Która skrzynia biegów jest lepsza. Skrzynie rozdzielcze samochodów terenowych, w których wprowadzono koło zębate pojazdów

Przekładnia główna samochodu to element transmisyjny, w najpowszechniejszej wersji, składający się z dwóch kół zębatych (napędzanego i napędowego), przeznaczony do zamiany momentu obrotowego pochodzącego ze skrzyni biegów i przeniesienia go na oś napędową. Charakterystyka trakcji i prędkości pojazdu oraz zużycie paliwa zależą bezpośrednio od konstrukcji przekładni głównej. Rozważ urządzenie, zasadę działania, typy i wymagania dotyczące mechanizmu transmisji.

Zasada działania

Zasada działania przekładni głównej jest dość prosta: podczas jazdy auta moment obrotowy z silnika przenoszony jest na bezstopniową skrzynię biegów (skrzynia biegów), a następnie przez przekładnię główną i na wały napędowe auta. W ten sposób główny bieg bezpośrednio zmienia moment obrotowy przenoszony na koła maszyny. W związku z tym zmienia się również prędkość obrotu kół.

Główną cechą tej skrzyni biegów jest przełożenie. Ten parametr odzwierciedla stosunek liczby zębów koła napędzanego (połączonego z kołami) do koła zębatego wiodącego (połączonego ze skrzynią biegów). Im większe przełożenie, tym szybciej samochód przyspiesza (zwiększa moment obrotowy), ale prędkość maksymalna spada. Zmniejszenie przełożenia zwiększa prędkość maksymalną, a samochód zaczyna wolniej przyspieszać. Dla każdego modelu samochodu przełożenie dobierane jest z uwzględnieniem charakterystyki silnika, skrzyni biegów, rozmiaru kół, układu hamulcowego itp.

Urządzenie i podstawowe wymagania dotyczące zwolnicy

Urządzenie rozważanego mechanizmu jest proste: główny bieg składa się z dwóch kół zębatych (reduktor biegów). Koło zębate napędowe ma mniejszy rozmiar, ale jest połączone z wałem wyjściowym skrzyni biegów. Napędzane koło zębate jest większe niż koło napędowe i jest połączone z kołami samochodu i odpowiednio z nimi.

Rozważ podstawowe wymagania dotyczące głównego sprzętu:

• minimalny poziom hałasu i wibracji podczas pracy;
• minimalne zużycie paliwa;
• wysoka wydajność;
• zapewnienie wysokiej trakcji i charakterystyk dynamicznych;
• możliwości produkcyjne;
• minimalne gabaryty (aby zwiększyć prześwit i nie podnosić poziomu podłogi w aucie);
• minimalna waga;
• wysoka niezawodność;
• minimalna potrzeba konserwacji.

Możliwe jest zwiększenie sprawności przekładni głównej poprzez poprawę jakości wykonania zębów obu kół zębatych, a także zwiększenie sztywności części oraz zastosowanie w konstrukcji łożysk tocznych. Należy pamiętać, że maksymalna redukcja drgań i hałasu podczas pracy jest najczęściej wymagana w przypadku reduktorów samochodowych. Wibracje i hałas można zminimalizować zapewniając niezawodne smarowanie zębów, zwiększając dokładność sprzęgania kół zębatych, zwiększając średnicę wałów, a także inne środki zwiększające sztywność elementów mechanizmu.

Główna klasyfikacja biegów

Według liczby par linków

• Pojedynczy - posiada tylko jedną parę kół zębatych: napędzaną i prowadzącą.
• Podwójny - posiada dwie pary kół zębatych. Jest podzielony na podwójne centralne lub podwójne odstępy. Podwójna centralna znajduje się tylko w osi napędowej, a podwójna w piaście kół napędowych. Znajduje zastosowanie w transporcie towarowym, ponieważ wymaga zwiększonego przełożenia.

Rodzaj połączenia przekładni

• Cylindryczny. Stosowany jest w maszynach z napędem na przednie koła, w których silnik i skrzynia biegów są umieszczone poprzecznie. W tego typu połączeniu stosuje się koła zębate z zębami szewronowymi i skośnymi.
• Stożkowy. Stosuje się go w tych pojazdach z napędem na tylne koła, w których wielkość mechanizmów nie ma znaczenia i nie ma ograniczeń dotyczących poziomu hałasu.
• Hypoid - najpopularniejszy rodzaj połączenia przekładni w pojazdach z napędem na tylne koła.
• Robak - w konstrukcji skrzyni biegów samochodów praktycznie nie jest używany.

Według układu

• Umieszczony w skrzyni biegów lub w zespole napędowym. W pojazdach z napędem na przednie koła główny bieg znajduje się bezpośrednio w obudowie skrzyni biegów.
• Znajduje się oddzielnie od punktu kontrolnego. W pojazdach z napędem na tylne koła główna para przekładni znajduje się w obudowie osi napędowej wraz z mechanizmem różnicowym.

Należy pamiętać, że w pojazdach z napędem na wszystkie koła położenie głównej pary kół zębatych zależy od rodzaju napędu.

Zalety i wady

Każdy rodzaj połączenia przekładni ma swoje wady i zalety. Rozważ je:

• Cylindryczny główny bieg. Maksymalne przełożenie jest ograniczone do 4,2. Dalszy wzrost stosunku liczby zębów prowadzi do znacznego wzrostu wielkości mechanizmu, a także wzrostu poziomu hałasu.
• Hipoidalny główny bieg. Ten typ charakteryzuje się niskim obciążeniem zębów i obniżonym poziomem hałasu. Jednocześnie, ze względu na przesunięcie w zazębieniu kół zębatych, zwiększa się tarcie ślizgowe i zmniejsza się wydajność, ale jednocześnie staje się możliwe obniżenie wału kardana tak nisko, jak to możliwe. Przełożenie dla samochodów osobowych - 3,5-4,5; dla samochodów ciężarowych - 5-7
• Główny bieg skośny. Jest rzadko używany ze względu na duże rozmiary i hałas.
• Przekładnia ślimakowa. Ten rodzaj połączenia zębatego praktycznie nie jest stosowany ze względu na pracochłonność wytwarzania i wysoki koszt produkcji.

