Urządzenie do automatycznej transmisji. Ręczna skrzynia biegów: urządzenie, rodzaje, cechy Ręczna skrzynia biegów i zasada działania

Ręczna skrzynia biegów, Ona Ręczna skrzynia biegów, czasami w kręgach mechaniki samochodowej można to usłyszeć jako „pudełko” lub „korobas” - jest to urządzenie składające się z zestawu kół zębatych, które zazębiają się ze sobą w różnych odmianach, tworząc skrzynie biegów o różnych przełożeniach.

Każdy bieg jest przystosowany do określonej prędkości i obciążenia silnika, ich naprzemienne zastosowanie pozwala na jak najefektywniejsze użytkowanie silnika przy minimalnym ryzyku przeciążenia. Im więcej biegów ma samochód, tym lepiej dostosowuje się do różnych warunków jazdy.

Skrzynia biegów

Urządzenie i zasada działania skrzyni biegów

Skrzynka mechaniczna jest ułożona w ten sposób:

• W dolnej części skrzyni znajduje się skrzynia korbowa (strukturalnie jest to obudowa skrzyni biegów);
• Wewnątrz wałów z kołami zębatymi - wały pierwotne, wtórne i pośrednie;
• Również w manualnej skrzyni biegów jest dodatkowy wał i bieg wsteczny;
• Synchronizatory;
• Na górze skrzyni znajduje się mechanizm zmiany biegów () z urządzeniami blokującymi i blokującymi;
• Dźwignia zmiany biegów jest wyświetlana w kabinie.

Furman na miejscu z całym ciałem zawiera wszystkie główne jednostki i części. Skrzynia korbowa jest w połowie wypełniona olejem przekładniowym, który jest potrzebny do smarowania mechanizmu wewnętrznego. Ponieważ podczas pracy koła zębate skrzyni biegów są poddawane dużym obciążeniom i muszą być smarowane, aby wyeliminować tarcie i schłodzić części.

Wały obracać się w łożyskach, które są wciskane w skrzynię korbową. Wały skrzyni biegów mają duże zestawy kół zębatych o różnej liczbie zębów.

Synchronizatory są potrzebne do płynnej i cichej zmiany biegów poprzez wyrównywanie prędkości kątowych biegów.

Mechanizm zmiany biegów przeznaczony do zmiany biegów i sterowania nim z kabiny pasażerskiej za pomocą dźwigni. Urządzenie blokujące jednocześnie nie pozwala na jednoczesne włączenie dwóch biegów, a urządzenie blokujące zapobiega spontanicznemu wyłączeniu przekładni.

Ponieważ przełożenie jest określane przez stosunek liczby zębów kół zębatych, które wchodzą w interakcję. Wszystkie manualne skrzynie biegów są podzielone na typy w zależności od liczby kroków. Dostępne są skrzynki 4, 5 i 6 prędkości. Oprócz stopni skrzynie manualne są również podzielone na typy w zależności od liczby wałów.

Rodzaje i konstrukcja manualnej skrzyni biegów

Ręczna skrzynia biegów można wykonać według jednej z dwóch wspólnych koncepcji: trzywałowy lub dwuwałowy... Pudła pierwszego typu są montowane głównie w samochodach z napędem na tylne koła, a drugie stosowane są w samochodach z tylnym silnikiem i napędem na przednie koła. Schemat pudełkowy każdy rodzaj sprzętu ma swoje podstawowe różnice, dlatego należy je rozpatrywać osobno.

Schemat przekładni mechanicznej.

Przekładnia trzywałowa

Schemat skrzyni biegów tego typu zakłada obecność trzech wałów, zwanych napędzanym, pośrednim i głównym. Wał napędowy jest połączony ze sprzęgłem za pomocą wielowypustów. Równoległy wał pośredni. Moment jest na niego przenoszony przez sztywno zamocowaną przekładnię.

Wał napędzany z kilkoma kołami zębatymi obraca się niezależnie od napędzanego. Koła zębate tego wału nie są sztywno zamocowane. Pomiędzy nimi zainstalowane są sztywno zamocowane sprzęgła synchronizujące, które mogą przesuwać się tylko wzdłużnie wzdłuż wału.

Działanie przekładni mechanicznej

W każdej nowoczesnej ręcznej skrzyni biegów wszystkie trzy wały są w ciągłym kontakcie za pośrednictwem kół zębatych. Gdy bieg neutralny jest włączony, wał napędzany nie jest niczym unieruchomiony i obraca się swobodnie. Włączenie koła zębatego prowadzi do wzdłużnego ruchu synchronizatora do zadokowania się z kołem zębatym, co zapewnia sztywne połączenie wału napędzanego i całej skrzyni biegów z silnikiem. Pozwala to na przeniesienie wybranego momentu obrotowego bezpośrednio na koła. Oddzielny wałek z własnym biegiem służy do włączania biegu wstecznego.

Z reguły trzywałowe mechanika skrzyni biegów posiada koła zębate śrubowe, co gwarantuje ich wytrzymałość, bezgłośność i odporność na zużycie.

Przekładnia dwuwałowa

Tutaj na wale napędowym połączonym ze sprzęgłem znajdują się koła zębate nieruchome względem niego. Główną różnicą w stosunku do poprzedniej konstrukcji jest brak wału pośredniego, ponieważ tutaj wał napędzany natychmiast idzie równolegle do wału prowadzącego, również wyposażony w ruchome koła zębate stale stykające się z elementami wału napędowego.

Zasada działania jest tutaj taka sama jak w skrzyniach 3-wałowych, z wyjątkiem braku bezpośredniej skrzyni biegów. Takie skrzynie wyróżniają się większą niezawodnością i trwałością przy dobrej sprawności, ale mniejszej zmienności przełożeń, co wynika z faktu, że skrzynia mechaniczna 2-wałowa stosowana jest wyłącznie w samochodach osobowych.

