Принцип работы коробок передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

• картера;
• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
• дополнительного вала и шестерни заднего хода;
• синхронизаторов;
• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
• рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

• 4-ступенчатую;
• 5-ступенчатую;
• 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

• двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества	Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание	Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью	Возможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

• выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
• при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
• при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр.

Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

• отпустить педаль газа;
• левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
• рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
• аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Как работает механическая коробка передач

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки.

В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.


«Механика уходит в прошлое?»: разбираем пять основных коробок передач вместе с автоэкспертами | v1.ru

Все новости

У парня даже прав не было: на въезде в Волгоград 18-летний юноша на «четырнадцатой» вылетел навстречку

В России обсуждают всеобщую мобилизацию. Что говорят об этом власти, юристы и военные эксперты

«Вы можете не догадываться о ее присутствии»: откуда берется грыжа диска и почему от нее страдает молодое поколение

Хозяина искали долго: в Новокомарово Волгограда едва не повторилась трагедия со взрывом газа

«Запаслись на год вперед»: почему из аптек пропали популярные препараты и какие лекарства россияне покупают чаще всего

Гектары моркови уничтожены: под Волгоградом фермеры просят чиновников приехать на поля с погибшим урожаем

Будут ли в этот раз выплаты школьникам к Новому году? Мы спросили у Госдумы

Не самый лучший день: Григорий Лепс устроил пьяную драку в Петербурге — потасовка попала на видео

В жилом доме в Ярославле взорвался газ, есть пострадавшие

«Кто-то кричал: «Папа»». После взрыва в пятиэтажке рухнули два этажа — кадры с места ЧП в Нижневартовске

«Толчок в прошлое» или как «по воле пролетариата»? В Волгограде поспорили о переименовании в Сталинград

В Волгограде сотрудники библиотеки Горького сделали новогоднюю елку в форме огромной буквы Z

Можно прокатиться «по головам»: на катке в ЦПКиО огромные смайлики закатали под лед

В Киеве могут перестать работать больницы: новости вокруг спецоперации за 4 декабря

«Он сражался до конца»: под Волгоградом погибшего на Украине разведчика представили к званию Героя России

«Он может выйти по УДО, и это меня мучает». Интервью со следователем, занимавшейся делами маньяка и людоеда

В пятиэтажке Нижневартовска прогремел взрыв, здание обрушилось. Известно о пяти погибших

«Я увидел Анюту и отключился»: как семья девушки, погибшей в ДТП с чиновником, борется за справедливость

Без вести пропали семеро, среди них — четыре ребенка: подробности взрыва дома в Нижневартовске

ФАУ, но не ракета: показываем недорогой китайский кроссовер редкой марки

«Отопления нет с начала сезона»: жители дома в центре Волгограда согреваются сплит-системами

«Я тебя угостил — надо отработать»: рассказы женщин о самых ужасных свиданиях с мужчинами с сайтов знакомств

Парижан, Эбулфез, Юцзя и еще 11 редких детских имен, которые дали новорожденным Волгограда в ноябре

Никогда так не говорите: 9 популярных родительских фраз, за которые ребенок будет вас тихо ненавидеть

Пластический хирург рассказал, о чём просят мужчины и кому откажут в операции

В Волгограде похоронят трехлетнего мальчика, погибшего при взрыве автомобиля в Новокомарово

Вперед в прошлое! Проверьте, что вы помните из девяностых

«Нападают сзади, исподтишка»: жителей Волгограда атакуют стаи бездомных собак

Хороший или плохой: почему повышается уровень холестерина, какие еще показатели важны и как за ними следить

Не всё, что на заборе, — граффити: в Волгограде начали водить экскурсии по городскому стрит-арту

Четыре женщины попали в больницу в результате аварии на юге Волгограда

Нет, это не отравление: как отличить камни в желчном пузыре от обычной боли в животе

«Где планируете делать захоронение?» Жене солдата сообщили о смерти мужа, а потом он написал из плена

«Зима без снега?»: смотрим прогноз погоды в Волгограде на ближайшую неделю

Одного дома даже нет в базах: в центре Волгограда отключат газ

В Кремле заявили об отсутствии новой информации о мобилизации в РФ: новости вокруг спецоперации за 3 декабря

«Помочь вернувшимся из зоны боевых действий»: психиатры готовятся массово лечить волгоградцев

Сгорел за пять дней: в Волгограде простятся с бывшим заместителем ГУВД по области Юлием Тарасовым

Видел Нотр-Дам и революционную Хургаду: в Волгограде бесследно исчез 43-летний мужчина

Все новости

Анализируем, что выбрать для семьи и бизнеса

org/Person»>Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Марка, модель автомобиля, цвет кузова и комплектация опций — зачастую это не самые важные моменты, на которые обращает внимание автолюбитель при покупке авто. Некоторые принципиально решают вопрос о выборе типа коробки передач: автомат, бесступенчатая коробка передач или классическая механика?


Мы постарались собрать воедино информацию об особенностях, достоинствах и недостатках, представленных на современном авторынке версий КПП. Анализ возможностей существующих трансмиссий поможет оценить надежность, эксплуатационные характеристики и потенциальный ресурс каждой из коробок передач. Такой обзор станет мини-рекомендацией для правильного и обдуманного выбора при покупке автомобиля для семьи или бизнеса.

