Zasada działania mechanizmu zmiany biegów. Mechaniczna skrzynia biegów

Ręczna skrzynia biegów (skrócona nazwa ręcznej skrzyni biegów) jest nadal najpopularniejszym urządzeniem zmieniającym moment obrotowy silnika. Skrzynia wzięła swoją nazwę od mechanicznej (ręcznej) metody zmiany biegów.

Ręczna skrzynia biegów należy do przekładni stopniowych tj. moment obrotowy w nim zmienia się stopniowo. Stopień (lub skrzynia biegów) to para współpracujących kół zębatych. Każdy z etapów zapewnia obrót z określoną prędkością kątową lub, innymi słowy, ma swoją własną stosunek.

Przełożenie to stosunek liczby zębów napędzanego koła zębatego do liczby zębów koła napędowego. Różne stopnie przekładni mają różne przełożenia. Najniższy bieg ma najwyższe przełożenie, najwyższy bieg - najniższy.

W zależności od liczby stopni rozróżnia się skrzynie czterobiegowe, pięciobiegowe, sześciobiegowe i wyższe. Najbardziej rozpowszechnionym w nowoczesnych samochodach jest pięciobiegowa skrzynia biegów.

Z całej gamy konstrukcji manualnych skrzyń biegów można wyróżnić skrzynie dwóch głównych typów: trójwałowe i dwuwałowe. Przekładnia trójwałowa jest zwykle montowana w pojazdach z napędem na tylne koła. Dwuwałowa manualna skrzynia biegów stosowana jest w samochodach osobowych z napędem na przednie koła. Konstrukcja i zasada działania tych skrzyń biegów mają znaczące różnice, dlatego są one rozpatrywane osobno.

Trójwałowe mechaniczne urządzenie transmisyjne

Przekładnia trójwałowa składa się z wałów napędowych (głównych), pośrednich, napędzanych (pomocniczych), na których znajdują się koła zębate z synchronizatorami. Skrzynia biegów zawiera również mechanizm zmiany biegów. Wszystkie elementy znajdują się w obudowie skrzyni biegów (obudowie).

Wał napędowy zapewnia połączenie ze sprzęgłem. Wał ma wypusty na tarczę sprzęgła. Moment obrotowy z wału napędowego jest przenoszony przez odpowiednie koło zębate, które jest z nim w sztywnym zazębieniu.

Wał pośredni umieszczone równolegle do wału wejściowego. Blok przekładni znajduje się na wale, który jest z nim sztywno sprzężony.

Wał napędzany znajduje się na tej samej osi co wzorzec. Technicznie jest to realizowane przez łożysko końcowe na wale napędowym, które obejmuje wał napędzany. Blok przekładni wału napędzanego nie jest przymocowany do wału i dlatego obraca się na nim swobodnie. Blok przekładni wału pośredniego i napędzanego, a także koło zębate wału napędowego są w stałym zazębieniu.

Synchronizatory znajdują się pomiędzy kołami zębatymi wału napędzanego (inna nazwa to sprzęgła synchronizatora). Działanie synchronizatorów polega na wyrównaniu (synchronizacji) prędkości kątowych kół zębatych wału napędzanego z prędkością kątową samego wału pod wpływem sił tarcia. Synchronizatory mają sztywne sprzęgnięcie z wałem napędzanym i mogą poruszać się wzdłuż niego w kierunku wzdłużnym dzięki połączeniu wielowypustowemu. W nowoczesnych skrzyniach biegów synchronizatory są zainstalowane na wszystkich biegach.

Mechanizm zmiany biegów trójwałowej skrzyni biegów znajduje się zwykle bezpośrednio na obudowie skrzyni biegów. Strukturalnie składa się z dźwigni sterującej i suwaków z widłami. Aby zapobiec jednoczesnemu włączeniu dwóch kół zębatych, mechanizm jest wyposażony w urządzenie blokujące. Mechanizmem zmiany biegów można również sterować zdalnie.

Obudowa skrzyni biegów służy do umieszczania części konstrukcyjnych i mechanizmów, a także do przechowywania oleju. Skrzynia korbowa jest wykonana ze stopu aluminium lub magnezu.

Zasada działania trójwałowej ręcznej skrzyni biegów

Gdy dźwignia sterująca jest w położeniu neutralnym, żaden moment obrotowy silnika nie jest przenoszony na koła napędowe. Poruszając dźwignią sterującą, odpowiedni widelec porusza tuleję synchronizatora. Sprzęgło zapewnia synchronizację prędkości kątowych odpowiedniego koła zębatego i wału napędzanego. Następnie pierścień zębaty sprzęgła zazębia się z wieńcem zębatym zębnika, a zębnik zostaje zablokowany na wale napędzanym. Skrzynia biegów przekazuje moment obrotowy z silnika na koła napędowe przy zadanym przełożeniu.

Cofanie zapewnia odpowiednia skrzynia biegów. Zmiana kierunku obrotów odbywa się za pomocą pośredniego biegu wstecznego, zamontowanego na osobnej osi.

Urządzenie z dwuwałową przekładnią mechaniczną

Przekładnia dwuwałowa składa się z wału napędowego (głównego) i napędzanego (wtórnego) z blokami przekładni i synchronizatorami. Ponadto główny bieg i mechanizm różnicowy znajdują się w obudowie skrzyni biegów.

Wał napędowy, podobnie jak w skrzyni trójwałowej, zapewnia połączenie ze sprzęgłem. Blok kół zębatych jest sztywno przymocowany do wału.

Równolegle do wału napędowego napędzany wałz blokiem kół zębatych. Koła zębate wału napędzanego są na stałe zazębione z zębatkami wału napędowego i swobodnie obracają się na wale. Na wale napędzanym główne koło zębate jest sztywno zamocowane. Sprzęgła synchronizujące są zamontowane pomiędzy kołami zębatymi wału napędzanego.

Aby zmniejszyć wymiary liniowe, należy zwiększyć liczbę stopni w wielu konstrukcjach przekładni, zamiast jednego wału napędzanego montuje się dwa lub nawet trzy wały napędzane. Na każdym z wałów jest sztywno zamocowana przekładnia główna, która jest zazębiona z jednym napędzanym kołem zębatym - w rzeczywistości są trzy główne koła zębate.

główne koło zębate iróżnicowy moment obrotowy przenoszony z wału wyjściowego skrzyni na koła napędowe pojazdu. W razie potrzeby mechanizm różnicowy zapewnia kołom różne prędkości kątowe.

Mechanizm zmiany biegów w dwuwałowej skrzyni biegów jest zwykle sterowany zdalnie, tj. umieszczone oddzielnie od korpusu skrzyni. Połączenie puszki z mechanizmem można wykonać za pomocą prętów lub linek. Najprostsze jest połączenie kablowe, dlatego częściej stosuje się je w mechanizmach zmiany biegów.

Mechanizm zmiany biegów dwuwałowej skrzyni biegów składa się z dźwigni sterującej połączonej linkami z dźwignią zmiany biegów i dźwignią zmiany biegów. Dźwignie z kolei połączone są widelcami z drążkiem zmiany biegów centralnej.

Wybór biegu oznacza poprzeczny ruch dźwigni sterującej względem osi pojazdu (ruch na parę biegów), a włączenie biegu oznacza wzdłużny ruch dźwigni (ruch na określony bieg).

Zasada działania dwuwałowej przekładni mechanicznej

Zasada działania jest podobna do skrzyni trójwałowej. Główna różnica polega na cechach mechanizmu zmiany biegów.

Ruch dźwigni sterującej, gdy włączony jest określony bieg, dzieli się na poprzeczny i wzdłużny. Gdy dźwignia sterująca porusza się w bok, siła jest przenoszona na linkę zmiany biegów. To z kolei działa na dźwignię zmiany biegów. Dźwignia obraca środkowy pręt wokół osi, a tym samym zapewnia wybór biegów.

