Автоматическая коробка передач — Что же это такое?

Современная автоматическая коробка передач, безусловно, самый сложный компонент в автомобиле. Автоматические трансмиссии содержат механические, гидравлические и электронные системы, которые работают взаимосвязано между собой. Эта статья поможет Вам разобраться в устройстве коробки передач и процессе её обслуживания.

Эта Статья содержит четыре раздела:

1. Первый раздел даст Вам понять, что же такое АКПП;
2. Второй раздел поможет разобраться, из чего состоит и как работает автоматическая коробка передач;
3. Третий раздел посвящён определению проблем в коробке,  расскажет, что нужно делать, что бы незначительная проблема ни привела к серьёзной поломке;
4. В четвертом говориться о профилактическом обслуживании, о котором все должны знать.

Что же такое автоматическая коробка передач?

Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также его изменение по величине и по направлению. Происходит это за счет различных комбинаций и механизмов. Рассмотрим два основных типа коробок передач, основанных на том, имеет ли транспортное средство задний или передний привод.

На заднеприводном автомобиле трансмиссия крепится позади продольно расположенного двигателя. Карданный вал передаёт крутящий момент на  заднюю ось с ведущими колёсами. Передача крутящего момента в такой системе прямое движение от двигателя, через трансформатор к АКПП и на карданный вал, соединённый с дифференциалом и колёсами.
На переднеприводных  автомобилях дифференциал объединён с трансмиссией в один узел. Двигатель располагается поперечно, а коробка, присоединённая сбоку  захватывает заднею часть двигателя и непосредственно передает нагрузку на передние колеса. Крутящий момент в такой схеме  передаётся от двигателя через трансформатор к АКПП, дифференциал которой передаёт нагрузку на ведущие колёса.
Существует  множество других конфигураций включая переднеприводные транспортные средства, где двигатель установлен продольно вместо поперечного расположения, полно приводные системы, которые распределяют крутящий момента все четыре колеса, однако описанные выше разновидности, являются безусловно самыми популярными.

Менее популярной заднеприводной компоновкой, является расположение автоматической трансмиссии сзади. Используют такую компоновку,  чтобы сбалансировать вес равномерно между передними и задними колесами для улучшенной работы и управляемости. Однако реализовали данную схему редко и на старых автомобилях. Иная заднеприводная система использует расположение вех агрегатов сзади, а именно двигателя, АКПП и дифференциала. В основном реализуется на моделях фирмы “Porsche”.

Компоненты трансмиссии

Современная автоматическая коробка передач состоит из различных компонентов и систем, которые разработаны, чтобы гармонично работать в сложной системе механических, гидравлических и электронных элементов. Мы попытаемся как можно проще описать узлы автоматической трансмиссии, но, возможно, некоторые  моменты останутся вам непонятными в виду сложности их восприятия.
Главные компоненты, из которых состоит  автоматическая коробка передач, включают:

• Планетарные ряды, предназначенные для получения большого диапазона передаточных чисел.
• Гидравлическая система, основой которой является гидравлический блок АКПП, использующий нагнетённое  под давлением масло,
  для управления планетарными рядами через фрикционные тормозные элементы.
• Фильтры и прокладки, использующиеся, для фильтрации гидравлической жидкости и воспрепятствованию её утечки.
• Гидравлический трансформатор, передающий крутящий момент от вала двигателя на первичный вал АКПП. А при этом повышая крутящий момент для исключения потерь при проскальзывании в жидкости.
• Электронный модуль управления и другие электрические компоненты предназначенные для управления трансмиссией.

Планетарный ряд

В автоматических трансмиссиях механическая часть работает в постоянной связке в отличие от механических коробок передач. Это условие возможно при использовании планетарных рядов, которые дают возможность получения различных передаточных чисел.

Простой планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, орбитальной шестерни и двух или более сателлитов. Солнечная шестерня  находится в постоянном зацеплении с сателлитами. Сателлиты свободно вращаются на осях, которые закреплены в водиле. Зубчатое колесо внутреннего зацепления, называемое большим центральным колесом, эпициклом, короной или кольцом, находится в постоянном зацеплении с сателлитами и окружает всю конструкцию.

Следует отметить, что малое центральное колесо, водило и большое центральное колесо вращаются относительно одной общей оси, в то время как сателлиты   планетарной передачи вращаются относительно собственных независимых осей. Название планетарного механизма происходит от сателлитов.

Они могут вращаться относительно своих осей и в то же самое время вместе с водилом вращаются относительно малого центрального колеса. Иллюстрация показывает, как устроен простой планетарный механизм, описанный выше. Входной вал связан с большим центральным колесом (Синий), выходной вал связан с водилом  (Зеленый), которое также связано с фрикционным пакетом сцепления.

Малое центральное колесо связано с барабаном (желтый), который также связан с другой половиной пакета сцепления. Тормозная лента обозначена полосой за пределами барабана (красный), которая может быть сжата, когда потребуется, предотвратить вращение барабана и малого центрального колеса вместе с ним. Пакет сцепления используется для зацепления водила с малым центральным колесом, что заставляет их вращаться с одинаковой скоростью.

