Posted in: Авто

Для чего в автомобиле нужна коробка передач: Коробка передач — устройство, назначение, виды

Содержание

Коробка передач — устройство, назначение, виды

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


Назначение и устройство

КПП предназначена для нескольких задач:
  • изменения крутящего момента,
  • изменения скорости,
  • коррекции направления движения автомобиля,
  • разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
  • блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).
При этом одни КПП способны решать все эти задачи, а другие, как например, механическая, только базовые – изменение крутящего момента и скорости. Схема устройства зависит от вида КПП.

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

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

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

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

Сцепление

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

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

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

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

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

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

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

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

Шестерни и валы

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

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

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

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

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

Синхронизаторы

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

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

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


Как работает стандартный синхронизатор?

  • Муфта подается в сторону шестерни.
  • Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
  • Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.
  • Блокировочное приобретает положение “на упор”.
  • Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
  • Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
  • Муфта и шестерня блокируется.

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

Принцип работы механических коробок переключения передач

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

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

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

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

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

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

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

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


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

Двухвальные решения очень популярны на переднеприводных авто.
Конструкция включает следующие элементы:
  • картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат  от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.
  • валы – первичный и вторичный,
  • шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
  • шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
  • синхронизаторы.
Важно! Главная передача и дифференциал также находятся внутри картера, но механизм переключения передач вынесен за его пределы.

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

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

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


3-вальная КПП: устройство и принцип работы

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

Устройство:

  • Картер.
  • Ведвал.
  • Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
  • Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
  • Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.
  • Синхронизаторы. Стоят  на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
  • Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

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

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

Виды коробок переключения передач

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

Механические КПП

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

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

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

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

Автоматические КПП


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

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

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

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

Роботизированные вариаторы

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

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

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

Вариатор

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

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

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

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

 Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы


Тип коробки

Плюсы

Минусы
Механическая коробка
  • низкая стоимость (как устройства, так и ремонта),
  • хорошая динамика,
  • простой ремонт.
  • в «пробках» требуется регулярное переключение передач,
  • сложность в управлении.

Автоматическая коробка передач
  • не нужно думать, какую передачу выбрать,
  • простота разгона (нет крена авто назад),
  • защита ДВС от перегрева.
  • высокая стоимость агрегата,
  • высокий расход топлива,
  • высокая стоимость ремонта.

Роботизированная
  • можно выбрать ручной или автоматический режим работы,
  • топливная эффективность.
  • есть риски крена авто при разгоне,
  • возможны
  • рывки при переключении передач.
Вариатор
  • сниженная нагрузка на двигатель,
  • плавность езды.
  • высокая стоимость коробки и ее ремонта,
  • можно поставить только на маломощный двигатель.

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

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

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

Современные трансмиссии: коробочка с секретом — журнал За рулем

Постоянное и неуклонное ужесточение экологических норм вынуждает производителя модернизировать не только двигатели, но и трансмиссии. В результате чего автомобиль становится все сложнее…

201204211636_zf_test_drive_11

Эти автомобили уже сейчас комплектуются новой 8-ступенчатой АКП 8НР

Эти автомобили уже сейчас комплектуются новой 8-ступенчатой АКП 8НР

Каких-то 80–90 лет назад люди более всего ценили комфорт. Им пришелся по вкусу телефон и, конечно, автомобиль. Следуя моде, автомобили тех лет строили максимально комфортабельными, с мягкой подвеской и легким рулем. Для удобства конструкторы уменьшили количество передач в КП до трех, а то и до двух. Например, у «Бугатти 28», тип 30, КП была трехступенчатая, причем для трогания с места и вообще езды использовалась вторая, прямая передача. На ней же «Бугатти» разгонялась до 150 км/ч. Первую передачу пускали в ход только при трогании в горку, а на третьей, скоростной, машину можно было разогнать до 200 км/ч. У Гитлера был «Хорьх» с двумя передачами, причем ездили (и трогались) на второй.

В последние годы тенденция изменилась в корне, сейчас в почете управляемость и экология. Подвески стали жестче, руль — острее, мотор — живее и быстроходнее. Количество же передач в коробках неуклонно растет, есть КП для легковых автомобилей с семью, восемью и даже девятью ступенями. Понятно, что жесткие подвески и острый руль дают автомобилю лучшую управляемость, из-за чего скорость движения по той же дороге увеличивается. Быстроходный оборотистый мотор наделяет автомобиль хорошей динамикой. А зачем нужна многоступенчатая коробка, какой в ней толк?