Zalety i wady

Skrzynka mechaniczna to nie jedyny, ale najczęstszy rodzaj skrzyni biegów. Ma zarówno oczywiste zalety, jak i oczywiste wady, których wciąż jest znacznie mniej.

Naprawa skrzyni biegów to dość skomplikowana procedura i powinna być powierzona wyłącznie specjaliście.

Tak więc zalety ręcznej skrzyni biegów można nazwać:

• minimalny koszt i waga;
• dobra dynamika przyspieszenia;
• prostota i przejrzystość projektu;
• niezawodność;
• niski koszt utrzymania.

Mechaniczny prędkość transmisji sztywno łączy jednostkę napędową z parą napędów, co pozwala na maksymalną wydajność jazdy na lodzie i w terenie. Dodatkowo manualną skrzynię biegów można całkowicie odłączyć od silnika, co pozwala na uruchomienie pojazdu siłą zewnętrzną (holowanie, pchanie) bez ograniczeń.

Ale ten system ma również pewne wady, w tym:

• konieczność ciągłej zmiany biegów, co jest męczące podczas długiej jazdy;
• ciągły rozwój umiejętności poprawnej zmiany biegów;
• tylko skokowa zmiana przełożeń;
• stosunkowo niski zasób sprzęgła.

Z tych powodów dzisiaj mechanik pudełek to główny, ale nie jedyny wymagany system zmiany biegów.

Typowe awarie ręcznej skrzyni biegów

Ręczna skrzynia biegów może być bardzo zróżnicowana, będąc złożonym systemem z dużą liczbą ruchomych części. Najczęściej pudełko zawodzi z powodu:

W celu rozszerzenia zakresu usług, oprócz trybu łagodnej jazdy, zaleca się wymieniaj olej w odpowiednim czasie.

1. zużycie niektórych jednostek;
2. stabilny brak oleju w skrzyni;
3. poluzowanie mocowania elementów pudełka.

Przyczynami tych awarii mogą być następujące czynniki:

1. niewłaściwa obsługa;
2. złej jakości mechanizmy;
3. naturalne zużycie;
4. złej jakości naprawy lub brak.

Prawie zawsze wadliwa ręczna skrzynia biegów jest określana przez pewne znaki zewnętrzne. Na przykład hałas w neutralnym położeniu skrzyni biegów wskazuje na zużycie łożyska na wale napędowym lub po prostu brak oleju w skrzyni. Jeśli podczas zmiany biegów słychać odgłosy, może to być oznaką zużycia sprzęgieł synchronizatora lub problemów z rozłączeniem sprzęgła.

Trudności w zmianie biegów wskazują na prawdopodobne zużycie łączących lub ruchomych części skrzyni.

Te same problemy mogą prowadzić do spontanicznego wyłączenia transmisji.

Tak prosta i niezawodna, jak manualna skrzynia biegów, również okresowo ulega awarii, zwłaszcza przy nieodpowiedniej pielęgnacji lub niewłaściwym stylu jazdy, i musisz być na to przygotowany.

Jak korzystać z pudełka mechanicznego

Prowadzenie samochodu z taką skrzynią biegów wymaga pewnych umiejętności i zdolności, dlatego dla wielu, zwłaszcza kobiet, zmiana biegów u mechanika jest trudna.

Jak zmienić biegi

Zmiana biegu

Pierwszą rzeczą do zapamiętania jest położenie dźwigni zmiany biegów dla każdego biegu. Po drugie, nauczy się wybierać tryb prędkości i zakres działania każdego z biegów.

Tryby prędkości:

• 1. bieg 15-20 km/h;
• 2. bieg 30-40 km/h;
• Na 3. biegu 50-60 km/h;
• 4. do 80 km/h;
• 5. dla prędkości powyżej 80 km/h.

Ale co najważniejsze, przy zmianie biegów skup się na obrotomierzu. Możesz przełączyć się na wyższą prędkość obracając obroty silnika o 1500 - 2000 obr/min silnika diesla, lub jeśli jest to benzyna to do 2000 - 2500 tys.

Zawsze upewnij się, że dźwignia zmiany biegów znajduje się w pozycji neutralnej przed rozpoczęciem ruchu. Następnie lewą nogą ściśnij sprzęgło i przesuń manetki skrzyni biegów do pozycji odpowiadającej pierwszemu biegowi. Aby ruszyć bez szarpania i ryczenia silnika, należy płynnie zwolnić sprzęgło, a także lekko wcisnąć pedał przyspieszenia (gazu). Dalej po osiągnięciu progu prędkości przełączamy się na drugi bieg ponownie wciskając sprzęgło i puszczając pedał gazu, po czym płynnie wszystko powtarzamy.

Łącznie z prędkościami nie można ich pominąć, tylko przełączać jeden po drugim.

Podczas zwalniania przez wciśnięcie pedału „hamulca” lub podczas hamowania silnikiem, biegi są redukowane w ten sam sposób, tylko po to, aby nie następować w kolejności, ale aby wybrać najbardziej odpowiedni tryb prędkości.

Pomimo tego, że skrzynka mechaniczna jest niezawodną jednostką, jeśli nie jest używana prawidłowo, skrzynka może bardzo szybko ulec awarii. Dlatego zaleca się przestrzeganie tych wskazówek:

1. Zmieniaj biegi płynnie i ostrożnie, ponad połowa awarii skrzynki mechanicznej jest związana z awarią kół zębatych i synchronizatorów poprzez nieostrożną zmianę biegów.
2. Obserwuj poziom oleju w pudełku... Liczba i zastępcze wiersze są określone w instrukcji naprawy.
3. Chroń obudowę skrzyni biegów... Paleta jest bardzo delikatna i może zostać przypadkowo uszkodzona przez zaczepienie o jakąś przeszkodę, dlatego z reguły zabezpieczam silnik i skrzynię biegów przed uszkodzeniami mechanicznymi dodatkowym sitkiem.