Wraz z dalszym ruchem wzdłużnym dźwigni siła jest przenoszona na linkę zmiany biegów, a następnie na dźwignię zmiany biegów. Dźwignia powoduje poziomy ruch pręta za pomocą wideł. Odpowiedni widelec na drążku przesuwa tuleję synchronizatora i blokuje napędzane koło zębate wału. Moment obrotowy z silnika przenoszony jest na koła napędowe.

Jeśli jesteś początkującym kierowcą lub do tej pory prowadziłeś tylko automatyczny samochód, myśl o mechaniku może cię na początku przerazić. Na szczęście każdy może zrozumieć, jak uruchomić samochód z manualną skrzynią biegów i jak zmieniać biegi. Aby to zrobić, musisz zrozumieć, czym jest sprzęgło, nauczyć się obsługi dźwigni zmiany biegów, a następnie poćwiczyć jazdę, zatrzymywanie i zmianę biegów przy różnych prędkościach. Jedynym sposobem, aby naprawdę się uczyć, jest praktyka i praktyka.

Kroki

Część 1

Rozpocznij naukę na płaskiej powierzchni. Jeśli po raz pierwszy prowadzisz samochód z manualną skrzynią biegów, nie spiesz się. Zapnij pasy, gdy tylko wsiądziesz do samochodu. Podczas nauki najlepiej jest nie otwierać okien. Pozwoli to lepiej słyszeć silnik i odpowiednio zmieniać biegi.

• Samochód z manualną skrzynią biegów ma trzy pedały. Po lewej stronie pedał sprzęgła, pośrodku hamulec, a po prawej gaz. Położenie pedałów jest takie samo w pojazdach z kierownicą z lewej i prawej strony.

1. Zrozum cel sprzęgła. Zanim nadepniesz na nieznany pedał po lewej stronie, zapoznaj się z jego funkcjami.

   • Sprzęgło odsprzęga pracujący silnik od kół i pozwala na zmianę biegów bez zgrzytania zębami poszczególnych biegów.
   • Wciśnij sprzęgło przed zmianą biegów.

2. Wyreguluj siedzenie tak, aby można było swobodnie wcisnąć pedał sprzęgła (lewy, obok pedału hamulca) do końca do podłogi lewą stopą.

   Wciśnij pedał sprzęgła i przytrzymaj go w tej pozycji. To dobry moment, aby poczuć różnicę między pedałem sprzęgła a pedałami przyspieszenia i hamulca i nauczyć się powoli zwalniać sprzęgło.

   • Jeśli wcześniej jeździłeś tylko z automatyczną skrzynią biegów, naciskanie pedału lewą stopą może być dla Ciebie niewygodne, ale z czasem przyzwyczaisz się do tego.

3. Ustawić dźwignię zmiany biegów w położeniu neutralnym. Jest to środkowa pozycja, w której dźwignia może się swobodnie poruszać z boku na bok. Pojazd nie jest na biegu, gdy:

   • dźwignia zmiany biegów jest w położeniu neutralnym i / lub
   • pedał sprzęgła jest całkowicie wciśnięty.
   • Nie próbuj zmieniać biegów bez wciśnięcia sprzęgła.

4. Uruchomić silnik kluczykiem zapłonu i pedałem sprzęgła całkowicie wciśniętym. Upewnij się, że dźwignia zmiany biegów znajduje się w położeniu neutralnym. Ze względów bezpieczeństwa zaciągnij hamulec ręczny samochodu przed uruchomieniem silnika, zwłaszcza jeśli jesteś początkującym.

   • Niektóre samochody startują w pozycji „neutralnej” bez wciśniętego sprzęgła, ale jest to rzadki przypadek.

5. Zdejmij stopę ze sprzęgła (zakładając, że dźwignia zmiany biegów jest w położeniu neutralnym). Jeśli znajdujesz się na równej powierzchni, samochód pozostanie nieruchomy, jeśli na pochyłości, zejdzie. Jeśli chcesz od razu wskoczyć do jazdy, zwolnij hamulec ręczny.

   Zatrzymać. Aby zachować kontrolę nad zatrzymaniem, zmieniaj biegi w miarę zmniejszania, aż dojdziesz do pierwszego. Kiedy musisz całkowicie się zatrzymać, przesuń prawą stopę z gazu na hamulec i wciśnij. Gdy tylko zwolnisz do około 15 km / h, poczujesz wibracje. Wciśnij do końca pedał sprzęgła i ustaw dźwignię zmiany biegów w położeniu neutralnym. Użyj pedału hamulca, aby całkowicie się zatrzymać.

   • Możesz zatrzymać się na dowolnym biegu. Aby to zrobić, musisz całkowicie wcisnąć sprzęgło i zaciągnąć hamulec, jednocześnie zmieniając na neutralny. Używaj tej metody tylko wtedy, gdy musisz szybko się zatrzymać, ponieważ da ci to mniejszą kontrolę nad pojazdem.

Część 4

1. Weź kilka łatwych lekcji od doświadczonego kierowcy. Jeśli masz już prawo jazdy, możesz samodzielnie ćwiczyć na dowolnej drodze, ale doświadczony instruktor lub towarzysz może pomóc Ci szybciej opanować zmianę biegów. Zacznij od płaskiego, pustego obszaru (na przykład pustego parkingu), a następnie wyjdź na ciche ulice. Ćwicz na tej samej trasie, aż opanujesz wszystkie niezbędne umiejętności.

2. Na początku unikaj zatrzymywania się i jazdy po stromych wzgórzach. Kiedy dopiero uczysz się jeździć z manualną skrzynią biegów, wybieraj trasy, które nie obejmują postojów (powiedzmy, sygnalizacji świetlnej) na szczycie wzgórza. Będziesz potrzebować bardzo dobrej reakcji i koordynacji, aby utrzymać dźwignię zmiany biegów, sprzęgło, hamulec i gaz pod kontrolą, w przeciwnym razie możesz cofnąć się podczas wrzucania pierwszego biegu.

   • Musisz nauczyć się szybko (ale płynnie) przesuwać prawą stopę z hamulca na gaz, jednocześnie zwalniając sprzęgło lewą. Aby się nie stoczyć, możesz użyć hamulca ręcznego, ale nie zapomnij zdjąć z niego samochodu, aby ruszyć do przodu.

3. Naucz się parkować, zwłaszcza na wzgórzu. W przeciwieństwie do automatycznej skrzyni biegów, w manualnej skrzyni biegów nie ma przekładni parkingowej. Jeśli po prostu zmienisz na neutralny, pojazd może potoczyć się do przodu lub do tyłu, zwłaszcza jeśli droga, na której się znajduje, znajduje się na pochyłości. Zawsze zaciągaj hamulec ręczny na maszynie, ale pamiętaj, że sam go nie wystarczy, aby utrzymać go na miejscu.

   • Jeśli parkujesz pod górę (samochód "patrzy" w górę), zatrzymaj silnik w położeniu neutralnym, a następnie włącz najpierw bieg i zaciągnij hamulec ręczny. Jeśli parkujesz na zjeździe (samochód "patrzy" w dół), zrób to samo, ale przełącz na bieg wsteczny. Zapobiegnie to zjechaniu pojazdu ze wzgórza.
   • Na szczególnie stromych zboczach lub jako dodatkowy środek ostrożności, koła można zabezpieczyć klinami.

4. Zatrzymaj się całkowicie przed przełączeniem z jazdy do przodu na bieg wsteczny (i odwrotnie). Pełne zatrzymanie podczas zmiany kierunku pomoże uniknąć poważnych uszkodzeń i kosztownych napraw przekładni.

   • Zdecydowanie zaleca się całkowite zatrzymanie przed przełączeniem z biegu wstecznego na bieg do przodu. W większości pojazdów z manualną skrzynią biegów istnieje możliwość włączenia pierwszego lub drugiego biegu podczas powolnej jazdy do tyłu, ale nie jest to zalecane, aby uniknąć przeciążenia sprzęgła.
   • Niektóre samochody mają odwrotną blokadę, więc nie można jej przypadkowo włączyć. Przed użyciem biegu wstecznego musisz wiedzieć o tym mechanizmie i jak go wyłączyć.