Дело в том, что коробка передач строится под конкретный двигатель. На старых моторах они были совсем не такими, как на современных — крутящий момент достигал максимума чуть ли не на оборотах холостого хода. За что расплачивались никудышной литровой мощностью, невероятными размерами и весом, вялой динамикой и  зверским аппетитом. Современные моторы в погоне за экономией топлива имеют куда меньшие рабочие объемы и как следствие — меньший крутящий момент. Для поддержания двигателя в диапазоне рабочих оборотов и были созданы многоступенчатые КП. С увеличением числа передач конструкторы добиваются наиболее эффективной работы двигателя по экономичности и тяговым возможностям, а нормы экологии только подстегивают процесс. В качестве примера приведу две новые коробки, сконструированные одним из мировых лидеров по производству КП — немецким концерном ZF.

201204211640_1_1_9hp_zf_resize

Автоматическая 9-ступенчатая коробка 9НР

Автоматическая 9-ступенчатая коробка 9НР

201204211641_1_2_9hp_schnittbild_zf_resize

Коробка 9НР в разрезе

Коробка 9НР в разрезе

Именно ZF Friedrichshafen AG разработала первую в мире 9-ступенчатую автоматическую коробку (9НР). Это АКП для переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя. Две модели коробки перекрывают крутящий момент от 200 до 480 Нм (9НР28 и 9 НР48 соответственно). Интересно, что в коробке предусмотрен апгрейд до  гибридной трансмиссии или реализации функции «старт-стоп». Реализуется это просто — достаточно заменить гидротрансформатор стандартным стартер-генератором.

Стоит ли игра свеч, ведь девять передач — не шутка, агрегат получается сложным и, значит, дорогостоящим? По всей видимости, стоит. По утверждению ZF, по сравнению с обычным 6-ступенчатым «автоматом», экономия топлива у автомобиля с новой коробкой доходит аж до 16%. Такая эффективность достигается, прежде всего, благодаря весьма высокому общему передаточному числу коробки — 9,84. То есть большое количество ступеней АКП позволяет очень точно выбрать нужное передаточное отношение, ведь различие между соседними передачами маленькое, а чем меньше это различие — тем точнее можно выбрать передачу для заданного режима работы двигателя. Эта особенность положительно влияет на комфорт при езде и заодно позволяет двигателю работать в более экономичном режиме. Так, при движении на девятой передаче при скорости 120 км/ч частота вращения двигателя — 2170 об/мин, а с 6-ступенчатой АКП — 2890  об/мин.

201204211644_48

Обороты двигателя при движении 120 км/ч

Обороты двигателя при движении 120 км/ч

Раcход топлива, кроме того, минимизируется блокированием гидротрансформатора на довольно низких оборотах, уменьшая тем самым гидравлические потери. При этом не только уменьшается расход топлива, но и растет динамика, поскольку момент от двигателя передается напрямую. Кроме того, этот новый алгоритм работы гасителя крутильных колебаний усиливает чувство слияния с автомобилем — скорость работы элементов системы управления и переключения ниже порога восприятия водителя.

Возможность быстрого переключения передач, в свою очередь, придает новой коробке спортивный характер. Интересно, что настраивать точки и динамику переключения передач, задавая разные режимы, от комфортного и экономного до спортивного, может не только производитель автомобилей, но и водитель, то есть система управления режимами движения коробки весьма гибкая. Система автоматического управления трансмиссией ATSYS включает в себя все устройства управления сцеплением, функцию адаптации, функции защиты коробки передач. Кроме того, система ASIS (алгоритм переключения передач) незаметно для водителя выбирает оптимальную передачу в зависимости от дорожной ситуации.

201204211648_44

Алгоритм переключения передач

Алгоритм переключения передач

201204211649_46

Соотношение передаваемого момента и веса различных АКП

Соотношение передаваемого момента и веса различных АКП

Одно из важнейших преимуществ новой коробки — модульный принцип, по которому она создана. Например, для привода на все колеса может быть установлена дополнительная раздаточная коробка. Для этого разработан автоматически подключаемый полный привод (по терминологии ZF — AWD Disconnect). Эта система включает привод на задние колеса только при необходимости и экономит до 5% топлива по сравнению с постоянным полным приводом. Кроме того, коробка уже в серийном исполнении приспособлена к работе в режиме «стоп-старт» без вспомогательного масляного насоса. Так как при повторном старте блокируется только фрикционный механизм переключения, время реакции оказывается весьма незначительным. Важно, что коробка совместима и с гибридной версией: в параллельной архитектуре гибридного привода гидротрансформатор заменяется электромотором.

