Коробка передач принцип работы: виды, устройство и принцип работы — Много Курсов

Содержание

Коробка передач — устройство, назначение, виды

Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.

Назначение и устройство

КПП предназначена для нескольких задач:

изменения крутящего момента,
изменения скорости,
коррекции направления движения автомобиля,
разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).

При этом одни КПП способны решать все эти задачи, а другие, как например, механическая, только базовые – изменение крутящего момента и скорости. Схема устройства зависит от вида КПП.

В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более), синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.

Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).

В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.

На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.

Сцепление

Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.

Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.

Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.

Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.

Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.

Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.

Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.

На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке DSG в момент после переключения на вторую передачу.

Шестерни и валы

Шестерни и валы – главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).

Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни.

Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.

Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.

Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.

Синхронизаторы

Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.

Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.

Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.

Как работает стандартный синхронизатор?

Муфта подается в сторону шестерни.
Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.

Блокировочное приобретает положение “на упор”.
Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
Муфта и шестерня блокируется.

Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент включения водителем передачи.

Принцип работы механических коробок переключения передач

КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.

Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.

При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.

При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.

КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.

При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.

В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.

2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы

Двухвальные решения очень популярны на переднеприводных авто.
Конструкция включает следующие элементы:

картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.

валы – первичный и вторичный,
шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
синхронизаторы.

Важно! Главная передача и дифференциал также находятся внутри картера, но механизм переключения передач вынесен за его пределы.

Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.

Рычаг перемещен – муфта синхронизатора также изменяет положение. Уравниваются угловые скорости соответствующего вала и шестерни. Крутящий момент передаётся с первичного вала на вторичный. От ДВС на ведущие колеса с заданным передаточным числом .передается крутящий момент.

Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.

3-вальная КПП: устройство и принцип работы

3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.

Устройство:

Картер.
Ведвал.
Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.

Синхронизаторы. Стоят на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

Система функционирует схоже с двухвальной, но за счёт наличия промежуточного вала возможностей больше.

Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.

Виды коробок переключения передач

Рассматривая устройство и назначение КПП,невозможно было не упомянуть, что они бывают разных типов: механические, автоматические, роботизированные. Кроме того, существует ещё такая подгруппа устройств как вариаторы. Рассмотрим эти КПП более подробно.

Механические КПП

“Механика” — это классика. Для работы с “механикой” нужны навыки, понимание, как выполнять выбор передаточных чисел, но при умении управлять в ручном режиме, водитель виртуозно может подстроиться под любые условия движения.

Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.

Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.

Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.

Автоматические КПП

Подбор оптимального передаточного числа осуществляется не водителем, а автоматически — посредством модуля управления. Именно посредством электроники (модуля управления) легко контролировать скорость движения транспортного средства.

Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.

Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.

Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.

Роботизированные вариаторы

Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.

Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством осуществляется посредством переключателя, джойстика.

Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.

Вариатор

Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.

Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.

Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).

Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.

Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы

Тип коробки	Плюсы	Минусы
Механическая коробка	низкая стоимость (как устройства, так и ремонта), хорошая динамика, простой ремонт.	в «пробках» требуется регулярное переключение передач, сложность в управлении.
Автоматическая коробка передач	не нужно думать, какую передачу выбрать, простота разгона (нет крена авто назад), защита ДВС от перегрева.	высокая стоимость агрегата, высокий расход топлива, высокая стоимость ремонта.
Роботизированная	можно выбрать ручной или автоматический режим работы, топливная эффективность.	есть риски крена авто при разгоне, возможны рывки при переключении передач.
Вариатор	сниженная нагрузка на двигатель, плавность езды.	высокая стоимость коробки и ее ремонта, можно поставить только на маломощный двигатель.

Обратите внимание, в нашем курсе “Автомобильные основы” на базе LCMS ELECTUDE КПП уделяется огромное внимание. При этом доступны учебные материалы для обучающихся всех уровней:

базовый,
продвинутый,
специалист.

Огромное внимание уделяется не только теоретической части, но и оттачиванию навыков, выполнению сервисных операций.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть непосредственно в модулях LCMS LCMS ELECTUDE — платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Устройство и принцип работы коробки передач

Коробка передач, или по-другому трансмиссия, передает силу вращения — так называемый вращательный момент — от двигателя автомобиля на колеса. При этом в зависимости от условий движения автомобиля она может передавать вращательный момент полностью либо частично.

Машина, идущая в гору, должна пользоваться более низкой передачей по сравнению с машиной, мчащейся по ровному скоростному шоссе. При более низкой передаче на колеса передается больший крутящий момент. А это требуется тогда, когда машина двигается медленно, потому что ей тяжело. Более высокие передачи подходят для более быстрого движения автомобиля.

Бывают коробки передач с ручным управлением, но бывают и автоматические. Чтобы сменить передачу в ручной трансмиссии, водитель вначале нажимает педаль сцепления (рисунок слева). При этом двигатель отсоединяется от коробки передач. Потом водитель переводит рычаг управления на другую передачу и отпускает педаль сцепления. Двигатель снова соединяется с коробкой передач и может вновь передавать свою энергию колесам. В автоматической коробке передач положение педали газа (акселератора) соотносится со скоростью движения автомобиля, и автоматически меняется передача, если это необходимо.

Ручное управление передачей

Приводимые рядом диаграммы показывают, как с помощью рычага управления можно перейти с одной передачи на другую. В зависимости от установленной передачи разные доли крутящего момента, проходя через коробку передач (красные линии со стрелками), попадают на колеса.Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Первая передача. Самая большая шестеренка ведущего вала соединяется со своей парой на ведомом валу. Машина движется медленно, но может преодолевать тяжелые участки пути.

Вторая передача. Вторая пара шестеренок работает вместе с механизмом сцепления. При этом скорость движения автомобиля обычно от 15 до 25 миль в час.

Третья передача. Работает третья пара шестеренок вместе с механизмом сцепления. Скорость автомобиля еще больше, а крутящий момент на колесах меньше.

Четвертая передача. Входной и выходной валы соединяются напрямую (прямая передача) — скорость движения автомобиля максимальная, а крутящий момент самый низкий.

Реверс.(5-я передача на картинке) При включении передачи заднего хода его ведущая шестерня’вращает выходной (ведущий) вал в противоположную сторону.

Работа акселератора

Число оборотов двигателя в минуту зависит от того, сколько топлива поступает из карбюратора в цилиндры. Движение топлива регулируется дроссельной заслонкой карбюратора, а работой заслонки управляют с помощью педали акселератора, которая находится на полу перед водителем.

Когда водитель нажимает ногой на педаль акселератора, дроссельная заслонка открывается и в двигатель поступает больше топлива. Если водитель отпускает педаль акселератора, заслонка прикрывается и количество поступающего топлива уменьшается. При этом уменьшаются и обороты двигателя и скорость автомобиля.

Автоматическая коробка передач

Когда применяется автоматическая трансмиссия, у водителя нет под ногой педали сцепления. Вместо нее преобразователь крутящего момента в паре с планетарной передачей (рисунок справа и снизу) автоматически отключают двигатель от ведущего вала, когда по условиям движения следует перейти на другую передачу.

А после того как передача сменилась, снова подключают ведущий вал. Стоит водителю поставить рычаг управления в рабочее положение, и механизм автоматической коробки передач сам выберет нужную передачу в соответствии с условиями движения автомобиля в данный момент.

Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно

                                  Какой автомобильный агрегат приходит на ум сразу после двигателя? Что внушает ужас и трепет ученикам автошкол, но вызывает довольную улыбку на лицах водителей со стажем? С каким механизмом многие из нас работают по несколько часов в день, порой даже не подозревая о принципе его внутреннего устройства? Да, ответ лежит на поверхности: это механическая коробка передач. Рассказав об основных проблемах, возникающих с автоматическими коробками передач, разобравшись с мифами и слухами о бесступенчатых трансмиссиях, мы решили: хватит незаслуженно обделять вниманием самую главную, простую и, несмотря ни на что, популярную вариацию механизма, превращающего мотор из котла для сжигания топлива в сердце автомобиля.

Наглядное пособие

Специально для этого материала компания «PacPac» предоставила нам конструктор «FischerTechnik», схематично показывающий принцип работы механической коробки передач, и мы даже смогли его собрать. Обратим особое внимание на то, что он передает лишь самые базовые свойства, совершенно не учитывая ряд явлений, происходящих в реальной автомобильной КПП: в нем нет ни муфт, ни вилок, ни синхронизаторов, а выбор передачи реализуется посредством перемещения собственно первичного вала. Если бы это была реальная металлическая «механика», она прожила бы совсем недолго, разлетевшись уже после нескольких десятков переключений. Тем не менее, взглянув на эту маленькую бесстрашную «коробочку передачек», лихо подтыкающую их без синхронизации в неподвижный вторичный вал, можно увидеть и понять основное предназначение агрегата: давать возможность менять передаточное отношение при помощи шестерней различного размера. А это уже что-то.

Конструктор FischerTehnik, демонстрирующий принцип работы МКПП

Изобретая велосипед

Начиная повествование о коробке передач, стоит вкратце разобраться – а зачем вообще она нужна? Ведь всем известно, что главное в машине – двигатель, так неужели нельзя напрямую передать выполняемую им работу на колеса, не выдумывая сложных схем с кучей шестерней, третьей педалью в салоне и рычагом, который надо постоянно ворочать? К сожалению, нет.

Для ответа на этот очевидный вопрос лучше всего посмотреть на велосипед, точнее, его эволюцию. Простейший вариант представляет собой две звездочки, связанные цепной передачей. Вращая одну – ведущую – звездочку при помощи педалей, наездник приводит в движение вторую – ведомую, связанную непосредственно с колесом, таким образом вращая его. Велосипед движется вперед, все счастливы и довольны. По крайней мере, были до определенного момента – до тех пор, пока велосипед служил для перемещения по относительно ровным и горизонтальным поверхностям. Внезапно выяснив, что порой на пути встречаются подъемы, рыхлые грунты и прочие неудобства, люди задумались об усовершенствовании конструкции. Результатом стало как раз то, что можно назвать прообразом механической коробки передач – наборы звездочек спереди и сзади, позволяющие изменять передаточное отношение.