• Jeśli samochód zgaśnie, zwolnij sprzęgło tak wolno, jak to możliwe. Zatrzymaj się w momencie tarcia (gdy samochód rusza) i kontynuuj bardzo powoli zwalnianie sprzęgła.
• Podczas mroźnej pogody nie zaleca się pozostawiania samochodu na hamulcu ręcznym przez dłuższy czas. Wilgoć zamarza i nie można zwolnić hamulca ręcznego. Jeśli samochód jest zaparkowany na równej powierzchni, zostaw go na pierwszym biegu. Pamiętaj o zaciągnięciu hamulca ręcznego podczas ściskania sprzęgła, w przeciwnym razie maszyna będzie się poruszać.
• Nie pomyl pedału hamulca i sprzęgła.
• Dzięki manualnej skrzyni biegów możesz łatwo kręcić kołami.
• Samochody z manualną skrzynią biegów stanowią wyposażenie standardowe.
• Naucz się rozpoznawać dźwięki silnika, w końcu powinieneś być w stanie dowiedzieć się, kiedy zmienić bieg, bez polegania na obrotomierzu.
• Jeśli myślisz, że samochód zgaśnie lub silnik nie pracuje płynnie, naciśnij sprzęgło i poczekaj, aż silnik się ustabilizuje.
• Pamiętaj o wciśnięciu sprzęgła do końca przed zmianą biegów.
• Jeśli na dźwigni zmiany biegów nie ma wskazania biegu, zasięgnij porady osoby dobrze zorientowanej w tym zakresie. Nie chcesz cofać się w nic ani nikogo, myśląc, że jesteś na pierwszym biegu.
• Jeśli wiesz, że będziesz musiał zaparkować na stromym zboczu, zabierz ze sobą kamień lub cegłę, które należy ostrożnie umieścić pod kołem. Nie jest to zły pomysł, ponieważ hamulce, podobnie jak wszystkie części, zużywają się i mogą nie utrzymywać samochodu na pochyłości.

Ręczna skrzynia biegów to urządzenie do stopniowej zmiany przełożenia prędkości obrotowej z silnika na koła napędowe. W przypadku manualnej skrzyni biegów kierowca wybiera i włącza żądany bieg ręcznie (w przeciwieństwie do skrzyni automatycznej). Nazwa tego urządzenia odzwierciedla również fakt, że cała jego funkcjonalność jest realizowana wyłącznie dzięki elementom mechanicznym, bez udziału hydrauliki czy elektroniki (w przeciwieństwie do przekładni hydraulicznych czy elektrycznych). Popularna, ale technicznie niezawodna zasada ręcznej skrzyni biegów została podkreślona w tej publikacji.

Dlaczego producenci samochodów musieli wdrożyć skrzynię biegów? Ponieważ każdy silnik spalinowy dowolnego samochodu może pracować tylko w ograniczonym i raczej małym zakresie obrotów. A prędkość koła - od ruszania do jazdy z dużą prędkością - występuje w znacznie szerszym zakresie. I nie jest możliwe wybranie jednego uniwersalnego przełożenia, które zapewniłoby cały ten zakres, przy rozsądnym wykorzystaniu zakresu prędkości obrotowych silnika.

Aby uruchomić i przyspieszyć samochód, a także podczas jazdy w terenie, należy poświęcić więcej pracy w sensie fizycznym, czyli zastosować większą moc na jego kołach. Oznacza to, że przy niskich obrotach potrzebne są wysokie prędkości obrotowe silnika.

Wręcz przeciwnie, przy równomiernym ruchu przyspieszonego samochodu na płaskiej drodze jego prędkość jest wysoka, a duża moc i wysoka prędkość obrotowa silnika nie są już wymagane - do utrzymania pożądanej prędkości wystarczy zarówno mała moc, jak i niska prędkość. Wraz ze wzrostem prędkości rośnie również opór aerodynamiczny ruchu silnika, co wymaga wysokich obrotów i bardziej znaczącego zużycia energii. To samo - jadąc pod górę, musisz zwiększyć przyczepność.

Stąd konieczne staje się przeniesienie obrotów z silnika na koła o pewnym przełożeniu, które można zmieniać w zależności od warunków jazdy. Przekonał się o tym jeden z pionierów światowego przemysłu samochodowego, niemiecki inżynier Karl Benz, już podczas pierwszej długiej (80 km) podróży własnym samochodem.

Ta podróż miała miejsce w 1887 roku. Karl Benz i jego żona Berta wraz z synami udali się do teściowej wynalazcy. 80-kilometrowa podróż okazała się bardzo trudna ze względu na niedoskonałą konstrukcję pierwszego samochodu. Na niektórych pozornie małych windach trzeba było pchać go ręcznie: brakowało przyczepności. Po tej wyprawie Benz ulepszył samochód, wyposażając go w dodatkowy bieg pomocniczy - „redukcję”, zwiększającą przyczepność.

Ta idea jest stosowana w skrzyni biegów do dziś: przełożenie powinno być zmienne, pozwalając na stosowanie różnych przełożeń między prędkościami obrotowymi wału korbowego silnika a kołami napędowymi.

Oczywiście pierwsza manualna skrzynia biegów Karla Benza była początkowo bardzo prymitywnym urządzeniem. Były to koła pasowe o różnych średnicach przymocowane do osi napędowej. Były połączone z silnikiem za pomocą paska, a za pomocą dźwigni pasek można było przerzucać z jednego koła pasowego na drugie. Następnie skórzany pas i koło pasowe zostały zastąpione metalowym łańcuchem i gwiazdką, tak jak w nowoczesnych „zaawansowanych” rowerach.

Wilhelm Maybach po raz pierwszy zamontował w samochodzie mechanizm zębaty i skrzynię biegów. Równolegle z niemieckimi inżynierami samochodowymi, mniej więcej w tych samych latach, Francuzi byli również zaangażowani w podobne badania. Mechaniczna skrzynia biegów, stworzona przez Emila Levassora i Louisa Panarda, wykorzystywała już cały zestaw biegów z różnymi przełożeniami do jazdy do przodu i jeden bieg do cofania. Podobnie jak w naszych czasach, koła zębate przednich kół zębatych zostały zamontowane na dodatkowym wale, który poruszał się wzdłuż jego osi. Umożliwiło to zazębianie się kół zębatych o różnych średnicach ze stałym kołem zębatym na wale wejściowym.

Oficjalnym wynalazcą mechanicznej skrzyni biegów, podobnej do współczesnej, był Louis Renault: w 1899 roku ten młody początkujący producent samochodów opatentował pierwszą na świecie skrzynię biegów opartą na systemie ruchomych kół zębatych i wałków. To było trzy prędkości.

Pierwszy człowiek, który opatentował manualną skrzynię biegów - Louis Renault - w swoim „laboratorium”.

Zamorski pionier przemysłu samochodowego - Henry Ford - nie kopiował osiągnięć inżynierów niemieckich i francuskich, ale poszedł własną drogą. Jego ręczna skrzynia biegów składała się z kilku przekładni planetarnych (satelitów), które obracały się wokół centralnego („słonecznego”) koła zębatego i były zamocowane za pomocą nośnika. W taką planetarną skrzynię biegów były wyposażone pierwsze seryjnie produkowane samochody „Ford A”.

Nie mniej ważnym rozwiązaniem technicznym niż wynalezienie skrzyni biegów z zębatkami o różnych średnicach było wynalezienie synchronizatora, którego dokonał w 1928 roku Charles Ketering z General Motors. Ułatwił obsługę ręcznych skrzyń biegów, nadał im nowy impuls do rozwoju i „technicznej trwałości”.