201204211651_50

Основные особенности коробок 9НР

Основные особенности коробок 9НР

Большое число передач коробка реализует с помощью четырех комплектов шестерен и шести переключающих устройств. Очень сложной задачей была компоновка всех этих узлов в корпусе коробки, так как в легковом автомобиле с поперечным расположением двигателя пространство весьма и весьма ограниченно. Выход был найден оригинальный: коробка состоит из двух планетарок с общей солнечной шестерней, а механизм переключения использовали кулачковый, с гидроприводом. У такого механизма высокий КПД, и он мало влияет на монтажную длину коробки. Если у многодискового механизма переключения в разомкнутом положении действуют моменты инерции, вызывающие потери мощности, то у кулачкового потери очень малы. Это важно именно для коробки с большим числом передач: благодаря точному подбору передач здесь нет таких потерь при передаче потока мощности от двигателя, как в других трансмиссиях.

201204211722_8_1_8hp_zf_resize

новая 8-ступенчатая коробка (8НР)

новая 8-ступенчатая коробка (8НР)

В отличие от 9-ступенчатой, новая 8-ступенчатая коробка (8НР) предназначена для автомобилей с продольным расположением двигателя.

Два модельных ряда этой коробки покрывают очень широкий диапазон крутящих моментов — от 300 до 1000 Нм. 8HP — это первый «автомат», позволяющий реализовывать функцию «старт-стоп» без вспомогательного насоса. Уже сейчас коробка 8HP устанавливается серийно на некоторые модели Alpina, Audi, Bentley, Chrysler, BMW, Jaguar, Lancia, Land Rover, Range Rover и Rolls-Royce.

Широкий охват уровня входного крутящего момента позволяет применять коробку передач в самых разных классах автомобилей и с самыми разными типами двигателей. Эта 8-ступенчатая коробка снижает расход топлива автомобиля даже по сравнению с 6-ступенчатым «автоматом» второго поколения, который еще совсем недавно был образцом топливной экономичности.

201204211725_33

Устройство коробки 8НР

Устройство коробки 8НР

Техническое решение основывается на концепции с четырьмя планетарными рядами шестерен и пятью элементами переключения. Поскольку на каждой передаче только два элемента переключения находятся в разомкнутом положении, потери тягового усилия из-за моментов инерции внутри коробки существенно снижаются. Кроме того, более высокое общее передаточное число (7,05 по сравнению с 6,04  у предшествующей модели) обеспечивает работу двигателя на более низких оборотах, что снижает расход топлива. Экономит топливо и уровень выбросов CO2 и системы гашения крутильных колебаний в гидротрансформаторе, в частности, быстрой его блокировкой при старте. Как и 9-ступенчатая коробка, новый 8-ступенчатый «автомат» отличается высокой скоростью переключения — ниже порога восприятия.

201204211727_34

Зависимость веса и передаваемого крутящего момента для разных АКП

Зависимость веса и передаваемого крутящего момента для разных АКП

201204211728_38

Гидроаккумулятор (система HIS)

Гидроаккумулятор (система HIS)

8НР — первая модель ступенчатой трансмиссии, в которой можно реализовать функцию «старт — стоп». Дело в том, что при выключенном ДВС в коробке не будет давления масла, поэтому она не может функционировать. Однако в ней есть особое устройство — гидроаккумулятор, который создает давление в коробке, и автомобиль может немедленно тронуться. Благодаря этому гидроаккумулятору импульсного действия автомобиль может повторно тронуться с места спустя всего 350 миллисекунд после отключения двигателя. Пружинный поршневой аккумулятор в доли секунды нагнетает гидравлическое масло, необходимое для старта, во внутренние узлы коробки. Режим «Старт — стоп» позволяет снизить расход топлива с этой коробкой в общей сложности до 11% по сравнению с прежней 6-ступенчатой.

201204211730_39

Экономия топлива с разными модификациями коробки 8НР

Экономия топлива с разными модификациями коробки 8НР

Новая коробка может работать и в гибридной, и в полугибридной (со стартер-генератором) версиях, причем для этого не требуется никаких изменений, простой заменой гидротрансформатора на электромашину. Полугибрид позволяет сэкономить до 15% топлива, а полный гибрид — до 25%.