Główny bieg jest integralną częścią skrzyni biegów, od której zależy zużycie paliwa, maksymalna prędkość i czas przyspieszania samochodu. Dlatego podczas strojenia skrzyni biegów często zmienia się parę biegów na ulepszoną wersję. Pomaga to zmniejszyć obciążenie skrzyni biegów i sprzęgła, a także poprawić dynamikę przyspieszania.

A teraz myśl o tym nie jest złym pomysłem! Jak porusza się po ziemi, nasz ulubiony samochód? Wiemy już, jak pracuje silnik, a koła kręcą się w drugą stronę, a nawet tam i z powrotem. A dzisiaj porozmawiamy o transmisji i jej urządzeniu. Co zawiera transmisja i cechy konstrukcyjne tego systemu.

Krótko mówiąc, wszystkie mechanizmy, które znajdują się między silnikiem a kołami napędowymi, to przekładnia samochodu. Pełni następujące funkcje:

• przenosi moment obrotowy z silnika na oś napędową;
• zmienia wartość i kierunek momentu kr.;
• rozkłada moment obrotowy na koła napędowe.

Co wchodzi w skład skrzyni biegów samochodu i jakie są jego rodzaje

W zależności od tego, jaki rodzaj energii jest konwertowany, ten rodzaj transmisji może być:

• mechaniczny (przekształca i przekazuje energię mechaniczną);
• elektryczny (przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną, a po dostarczeniu jej do kół napędowych z powrotem – elektryczną w mechaniczną);
• hydrostatyczny (zamienia energię mechaniczną na energię ruchu płynu, a po dostarczeniu na koła napędowe z powrotem energię ruchu płynu na energię mechaniczną);
• kombinowany lub hybrydowy (połączenie elektromechanicznego i hydromechanicznego).

Najczęściej w nowoczesnych samochodach używana jest pierwsza opcja. Jeśli zmiana momentu obrotowego odbywa się w trybie automatycznym, nazywa się to automatyczną.

Projekt

Konstrukcja urządzenia może zakładać zastosowanie przednich i tylnych par kół jako wiodących.

Jeśli jako napęd wykorzystywana jest tylna para kół, to samochód jest z napędem na tylne koła, a jeśli przednia para jest z napędem na przednie koła. Jeśli samochód ma napęd jednocześnie na tylne i przednie koła 4x4, to napęd na wszystkie koła.

Samochody z różnymi rodzajami napędu posiadają własną konstrukcję skrzyni biegów, która często różni się znacznie składem elementów i ich konstrukcją.

Tak więc w samochodzie z napędem na tylne koła są to kolejno rozmieszczone elementy: sprzęgło, skrzynia biegów, kardana i przekładnie główne, mechanizm różnicowy, półosie.

Sprzęgło

Służy do krótkiego odłączenia silnika od skrzyni biegów i późniejszego płynnego połączenia tych elementów po zmianie biegów, a także do ochrony części przed nadmiernym obciążeniem.

Zmienia moment obrotowy, prędkość i kierunek ruchu, a także odłącza silnik i skrzynię biegów na dłuższy czas. Skrzynie są mechaniczne i (przekładnia hydrokinetyczna - przekładnie planetarne)

bieg kardana

Potrzebne do przeniesienia momentu obrotowego z wtórnego wału skrzyni na wał głównego koła zębatego, które są ustawione pod kątem względem siebie.

główne koło zębate

GP jest potrzebny do zwiększenia momentu obrotowego, zmiany kierunku i przeniesienia go na półoś. Zwykle w samochodzie stosuje się hipoidalną przekładnię główną (zęby przekładni nie są jak zwykle proste, ale promieniowe).

Mechanizm różnicowy

Mechanizm różnicowy rozdziela moment obrotowy na koła napędowe i pozwala wałom osi obracać się z różnymi prędkościami kątowymi podczas skręcania pojazdu.

SHRUS

Skrzynia biegów samochodu z napędem na przednie koła wyposażona jest w przeguby homokinetyczne (w skrócie przeguby CV) i wały napędowe (półwały).

Te pierwsze są niezbędne do usunięcia momentu obrotowego z mechanizmu różnicowego i dostarczenia go na oś napędową. Z reguły są to 2 przeguby do połączenia z dyferencjałem (tzw. przeguby wewnętrzne) i jeszcze 2 przeguby do połączenia z kołami (tzw. przeguby zewnętrzne).

Pomiędzy tymi zawiasami znajdują się wały napędowe.

Skrzynia biegów samochodu z napędem na wszystkie koła obejmuje różne opcje konstrukcyjne omówione wcześniej, które razem tworzą układ napędu na wszystkie koła.

To takie proste. Teraz wiesz, co zawiera skrzynia biegów samochodu, i pozostaje nam szczegółowe zrozumienie, jak działa każdy z elementów mechanizmu skrzyni biegów. Śledź publikacje i nie skąpij wiedzy, dziel się ze wszystkimi.

I do zobaczenia na stronach bloga.

Istniejące odmiany skrzyń biegów są w rzeczywistości odpowiedzią na zapotrzebowanie kierowców. Pudełko wraz z kierownicą pozwala skutecznie kontrolować możliwości nowoczesnego auta. Ktoś lubi wygodę, ktoś szybko męczy się kontrolą, ktoś nic nie wie i wszystkiego się boi. W nowoczesnej klasyfikacji istnieją trzy główne typy skrzyń biegów i ich opcje:

• układ mechaniczny, ręczna zmiana biegów;
• automatyczna wielostopniowa skrzynia biegów;
• bezstopniowy system wariatora;
• zrobotyzowane pudełko.

Pomimo tego, że ten ostatni typ jest uważany za wariant ręcznej skrzyni biegów, istniejące różnice w stosunku do klasycznego schematu pozwalają na wyodrębnienie go w osobnej linii. Można go śmiało zdefiniować jako osobny typ gearboxa.

Silnik spalinowy nie jest w stanie efektywnie pracować w najszerszym zakresie prędkości obrotowych, dlatego stosuje się różnego rodzaju skrzynie biegów, które zmniejszają prędkość obrotową wałów roboczych skrzyni biegów. Dzieje się tak albo za pomocą zestawu kół zębatych i kół, jak w głównych typach skrzyń biegów, albo za pomocą pasów dociskowych i kół pasowych - w schemacie skrzyni CVT.