Minęło ponad 120 lat od wynalezienia Louisa Renault, ale główna zasada przekładni stopniowej pozostała taka sama. Nowoczesne manualne skrzynie biegów są oczywiście znacznie doskonalsze: mają koła zębate nie z przekładnią bezpośrednią, ale śrubową, są wygodniejsze, cichsze i trwalsze. Generalnie samochody z „mechaniką” są bardziej ekonomiczne niż samochody z automatyczną skrzynią biegów.

Ręczna skrzynia biegów składa się z zestawu śrubowych kół zębatych o różnych rozmiarach, które są włączane w celu uzyskania różnych przełożeń między wałem korbowym silnika a kołami napędowymi. Przełożenie staje się kolejnym sposobem przenoszenia zarówno samych biegów, jak i specjalnego urządzenia - synchronizatora. Jego zadaniem jest wyrównywanie (synchronizacja) prędkości obwodowych włączonych kół zębatych.

Zasada jest taka, że \u200b\u200bim wyższe przełożenie, tym niższy bieg. Pierwszy bieg nazywany jest najniższym i ma najwyższe przełożenie. Na nim przenoszenie obrotów odbywa się z małego koła zębatego na duży, a przy dużej prędkości wału korbowego prędkość pojazdu pozostaje niska, a siła uciągu jest wysoka. Na najwyższym biegu jest odwrotnie. W położeniu neutralnym moment obrotowy z silnika nie jest przenoszony na koła napędowe, a samochód toczy się bezwładnie lub stoi w miejscu.

Większość nowoczesnych samochodów seryjnych wyposażonych w manualną skrzynię biegów ma 5 „biegów”, czyli prędkości jazdy do przodu. Kilkadziesiąt lat temu większość manualnych skrzyń biegów samochodowych była czterobiegowa. Przekładnie mechaniczne z sześcioma lub więcej prędkościami są zwykle wyposażone w „naładowane” samochody sportowe lub jeepy.

Z technicznego punktu widzenia manualna skrzynia biegów to skrzynia zamknięta. Elementami roboczymi jego konstrukcji są koła zębate - koła zębate, które naprzemiennie włączają się, zmieniając obroty wałów wejściowych i wyjściowych, a także ich częstotliwość. Przełączanie połączeń i kombinacji biegów odbywa się ręcznie.

Ręczna skrzynia biegów może działać tylko w połączeniu ze sprzęgłem. To urządzenie jest przeznaczone do tymczasowego odłączenia silnika i skrzyni biegów. Operacja ta jest niezbędna do bezbolesnego i bezpiecznego przechodzenia z jednego biegu na drugi, bez wyłączania obrotów silnika i przy ich całkowitym utrzymaniu.

Mechaniczne przekładnie dwu- i trójwałowe stały się wszechobecne. Nazywa się je tak liczbą równoległych wałów, na których znajdują się koła zębate śrubowe.

W trójwałowej manualnej skrzyni biegów występują trzy wały: prowadzący, pośredni i napędzany. Pierwsza jest połączona ze sprzęgłem, na jej powierzchni znajdują się szczeliny. Tarcza sprzęgła porusza się wzdłuż nich. Z tego wału energia obrotowa jest przenoszona na wał pośredni sztywno z nim połączony przez przekładnię zębatą.

Wał napędzany jest współosiowy z wałem napędowym, połączony z nim poprzez łożysko umieszczone wewnątrz pierwszego wału. Dlatego osie te mają niezależny obrót. Bloki kół zębatych „różnej wielkości” wału napędzanego nie mają z nim sztywnego mocowania, a ponadto są ograniczone specjalnymi sprzęgłami synchronizującymi. Tutaj są sztywno przymocowane do napędzanego wału, ale mogą poruszać się wzdłuż wału wzdłuż wielowypustów.

Na końcach sprzęgieł zastosowano wieńce zębate, które można połączyć z podobnymi felgami na końcach kół zębatych wału napędzanego. Nowoczesne standardy przekładni wymagają takich synchronizatorów na wszystkich biegach do ruchu do przodu.

W dwuwałowej manualnej skrzyni biegów wał napędowy jest również połączony z blokiem sprzęgła. W przeciwieństwie do konstrukcji trójosiowej, oś napędowa ma zestaw kół zębatych zamiast jednego. Nie ma wału pośredniego, a wał napędzany jest równoległy do \u200b\u200bwału napędowego. Koła zębate obu wałów obracają się swobodnie i są zawsze włączone.

Na napędzanym wale jest sztywno zamocowany główny wałek napędowy. Pomiędzy pozostałymi biegami znajdują się sprzęgła synchronizacyjne. Podobny schemat ręcznej skrzyni biegów pod względem działania synchronizatorów jest podobny do układu trójwałowego. Różnica polega na tym, że nie ma bezpośredniej transmisji, a każdy stopień ma podłączoną tylko jedną parę kół zębatych, a nie dwie pary.

Na jednym końcu wału napędzanego przekładnia główna jest sztywno sprzężona. Mechanizm różnicowy działa w obudowie głównej przekładni.

Dwuwałowy układ ręcznej skrzyni biegów ma wyższą sprawność niż trójwałowy, ale ma ograniczenia w zwiększaniu przełożenia. Ze względu na tę cechę konstrukcja dwuwałowej manualnej skrzyni biegów jest stosowana wyłącznie w samochodach osobowych.

W rzadkich przypadkach czterowałowe skrzynie biegów mogą być również stosowane w nowoczesnych pojazdach. Ale zgodnie z zasadą ich pracy odpowiadają one również dwuwałowym - bez wału pośredniego, z przeniesieniem obrotu z wału głównego bezpośrednio na wał pomocniczy. Najczęściej są to manualne skrzynie biegów z 6 biegami do przodu. W nich moment obrotowy jest przenoszony z wału wejściowego na główne koło zębate przez pierwszy, drugi i trzeci wałek pomocniczy, którego końcowe koła zębate są stale zazębione z kołem zębatym głównego koła zębatego.

Do cofania auta przypisany jest dodatkowy wałek ze specjalnym biegiem. Kiedy wchodzi w kontakt, napędzany wał zaczyna obracać się w przeciwnym kierunku. Na biegu wstecznym nie ma synchronizatora, ponieważ bieg wsteczny jest włączany tylko wtedy, gdy pojazd jest całkowicie zatrzymany. W każdym razie tak należy to zrobić. Dlatego manualne skrzynie biegów samochodów wielu producentów posiadają zabezpieczenie przed przypadkowym biegiem wstecznym w ruchu (aby przestawić ją do biegu wstecznego trzeba unieść specjalny pierścień na dźwigni).

Gdy tryb neutralny jest włączony, koła zębate obracają się swobodnie, a wszystkie sprzęgła synchronizujące znajdują się w pozycji otwartej. Kiedy kierowca wciśnie sprzęgło i przełączy dźwignię na jeden ze stopni, specjalny widelec w skrzyni biegów włącza sprzęgło z odpowiednią parą na końcu biegu. Przekładnia jest sztywno zamocowana za pomocą wału i nie obraca się na nim, ale zapewnia transfer energii obrotu i siły.

Podczas jazdy mechanizm zmiany biegów obsługiwany jest z siedzenia kierowcy za pomocą dźwigni zmiany biegów. Ta dźwignia przesuwa suwaki wideł, które z kolei poruszają synchronizatorami i włączają żądaną prędkość.

Pary biegów dwóch najniższych biegów mają największe przełożenia (w samochodach osobowych - przeważnie od 5: 1 do 3,5: 1) i służą do ruszania i progresywnego przyspieszania, a także gdy konieczne jest ciągłe poruszanie się z małą prędkością, lub poza drogą. Podczas jazdy na niższych biegach, nawet przy wysokich obrotach silnika, samochód będzie jechał raczej wolno, ale jednocześnie jego moc i moment obrotowy zostaną w pełni wykorzystane. I odwrotnie, im wyższy bieg, tym wyższa prędkość pojazdu przy tym samym poziomie obrotów i niższa siła uciągu. Na wyższych biegach samochód nie będzie mógł się poruszać ani jechać na niskich prędkościach. Ale może poruszać się z dużą prędkością, do maksymalnej określonej, przy średnich prędkościach silnika.