Если пакет сцепления и тормозная лента активированы одновременно, то система находится в нейтральном положении. Вращение входного вала передается на сателлиты, связанные с  малым центральным колесом, но так как оно не зафиксировано, вращение на выходной вал не передаётся.  Для передачи крутящего момента, активируется тормозная лента, чтобы зафиксировать центральную малую шестерню от перемещения. Для перехода на более высшее передаточное отношение распускается тормозная лента и зажимается пакет сцепления, который заставляет вращаться выходной вал с такой же скоростью как и входной. Много других комбинаций возможно с использованием двух или более планетарных рядов соединённых в разные вариации для достижения различных передаточных отношений.  

Некоторые последовательности позволяют создавать четырех, пяти, шести, семи и даже восьми ступенчатые АКПП. На современных транспортных средствах, управлением последовательности передачи крутящего момента в коробке контролирует электронный блок управления.

Пакеты  фрикционных дисков

Пакет сцепления состоит из дисков, которые установлены в барабане. Половина дисков – сталь и имеют выступы, которые входят в пазы на внутренней части барабана. Другая половина представляет собой диски с фрикционным материалом, которые имеют выступы на внутренней части, соответствующие пазам на наружной поверхности смежных втулок. Для сжатия пакета сцепления на дне барабана установлен поршень, который активируется давлением масла и заставляет металлические и фрикционные диски сжаться и передавать крутящий момент.

Обгонная муфта

Используется для соединения звеньев планетарных механизмов с картером коробки передач используется обгонная муфта с роликами или специальными сухариками. Принцип работы построен на их заклинивании при вращении в определённом  направлении. Муфты свободного хода используются преимущественно для улучшения качества включения, поскольку время их срабатывания гораздо меньше времени срабатывания ленточного или дискового тормоза.

Помимо улучшения качества включения она позволяет двигаться транспортному средству накатом без использования режима торможения двигателем. Представляет собой стальной ремень с фрикционным материалом, расположенным на внутренней поверхности. Один конец ленты зафиксирован в картере трансмиссии, в то время как другой конец связан с сервоприводом. В определенное время масло поступает в серво-привод под давлением, который в свою очередь  сжимает ленту вокруг барабана, препятствуя его вращению.

Гидравлический трансформатор

На автоматических коробках передач роль механического сцепления выполняет гидротрансформатор. Трансформатор работает по принципу вентилятора, например если два вентилятора поставить друг напротив друга и один подключить к питанию, то поток воздуха направленный на второй вентилятор заставит его вращаться.

Отличие для трансформатора – то, что вместо того, чтобы использовать воздух, он использует гидравлическую жидкость, чтобы быть более эффективным.
Трансформатор – сформированное устройство, которое установлено между двигателем и трансмиссией.

Внутри трансформатор состоит из:

1. насосного колеса;
2. турбинного колеса;
3. статор.

Насосное колесо установлено непосредственно к  картеру конвертора, который в свою очередь крепиться болтами  к коленчатому валу двигателя, и вращается с частотой вращения двигателя. Турбинное колесо связано с входным валом АКПП.  Статор установлен с обгонной муфтой так, чтобы он мог свободно вращаться только в одном из направлений. Выше перечисленные элементы оснащены лопастями, чтобы точно направлять поток гидравлической жидкости через конвертор и благодаря этому передавать крутящий момент от двигателя к трансмиссии.

С началом работы двигателя трансмиссионная жидкость поступает в насосную секцию, где под действием центробежной силы направляется на турбинное колесо которое придаёт дополнительное вращение потоку масла.  Двигаясь по кругу гидравлическая жидкость возвращается к центру турбины, где она входит в статор. Если вращение турбинного колеса значительно медленнее насосного, то жидкость будет поступать на передние лопасти статора, которые активируют на статоре обгонную муфту  препятствующею его вращению. Проходя через неподвижный статор, масло направляется его лопастями в насосную зону, под углом обеспечивающим увеличение крутящего момента.

Поскольку скорость турбинного колеса превосходит обороты насосного, жидкость, проходя через лопасти статора заставляет его вращаться в том же направлении, в котором работают насос и турбина. С возрастанием количества оборотов все три элемента начинают работать  приблизительно с одной частотой.

Начиная с 80-х годов, для достижения большей экономии топлива, гидротрансформаторы начали оборудовать системой блокировки (механический режим), суть которой заключается в жесткой связи турбинного и насосного колёс вместе. Активация происходит приблизительно на скорости 70 км/ч и более. Процессом блокировки гидравлического трансформатора управляет ЭБУ трансмиссии, который подключает ее, в основном, начиная с третьей передачи используя электро-магнитный клапан как управляющий элемент.

