Коробка передач
Трансмиссия (Transmission)
На современных машинах Формулы-1 устанавливается продольная полу- или полностью автоматическая трансмиссия. Подрулевые рычажки (шифтеры) подсоединены к сервоклапанам, передающим электрический сигнал в заднюю часть автомобиля к четырём гидравлическим приводным механизмам. Те, в свою очередь, перемещают штоки коробки передач, которые включают и выключают нужные передачи. Бортовой компьютер управляет сцеплением, оборотами двигателя, и предохраняет систему от повреждения в результате включения неправильной передачи. Также система может быть запрограммирована на опредёлённую последовательность переключения передач вниз, а в случае полного автомата, в обе стороны. Скорость переключения передач составляет от 20 до 40 миллисекунд.
Высокотехнологичный цельнолитой титановый корпус коробки передач Минарди
Критическим аспектом создания коробки передач, является конструкция её корпуса, потому, что он является частью шасси, и на него крепятся элементы задней подвески. Титан является отличным материалом для этих целей, но дальнейшее развитие конструкции направлено в сторону титановых сплавов и даже углепластика
Коробка крепится болтами к задней части двигателя. Несколько лет назад, шестерни коробки передач можно было заменить очень быстро (потому, что коробка крепилась позади дифференциала, и доступ к ней, с задней части машины, осуществлялся очень легко). Однако, в настоящее время, замена всех семи пар шестерёнок занимает около 30 минут. Феррари удалось успешно объединить корпус коробки передач с картером двигателя, значительно повысив за счёт этого жёсткость машины.
Передачи (Gearing)
Основная задача трансмиссии – обеспечение максимальной мощности и крутящего момента двигателя во всём диапазоне скоростей и дорожных условий. Это достигается за счёт изменения передаточного соотношения шестерённок, передающих крутящий момент от двигателя к ведущим колёсам (согласно правилам ФИА допускается от 4 до 7 передач). Сегодня, все команды остановили свой выбор на 6-ти или 7-ми ступенчатой коробке передач. Каждая пара шестерён, при её включении передает в определённом отношении крутящий момент от коленчатого вала через дифференциал к ведущим колёсам. Эти шестерни достаточно хрупкие, редко работают дольше одной гонки, а порой выходят из строя и заменяются по несколько раз на протяжении гоночного уик-энда. В дополнение к передачам «вперёд», правилами установлено, что на машине должна быть, как минимум одна, задняя передача. На деле, дополнительные элементы, связанные с необходимостью устанавливать заднюю передачу ухудшают характеристики автомобиля, поэтому их стараются делать очень лёгкими, и, как следствие очень хрупкими.
Каждая «передача» состоит из двух шестерён отношение числа зубьев, которых и определяет передаточное число. Одна шестерня, ведущая, расположена на первичном валу, соединённом со сцеплением. Другая – на вторичном валу, передающем вращение дальше, в дифференциал. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении, но только одна пара шестерён жёстко связана с валами в один момент времени. Это та передача, которая включена командой из кокпита.
У вас есть 69 основных вариантов передаточных отношений на выбор, не считая 3-х вариантов главной передачи. Каждая передача описывается двумя параметрами. Во-первых, это отношение вида ХХ/ХХ, характеризующее используемые шестерни. Цифры в числителе и знаменателе равны количеству зубьев на ведущей и ведомой шестернях соответственно, а результат деления даёт значение передаточного числа. Также существует значение вида ХХ,ХХХ обозначающее итоговое передаточное отношение выбранной передачи в комплексе с главной передачей, т.е. во сколько раз крутящий момент на ведущих колёсах больше крутящего момента двигателя. Обратите внимание что, если изменить главную передачу, то второе число изменится, а первое нет.
При выборе значения передач для конкретной трассы, в первую очередь следует учитывать два момента: максимальную скорость на самой длинной прямой, и минимальную скорость в самом медленном повороте трассы. Большинство медленных поворотов проходятся на второй передаче, так что в первую очередь следует сфокусироваться на определении 2-й передачи, затем – 6-й или 7-й (т. е. последней). После установки этих значений передачи с 3-й по 5-ю (6-ю в 7-ми ступенчатых коробках) распределяются равномерно, для обеспечения равномерного максимального ускорения до максимальной скорости.