Поделиться

Для начала давайте посмотрим, автомобили с какой коробкой пользуются спросом у россиян (по данным крупного сайта с объявлениями):


org/Person»>Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Представители: Hyundai Solaris, Lada Granta, Suzuki Vitara 1.6 MT и другие.


Напомним принцип действия механики: коробка передач разъединяется с двигателем в момент нажатия педали сцепления. Здесь водитель получает возможность включить любую передачу, соответствующую условиям движения. Этот принцип является главным плюсом МКПП, в особенности для водителя продвинутого уровня, который легко использует приемы активного управления автомобилем.

Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Преимущества механической коробки передач:

1. Отсутствие сложной конструкции в сравнении с АКПП, высокая ремонтопригодность.
2. Высокий ресурс работоспособности.
   
3. Возможность быстрого запуска даже при «севшей» батарее аккумулятора (в экстренных случаях «с толкача»).
   
4. По сравнению с автоматом более низкий расход топлива за счет отсутствия дополнительных потерь в гидротрансформаторе.
   
5. Автомобиль под полным контролем водителя.
   
6. При необходимости буксировки на дальние расстояния это не станет проблемой.
   
7. Высокая скорость переключения КПП — шанс быстрее выбраться из вязкой грязи в режиме раскачки.
   
8. Автомобили с механикой имеют более выгодную стоимость.
   

Недостатки:

1. Требует опыта — водитель-новичок, не умеющий грамотно использовать сцепление и выбирать нужную передачу, помучается с глохнущим двигателем в момент старта.
2. Риск отката назад в момент, когда автомобиль стартует на подъем.
   
3. Высокая утомляемость водителя — в условиях движения по пробкам мегаполиса постоянные переключения физически выдержит не каждый.
   

— Около двух лет катаюсь на «Витаре» (1.6 л, механика, полный привод), — пишет в своем отзыве на одном из автопорталов Павел, владелец Suzuki Vitara. — Взял в средней комплектации — GL+ (без допов). Проездил уже больше 40 000 км. Мотора хватает для того, чтобы забираться на любые горки и подъемы. Ездил в Карпаты, проблем с тягой не было вообще. Вот бы он еще был чуть резвее… «Витара» очень экономичная. В городе, например расход редко поднимается выше 8,2 литра при том, что езжу динамично. Если аккуратнее давить на газ и вовремя переключать передачи, то, думаю, можно будет легко уложиться и в 7,5 литра. Полный привод и высокий клиренс — то, что нужно для наших дорог и направлений. Где бы я ни был, отовсюду выбирался своим ходом. Чувствую себя уверенно даже на расквашенных после дождя грунтовках и в снежных сугробах. 


Представители: Renault, Datsun, Citroen и большинство «американцев».


Особенность конструкции АКПП этого типа в том, что сцепление заменено гидротрансформатором, делающим процесс переключения передач плавным и без рывков. Современные автоматы оснащены четырьмя, пятью или шестью ступенями скоростей.

Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Преимущества автоматической коробки переключения передач:


1. Оптимальный вариант для водителя-новичка, так как нет необходимости постоянно отжимать педаль сцепления.
   
2. Встроенная система блокировки отката назад в момент старта на подъем.
   
3. Риск того, что двигатель заглохнет, сведен к минимуму.
   
4. Безошибочный выбор передачи — автомат сам определяет оптимальную передачу, исходя из дорожных условий.
   
5. Без усталости — простота переключения коробки облегчает водителю жизнь при движении в плотном потоке.
   

Недостатки:


1. Сложность с проведением ремонтных работ в случае поломки АКПП: непростая конструкция, мало профессионалов-ремонтников и высокие цены на детали.
   
2. За счет работы гидротрансформатора идет увеличение расхода топлива.
   
3. Масляное «голодание» при буксировании автомобиля на длительное расстояние.
   
4. Нет возможности «с толкача» завести авто, если батарея аккумулятора оказалась разряженной.
   
5. В сравнении с механикой снижен ресурс долговечности из-за сложной конструкции самой коробки.
   
6. АКПП требует прогрева, при этом прогревается медленнее, чем двигатель.
   
7. Модели с автоматической коробкой априори дороже авто с ручной коробкой передач.
   

— Для наших дорог! Обменял по программе трейд-ин свой «Рено-Сандеро-Степвей» в июне 2018 года. «Дастером» очень доволен, — пишет Вадим о Renault Duster. — Двигатель 1,6 литра, мощность двигателя 114 лошадиных сил, вполне хватает. Расход 7,5 в смешанном цикле, что после «Степвея» очень ощущается! На трассе чувствует себя уверенно, хорошо держит дорогу, мощности двигателя хватает при обгоне. Надежная подвеска. По грязи и снегу идет, как танк, полный привод редко включаю, справляется на передке. Шумоизоляция вполне нормальная. Автомобилем очень доволен, качественный аппарат, советую! 

Представители: Honda CR-V, GEELY EMGRAND 7, Volvo XC60 и другие модели.

Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Вариатор — версия автоматической коробки переключения передач, которая успешно решает задачу создания плавности изменения крутящего момента от мотора и обеспечение ускорения автомобиля без провалов и рывков. При минимальном расходе топлива водитель получает максимальную мощность от своего авто.