Гидравлическая система

Гидросистема – сложный лабиринт каналов и труб, которые подводят трансмиссионную жидкость под давлением к элементам внутри АКПП, а так же к гидротрансформатору. Фактически, большинство компонентов АКПП постоянно находятся в трансмиссионной жидкости, включая пакеты сцепления и тормозные ленты, т.к. фрикционные поверхности работоспособны только находясь в масле.  Рисунок показывает систему от простой трехступенчатой автоматической трансмиссии 60-х годов. Более новые системы намного сложнее и объединены с компьютеризованными электронными деталями.

Гидравлическая жидкость в автоматической трансмиссии предназначена для различных функций, включая активацию элементов,  смазку и охлаждение. В отличие от двигателя который использует масло прежде всего для смазки, в трансмиссии большинство элементов функционируют благодаря подаче на них жидкости под давлением.

Устройство гидравлической системы АКПП очень похоже на сердечнососудистую систему человека (даже масло красного цвета), где даже несколько минут нехватки давления может быть вредным или даже фатальным для жизнедеятельности. Чтобы держать трансмиссионную жидкость в пределах нормальной рабочей температуры, часть её проходит через кулер или сектор в основном радиаторе охлаждения. Пройдя через эту систему, масло охлаждается и затем возвращается в трансмиссию.

Масляный насос

Насос трансмиссионного масла (не путаем с насосным колесом в трансформаторе) ответственный за подачу масла под давлением, которое требуется для работы АКПП.

Он установлен в передней части картера трансмиссии и непосредственно связан с гидротрансформатором и входным валом трансмиссии. Насос производит давление всякий раз, когда двигатель работает и пока есть достаточный уровень трансмиссионной жидкости. Масло поступает в насос через фильтр, который расположен в поддоне. Затем трансмиссионная жидкость подводится к гидравлическому блоку и другим компонентам АКПП.

Гидравлический блок

Гидравлический блок – второй центр контроля автоматической трансмиссии после электронного блока. Он состоит из лабиринтов каналов  и отверстий, которые подводят масло к многочисленным клапанам управляющим пакетами сцеплений и тормозными лентами. Каждый из клапанов в гидравлическом блоке имеет определенное предназначение и соответствующие название. Например, клапан 2-3 активирует повышение со второй передачи на третью, а клапан 3-2 задействуется, когда потребуется понизить передачу соответственно.

Еще один немало важный элемент гидравлического блока – мануальный клапан. Он связан с рукояткой переключения передач  и открывает, и перекрывает  различные каналы в зависимости от того, в каком положении находится рычаг. Когда Вы помещаете рукоятку в режим D (drive), мануальный клапан направляет масло к фрикционным пактам, которые активируют первую передачу.

На трансмиссиях оборудованных ЭБУ, в устройство гидравлического блока так же будут входить электронные регуляторы давления (соленоиды), которые установлены в корпусе гидроблока, чтобы управлять подводом масла к соответствующим пакетам сцепления и фрикционным лентам под управлением компьютера, который более точно оптимизирует точки переключения.

Электронный блок управления

ЭБУ трансмиссии используют датчики на двигателе и автоматической коробке, чтобы контролировать информацию о положении дросселя, скорости автомобиля, частоте вращения двигателя, нагрузке, положении педали тормоза и т.д., для просчета  точек переключения передач.

Как только компьютер обработает эту информацию, он посылает управляющие сигналы на  электронные регуляторы давления (соленоиды). Они распределяют масляный поток к соответствующему фрикционному пакету или сервоприводу, чтобы осуществлять переключение. Компьютеризированные автоматические трансмиссии могут адаптироваться под Ваш стиль вождения и постоянно приспосабливаться к нему так, чтобы каждое переключение происходило максимально близко к желанию водителя.

Спортивные модели авто с АКПП выпускают с опцией “типтроник”, с помощью которой водитель может сам контролировать момент переключения передач подобно механической трансмиссии. Для реализации данного режима на кулисах появилось дополнительное положение, в котором можно переведя рычаг в одном или другом направлении, повысить или понизить передачу по желанию.

Компьютер контролирует этот процесс, чтобы удостовериться, что водитель не включит передачу, которая может перегрузить двигатель и повредить его. Другое преимущество «умных» трансмиссий состоит в том, что они имеют само диагностический режим, который может обнаружить неисправность на начальной стадии и предупредить Вас с помощью индикаторной лампочки на приборной панели. Мастер всегда может, подключив соответствующие диагностическое оборудование, считать коды неисправностей, которые помогут точно определить проблему.

Сальники и прокладки

Автоматическая коробка передач содержит комплект сальников и прокладок, для предотвращения вытекания масла из картера коробки. Сальники обычнопроизводятся из резины и используются, чтобы воспрепятствовать вытеканию масла около движущихся  элементов, таких как вращающийся вал. В некоторых случаях резине помогает пружина, которая держит сальник плотно с поверхностью вала.   Передний сальник уплотняет отверстие где гидротрансформатор входит а автоматическую трансмиссию. Он позволяет трансмиссионной жидкости свободно перемещаться от трансформатора к трансмиссии, но не вытекать. 