Коробка может быть дополнена полноприводной версией и другими разными элементами трансмиссии. Например, гидродинамическое сцепление с охлаждением (hydrodynamically cooled clutch — HCC) обеспечивает плавный старт и быстрое переключение передач. При этом в картере сцепления вместо гидротрансформатора устанавливается «мокрая» многодисковая муфта. У такой муфты момент инерции массы меньше, чем у гидротрансформатора, а это позволяет передавать больший крутящий момент и делает его привлекательным для спортивных автомобилей. Версий полного привода несколько. Во первых, это классический вариант с «навешиванием» дополнительной раздаточной коробки, как это обычно делается во внедорожниках. Во-вторых — интеграция раздаточной коробки с включением привода на переднюю ось, так конструкция получается компактнее, легче и с лучшим КПД. И в-третьих — интегрированная полноприводная версия, в которой кроме раздаточной коробки в  корпус автоматической коробки передач встроен еще и дифференциал.

201204211731_50

Экономия топлива с разными модификациями 8НР

Экономия топлива с разными модификациями 8НР

Итог прост. Количество передач в коробках неуклонно растет и будет расти, а коробки будут все сложнее и сложнее. И главная причина тому — экологические требования. По всей видимости, и девять ступеней — не предел.

Нужна ли коробка передач автомобилю с электроприводом? Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ МГТУ ИМ. Н. Э. БАУМАНА

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Эл № ФС77 — 4 8211. Государственная регистрация №042 1200025. ISSN 1994-0408

электронный научно-технический журнал

Нужна ли коробка передач автомобилю с электроприводом? # 06, июнь 2014

DOI: 10.7463/0614.0715866

Баулина Е. Е., Круташов А. В., Серебряков В. В.

УДК 629.331

Россия, Университет машиностроения

baulina’gmami ш vvs’S mami.ru.

Введение

В последнее время широкое распространение получают автомобили с электроприводом, к которым относятся электромобили и автомобили с комбинированными энергетическими установками. Появление их вызвано ухудшающейся экологической обстановкой и ужесточающимися требованиями к нормативным показателям вредных выбросов двигателей внутреннего сгорания. Производители автомобилей ищут возможности выполнения этих норм и, естественно, обращаются к идее использования в качестве силового агрегата электродвигателя, так как характеристики электродвигателя как силового агрегата выглядят наиболее предпочтительными для применения его на транспортных средствах.

Однако, преобразование крутящего момента электродвигателя при передаче его к ведущим колёсам с использованием только одного редуктора (главной передачи) в трансмиссии автомобиля может быть недостаточным или, как минимум, требующим дополнительных исследований с целью нахождения путей наиболее эффективного использования его в качестве силового агрегата.

Известно что, максимальное значение крутящего момента электродвигателя сохраняется в достаточно широком диапазоне частоты вращения его вала. Считается, что в этом случае дополнительный редуктор для преобразования крутящего момента в трансмиссии автомобиля не требуется. В тоже время характеристика мощности электродвигателя существенно не отличается от характеристики мощности двигателя внутреннего сгорания, так как обычно максимальные значения его мощности также как у ДВС находятся в узком диапазоне частот вращения. Исходя из этого, напрашивается вывод о том, что в приводе автомобиля с электродвигателем должен быть дополнительный редуктор.

Исследованию целесообразности применения дополнительного редуктора при передаче крутящего момента от электродвигателя к ведущим колёсам автомобиля посвящена данная статья.

Основная часть

Как было отмечено выше, автомобили, использующие в приводе электродвигатели -это, в основном, автомобили с КЭУ и электромобили. В зависимости от назначения их можно условно разделить на следующие группы.

1. Автомобили, предназначенные главным образом для движения по городу. Считается, что в их высокой динамике нет необходимости, она определяется режимом движения в городском цикле.

2. Автомобили универсального назначения. Эксплуатируются не только в городе. Режим движения этих автомобилей может быть любым. Им нужна высокая динамика и, возможно, часто потребуется двигаться с максимальной скоростью, определяемой максимальной мощностью электродвигателя.

3. Автомобили, использующие тяговые электродвигатели для дополнительных расширяющих функций — реализации несимметричной тяги на колёсах с целью повышения проходимости, улучшения управляемости [1, 2]. Электродвигатели таких автомобилей могут располагаться вблизи колёс или встраиваться непосредственно в колёса.