Передаточное отношение – частное, получаемое при делении скорости ведущей звезды на скорость ведомой, то есть количества их оборотов. Оно обратно передаточному числу, которое рассчитывается как отношение числа зубьев на ведомой звездочке к их числу на ведущей. Проще говоря, чем меньше ведущая звезда и больше ведомая, тем легче будет ее вращать и тем медленнее она будет двигаться. Снова вспоминаем старые велосипеды: спереди педалями приходилось вращать большую звезду, в то время как звездочка на задней втулке была маленькой. В результате, пытаясь в детстве тронуться на каком-нибудь «Урале», приходилось всем весом налегать на педали, чтобы провернуть заднее колесо. Ну а сейчас магазины изобилуют россыпью двухколесников, даже самые бюджетные из которых имеют по несколько звезд сзади и спереди. Благодаря этому можно, например, изменить набор: ведущая звездочка будет маленькой, а ведомая – большой. Тогда педали будут вращаться очень легко, но особо разогнаться не получится. Зато в горку можно будет ехать, а не тащить.

От велосипеда к автомобилю

К чему относился весь этот подробный велоликбез? Как раз к тому, зачем нужна коробка передач вообще: ведь характеристики источника энергии, будь то велосипедист или двигатель внутреннего сгорания, постоянны. Первый развивает определенную мышечную силу, ограниченную физическими возможностями, а для второго возможности выражаются количеством развиваемых оборотов. Дело в том, что в их рабочем диапазоне просто нельзя подобрать такое передаточное отношение, которое позволит и уверенно тронуться с места, и разогнаться до 150 и более километров в час. Ситуация усугубляется тем, что если у велосипедиста максимальный «крутящий момент» доступен практически «с холостых оборотов», то с ДВС ситуация иная: для его достижения обороты должны быть довольно высокими. Да и максимальная мощность, тоже немаловажная для движения, появляется в верхнем их диапазоне.

Какой из этого следует вывод? Придется прибегать к тому же приему, что и на велосипеде: изменять передаточное отношение. Между чем и чем? Сейчас разберемся.

А теперь – к самой коробке передач

Принципиально от велосипедной трансмиссии автомобильная коробка передач отличается типом привода: если в первой используется цепь, то вторая имеет в своей основе шестеренный механизм. В целом же суть у них одна: и там, и там шестерни (звезды) имеют неодинаковые размеры, обеспечивая разное передаточное отношение. Кстати, изначально, в ранних КПП они были простыми прямозубыми, а позже стали косозубыми, так как в этом случае обеспечивается более тихая их работа.

В общем виде механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни. Их задача – передать крутящий момент с маховика двигателя на колеса. В классическом случае для этого используется либо два, либо три вала. Рассмотрим трехвальный вариант, от которого будет проще перейти к двухвальному.

Итак, в трехвальном исполнении в КПП есть первичный, вторичный и промежуточный валы. Первые два при этом расположены на одной оси, являясь будто продолжением друг друга, но независимы и вращаются отдельно, а третий физически располагается под ними. Первичный вал короткий: одним концом он через сцепление соединен с маховиком двигателя, то есть принимает с него крутящий момент, а на втором конце расположена одна-единственная шестерня, передающая этот момент дальше, на промежуточный вал. Он, как мы помним, находится ниже ведущего и представляет собой уже длинный стержень с шестернями на нем. Их количество совпадает с количеством передач, плюс одна для соединения с первичным валом.

Закреплены шестерни на промежуточном валу жестко, зачастую они вытачиваются из единой металлической заготовки. Их можно назвать ведущими (хоть и приводятся в движение они через первичный вал). Постоянно вращаясь, они передают крутящий момент на ведомые шестерни вторичного вала (их здесь, кстати, уже ровно столько же, сколько передач). Этот третий вал схож с промежуточным, но главное отличие в том, что шестерни на нем являются подвижным элементом: они не связаны с валом жестко, а нанизаны на него и вращаются на подшипниках. Их продольное перемещение при этом исключено, они расположены строго напротив шестерней промежуточного вала и вращаются вместе с ними (хотя существует и другой вариант, когда шестерни могут двигаться вдоль вала). Одним концом вторичный вал, как мы помним, обращен к первичному, а второй служит уже непосредственно для передачи крутящего момента на колеса – например, через кардан и редуктор заднего моста.

Итак, мы получили конструкцию, где первичный вал при сомкнутом сцеплении вращает промежуточный, а тот – одновременно все шестерни на вторичном валу. Однако сам вторичный вал по-прежнему неподвижен. Что нужно сделать? Включить передачу.

Включаем передачу

Включение передачи означает соединение одной из шестерней вторичного вала с ним самим, чтобы они начали вращаться вместе. Осуществляется это так: между шестернями располагаются специальные муфты, которые могут перемещаться вдоль вала, но вращаются вместе с ним. Они выполняют роль «замков», при помощи зубчатых венцов на своих соприкасающихся торцах жестко соединяющих вал с шестерней, к которой примыкает муфта. Она приводится в движение вилкой – этакой «рогаткой», которая, в свою очередь, соединена с рычагом КПП – тем самым, которым орудует водитель. Привод КПП может быть разным: рычажным (с использованием металлического вала), тросовым и даже гидравлическим (такой используют на грузовиках).

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача

Теперь картинка более-менее сложилась: передвинув муфту к одной из шестерней вторичного вала и замкнув их, мы добиваемся вращения вала и, соответственно, передачи крутящего момента на колеса. Но тут есть еще несколько «фишек», о которых нужно упомянуть.

Синхронизаторы

Для начала представим себе переключение передачи при движении автомобиля. Муфта, отходя от шестерни, разблокирует ее и пойдет к соседней (либо же в дело вступит другая муфта, между другими шестернями). Казалось бы, никаких проблем тут нет… Однако все не так гладко: ведь муфта (и, соответственно, вторичный вал) теперь имеет одну скорость вращения, заданную предыдущей ведомой шестерней, а шестерня следующей передачи – другую. Если просто резко совместить их, произойдет удар, который, хоть и моментально уравняет скорости, ничего хорошего не принесет: во-первых, шестерни и их зубья могут банально повредиться, а во-вторых, переключать передачи таким образом – вообще не лучшая затея. Как же быть? Ответ прост: перед включением передачи скорости движения шестерни и муфты нужно синхронизировать.

Для этих целей используются детали, именуемые – внезапно – синхронизаторами. Принцип их работы прост настолько же, насколько и их название. Для синхронизации скоростей двух вращающихся узлов используется самое простое решение: сила трения. Перед тем, как войти в зацепление с шестерней, муфта подходит к ней вплотную. Контактная часть шестерни имеет коническую форму, а на муфте расположен ответный конус, на котором установлено бронзовое кольцо (или несколько колец, так как эти детали, как можно понять, подвергаются основному износу). Прижимаясь к зубчатому колесу через эту «прокладку», муфта разгоняет или тормозит его до своей скорости. Далее все идет уже как по маслу: поскольку теперь две детали неподвижны относительно друг друга, муфта легко, плавно, без рывков и толчков входит в зацепление с шестерней посредством зубчатых венцов, расположенных в зоне сопряжения, и они продолжают движение вместе.

Прямая и повышающая передачи

Переходим к следующему пункту. Представим себе, что, постепенно разгоняясь, мы достигли такой скорости движения автомобиля, при которой двигатель в состоянии обеспечить то, о чем мы говорили в самом начале, – непосредственное вращение колес без помощи дополнительных шестерней. Какое решение этой задачи будет наиболее простым? Вспоминая, что первичный и вторичный вал в трехвальной КПП располагаются на одной оси, мы приходим к простому выводу: нужно соединить их напрямую. Таким образом мы добиваемся желаемого результата: скорость вращения маховика двигателя совпадает со скоростью вращения вторичного вала, непосредственно передающего крутящий момент на колеса. Идеально! При этом передаточное отношение, очевидно, составляет 1:1, поэтому такая передача называется прямой.

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача

Прямая передача является весьма удобной и выгодной: во-первых, минимизируются потери энергии на вращение промежуточных зубчатых колес, а во-вторых, сами колеса гораздо меньше изнашиваются, так как на них не передается никакого усилия. Однако мы помним, что шестерни промежуточного и вторичного валов всегда находятся в зацеплении, и оно никуда не пропадает, так что они продолжают вращаться, но уже «вхолостую», не передавая крутящий момент.

А что если пойти еще дальше и сделать передаточное число меньше единицы? Нет проблем: это практикуется уже давно. На деле это означает, что ведомая шестерня будет меньше ведущей, а, следовательно, двигатель при той же скорости, что и на прямой передаче, будет работать на меньших оборотах. Преимущества? Снижаются потребление топлива, шум и износ двигателя. Однако крутящий момент в таких условиях будет далеко не самым высоким, и для передвижения нужно поддерживать большую скорость. Повышающая передача (ее еще называют овердрайв) служит в основном для поддержания этой скорости при постоянном движении, а при обгоне вам, скорее всего, придется переключиться на пониженную.

Задний ход

Ну вот, с тем, как ехать вперед, мы разобрались, а как же реализовать задний ход? Ведь вращение маховика не изменишь, а значит, и первичный вал будет всегда вращаться строго в одном направлении. На самом деле, здесь все еще проще.

На видео: коробка передач FischerTechnik, задняя передача

Имея ведущую и ведомую шестерни и необходимость изменить направление вращения последней, достаточно просто расположить между ними третью – промежуточную. Вопрос решен! Задний ход в автомобилях, как правило, выполнен именно так. Соответственно, ведущая и ведомая шестерни по-прежнему располагаются на своих местах, а вторичный вал при этом вращается в обратную сторону – противоположную первичному.

Двухвальные коробки передач

Как мы и обещали, от трехвальной КПП перейдем к двухвальной. На самом деле различий в их устройстве и работе – минимум. Главное заключается в том, что промежуточный вал отсутствует, а его роль в полном объеме берет на себя первичный. На нем располагаются неподвижные шестерни, и он же напрямую передает крутящий момент на вторичный вал.

Также из несоосного расположения вторичного вала относительно первичного проистекает второе отличие двухвальной КПП: отсутствие прямой передачи в силу банальной физической невозможности жестко соединить напрямую эти два вала. Это, конечно, не мешает подобрать передаточное отношение повышенных передач таким образом, чтобы оно стремилось к значению 1:1, но привод в любом случае будет осуществляться через шестерни со всеми сопутствующими этому потерями.

Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.

Вместо заключения

Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать раллийного гонщика с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.