Прокладка – тип уплотнения, используемый для неподвижных деталей, которые закреплены  вместе.  Для изготовления прокладок используются такие материалы как бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл. Общий пример – резиновый кольцевой уплотнитель, который  изолирует ось позиционера. Её Вы перемещаете, когда выбираете режим АКПП (P, R, N, D). Другим примером, который характерен для большинства трансмиссий, является прокладка масляного поддона. Фактически, уплотнение требуются везде, где возможны утечки гидравлической жидкости из трансмиссии.

Выявление неисправностей до поломки коробки

В  процессе эксплуатации автоматической коробки передач следует наблюдать за уровнем масла и за отсутствием его утечки. При появлении подтеков или луж масла под вашим авто следует обратиться в автосервис для локализации утечки,  если уровень трансмиссионной жидкости падает ниже отметки минимума, возможно Ваша АКПП серьезно повреждена.  

Проверяйте цвет и запах  масла. Трансмиссионная жидкость – прозрачная и красная, если она мутная или грязная, или у нее горелый запах, Вам следует обратиться в соответствующую ремонтную мастерскую, где, скорей всего, специалист посоветует Вам заменить масло, либо ремонтировать Вашу АКПП.  Следите за появлением новых шумов, вибрации или нестандартного поведения трансмиссии. Современные АКПП должны осуществлять переключение гладко без толчков. Если переключения не устойчивые или Вы слышите шумы при работе трансмиссии, то ее следует незамедлительно проверить выполнив  квалифицированною диагностику. 

Если устранять неисправность на начальном уровне, то ремонт может обойтись менее дорогостояще, чем капитальный  ремонт коробки. Даже если вы не готовы к ремонту в данный момент, Вы как минимум, должны ее продиагностировать. Специалист даст Вам рекомендации по эксплуатации Вашей поврежденной АКПП до ее ремонта.

Обслуживание

Трансмиссионное масло в Вашей АКПП требует периодической замены. Интервал, которой находится в пределах от 25000 до 150000 км. Большинство экспертов по автоматическим трансмиссиям рекомендуют производить обслуживание трансмиссии каждые 40000 км. Эта работа требует определённых знаний устройства и обслуживания коробок передач, поэтому не рекомендуется производить её самому.

После снятия поддона специалист может сделать вывод о внутреннем состоянии агрегата по наличию металлического налёта и другой грязи на магнитах и внутренней части поддона. В большинстве случаев, во время выполнения процедуры замены масла, приблизительно только половина жидкости может быть слита из трансмиссии. Это обусловлено конструктивными особенностями автоматической коробки передач и гидротрансформатора. Полная замена возможна только при полной разборки трансмиссии.

Необходимость периодичной замены трансмиссионной жидкости обусловлена частичностью ее замены. Будучи на дилерских станциях или читая дилерские мануалы по эксплуатации авто, некоторые клиенты задают вопрос, о тои что многие современные АКПП являются не обслуживаемыми во время всего периода эксплуатации.

Следует четко понимать, что для автомобилей бывших в употреблении, которыми в основном заполнен наш рынок, период эксплуатации, на который рассчитан автомобиль, давно закончен в первичных странах. Масло в таких АКПП имеет грязный оттенок и неприятный запах, хотя коробка еще работает, поэтому при больших пробегах в таких авто, период замены масла определен через каждых 60000 км.

Поделиться:

Устройство коробки передач Ваз 2110, Ваз 2111, Ваз 2112

Автолюбителю

Ремонт кпп, руководство по сборке и разборке коробки автомобиля лада 2110, порядок замены сальников своими руками, руководство по ремонту привода ваз 2111, ваз 2112, ваз 2110. Инструкции по ремонту коробки лада 2110. Ремонт сцепления, дифференциал, привода лада 2112 Коробка передач 1 – задняя крышка картера коробки передач 2 – ведущая шестерня V передачи 3 – шариковый подшипник первичного вала 4 – ведущая шестерня IV передачи первичного вала 5 – первичный вал 6 – ведущая шестерня III передачи первичного вала 7 – картер коробки передач 8 – ведущая шестерня II передачи первичного вала 9 – шестерня заднего хода 10 – промежуточная шестерня заднего хода 11 – ведущая шестерня I передачи первичного вала 12 – роликовый подшипник первичного вала 13 – сальник первичного вала 14 – сапун 15 – подшипник выключения сцепления 16 – направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления 17 – ведущая шестерня главной передачи 18 – роликовый подшипник вторичного вала 19 – маслосборник 20 – ось сателлитов 21 – ведущая шестерня привода спидометра 22 – шестерня полуоси 23 – коробка дифференциала 24 – сателлит 25 – картер сцепления 26 – пробка для слива масла 27 – ведомая шестерня главной передачи 28 – регулировочное кольцо 29 – роликовый конический подшипник дифференциала 30 – сальник полуоси 31 – ведомая шестерня I передачи вторичного вала 32 – синхронизатор I и II передач 33 – ведомая шестерня II передачи вторичного вала 34 – ведомая шестерня III передачи вторичного вала 35 – синхронизатор III и IV передач 36 – ведомая шестерня IV передачи вторичного вала 37 – шариковый подшипник вторичного вала 38 – ведомая шестерня V передачи вторичного вала 39 – синхронизатор V передачи 40 – вторичный вал Привод управления коробкой передач 1 – защитный чехол тяги 2 – тяга привода управления коробки передач 3 – рычаг переключения передач 4 – палец сферического рычага переключения передач 5 – обойма шаровой опоры 6 – шаровая опора рычага переключения передач 7 – буфер 8 – пружина 9 – реактивная тяга 10 – рычаг штока выбора передач 11 – рычаг выбора передач 12 – картер коробки передач 13 – картер сцепления 14 – шток выбора передач 15 – втулка штока 16 – сальник штока 17 – защитный чехол 18 – корпус шарнира 19 – втулка шарнира 20 – наконечник шарнира 21 – хомут Коробка передач – механическая, двухвальная, с пятью передачами переднего хода и одной – заднего, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода ваз 2111. Она конструктивно объединена с дифференциалом и главной передачей. Корпус коробки ваз 2111 передач состоит из трех частей (отлитых из алюминиевого сплава): картера сцепления 25, картера коробки передач 7 и задней крышки картера коробки передач 1. При сборке между ними наносят бензомаслостойкий герметик-прокладку (например, КЛТ-75ТМ или ТБ-1215). В гнезде картера находится специальный магнит, задерживающий металлические продукты износа. Первичный вал 5 выполнен как блок ведущих шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода. Вторичный вал 40 – полый (для подачи масла под ведомые шестерни), со съемной ведущей шестерней главной передачи 17. На нем расположены ведомые шестерни 31, 33, 34, 36, 38 и синхронизаторы 32, 35, 39 передач переднего хода. Передние подшипники валов 18 и 12 – роликовые, задние 3 и 37 – шариковые. Радиальный зазор в роликовых подшипниках не должен превышать 0,07 мм, в шариковых – 0,04 мм. Под передним подшипником вторичного вала 18 расположен маслосборник 19, направляющий поток масла внутрь вала. Дифференциал – двухсателлитный. Предварительный натяг в подшипниках 29 (0,25 мм) регулируется подбором толщины кольца 28, устанавливаемого в гнезде картера коробки передач под наружным кольцом подшипника дифференциала. К фланцу коробки дифференциала крепится ведомая шестерня ваз 2110 главной передачи 27. Привод управления коробкой передач состоит из рычага переключения передач ваз 2110, шаровой опоры, тяги, штока выбора передач и механизмов выбора и переключения передач ваз 2110. На винты крепления тяги и рычага к штоку выбора передач перед сборкой наносят клей для резьб ТБ-1324. Винты крепления рычага и шарнира различаются длиной, покрытием и моментами затяжки. Винт крепления рычага фосфатирован (темного цвета), длиной 19,5 мм, затягивается моментом 3,4 кгс.м. Винт крепления шарнира кадмирован (золотистого цвета), длиной 24 мм, затягивается моментом 1,95 кгс.м. В шаровую опору перед сборкой закладывают смазку ЛСЦ-15. Чтобы передачи самопроизвольно не выключались из-за осевого перемещения силового агрегата при движении автомобиля, в привод управления коробкой передач введена реактивная тяга, один конец которой связан с силовым агрегатом, а к другому концу прикреплена обойма шаровой опоры рычага переключения передач. На внутреннем конце штока закреплен рычаг, который действует на трехплечий рычаг механизма выбора передач ваз 2111. Этот механизм выполнен отдельным узлом и крепится к плоскости картера сцепления. В корпусе механизма выбора передач ваз 2112 имеются две оси. На одной установлены трехплечий рычаг выбора передач и две блокировочные скобы. Другая ось проходит через отверстия блокировочных скоб, фиксируя их от проворачивания. Одно плечо рычага выбора передач ваз 2112 служит для включения передач переднего хода, другое – для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. На оси установлена вилка включения заднего хода. В коробку передач на заводе заливают масло ТМ-5-9п, рассчитанное на 75000 км пробега. Уровень масла должен находиться между контрольными отметками на указателе уровня масла. Коробка передач сообщается с атмосферой через сапун 14, расположенный в ее верхней части. Конструкция коробки передач Замена масла в коробке Привод переключения передач Регулировка привода Установка и снятие коробки Замена сальников Разборка сборка коробки Сцепление Коробка передач Привод передних колес ВАЗ / 2110, 2111, 2112 / ремонт / трансмиссия / коробка передач / Конструкция коробки передач