Иногда, на трасах, где есть очень медленные шпильки (например во Франции, в Маньи-Куре), при их прохождении задействуется первая передача. Но вообще, если все повороты трассы проходятся на второй передаче, то первая передача используется только для старта. Но даже в этом случае при выборе передачи имеют значение несколько факторов. Первоначально передача подбирается для максимального ускорения до 2-й передачи при старте с ровного места на стартовой решётке. Если на стартовой позиции имеется небольшой подъём, то имеет смысл несколько укоротить 1-ю передачу. И наоборот, если стартовать надо под уклон, имеет смысл её удлинить. С введением лаунч-контроля, эти моменты стали не столь критичны, но необходимость добиться от машины максимально возможных характеристик всегда остаётся актуальной.
Дифференциал и главная передача (Differential&Final Gear)
Дифференциал это устройство для распределения крутящего момента между ведущими колёсами. На современных машинах Ф-1 он интегрирован в коробку передач. Крутящий момент с коленчатого вала двигателя передаётся через сцепление в коробку передач, где он изменяется за счёт определённой передачи, и далее через главную передачу подаётся к ведущим колёсам.
Дифференциал соединяется с коробкой передач через главную передачу. Изменение передаточного отношения главной передачи влияет как на «передние» передачи, так и на заднюю. Чем меньше передаточное отношение, тем лучше ускорение, но тем меньше максимальная скорость. Большее передаточное отношение производит обратный эффект. Начинать следует со среднего значения 13/52 (30,42), и увеличивать или уменьшать его в том случае, если надо сдвинуть вниз все передачи разом (например, при изменении угла атаки крыльев). Или, например, если их надо увеличить, для настройки на мокрую трассу. При этом крутящий момент на задних колёсах уменьшится.
Спортивная коробка передач — что это такое?
Спортивный автомобиль – это словно кусочек торта, для сладкоежки. В нём можно перерабатывать каждый конструктивный элемент и при этом как скоростные характеристика, так и динамика будут только лишь в выигрыше. Но, переделывая спортивное авто, затрагивать отдельные узлы не имеет смысла. Если взялись за улучшение двигателя, то для реализации его возросшего потенциала, необходимо также тюнинговать и коробку переключения передач. Заводская КПП не выдержит возросшие нагрузки, поэтому, для более быстрого переключения передач, необходимо преобразовывать её в спортивную коробку, изменяя передаточные числа.
- Отличия спортивной коробки от стандартной
- Секвентальные КПП
- Кулачковая коробка на семейном автомобиле
- Как преобразовать штатную коробку в спортивную?
- Процесс установки спортивных рядов
Отличия спортивной коробки от стандартной
Спортивные автомобили, зачастую, снабжаются кулачковыми коробками передач.
Отчётливое клацанье при их сцеплении у неосведомлённого водителя вызовет тревогу: а не случилось ли что с коробкой? Но всё в порядке, конструкция КПП специально так настроена.
Зацепление кулачков достаточно широкое, с большим ходом, отсюда и такие звуки. Но при этом вся мощь от удара приходится на крепкие кулачки, которые сохраняют зубья шестерен во время активной работы коробки. Шестерни спортивной коробки больше чем у стандартной, а их зубья прямые и для этого есть своя причина. У прямых зубьев площадь соприкосновения наименьшая, следовательно меньше трения и больше КПД.Такие шестерни не дают перегруза на оси валов коробки. Но неувязочка в том, что прямой зуб передаёт меньший вращающий момент, нежели обычный косозуб на аналогичного размера шестерне. И вращающий момент необходимо увеличивать шестернями больших поперечников. В коробках городских автомобилей первая передача, как правило, короткая. Это обеспечивает старт и уверенное движение по дорогам с тяжёлыми условиями. Для спортивного болида используется длинная первая передача и сближенные передаточные числа.
Тюнингуя коробку, неизбежно возникает дилемма выбора механизма переключения передач: секвентального либо поискового. Последний вариант лишь немногим различается с механизмом стандартной коробки, позволяя водителю самому выбирать передачу. Секвентальный механизм гораздо жёстче и не допускает вольностей – передачи переключаются чётко по очереди. Но для спортивных автомобилей такой механизм приоритетнее, ведь так происходит резвее разгон кара. Почему же не все устанавливают секвентальную коробку? Потому что на техническом уровне этот тюнинг достаточно сложный.