Коробки CVT¹ представлены в трех разновидностях: клиноременные, клиноцепные и тороидные вариаторы. Первый тип получил наибольшее распространение при производстве транспортных средств, а последние пользуются меньшей популярностью из-за дорогостоящих комплектующих.


Преимущества вариаторов:


1. Полностью бесступенчатое ускорение и улучшенная плавность движения авто.
   
2. Экономный расход топлива происходит за счет использования по максимуму потенциала двигателя.
   
3. Простая и компактная конструкция КПП по сравнению с простым автоматом.
   
4. Создает условия для движения на максимальном крутящем моменте.
   

Недостатки вариаторов:


1. Дорогостоящий ремонт и комплектующие на данный тип КПП.
   
2. Не способен выдерживать серьёзные нагрузки и экстремальные дорожные условия.
   
3. При переключении передач создается так называемый «эффект задумчивости».
   
4. Не всегда есть возможность установить вариатор на модель с мощным двигателем.
   

— Это уже седьмая по счету машина в семье, предыдущие все были внедорожники и кроссоверы и тоже покупались новыми в салонах, — рассказывает на автопортале Игорь о Honda CR-V. — Двигатель 2,4 литра, 188 лошадиных сил, вариатор, сборка штатовская. Радует двигатель — реально экономичный (с вариатором) и малошумный. Расход по городу не превышал 7,9–8,5 литра на сотню, а по трассе (без груза и с двумя пассажирами) при скорости 120–130 км/час — не более 7,8–7,9 литра на 100 км пробега. Это, безусловно, радует, тем более что бензин 92-й по паспорту. Внешне машинка выглядит современно, с подштамповками и хромом, с красивыми дисками и на 18-й резине. 

Представители: «Лада-Веста», FIAT, Toyota и другие.


Роботизированная коробка передач — разновидность механической КПП, оснащенная автоматизированной системой переключения передач и управления сцеплением. Конструкторы робота попытались объединить сильные стороны механики и автомата: простота и легкость в управлении, умноженные на низкий топливный расход.


Преимущества робота:


1. Модели с роботизированной коробкой стоят дешевле автоматов или вариаторов.
   
2. Низкий расход топлива благодаря плавному и бесступенчатому переключению (в сравнении с классической механикой).
   
3. Возможность выводить авто из заноса «газом» или тормозить двигателем за счет жесткой связи мотора и ведущих колес.
   

Недостатки:


1. Непредсказуемое поведение роботизированной КПП на сложных участках дороги.
   
2. Резкая реакция на старте, рывки и толчки в процессе переключения передачи — причина напряженного состояния водителя, особенно в условиях плотного потока транспорта.
   
3. Высокая вероятность перегрева сцепления, что требует при остановке перехода на нейтральную передачу.
   
4. «Эффект задумчивости», способный не просто привести к раздражительности, но и создать довольно опасную обстановку, например при обгоне.
   
5. Невозможно буксировать автомобиль на дальние расстояния.
   
6. При старте на подъеме есть риск откатиться назад.
   

— Приобретал эту машину, не задумываясь, — пишет владелец Renault Logan с роботизированной коробкой передач Easy-R. — По плавности хода несколько хуже автомата. Коробка анализирует стиль езды и подстраивается. После первой тысячи километров машина стала заметно мягче и плавнее переключаться, чем в начале. Плюс проблему высоких оборотов решил режимом «эко», на котором компьютер выстаивает стиль переключения так, чтобы экономить топливо и уменьшить выбросы в атмосферу. В основном это достигается за счет переключения на меньших оборотах. По мне, так ездить на «эко» гораздо комфортнее. Гонять мне не по душе.

Представители: SKODA Kodiaq, большинство моделей Volkswagen и часть модельного ряда Mercedes-Benz, BMW и другие.

Разработчики не стали стоять на месте и постарались создать КПП, которая бы сгладила главные недостатки роботизированной коробки и объединила достоинства АКПП и механики.


Так появилась Direct Shift Gearbox (DSG), что дословно означает «коробка передач с синхронизированным сцеплением». Наличие двух дисков сцепления позволило проводить переключение передач практически мгновенно и заметно увеличить плавность работы до уровня вариатора.


Преимущества DSG:

1. Высокая экономичность расхода топлива, если сравнивать с автоматической коробкой.
   
2. Более высокий уровень комфорта (по сравнению с роботом с моносцеплением).
   
3. В сравнении с вариатором передает больший крутящий момент.
   
4. Переключение за миллисекунды.
   
5. Хорошие показатели динамики при разгоне.
   
6. Обеспечение такой же жесткой связки двигателя с колесами, как и МКПП.
   

Недостатки:


1. Меньше уровня комфорта, чем на простом автомате или вариаторе.
   
2. Затратность — стоимость автомобиля окажется выше, чем с МКПП.
   
3. Блоки управления с недостаточной надежностью.
   
4. Ограниченность ресурса на «сухом» сцеплении.
   