<a href=»http://polldaddy.com/poll/9116941/»>Ну как, теперь понятно, как работает МКПП?</a>

Читайте также:

принцип работы, плюсы и минусы

22.06.2017

Наряду со всеми современными типами двигателя и коробки передач, все еще выгодно выделяется простота механики. Она обладает определенным набором как преимуществ, так и недостатков, а также заслуживает особого внимания наряду как с давно привычным автоматом, так и более современными — бесступенчатой и роботизированной КПП.

Механическая коробка передач: простота и надежность

Устройство механической коробки передач весьма простое, поэтому авто с МКПП имеют цену ниже, чем другие. Она состоит из:

Картера, содержащего основные части КПП, и прикреплен к другому картеру — сцепления, который непосредственно крепится непосредственно к двигателю. Для правильной работы картер на половину заливают трансмиссионным маслом. Периодичность замены масла в МКПП зависит от частоты эксплуатации автомобиля, а также от его состояния.
Вращающихся валов КП.
Синхронизаторов, обеспечивающие плавное и комфортное переключение передач.
Механизма переключения передач, управляемый рычагом в салоне автомобиля.

Все части механической коробки передач должны быть исправными, и обеспечивать удобное, плавное и комфортное переключение скоростей.

Разница между АКПП и МКПП

Основным отличием АКПП и МКПП является управление, его принципы, достоинства и недостатки. Кроме того, у этих двух вариантов коробок есть и другие различия, касающиеся технических характеристик и удобства эксплуатации авто.

Основные отличия:

Механическая КПП имеет легкий вес, простую конструкцию, за счет чего обеспечивается простота в обслуживании и ремонте. АКПП напротив — отличается внушительным весом, а также сложностью сервиса.
Принцип работы механической коробки передач и собственно самого «автомата».
Механическая коробка передач заводится без аккумулятора. Данный способ непрост, но в экстренных ситуациях может выручить водителя. «Автомат» же полностью зависит от электричества.
Сложность управления машин с механическими коробками передач часто отпугивают начинающих водителей, поэтому они отдают предпочтение АКПП.
Авто с механической коробкой переключения передач экономнее «автоматов». Они в среднем расходуют на 10% меньше топлива.

Как показывает практика, принцип работы механической коробки передач, а также сложность управления заставляют отказываться от МКПП не только новичков, но и опытных водителей.

МКПП: преимущества и недостатки

Как и все устройства, механическая коробка передач отличается достоинствами и недостатками.

К достоинствам относятся:

простота устройства, обслуживания и ремонта как всей коробки, так и ее деталей;
длительный срок эксплуатации;
экономия топлива;
высокий кпд;
быстрое увеличение оборотов двигателя;
легкий вес;
возможность запуска двигателя без аккумулятора;
буксировка авто на любые расстояния.

Автомобили с «механикой» имеют ряд преимуществ, которые ценятся многими опытными водителями.

К недостаткам механической коробки передач относятся:

сам принцип работы и управления представляет особую сложность для новичков, а также является фактором риска повреждения сцепления;
угроза перегрузки мотора при неправильном использовании КПП и некорректном переключении передач;
большой промежуток времени, необходимый для переключения с одной передачи на другую;
дискомфорт и усталость от частого использования.

В большинстве случаев автомобили с «механикой» выбирают опытные водители, которые знают принципы управления данным вариантом коробки передач. Они отлично знают, на каком пробеге менять масло в МКПП, а также с легкостью справляются с регулярным переключением передач в режиме сложного городского движения.

Автомобили с МКПП

Для многих водителей, которые хотят привычную «механику» часто встает вопрос — можно ли поменять АКПП на МКПП? Ответ здесь неоднозначен, так как многие автоконцерны не выпускают модели с МКПП уже достаточно давно. Поэтому заменить комплектацию вряд ли получится, так как найти нужные детали будет попросту невозможно из-за отсутствия их производства. Именно поэтому всем любителям привычной «механики» лучше заранее позаботиться о покупке авто с МКПП.

Автосалон ДОЛАВТО предлагает широкий выбор авто с механической КПП. У нас можно найти китайские автомобили с МКПП, причем это будут не только устаревшие модели. Многие современные «китайцы» в комплектации Basic и Comfort имеют именно МКПП. Мы предлагаем выгодную покупку современного авто, которое будет полностью соответствовать всем пожеланиям водителя.

Автоматическая коробка передач (АКПП) — устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор

Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Итак, АКПП…

Основное назначение АКПП — такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

В устройство АКПП входит:

Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

Принцип работы гидротрансформатора

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее — жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

планетарных элементов
муфт сцепления и тормозов
ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

Гидравлическая система управления

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении — дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Как работает механическая коробка передач [МКПП]

Принцип работы механической коробки передач на примере 2-х и 5-ти ступенчатой трансмиссии

У водителя автомобиля с механической коробкой, часто возникают вопросы:

Что происходит внутри коробки, когда двигается ручка переключения скоростей?
Когда путаешь передачи (скорости), то слышен ужасный скрежет, что это там так скрипит?
Что произойдет, если включить заднюю скорость, двигаясь на машине вперед?

В статье разберемся, как работает механическая коробка передач, параллельно ответив на все вопросы.

Для чего машине трансмиссия

Автомобилю коробка передач (трансмиссия) необходима из-за особенностей работы двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, каждый двигатель имеет предельную допустимую частоту оборотов – максимальное значение оборотов в минуту, превысив которое он просто взорвется. Во-вторых, двигатели имеют узкий диапазон оборотов, при которых крутящий момент и мощность находятся на максимуме. Например, двигатель может выдавать максимальную мощность при 5500 оборотах в минуту. Коробка передач изменяет передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами во время ускорения и замедления автомобиля. Переключая передачи, вы разгружаете работу двигателя, который не достигает предельно допустимой частоты оборотов.

Коробка связана с двигателем через муфту, поэтому входной вал коробки делает столько же оборотов, сколько и двигатель.

Пятиступенчатая МКПП применяет одно из пяти передаточных чисел к входному валу, чтобы произвести различное значение количества оборотов на выходном валу. Вот несколько типичных передаточных чисел:

ПЕРЕДАЧА	ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО	КОЛИЧЕСТВО ОБОРОТОВ В МИНУТУ НА ВЫХОДНОМ ВАЛУ С ДВИГАТЕЛЕМ В 3000 ОБОРОТОВ
1-ая	2.315:1	1,295
2-ая	1.568:1	1,913
3-яя	1.195:1	2,510
4-ая	1.000:1	3,000
5-ая	0.915:1	3,278

Сколько скоростей нужно МКПП для эффективной работы, читайте тут.

Основы конструкции трансмиссии на примере двухступенчатой МКПП

Чтобы понять основную идею стандартной КПП, на рисунке приведен пример двухступенчатой коробки в нейтральном положении.

Рассмотрим каждую часть, изображенную на рисунке, чтобы разобраться в том, как они взаимодействуют.

Вал (ось) зеленого цвета идет от мотора машины через сцепление. Зеленая зубчатая передача и зеленая ось соединены в единое целое. Сцепление представляет собой устройство, соединяющее/рассоединяющее двигатель с коробкой. Когда выжимается педаль сцепления, двигатель машины с коробкой рассоединяются, так, двигатель может продолжать работу, даже если автомобиль никуда не движется. Когда вы убираете ногу с педали сцепления, мотор и зеленая ось напрямую связываются друг с другом. Зеленая ось и зубчатая передача вращаются с тем же значением количества оборотов в минуту, что и двигатель.
Красная ось и зубчатые передачи называются промежуточным валом. Они также связаны между собой образуя единое целое, поэтому все зубчатые передачи промежуточного вала и сам промежуточный вал вращаются как единое целое. Зеленый и красный оси связаны между собой через зацепляющие шестерни, поэтому, если вращается зеленый, то вращается и вал красного цвета. Так, вал промежуточного звена получает питание непосредственно от двигателя автомобиля при включенном сцеплении.
Желтый вал – шлицевой (вторичный, ведомый) вал, который подключен непосредственно к ведущему валу через дифференциал и к ведущим колесам автомобиля. Если вращаются колеса, с ними вращается желтый вал.
Синие зубчатые передачи (или ведомые шестерни) вращаются на желтом валу на подшипниках, поэтому не зависимы от него. Если двигатель выключен, но автомобиль движется по инерции, желтый может крутиться внутри шестерен синего цвета, но сами синие шестерни и промежуточный вал останутся неподвижными.
Маховик (муфта включения передач) связан в единое целое с желтым валом вращаясь вместе с ним. Роль маховика в подключении к одной из синих зубчатых передач, чтобы передавать их инерцию колесам машины. Чтобы присоединиться к синей шестерне, зубчики маховика, называемые «собачьими зубами», входят в специальные отверстия по бокам шестерни.

Включим первую скорость

На рисунке ниже показано как маховик присоединяется к синей шестерне, расположенной справа, на первой скорости.

На иллюстрации ось зеленого цвета, подключенная к двигателю, вращает ось промежуточную, которая крутит шестерню синего цвета, расположенную справа. Эта шестерня через маховик передает свою энергию желтому валу вращая его. Тем временем, синяя шестерня, находящаяся слева, свободно вращается на подшипниках, никак не влияя на желтую ось.

Когда маховик находится между двумя синими шестернями (как показано на первом рисунке), трансмиссия пребывает в нейтральном положении, а обе шестерни свободно вращаются вокруг ведомой оси, при этом с разной скоростью.

Когда вы делаете ошибку при переключении скоростей и слышите ужасный скрежет, неприятный звук издают «собачьи зубы», которые напрасно пытаются найти отверстия, для присоединения к синей шестерне, так как она вращается быстрее, чем крутятся колеса машины и как следствие маховик не может захватить шестерню. В коробке, показанной выше, нет синхронизатора (о нем позже), поэтому при работе на такой коробке сцепление выжимается дважды. Двойное сцепление было распространено в старых автомобилях и все еще используется в некоторых гоночных авто, но в уже усовершенствованной форме. При двойном сцеплении выжимается педаль сцепления первый раз, чтобы отсоединить двигатель от коробки. Это уберет давление с собачьих зубцов, чтобы перевести маховик в нейтральное положение. Затем вы убираете ногу с педали сцепления и увеличиваете число оборотов двигателя до «правильной скорости». Понятие «правильная скорость» – это значение количества оборотов в минуту, при котором двигатель будет работать на следующей скорости. Идея состоит в том, чтобы скорость вращения синей шестеренки следующей передачи и маховика совпадали для облегчения вхождения собачьих зубцов в нужные отверстия (т.е. что бы не было того самого скрежета). Затем вы выжимаете педаль сцепления во второй раз попадая «собачьими зубами» в следующую передачу. При каждом переключении передач нужно выжать сцепление два раза, отсюда понятие «двойное сцепление». Малые линейные движения ручки переключения передач меняют скорость автомобиля. Ручка переключения движет стержень, который соединен с вилкой. Вилка двигает маховик по желтой оси, чтобы тот присоединил одну из двух передач.