4. Автомобили специальные, суммарная мощность электродвигателей которых обеспечивает максимальную реализацию сцепного веса в широком диапазоне частот вращения вала двигателя без применения дополнительных редукторов.

Автомобили 3 и 4 групп могут не иметь редукторов, установленных за электродвигателем, а для определения необходимости установки редукторов (и числа передач в них) за электродвигателями, использующимися в приводе автомобилей 1 и 2 групп, требуется анализ их тягово-скоростных характеристик.

Рассмотрим случай применения электродвигателя на автомобилях с КЭУ. Такие автомобили содержат ДВС и, как минимум, одну обратимую электромашину. Назначение таких автомобилей — снижение расхода топлива с целью улучшения экологии мегаполисов. Поскольку автомобили с КЭУ эксплуатируются в городе, то основной режим их движения — городской цикл. Считается, что движение в городском потоке характерно относительно небольшими значениями ускорений, и если крутящего момента электродвигателя хватает для трогания с места и разгона до небольшой скорости с ускорениями, не сдерживающими транспортный поток, то необходимая динамика автомобилю обеспечена.0

\

м эд/

О 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750

Рис. 1. Характеристики двигателей экспериментального автомобиля-лаборатории УАЗ-3153 с КЭУ. Мощностной баланс и характеристика ускорений (рис. 2) показывают, что динамика автомобиля достаточна для движения в городском цикле, приведённом в Правилах №83 ЕЭК ООН.

¡а,

3

2.6 2.6 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1

0.8 0.6 0.4

0.2 0

Характеристика ускорений автомобиля

/ \

/ \

\

А \

/ \ \ СДЕ кп

\ — сЭД

\

\

\

\

\ \ \

\ \

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 км/ч

N1,, кВт

70

65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О

Мощностной баланс автомобиля

/

/ /

/ /

/

/

/ /

/ /

/

/

— сд ЗСи КП

N / — сЭД

\ < -N№1 №1

60 80 V;,, КМ/Ч

100 120 140

Рис. 2. Характеристика ускорений и мощностной баланс экспериментального автомобиля-лаборатории УАЗ-

3153 с КЭУ.

Максимальные ускорения, заданные этим циклом, не превышают 1.04 м/с2 [4]. Для трогания с места и разгона до скорости порядка 30 — 35 км/ч, равномерного движения с этой и несколько большими скоростями крутящего момента и мощности электродвигателя достаточно. При необходимости, согласно алгоритму работы КЭУ, подключается ДВС и в зависимости от избытка его мощности в коробке передач может быть включена 3-я или 4-я передачи. Таким образом, коробка передач при движении в городском цикле используется только в режиме ДВС и в этом случае для преобразования крутящего момента достаточно 2-х передач.

Некоторые КЭУ могут не иметь механической трансмиссии. Например, КЭУ, выполненные с использованием последовательной схемы. Общепризнано, что её применение целесообразно в транспортных средствах, эксплуатация которых характеризуется либо выраженно переменными режимами движения с множеством остановок (городские автобусы), либо специфическими условиями работы, связанными с длительным использованием обратимой электромашины в режиме генератора (лесная техника, военная техника и прочая спецтехника).

В последние 2-3 года начал расти интерес к КЭУ, сочетающей в себе функциональность последовательной и параллельной схем. Отмечается появление запатентованных разработок в этой области [5, 6], а также появились первые автомобили с КЭУ, построенными с применением последовательно-параллельной схемы. Простейшую реализацию этой схемы КЭУ можно получить, дополнив последовательную схему КЭУ механической связью между двумя электромашинами и обеспечив возможность эту связь разрывать при помощи соединительной муфты. При разомкнутой муфте реализуется последовательная схема, а при замкнутой — параллельная. Это позволяет выбрать условия, в которых будут использоваться преимущества каждой из схем (например, последовательная — в затрудненном городском движении, а параллельная — на автостраде).

Последовательно-параллельная схема КЭУ ставит вопрос о необходимости коробки передач в трансмиссии. В МАМИ спроектирован автомобиль с КЭУ, построенной по последовательно-параллельной схеме на базе УАЗ-2360. На автомобиле установлен дизельный ДВС ЗМЗ-5143.10 и сравнимые с ним по мощности две обратимые электромашины производства НПП «Тэмп». Внешние скоростные характеристики ДВС и электромашин приведены на рис. 3.