— Я ожидал всё что угодно, но не такой плавности трогания, — пишет владелец SKODA Kodiaq. — Передачи на SKODA Kodiaq переключаются настолько незаметно, что понять, какая передача включена, невозможно. Благо, есть табло, на котором показано, какая передача. При маневрах во дворах там часто происходит прыгание 1–2–1–2, но ощутить эти переключения невозможно. Всем своим автомобилям я всегда давал копоти. «Кадьяк» не оказался исключением, тем более в обкатку я не верю. На пробеге 150–200 км я начал давать гари до отсечки. И тут меня ждало разочарование. Это не «верховой» движок. А вот на низких и средних оборотах — это зверь.

На основании отзывов пользователей в интернете об эксплуатации всех пяти типов коробок передач автоэксперты составили сводную таблицу, где по 10-балльной шкале оценили основные параметры:

Фото: пресс-служба «Волга-Раст»

Поделиться

Выбор модели автомобиля с тем или иным типом трансмиссии зависит то того, в каких условиях чаще всего будет эксплуатироваться авто и для каких целей будет использоваться:


• сложные дорожные условия или автомобиль с серьезной мощностью — рекомендуем обратить внимание на модели с гидромеханикой от шести ступеней и выше;
• решили купить автомобиль малого или среднего класса — вариатор сделает процесс вождения максимально комфортным;
• если вы активный драйвер, понимаете толк в скоростном и маневренном управлении автомобилями, то коробка DSG вам придется по вкусу. Для спокойных поездок по городу с экономичным расходом топлива — оптимальный вариант простой робот.

И, как видно из нашего исследования, автомобили «на ручке» по-прежнему пользуются спросом на рынке, а оценка автовладельцев старой доброй механики еще долго не даст ей уйти с рынка.


1 СиВиТи

На правах рекламы

КППАвтообзорВыбор автомобиля

Увидели опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter

Новости СМИ2

Новости СМИ2

Как работает коробка передач — плюсы, минусы и принцип работы

Комментариев к записи Как работает коробка передачОпубликовано в рубрике Коробка передач Уша КальяниОпубликовано 11 мая 2021 г. 11 мая 2021 г.

Здесь вы можете получить коробку передач. Здесь мы приводим принцип работы редуктора, преимущества и недостатки и т. д.

Двигатели внутреннего сгорания работают на высоких скоростях, поэтому необходимо уменьшить передаточное число для передачи мощности на ведущие колеса, которые вращаются намного медленнее. Коробка передач обеспечивает выбор передач для различных условий движения: трогание с места, подъем в гору или движение по ровной поверхности.

Высокий крутящий момент необходим для запуска автомобиля из состояния покоя, ускорения, подъема в гору, буксировки груза и преодоления других препятствий. Но двигатель внутреннего сгорания работает в ограниченном диапазоне эффективных скоростей, что приводит к сравнительно низкому крутящему моменту. В такой ситуации за сваливание отвечает двигатель, и автомобиль отдыхает, если скорость падает ниже предельной.

Содержание

Что такое редуктор

Редуктор — это механическое устройство, используемое для увеличения выходного крутящего момента или изменения скорости (об/мин) двигателя. Вал двигателя соединен с одним концом редуктора и за счет внутренней конфигурации шестерен редуктора обеспечивает заданный выходной крутящий момент и скорость, определяемые передаточным числом.

Все компоненты трансмиссии, которые помогают передавать мощность двигателя на колеса, являются частью системы «Трансмиссия». Неотъемлемой частью которого является коробка передач. Эти компоненты включают сцепление, коробку передач, муфты, карданный вал, полуоси и дифференциал. В общем, термин «трансмиссия» обычно относится к коробке передач автомобиля. В некоторых конструкциях автомобилей коробка передач и дифференциал в сборе объединены в единый узел, который называется «трансмиссия» или «трансмиссия».

Принцип работы коробки передач

Коробка передач представляет собой узел, состоящий из различных шестерен, синхронизирующих втулок и механизма переключения передач, установленных внутри металлического корпуса. Металлический корпус, обычно изготовленный из алюминиевого или чугунного литья, вмещает в себя все шестерни. Коробка передач является частью системы «трансмиссии», поскольку шестерни играют важную роль в передаче мощности двигателя на колеса.

Редуктор в рабочем состоянии

Редуктор содержит шестерни разных размеров. Это в основном связано с различными потребностями автомобиля в отношении крутящего момента, необходимого на колесах, в зависимости от дороги, местности и нагрузки. Например, если автомобиль движется по склону, ему требуется больший крутящий момент, чем при движении по прямой дороге.

Первая передача является наиболее важной по длине в области инструментов и обеспечивает максимальный выходной крутящий момент даже при минимальной скорости. Следовательно, это мили, используемые во время пеших прогулок по склонам. Все шестерни между 1-м и закрывающим инструментами имеют разную длину с понижающим передаточным числом. Таким образом, получается различная смесь фраз тяги и скорости. Таким образом, автомобиль можно легко толкать без потери ускорения. Поле инструментов существенно улучшает управляемость автомобиля в любых условиях.

Типы коробок передач

Как правило, автомобильные коробки передач бывают двух типов

1. Механическая коробка передач

По сути, механическая коробка передач — это коробка передач, которая позволяет водителю выбирать одно из определенных передаточных чисел для оказания давления на автомобиль. Меньшие передаточные числа обеспечивают дополнительный крутящий момент, но гораздо меньшую скорость, в то время как лучшие передаточные числа инструментов обеспечивают гораздо меньший крутящий момент, но большую скорость. Различные передаточные числа обычно называют «скоростями», поэтому «шестиступенчатая» механическая коробка передач имеет шесть передаточных чисел.