W zdecydowanej większości współczesnych manualnych skrzyń biegów znajdują się koła zębate z ukośnym zębem, które są w stanie wytrzymać większe siły niż zęby czołowe, a także są mniej hałaśliwe podczas pracy. Koła zębate walcowe wykonane są ze stali wysokostopowej, a na końcowym etapie produkcji przeprowadza się nagrzewanie i normalizację wysokiej częstotliwości w celu odciążenia, zapewniającego trwałość części.

Przed pojawieniem się synchronizatorów, aby bez szoku włączyć wyższy bieg, kierowcy musieli wykonywać podwójne ściskanie, z obowiązkową kilkusekundową pracą na biegu neutralnym, aby wyrównać prędkości obwodowe biegów. Aby przełączyć się na niższy bieg, konieczne było ponowne zgazowanie w celu wyrównania obrotów wału napędowego i napędzanego. Po wprowadzeniu synchronizatorów potrzeba tych manipulacji zniknęła. Koła zębate są chronione przed wstrząsami i przedwczesnym zużyciem.

Jednak te „umiejętności z przeszłości” mogą się przydać także w nowoczesnym samochodzie osobowym. Na przykład pomogą Ci zmienić bieg w przypadku awarii sprzęgła lub jeśli zajdzie potrzeba ostrego hamowania silnikiem w przypadku awarii głównego układu hamulcowego.

Obecnie istnieje wiele typów skrzyń biegów - i nie chodzi tylko o skrzynie automatyczne - nawet takie proste „klamki” mają dziś różne podgatunki i nadbudówki. Zanim jednak przekroczymy rzekę wiedzy o tym brodzie, zrozummy, czym jest skrzynia biegów i do czego służy!

Jak działa punkt kontrolny?

Skrzynia biegów w samochodzie (lub w każdym innym pojeździe mechanicznym) to dźwignia (z punktu widzenia fizyki) krok po kroku, która dosłownie przenosi energię z kół - czyli najpierw przechodzi siła, którą silnik generuje, aby poruszać kołami specjalny system zwany gearboxem (lub popularnym skrótem - gearbox). Obrazowo i często fizycznie skrzynia biegów znajduje się między silnikiem a kołami napędowymi - jest swego rodzaju pośrednikiem w procesie, który powoduje, że samochód się porusza, a jest to prosta część samochodu w przypadku manualnej skrzyni biegów lub wariatora (więcej o tym poniżej) i złożona w prawie wszystkich innych przypadkach. . Zazwyczaj.

Aby wyjaśnić logikę punktu kontrolnego, przypomnijmy sobie fizykę programu nauczania - system dźwigni. Pamiętaj, nauczyciel najprawdopodobniej przytoczył budowę słynnych egipskich piramid, kiedy budowniczowie musieli podnosić ciężkie kamienie na dużą wysokość. A może przypominasz sobie system dźwigni ze słynnej frazy jego odkrywcy - Archimedesa: „Daj mi punkt podparcia, a obrócę Ziemię!”. Jego istota polegała na tym, że na przykład, jeśli weźmiesz długi kij (będzie to dźwignia), połóż go na środku na punkcie podparcia, zawieś ładunek z jednej strony, a drugą chwyć rękami, aby go opuścić i podnieść drugą kończyć z ładunkiem, to im dalej od Ciebie znajduje się punkt podparcia, tym łatwiej będzie Ci podnieść ładunek (mniej wysiłku przy wprawieniu dźwigni w ruch), ale tym większą odległość pokona Twoja ręka wraz z końcem drążka, za który się trzyma. I odwrotnie, im bliżej punktu podparcia przesuwasz się, tym większą siłę musisz przyłożyć, aby przesunąć koniec drążka, ale tym bardziej przesuwasz obciążenie (i przy okazji na większą wysokość).

W rzeczywistości system dźwigni jest stosowany wokół nas prawie wszędzie - nawet w nas - nasze szczęki, seria zgięć ciała - wszystko to działa na systemie dźwigni. W życiu codziennym przykładami są szczypce, taczka do transportu materiałów sypkich, klasyczne otwieracze do butelek - a nawet nożyczki. No i oczywiście skrzynia biegów w naszym samochodzie.

Ale być może zasada działania systemu dźwigni w samochodowej skrzyni biegów będzie najłatwiejsza do zrozumienia na przykładzie roweru, porównując ich dwie odmiany: klasyczny radziecki jednobiegowy rower i nowoczesny górski hardtail z możliwością zmiany biegów. W rowerze jednobiegowym zawsze będziesz miał taki sam stosunek kadencji i obrotów koła napędowego (tylnego), co oznacza, że \u200b\u200bnp. Po prostu nie masz dość siły, aby wjechać na wystarczająco strome wzniesienie, bo nie będziesz w stanie pchać z taką siłą na pedałach. Z drugiej strony, przy dużej prędkości, możesz przyspieszyć ten „żeliwny” rower jeszcze szybciej, ale nie będziesz w stanie tak szybko poruszać nogami, chociaż miałbyś wystarczająco dużo siły.

Ale rower z możliwością zmiany prędkości rozwiązuje powyższe problemy: korzysta z tego samego układu dźwigni, ale nie tego, do którego jesteśmy przyzwyczajeni, opisanego powyżej - rolę dźwigni odgrywają tutaj gwiazdki: prowadząca i napędzana, których na rowerze szybkim jest cały zestaw - z reguły kilka ( 2-3) prowadząc różne rozmiary, a niewolnicy (od 6 do 10) - także różne rozmiary. I tak, porządkując różne koła prowadzące i napędzane, rzucając łańcuchem, zmieniamy biegi i odpowiednio siłę i prędkość obrotową potrzebną do kręcenia kołem.

Jeśli więc wybierzemy najmniejszą zębatkę napędową i największą napędzaną, to najniższy bieg i najmniejsze przełożenie (więcej o tym poniżej) otrzymamy wtedy, gdy będziemy musieli wielokrotnie kręcić pedałami, aby koła wykonały co najmniej jeden obrót - innymi słowy, aktywnie pedałując, nadal będziemy jechać bardzo wolno, ale w ten sposób będziemy w stanie wspiąć się na najbardziej strome wzniesienie. Ale jeśli zrobimy odwrotnie - wybieramy najwyższy bieg, wtedy łańcuch zostanie przerzucony na największą gwiazdę jazdy (tam, gdzie znajdują się pedały) i najmniejszą napędzaną, a tym samym musimy wykonać tylko 1 obrót pedału, aby koła kręciły się kilka razy i nasz rower szedł odpowiednio szybko.

Właściwie skrzynie biegów w samochodzie działają tak samo, tyle że w aucie nie ma skrzyni, która działałaby tak jak w rowerze - z kompletem zębatek i łączącym je łańcuchem. A także samochód z reguły ma znacznie mniejszą liczbę możliwych biegów - zwykle od 4 do 8 - im starsza skrzynia biegów, z reguły mniej biegów, a im nowsza, tym więcej; dodatkowo im szybciej auto powinno jechać, tym więcej jest biegów - mowa tu o samochodach. Ale w ciężarówkach może być 10 lub nawet więcej biegów. I są nawet skrzynki bez wyraźnego zestawu biegów - a dokładniej ich liczba w samochodzie jest nieskończona - mówimy o wariatorze.

Jakie są więc rodzaje skrzyń biegów i czym się od siebie różnią? Zacznijmy od podstawowych i (jak dotąd) najpopularniejszych opcji skrzynek w nowoczesnym samochodzie.