Секвентальные КПП
Если в коробке установлен секвентальный (поочерёдный) механизм, то гонщику достаточно сдвинуть рычаг КПП вперёд или вспять. Отслеживать номер включенной передачи можно на специальном мониторе. Особенностью тюнингованных коробок переключения передач является гипертрофированно длинный рычаг, который должен быть у гонщика всегда под рукой, ведь счёт идёт на доли секунд.
Набалдашник размещают возле руля, часто подсвечивая светодиодами. Полезным станет установка механической блокировки, предупреждающая случайное переключение передачи. Более трудоёмким тюнингом будет установка гидравлического привода включения передач и подрулевых тумблеров, но это сократит переключение скоростей до 160 миллисекунд. Гидравлическая система обеспечивает включение передач без рывков, а это существенно продлевает срок эксплуатации шестерен. Вехой спортивного тюнинга является коробка автомат. Автоматика всё сделет сама: организует работу сцепления, скинет или подбавит газ, переместит вилки передач в наиболее выгодном направлении. Красота, не правда ли?
Кулачковая коробка на семейном автомобиле
Тех, кто обожает скорость и жаждет её, очень много, но вот обладателей настоящих спорткаров, которые априори дорогостоящие, очень мало. И тут появляется змей искуситель, нашёптывая переделать каждодневный автомобиль в мощного зверя. Например, для начала установить на него кулачковую коробку переключения передач. Техничекски это вполне возможно, но фактически не благоразумно. Чтобы продлить жизнь коробке в реальной жизни, без сцепления никуда.
Кулачковая коробка лишена синхронизаторов, поэтому переключаться на следующую передачу придётся с двойным выжимом сцепления, а на низшую – перегазовкой. Поездив полдня на таком автомобиле по городу, вряд ли многие захотят снова сесть за его руль. Достигать автоматизма с такой коробкой придётся годами и десятками сломанных шестерен.
Кулачковая коробка – это ещё цветочки. Спартанским испытанием для Ваших нервов будет установленная в повседневном автомобиле секвентальная коробка с поочерёдным механизмом. Например, чтобы переключиться на несколько передач вниз, нужно будет перегазовывать и перегазовывать. Теоретически решение этого присутствует – это установка секвентального полуавтомата, который возьмёт на себя весь механизм переключений. Но его цена заоблачна для обычного автомобиля либо малолитражки.
Переделывать обычный автомобиль в спорткар целесообразно только в том случае, если Вы готовитесь к соревнованиям по стритрейсингу. Чтобы просто улучшить динамику для повседневной езды, хватит и того, чтобы в штатной коробке смонтировать спортивные ряды и главную пару дифференциала.
Как преобразовать штатную коробку в спортивную?
Как мы уже говорили, для повышения динамических характеристик автомобиля нужна не только возросшая мощность двигателя, но и доработанная трансмиссия.
Важно! Устанавливая в коробку спортивный ряд, внимательно изучите сами зубья шестерёнок на предмет разного рода дефектов. Если же такие дефекты найдены, их необходимо полностью устранить бормашиной. Все спортивные ВАЗовские ряды достаточно шумные, что после монтажа может доставлять дискомфорт, но со временем этот шум стихнет. Как выбрать спортивные ряды?
Существует множество разнообразных модификаций спортивных рядов коробки ВАЗа. Это зависит от двигателей, которые имеют индивидуальный диапазон рабочих оборотов. Выбор спортивного ряда осуществляется таким образом, чтобы обороты в момент переключения были в пиковой мощности, а уже в миг следующей передачи в пике крутящего момента. Наиболее оптимальным вариантом для передвижения по городу является 18-ый ряд с главной парой 3,9. В нём эффективно проработаны и правильным образом подобраны все пять передач, за счёт чего обеспечивается сбалансированная и ровная динамика разгона. Этот ряд прекрасно взаимодействует и с форсированными движками.