Конструкция классической 5 ступенчатой МКПП

В пятиступке механизм переключения скоростей немного сложнее. В ней стоят три вилки управляемые стержнями, которые, в свою очередь, управляются рычагом переключения скоростей. Если смотреть на смещение стержней сверху, то скорости идут в обратном порядке. Вот, что мы имеем в виду:

Передвигая рычаг влево-вправо, вы привлекаете к процессу разные вилки (соответственно и разные маховики). Двигая рычаг вперед-назад, вы передвигаете один и тот же маховик, но только присоединяете его к шестеренкам разных передач.

Задняя скорость включается маленькой промежуточной шестеренкой (на рисунке изображена фиолетовым цветом). Синяя шестеренка, изображенная на рисунке, постоянно движется в противоположном ко всем остальным синим шестеренкам, направлении. Вот ответ на вопрос — невозможно переключить трансмиссию автомобиля на заднюю скорость, когда автомобиль движется вперед.

Синхронизаторы для МКПП

Чтобы не использовать двойне сцепление, в МКПП ставят синхронизаторы. Цель синхронизатора заставить маховик вступить во фрикционный контакт с синей шестеренкой, до того, как собачьи зубцы присоединятся к шестеренке. Это позволяет маховику с синей шестерёнкой синхронизировать скорость вращения, до вовлечения в процесс собачьих зубцов.

Конус на синей шестеренке соответствует конусообразному углублению в маховике, так, трение между конусом шестерни и маховиком синхронизирует скорость вращения синей шестерни и маховика. Затем, внешняя часть маховика цепляется к нужной передаче собачьими зубцами.

Каждый производитель реализует синхронизацию своим способом, но мы описали главный принцип работы этого механизма.

О том, что лучше, автоматическая или механическая коробка, читайте здесь.

Теперь, для закрепления, взглянем, как работает МКПП в этом видео — ролике

Мотор-редукторы

| Принцип работы | Ресурсы для инженеров

Что такое коробка передач?

Коробка передач использует механическое преимущество для увеличения выходного крутящего момента и снижения частоты вращения. Вал двигателя подается в коробку передач и через ряд внутренних зацеплений обеспечивает преобразование крутящего момента и скорости. Наши редукторы доступны в различных размерах и передаточных числах, чтобы удовлетворить широкий диапазон требований к крутящему моменту. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов.Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.

Основные сведения о коробке передач

Редукторы двигателей

Saia доступны в различных размерах для удовлетворения широкого диапазона требований к крутящему моменту. Доступны передаточные числа от 4 1/6 до 6.048.000. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов. Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.

Редукторы вращаются двигателем, поток энергии идет от входного вала к выходному.Это означает, что их нельзя приводить в движение выходным валом (например, вращая вручную).

Это может привести к повреждению некоторых внутренних компонентов!

Направление вращения

В зависимости от количества ступеней направление вращения может быть как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Направление вращения мотор-редукторов обычно определяется выходным валом редуктора (сторона привода, см. DIN EN60034-7, IEC 60050-411).

Коэффициент

Коробка передач характеризуется передаточным числом i или временем T.Передаточное число i — это отношение входной скорости ne и выходной скорости na. T — время на один оборот выходного вала.

Допустимая сила FA и FR на выходном валу

Допустимые силовые нагрузки на выходном валу:

Осевая нагрузка FA, тянущая или толкающая в осевом направлении вала
Радиальная нагрузка FR, действующая на вал сбоку. Каталожное значение относится к расстоянию 1 см до подшипника

Допустимый крутящий момент

Срок службы коробки передач определяется нагрузкой на зубья шестерни и числом оборотов шестерен.

Максимально допустимый крутящий момент Mn определяется нагрузкой на конечную ступень редуктора и устойчивостью корпуса.

У некоторых коробок передач есть графики срока службы. Он показывает взаимосвязь между передаточным числом i и соответствующим крутящим моментом в течение фиксированного периода времени, e.г. 1000 или 10000 часов. Условным параметром является входная скорость (эквивалентная скорости двигателя), соответствующая общему количеству оборотов всех шестерен. Поэтому в каталоге мы показываем две кривые — для двигателя 250/300 об / мин и 500/600 об / мин.

Например: Максимальный выходной крутящий момент Mx1 допустим при соотношении ix1. При меньших соотношениях макс. допустимый крутящий момент необходимо уменьшить, так как в противном случае первые ступени коробки передач будут перегружены.

В дополнение к кривой срока службы показан крутящий момент двигателя Mm, умноженный на передаточное число и уменьшенный на коэффициент полезного действия редуктора (что приводит к выходному крутящему моменту Mi).

Example1: Применение двигателя 1 в сочетании с редуктором с передаточным числом ix1 приводит к выходному крутящему моменту Mx1 в точке A. Редуктор может передавать этот крутящий момент, сохраняя свой срок службы.

Если выбрано соотношение i> ix1, фактический крутящий момент будет M> Mx1. Однако срок службы не может быть гарантирован, поскольку рабочая точка теперь находится выше кривой срока службы.

Пример 2: Двигатель 1 с передаточным числом ix2. Создаваемый крутящий момент равен Mx2. Это ниже кривой срока службы.Коробка передач может без проблем работать в течение длительного периода.

Пример 3: Двигатель 2 и передаточное число ix3 дают крутящий момент Mn. При использовании передаточного числа i> ix3 — коробка передач не может быть нагружена больше, чем Mn.

Эффективность

Количество ступеней в коробке передач определяет КПД. При высоких коэффициентах i этот коэффициент будет ниже 10%, как показано на графике ниже. (Для UGO / UGP, UGR см. Таблицу в главе)

Saia Motors Коробки передач сцепления

Коробки передач типов UGA, UGB и UGD могут оснащаться муфтами свободного хода или проскальзывающими муфтами.

Freewheels передают макс. крутящий момент M в заблокированном направлении, <1 cNm в обратном направлении. Муфты одностороннего проскальзывания ведут себя аналогичным образом, за исключением того, что момент скольжения имеет более высокое значение. Двусторонние скользящие муфты могут передавать только ограниченное значение крутящего момента в любом направлении, меньшее, чем крутящий момент скольжения.

Проскальзывающие муфты используются для: защиты коробки передач от перегрузок по крутящему моменту или для регулировки нагрузки путем поворота со стороны нагрузки (помните: прямое вращение выходного вала может привести к повреждению коробки передач).



Проскальзывающая муфта	В одну сторону	В одну сторону	Двусторонняя
Обгонная муфта	да	да	№
Крутящий момент по часовой стрелке	полный крутящий момент	<момент проскальзывания	<момент проскальзывания
Крутящий момент Против часовой стрелки	<момент проскальзывания	полный крутящий момент	<момент проскальзывания
Поворот выходного вала по часовой стрелке	возможна отгрузка	блокировка	возможна отгрузка
Вращение выходного вала против часовой стрелки	блокировка	возможна отгрузка	возможна отгрузка

Как работает коробка передач (трансмиссия)? Что такое передаточное число?

Принцип работы коробки передач:

Коробка передач — это комплект, состоящий из различных шестерен, синхронизирующих втулок и механизма переключения передач, помещенных в металлический корпус.Металлический корпус, обычно изготовленный из литого алюминия / чугуна, вмещает в себя все шестерни. Коробка передач является частью системы «трансмиссии», поскольку шестерни играют важную роль в передаче мощности двигателя на колеса.

Схема 5-ступенчатой коробки передач

Что такое трансмиссия?

Все компоненты трансмиссии, которые помогают передавать мощность двигателя на колеса, являются частью системы «Трансмиссия». Неотъемлемой частью которой 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. Некоторые конструкции автомобилей объединяют коробку передач и дифференциал в единый блок, называемый «трансмиссией» или «трансмиссией».

Какое передаточное число?

Передаточное число — это соотношение между входной и выходной шестернями. Ведущая шестерня и ведомые шестерни в коробке передач определяют передаточные числа. Входные шестерни получают привод от двигателя, и они вращают выходные шестерни, которые, в свою очередь, приводят в движение колеса. Отношение числа оборотов выходной шестерни к числу оборотов входной шестерни называется передаточным числом.

Передаточное число также можно получить по следующей формуле:

Передаточное число = число зубьев ведомой шестерни / число. зубьев входной шестерни

Например, если нет. шестерен на входной (ведущей) передаче = 30, № шестерен выходной (ведомой) шестерни = 105

Тогда передаточное число = 105/30 = 3,5: 1, потому что для поворота выходной (ведомой) шестерни на 1 оборот необходимо повернуть входную (ведущую) шестерню на 3,5 оборота.

Диаграмма передаточного числа

Типовая диаграмма передаточных чисел в коробке передач MUV:

Ниже приведена диаграмма передаточного числа редуктора MUV.

Шестерня	Коэффициент
1 ^st шестерня	3.78: 1
2 ^nd шестерня	2.20: 1
3 ^ряд шестерня	1.42: 1
4 ^{-я шестерня}	1: 1
5 ^{-я передача} (повышающая передача)	0.83: 1

Передаточные числа варьируются от автомобиля к автомобилю. В грузовиках передаточные числа обычно выше, чем в легковых, поскольку они должны нести тяжелый груз.

Как работает коробка передач?

Коробка передач содержит шестерни разных размеров. Это происходит главным образом из-за различных требований транспортного средства к крутящему моменту, необходимому на колесах, в зависимости от дороги, местности и нагрузки. Например, если автомобиль поднимается по склону, ему требуется более высокий крутящий момент, чем при движении по прямой дороге.

Первая шестерня является самой большой в коробке передач и обеспечивает максимальный выходной крутящий момент при минимальной скорости. Следовательно, он используется при подъеме на склоны. Все шестерни между 1 ^{-й ступенью} и последней передачей различаются по размеру с уменьшающимся передаточным отношением. Таким образом, он обеспечивает различную комбинацию тягового усилия и скорости. Таким образом, автомобиль мог двигаться плавно, не теряя при этом ускорения. Коробка передач в основном улучшает управляемость автомобиля в любых условиях.