Характеристика электродвигателя производства НПП Тэмп

Мэд, кВт 100

90 80 70 60 50 АО 30 20 10 0

Мэд

Мэд «Л

\

500

1000

1500 2000

пэд, об/мин

2500

Внешняя скоростная характеристика ДВС

N5, кВт

дех10, г/(кВтч)

75

70 65 00 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О

/

/

/

/ /

-де -Ме

Мс, Нм

300

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 пе, об/мин

МЭД Нм

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

3000

О 3500

Рис. 3. Внешние скоростные характеристики ДВС ЗМЗ-5143.10 и обратимой электромашины НПП «Темп»

Согласно мощностному балансу, приведённому к колёсам (рис. 4), электродвигатель этого автомобиля можно использовать в более широком диапазоне скоростей при равномерном движении, но есть ограничения при разгоне. Например, при реализации последовательной схемы используется только одна электромашина, которая обеспечит необходимую динамику только в режиме городского цикла, так как максимальные значения уско-

рений автомобиля в данном случае порядка 1 м/с (рис. 4). В другом же диапазоне ускорений динамика автомобиля при использовании только одного электродвигателя будет существенно хуже, чем с ДВС и коробкой передач: максимальные ускорения, обеспечиваемые только одним электродвигателем составляют 1.15 м/с , а обеспечиваемые ДВС при включении первой передачи в коробке передач — 2.55 м/с . Поэтому, либо требуется второй такой же электродвигатель, либо редуктор, установленный за электродвигателем.

м„, кВт

85

80

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

Мощностной баланс автомобиля

/

/

1

/ ‘ /

// /

//

1

1

— сД ЗС иКП

1/ — сЭД

20

40

60

80

100

120 140

160

Рис. 4. Характеристика ускорений и мощностной баланс автомобиля с ДВС и электродвигателями на

примере УАЗ-2360.

Установка второго электродвигателя позволит использовать автомобиль с КЭУ не только как городской, но и как автомобиль универсального назначения с динамикой, соответствующей автомобилю с ДВС и традиционной трансмиссией. Максимальные ускорения на электротяге в этом случае сопоставимы с ускорениями, обеспечиваемыми ДВС в совокупности с коробкой передач (рис. 4).

Согласно приведённым на рис. 3 характеристикам как у ДВС, так и у электродвигателя максимальная мощность находится в узком диапазоне частот вращения, и характеристики мощностного баланса автомобиля с электродвигателем и с ДВС без коробки передач принципиально не отличаются (рис. 4). Движение автомобиля в городском цикле будет обеспечено на электротяге и без коробки передач, но в других условиях, отличных от городского цикла, электродвигатель обеспечит трогание автомобиля с места без сцепления, однако, в диапазоне низких скоростей у автомобиля может не быть достаточной

мощности для разгона, что можно компенсировать установкой за электродвигателем коробки передач. В этом случае автомобиль с КЭУ можно будет эксплуатировать не только в режиме городского цикла, но и в режимах интенсивных разгонов и торможений, свойственных автомобилям универсального назначения.

Строго говоря, у автомобиля с КЭУ ускорения и в режиме городского цикла могут превышать 1 м/с . Например, в типизированном городском цикле, использующемся для оценки топливной экономичности автомобилей, приведённом в Правилах ЕЭК ООН №83, максимальные значения ускорений составляют 1.04 м/с , в цикле Federal Urban Driving Schedule (Федеральный городской цикл), использующемся в США, также значения ускорений небольшие — максимум 1.15 м/с , в цикле UDDS — 1.5 м/с , в автобусных циклах

о 2 2

Нюрнберга (Nurenberg city bus) и Нью-Йорка (NY city bus) — уже 1.88 м/с и 2.77 м/с , со-

«j 2

ответственно, в городском цикле Нью-Йорка (NY city cycle) — 2.68 м/с , а в городском цикле Лос-Анджелеса (LA92) максимальные ускорения 3.08 м/с . Такие ускорения скорее соответствуют классическим режимам эксплуатации автомобилей.

Даже если на автомобиль устанавливать электродвигатель с крутящим моментом, соответствующим крутящему моменту ДВС, то из-за неблагоприятной характеристики мощности электродвигателя автомобиль может иметь плохую динамику. Так, например, были проведены расчёты разгонных характеристик автомобиля с КЭУ, построенной с использованием последовательно-параллельной схемы, на базе КАМАЗ-4308 с обратимыми электромашинами производства НПП «Тэмп» (рис. 5).