CVT przede wszystkim odpowiada stylowi życia współczesnego człowieka i pozwala całkowicie zrezygnować z kontroli nad skrzynią biegów. Pierwsza wymaga maksymalnego udziału kierowcy w kontrolowaniu prędkości i momentu obrotowego kół. Maszyna znacznie ułatwiła życie osobie za kierownicą, ale wymaga ostrożnego podejścia do jego pracy.

Przed udzieleniem odpowiedzi na pytanie - jaki rodzaj skrzyni biegów lepiej wybrać, należy określić swój stosunek do samochodu i stopień swojego udziału w prowadzeniu.

Proste i niezawodne systemy ręczne

Najpopularniejszym i najprostszym typem skrzyni biegów jest mechaniczny system zmiany przełożeń, zwany także „mechaniką” lub „rączką”. W nowoczesnych samochodach jest reprezentowany przez dwa typy:

• wielowałowy, w którym koła zębate znajdują się na dwóch lub trzech równoległych wałkach i zazębiają się naprzemiennie w zależności od wymaganego przełożenia;
• planetarny, w którym koła zębate i koła zębate są zazębione w kilku rzędach, dobór pary o wymaganym przełożeniu odbywa się za pomocą sprzęgieł ciernych lub pakietów ciernych.

W transporcie kołowym mechanika planetarna stosowana jest tylko w automatycznych skrzyniach biegów, rowerach górskich i sprzęcie wojskowym. Planetarka jest bardziej zwarta i lżejsza niż mechanizm wielowałowy, ale jest znacznie droższa w produkcji.

Nowoczesne samochody osobowe z napędem na przednie koła mają schemat dwuwałowy i co najmniej 5 biegów do jazdy do przodu i jeden do tyłu. Droższe modele samochodów mogą być wyposażone w sześciobiegowe skrzynie biegów. W tym samym czasie piąty i szósty dopalają - wał wyjściowy skrzyni biegów obraca się z większymi prędkościami wału korbowego silnika. To więcej niż wystarcza do ręcznego sterowania.

Głównym problemem mechanicznej skrzyni biegów jest płynne i bezwstrząsowe włączanie par śrubowych kół zębatych o różnych prędkościach kątowych podczas zmiany biegów na polecenie. Aby wyrównać prędkość w skrzyni, każda para kół zębatych wyposażona jest w pierścień synchronizacyjny wykonany z brązu.

Podczas zmiany biegów kierowca odłącza sprzęgło, umożliwiając w ten sposób synchronizatorom wyrównanie prędkości obrotowych kół zębatych. Następnie za pomocą gałki zmiany biegów, bezpośrednio lub poprzez system drążków lub napędów linowych, sprzęgło zębate jest przesuwane do wnętrza skrzyni, włączając w ten sposób wymaganą parę biegów. Pozostaje tylko zwolnić pedał sprzęgła i kontynuować jazdę.

Takie skrzynki mechaniczne nazywane są zsynchronizowanymi. Zarządzanie nimi jest dość proste i wygodne, jeśli masz określone umiejętności prowadzenia pojazdu. To prawda, niepełne rozłączenie sprzęgła, poślizg lub inne problemy z wyłączeniem skrzyni biegów prowadzą do tego, że synchronizatory mechaniki zaczynają się intensywnie zużywać, aż do niemożności włączenia biegu bez pośredniego ustawienia manetki w pozycji neutralnej. Przejście na następny bieg następuje po ponownym wciśnięciu sprzęgła. Podobna metoda przełączania była powszechnie stosowana wcześniej i jest obecnie stosowana w ciężarówkach z mechaniką, która nie jest wyposażona w system synchronizatora.

Ważny! Zużyte synchronizatory, oprócz utrudnionej zmiany przełożeń, prowadzą do intensywnego zużywania się felg zębatych, miejscowego odpryskiwania poszczególnych sekcji zębów.

Skrzynia manualna jest najbardziej niezawodna i ekonomiczna, wymaga od kierowcy odpowiednich kwalifikacji i ciężkiej pracy, aby stale zmieniać biegi w połączeniu z wypracowywaniem pedału sprzęgła. Ale, co dziwne, wielu kierowców świadomie wybiera mechanikę. Ich zdaniem mechanikom, nawet przy wzmożonym wysiłku fizycznym, przyjemniej jest prowadzić samochód niż roboty czy skrzynie automatyczne.

Sekwencyjna skrzynia biegów, jako najwyższy punkt w rozwoju mechaniki

Bardziej trafne byłoby nazwanie tego pudełka ręczną skrzynią biegów z sekwencyjną lub rzędową metodą zmiany przełożeń. Pomysł wyszedł z dziedziny rozwoju szybkich sportowych samochodów. Nowoczesna sekwencyjna skrzynia biegów zbudowana jest według schematu konwencjonalnej mechanicznej skrzyni biegów z elektronicznie sterowanym napędem sprzęgłowym i hydraulicznym napędem zmiany biegów. Cechą sekwencyjnej skrzyni biegów jest przestrzeganie ścisłej kolejności biegów.

Wśród zalet mechanizmu sekwencyjnego są:

• najwyższa prędkość zmiany biegów;
• zgodność z sekwencją przełączania umożliwia „bezbolesną” pracę przy bardzo wysokich obrotach i mocach silnika;
• sposób sterowania za pomocą manetek łopatkowych pozwala wygodnie kontrolować ruch nawet przy dużych prędkościach lub w trudnych warunkach drogowych.

W takich skrzynkach stosuje się koła zębate czołowe i nie stosuje się synchronizatorów przełączających. Wyrównanie prędkości obrotowych koła zębatego i koła odbywa się za pomocą komputera za pomocą czujnika prędkości. Zamiast sprzęgła zębatego zastosowano krzywkowy mechanizm zmiany biegów. Z tego powodu czas przyspieszania jest o około 70-80% mniejszy niż w przypadku mechaniki konwencjonalnej. Do obsługi napędów hydraulicznych wykorzystywana jest osobna jednostka - wysokociśnieniowy akumulator płynu roboczego.