Ręczna skrzynia biegów

Znany również jako „uchwyt” lub „mechanika”, jak wspomniano powyżej. Ten typ wymaga od kierowcy większości ruchów ciała od kierowcy podczas przyspieszania lub zwalniania samochodu, konieczne jest ciągłe wciskanie pedału sprzęgła, a następnie ręczna zmiana biegów za pomocą dźwigni zmiany biegów pośrodku wnętrza samochodu pod deską rozdzielczą. Większość nowoczesnych samochodów z manualną skrzynią biegów ma pięć lub sześć biegów, nie licząc biegu wstecznego. To najstarszy i najprostszy rodzaj skrzyni biegów - we wczesnych latach narodzin samochodów wszystkie samochody były wyposażone w manualną skrzynię biegów.

Ogólnie rzecz biorąc, ręczna skrzynia biegów jest dość prosta, skuteczna i pozwala kierowcy mieć bezpośrednią kontrolę nad samochodem, za co mechaników kocha osobna kategoria kierowców, którzy zawsze lubią kontrolować dynamikę samochodu. Z drugiej strony ręczna skrzynia biegów zawsze wymaga jednej ręki, szczególnie w środowisku miejskim. Również opanowanie manualnej skrzyni biegów, a zwłaszcza płynne zwolnienie pedału sprzęgła, wymaga pewnych umiejętności i praktyki.

Zamiast gwiazdek rolę dźwigni w manualnej skrzyni biegów pełnią koła zębate o różnych rozmiarach, a zamiast łańcucha koła te stykają się bezpośrednio ze sobą zębami na krawędziach. Za pomocą dźwigni zmiany biegów po prostu przerzucamy biegi jedno na drugie, zmieniając wymiary współpracujących biegów napędowych i napędzanych. Na poniższym zdjęciu widać przykład 7-biegowej manualnej skrzyni biegów.

Jednocześnie podczas przełączania potrzebujemy dwóch bardzo ważnych rzeczy, które są nieodzownymi towarzyszami każdej nowoczesnej manualnej skrzyni biegów: sprzęgieł, ponieważ podczas przełączania pracujący silnik musi być odłączony od skrzyni oraz synchronizator, ponieważ biegi poruszające się z dużą prędkością nie zawsze dają się połączyć tak, aby rowki ich zębów pokrywały się.

Automatyczna skrzynia

Typowa automatyczna skrzynia biegów

W przeszłości większość automatycznych skrzyń biegów miała trzy biegi (plus wsteczny), a jeśli Twój samochód miał cztery biegi, to miałeś prawdziwy sportowy samochód lub luksusowy sedan. Dziś 4-biegowe automatyczne skrzynie biegów są rzadkością; w nowoczesnych samochodach automatyczne skrzynie biegów mają do ośmiu biegów, a pod względem zużycia paliwa i dynamiki nie ustępują swoim prostszym odpowiednikom.

Wszystkie maszyny muszą mieć specjalne mikroczipy (popularnie zwane „mózgami”), które są częścią komputera pokładowego samochodu i będą kontrolować kolejność włączeń przy określonych prędkościach, a nawet w zależności od stylu jazdy osoby jadącej samochodem.

Obecnie w zdecydowanej większości pojazdów występują dwa główne typy skrzyń biegów. Przyjrzyjmy się teraz mniej popularnym typom punktów kontrolnych - niektóre z nich zyskują na popularności, inne wręcz przeciwnie, tracą.

Zrobotyzowana skrzynia biegów (robot, tiptronic)

Ponieważ komputery każdego dnia coraz głębiej i głębiej wnikają w każdy system w samochodzie, automatyczna skrzynia biegów zyskała nowe możliwości. Jak wspomnieliśmy wcześniej, współczesne maszyny mają teraz aż osiem biegów, a czas i warunki włączenia danego biegu wybiera komputer i generalnie nikt nie pyta o to osoby, co jest ogromną wadą dla wielu kierowców, zwłaszcza w sportowym i / lub. Jednocześnie podczas cichej, relaksującej jazdy po mieście najlepiej sprawdza się automat automatyczny. Aby połączyć to, co najlepsze z obu światów, producenci samochodów zapewnili kierowcom możliwość korzystania z opcji przekładni hybrydowej w swoich samochodach, która umożliwia ręczne sterowanie zmianą biegów za pomocą specjalnego wybieraka z dwoma nie stałymi położeniami dźwigni zmiany biegów: plus i minus, z których każda odpowiada za zmiana biegów odpowiednio o jeden wyższy lub niższy; lub za pomocą „płatków” na kierownicy: prawej i lewej, z których każdy odpowiada za tę samą funkcję. Płatki (lub „wiosła”) są najczęściej spotykane w samochodach sportowych, ale częściej występują w samochodach konwencjonalnych.

"Płatki" ręcznej zmiany biegów i system przycisków trybów skrzyni biegów samochodu Lotus Evora

Należy pamiętać, że kierowcy zawsze mogli w pewnym stopniu sterować automatyczną skrzynią biegów poprzez tak zwane „redukcje”, ale nie była to tak naprawdę pełna kontrola nad zmianą biegów z dwóch powodów:

• Najczęściej niskie biegi oznaczały, że można było ograniczyć zmianę biegów tylko do pierwszego lub drugiego (rzadziej trzeciego) biegu - tj. samochód po prostu nie zmieni biegu wyżej niż wybrany bieg. Ale, na przykład, nie można zmusić „czystej” maszyny, aby nie przełączała poniżej piątego biegu.
• Nawet jeśli ustawisz dźwignię automatycznej skrzyni biegów w trybie "L" - nie przełączaj powyżej pierwszego biegu, automat nadal będzie się przełączał, jeśli prędkość samochodu wzrośnie zbyt wysoko (na przykład, jeśli samochód zjeżdża ze stromego wzgórza - do czego tak naprawdę potrzebujemy niższych biegów w automatyce ), aby nie uszkodzić pudełka.

Klasyczny automatyczny z niskimi biegami (po lewej) i robot z ręczną zmianą biegów (po prawej)

Teraz w tiptronic komputer steruje w dużej mierze manualną skrzynią biegów, eliminując konieczność ciągłego wciskania przez kierowcę sprzęgła, ale jednocześnie ten kierowca zawsze może przełączyć się na tryb w pełni automatyczny.

Wariator (CVT)

Jeśli kiedykolwiek jeździłeś na małej nowoczesnej hulajnodze, znasz przekładnię CVT lub przekładnię bezstopniową. To bardzo proste urządzenie, ale działa dobrze w prawie każdych warunkach (chyba że jest niekompatybilne z wystarczająco mocnymi silnikami). Zasadniczo wariator składa się z dwóch kół pasowych połączonych paskiem (tak jak na rowerze z opisu na początku artykułu, ale zamiast kół zębatych są koła pasowe). Ale to są specjalne koła pasowe, ponieważ mogą zmieniać swój rozmiar, a tym samym zmieniać przełożenie w skrzyni samochodu. Wariator nie ma określonej liczby „biegów”, ponieważ może wybrać dokładny stosunek rozmiarów obu kół pasowych między najniższymi i najwyższymi przełożeniami. Dzięki temu można łatwo „czołgać się” po parkingu lub dynamicznie jechać autostradą. Więcej na stronie internetowej.

Animacja CVT

Jazda z CVT jest bardzo podobna do jazdy z automatyczną skrzynią biegów, z tą różnicą, że nie odczujesz zmiany biegów. Zamiast tego silnik po prostu płynnie obraca w górę iw dół. Naciskasz pedał przyspieszenia, a silnik samochodu zwiększa obroty do określonej wartości, a następnie po prostu pozostaje na tych obrotach, podczas gdy samochód jedzie coraz szybciej, gdy dwa koła pasowe w skrzyni biegów zmieniają swoje wymiary. Przyzwyczajenie się do CVT może zająć trochę czasu ze względu na nieco dziwny dźwięk i sposób działania CVT. Niektórzy producenci samochodów oferują nawet wariatory z łopatkami zmiany biegów, które naśladują automatyczną lub ręczną skrzynię biegów.