Terminy pokrewne

Zapotrzebowanie na skrzynię biegów (skrzynię biegów) wynika z faktu: każdy nowoczesny silnik ma stosunkowo wąski zakres obrotów wału korbowego, w którym zarówno moment obrotowy, jak i moc mają swoje maksymalne wartości dla danej wartości zużycia paliwa. Ponadto żaden silnik nie może być obracany w nieskończoność - dla każdego silnika istnieje pewna „czerwona strefa”, czyli taka prędkość wału korbowego, która jest po prostu niedopuszczalna, w przeciwnym razie nie można uniknąć poważnych awarii.

Co to jest skrzynia biegów?

Przyjęło się nazywać skrzynię biegów mechanizmem, którego głównym celem jest przeniesienie ruchu obrotowego z wału korbowego silnika na wał kardana lub wały przedniej osi (odpowiednio w modelach z napędem na tylne lub przednie koła), a tym samym sterowanie tym samochodem poprzez zmianę parametrów takie jak prędkość obrotowa i moment obrotowy, a także kierunek jazdy (do przodu lub do tyłu).

Oczywiście żadna skrzynia nie jest w stanie zwiększyć mocy silnika, ale z drugiej strony jest w stanie zmienić to, co jest w celu jak najlepszego dopasowania do rzeczywistych warunków pracy, zmieniając w tym celu przełożenie między wejściem a wyjściem, tak aby najkorzystniejsze właściwości paliwowo-ekonomiczne i prędkości trakcji. Ponadto „obowiązki” skrzyni biegów obejmują wdrożenie pracy silnika na biegu jałowym oraz zdolność samochodu do cofania.

Konieczność stosowania skrzyń biegów wynika z różnicy prędkości kątowych wału korbowego i kół napędowych, co nie pozwala na napędzanie kół napędowych bezpośrednio z wału korbowego. Tak więc wał korbowy współczesnego silnika z reguły ma prędkość kątową w zakresie od 500 do 9000 obr/min, a prędkość kątowa kół napędowych może zawierać się w zakresie od 0 do 1800 obr/min.

Wynika z tego, że nie da się połączyć jednego z drugim w tym parametrze bez użycia skrzyni biegów. Wreszcie mają dość wąski zakres, w którym mają korzystną charakterystykę momentu obrotowego - od 3000 do 7000 obr./min, których nie można „powiązać” z rzeczywistymi warunkami pracy, jeśli spróbujesz obejść się bez urządzeń typu skrzynia biegów.

Jak obejść te problemy?

Najprostszym sposobem jest zmiana parametrów takich jak prędkość obrotowa napędzanego koła zębatego oraz moment obrotowy na jego wale za pomocą specjalnie dobranych kół zębatych. Teraz, rozpoczynając ruch, wybór pierwszego biegu będzie oznaczał, że wybraliśmy parę biegów o wartości przełożenia odpowiadającej włożonemu pierwszemu biegowi. Ponieważ przełożenia zwykle maleją wraz ze wzrostem liczby biegów, w tym przypadku będziemy mieli przełożenie najwyższe, najmniejszą prędkość obrotową kół napędowych, ale maksymalną możliwą wartość momentu obrotowego.

Podczas dalszego przyspieszania, kolejne biegi włączane są jeden po drugim, dzięki czemu prędkość koła rośnie, ale moment obrotowy maleje. Już ten krótki opis pokazuje, że skrzynia biegów spełnia ważne funkcje, bez których nie byłoby mowy o jakiejkolwiek jeździe. Tak więc skrzynia biegów jest w istocie skrzynią wielostopniową, za pomocą której można przekształcić ruch obrotowy wału korbowego w ruch postępowy pojazdu.

Przełożenie - jaka bestia?

Pojęcie to oznacza stosunek prędkości obrotowych dwóch współpracujących ze sobą kół zębatych. Innymi słowy, stosunek liczby zębów kół zębatych napędzających i napędzanych jest przełożeniem. Różne biegi naturalnie wymagają różnych przełożeń - maksymalne przełożenie jest stosowane na najniższym biegu (1.), a minimalny bieg jest używany na najwyższym biegu. Przekładnia „bezpośrednia” odpowiada przełożeniu równemu 1. Przy dobieraniu przełożeń często wybiera się je tak, aby nie były w całości.

Przykład można podać: mamy dwa połączone ze sobą koła zębate, z których na każdym umieszczamy znacznik wzdłuż oznaczenia - naprzeciw siebie. Jeżeli dana para kół zębatych ma przełożenie równe np. dwóm, to oznacza to, że dokładnie dwa obroty od początku obrotu, znaki na kołach znów się zbiegną. I co dwa obroty ten obraz będzie się powtarzał - ta sama para zębów będzie się pokrywać, to znaczy ta para jest obciążona bardziej niż inne iz tego powodu pęknie lub zużyje się znacznie szybciej. Z tego powodu dobór przełożeń jest dość ważną operacją, a ich wartości są wybierane jako ułamkowe.

Mechaniczne urządzenie pudełkowe

Schemat trzywałowej skrzyni biegów z napędem na tylne koła

Urządzenie trzywałowej mechanicznej skrzyni biegów (poniżej wymienimy różnice między wersją dwuwałową) przewiduje umieszczenie trzech wałów w skrzyni korbowej skrzyni biegów - pierwotnego, wtórnego i pośredniego. Wał wejściowy (lub napęd), dzięki mechanizmowi sprzęgła, może współpracować z nim i obracać się z nim. Wał wyjściowy (lub napędzany) jest na stałe połączony z wałem napędowym. Obroty wału głównego za pomocą wału pośredniego można przenieść na wtórny.