Zrobotyzowane systemy skrzyni biegów

W przeciwieństwie do systemów sekwencyjnych, skrzynka typu robota ma napęd elektromechaniczny do włączania pary kół zębatych. Podstawą schematu jest przekładnia mechaniczna zbudowana na układzie dwóch roboczych wałów-rzędów zębatych. Liczby parzyste są zbierane na jednym wale, nieparzyste - na drugim. Każdy z wałów ma własną tarczę sprzęgła i może być niezależnie włączany i wyłączany.

Ten rodzaj pudełka wykorzystuje tryb preselekcji. Sztuczka projektu polega na tym, że komputer z góry, korzystając z danych o trybie pracy skrzyni biegów, oblicza najbardziej odpowiedni do włączenia następnego biegu. Za pomocą elektromagnesu załącza go na przeciwległym biegu z wyłączonym sprzęgłem. W momencie przełączenia pozostaje tylko włączyć sprzęgło i kontynuować jazdę. W rezultacie przełączanie odbywa się z bardzo dużą prędkością.

Na swój sposób skrzynki robotów zajmują pozycję pośrednią między skrzynkami automatycznymi a mechaniką. Jednocześnie, w zależności od wykonywanych funkcji i stopnia skomputeryzowania, ten typ skrzynki można nazwać bardziej automatycznym niż istniejące systemy hydromechaniczne.

Najbardziej znanym i reklamowanym typem zrobotyzowanej skrzyni biegów są siedmiobiegowe skrzynie DSG montowane w modelach VW z małymi silnikami. Recenzje o pracy - od reklam i zachwalania entuzjazmu po otwarcie negatywne.

Decydując się na zakup samochodu z podobnym układem napędowym, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

1. Zrobotyzowane pudło to bardzo złożony mechanizm, najmniej tego typu pudło jest przeznaczone do szybkiego wypalania gumy w szalonych wyścigach. Pudełka są trudne w zarządzaniu, konserwacji i naprawie.
2. Przyzwyczajenie się do jazdy na DSG zajmuje co najmniej dwa tygodnie. Miłośnikom mechaniki widok ten wydaje się powolny i nieprzewidywalny, kierowcom, którzy przenieśli się z hydromechanicznych skrzynek - szarpiący się losowo.
3. Już teraz jakość robotów pozwala nam udzielać 5 lat gwarancji i 150 000 przebiegów.

Ciekawe! Przy całej krytyce roboty są tańsze w produkcji, mają wyższą wydajność i zdaniem ekspertów możliwe, że ten typ zastąpi przestarzałą mechanikę płynów z rynku samochodów osobowych.

Najbardziej złożony rodzaj skrzyni biegów - automatyczna i CVT

Im więcej funkcji spełnia skrzynia biegów, tym trudniej ją wykonać, tym niższa niezawodność i wyższy koszt. Najdroższe i nieekonomiczne zawsze były i pozostają wszystkie rodzaje automatycznych skrzyń biegów do samochodów. Konstrukcja tego typu jest reprezentowana przez hydromechaniczne i adaptacyjne skrzynie biegów. Schemat opiera się na dwóch głównych jednostkach - przemienniku momentu obrotowego i przekładni planetarnej.

W nowoczesnych automatycznych skrzyniach biegów konwerter momentu obrotowego pełni rolę kompensatora, który nieznacznie zwiększa lub zmniejsza główny bieg mechanizmu planetarnego. W ten sposób wspólna praca obu zespołów zapewnia optymalną ilość przekładni w określonych warunkach.

Duże straty w hydraulice zmusiły inżynierów do nieco usprawnienia pracy tego typu maszyn. Teraz praca przekładni hydrokinetycznej przy prędkościach powyżej 20 km/h jest blokowana przez sprzęgło, a moment obrotowy przekazywany jest bezpośrednio przez sprzęgła do przekładni planetarnej.

W niektórych przypadkach zamiast podłączenia przemiennika hydrokinetycznego jego funkcje w warunkach nieustalonych zapewnia poślizg pakietów okładzin ciernych, co jest prostsze i wydajniejsze.

Jedną z odmian automatycznej skrzyni biegów jest adaptacyjna automatyczna skrzynia biegów, w której komputerowa jednostka sterująca wybiera najbardziej odpowiednie przełożenie przekładni planetarnej.

Ten typ automatycznej skrzyni biegów wciąż nie ma konkurencji w skrzyniach biegów pojazdów terenowych, SUV-ów i samochodów o dużej pojemności silnika. Jest trudny w utrzymaniu i naprawie, wymaga wysokich kwalifikacji i wysokiej jakości materiałów eksploatacyjnych.

systemy CVT

W wyniku 30-letniej ewolucji pierwszych przekładni CVT do zmotoryzowanych wózków inwalidzkich i skuterów o małej mocy, technologom udało się doprowadzić poziom niezawodności i trwałości pasa pchającego (głównego elementu bezstopniowej przekładni CVT) do całkowicie akceptowalnego przebiegu 150 tys. Km. Sam pasek popychający jest cudem inżynierii. Wykonany jest z dużej ilości absolutnie identycznych elementów metalowych, dzięki czemu pasek może być jednocześnie elastyczny i sztywny.

Podczas pracy współdziała z dwoma kołami pasowymi - wejściowym i wyjściowym, zapewniając prawie dowolne przełożenie skrzyni biegów. Nowoczesne CVT uzyskały akceptowalnie wysoką wydajność i możliwość pracy z silnikami o mocy do 100 KM. Wariator można nazwać pierwszym z systemów, które są naprawdę zdolne do ciągłej zmiany przełożenia skrzyni biegów.

Ten rodzaj automatyki nie lubi poślizgu, jest niezwykle podatny na działanie niskiej jakości płynu hydraulicznego. W większości przypadków wariator jest wyposażony w konwerter momentu obrotowego.

Zalety - bardzo dokładny dobór wymaganego przełożenia skrzyni biegów. Tego typu pudełko jest kapryśne, drogie w produkcji i utrzymaniu i jest mało prawdopodobne, aby w najbliższej przyszłości opuściło niszę dla małych samochodów.