Что такое овердрайв?

Напротив, последняя передача или высшая передача, иногда повышающая передача, являются наименьшими по размеру. Однако он обеспечивает минимальную тягу, но максимальную скорость. Коробка передач с повышающей передачей означает, что ее выходная мощность выше, чем ее вход, который подключается к двигателю. Другими словами, повышающая передача вращается быстрее, чем частота вращения двигателя. Таким образом, он обеспечивает более высокую скорость и лучшую эффективность, поскольку двигатель работает на более низких оборотах по сравнению со скоростью автомобиля.

В некоторых усовершенствованных конструкциях имеется более одной шестерни повышающей передачи, обычно две.Таким образом, Dual Overdrive (также известный как «Double Top») обеспечивает еще более высокую скорость и лучшую эффективность в автомобиле.

Работа коробки передач:

Как правило, в обычной коробке передач есть два набора шестерен — входная и выходная. Входные шестерни закреплены на промежуточном валу, что делает его единым блоком. Он приводит в движение отдельные шестерни на главном валу, которые свободно вращаются на подшипниках. Таким образом, коробка передач передает привод на колеса в зависимости от шестерни, которая входит в зацепление с главным валом.Когда вы толкаете втулку переключателя по направлению к желаемой передаче, эта шестерня фиксируется на главном валу и вращает его. Таким образом, главный вал вращается со скоростью включенной передачи и обеспечивает выходную мощность в соответствии с передаточным числом включенной передачи.

Схема работы первой передачи

Коробка передач: скорость против тяги

Вам нужна как скорость, так и тяга при вождении автомобиля. Шестерни в коробке передач помогают выбрать любую из них в зависимости от условий движения. Низшая передача, т.е.2-я и 1-я передачи дадут вам наибольшее сцепление с дорогой, а более высокие передачи, то есть 5-я и 6-я (если есть), дадут вам максимальную скорость. Количество передач в коробке передач обеспечивает идеальное сочетание тяги и скорости. Таким образом, это помогает водителю / гонщику выбрать наиболее подходящую комбинацию для постоянного повышения эффективности. Следовательно, очень важно выбрать правильную передачу в соответствии с дорожными условиями и условиями нагрузки. С короткой передачей вы получаете лучшее ускорение или прием, в то время как высокая передача дает вам более высокую максимальную скорость.

Типы коробки передач:

В целом автомобильная коробка передач в основном подразделяется на четыре категории:

Механическая коробка передач — до 6 передач переднего хода в автомобиле и до 13 передач переднего хода в грузовике
Полностью автоматическая коробка передач — до 10 скоростей
Бесступенчатая трансмиссия — вариатор
Автоматическая механическая коробка передач (AMT) — до 5 скоростей.
Коробка передач с двойным сцеплением — (DCT)

В соответствии с механизмом переключения, производители классифицируют автомобильную трансмиссию еще на три категории:

Раздвижная сетка — обычно используется в двухколесных транспортных средствах / велосипедах
Постоянная сетка — обычно используется в грузовиках старого поколения
Синхронизирующая сетка — используется в легковых и грузовых автомобилях нового поколения

В зависимости от расположения механизма переключения:

Column Shift — Рычаг переключения передач, установленный на рулевой колонке, управляется вручную.
Напольное переключение — Рычаг переключения передач, установленный на полу, управляется вручную
Лепестковые переключатели — Механизмы переключения передач, установленные на рулевом колесе, управляются пальцами.

Eaton и ZF — одни из известных мировых производителей коробок передач.

Для получения дополнительной информации о коробках передач нового поколения щелкните здесь.

Посмотрите, как работает коробка передач:

Подробнее: Как крутящий момент помогает повысить эффективность автомобиля? >>

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог.Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Как работают механические коробки передач | Как работает автомобиль

Двигатели внутреннего сгорания работают на высоких скоростях, поэтому необходимо уменьшить передачу, чтобы передать мощность на ведущие колеса, которые вращаются намного медленнее.

Коробка передач обеспечивает выбор шестерни для различных условий движения: старт с места, подъем на холм или круиз по ровной поверхности.Чем ниже передача, тем медленнее вращаются опорные колеса по отношению к двигатель скорость.

Коробка передач постоянного зацепления

Коробка передач вторая ступень в коробка передач система, после сцепление . Обычно он прикручивается к задней части двигатель , с схватить между ними.

Современные автомобили с МКПП передачи иметь четыре или пять скоростей переднего хода и одну заднюю, а также нейтральное положение.

Синхронизатор отключен

Шестерня свободно вращается на втулке, вращаемой за счет зацепления на промежуточном валу.Блок синхронизатора, соединенный шлицами с главным валом, лежит рядом.

Синхронизатор включен

Вилка перемещает синхронизатор в сторону выбранной передачи. Поверхности трения синхронизируют скорости вала, а синхронизатор и шестерня блокируются вместе.

Шестерня рычаг , управляемый водителем, соединен с рядом штоков переключения передач в верхней или боковой части коробки передач. Штоки переключения расположены параллельно валам, несущим шестерни.

Самая популярная конструкция — редуктор постоянного зацепления. Имеет три вала: Входной вал промежуточный вал и главный вал, которые обкатываются подшипники в кожухе коробки передач.

Также имеется вал, на котором вращается промежуточная шестерня задней передачи.

Двигатель приводит в движение первичный вал, который приводит в движение промежуточный вал. Промежуточный вал вращает шестерни на главном валу, но они вращаются свободно до тех пор, пока не будут заблокированы с помощью синхронизирующего устройства, которое насажено на вал.

Это синхронизатор, который фактически приводится в действие водителем через тягу переключения с вилкой на нем, которая перемещает синхронизатор для включения передачи.

Запирающее кольцо, устройство задержки синхронизатора, является последним усовершенствованием современной коробки передач. Он предотвращает включение шестерни до тех пор, пока скорости вала не будут синхронизированы.

На некоторых автомобилях дополнительная передача, называемая перегрузка , подогнан. Он выше, чем высшая передача, и поэтому обеспечивает экономичное вождение на крейсерских скоростях.

Четырехступенчатая коробка передач с постоянным зацеплением

Передачи выбираются системой тяг и рычагов, управляемых рычагом переключения передач. Привод передается через первичный вал на промежуточный вал, а затем на главный вал, за исключением прямого привода — высшей передачи — когда первичный вал и главный вал заблокированы вместе.

Как работают передаточные числа

нейтраль

Все шестерни, кроме необходимых для заднего хода, постоянно находятся в зацеплении.Шестерни выходного вала свободно вращаются вокруг него, а шестерни промежуточного вала зафиксированы. Привод не передается.

Первая передача

На первой передаче самая маленькая шестерня промежуточного вала (с наименьшим количеством зубцов) блокируется с ней, передавая привод через самую большую шестерню на главном валу, обеспечивая высокий крутящий момент и низкую скорость для запуска с места.

Вторая передача

На второй передаче разница в диаметрах шестерен на двух валах уменьшается, что приводит к увеличению скорости движения и меньшему увеличению крутящего момента.Соотношение идеально подходит для лазания по очень крутым холмам.

Четвертая передача

На четвертой передаче входной вал и главный вал заблокированы вместе, обеспечивая «прямой привод»: один оборот карданного вала на каждый оборот коленчатого вала. Нет увеличения крутящего момента.

Реверс

Для реверсирования промежуточная шестерня вставляется между шестернями на двух валах, заставляя главный вал реверсировать направление.Передача заднего хода обычно не синхронизирована.

Синхронизация шестерен

Синхронизатор представляет собой кольцо с зубьями на внутренней стороне, установленное на зубчатом центр который насажен на вал.

Когда водитель выбирает передачу, соответствующая конусообразная трение поверхности на ступице и шестеренчатом передающем приводе, от поворотного механизма через ступицу к валу, синхронизируя скорости двух валов.

При дальнейшем перемещении рычага переключения передач кольцо перемещается вдоль ступицы на короткое расстояние до тех пор, пока его зубцы не зацепятся со скошенными зубьями упора на стороне шестерни, так что шлицевая ступица и шестерня заблокируются вместе.

Современные конструкции также включают в себя уплотнительное кольцо, расположенное между поверхностями трения. Кольцо сруба также имеет собачьи зубы; он сделан из более мягкого металла и более рыхлый соответствовать на валу, чем на ступице.

Забивное кольцо должно быть расположено точно сбоку от ступицы с помощью выступов или «пальцев», прежде чем его зубцы совпадут с зубцами на кольце.

За время, необходимое для определения своего местоположения, скорости валов были синхронизированы, так что водитель не мог столкнуться ни с какими зубьями, а синхронизатор считается «непревзойденным».

Что такое коробка передач? Типы, детали, работа [Изображения и PDF]

Из этой статьи вы узнаете , что такое коробка передач? коробки передач и как работает каждая коробка передач? Разъяснено с помощью диаграмм. А также вы можете скачать файл формата PDF из этой статьи.

Коробка передач и типы

Что такое коробка передач или трансмиссия?

Слово «трансмиссия» используется для обозначения устройства, расположенного между сцеплением и карданным валом.Это может быть коробка передач, преобразователь крутящего момента, повышающая передача, гидравлический привод или гидравлический привод.

Читайте также: Типы шестерен [Классификация шестерен] и зубчатые передачи

Типы коробок передач

Ниже приведены типы коробок передач , используемых в современных транспортных средствах:

Коробка передач со скользящей сеткой
Постоянная Коробка передач с решетчатым типом
Синхронизирующая коробка передач
Эпициклическая коробка передач

Назначение трансмиссии

Почему используется коробка передач?

Трансмиссия предназначена для обеспечения высокого крутящего момента при трогании с места, подъеме на холм, ускорении и перемещении груза.Когда автомобиль трогается с места, поднимается на холм, ускоряется и встречает другое сопротивление, на ведущих колесах требуется высокий крутящий момент.

Следовательно, должно быть предусмотрено устройство, позволяющее коленчатому валу двигателя вращаться с относительно высокой скоростью, в то время как колеса вращаются с меньшей скоростью. Он заключен в металлическую коробку под названием коробка передач . Скорость автомобиля также изменяется с помощью трансмиссии, сохраняя частоту вращения двигателя неизменной с определенным пределом.