Процесс установки спортивных рядов
РЯД KПП 05 (I – 2.92; II – 1.81; III – 1.27; IV – 0.96; V – 0.78; VI – 0.69) В этом случае под четвёртую передачу необходимо подложить шайбу, толщиной в два миллиметра. При этом удлиняются три первые передачи, сокращается четвёртая, а пятая остаётся без изменений.
РЯД KПП 06 (I – 2.92; II – 1.81; III – 1.27; IV – 1.06; V – 0.94; VI – 0.78) Аналогично с предыдущим, необходимо подложить шайбу под четвёртую передачу. Основная задача здесь – получение спортивного ряда, здесь имеется шестая передача. Наиболее удлиняется первая передача и так до третьей включительно, постепенно снижая увеличение. Четвёртая и пятая сокращаются, а в шестом ряду производится взаимозамена четвёртой и пятой передач.
РЯД KПП 07 (I – 2.92; II – 2.05; III – 1.56; IV – 1.31; V – 1.13; VI – 0.94) Тут понадобятся две шайбы для четвёртой и пятой передач. Это тоже короткий спортивный ряд. Он прекрасно подходит для ралли и кросса. Шестая передача в длинном ряду необходима для максимальной скорости. Двигаясь на пятой передаче с главной парой 3,7, набрав 5000 об/мин, можно достичь скорости в 128 км/ч. А если главную пару сменить на 4,23, то можно смело принимать участие в гонках на короткие дистанции, так как значительно возрастёт разгонная динамика.
РЯД KПП 08 (I – 3.42; II – 2.11; III – 1.35; IV – 0.96; V – 0.78; VI – 0.69) Этот вариант идёт с главной парой 4,1. При доводке удлиняется первая передача, сокращается вторая и четвёртая. С таким рядом существенно сокращается время разгона.
РЯД KПП 011 (I – 3.64; II – 2.22; III – 1.54; IV – 1.17; V – 0.87; VI – 0.78 Шайба под четвёртую передачу. Этот ряд пришёл к нам из автоспорта. Здесь обязательно наличие шестой передачи и главная пара 4,1 или 4,3. Первая передача неизменна, последующие сближаются.
РЯД KПП 012 (I – 3.17; II – 1.95; III – 1.35; IV – 1.03; V – 0.78; VI – 0.69) Вторая передача остаётся со своими значениями, а вот первая удлиняется на 12,91%, а четвёртая укорачивается на 10%. Моно использовать с любой главной парой.
РЯД KПП 018 (I – 3.17; II – 2.11; III – 1.48; IV – 1.13; V – 0.87; VI – 0.78) Шайба под четвёртую передачу. Этот ряд наиболее популярен сегодня, как мы уже говорили выше. Первая передача делается длиннее на 12,91%, а все остальные сокращаются. Этим достигается плавная разгонная динамика без рывков. Наилучшая городская главная пара 4,1, а для трассы 3,9 и 3,7.
РЯД KПП 102 (I – 3.17; II – 1.95; III – 1.35; IV – 0.94; V – 0.73) Ряд, для использования с мощным форсированным двигателем. Комфортное и плавное передвижение, как в городе, так и на трассе.
РЯД KПП 103 (I – 2.92; II – 1.95; III – 1.35; IV – 0.94; V – 0.69) Удалив первую от шестого ряда и пятую при главной паре 4,3, набрав 5000 об/мин, можно достичь скорости автомобиля в 180 км/час, естественно на пятой передаче.
Я определил правильное количество передач
Автор:Эрик Шиллинг
Комментарии (504)
Мы можем получать комиссию за ссылки на этой странице.
В некоторых автомобилях слишком много передач, например, в новой (выше) 10-ступенчатой автоматической коробке передач Ford, которая устанавливается на Mustang и F-150. Я думаю, мы все можем согласиться, что это слишком много передач. Какое правильное количество передач? После обширного тестирования я определил ответ.
Ответ: пять. Пять — идеальное количество передач. Сколько передач слишком мало? Четырех передач, наверное, мало. Трех передач явно мало. Две передачи, которые в значительной степени просто высокие и низкие? Убирайся отсюда с этим мусором.
Сколько передач слишком много? Шесть передач — это слишком много. В эти выходные я ездил на Cadillac ATS-V 2018 года с шестиступенчатой механической коробкой передач. Это, несомненно, забавная машина. И крутить его 464 лошадиных силы на передачах с первой по четвертую было весело, особенно в воскресенье утром, когда я был в полном одиночестве на Лонг-Айлендской скоростной автомагистрали.