В простейшем случае механическая коробка передач включает 3 вала с постоянно находящимися в зацеплении шестернями разного размера. Входной вал соединяется с двигателем через сцепление. Промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с входным валом и имеет более одной шестерни. Выходной вал соединяет промежуточный вал с карданным валом, а затем с колесами. В полноприводных и полноприводных автомобилях выходной вал сначала соединяется с корпусом переключателя. Задняя передача обычно находится на четвертом валу, чтобы влиять на альтернативное направление.

Типы механических коробок передач

Существует 3 типа механических коробок передач, используемых с момента появления трансмиссии:

• Коробка передач со скользящим зацеплением

Коробка передач со скользящим зацеплением4 использовал. В редукторе этого типа переключение передач происходит за счет скольжения шестерен по шлицевому главному валу, чтобы войти в зацепление с соответствующей шестерней промежуточного вала, одна шестерня которого находится в постоянном зацеплении с шестерней вала сцепления, чтобы передавать вращательное движение для преобразование (высокий крутящий момент или высокая скорость) в соответствии с требованиями привода, эта коробка передач требует специальной техники для переключения, которая обычно известна как двойное выключение сцепления, а также зацепление было настолько шумным и резким, что это привело к разработке новой системы коробки передач. .

Примечание — Обычно они поставлялись с 3-ступенчатой ​​механической коробкой передач.

• Редуктор с постоянным зацеплением

Редуктор с постоянным зацеплением представляет собой модифицированную версию более позднего, которая была введена с учетом ограничений более позднего, в этом типе все шестерни на главном валу, промежуточном валу и валы сцепления находятся в постоянном зацеплении друг с другом, и выбор соответствующей передачи осуществляется с помощью специальных зацепляющих устройств, известных как кулачковые муфты, которые скользят по шлицевому главному валу, чтобы выбрать соответствующую передачу по мере необходимости. привод.

Коробка передач с постоянным зацеплением Система устраняет проблему двойного расцепления и делает привод менее шумным, так как прямозубые шестерни скользящего зацепления заменяются косозубыми или коническими шестернями, но переключение передач по-прежнему не является плавным и также происходит большой износ кулачковых муфт из-за разной скорости вращения валов при зацеплении, что приводит к высоким затратам на техническое обслуживание.

Примечание – Они поставлялись с 4- или 5-ступенчатой ​​конфигурацией ручного переключения передач с 1 передачей.

• Коробка передач с синхронизатором

Коробка передач с синхронизатором — это новейший тип коробки передач, используемый десятилетиями, поскольку эта система преодолевает все ограничения, обеспечиваемые коробкой передач с постоянным зацеплением или коробкой передач со скользящим зацеплением, а также улучшает выходные характеристики механической коробки передач. система, в этом типе кулачковые муфты от коробки передач с постоянным зацеплением заменены синхронизаторами, которые сначала приводят главный вал и промежуточный вал в одинаковую скорость за счет фрикционного контакта, затем происходит зацепление соответствующей шестерни, что делает систему плавной. а также снижает техническое обслуживание коробки передач, сегодня эта система обычно поставляется с 5-ступенчатой ​​​​конфигурацией механической коробки передач с 1 задним ходом.

Примечание. Они поставляются с 5-ступенчатой ​​конфигурацией и 1 задней передачей.

2. Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач — это многоступенчатая коробка передач, используемая в автомобилях, которая не требует участия водителя для переключения передач в нормальных условиях движения. Наиболее распространенным типом автоматической трансмиссии является гидравлическая автоматическая коробка передач, в которой используется планетарный редуктор, гидравлическое управление и преобразователь крутящего момента.

Традиционная автоматическая коробка передач также называется автоматической коробкой передач с гидротрансформатором, и это наиболее часто используемая технология автоматического переключения передач в большинстве автомобилей. Он использует гидравлическую муфту или преобразователь крутящего момента для преобразования передач вместо сцепления.

Типы автоматической коробки передач

Автоматическая коробка передач состоит из четырех типов, перечисленных ниже.

• Автоматическая механическая коробка передач (АМТ)

Возможно, вам хорошо знакомо это название, так как это одна из наиболее распространенных автоматических коробок передач, доступных в Индии. Самый успешный на индийском рынке, но это не делает его лучшим.

Автоматизированная механическая коробка передач использует множество гидравлических систем, связанных с ECU, который переключает передачи в зависимости от текущих оборотов автомобиля. Это механическая коробка передач, которая работает сама по себе, отсюда и название. Большинство автомобилей предлагают вам возможность игнорировать автоматическое переключение передач и позволяют переключать передачи вручную.

Использование той же системы, что и механическая коробка передач, делает ее более дешевой и менее сложной в эксплуатации. Затем ECU управляет гидравлическими системами, присутствующими внутри двигателя. ЭБУ с установленными на заводе показаниями переключения передач на определенных оборотах заставляет гидравлические системы работать, переключая передачи.

• Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

Бесступенчатая трансмиссия — перспективная система автоматической трансмиссии в Индии. Бесконечное передаточное число является его самым большим преимуществом перед другими вариантами трансмиссии.