Типы материалов для зубчатых колес — IQS Newsroom

Дизайн и разработка зубчатых колес очень зависят от материалов, используемых для их производства. В руководстве по разработке зубчатых колес есть три основных фактора: прочность, долговечность и стоимость. Дополнением к стоимости является тип используемых материалов и оборудование, необходимое для изготовления шестерен. Что самое удивительное в них, так это то, что они могут быть изготовлены из самых разных материалов, включая сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, чугун, железо, алюминий и пластик, причем сталь является наиболее распространенной.
Как и в случае с любым другим продуктом, первое, что нужно учитывать при выборе типа материала шестерни, — это рассмотреть ее использование. Влажные или влажные условия потребуют снаряжения, которое не ржавеет и отталкивает воду. Для использования в условиях сильного стресса потребуется тот, который может выдерживать повышенные уровни крутящего момента и сопротивления. Простые и менее сложные ситуации позволяют использовать легкие материалы, когда не требуется серьезного использования. Прежде чем сделать окончательный выбор, важно знать условия, необходимую прочность и как долго она будет использоваться.
Нержавеющая сталь всегда является хорошим выбором для различных сред, поскольку она содержит хром, который не ржавеет и может выдерживать очень напряженные условия. Очень популярно использование нержавеющей стали в парусном спорте в морской воде, поскольку она достаточно прочна, чтобы удерживать стропы и не скользить, а также обладает водоотталкивающими свойствами. Шестерни из нержавеющей стали, как правило, очень дороги, и, возможно, их необходимо специально заказывать в зависимости от их предполагаемого использования.
Наиболее распространенным типом зубчатых колес является сталь, которая используется уже много лет. Очень прочный металл, сохраняющий форму, сталь используется почти в каждом типе двигателя, поскольку она может выдерживать крутящий момент и нагрузки, создаваемые двигателями. В автомобилях стальные шестерни используются при производстве трансмиссий, поскольку сталь обеспечивает плавную передачу лошадиных сил с одной передачи на другую.
Латунь не обладает прочностью стали, но достаточно прочна, чтобы выдерживать определенные стрессовые условия. Что делает латунь такой привлекательной, так это ее блестящий внешний вид, который производит впечатление золота. Латунные шестерни обычно используются там, где требуется низкое трение и очень низкий уровень шума. Они идеально подходят для часов и замков, так как редко изнашиваются, обеспечивая высокое качество работы.
Чугун — отличный материал для изготовления шестерен. Он служит долго и может быть отлит в сложные формы путем литья. Его главная привлекательность заключается в способности выдерживать сжимающую силу. Эта особенность делает его очень прочным и долговечным, что является важным качеством для зубчатых передач.
Пластик стал широко использоваться в различных отраслях промышленности, включая производство зубчатых колес. Первое, что приходит на ум при анализе пластика, это его низкая стоимость, которая в несколько раз меньше, чем у других материалов. Шестерни, изготовленные из пластика, легкие, устойчивые к ржавчине, очень тихие и могут быть отлиты в различных размерах и формах. В зависимости от проекта и требуемого допуска пластиковые шестерни могут идеально подойти. Использование пластика охватывает весь спектр производства от игрушек до автомобилей и огромных грузовиков.
Алюминиевые шестерни, такие как нержавеющая сталь и латунь, устойчивы к ржавчине, невосприимчивы к влажным условиям и долговечны. Этот тип передач обычно предназначен для ненапряженных условий, требующих надежности. Они обычно находятся в копировальных машинах, игрушках и системах, которые подвергаются воздействию элементов.
Общее назначение шестерёнок — изменить направление энергии. Использование, о котором известно большинству из нас, заключается в трансмиссии автомобиля, где он переключается с одной передачи на другую по мере ускорения автомобиля. В данном случае это передача лошадиных сил по мере того, как автомобиль набирает скорость. Тип снасти зависит от ее назначения. В условиях высокого крутящего момента требуются шестерни, способные выдерживать экстремальные нагрузки и тягу. По мере уменьшения величины натяжения для этого типа шестерни потребуется меньшая прочность и более легкие материалы.
Независимо от функции шестерни содержатся в коробке передач, прикрепленной к валу и переплетенной с другой шестерней. Существует несколько различных типов редукторов в зависимости от выполняемой работы. Наземные редукторы, изготовленные из нержавеющей стали, титана или никеля, довольно распространены и используются в авиационной промышленности. Когда редуктор проектируется, редуктор или корпус должны быть определены в процессе.
При выборе типа коробки передач необходимо учитывать несколько факторов. Основным фактором при выборе является то, насколько хорошо зацепляются зубья шестерен. Когда это происходит правильно, коробка передач будет иметь максимальную производительность и сможет выдерживать любой крутящий момент, приложенный к ней. Зубья шестерен действуют подобно крошечным рычагам, вращаясь друг против друга. Эффективное создание сетки повышает производительность, устраняет напряжение и предотвращает проскальзывание. Эту динамику можно измерить с помощью стационарного параметрического анализа, который определяет качество сетки во время цикла передачи.
Хотя шестерни находятся в центре коробки передач, вокруг валов, к которым прикреплены шестерни, расположены втулки и подшипники. Точность передачи сильно зависит от максимально возможного качества этих двух частей. Их необходимо правильно смазывать и обслуживать, чтобы обеспечить максимальную производительность. Как и все детали, подшипники и втулки должны быть проверены. Существует множество методов, которые можно использовать для обеспечения их правильного размещения и бесперебойной работы. Конические редукторы
используются для прямоугольных редукторов, которые представляют собой редукторы скорости с валами, расположенными перпендикулярно друг другу. Конфигурация этих шестерен зависит от угла между двумя шестернями, который может составлять 90 градусов или меньше. Эти редукторы обычно имеют два выступающих вала с одной или двумя шестернями, прикрепленными к каждому валу. Как и во всех аспектах технологии зубчатых передач, конструкция редуктора зависит от его конечного применения.
До изобретения зубчатой ​​передачи, много веков назад, передача энергии состояла из вращения двух колес друг о друга, что создавало нежелательное трение и проскальзывание. Введение шестерни позволило обеспечить плавную передачу энергии, а также избежать проскальзывания. Это единственное простое изобретение стало центром механической технологии и является главным фактором при разработке большинства устройств.