CVT z roku na rok zyskuje coraz większą popularność, pojawiając się w coraz większej liczbie nowych samochodów. Zaletą takiego pudełka jest prostota, a także wysoka wydajność, jeśli wolisz spokojną, mierzoną jazdę. Ale jeśli lubisz jeździć szybko lub chcesz mieć samochód o wysokich osiągach, ta opcja niestety nie będzie Ci odpowiadać, ponieważ bardzo szybko się zużyje.

Wydawałoby się, że przekładnia CVT byłaby idealną i świetlaną przyszłością dla większości kierowców, niemniej jednak dojrzewanie tej technologii - zwłaszcza wytrzymałości paska tej przekładni - zajęło bardzo dużo czasu - istnieje duża różnica między obciążeniem tego paska na skuter. a który jest w dużym samochodzie osobowym.

Poza tym dziś jest bardzo duży minus wariatora, który praktycznie neguje wszystkie jego zalety - psuje się ... Prawie każdy się psuje - uważa się, że taka skrzynia przeciętnie pokonuje przebieg około 100 tysięcy kilometrów, a wtedy trzeba go zmienić, ale często kosztuje to jedną trzecią kosztu całego samochodu.

Skrzynia biegów z podwójnym sprzęgłem (DCT)

Powszechnie znana pod skrótem DCT (dzięki Porsche) i innym, używana w dość drogich samochodach sportowych i wyścigowych, dwusprzęgłowa skrzynia biegów jest w istocie rodzajem zaawansowanego technicznie kolażu automatycznych, ręcznych skrzyń biegów i komputerów.

Jak sama nazwa wskazuje, system wykorzystuje dwa sprzęgła zmiany biegów. Skrzynia biegów może pracować w trybie w pełni automatycznym, z wykorzystaniem komputera do określenia czasu i warunków zmiany biegów lub jako mechanik, z możliwością ręcznej zmiany biegów przez kierowcę za pomocą tych samych manetek na kierownicy lub przycisków zmiany biegów. Ponadto sterowanie punktami zmiany biegów przez komputer może być zwykle regulowane przez kierowcę w celu zmiany biegów zgodnie z osobistym stylem jazdy.

Tak wygląda przekładnia dwusprzęgłowa

Biegi w DCT mogą zmieniać się błyskawicznie - zwykle w ułamku sekundy - i robią to bardzo płynnie dzięki zautomatyzowanemu sterowaniu, co czyni go doskonałą opcją dla samochodów wyścigowych i wyczynowych. Chociaż DCT jest powszechnie stosowany w bardzo drogich samochodach sportowych, może być na tyle kompaktowy, że Honda instaluje go również jako opcję w kilku swoich motocyklach.

Jednobiegowa skrzynia biegów

W przeciwieństwie do swoich hałaśliwych kuzynów mają nieco inne wymagania dotyczące skrzyń biegów i jako takie mają własne typy przekładni lub używają zmodyfikowanych wersji tradycyjnych skrzyń biegów.

Jednobiegowa skrzynia biegów została zainstalowana u zarania ery motoryzacyjnej i motocyklowej i była w zasadzie bezpośrednim połączeniem silnika z kołami, bezpośrednio lub prawie bezpośrednio (biegi były wymagane po prostu tak, aby liczba obrotów kół była mniejsza niż liczba obrotów silnika). Dziś, po prawie półtora wieku, jednobiegowa skrzynia biegów powróciła do przemysłu motoryzacyjnego w branży pojazdów elektrycznych. I tu chodzi o samą naturę silnika elektrycznego - w przeciwieństwie do silników benzynowych i wysokoprężnych może pracować w prawie każdym zakresie prędkości, w tym na przykład z jednym obrotem na sekundę. Jeśli byłeś w stanie jeździć Teslą Model S, prawdopodobnie zorientowałeś się, że samochód może przyspieszać z prędkością błyskawicy przy prawie każdej prędkości i prawie nigdy nie potrzebuje więcej niż jednego biegu.

Jednak wielu producentów pojazdów elektrycznych zaopatruje swoje kreacje w skrzynie biegów.

Półautomatyczna skrzynia biegów

Półautomatyczna skrzynia biegów to bardzo zaawansowany system, który wykorzystuje stare dobre sprzęgło do bezpośredniej zmiany biegów zamiast przemiennika momentu obrotowego w klasycznej automatyce. W przeciwieństwie do manualnej skrzyni biegów sprzęgło jest sterowane przez komputer. To nie tylko sprawia, że \u200b\u200bzmiana biegów jest znacznie szybsza niż w przypadku ręcznej skrzyni biegów, ale także ułatwia jazdę i blokuje samochód, zapobiegając poślizgowi podczas postoju. Podobnie jak w przypadku tiptronic, półautomatyczną skrzynię biegów można przełączyć na w pełni ręczny tryb zmiany biegów na żądanie kierowcy. Dwa typy najpowszechniejszych półautomatycznych skrzyń biegów to opisana powyżej dwusprzęgłowa skrzynia biegów i elektrohydrauliczna ( sekwencyjna skrzynia biegów).

Skrzynia biegów IVT

IVT jest zasadniczo specyficznym typem przekładni CVT (wariator), ale różni się od tego ostatniego tym, że obejmuje nie tylko nieskończoną liczbę przełożeń, ale także „nieskończenie” maksymalne przełożenia. IVT odnosi się do typu wariatora, który może obejmować przełożenie „zerowego przełożenia”, w którym wał wejściowy może się obracać bez żadnego obrotu wału wyjściowego (gdy samochód jest nieruchomy, a jego silnik pracuje), pozostając zamknięty w transfer. Oczywiście przełożenie w tym przypadku nie jest „nieskończone”, ale zamiast tego jest „nieokreślone”.

Jakie są rodzaje skrzyń biegów i czym się różnią? Wideo

Samochody z manualną skrzynią biegów, w skrócie manualną skrzynią biegów, do niedawna stanowiły absolutną większość wśród innych pojazdów z różnymi.

Co więcej, skrzynia mechaniczna (ręczna) i dziś pozostaje dość powszechnym urządzeniem do zmiany i przenoszenia momentu obrotowego silnika. Następnie porozmawiamy o tym, jak jest zorganizowana i działa "mechanika", jak wygląda schemat punktów kontrolnych tego typu, a także jakie zalety i wady ma to rozwiązanie.

Przeczytaj w tym artykule

Schemat i funkcje ręcznej skrzyni biegów

Zacznijmy od tego, że tego typu skrzynia biegów nazywana jest mechaniczną ze względu na to, że taka jednostka wymaga ręcznej zmiany biegów. Innymi słowy, w samochodach z manualną skrzynią biegów sam kierowca zmienia biegi.

Idźmy dalej. Skrzynka „mechanika” jest schodkowa, to znaczy moment obrotowy zmienia się stopniowo. Wielu entuzjastów samochodów wie, że skrzynia biegów faktycznie ma koła zębate i wałki, ale nie wszyscy rozumieją, jak działa jednostka.

Tak więc stopień (inaczej przekładnia) to para kół zębatych (napęd i napędzane) oddziałujące ze sobą. Każdy taki stopień zapewnia obrót z jedną lub drugą prędkością kątową, to znaczy ma własne przełożenie.

Przez przełożenie należy rozumieć stosunek ilości zębów koła napędzanego do liczby zębów koła napędowego. W tym przypadku różne stopnie skrzyni biegów otrzymują różne przełożenia. Najniższy bieg (niski bieg) ma najwyższe przełożenie, a najwyższy (wysoki bieg) ma najniższe przełożenie.

Staje się jasne, że liczba stopni jest równa liczbie biegów na danej skrzyni biegów (skrzynia czterobiegowa, skrzynia pięciobiegowa itp.) Należy zauważyć, że zdecydowana większość samochodów ma teraz skrzynię pięciobiegową, rzadziej są skrzynie manualne z 6 lub więcej biegami i dość powszechne wcześniej 4-biegowe manualne skrzynie biegów stopniowo schodziły na dalszy plan.