Бесступенчатая трансмиссия или бесступенчатая трансмиссия использует ремни и шкивы для обеспечения бесконечного передаточного числа. В случае с бесступенчатой ​​трансмиссией эффективность использования топлива является лучшей в классе, поскольку двигатель всегда работает на таких оборотах, при которых он будет эффективен благодаря бесконечному передаточному числу, изменяющемуся при необходимости.

• Коробка передач с двойным сцеплением

С несколькими сцеплениями, валами и шестернями, Трансмиссия с двойным сцеплением может быть одной из самых сложных систем трансмиссии. Это дает каждому быстрому переключению передач по производительности, равной трансмиссии с двойным сцеплением. Трансмиссия с двойным сцеплением медленно растет на индийском рынке. Коробка передач с двойным сцеплением, получившая разные названия от разных компаний, использует ее, и это основные названия, под которыми она известна. Volkswagen называет это DSG, Porsche PDK.

Dual Clutch Transmission простыми словами можно описать как две механические коробки передач, которые управляются автоматически. Работа намного сложнее, так что давайте приступим к ней.

• Интеллектуальная механическая трансмиссия (iMT)

Другой вариант автоматизированной механической трансмиссии Интеллектуальная механическая трансмиссия (это название уже не опечатка) дополнительно использует ведущую трансмиссию в качестве своей основы и делает ее автоматической. В случае с интеллектуальной механической коробкой передач вы управляете коробкой передач, как и обычная механическая коробка передач, но вы управляете передачами в то же время, когда автомат управляет сцеплением.

Если вы помните, самой большой проблемой AMT было случайное переключение передач. Однако интеллектуальная механическая коробка передач выявляет эту ошибку и предоставляет вам полный контроль над переключением передач. Эта точка соприкосновения между механической коробкой передач и автоматической коробкой передач обязательно понравится любому любителю механической коробки передач.

С помощью датчика намерения на рычаге переключения передач iMT Hyundai знает, когда вы собираетесь переключить передачу. Когда датчик получает показания от TGS, он приводит в действие сцепление, тем самым готовясь к переключению передач. Это позволяет водителю переключать передачи, не заботясь о сцеплении, так как оно автоматически выжимается самой машиной.

Преимущества

• Мгновенное передаточное число является постоянным, а рабочая стабильность высокой;
• Принята некруглая передача, и мгновенное передаточное отношение может быть рассчитано в соответствии с требуемым правилом изменения;
• Широкий диапазон изменения передаточного отношения, подходящий для замедления или увеличения скорости передачи;
• Большой диапазон окружных скоростей редуктора.
• Эффективность трансмиссии высока, особенно цилиндрическая зубчатая пара с высокой точностью.
• Простота обслуживания.

Недостатки

• Вибрация, удары и шум при работе, а также создание динамической нагрузки.
• Без защиты от перегрузки.
• Когда требуется высокая точность нарезания зубчатых колес или зубья специальной формы, необходимы высокоточные станки, специальные фрезы и измерительные инструменты, чтобы обеспечить сложность производственного процесса и высокую стоимость.

Как работает коробка передач (трансмиссия)?

Преобразование скорости и крутящего момента происходит в коробках передач за счет расположения шестерен или шкивов разных размеров.

• 1 Преобразование скорости
  • 1.1 Коэффициент трансмиссии
  • 1,2 Пеховой привод
  • 1,3 привод для ремня и привод цепного привода
• 2 Стадии передачи
• 3 Формы трансмиссии.
• 4.2 Ременная передача

Преобразование скорости

Как объясняется в статье Что такое трансмиссия (коробка передач) и для чего она используется?, трансмиссии используются, помимо прочего, для установки скорости на желаемое значение. Такое преобразование скорости становится очевидным при взгляде на анимированную зубчатую передачу ниже. В этом случае скорость снижается от передачи к передаче.

Анимация: работа зубчатой ​​передачи

Снижение скорости может быть связано с разным количеством зубьев между соответствующими парами шестерен. Например, первые ведущая шестерня (зеленая) на приводном валу имеет всего 15 зубьев. В результате эти 15 зубьев совершают один полный оборот при повороте зубчатого колеса. Они толкают следующую ведомую шестерню    (оранжевого цвета) на 15 зубьев дальше.

Однако эта ведомая шестерня имеет больше зубьев из-за большего диаметра. В результате он больше не движется на полный оборот. В данном случае ведомая шестерня имеет всего 30 зубьев. Таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая шестерня проталкивается только на пол-оборота. В конечном итоге это означает уменьшение скорости вдвое.

Обратите внимание, что отдельные зубья больших шестерен имеют те же размеры, что и зубья меньших шестерен, поскольку соответствующие зубья должны совпадать друг с другом. Такая блокировка шестерен также называется зацеплением .

Передаточное отношение

Изменение скорости от ведущего колеса к ведомому описывается так называемым передаточным числом i. Он определяется следующим образом:

\begin{align}
\label{def_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

В этом уравнении n ₁ обозначает скорость вращения ведущего колеса, а n ₂ — скорость вращения ведомого колеса. Если направление вращения реверсируется с редуктором, это обычно обозначается отрицательным знаком. Однако по соображениям простоты это соглашение не будет применяться в дальнейшем.