Есть только одна проблема: шестая передача. Дело в том, что в конце концов вы почувствуете себя обязанным использовать его хотя бы потому, что он есть. Ехать со скоростью 65 миль в час на пятой передаче, конечно, хорошо, но шестая передача требует внимания, потому что вам нравится уделять всем своим передачам одинаковое внимание.
Это похоже на то, когда в какой-то момент жизни у вас появилось достаточно друзей. Идея приобрести больше друзей больше не привлекательна, так как угнаться за текущим кругом друзей достаточно сложно. Вот что такое шестая передача на ATS-V. Это нежеланный, лишний друг. Вы только что переключились на пять передач, кажется, что передач достаточно, но осталась еще одна, тоже нуждающаяся в вас. Шестая передача является эмоционально манипулятивной. Шестая передача должна найти автомобиль с четырьмя передачами и установиться там.
Семь передач, как на Corvette Stingray или Porsche 911, тоже, очевидно, слишком много. Десять передач? Нет, ты должен переплавить этот редуктор, переработать металл и вернуться домой.
В пятиступенчатой коробке передач знаешь, где вечеринка? Целых четыре передачи, передачи с первой по четвертую, я посвятил вечеринке. Пятая передача? Это ваше крейсерское снаряжение, предназначенное в основном для экономии бензина на шоссе. Пятая передача не доставляет удовольствия, но пятая передача функциональна.
Задумайтесь и о математике. На большинстве пятиступенчатых автомобилей четвертая передача является прямой передачей, она же имеет передаточное число 1:1, а пятая передача является повышающей передачей с передаточным числом примерно 0,8:1. Это крейсерская передача, поддерживающая работу двигателя на низком уровне, когда вы хотите сэкономить бензин в обмен на отсутствие мощности, чтобы обогнать машину впереди вас. Какие передаточные числа у ATS-V? Давайте посмотрим:
Ожидается, что первые четыре передаточные числа да, если четвертая передача установлена на прямой привод. Пятая передача тоже кажется правильной, хорошей крейсерской передачей. А то нам зачем-то дают еще ходовой. Кому нужны две ходовые передачи? Смиренно утверждаю: никто.
И хотя пять передач — это, безусловно, идеальное количество передач, для целей этого блога я также соглашусь с четырьмя передачами с кнопкой повышающей передачи. Вы знаете тот. Не может быть побежден.
Давайте разберемся, как пользоваться каждой передачей автомобиля с механической коробкой передач
Те, кто ездил только на автомобилях с автоматической коробкой передач, могут не знать, как использовать такие передачи, как 1-я и 2-я передачи.
Однако даже в случае автомобиля с автоматической коробкой передач существуют передачи, которые автомобиль переключает автоматически.
С этой точки зрения, хотя водитель сам выполняет переключение передач в автомобиле с механической коробкой передач, вы не сможете правильно управлять автомобилем, если не поймете, как пользоваться каждой передачей.
Номенклатура и расположение каждой шестерни
Автомобили с механической коробкой передач имеют от до 4 передач (в основном коммерческие автомобили) до 6 или 7 передач (в основном спортивные автомобили) во многих моделях.
Так как в большинстве легковых автомобилей 5 передач, мы сейчас поговорим о машинах с 5 передачами.
Прежде всего, как назвать каждую шестеренку, выглядит следующим образом.
1-я скорость: низкая
2-я скорость: 2-я
3-я скорость: 3-я
4-я скорость: верхняя
5-я скорость: повышающая передача
R: задний ход
N: нейтральная
но в зависимости от типа автомобиля он может быть слева от 1-й передачи или слева от 2-й передачи.
Нейтральный не помечен как «N».
Место, где ручка переключения передач не находится ни на какой передаче, является нейтральной.
Позиция находится между 3-й и 4-й скоростью, она будет в центре.
Отличия и роль каждой шестерни
Я объясню разницу и роль каждой шестерни.
1-я передача (пониженная)
Это самая мощная передача, поэтому она используется при трогании с места. Тем не менее, это также передача с наименьшей скоростью.