Wały główny i pomocniczy są umieszczone szeregowo, a wał pomocniczy jest podtrzymywany przez łożysko wciśnięte w trzpień wału głównego. Zatem te dwa wały nie mają ze sobą sztywnego połączenia, a ich obrót odbywa się niezależnie. Wał pośredni jest montowany równolegle do wymienionych wałów.

Wszystkie wały wyposażone są w koła zębate. Wał wejściowy zawiera koło zębate napędzające, które obraca wał pośredni. Ten ostatni niesie blok kół zębatych, sztywno z nim połączony i często wykonywany z nim jako całością. Wał wtórny przenosi napędzane koła zębate - te koła zębate mają zdolność poruszania się wzdłuż wypustów wzdłuż wału.

Na ostatnim wale znajdują się również sprzęgła, które zawierają określone koła zębate. W zależności od liczby sprzęgieł skrzyni biegów są dwukierunkowe, trójdrożne itp. Na przykład nowoczesna czterokierunkowa skrzynia biegów może mieć 6 lub 7 biegów bezpośrednich plus wsteczny.

W skrzyni ręcznej przejście z jednego biegu na drugi wykonuje kierowca za pomocą specjalnej dźwigni znajdującej się wewnątrz kabiny pasażerskiej. Aby uniknąć jednoczesnego włączenia dwóch kół zębatych (obarczonych pęknięciem pudełka), zainstalowano w nim specjalny zamek, a w celu uniknięcia spontanicznego wysprzęglenia kół zębatych zastosowano specjalny mechanizm blokujący.

Zasady działania

Załóżmy, że wał korbowy obraca się z prędkością 1000 obr/min, a mechanizm sprzęgła otrzymuje odpowiedni moment obrotowy na wale wejściowym skrzyni biegów. Jeśli teraz włączysz pierwszy bieg, wówczas koło zębate sztywno zamocowane na tym wale zazębia się z innym kołem zębatym, który jest większy i ma na przykład cztery razy więcej zębów.

W konsekwencji wał, na którym zainstalowany jest drugi bieg, będzie się obracał z prędkością czterokrotnie mniejszą niż prędkość wału korbowego, czyli 250 obr./min. Prędkość obrotowa zmniejszyła się czterokrotnie zgodnie z przełożeniem zębów kół zębatych, a moment obrotowy na drugim biegu wzrośnie o tę samą liczbę razy.

Zastosowanie różnych przełożeń par kół zębatych pozwala na odbieranie różnych momentów obrotowych z silnika i przenoszenie dalej na koła napędowe samochodu. Innymi słowy, obroty wału korbowego silnika wynoszące 1000 obr/min można przy doborze odpowiednich biegów zamienić na obroty kół napędowych samochodu z prędkością np. 333 lub 250 obr/min itd.

Wsteczny bieg

Realizację możliwości cofania samochodu zapewnia obecność w skrzyni biegów odpowiedniego mechanizmu, składającego się z dodatkowego wału i zamontowanego na nim biegu wstecznego. W przypadku wybrania biegu wstecznego to koło zębate zostanie dodatkowo włączone pomiędzy wał wtórny i pośredni, przez co wał wtórny skrzyni biegów będzie się obracał w przeciwnym kierunku niż w zwykłym, ze względu na nieparzystą liczbę przełożeń zazębionych z wzajemnie.

Klasyfikacje nowoczesnych skrzynek manualnych

Według liczby biegów

Wszystkie skrzynie są umownie podzielone na typy w zależności od liczby zastosowanych biegów. Dostępne są skrzynki 4-, 5-, 6-, a nawet 7-biegowe. Wzrost liczby przełożeń wynika z konieczności przeniesienia momentu obrotowego w najbardziej efektywnym zakresie. Jeśli więc silnik ma największy moment obrotowy przy stosunkowo niskich obrotach, to nie ma sensu rozpędzać go do wyższych obrotów – moc, którą wytwarza, będzie się zmniejszać tylko wraz ze wzrostem obrotów. W takich sytuacjach o wiele skuteczniejszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie odpowiedniego pudełka;

Według liczby wałów

Skrzynie biegów są dostępne w wersji 3- i 2-wałowej w zależności od tego, ile zawierają wałów. Skrzynie 3-wałowe (opisane powyżej) są wyposażone zarówno w pojazdy z napędem na przednie, jak i na tylne koła, a dwuwałowe skrzynie biegów są wyposażone głównie w samochody z napędem na przednie koła. Skrzynia dwuwałowa, jak sama nazwa wskazuje, zawiera tylko dwa wały, choć generalnie ich lokalizacja i funkcja są podobne do skrzyni trzywałowej. Różnice polegają na ustawieniu wałów względem siebie - jest on równoległy w skrzyni dwuwałowej. Druga różnica polega na schemacie tworzenia kół zębatych - w skrzyni 3-wałowej jedno koło zębate realizowane jest przez dwie pary kół zębatych, a w skrzyni dwuwałowej - tylko jedną. Skrzynie 2-wałowe nie mają bezpośredniej skrzyni biegów, ale mogą mieć nie jeden, ale kilka napędzanych wałów jednocześnie.

Zalety skrzynek mechanicznych:

• koszt i waga „mechaniki” są stosunkowo niższe niż te same parametry dla innych rodzajów pudeł;
• Wydajność „mechaniki” jest wyższa niż innych typów skrzynek;
• ze względu na wysoką niezawodność „mechanika” ma długą żywotność;
• manualna skrzynia biegów zapewnia szeroką gamę stylów jazdy w różnych warunkach pracy samochodu, na przykład w terenie, w błocie, lodzie;
• samochód z „mechaniką” w razie potrzeby można holować w dowolne miejsce bez obaw o nieprzyjemne konsekwencje ze skrzyni;
• obecność skrzynki ręcznej zapewnia możliwość uruchomienia samochodu z „popychacza” i umożliwia odłączenie skrzyni biegów od silnika.