Więcej informacji o różnych typach punktów kontrolnych na filmie:

Jednocześnie w przypadku większości skrzyń biegów istotne jest coś takiego jak główny bieg samochodu. Następnie porozmawiamy o tym, czym jest główny sprzęt i do czego służy.

Przeczytaj w tym artykule

Do czego służy główny sprzęt i do czego służy

Jak wiecie, dziś w samochodach instalowane są następujące rodzaje skrzyń biegów:

• (wybór transmisji odbywa się ręcznie);
• (zapewnia automatyczny wybór biegu odpowiadającego aktualnym warunkom ruchu);
• (zapewnia płynną zmianę przełożenia.);
• (ręczna skrzynia biegów, odłączanie sprzęgła i funkcje zmiany biegów są zautomatyzowane).

Głównym zadaniem skrzyni biegów jest przeniesienie i zmiana momentu obrotowego z silnika na koła napędowe z możliwością zmiany przełożeń. Na wyjściu skrzyni moment obrotowy jest mały, a prędkość obrotowa wału wyjściowego jest wysoka.

Aby zwiększyć moment obrotowy i zmniejszyć prędkość obrotową, stosuje się główny bieg samochodu, który ma określone przełożenie. Przełożenie głównego biegu zależy od typu, przeznaczenia samochodu i prędkości obrotowej silnika. Zazwyczaj przełożenia przekładni głównych samochodów osobowych mieszczą się w zakresie 3,5-5,5, ciężarówek 6,5-9.

Końcowa jazda samochodem

Głównym biegiem samochodu jest reduktor biegów stały, składający się z kół zębatych napędzających i napędzanych o różnych średnicach. Lokalizacja głównego biegu samochodu zależy od cech konstrukcyjnych samego pojazdu:

• samochody z napędem na przednie koła - główny bieg jest zainstalowany z mechanizmem różnicowym w pojedynczej obudowie skrzyni biegów;
• samochody z napędem na tylne koła - główna przekładnia jest montowana jako oddzielna jednostka w obudowie osi napędowej;
• samochody z napędem na wszystkie koła - główny bieg można zamontować zarówno w skrzyni biegów, jak i osobno w osi napędowej. Wszystko zależy od umiejscowienia silnika spalinowego samochodu (poprzeczne lub wzdłużne).

Istnieje również klasyfikacja głównych przekładni według liczby stopni przekładni. W zależności od przeznaczenia i układu, w samochodach stosowane są zarówno pojedyncze, jak i podwójne przekładnie główne.

Pojedyncza przekładnia główna składa się z jednej pary kół zębatych prowadzących i napędzanych. Stosowany w samochodach osobowych i ciężarowych. Podwójna zwolnica składa się z dwóch par kół zębatych i jest stosowana głównie w średnich i ciężkich samochodach ciężarowych w celu zwiększenia momentu obrotowego lub zwiększenia prześwitu w pojazdach terenowych. Sprawność transmisji wynosi 0,93-0,96.

Podwójne transmisje można podzielić na dwa typy:

• zwolnica podwójna centralna - oba stopnie znajdują się w jednej skrzyni korbowej pośrodku osi napędowej;
• Przekładnia główna z podwójnym rozstawem - para stożkowa znajduje się w środku osi napędowej, a para cylindryczna znajduje się w kołach zębatych.

Kiedy główny bieg jest podzielony na dwie części, obciążenia i części są zmniejszone. Zmniejszają się również wymiary skrzyni korbowej środkowej części osi napędowej, w wyniku czego zwiększa się prześwit i zdolność do jazdy w terenie. Jednak przekładnia z odstępem jest droższa i trudniejsza w produkcji, ma dużą zawartość metalu i jest trudniejsza w utrzymaniu.

Rodzaje przekładni głównej według rodzaju połączenia przekładni

Jeśli podzielimy rodzaje głównych biegów, możemy wyróżnić:

• cylindryczny;
• stożkowy;
• robak;
• hipoidalny;

Cylindryczny główny bieg jest stosowany w pojazdach pasażerskich z napędem na przednie koła z poprzecznym silnikiem i skrzynią biegów. Jego przełożenie zawiera się w przedziale 3,5-4,2.

Koła zębate cylindrycznej zwolnicy mogą być walcowe, śrubowe i jodełkowe. Cylindryczna skrzynia biegów ma wysoką sprawność (co najmniej 0,98), ale zmniejsza prześwit i jest dość głośna.

• Zwolnica stożkowa stosowana jest w pojazdach z napędem na tylne koła o małej i średniej ładowności z podłużnym układem silników spalinowych, gdzie gabaryty nie mają znaczenia.

Osie kół zębatych i kół takiej przekładni przecinają się. Te koła zębate wykorzystują proste, skośne lub zakrzywione (spiralne) zęby. Redukcję hałasu uzyskuje się za pomocą zęba skośnego lub spiralnego. Sprawność przekładni głównej ze spiralnym zębem sięga 0,97-0,98.

• Przekładnia główna ślimaka może znajdować się z dolnym lub górnym położeniem ślimaka. Przełożenie takiej zwolnicy mieści się w zakresie od 4 do 5.

W porównaniu do innych typów przekładni, przekładnia ślimakowa jest bardziej kompaktowa i cichsza, ale ma niską sprawność 0,9 - 0,92. Obecnie jest rzadko używany ze względu na złożoność produkcji i wysoki koszt materiałów.

• Hipoidalna przekładnia główna jest jednym z popularnych typów połączeń przekładni. Ta przekładnia jest rodzajem kompromisu pomiędzy zwolnicami stożkowymi i ślimakowymi.

Przekładnia jest stosowana w samochodach i ciężarówkach z napędem na tylne koła. Osie kół zębatych i kół przekładni hipoidalnej nie przecinają się, lecz krzyżują. Samo koło zębate może być z dolnym lub górnym przesunięciem.

Przekładnia główna z dolnym przesunięciem pozwala na niższe ustawienie przekładni Cardana. W efekcie przesunięty zostaje również środek ciężkości auta, co zwiększa jego stabilność podczas jazdy.