В случае, описанном выше, передаточное отношение между двумя шестернями равно i = 2, что означает, что ведущее колесо вращается в два раза быстрее, чем ведомое колесо, или ведомое колесо движется только в два раза быстрее, чем ведущее колесо. Часто передаточные числа также даются в виде 2:1 («два к одному»).

Передаточное число определяется как отношение скоростей вращения ведущего колеса к ведомому колесу. Он наглядно показывает, как часто ведущее колесо должно повернуться за один оборот ведомого колеса!

Зубчатая передача

Для двух парных шестерен передаточное отношение определяется (обратным) отношением числа зубьев z или соответствующим диаметром делительной окружности d:

\begin{align}
\label{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis }
&\boxed{i = \frac{z_2}{z_1} = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Рисунок: Диаметр рабочей окружности зубчатых колес

Рабочий шаг диаметр окружности — это диаметр воображаемых цилиндров делительной окружности , которые катятся друг на друга без скольжения (несколько неточно, просто упоминается как диаметр окружности делительной окружности ). Следовательно, окружные скорости на рабочем делительном круге обоих зубчатых колес идентичны. Диаметр делительной окружности зубчатого колеса в конечном итоге эквивалентен диаметру шкива ременной передачи.

Диаметр делительной окружности – это диаметр воображаемых цилиндров, которые катятся друг на друга без проскальзывания!

Анимация: цилиндры шага

Ременная передача и цепная передача

В случае фрикционной передачи или ременной передачи (или цепной передачи) передаточное отношение может быть определено (обратным) отношением соответствующих диаметров колес d:

\begin{align}
\label{rad_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Рисунок: Диаметр колеса для тягового механизма

Если, например, ведомое колесо в два раза больше ведущего колеса, это также относится к соответствующим окружностям колеса. В то время как ведущее колесо вращается один раз, колесо двойного размера вращается только на пол-оборота (либо путем качения друг на друга в случае фрикционных колес, либо с помощью цепей или ремней в случае ременных передач или цепных передач). Таким образом, скорость уменьшается вдвое, и передаточное отношение i = 2 снова присутствует.

Ступени редуктора

В принципе, каждой колесной паре в трансмиссии, при которой изменяется скорость, может быть назначено определенное передаточное число. Приведенные выше анимации зубчатой ​​и ременной передач показывают, что трансмиссия обычно состоит не из одной пары колес, а из нескольких, каждое из которых установлено на своем валу.

Каждая пара колес, находящихся в зацеплении друг с другом, представляет собой так называемую ступень зубчатой ​​передачи и характеризуется определенным передаточным числом. Как правило, коробка передач имеет несколько ступеней передачи, каждая из которых имеет разные передаточные числа.

Рисунок: Ступени редуктора

Ступень редуктора — это колесная пара в коробке передач, при которой изменяется скорость или крутящий момент!

Таким образом, когда мы говорим о передаточном отношении всего редуктора, мы имеем в виду общее передаточное число , то есть передаточное число между входным и выходным валами всего редуктора! Общее передаточное число i _t можно рассчитать путем умножения отдельных передаточных чисел ступеней редуктора:

\begin{align}
&\boxed{i_{t} = i_1 \cdot i_2 \cdot i_3 \cdot \dots} \\[5px]
\end{align}

Общее передаточное число редуктора является результатом умножения отдельных передаточных чисел соответствующих ступеней редуктора!

Более подробную информацию о функции и устройстве ступеней редуктора можно найти в статье Что такое ступени редуктора?.

Формы передаточных чисел

Коробки передач не всегда должны быть рассчитаны на снижение скорости, как в случае с анимациями выше. Во многих технических приложениях также желательно увеличение скорости. Так бывает, например, при движении по автомагистралям. Чтобы двигаться вперед как можно быстрее, колеса должны вращаться как можно быстрее. Следовательно, необходимо увеличить скорость вала двигателя с помощью коробки передач. Тогда большое зубчатое колесо должно приводить в движение меньшее колесо.

В таких случаях передаточное число меньше единицы и также говорят о передаточном числе . При передаточном числе больше единицы ведомое колесо вращается медленнее, чем ведущее, и говорят несколько неточно об отношении мощности . Заметьте, что мощность в физическом смысле не трансформируется, а остается постоянной. Только крутящий момент увеличился при соотношении мощности. Поскольку скорость снижается в соответствии с увеличением крутящего момента, трансмиссию часто называют 9-й. Редуктор 0215 или редуктор .

Передаточное отношение, которое приводит к увеличению скорости, называется передаточным отношением. Передаточное отношение, которое приводит к увеличению крутящего момента, называется передаточным числом.

Например, при трогании автомобиля с места на первой передаче имеет место передаточное число с максимальным передаточным числом около i _max = 3,6. Соответственно, скорость снижается в 3,6 раза по сравнению со скоростью двигателя. С другой стороны, на высшей передаче переключаемый мотор-редуктор имеет передаточное отношение с минимальным передаточным отношением ок. я _мин = 0,8. Следовательно, скорость увеличивается в 1,25 раза (=1/0,8).