Читайте также: 6 наиболее распространенных проблем с коробкой передач [Это может привести к ненужному ремонту]

Редуктор со скользящей сеткой

Это самый простой тип коробки передач.Расположение шестерен в нейтральном положении. Корпус редуктора и подшипник не показаны. Шестерня сцепления закреплена на валу сцепления. Он всегда остается подключенным к ведущей шестерне промежуточного вала.

Три другие шестерни, такие как первая скорость, вторая скорость и шестерня заднего хода, также жестко прикреплены к промежуточному валу или также известны как промежуточный вал. Две шестерни, установленные на шлицевом главном валу, могут перемещаться вилкой переключения при нажатии на рычаг переключения передач.

Шестерни соединены с соответствующими шестернями промежуточного вала.Промежуточная шестерня заднего хода закреплена на другом валу и остается соединенной с шестерней заднего хода промежуточного вала.

Как работает коробка передач со скользящей сеткой?

Передача нейтральна

В этом положении передачи мощность двигателя не передается на заднюю ось. Когда шестерня находится в нейтральном положении, шестерня муфты передает мощность на шестерню на промежуточном валу, а промежуточный вал, кроме того, не передает линейную мощность на главный вал. Следовательно, выход коробки передач отключен от входа коробки передач.

Помните, что в нейтральном положении только шестерня вала сцепления соединена с шестерней промежуточного вала. Остальные шестерни свободны, поэтому главный вал трансмиссии не вращается.

Первая или низкоскоростная шестерня

Первая или низкоскоростная передача, при нажатии на рычаг переключения передач большая шестерня на главном валу перемещается вдоль вала для зацепления с первой шестерней промежуточного вала.

Здесь главный вал и вал сцепления вращаются в одном направлении.Поскольку меньшая шестерня промежуточного вала находится в зацеплении с большей шестерней главного вала, получается передаточное число примерно 3: 1.

То есть вал сцепления поворачивается три раза за каждый оборот главного вала. Помимо понижения передачи в дифференциале на задних колесах, создается более высокое передаточное число, примерно 12: 1 между колесами и коленчатым валом двигателя.

Читайте также: Что такое передаточное число и как его рассчитать

Шестерня второй скорости

Шестерня второй скорости: при нажатии на рычаг переключения передач большая шестерня главного вала отключается от первой передачи промежуточного вала, а затем меньшая шестерня главного вала входит в зацепление со второй шестерней промежуточного вала.

На второй передаче главный вал и вал сцепления вращаются в одном направлении. Получается передаточное число примерно 2: 1. Редуктор дифференциала увеличивает это передаточное число примерно до 8: 1 .

Третья высшая или высокоскоростная передача

Третья высшая или высокоскоростная передача. При нажатии на рычаг коленчатого вала вторые шестерни главного вала и промежуточного вала отключаются, а затем вторая и высшая шестерни главного вала прижимаются в осевом направлении к шестерне вала сцепления.

Наружные зубья шестерни вала сцепления входят в зацепление с внутренними зубьями второй передачи и высшей передачи. Главный вал вращается вместе с валом сцепления и получается передаточное число 1: 1. Дифференциальный редуктор обеспечивает передаточное число между коленчатым валом двигателя и колесами примерно 4: 1.

Шестерня заднего хода

Шестерня заднего хода: при нажатии на рычаг коленчатого вала большая шестерня главного вала входит в зацепление с промежуточной шестерней заднего хода. Промежуточная шестерня заднего хода всегда находится в зацеплении с шестерней заднего хода промежуточного вала.

Поместив промежуточную шестерню между шестерней заднего хода промежуточного вала и большой шестерней главного вала, главный вал поворачивается в направлении, противоположном направлению вала сцепления. Это изменяет вращение колес с переднего на обратное, так что автомобиль движется назад.

Читайте также: 9 различных типов сцеплений

Коробка передач с постоянным зацеплением

В этой коробке передач все шестерни главного вала находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала (промежуточного вала).Как показано на рисунке, на главном валу предусмотрены две скользящие кулачковые муфты.

Одна скользящая кулачковая муфта расположена между шестерней сцепления и второй передачей, а другая — между первой передачей и шестерней заднего хода. Все шестерни на шлицевом главном валу свободны.

Кулачковая муфта скользит по главному валу и вращается вместе с ним. С его помощью фиксируются все шестерни на промежуточном валу. Когда левую кулачковую муфту заставляют скользить влево через рычаг переключения передач, она входит в зацепление с шестерней сцепления, и достигается передача на максимальной скорости.

Когда левая муфта бревна входит в зацепление со второй передачей, получается вторая передача. Аналогичным образом, сдвигая правую кулачковую муфту влево и вправо, можно получить первую передачу и передачу заднего хода.

В этом типе коробки передач все шестерни находятся в постоянном зацеплении, они защищены от повреждений, и при их включении и выключении не возникает неприятного скрежета.

Полные примечания к коробке передач постоянного зацепления

Synchromesh GearBox

В современных автомобилях используются косозубые шестерни и синхронизаторы в коробках передач, которые синхронизируют вращение шестерен, которые вот-вот зацепятся.Это исключает столкновение шестерен и упрощает переключение передач.

Этот тип коробки передач аналогичен коробке передач с постоянным зацеплением. Синхронизирующая коробка передач снабжена синхронизирующим устройством, с помощью которого две включаемые шестерни сначала входят во фрикционный контакт, который регулирует их скорость, после чего они легко включаются.

В большинстве автомобилей синхронизаторы установлены не на всех передачах. Они устанавливаются только на высшие передачи. Передачи заднего хода, а в некоторых случаях и первой передачи не имеют синхронизаторов.Потому что они предназначены для включения, когда автомобиль неподвижен.

При перемещении рычага переключения передач конус синхронизатора встречается с аналогичным конусом на шестерне. Из-за трения вращающаяся шестерня приводится во вращение с той же скоростью, что и блок синхронизатора. Чтобы обеспечить принудительный привод, дальнейшее движение рычага переключения передач позволяет муфте преодолевать несколько нагруженных пружинами шариков, и муфта входит в зацепление с упорами на ходу шестерни.

Поскольку и шестерня, и синхронизатор движутся с одинаковой скоростью, это зацепление необходимо перед зацеплением кулачков, чтобы конусы имели возможность привести синхронизатор и шестерню к одной и той же скорости.

Epicyclic GearBox

В обычном зубчатом зацеплении оси различных зубчатых колес фиксированы, причем движение зубчатых колес представляет собой просто вращение вокруг их собственных осей. В планетарной передаче, по крайней мере, одна шестерня не только вращается вокруг своей оси, но и полностью вращается вокруг другой оси.

Эти типы коробок передач являются наиболее широко используемой системой автоматических трансмиссий. В системе АКПП будет только акселератор и будет предусмотрен тормоз. Таким образом, на автомобиле не будет педали сцепления или рычага переключения передач.

Конструкция планетарной коробки передач :

Она имеет планетарную передачу. Как показано на рисунке, редуктор вид спереди и сбоку. Этот тип коробки передач имеет солнечную шестерню с тремя шестернями, планетарную шестерню и коронную шестерню. Солнечная шестерня установлена на валу солнечной шестерни. Планетарный редуктор установлен на водило планетарной передачи, а коронная шестерня — на валу водила планетарной передачи.

Кольцевая шестерня имеет внутренние шестерни, которые входят в зацепление с планетарной шестерней и вращаются вместе с ней.В планетарной коробке передач это блокирующая передача. Если одна передача заблокирована, оставшиеся две передачи будут действовать как входная и выходная. Например, если солнечная шестерня заблокирована, коронная шестерня и планетарная шестерня действуют как входные и выходные элементы.

Будет доступна эта типичная схема, позволяющая одновременно блокировать шестерню и снимать выходную мощность с любой шестерни и передавать мощность на любую шестерню, так что такая компоновка будет доступна.

Таким образом, заблокировав любую передачу, мы можем получить совсем другую скорость.Особенностью этой планетарной коробки передач является то, что мы можем добиться большего разнообразия вариаций скорости.

Спасибо за внимание.

Вот и все. Мы обсудили все четыре различных типа коробки передач , но если у вас все еще есть какие-либо вопросы по этой статье, вы можете задать их в комментарии, я отвечу вам. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею со своими друзьями.

А также вы можете загрузить бесплатный файл этой статьи в формате PDF , нажав кнопку ниже.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о наших новых технических статьях.

Читать далее: Каковы 6 наиболее распространенных проблем с коробкой передач [которые приводят к ненужному ремонту]

Компоненты, принцип работы, преимущества, недостатки и области применения [PDF]

Эпициклическая коробка передач также известна как планетарная коробка передач, планетарная зубчатая передача или планетарная зубчатая передача. Он используется в качестве системы трансмиссии для получения различных передаточных чисел как в прямом, так и в обратном направлении.

Введение в системы передачи:

Как вы знаете, это два типа систем передачи. Одна из них — система ручной передачи, другая — система автоматической передачи, и каждая из этих систем передачи подразделяется на следующие категории.

Система механической коробки передач:

Системы трансмиссии, входящие в систему ручной трансмиссии:

Редуктор со скользящей сеткой
Редуктор с постоянным зацеплением
Синхронизирующий редуктор

Система автоматической коробки передач:

Системы трансмиссии, входящие в систему автоматической трансмиссии:

Итак, в этой статье мы можем подробно обсудить эпициклическую коробку передач, также называемую планетарной коробкой передач w.r.t. различные случаи и во время работы видны разные наблюдения и все это здесь будет обсуждаться.

Давайте углубимся в статью.

Подробная эпициклическая коробка передач

Эпициклическая коробка передач играет жизненно важную роль в системе автоматической трансмиссии. Нет необходимости нажимать на педаль сцепления, а просто давите на акселератор. С помощью этой планетарной коробки передач мы можем достичь различных скоростей w.r.t. компоненты, присутствующие в нем.

Мы можем видеть различные случаи и наблюдения, замеченные во время работы Epicyclic Gearbox.

Компоненты планетарной коробки передач:

Эпициклическая коробка передач состоит из четырех компонентов.

Солнечная шестерня
Планетарная шестерня
Кольцевая шестерня
Планетодержатель.

Компоненты планетарной коробки передач
Солнечная шестерня — желтый цвет
планетарные шестерни — синий цвет
Кольцевая шестерня — красный цвет
Planet Carrier — зеленый цвет

Солнечная шестерня:

Вал, прикрепленный к солнечной шестерне, действует как вход для передачи мощности от двигателя.Он расположен в центре коробки передач и был зацеплен с планетарными шестернями. Также прикреплено более одной солнечной шестерни для достижения разной мощности.

