevas tecnologias, m�todos y materiales, en este grupo se encuentra por ejemplo las transmisiones constantemente variables (CVT), la cual utiliza un par de elementos c�nicos que disminuyen o aumentan la distancia; este m�dulo se centra unicamente en las tecnologias de mayor uso en el mundo: la transmisi�n autom�tica y la transmisi�n mec�nica.
Cuando se trata de una transmisi�n mec�nica se refiere a que su accionamiento lo hace directamente el usuario, mientras que en una transmisi�n autom�tica las variaciones se realizan seg�n se haya realizado una previa calibraci�n.
El principio de funcionamiento de una transmisi�n mec�nica se basa en el desplazamiento de engranajes.
Por medio de una varilla de mando, unida a un varillaje o a un sistema de guayas, se empujan o halan pi�ones que seg�n su n�mero de dientes y di�metro proporcionan una velocidad de salida del motor.
El conjunto consta de tres ejes. El primero que esta conectado directamente al motor y se conoce como eje toma y da la entrada de movimiento a la caja, a este se encuentra unido, por medio de un engranaje, el eje secundario o eje libre el cual se encarga de transmitir el movimiento a un tercero que es el que transmite el movimiento con la velocidad necesaria de salida.
Para explicar el funcionamiento completo se ha seleccionado una caja de cuatro cambios adelante con una relaci�n para marcha atr�s y un punto muerto o neutral.
En este momento el eje toma esta engranado con el eje auxiliar, pero ninguno de los pi�ones del eje de salida se encuentra en contacto con alguno de los de este ultimo.
Se utiliza para poner en funcionamiento el motor, ya que para que el mismo se mantenga en movimiento es necesario un nivel m�nimo de revoluciones. De esta forma en el punto muerto el motor no recibe ninguna carga.
El eje auxiliar engrana con el pi��n de salida, correspondiente a la primera marcha y le imprime movimiento. Dicho engranaje se realiza desplazando el pi��n de primera sobre el eje.
En esta relaci�n se logra una baja velocidad pero con una alta capacidad de arrastre, se utiliza para iniciar el movimiento.
Sobre el eje de salida se desplaza el pi��n de segunda y engrana con su correspondiente en el eje auxiliar.
En esta relaci�n se logra una mayor velocidad que en la anterior pero el motor necesita de el impulso que ha logrado en la primera marcha para continuar con el arrastre de la carga.
Nuevamente existe un desplazamiento de pi�ones sobre el eje de salida y el pi��n correspondiente a la tercera engrana en el eje auxiliar.
La variaci�n de velocidad y capacidad de carga continua con la tendencia que presenta en los dos cambios anteriores.
El eje de salida se desplaza totalmente haciendo que engrane directamente con el eje toma.
Siendo, en este caso, la ultima marcha posible se logra la velocidad final de salida y siguiendo la secuencia de los engranajes anteriores es posible el arrastre de la carga.
Entre el eje auxiliar y el de salida se interpone un peque�o eje con un pi��n inversor y hace que el sentido de rotaci�n del eje de salida sea realizada en direcci�n contraria.
Para realizar cada uno de los cambios debe soltarse temporalmente la uni�n que permite el movimiento del eje toma, esto se realiza por medio de un sistema de embrague.
Al activar el mecanismo del embrague, en el caso de la figura es por medio de pedal, se libera la uni�n que permite el movimiento del eje toma, es decir, cuando el sistema se encuentra embragado existe ransmisi�n de movimiento cuando se desembraga esta transmisi�n se detiene.
Al liberar el movimiento del eje toma la inercia existente dentro de la caja hace que los ejes sigan en movimiento, pero no es lo suficientemente alta como para evitar que las marchas se acoplen suavemente.
Para suavizar aun m�s el engranaje de los cambios se recurre a la utilizaci�n de sincronizadores los cuales son unos conos de embrague que est�n ubicados antes de los pi�ones libres y de los desplazables.
La labor del sincronizador consiste en llevar la velocidad relativa de los dos pi�ones a engranar a cero, es decir, que en el momento en que se realiza el engranaje, la velocidad de los dos pi�ones sea la misma.
Esta labor se realiza por medio de rozamiento, uniendo el collar d (rojo) y el anillo b los cuales est�n unidos respectivamente al manguito de acoplamiento h y al pi��n del engranaje a.