Используйте его в диапазоне скоростей от 0 до 20 км/ч.
2-я передача
На обычных дорогах после начала движения на 1-й передаче используется для дальнейшего увеличения скорости автомобиля.
Однако при трогании с места на заснеженной или скользкой дороге можно использовать эту 2-ю передачу.
На 1-й передаче мощность, передаваемая на шины, слишком велика, и шины могут проскальзывать. В этом случае мы используем 2-ю передачу, которая имеет меньшую мощность, чем 1-я передача.
Может использоваться, когда вы хотите использовать торможение двигателем на медленных поворотах, при поворотах направо или налево на перекрестках, крутых поворотах горных дорог и на крутых спусках.
Используйте в диапазоне скоростей от 10 до 30 км/ч.
При слиянии с окружающими автомобилями, движущимися с высокой скоростью, например, на скоростных автомагистралях, ускорение может выполняться с использованием силы ускорения второй скорости в полном объеме.
3-я передача
Эта передача используется для дальнейшего увеличения скорости по сравнению со 2-й передачей. Шестерням 3-й передачи и выше не хватает мощности для запуска автомобиля, поэтому они не используются для трогания с места.
Он также используется при движении по городу, на плавных поворотах и при использовании торможения двигателем на пологом спуске. Он также используется, когда вам нужна мощность ускорения, например, при обгоне.
Используйте в диапазоне скоростей от 20 до 50 км/ч.
4-я передача
Эта передача используется при повышении скорости выше 3-й передачи.
Используйте его на большой дороге, такой как национальное шоссе, когда вы движетесь со скоростью, которая позволяет вам попасть в поток.
Используйте в диапазоне скоростей от 30 до 60 км/ч.
5-я скорость (повышенная передача)
Эта передача используется для движения на максимальной скорости, например, на скоростных автомагистралях.
Повышающая передача также используется, когда требуется экономичное вождение, поскольку число оборотов приводного вала, передающего тяговое усилие на колеса, превышает число оборотов двигателя.
Однако, если автомобиль движется недостаточно быстро, возникнет детонация, что отрицательно скажется на двигателе.
Используйте его в диапазоне скоростей 60 км/ч и выше.
R (Задний ход)
Эта передача используется, когда вы хотите дать машине задний ход.
N (Нейтральная)
Не выбрана передача.
Когда ручка переключения передач находится в этом положении, двигатель и ведущие колеса находятся в выключенном состоянии, поэтому, даже если вы отпустите ногу со сцепления, машина не поедет ни вперед, ни назад.
Установите ручку переключения передач в это положение при парковке автомобиля или длительной остановке, например, в пробке.
В нейтральном положении автомобиль будет катиться даже на небольшом холме, поэтому при остановке обязательно включите стояночный тормоз.
Полезная информация
Используйте 1-ю передачу или R при парковке автомобиля на склоне
Поскольку автомобиль катится на нейтральной передаче, в некоторых случаях вы не можете остановить автомобиль только с помощью стояночного тормоза.
Вы должны выбрать 1-ю передачу, если автомобиль припаркован лицом вверх по склону, и R, если автомобиль припаркован лицом вниз по склону.
Выбор передачи на передаче, противоположной направлению движения автомобиля по инерции, препятствует его движению.
Можно использовать даже при поломке стояночного тормоза.
Руководство по переключению передач в автомобиле с механической коробкой передач
Трудность с автомобилем с механической коробкой передач заключается в «переключении передач».
Если переключение передач проходит неудачно, автомобиль начинает трястись и может ехать опасно.
Один из способов плавного переключения передач — ориентироваться на скорость автомобиля.
Повышающая передача | Скорость автомобиля | Понижающая передача |
---|---|---|
1-я скорость | 1-я скорость | |
↓ | 10 км/ч | ↑ |
2-я скорость | 2-я скорость | |
↓ | Около 30 км/ч | ↑ |
3-я скорость | 3-я скорость | |
↓ | Около 40 км/ч | ↑ |
4-я скорость | 4-я скорость | |
↓ | Около 50 км/ч | ↑ |
5-я скорость | 5-я скорость |
Если вы выполняете переключение передач, ориентируясь на приведенную выше информацию, вы сможете двигаться плавно, не дергая автомобиль.