планетарные шестерни:

Планетарные шестерни могут вращаться вокруг своей оси, а также под осью солнечной шестерни и кольцевой шестерни.

Планетарные шестерни находятся в постоянном зацеплении с солнечными шестернями и кольцевыми шестернями для передачи крутящего момента.

Кольцевая шестерня:

Это крайняя шестерня, имеющая форму кольца, внутренняя сторона которого имеет угловые зубья, так что они будут находиться в зацеплении с внешними зубьями планетарных шестерен.

Когда зубчатый венец находится в движении, он развивает более высокие скорости, чем другие, которые подробно анализируются в этой статье.

Планета-носитель:

Planet Carrier используется для поддержки планетарных шестерен, которые находятся в зацеплении с солнечной шестерней и кольцевой шестерней.

Это водило, которое прикреплено к оси Planet Gears, и оно отвечает за конечную передачу.

Теперь давайте разберемся, как эти части отвечают за достижение более высоких скоростей в коробке передач.

Принцип работы планетарной зубчатой передачи:

В условиях работы эпициклической коробки передач наблюдается, что скорость выходного вала иногда будет медленной, иногда быстрой, а иногда даже может изменить их направление.

Но знаете ли вы, как происходит изменение скоростей?

Я взял 3 случая, чтобы детально разобраться в концепции Epicyclic Gearbox.

Случай 1: Кольцевая шестерня неподвижна, а солнечная шестерня вращается.

Случай 2: Солнечная шестерня неподвижна, а коронная шестерня вращается.

Случай 3: Планетный носитель неподвижен, а солнечная шестерня вращается.

Но прежде чем анализировать все случаи, вам нужно получить базовые знания о том, как Gear взаимодействуют друг с другом?

Как Gear взаимодействует с другим Gear?

Когда две шестерни вращаются под зацеплением, они должны иметь одинаковую скорость на стыке i.е. Скорость Gear A должна быть равна скорости Gear B .

т.е. скорость передачи A = скорость передачи B.

Если скорости этих двух шестерен A и B не равны, они будут проникать друг в друга, что приведет к износу зуба.

Убедитесь, что должно выполняться указанное выше условие, т.е. Vel of A = Vel of B.

Теперь давайте проанализируем планетарную коробку передач со всеми тремя корпусами.

Случай 1: коронная шестерня неподвижна, а солнечная шестерня вращается

Поскольку зубчатый венец неподвижен, нам нужно сосредоточиться только на других частях планетарного редуктора, то есть на солнечной шестерне, планетарной передаче и планетарном носителе.

Как только зубчатый венец становится неподвижным, начинает вращаться солнечная шестерня, которая получает мощность от вала сцепления. Здесь вал, который прикреплен к солнечной шестерне, является входным валом системы трансмиссии.

Планетарный редуктор

Планетные шестерни, которые сцеплены с солнечным шестеренком, и кольцевая шестерня вращается вокруг них.

Рассмотрим две точки A и B, когда планетарная шестерня зацепляется с солнечной шестерней, как показано на рисунке.

Эпициклическая зубчатая передача с зубчатым венцом неподвижна, а солнечная шестерня вращается.

В точке A планетарная шестерня должна иметь определенную скорость, а в точке B скорость планетарной передачи равна нулю, поскольку коронная шестерня неподвижна.

Единственный способ удовлетворить эти условия — планетарная передача должна иметь «Вращение , а также поворот «.

Вращение будет производить скорости в противоположном направлении в верхней и нижней точках, как показано на рисунке, тогда как поворот дает однонаправленных скоростей .

Вверху скорости вращения и вращения противоположны. Итак, скорость в точке B равна нулю, тогда как внизу они будут добавлены, потому что скорость вращения и скорость поворота могут двигаться только в одном направлении.

Поскольку водило прикреплено к планетарной передаче, оно будет вращаться вместе с планетарными шестернями. Таким образом, мы можем получить меньшую скорость.

Скорость планетарного редуктора рассчитывается по следующей формуле i.е.

V = (радиус) солнечной шестерни * ω (угловая скорость)

Наблюдения за случаем 1:

Кольцевая шестерня зафиксирована
Солнечная шестерня вращается в направлении CW
Планетарная шестерня вращается в направлении CCW.

Случай 2: солнечная шестерня неподвижна, а коронная шестерня вращается

Это случай, противоположный предыдущему (случай 1). Следовательно, в точке A, скорость равна нулю, тогда как в точке B скорость равна скорости зубчатого венца.

В этом случае планетарная передача меняет свое направление, чтобы удовлетворить условию скоростей.

Epicyclic-Gearbox-Case2

Однако у этого случая есть еще одно отличие, т.е. Скорость точки B будет выше, чем скорость точки A (по сравнению с предыдущим случаем).

Это потому, что радиус коронной шестерни больше, чем радиус солнечной шестерни.

Это заставит Planet gear Spin and Turn на более высокой скорости, и это заставит Planet Carrier вращаться с более высокой скоростью.

Таким образом, частота вращения выходного вала очень высока по сравнению с предыдущим случаем и рассчитывается по формуле.

V = (радиус) зубчатого венца * ω (угловая скорость)

Примечание:

Из формулы видно, что радиус шестерни играет жизненно важную роль.

, то есть в случае 1 солнечная шестерня находится в движении. Следовательно, следует учитывать радиус солнечной шестерни, тогда как в случае 2 кольцевая шестерня вращается.Следовательно, следует учитывать радиус зубчатого венца.

Теперь, если вы видите, что радиус кольцевой шестерни больше, чем радиус солнечной шестерни.

Если вы подставите эти значения в данную формулу, то скорость Ring Gear будет больше по сравнению со скоростью Sun Gear только из-за его радиуса.

Наблюдения за случаем 2:

Солнечная шестерня неподвижна
Планетарная шестерня вращается по часовой стрелке
Кольцевая шестерня вращается по часовой стрелке

Случай 3: Планетарная передача неподвижна, а солнечная шестерня вращается.

В этом случае планетарные шестерни не могут вращаться , но они могут вращаться , и это вращение будет противоположным вращению солнечной шестерни.

Spinning Planet Gear заставит кольцевую шестерню вращаться в противоположном направлении, т.е. направление вращения кольцевой шестерни будет противоположно направлению вращения солнечной шестерни. Таким образом, в данном случае мы получим заднюю передачу.

Наблюдения за случаем 3:

Планета-носитель зафиксирована
Солнечная шестерня вращается в направлении CW
Планетарная шестерня вращается в направлении CCW
Кольцевая шестерня вращается в направлении CCW

Это подробное объяснение эпициклической коробки передач w.r.t. различных случаев и наблюдений.

Теперь давайте обсудим преимущества поезда Epicyclic Gear.

Преимущества планетарной коробки передач:

Преимущества системы Epicyclic Gear состоят в следующем.

Эпициклические зубчатые передачи имеют более высокое передаточное число.
Они используются в различных автомобилях, благодаря чему уменьшается усилие водителя и повышается комфорт.
Эти зубчатые передачи также используются в велосипеде для управления мощностью во время вращения педалей.

Недостатки эпициклической коробки передач:

Недостатки эпициклической зубчатой передачи следующие.

Стоимость изготовления высокая.
Сложность конструкции
Требуется постоянная смазка
Высокие нагрузки на подшипник

Применения эпициклической коробки передач:

Применение эпициклической зубчатой передачи заключается в следующем.

Используются в работе якоря ветряной турбины.
Используются в различных автомобилях с автоматической коробкой передач.
Применяется также в тракторах и велосипедах.

Youtube Видео для детального понимания коробки передач Epicyclic Gear.

Дополнительные ресурсы:
Редуктор с скользящим зацеплением
Редуктор с постоянным зацеплением
Синхронизирующий редуктор

Внешние ссылки:

Конструкция и анализ планетарной коробки передач

Кредиты СМИ:

Изображение 1: Эндрю Дрессел (доклад) — Я (Эндрю Дрессел (доклад)) создал эту работу полностью сам., CC BY-SA 3.0, https://en.wikipedia.org/w/index.php?curid=33814843

Изображение 2: Автор Laserlicht — собственная работа, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4

Видео : Изучите инженерное дело

Принцип работы и типы коробок передач

Коробка передач

Коробка передач — это механический способ передачи энергии от одно устройство к другому и используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости.Крутящий момент — это мощность, возникающая при изгибе или скручивании твердого тела. материал. Этот термин часто используется как синоним трансмиссии. место соединения приводного вала, коробка передач часто используется для создания изменение направления под прямым углом, как у роторной косилки или вертолета. Каждый блок сделан с определенной целью, и используемое передаточное число разработан для обеспечения необходимого уровня силы. Это соотношение фиксировано и не может можно изменить, как только коробка будет построена.Единственная возможная модификация после Дело в том, что регулировка позволяет увеличить скорость вала вместе с соответствующее снижение крутящего момента. При необходимости трансмиссию с несколькими передачами можно использовать для увеличения крутящего момента, в то время как замедление выходной скорости. Такой дизайн обычно используется в автомобилях. трансмиссии. По тому же принципу можно создать повышающую передачу, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.

Принцип передачи

Рассмотрим простую 4-зубчатую передачу. Состоит из ведущей шестерни A на первичном валу и ведомая шестерня D на выходном валу. Между двумя шестерен есть две промежуточные шестерни B, C. Каждая из этих шестерен установлена на отдельный вал.Заметим, что:

Шестерня А приводит в движение Шестерня В

Шестерня C Приводы Шестерня D

Следовательно, общее передаточное число составляет:

1.Типы коробок передач:

Следующие типы коробок передач используются в автомобилях:

· Раздвижная сетка

· Постоянная сетка

· Synchromesh.

и. Коробка передач с подвижной сеткой

Это самая простая коробка передач.На следующем рисунке показана 4-ступенчатая коробка передач в нейтральное положение.

4 передачи соединены с промежуточным валом / промежуточным валом. Установлена промежуточная шестерня заднего хода. на другом валу и всегда остается подключенным к задней передаче промежуточный вал. Эта схема переключения передач «H» позволяет

, чтобы выбрать четыре разных передаточные числа и передача заднего хода.