Przekładnia hipoidalna w porównaniu z przekładnią stożkową ma większą gładkość, ciszę i mniejsze wymiary. Stosowany jest w samochodach osobowych o przełożeniu 3,5-4,5 oraz w samochodach ciężarowych zamiast podwójnej przekładni głównej o przełożeniu 5-7. W tym przypadku sprawność przekładni hipoidalnej wynosi 0,96-0,97.

Przy wszystkich swoich zaletach przekładnia hipoidalna ma jedną wadę - próg zakleszczenia podczas ruchu wstecznego samochodu (przekroczenie obliczonej prędkości). Z tego powodu kierowca musi być szczególnie ostrożny przy wyborze prędkości wstecznej.

Podsumowując

Tak więc, po ustaleniu, do czego służy główny bieg samochodu i jakie rodzaje głównych biegów są używane w skrzyni biegów, jego cel staje się jasny. Jak widać urządzenie i zasada działania tego węzła są stosunkowo proste.

Jednocześnie ważne jest, aby zrozumieć, że ten element przekładni znacząco wpływa na zużycie paliwa, dynamikę oraz szereg innych cech i wskaźników samochodu.

Przeczytaj także

Mechanizm różnicowy skrzyni biegów: co to jest, urządzenie różnicowe, rodzaje mechanizmów różnicowych. Jak działa mechanizm różnicowy skrzyni biegów w skrzyni biegów samochodu.

Ogólna budowa i zasada działania samochodu osobowego według schematu blokowego

Skład i zasada działania nowoczesnych samochodów osobowych, napęd na przednie koła, napęd na tylne koła i napęd na wszystkie koła są zasadniczo takie same.

Schemat blokowy samochodu z napędem na tylne koła pokazano na ryc. 6.1.1.

W skład samochodu wchodzą:

• silnik 1;
• przenoszenie mocy lub, w skład którego wchodzą: sprzęgło 5, skrzynia biegów 7, przekładnia kardana 8, przekładnia główna i dyferencjał 11, półosie 10;

Ryż. 6.1.1. Schemat konstrukcyjny samochodu z napędem na tylne koła: 1 - silnik; 2 - pedał zasilania paliwem; 3 - generator; 4 - pedał sprzęgła; 5 - sprzęgło; 6 - dźwignia zmiany biegów; 7 - skrzynia biegów; 8 - koło zębate kardana; 9 - koło; 10 - półosie; 11 - główny bieg i mechanizm różnicowy; 12 - hamulec postojowy (ręczny); 13 - główny układ hamulcowy; 14 - starter; 15 - zasilanie z akumulatora; 16 - zawieszenie; 17 - sterowanie; 18 - przewód hydrauliczny

• podwozie, w skład którego wchodzą: przednie i tylne zawieszenie 16, koła i opony 9;
• mechanizmy zarządzania, składający się z układu kierowniczego 17, głównego 13 i postojowego układu hamulcowego 12;
• sprzęt elektryczny, który obejmuje źródła prądu elektrycznego (akumulator i generator), odbiorniki elektryczne (układ zapłonowy, układ rozruchowy, urządzenia oświetleniowe i sygnalizacyjne, oprzyrządowanie, systemy ogrzewania i wentylacji, wycieraczki, spryskiwacze itp.);
• nadwozie nośne.

Samochody z napędem na przednie koła nie mają kardana i kardana w nadwoziu, dzięki czemu wnętrze staje się bardziej przestronne i komfortowe, a waga samochodu jest mniejsza.

Silnik 1 (rys. 6.1.1) - maszyna przetwarzająca dowolny rodzaj energii (benzyna, gaz, olej napędowy, ładunek elektryczny) na energię obrotową silnika z rozrusznikiem.

Większość nowoczesnych samochodów jest wyposażona w tłokowe silniki spalinowe (ICE), w których część energii uwalnianej podczas spalania paliwa w cylindrze zamieniana jest na pracę mechaniczną poprzez obrót wału korbowego (rys. 6.1.2).

Przemieszczenie - jednostka miary objętości silnika równa iloczynowi powierzchni tłoka przez długość jego skoku i liczbę cylindrów. Pojemność skokowa charakteryzuje moc i wielkość silnika wyrażoną w litrach lub centymetrach sześciennych.

Aby zmienić ilość mieszanki paliwowej dostarczanej do cylindra (w celu zmiany mocy silnika), użyj pedału zasilania paliwem (pedał gazu) 2.

Ryż. 6.1.2. Wygląd nowoczesnego silnika: 1 - pokrywa skrzynki zaworowej; 2 - korek wlewu oleju do silnika; 3 - głowica cylindra; 4 - koła pasowe; 5 - pasek napędowy; 6 - generator; 7 - skrzynia korbowa; 8 - paleta; 9 - kolektor wydechowy

Koło zamachowe z kołem koronowym jest zainstalowane na wale korbowym, który jest wiodącym 5.

Sprzęgło 5 zapewnia trwałe połączenie mechaniczne między silnikiem a skrzynią biegów i służy do krótkotrwałego odłączenia go na czas wymagany do włączenia lub zmiany biegów.

Sprzęgło (rys. 6.1.3) składa się z dwóch sprzęgieł ciernych 1 i 3 dociskanych do siebie sprężyną 4. Tarcza napędowa 1 jest połączona mechanicznie z wałem korbowym silnika, tarcza napędzana 3 jest połączona z wałem napędowym skrzynia biegów 14.

Sprzęgło jest załączane i odłączane przez kierowcę pedałem 8 (po wciśnięciu pedału sprzęgło jest rozłączone). Po naciśnięciu pedału tarcze sprzęgła 1 i 3 rozchodzą się, tarcza napędowa 1 powiązana z silnikiem 13 obraca się, ale ten obrót nie jest przenoszony na napędzaną tarczę 3 (sprzęgło jest odłączone). Konieczne jest wyłączenie sprzęgła na czas włączania lub zmiany biegów, aby zapewnić bezuderzeniowe połączenie biegów w skrzyni biegów.

Przy płynnym zwolnieniu pedału następuje płynne sprzęgło tarczy głównej i napędzanej. Jednocześnie, dzięki poślizgowi, tarcza napędowa płynnie wprawia w ruch obrotowy tarczę napędzaną. Zaczyna się obracać, przenosząc moment obrotowy na wał wejściowy skrzyni biegów 14. W ten sposób samochód może rozpocząć płynny ruch z postoju lub kontynuować jazdę na nowym biegu.