Что внутри коробки передач F1 (и как она работает)

Видео

Транскрипция

Привет, я Скотт Мэнселл. В этом видео я собираюсь взглянуть на то, что внутри этой коробки передач Формулы-1, и немного объяснить, как она работает. Сегодня я в мастерской Mansell Motorsport, которая восстанавливает и ухаживает за многими автомобилями Формулы-1 с середины 90-х до середины 2000-х годов. Они были достаточно любезны, чтобы дать мне эту коробку передач Jordan F1 1997 года, чтобы я мог открыть ее и посмотреть, как на самом деле работают ее внутренние компоненты.

Прежде чем я приступлю к разборке этой коробки передач, я думаю, важно понять положение коробки передач в самой машине Формулы-1. Как вы знаете, в передней части болида Формулы-1, где сидит водитель, у нас есть ванна, сделанная из углеродного волокна. Затем, за этим, на четырех шпильках, мы прикручиваем двигатель прямо к баку. За двигателем у нас есть коробка передач, прикрепленная болтами непосредственно к двигателю. Все эти части являются ударными членами. Они являются частью шасси, а это означает, что задняя подвеска фактически прикручена болтами непосредственно к коробке передач.

Это передняя часть корпуса редуктора. Он сделан из литого магния. Вы можете увидеть этот входной вал внизу, вот здесь. Он подключен непосредственно к двигателю, и через него мощность передается от двигателя на промежуточный вал коробки передач.

Что касается переключения передач, нам нужно обойти коробку передач сбоку. Здесь вы видите сменный цилиндр. Водитель делает запрос на переключение с помощью лепестков на рулевом колесе, либо вверх, либо вниз. Затем он проходит через GCU. Цилиндр переключения здесь, который в данном случае является пневматическим с воздухом, либо переключает передачи вниз, либо вверх коробки передач.

Если я просто поставлю эту ручку сюда, если вы посмотрите на конец цилиндра, вы увидите, как он движется. Очевидно, что сила будет исходить с этой стороны и будет переключать передачи вверх или вниз. Прежде чем мы сможем добраться до блока передач, мне нужно снять корпус заднего дифференциала. В этой части коробки передач и корпуса заднего дифференциала, шестерня дифференциала и дифференциал будут находиться здесь. В стороне здесь идет карданный вал. У нас есть карданные валы, которые затем выходят на стойки, которые затем, очевидно, прикрепляются к колесам, и поэтому мощность может проходить через коробку передач, дифференциал и на гусеницу.

Теперь я снял все гайки с корпуса дифференциала. Пора попробовать снять. Теперь вы можете видеть, что я открыл корпус дифференциала справа от корпуса коробки передач. Здесь вы можете видеть, что это главный вал, который выходит из верхней части редуктора. Эта шестерня, эта коническая шестерня, приводит в движение эту шестерню, которая затем, очевидно, соединяется с этой шестерней, которая затем идет сзади на шестерню дифференциала и вращается здесь, которая затем идет на приводные валы, которые затем, очевидно, к стойкам, и через колеса, и на гоночную трассу.

Здесь, прямо наверху, внутри картера редуктора, находится масляный бак редуктора. Вы можете видеть, что здесь есть отверстие. Ну, кроме того, если вы представите здесь, как вот здесь шестерня дифференциала ходит по кругу именно в этом положении здесь, то все масло, которое собирается, затем сбрасывается в масляный бак коробки передач, а затем распределяется по остальной части коробки передач.

Если приглядеться, вот эти гайки и снимаем масляный бак сверху. Кассета должна выйти здесь. Здесь у нас главный вал, а внизу промежуточный вал, который я объясню, как только мы его вытащим, так как это будет немного проще объяснить, когда вы увидите все движущиеся части.

Поехали. Давайте посмотрим на эти шестерни.