Wady skrzynek mechanicznych:

• w warunkach długiej jazdy po mieście lub w korkach znacznie bardziej męczy kierowcę;
  wymaga, aby kierowca posiadał pewne umiejętności prowadzenia pojazdu, takie jak płynne przełączanie między biegami;
• stosunkowo długi czas na zmianę biegów, ponieważ trzeba chwilowo odłączyć skrzynię od silnika (rozłączyć sprzęgło);
• stosunkowo niewielki zasób mechanizmu sprzęgła.

Nowe osiągnięcia w świecie skrzyń biegów

Obecna odmiana gearboxów nie jest zamarzniętym metalowym pojemnikiem, ale pochłania wszystko, co nowe - świat gearboxów. Niemniej jednak, zwykłe pudła, które pojawiły się jednocześnie z pojawieniem się samochodu, mają najniższe tempo rozwoju, a zrobotyzowane - najwyższe, podczas gdy te ostatnie przestają być zwykłymi zmodernizowanymi pudłami, oddalając się od nich - pełna kontrola elektroniki i napędy mają wpływ, a ich konstrukcja jest już w toku dzięki własnej specjalnej technologii. Oznacza to, że te pudełka są w rzeczywistości coraz bardziej usuwane z mechaniki, która je spowodowała.

Widać to po wynikach - najlepsze skrzynie robotów Ferrari zapewniają zmianę biegów w czasie nie dłuższym niż 60 ms, a skrzynie biegów DSG (Volkswagen) są w stanie włączyć poszczególne biegi w 8 ms! Dzięki temu np. Volkswagen Golf wyposażony w 7-biegową skrzynię tego typu jest o około 20% oszczędniejszy od tego samego samochodu, ale wyposażony w tradycyjną „mechanikę”.

W ostatnich latach właściwości układów smarowania uległy drastycznej poprawie – obecnie skrzynie biegów są często wyposażone w układ smarowania ciśnieniowego, a czasem również w połączeniu z silnikiem. Rozwiązanie to pozwala radykalnie wydłużyć żywotność skrzyni biegów w stosunku do znanego wszystkim układu smarowania ze względu na olej znajdujący się w skrzyni korbowej silnika, a także zapewnić niezbędne chłodzenie skrzyni biegów dzięki stałej cyrkulacji oleju. Obecnie istnieje już dość duża liczba ręcznych skrzyń biegów, ale do ich smarowania stosuje się olej ATF, czyli olej do.

Podsumowując należy stwierdzić, że trendem naszych czasów jest to, że urządzenie manualnej skrzyni biegów staje się coraz bardziej skomplikowane w pogoni za dynamiką, szybkością, wydajnością… Trudno powiedzieć, co będzie w przyszłości , chyba nikt nie powie.

Dzisiaj przyjrzymy się budowie manualnej skrzyni biegów, jej pozytywnym i negatywnym stronom oraz najczęstszym usterkom. Pomimo bardzo szerokiego wyboru samochodów wyposażonych w automatyczną skrzynię biegów, nadal aktualne są pojazdy z manualnymi skrzyniami biegów. Wynika to z faktu, że niezawodność i rezerwa zasobów mechaniki jest znacznie wyższa niż automatycznych odpowiedników.Dodatkowo samochody z mechaniką są znacznie bardziej ruchliwe, a ich sterowanie wymaga większej aktywności kierowcy podczas jazdy.

Na zdjęciu uchwyt 7-biegowej skrzyni biegów

Skrzynia biegów jest zaprojektowana do zmiany częstotliwości momentu obrotowego przenoszonego z silnika spalinowego. W jednostce ręcznej kierowca sam decyduje, które przełożenie należy włączyć w danej sytuacji.

Współczesne samochody osobowe są zazwyczaj wyposażone w pięciobiegowe skrzynie biegów: cztery bazowe i jedną nadbiegową. To chyba najlepsza opcja dla większości kierowców. Takie modele obejmują pojazdy krajowe i wiele importowanych, takich jak. Istnieją jednak modele z dużą liczbą kroków. Ręczne skrzynie biegów z sześcioma lub siedmioma biegami mają zwykle pięć podstawowych stopni i dwa lub jeden nadbieg.

Nadbieg lub nadbieg ma przełożenie mniejsze niż jeden. Innymi słowy, gdy nadbieg jest włączony, wał napędzany obraca się szybciej niż wał napędowy.

Droższe pojazdy są wyposażone w podręczniki sześcio- lub siedmiobiegowe. Na przykład skrzynia biegów ma sześć biegów, a najnowsza generacja Porsche 911 jest wyposażona w siedmiobiegową manualną skrzynię biegów.

Warto zauważyć, że już budżetowe modele, na przykład Kia Rio czy Hyundai Solaris z lat 2016-2017, są wyposażone w 6-biegową skrzynię biegów.

Korzyści z sześciobiegowej skrzyni biegów

Oczywiście sześcio- lub siedmiobiegowa skrzynia biegów wypada korzystnie w porównaniu z jednostkami pięciobiegowymi. Przede wszystkim warto zauważyć, że proces przełączania znacznie mniej wyczerpuje zasoby ICE, ponieważ przejście z jednego trybu prędkości do drugiego jest płynniejsze. Ponadto zużycie paliwa w sześciobiegowej manualnej skrzyni biegów jest nieco niższe, szczególnie w cyklu pozamiejskim. Dynamika przyspieszenia jest znacznie wyższa ze względu na krótkie skrzynie biegów.

Każdy nowoczesny samochód, wyposażony w sześciobiegową manualną skrzynię biegów, posiada elektroniczne urządzenia, które powiadamiają kierowcę o konieczności zmiany biegów. Tak jest również w samochodach z pięciobiegową skrzynią biegów, ale nie zawsze.