Skrzynia biegów służy do zmiany wielkości i kierunku momentu obrotowego oraz przeniesienia go z silnika na koła napędowe, a także do długotrwałego oddzielenia silnika od kół napędowych podczas postoju samochodu.

Skrzynia biegów może być mechaniczna (z ręczną zmianą biegów) lub automatyczna (przekładnia hydrokinetyczna, zrobotyzowana lub CVT).

Ryż. 6.1.3. Schemat sprzęgła: 1 - koło zamachowe; 2 - napędzana tarcza sprzęgła; 3 - płyta dociskowa; 4 - wiosna; 5 - dźwignie ściskające; 6 - zwolnij łożysko; 7 - widelec zwalniający sprzęgło; 8 - pedał sprzęgła; 9 - główny cylinder sprzęgła; 10 - płyn hydrauliczny; 11 - rurociąg; 12 - siłownik sprzęgła; 13 - silnik; 14 - wał napędowy przekładni; 15 - skrzynia biegów

Przekładnia mechaniczna (rys. 6.1.4) to skrzynia biegów ze skokowo zmiennym przełożeniem.

W swoim składzie:

• skrzynia korbowa 12, która zawiera olej 13 do smarowania części trących;
• wał wejściowy 2 połączony z tarczą sprzęgła 1
• koło zębate wału wejściowego 3, które jest na stałe połączone z kołem zębatym wału pośredniego;
• wał pośredni 4 z kompletem kół zębatych o różnych średnicach;
• wał wtórny 9 z zestawem kół zębatych, które można przesuwać za pomocą widełek zmiany biegów 6;
• mechanizm zmiany biegów 8 z dźwignią zmiany biegów 7;
• synchronizatory - urządzenia zapewniające wyrównanie prędkości obrotowych kół zębatych podczas zmiany biegów.

Kierowca zmienia biegi za pomocą dźwigni zmiany biegów 7. Ponieważ skrzynia biegów współczesnego samochodu ma duży zestaw biegów, załączając ich różne pary (gdy włączony jest dowolny bieg), kierowca zmienia również ogólne przełożenie (przełożenie). Im niższy bieg, tym mniejsza prędkość samochodu, ale większy moment obrotowy i odwrotnie.

Przy pracującym silniku, przed włączeniem lub zmianą biegów w ręcznej skrzyni biegów, w celu płynnej zmiany biegów, należy wcisnąć pedał sprzęgła (wyłączyć sprzęgło).

Ryż. 6.1.4. Skrzynia biegów mechaniczna: 1 - sprzęgło; 2 - wał wejściowy; 3 - przekładnia napędowa; 4 - wał pośredni; 5 - przekładnia wału wtórnego; 6 - widły zmiany biegów; 7 - dźwignia zmiany biegów; 8 - urządzenie przełączające; 9 - wał wtórny; 10 - krzyż; 11 - koło zębate kardana; 12 - skrzynia korbowa; 13 - olej skrzyni biegów

Najczęstsze schematy zmiany biegów w samochodach osobowych pokazano na ryc. 6.1.5.

Ryż. 6.1.5. Najczęstsze schematy zmiany biegów w samochodach osobowych - 1 i 2, 3 i 4 - za pomocą dźwigni zmiany biegów

W automatycznej skrzyni biegów(Rys. 6.1.6) obejmuje:

• konwerter momentu obrotowego (2, 5, 4, 5, 9), który jest bezpośrednio podłączony do silnika, jest wypełniony płynem hydraulicznym 10. Płyn jest medium do przenoszenia momentu obrotowego z silnika na ręczną skrzynię biegów. Zasada działania jest następująca: wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika wzrasta prędkość wału 2 z łopatkami 3, co powoduje obrót płynu hydraulicznego 10. Płyn wirujący zaczyna wywierać nacisk na łopatki wyjścia wał 4 i powoduje obrót wału wyjściowego. Konwerter momentu obrotowego pełni zasadniczo rolę sprzęgła;
• mechaniczna skrzynia biegów 7 otrzymuje obrót z przekładni hydrokinetycznej, zmiana biegów w niej odbywa się za pomocą serwonapędów zgodnie z poleceniami jednostki sterującej 6.

Ryż. 6.1.6. Automatyczna skrzynia biegów: 1 - silnik; 2 - wał wejściowy; 3 - ostrza wału wejściowego; 4 - ostrza wału wtórnego: 5 - wał wtórny; 6 - jednostka sterująca automatyczną skrzynią biegów; 7 - manualna skrzynia biegów; 8 - wał wyjściowy

Do sterowania automatyczną, zrobotyzowaną lub CVT skrzynią biegów służy wybierak biegów (rys. 6.1.7).

Ryż. 6.1.7. Typowe schematy selektorów do automatycznych skrzyń biegów:

P - parkowanie, mechanicznie blokuje skrzynię biegów; R - bieg wsteczny, należy go włączyć dopiero po całkowitym zatrzymaniu samochodu; N - neutralny, w tej pozycji można uruchomić silnik; D - napęd, ruch do przodu; S (D3) - zakres niskich biegów, włącza się na drogach o niewielkich wzniesieniach. Hamowanie silnikiem jest skuteczniejsze niż w D; L (D2) - drugi zakres niskich biegów. Włącza się na trudnych odcinkach dróg. Hamowanie silnikiem jest jeszcze skuteczniejsze

bieg kardana(w pojeździe z napędem na tylne i wszystkie koła) umożliwia przeniesienie momentu obrotowego ze skrzyni biegów na tylną oś (zwolnicę), gdy pojazd porusza się po nierównej drodze (rys. 6.1.8).

Ryż. 6.1.8. Przekładnia kardana: 1 - przedni wał; 2 - krzyż; 3 - wsparcie; 4 - wał kardana; 5 - tylny wał

główne koło zębate 5 służy do zwiększenia momentu obrotowego i przeniesienia go pod kątem prostym na półoś 6 samochodu (rys. 6.1.9).