Прежде всего, вы можете видеть здесь, что у нас есть промежуточный вал, который проходит снизу. Это вращает главный вал, который проходит здесь. Промежуточный вал соединен с двигателем, двигатель выходит отсюда и приводит в действие этот промежуточный вал. Теперь ни одна из шестерен здесь на самом деле не отворачивается от вала. Они насажены непосредственно на сам вал. Судя по их размеру, здесь он самый маленький, видно, что это первая передача, эта пара шестерен. Это вторая здесь, а затем мы прыгаем здесь, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая с этими передачами вот здесь. Мощность двигателя приводит в движение промежуточный вал, который затем вращает все шестерни на этом верхнем валу.

Я только что поставил этот кусок дерева на место, чтобы вы могли видеть, как вращаются шестеренки. Здесь мы видим, потому что все шестерни вращаются свободно, вы представляете, какая мощность двигателя поступает сюда, мы крутим все шестерни, но с левой стороны ничего не идет в дифференциал. Здесь вы можете видеть, что автомобиль или коробка передач на самом деле находятся в нейтральном положении, потому что здесь нет мощности или привода, поступающего на заднюю часть коробки передач и направляющегося на дифференциал.

Как мы на самом деле переключаем передачи? Ну, я показывал вам ранее цилиндр переключения снаружи коробки передач, который перемещается вперед и назад, а затем переключает механизм переключения. Ну, через внутренности коробки передач, которые на самом деле связаны с этим. Это ствол и селекторный вал здесь. Когда сдача проходит через цилиндр сдачи, она на самом деле поступает сюда и перемещает эту бочку, вокруг которой затем перемещается эта часть, которая является вилкой селектора.

Двигатель запущен. Здесь мощность передается на промежуточный вал, шестерни крутятся на главном валу вверху, а вот шестерня сзади, главный вал на самом деле не вращается. Это просто шестерни, которые крутятся наверху главного вала, мы в нейтральном положении. Затем водитель переключает передачу, и он переходит на первую передачу. Вы можете видеть, как здесь перемещается вилка селектора, и здесь мы включаем первую передачу. Позвольте мне смоделировать движение двигателя. Снова поднимите вал. Вы можете видеть, что шестерня, главный вал теперь вращается до упора, мы в передаче. Затем водитель выбирает другую передачу, вилка селектора перемещается, и мы включаем вторую передачу. Извините, он просто выпал. Теперь сзади видно, что главный вал снова крутится. Затем мы повышаем еще одну передачу, и если вы посмотрите на эту вилку переключателя, мы переходим на третью передачу, и снова все заблокировано на этом основном стволе, и мы включаем третью передачу. Снова на четвертом, вы можете видеть, как эта вилка переключателя перемещается между четвертым, пятым, шестым и седьмым. Мы включаем седьмую передачу, шестую передачу, пятую передачу, четвертую передачу, третью передачу, вторую передачу, а первая передача только что пошла от собаки к собаке.

Это действительно хороший способ показать это. Вы можете видеть, что мы перешли от первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого. Вы можете видеть, что время, очевидно, абсолютно идеальное. Когда мы переходим с одной передачи на вторую — теперь посмотрите на эту вилку переключателя и на эту вилку переключателя. Здесь мы идем от второй, которая затем переходит в нейтральное положение между этими двумя собаками. Затем включается третья передача. Затем он отходит от собачек и отключает эту передачу непосредственно перед тем, как четвертая вилка переключателя перемещается и включает четвертую передачу, и снова процесс продолжается до конца. Это абсолютно красивый образец инженерной мысли, который вы можете увидеть там.

Чтобы лучше объяснить шестерни на главном валу, который является более сложным из двух валов. Я пошел и взял с полки несколько запасных. На промежуточном валу вы можете видеть здесь, что эта ступица имеет шлицы. Главный вал имеет такие шлицы, и эта ступица надевается на главный вал. Тогда вы можете видеть здесь, что мы также имеем шлицы снаружи ступицы. Эти шлицы предназначены для того, чтобы это собачье кольцо могло надеваться сверху и оставаться с движениями из стороны в сторону, боковыми движениями из стороны в сторону, но оставаться соединенным и может приводить в движение шестерню, прикрепленную к этой втулке.

Затем на этой части ступицы у нас есть подшипник, как вы можете видеть здесь, который вращается, а затем у нас есть шестерня, которая проходит через подшипник. Как вы могли видеть ранее, шестерня на самом деле, позвольте мне просто удалить это собачье кольцо, шестерня на самом деле не соединена со ступицей. Он не приводится в движение все время валом. Затем, когда мы надеваем собачку, и вот как мы можем переключать передачу, чтобы выбрать вилку, которую я показывал вам ранее, и на самом деле она проходит по собачке вот так. Вилка переключателя перемещается, а затем включает шестерню, а это означает, что шестерня затем приводит в движение вал, который затем идет прямо к дифференциалу и может приводить в движение задние колеса.