Mechaniczne urządzenie skrzyni biegów

Skrzynia biegów samochodu to wielostopniowa skrzynia biegów, której zasadą jest naprzemienne załączanie poszczególnych par biegów.

Sprzęgło

Płynne przełączanie z jednego biegu na drugi w mechanice wynika z obecności zespołu sprzęgła. Pozwala na przerwanie połączenia między skrzynią biegów a jednostką napędową podczas zmiany. Jego mechanizm jest ogniwem pośrednim między silnikiem samochodu a skrzynią biegów. Oprócz zapewnienia płynnej zmiany biegów, zespół sprzęgła redukuje wibracje przenoszone z silnika spalinowego.

Sprzęgło dzieli się na trzy typy: cierne, hydrauliczne i elektromagnetyczne.

Najpopularniejszy jest typ cierny, który może być jednotarczowy, dwutarczowy, wielotarczowy.

Dzisiejsze pojazdy są zwykle wyposażone w modele jednotarczowe.

Zasada działania węzła jest dość prosta. Koło zamachowe, zamontowane na wale korbowym silnika, pełni rolę tarczy napędowej. Tarcza sprzęgła jest dociskana do niej za pomocą tarczy dociskowej, a wciśnięcie sprzęgła osłabia to połączenie. Sprężyna membranowa zapewnia optymalne ściskanie napędzanej tarczy z kołem zamachowym.

Tarcza dociskowa wraz z membraną to konstrukcja jednoczęściowa - kosz sprzęgłowy. Istnieją zarówno kosze do pchania, jak i ciągnięcia, ale ten pierwszy typ jest najczęstszy.

Za pomocą wielowypustów napędzana tarcza jest połączona z główną osią manualnej skrzyni biegów. Płynne sprzęgnięcie przekładni zawdzięczamy sprężynom amortyzatora umieszczonym na piaście tarczy. Dodatkowo slave wyposażony jest w okładziny cierne, które przy załączonym sprzęgle są w stanie wytrzymać przez krótki czas wysokie temperatury.

Zmiana biegu

W każdej skrzyni biegów wały są umieszczone równolegle, na których znajdują się koła zębate. Dostępne są przekładnie trzywałowe i dwuwałowe. Wały nazywane są głównymi (pierwotnymi), napędzanymi (wtórnymi), a w typie trzywałowym występuje również pośredni.

Typ trójwałowy

Wał wejściowy odbierany jest z silnika spalinowego, a z jego osi, poprzez sztywne sprzężenie z przekładnią wału napędowego, obrót przenoszony jest na wał pośredni. Osie drugorzędne i główne leżą w tej samej płaszczyźnie i są połączone ze sobą przez łożysko. Dzięki temu ich obrót odbywa się albo całkowicie niezależnie, albo poprzez wał pośredni. Koła zębate na wale wyjściowym nie są sztywno zamocowane i są ograniczone przez synchronizatory, które są ciasno osadzone na wale, ale mogą poruszać się wzdłuż jego osi za pomocą wielowypustów. Końcówka synchronizatora posiada zębate felgi, które umożliwiają zazębienie go z podobnymi felgami na kole zębatym.

W położeniu neutralnym koła obracają się na wale bez przeszkód, a synchronizatory są otwarte. Kiedy bieg jest włączony, widelec przesuwa sprzęgło i włącza je na określonym biegu.

Z osi pomocniczej obrót jest przenoszony na lub w pojazdach z napędem na przednie koła. Aby włączyć bieg wsteczny, w skrzyni biegów zamontowane jest koło pośrednie, które odwraca obrót od osi pośredniej.

Najbardziej popularne są agregaty trzyosiowe, które są montowane w prawie każdym nowoczesnym samochodzie.

Typ dwuwałowy

Wał wejściowy jednostki dwuosiowej ma wiele kół zębatych, a nie tylko jeden. Ponieważ nie ma osi pośredniej, jej miejsce zajmuje napędzana z zamontowanymi na niej sprzęgłami synchronizatora i kołami zębatymi. Zasadniczo różnica polega na obecności tylko jednej pary kół zębatych między osiami dla każdego stopnia, a nie dwóch.

Zmiana biegów odbywa się w podobny sposób – widelec sterowany pokrętłem zmiany biegów z drążkiem przesuwa sprzęgło wzdłuż wałka wyjściowego do odpowiedniej pozycji.

Typ dwuwałowy charakteryzuje się wysoką sprawnością, ale ma ograniczone możliwości zwiększania przełożenia, dlatego tego typu konstrukcja jest stosowana niezwykle rzadko. Ze względu na możliwość połączenia skrzyni biegów, zespołu sprzęgła i samego silnika spalinowego w jedną całość, prawie wszystkie małe samochody są wyposażone w ten konkretny rodzaj skrzyni biegów. Przykładem zastosowania mechaniki dwuosiowej w samochodzie z przednią jednostką napędową jest Citroen C3.

Ważne do zapamiętania!

Ze względu na to, że bieg pośredni, który zapewnia wsteczny obrót wału wyjściowego dla biegu wstecznego, nie posiada synchronizatora, bieg wsteczny należy włączać dopiero po całkowitym zatrzymaniu pojazdu. W przeciwnym razie skrzynia biegów ulegnie awarii po takim przełączeniu.

Sprzęgło synchronizatora

Każda nowoczesna skrzynia biegów ma sprzęgła synchronizujące. Ich obecność jest ważna dla uproszczenia trybu przełączania. Bez synchronizacji do zmiany przełożeń należałoby zrobić podwójne ściśnięcie sprzęgła, aby wyrównać prędkość obrotową osi. W niektórych typach wyposażenia specjalnego, w których skrzynia biegów ma dużą liczbę stopni, sprzęgła nie są używane, ponieważ jest to niemożliwe.