Нейтральная передача:

При работающем двигателе и включенном сцеплении сцепление Вал-шестерня приводит в движение шестерню промежуточного вала.Промежуточный вал вращается противоположно в направление вала сцепления. В нейтральном положении только шестерня вала сцепления соединен с шестерней промежуточного вала. Остальные шестерни бесплатны, поэтому Главный вал трансмиссии не вращается. Автомобиль стоит на месте.

Шестерня первого или нижнего вала:

При нажатии на рычаг переключения передач большую шестерню на главной вал перемещается по валу до зацепления с первой шестерней счетчика вал.Главный вал вращается в том же направлении, что и вал сцепления. Поскольку меньший промежуточный вал зацепляется с шестерней большего вала, шестерня получается уменьшение примерно 4: 1, т. е. вал сцепления поворачивается 4 раза за каждый оборот главного вала.

Шестерня второй скорости:

При помощи рычага переключения передач третьей передачи на главном вал перемещается по валу до зацепления с третьей шестерней счетчика вал.Главный вал вращается в том же направлении, что и вал сцепления. Редуктор приблизительно 3: 1.

Шестерня третьей передачи:

При нажатии на рычаг переключения передач вторая передача главной вал и промежуточный вал разобщены, а затем третья шестерня главного вала прижимаются в осевом направлении к шестерне вала сцепления. Внешние зубья на муфте вал шестерни зацеплен с внутренними зубьями третьей и высшей передачи.Главный вал вращается в том же направлении, что и вал сцепления. Редукторная передача получается примерно 2: 1, т.е. вал сцепления поворачивается по 2 раза для каждого оборот главного вала.

Передача четвертой скорости / Верхняя или Высокоскоростная передача:

При помощи рычага вала переключения передач третьей передачи главной передачи и промежуточный вал не зацеплен, и шестерни, присутствующие на главном валу вместе с вал прижимается в осевом направлении к шестерне вала сцепления.Наружные зубы присутствуют на главном валу, входят в зацепление с внутренними зубьями, имеющимися на главном валу. вал. Главный вал вращается вместе с валом сцепления и передаточным числом получается примерно 1: 1.

Шестерня заднего хода:

При нажатии на рычаг переключения передач включается последняя передача. главный вал входит в зацепление с промежуточной шестерней заднего хода. Промежуточная шестерня заднего хода всегда находится в зацеплении с шестерней встречного вала.Установка промежуточной шестерни между промежуточной шестерней заднего хода и шестерней главного вала, главный вал поворачивается в направлении, противоположном валу сцепления. Это меняет вращение колес так, чтобы колесо повернулось назад.

II. Коробка передач с постоянным зацеплением:

В этой коробке передач все шестерни главного вала находятся в постоянное зацепление с соответствующими шестернями промежуточного вала (промежуточный вал).Два собачьи муфты предусмотрены на главном валу — одна между шестерней сцепления и вторая передача, а другая — между первой передачей и передачей заднего хода. В Главный вал имеет шлицевую часть и все шестерни на нем свободны. Собачья муфта может скользить вал и вращается вместе с ним. Все шестерни на промежуточном валу жестко закреплены. исправлено с ним.

Когда левый собачий сцепление сдвигается влево с помощью рычаг переключения передач, он зацепляется с шестерней сцепления и максимальной скоростью шестерня получается.Когда левая собачья муфта зацепляется со второй передачей, получается вторая передача. Аналогично, сдвинув правую собаку сцепление влево и вправо, передача первой скорости и передача заднего хода получено соответственно. В этой коробке передач, потому что все шестерни находятся в постоянном положении сетки они защищены от повреждений, а неприятный звук скрежета не возникают при включении и выключении их.

iii.Коробка передач синхронизатора:

В коробке передач с подвижной сеткой должны быть установлены две зацепляющие шестерни. вращаются с одинаковой окружной скоростью, чтобы добиться меньшего рывка, и это верно для коробки передач с постоянным зацеплением, в которой окружные скорости скольжения собачки и соответствующая шестерня на выходном валу должна быть одинаковой.

периферийное скорость определяется как где d1 и N1 — диаметр делительной окружности, а r.вечера. снаряжения и d2 и диаметр N2 и об / мин. прикрепленной собаки соответственно. Сейчас N1 ≠ N2, поскольку d1 ≠ d2. Таким образом получается

а разница в передаче и собаке, которая требует двойного выключения сцепления. Водитель должен дважды быстро выключить сцепление, поэтому как двойное выключение. Этот процесс состоит из двух этапов:

сцепление выключается, т.е. сначала выключается сцепление, и система передач помещается в его нейтральный

позиция.Теперь сцепление снова включено, и педаль ускорения нажата, чтобы отрегулировать обороты двигателя по мнению водителя. выключен (т. е. второе выключение) снова

соответствующая передача включена и затем включается сцепление

Это та коробка передач, в которой установлены синхронизаторы скольжения. предоставляется вместо скользящих кулачковых муфт, как в случае коробки передач с постоянным зацеплением. С помощью синхронизатора скорость как ведущего, так и ведомого валы синхронизируются до того, как они будут сцеплены вместе через цепочку шестерни.Расположение потока мощности для различных передач остается таким же, как и в коробке передач постоянного зацепления. Синхронизатор изготовлен из фрикционных материалов. Когда воротник пытается зацепиться с шестерней, синхронизатор коснется шестерня первая и используйте силу трения, чтобы заставить шестерню вращаться с той же скоростью как воротник. Это гарантирует, что хомут очень хорошо войдет в шестерню. синхронизирующие зубчатые передачи работают по принципу две шестерни, которые должны быть включены, сначала входят во фрикционный контакт, который выравнивает их скорость, после чего они включаются легко и плавно.

Следующие типы устройств в основном используются в транспортных средствах :

· Тип штифта

· Кольцо синхронизатора типа

Для плавного зацепления используется система синхронизации. Synchromesh работает как фрикцион.На следующем рисунке две конические поверхности конус-1 — это часть втулки, а конус-2 — часть шестерни. Конус 1, 2 вращаются с разной скоростью. Пока конус-2 вращается, конус-1 постепенно проскальзывает в нее. Трение замедляет или ускоряет шестерню. Наконец оба конуса вращаются с одинаковой скоростью.

револьверный на разных скоростях. Внутренний конус соприкасается с внешним конусом шестерня.Трение замедляет или ускоряет шестерню.

И когда втулка и шестерня вращаются с одинаковой скоростью, Подпружиненное внешнее кольцо хомута выдвигается вперед. Горка для собак плавно в сетку, не задевая. Хомут и шестерня блокируются и вращаются с той же скоростью. Это принцип синхронизма.

Что такое автоматическая коробка передач: принцип и работа

Сегодня мы поговорим об автоматической коробке передач.Все мы пользуемся велосипедами и автомобилями. Все мы знаем, что нам нужна коробка передач или коробка передач, чтобы изменять крутящий момент в зависимости от условий движения. Раньше мы использовали ручную коробку передач, в которой есть рычаг с ручным или ножным управлением и сцепление, через которое мы переключаем передачу в соответствии с условиями движения. Но знайте, что торговля меняется, и автомобиль переходит на автоматическую коробку передач. В наши дни многие автомобили и скутеры используют автоматическую коробку передач, которая проста в обращении и удобна в использовании. Но возникает вопрос, как работает АКПП? Используем ли мы обычную коробку передач в автоматической коробке передач или есть другое устройство? Изменим ли мы наш автомобиль с механической коробкой передач на автоматическую коробку передач без замены коробки передач? Сегодня я буду обсуждать эту тему, и если у вас возникнут какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте их в поле для комментариев.Я скоро вернусь к вам. Перед тем, как начать этот пост, прочтите следующий пост.

Принцип автоматической трансмиссии:

В механической коробке передач мы использовали скользящую сетчатую или синхронизирующую коробку передач, а в автоматической трансмиссии мы использовали эпициклическую коробку передач. В этом типе коробки передач не используются скользящие кулачки или шестерни для включения, но разные скорости передачи достигаются путем простого затягивания тормозных лент на зубчатом барабане. Он состоит из солнечной шестерни, шестерни или планетарной шестерни и зубчатого венца.Кольцевая шестерня содержит зубья на своей внутренней окружности и окружена тормозной лентой. Тормозная лента приводится в действие гидравлическим давлением гидравлического масла. Это контролируется электронным датчиком или движением к скорости автомобиля, нагрузкой и открытием клапана акселератора. Планетарные шестерни находятся в постоянном зацеплении как с солнечной шестерней, так и с коронной шестерней, и могут свободно вращаться на своих осях, поддерживаемых несущей рамой, которая, в свою очередь, соединена с приводным валом. Когда коронная шестерня блокируется тормозной лентой, вращающаяся солнечная шестерня заставляет вращаться планетарные шестерни.Поскольку коронная шестерня не может двигаться. Планетарные передачи вынуждены перебираться через нее. В этом положении коронная шестерня действует как направляющая для перемещения планетарных шестерен. Таким образом, ведомый вал, соединенный с водилом планетарной шестерни, вращается. Когда коронная шестерня отпущена, она может свободно перемещаться вследствие вращения планетарных шестерен, которые вращаются вокруг своей оси. В этом положении сателлиты не двигаются, и, следовательно, ведомый вал остается неподвижным. Планетарный редуктор содержит ряд таких узлов для получения различных понижений скорости.

Компонент автоматической трансмиссии:

Основным компонентом автоматической трансмиссии является корпус гидротрансформатора, масляный поддон и удлинительный корпус. В корпусе преобразователя находится преобразователь крутящего момента, в корпусе находится эпициклическая зубчатая передача, а в корпусе расширения находится выходной вал. Масляный поддон прикручен к корпусу болтами. Вся трансмиссия крепится к блоку двигателя с помощью болтов через отверстия во фланце корпуса гидротрансформатора.

Работа автоматической коробки передач:

Работа автоматической коробки передач такая же, как и у механической коробки передач, за исключением того, что она управляется гидравлически управляемой тормозной системой. В автоматической коробке передач вал двигателя соединен со сцеплением, а затем — с турбиной гидротрансформатора. Гидротрансформатор приводит в движение коронную шестерню первой зубчатой передачи через свободное колесо. Привод коронной шестерни второй зубчатой передачи затем берется от водила планетарной передачи первой зубчатой передачи, так что оба действуют последовательно.Это устройство обеспечивает три скорости движения вперед и одну скорость назад за счет последовательного применения тормоза.

Выбор конкретной передачи и включение соответствующего сцепления и тормоза осуществляется гидравлически.