Mechaniczne urządzenie transmisyjne

Tak więc, chociaż może istnieć wiele projektów takiego pudełka z pewnymi cechami, na początkowym etapie można wyróżnić dwa główne typy:

• przekładnie trójwałowe;
• skrzynki dwuwałowe;

W samochodach z napędem na tylne koła zwykle instaluje się trójwałową manualną skrzynię biegów, podczas gdy dwuwałowa skrzynia biegów jest instalowana w samochodach z napędem na przednie koła. Jednocześnie urządzenie przekładni mechanicznych zarówno pierwszego, jak i drugiego typu może się znacznie różnić.

Zacznijmy od trzywałowej manualnej skrzyni biegów. Takie pudełko składa się z:

• wał napędowy, który jest również nazywany głównym;
• przekładnia wału pośredniego;
• wał napędzany (wtórny);

Wały wyposażone są w koła zębate z synchronizatorami. W skrzyni biegów znajduje się również mechanizm zmiany biegów. Elementy te znajdują się w obudowie skrzyni biegów, zwanej również obudową skrzyni biegów.

Zadaniem wału napędowego jest utworzenie połączenia sprzęgła. Wał napędowy posiada rowki na napędzaną tarczę sprzęgła. Jeśli chodzi o moment obrotowy, określony moment obrotowy z wału napędowego jest przenoszony przez zębatkę, która jest z nim sztywno sprzężona.

Wpływając na pracę wału pośredniego, wał ten jest umieszczony równolegle do wału wejściowego skrzyni biegów, na nim jest zainstalowana grupa kół zębatych, która jest w sztywnej siatce. Z kolei wał napędzany jest osadzony na tej samej osi, co wał napędowy.

Ta instalacja jest realizowana z łożyskiem końcowym na wale napędowym. To łożysko zawiera napędzany wał. Grupa kół zębatych (blok przekładni) na wale napędzanym nie ma sztywnego połączenia z samym wałem i dlatego obraca się swobodnie na nim. W tym przypadku zespół kół zębatych wału pośredniego, wału napędzanego i koła zębatego wału napędowego są w stałym zazębieniu.

Synchronizatory (sprzęgła synchronizatora) są instalowane między kołami zębatymi wału napędzanego. Ich zadaniem jest wyrównanie prędkości kątowych kół zębatych wału napędzanego z prędkością kątową samego wału za pomocą tarcia.

Synchronizatory są sztywno sprzężone z wałem napędzanym, a także mają zdolność poruszania się wzdłuż wału w kierunku wzdłużnym dzięki połączeniu wielowypustowemu. Nowoczesne skrzynie biegów posiadają sprzęgła synchronizujące na wszystkich biegach.

Jeśli weźmiemy pod uwagę mechanizm zmiany biegów w trójwałowych skrzyniach biegów, mechanizm ten jest często instalowany na korpusie jednostki. Projekt obejmuje dźwignie sterujące, suwaki i widelce.

Korpus skrzyni (skrzynia korbowa) jest wykonany ze stopów aluminium lub magnezu, jest niezbędny do montażu wałów z przekładniami i mechanizmami, a także wielu innych części. W obudowie skrzyni biegów znajduje się również olej przekładniowy (olej przekładniowy).

• Aby zrozumieć, jak działa trójwałowa mechaniczna (ręczna) skrzynia biegów, przyjrzyjmy się z grubsza, jak to działa. Gdy dźwignia zmiany biegów znajduje się w położeniu neutralnym, żaden moment obrotowy silnika nie jest przenoszony na koła napędowe pojazdu.

Po przesunięciu dźwigni przez kierowcę, widelec przesunie sprzęgło synchronizatora o jeden lub inny bieg. Następnie synchronizator wyrówna prędkości kątowe żądanego koła zębatego i wału napędzanego. Następnie koło zębate sprzęgła zazębia się z podobnym zębnikiem, co zapewni zablokowanie zębnika na napędzanym wale.

Dodajemy również, że bieg wsteczny samochodu zapewnia bieg wsteczny skrzyni biegów. W tym przypadku bieg wsteczny, zamontowany na oddzielnej osi, umożliwia zmianę kierunku obrotów.

Przekładnia mechaniczna dwuwałowa: urządzenie i zasada działania

Po zapoznaniu się z tym, z czego składa się przekładnia trójwałowa, przejdźmy do przekładni dwuwałowych. Ten typ skrzyni biegów ma w swoim urządzeniu dwa wały: pierwotny i wtórny. Wał wejściowy to wał napędowy, drugi wał napędzany. Koła zębate i synchronizatory są zamocowane na wałach. Również w skrzyni korbowej znajduje się główny bieg i mechanizm różnicowy.

Wał napędowy jest odpowiedzialny za połączenie ze sprzęgłem; na wale znajduje się również blok przekładni w sztywnym połączeniu z wałem. Wał napędzany jest równoległy do \u200b\u200bwału napędowego, podczas gdy koła zębate wału napędzanego są w stałym zazębieniu z kołami zębatymi wału napędowego, a także swobodnie obracają się na samym wale.

Ponadto koło zębate przekładni głównej jest sztywno zamocowane na wale napędzanym, a sprzęgła synchronizatora znajdują się między kołami zębatymi wału napędzanego. Dodajemy, że w celu zmniejszenia rozmiaru skrzyni biegów, a także zwiększenia liczby przekładni, w nowoczesnych skrzyniach zamiast jednego wału napędzanego można często zamontować 2 lub nawet 3 wały.

Na każdym takim wale koło zębate napędu głównego jest sztywno zamocowane, podczas gdy takie koło zębate ma sztywne sprzęgnięcie z napędzanym kołem zębatym. Okazuje się, że projekt faktycznie realizuje 3 główne biegi.

Sam główny bieg, a także mechanizm różnicowy w przekładni, przenoszą moment obrotowy z wału pomocniczego na koła napędowe. Jednocześnie mechanizm różnicowy może również zapewniać taki obrót kół, gdy koła napędowe obracają się z różnymi prędkościami kątowymi.

Jeśli chodzi o mechanizm zmiany biegów, w przekładniach dwuwałowych jest on umieszczony osobno, czyli na zewnątrz korpusu. Puszka jest połączona z mechanizmem przełączającym za pomocą kabli lub specjalnych prętów. Połączenie kablami jest bardziej powszechne.

Sam mechanizm zmiany biegów skrzyni 2-walcowej ma dźwignię, która jest połączona linkami z dźwignią zmiany biegów i dźwignią zmiany biegów. Te dźwignie są połączone z środkowym drążkiem zmiany biegów, który również ma widelce.

• Jeśli mówimy o zasadzie działania dwuwałowej manualnej skrzyni biegów, to jest ona podobna do zasady trójwałowej skrzyni biegów. Różnice dotyczą sposobu działania mechanizmu zmiany biegów. Krótko mówiąc, dźwignia może wykonywać zarówno ruchy wzdłużne, jak i poprzeczne względem osi pojazdu. Podczas ruchu poprzecznego następuje zmiana biegów, ponieważ siła jest przykładana do linki zmiany biegów, która działa na dźwignię zmiany biegów.

Ponadto dźwignia porusza się wzdłużnie, a siła jest już przenoszona na linkę zmiany biegów. Odpowiednia dźwignia w poziomie przesuwa drążek za pomocą wideł, widelec na drążku przesuwa synchronizator, co prowadzi do zablokowania napędzanego koła zębatego wału.

Na koniec zauważamy, że również mechaniczne skrzynki różnych typów mają dodatkowe urządzenia blokujące, które zapobiegają włączeniu dwóch kół zębatych w tym samym czasie lub nieoczekiwanemu wyłączeniu przekładni.

Przeczytaj także

Ściskanie sprzęgła przed uruchomieniem silnika: kiedy ściskać sprzęgło iw jakich przypadkach nie jest to zalecane. Pomocne wskazówki i porady.