Na wewnętrznym obwodzie piasty znajdują się rowki wielowypustowe, które umożliwiają ruch synchronizatora wzdłuż własnej osi. Podczas zmiany przełożeń widelec przesuwa synchronizator wzdłuż wypustów, aż spotka się z jego parą na końcu określonego biegu. Podczas przełączania etapu na jeden z pierścieni blokujących przykładana jest znaczna siła. Ostatecznie pierścień blokujący obraca się do końca.

Na zdjęciu - zdejmowanie tulei synchronizacyjnej

Dalsze przesuwanie sprzęgła synchronizującego bez zmiany stopnia jest niemożliwe. Gdy synchronizator zaczepi się o wieniec zębaty, elementy są pewnie zamocowane.

Plusy i minusy mechaniki

Jednostka ręczna ma zarówno zalety, jak i wady.

Plusy:

Mniej kosztowna konserwacja przekładni.

Wysoka wydajność.

Nie jest wymagane oddzielne chłodzenie.

Samochody z manualną skrzynią biegów są mniej żarłoczne i mają lepszą dynamikę.

Prostota mechaniki znacznie zwiększa niezawodność urządzenia.

Szerszy zakres wyboru trybu jazdy.

Pojazd może być holowany.

Minusy:

Płynne ruszanie i zmiana biegów wymagają umiejętności prowadzenia pojazdu, które przychodzą z czasem.

Mały zasób zespołu sprzęgła.

Podczas długich podróży kierowca pojazdu z mechaniką męczy się znacznie bardziej niż kierowca samochodu z automatyczną skrzynią biegów.

Ograniczenie kroków nie pozwala na płynną zmianę przełożenia.

Możliwe problemy

Pomimo prostoty konstrukcji urządzenie może się zepsuć. W przypadku wykrycia nieprawidłowego działania punktu kontrolnego zaleca się jak najszybsze skontaktowanie się z serwisem samochodowym. Możesz spróbować samodzielnie rozwiązać problem, ale będzie to wymagało zarówno odpowiednich narzędzi, jak i pewnych umiejętności.

Pierwszą rzeczą, nad którą należy się zastanowić, jest pojawienie się zewnętrznego hałasu podczas włączania biegu neutralnego. Może się to zdarzyć, jeśli olej w pudełku już dawno stracił swój zasób lub w ogóle go nie pozostawiono. Zazwyczaj kierowcy rzadko go wymieniają, ale jeśli skrzynia biegów nie działa poprawnie, pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest stan oleju.

Może również przeciekać z powodu złego stanu uszczelek olejowych i uszczelek. W takim przypadku przy wymianie oleju należy wymienić inne wadliwe elementy. Jednak przyczyną tego problemu mogą być również zużyte łożyska, koła zębate i niewspółosiowość osi wału. W takim przypadku skrzynkę należy zdemontować i całkowicie uporządkować, zastępując zużyte elementy konstrukcyjne.

Pojawiają się sytuacje, w których kierowca musi włożyć więcej wysiłku w zmianę biegów niż zwykle. Może to być spowodowane awarią samego mechanizmu zmiany biegów lub wadliwym zwolnieniem sprzęgła. Możliwe jednak, że przyczyną problemu jest uszkodzenie dźwigni trzpienia. Aby go wyeliminować, konieczna jest regulacja mechanizmu zmiany biegów lub sprzęgła, a także może być konieczna wymiana uszkodzonych elementów.

Niektórzy kierowcy mieli problem z transmisją. Wiąże się to często ze zużyciem kół zębatych, widełek, drążków, łożysk wałów napędzanych lub pośrednich, a także osłabieniem ich mocowania. Ponieważ przyczyn może być wiele, aby pozbyć się wadliwego działania manualnej skrzyni biegów, konieczne jest jej całkowite uporządkowanie wraz z wymianą wszystkich wadliwych elementów konstrukcyjnych.

Niecałkowite wciśnięcie pedału sprzęgła lub ruch samochodu z częściowo wciśniętym sprzęgłem obarczony jest pęknięciem części zespołu. Następuje szybkie zużycie tarczy sprzęgła, a płatki sprężyny talerzowej mogą po prostu odłamać się. Ponadto nieodpowiednie rozłączenie sprzęgła podczas zmiany biegów wkrótce doprowadzi do lizania kół zębatych.

Warto również wspomnieć, że silne drgania przekładni podczas pracy silnika spalinowego wskazują, że dokowanie obu jednostek jest zawodne. Najprawdopodobniej w tym przypadku winne jest osłabienie połączeń śrubowych; w takim przypadku wystarczy je dokręcić. Niewykluczone jednak, że drgania wiążą się ze zniszczeniem podpór i wtedy wymagane będą bardzo czasochłonne naprawy.

Nieprawidłowy dźwięk zmiany biegów jest najczęściej związany z awarią sprzęgła. Przyczyną może być również łożysko wału pomocniczego.

Staranne użytkowanie dowolnego mechanizmu, gwarancja jego trwałości. Bezpretensjonalność jednostki mechanicznej przyciąga właścicieli samochodów. A jednak istnieją pewne zalecenia dotyczące korzystania z manualnej skrzyni biegów.

Pierwszą rzeczą do zapamiętania jest znaczenie całkowitego wciśnięcia pedału sprzęgła przed zmianą biegów. To chyba najważniejszy punkt w używaniu mechaniki. Również włączony bieg musi pasować do trybu jazdy. Dodatkowo warto pamiętać, że przed zmianą na niższy bieg należy zmniejszyć prędkość.

Pomimo tego, że w przeciwieństwie do automatu mechanicy mogą w ogóle pracować bez oleju, ma to dość silny wpływ na jej ogólny stan. Zaleca się sprawdzenie poziomu i stanu smaru po przejechaniu 20 000 km. Pomimo tego, że większość nawet doświadczonych właścicieli samochodów nigdy w ogóle nie wymienia oleju w mechanice, nadal jest to całkowicie błędne. Wskazane jest, aby zmieniać go przynajmniej po każdych 70 000 km przebiegu.