Коробки передач, которые могут изменять передаточное отношение, также называются переключаемыми трансмиссиями или механическими трансмиссиями или, для краткости, переключателями передач. Важной характеристикой переключаемых трансмиссий является увеличение передаточного отношения от минимального до максимального. Чем больше это увеличение, тем большие диапазоны скоростей могут быть смещены. Это увеличение также упоминается как разброс передачи S и рассчитывается следующим образом:

\begin{align}
&\boxed{S = \frac{i_{max}}{i_{min}}} = \frac{3.6}{0.8}= 4.5 \\[5px]
\end{align}

Для описываемого редуктора разброс S = 4,5, что означает возможность увеличения передаточного числа в 4,5 раза, начиная с минимального значения.

Отношение максимального к минимальному передаточному числу переключаемой коробки передач называется разбросом трансмиссии!

Преобразование крутящего момента

В предыдущем разделе было описано преобразование скоростей двух передач. Из-за сохранения энергии изменение крутящего момента всегда связано с этим изменением скорости (см. также статью Что такое редуктор и для чего он нужен?)! Это обсуждается более подробно в следующих разделах.

Зубчатая передача

Изменение крутящего момента в паре шестерен становится очевидным, если внимательно посмотреть на возникающие силы. Далее предполагается, что ведущее зубчатое колесо имеет крутящий момент M ₁ . Смежное зубчатое колесо приводится в движение этим крутящим моментом.

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговой шестерне

В зависимости от диаметра d ₁ ведущей шестерни с крутящим моментом M ₁ связана определенная сила F. Под действием этой силы боковые поверхности зубьев делительной окружности ведущей шестерни теперь прижимаются к боковым сторонам зубьев ведомой шестерни (также воздействуя на делительную окружность).

Действующая сила F может быть определена из определения крутящего момента («крутящий момент = приложенная сила x плечо рычага»). Таким образом, при заданном крутящем моменте M ₁ , соответствующую силу F на боковых сторонах зуба можно определить, используя соответствующий диаметр делительной окружности d ₁ :

\begin{align}
&M_1 = F \cdot r_1 = F \cdot \frac{d_1}{ 2} \\[5px]
\label{m_t}
&\underline{F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Примечание: Кому Для упрощения дела предполагалось, что сила действует по касательной к делительной окружности, так что сила и плечо рычага (= половина диаметра делительной окружности) перпендикулярны друг другу. Более подробную информацию о фактическом направлении силы эвольвентных передач можно найти в соответствующей статье.

Рассчитанная сила F ведущей шестерни из уравнения (\ref{m_t}) также действует на ведомую шестерню. Однако, поскольку ведомая шестерня имеет другой диаметр делительной окружности, сила теперь действует на измененное плечо рычага (d ₂ /2). Следовательно, это также связано с изменением крутящего момента:

\begin{align}
&M_2 = F \cdot r_2 = F \cdot \frac{d_2}{2} ~~~\text{с уравнением (2)} ~~~F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1} ~~~\text{:} \\[5px]
&M_2 = \underbrace{2 \cdot \frac{M_1}{d_1}}_{= F} \cdot \frac{d_2}{2} \\[5px]
\label{m_1}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Это показано уравнением (\ref{m_1}) что крутящий момент M ₂ на ведомой шестерне пропорционален отношению соответствующих диаметров делительной окружности d ₂ /d ₁ . Чем больше ведомая шестерня по отношению к ведущей, тем больше будет увеличение крутящего момента.

Для зубчатых колес диаметр делительной окружности прямо пропорционален количеству зубьев. Поскольку при двойном диаметре (делительной окружности) окружность зубчатого колеса в два раза больше, и, таким образом, также имеется место для удвоенного количества зубьев.

Если ведомая шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня, соответствующий двойной рычаг в конечном итоге удваивает крутящий момент. В этом отношении увеличение крутящего момента также может быть выражено соотношением количества зубьев:

\begin{align}
\label{m_2}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{z_2}{z_1 }} \\[5px]
\end{align}

Отношение диаметров делительной окружности в уравнении (\ref{m_1}) или отношение количества зубьев в уравнении (\ref{m_2}) соответствует передаче отношение i в уравнении (\ref{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis}). Это означает, что изменение крутящего момента также может быть выражено напрямую через передаточное отношение:

\begin{align}
\label{1}
&\boxed{M_2 = M_1 \cdot i }~~~\text{with}~~~\underline{i = \frac{z_2}{z_1}= \frac{d_2}{d_1}=\frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

Обратите внимание, что передаточное отношение определяется как отношение скоростей вращения ведущей шестерни к ведомой шестерни. Таким образом, для скорости n ₂ ведомой шестерни при определенном передаточном числе i применяется следующее соотношение к исходной скорости n ₁ :

\begin{align}
\label{2}
&\boxed{n_2 = \frac{n_1}{i} } \\[5px]
\end{align}

По мере увеличения крутящего момента в соответствии с уравнением (\ref{1}) при при определенном передаточном отношении скорость уменьшается в одинаковой степени согласно уравнению (\ref{2}) и наоборот. В конечном итоге это прямое следствие закона сохранения энергии. В разделе «Энергетический подход» это соотношение явно выводится с использованием закона сохранения энергии.

При увеличении скорости редуктором крутящий момент уменьшается в той же степени, и наоборот!

Обратите внимание, что приведенные выше уравнения применимы только к идеальному случаю нерассеивающей коробки передач. Как правило, трение вызывает снижение мощности и, следовательно, снижение теоретически рассчитанного крутящего момента для ведомого вала.