Mechanizm różnicowy zapewnia obrót kół napędowych z różnymi prędkościami podczas skręcania samochodu i jazdy kołami po nierównych drogach.

półwały 6 przenoszą moment obrotowy na koła napędowe 7.

Podwozie zapewnia ruch i gładkość. Zawiera ramę pomocniczą, zwykle kombinowaną, do której za pomocą przednich i tylnych zawieszeń mocowane są elementy przedniej i tylnej osi z piastami oraz koła 7 .

Mechanizmy i części podwozia łączą koła z nadwoziem, tłumią jego wibracje, odbierają i przenoszą siły działające na samochód.

Będąc w przedziale pasażerskim samochodu, kierowca i pasażerowie doświadczają powolnych oscylacji o dużych amplitudach i szybkich oscylacji o małych amplitudach. Przed szybkimi drganiami chronią miękkie tapicerki siedzeń, gumowe mocowania silnika, skrzyni biegów itp. Elastyczne elementy zawieszenia, koła i opony służą jako ochrona przed powolnymi drganiami.

Ryż. 6.1.9. Samochód z napędem na tylne koła: 1 - silnik; 2 - sprzęgło; 3 - skrzynia biegów; 4 - bieg kardana; 5 - główny bieg; 6 - półoś; 7 - koło; 8 - zawieszenie sprężynowe; 9 - zawieszenie sprężynowe; 10 - sterowanie

Zawieszenie (rys. 6.1.10) ma na celu łagodzenie i tłumienie drgań przenoszonych z wybojów drogowych na karoserię. Dzięki zawieszeniu kół, nadwozie wykonuje oscylacje pionowe, podłużne, kątowe i poprzeczno-kątowe. Wszystkie te wahania decydują o płynności auta. Zawieszenie może być zależne i niezależne.

Zawieszenie zależne (rys. 6.1.10), gdy oba koła jednej osi pojazdu są połączone sztywną belką (koła tylne). Kiedy jedno z kół uderza w nierówną drogę, drugie przechyla się pod tym samym kątem. Niezależne zawieszenie, gdy koła jednej osi samochodu nie są ze sobą sztywno połączone. Podczas uderzenia w nierówną drogę jedno z kół może zmienić swoje położenie, położenie drugiego koła nie ulega zmianie.

Ryż. 6.1.10. Schemat działania zależnego (a) i niezależnego (b) zawieszenia kół samochodu

Elastyczny element zawieszenia (sprężyna lub sprężyna) służy do tłumienia wstrząsów i wibracji przenoszonych z drogi na nadwozie.

Ryż. 6.1.11. Schemat amortyzatora:

1 - karoseria; 2 - zapas; 3 - cylinder; 4 - tłok z zaworami; 5 - dźwignia; 6 - dolne oko; 7 - płyn hydrauliczny; 8 - górne oko

Element tłumiący zawieszenie - amortyzator (rys. 6.1.11) - jest niezbędny do tłumienia drgań nadwozia ze względu na opór, jaki powstaje podczas przepływu cieczy 7 przez skalibrowane otwory z wnęki „A” do wnęki „B” i z powrotem (wstrząs hydrauliczny absorber). Można również zastosować amortyzatory gazowe, w których opór występuje podczas sprężania gazu. Stabilizator pojazdu został zaprojektowany w celu poprawy prowadzenia i zmniejszenia przechyłów pojazdu podczas pokonywania zakrętów. Na zakręcie karoseria jednym bokiem jest dociskana do podłoża, podczas gdy druga strona chce „oderwać się” od podłoża. Dlatego stabilizator nie pozwala mu odjechać, który przyciskając jeden koniec do podłoża, dociska drugą stronę auta drugim. A kiedy któreś koło uderza w przeszkodę, drążek stabilizatora skręca się i stara się przywrócić to koło na swoje miejsce.

Ryż. 6.1.12. Schemat typu układu kierowniczego „przekładnia - zębatka”: 1 - koła; 2 - obrotowe dźwignie; 3 - drążki kierownicze; 4 - drążek kierowniczy; 5-biegowy; 6 kierownica

Sterowniczy(Rys. 6.1.12) służy do zmiany kierunku pojazdu za pomocą kierownicy. Gdy kierownica 6 obraca się, koło zębate 5 obraca się i przesuwa zębatkę 4 w jednym lub drugim kierunku. Podczas ruchu szyna zmienia położenie prętów 3 i powiązanych z nimi dźwigni obrotowych 2. Koła obracają się.

Ryż. 6.1.13. Układ hamulcowy: główny - 1-6 i postojowy (ręczny) -7-10. Urządzenia hamulcowe wykonawcze: A - tarczowe; B - typ bębna; 1 - główny cylinder hamulcowy; 2 - tłok; 3 - rurociągi; 4 - hydrauliczny płyn hamulcowy; 5 - zapas; 6 - pedał hamulca; 7 - dźwignia hamulca ręcznego; 8 - kabel; 9 - korektor; 10 - kabel

Układ hamulcowy(rys. 6.1.13) służy do zmniejszenia prędkości obrotowej kół z powodu sił tarcia powstających między klockami hamulcowymi 11 a bębnami hamulcowymi A lub tarczami B, a także do unieruchomienia samochodu na parkingach, na zjazdach i podjazdach z użyciem hamulca ręcznego (7-10). Kierowca steruje układem hamulcowym za pomocą pedału hamulca 6 głównego układu hamulcowego oraz dźwigni hamulca nocnego (ręcznego) postojowego 7.

Główny układ hamulcowy (1-6), z reguły, jest wieloobwodowy, to znaczy po naciśnięciu pedału hamulca 6 tłoki 2 poruszają się, ciśnienie hydraulicznego płynu hamulcowego 4 jest przenoszone przewodami 3 do układu uruchamiającego urządzenia hamulcowe A - do hamowania przednich kół i siłowniki hamulca B - do hamowania tylnych kół. Systemy A i B są od siebie niezależne. Jeśli jeden obwód układu hamulcowego ulegnie awarii, drugi będzie nadal pełnić funkcję hamowania, chociaż mniej skutecznie. Wieloobwodowy układ hamulcowy poprawia bezpieczeństwo ruchu.