Skrzynia biegów współczesnego samochodu jest czasem bardziej skomplikowana niż silnik. Sprawia, że ​​silnik jest bardziej elastyczny i dostosowuje moment obrotowy do warunków jazdy. Pomimo pojawienia się różnych ultranowoczesnych automatycznych i zrobotyzowanych skrzyń biegów ze sterowaniem elektronicznym, ręczna skrzynia biegów zawsze była i będzie generalissimem skrzyni biegów i kluczem do zrozumienia zasady działania każdej złożonej skrzyni biegów.

Teoria biegów

Po pierwsze, warto zdefiniować podstawowe pojęcia i przeznaczenie każdego biegu w najprostszej skrzyni biegów, wtedy żadna skomplikowana konstrukcja nie będzie wydawać się wyższą matematyką. Wszyscy rozumieją, że w samochodzie potrzebna jest ręczna skrzynia biegów, aby ostatecznie zmienić przełożenie obrotów wału korbowego silnika na liczbę obrotów kół napędowych. Skrzynia biegów służy również do zmiany kierunku obrotu wału wyjściowego.

Teraz kilka liczb, aby umieścić wszystko na swoim miejscu. Zakres roboczej częstotliwości obrotów silnika spalinowego zawiera się w przedziale od 400 do 5-8 tysięcy obrotów na minutę. Co więcej, maksymalny moment obrotowy, jaki jest w stanie dostarczyć, nie jest osiągany w ogóle przy każdej częstotliwości, ale średnio w ciągu 3-4 tysięcy obrotów. W innych zakresach silnik nie jest w stanie zapewnić wysokiego momentu obrotowego.

Prędkość obrotowa koła napędowego maszyny wynosi około 1600-1900 obr/min, dlatego w celu zsynchronizowania pracy silnika z kołami napędowymi potrzebny jest mechanizm, który najskuteczniej wyreguluje prędkość obrotową kół do prędkości obrotowej silnika. W praktyce okazuje się na odwrót, jednak mechanizm ten stał się manualną skrzynią biegów ze stopniowym przeniesieniem momentu obrotowego.

Podstawy konstrukcji skrzyni biegów z trzema wałami

Każda tradycyjna skrzynia biegów z mechanicznym rodzajem sterowania konstrukcyjnie składa się z następujących elementów:

Punkt kontrolny może mieć konstrukcję trzywałową lub dwuwałową. Obrót wału korbowego przenoszony jest na skrzynię biegów za pomocą sprzęgła, które tymczasowo oddziela silnik od wału wejściowego skrzyni biegów. Wały pierwotny i wtórny w konstrukcji dwuwałowej są usytuowane współosiowo, ale nie są ze sobą połączone. Obrót z wału pierwotnego jest przenoszony przez wał pośredni, sprzęga się z wtórnym.

Zasada punktu kontrolnego

Wał wejściowy ma jedno koło zębate, które jest do niego sztywno przymocowane i przenosi moment na wał pośredni. Wał wtórny ma cały blok różnych kół zębatych, które mogą się swobodnie obracać i być na nim sztywno zamocowane za pomocą specjalnego mechanizmu. W nowoczesnych samochodach stosuje się tylko śrubowe połączenia zębate, ponieważ są one mniej hałaśliwe niż proste zęby.

Przełączanie i dobór wymaganej pary biegów do przeniesienia najbardziej odpowiedniego momentu obrotowego w danych warunkach jazdy odbywa się za pomocą widełek zmiany biegów, są one napędzane przez mechanizm sterujący selektorem. Mechanizm zmiany biegów porusza się wzdłuż iw kierunku poprzecznym za pomocą dźwigni zmiany biegów. Może być umieszczony bezpośrednio na obudowie skrzyni biegów lub może być wyjęty osobno i zamocowany na karoserii lub czasami na kolumnie kierownicy.

W takich przypadkach stosowana jest konstrukcja kołyskowa napędu mechanizmu przełączającego. Cała zasada działania skrzyni biegów opiera się wyłącznie na uzębieniu kół zębatych śrubowych, które są smarowane olejem przekładniowym, który wlewa się do obudowy skrzyni biegów.

Zasada działania dwuwałowej skrzyni biegów jest podobna do konstrukcji trójwałowej, z tylko jedną różnicą. W konstrukcji nie ma wału pośredniego, a wały wejściowe i wyjściowe są umieszczone równolegle. I jeszcze jedna zasadnicza różnica - obrót jest przenoszony tylko przez jedną parę kół zębatych, podczas gdy w konstrukcji trzywałowej obrót jest przenoszony za pomocą trzeciego koła zębatego na wale pośrednim. Kolejną różnicą konstrukcyjną jest to, że w dwuwałowej skrzyni biegów nie może być bezpośredniej skrzyni biegów. Oznacza to, że przełożenie wynosi 1: 1.

Wsteczny bieg. który obraca wał wyjściowy w kierunku przeciwnym do obrotu wału korbowego, odbywa się za pomocą oddzielnego koła zębatego na własnym wale. Ten sam schemat biegu wstecznego jest zaimplementowany w trzywałowej skrzyni biegów. Biegi w dwuwałowej skrzyni biegów przerzuca się za pomocą drążka, a nie widelca. Pręt popycha żądany bieg, łączy się z łaźnią parową i jest zamocowany na wale specjalnym zamkiem. W dwuwałowych skrzyniach biegów mechanizm różnicowy jest z reguły umieszczony w tej samej obudowie co skrzynia biegów.

Generalnie tak działa manualna skrzynia biegów dwu i trzywałowa. Nie ściskaj biegów i życzę powodzenia wszystkim na drodze.