Пэд, об/мин

Рис. 5. Внешняя скоростная характеристика обратимой электромашины НПП «Темп».

Расчёты показали, что использование электродвигателей «напрямую» может обеспечить движение автомобиля исключительно в цикле, приведённом в Правилах №83 ЕЭК ООН, т.к. ускорения даже на двух электромашинах не превышают 1 м/с (рис. 6а). Это говорит о том, что автомобиль с последовательно-параллельной схемой КЭУ при таких характеристиках электромашин не только не может эксплуатироваться в других режимах, но и в городском цикле на нём невозможно реализовать последовательную схему КЭУ.

Характеристика ускорений автомобиля

¡а, м/с

3.4 3.2

3 -2.8 2.6 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 -1.2 1 -0 8 ■ 0.6 0.4 0.2 0

— сДВ СиКП ним ЭД |ГМЯ ЭД

— сод

1 -СДВ

Л

-Т- \ л

\ \

\

\

40 60 80 100

а) без редуктора

60 Уа, КМ/Ч

б) с редуктором

Рис. 6. Характеристика ускорений автомобиля с ДВС и электродвигателями на примере КАМАЗ-4308. Мощностной баланс исследуемого автомобиля (рис. 7) показывает, что редуктора с одним передаточным числом всё равно недостаточно, так как характеристики мощности ДВС и электродвигателя НПП «Тэмп» принципиально не отличаются.

Рис. 7. Мощностной баланс автомобиля с ДВС и электродвигателем на примере КАМАЗ-4308.

Таким образом, для реализации высокой динамики (соответствующей классическим режимам эксплуатации) автомобилю с электродвигателем нужна коробка передач.

Для подтверждения необходимости применения коробки передач, как на электромобиле, так и на автомобиле с комбинированной энергетической установкой, целесообразно построить сравнительные графики ускорений и мощностного баланса автомобиля с электродвигателем без коробки передач и с электродвигателем в сочетании с 2-х, 3-х, 4-х ступенчатыми коробками передач на основе внешних скоростных характеристик электродвигателя. = 0.82. Так как 4-я передача прямая, то характеристика мощности на этой передаче соответствует характеристике мощности без коробки передач.

Согласно приведённой на рис. 8 характеристике мощностного баланса применение в сочетании с электродвигателем коробки передач позволяет расширить зону максимальной мощности до достаточно широкого диапазона скоростей автомобиля. Наличие коробки передач оправдано и более высокими значениями ускорений по сравнению с ускорениями, обеспечиваемыми одним электродвигателем (рис. 4 и 8).

Характеристика ускорений электромобиля

¡а, М/С 4.4

4.2

4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0 4 0.2 0.0

— 1 — 2

— 3 -4

— 5

\

\

Мц, кВт

85

80

75

Мощностной баланс электромобиля

70

65

60

55

45

40

35

30

25

20

15

10

Д Л \ Г ч /

А Л / / \ / \ /

/ \ / / \ 1 (

/ / / /

1 /

И / / / /

/ / / /

/ : /

/, >’/

/

/ / / !

/ / / / -1

I / / -2

I / ! , II1 // -3

I Ч 1/ ч —4

17 -5

-ГУ

20

40

60 80 КМ/Ч

100

120

140

20

40

60

80 Ул. км/ч

100 120

140

160

Рис. 8. Характеристики ускорений и мощностного баланса на примере автомобиля УАЗ-2360 с электродвигателем производства НПП «Тэмп».

Таким образом, для того, чтобы автомобилю с электродвигателем производства Hl 111 «Тэмп» достичь той же динамики, что и у серийного автомобиля с ДВС необходимо за электродвигателем установить штатную коробку передач.

Многие производители для создания автомобилей с КЭУ используют параллельную схему. Самый распространенный вариант параллельной схемы КЭУ — это расположенные друг за другом ДВС, сцепление, обратимая электромашина и автоматическая трансмиссия. Наличие сцепления между ДВС и электромашиной позволяет реализовать движение в режиме электромобиля без вращения вала ДВС. Многоступенчатая автоматическая коробка передач может быть активно использована не только совместно с ДВС, но и при движении на электротяге. В качестве коробки передач может быть применен механический вариатор (Honda Insight), либо ГМП (Volkswagen Touareg), либо автоматизированная механическая коробка передач (Peugeot 3GGB Hybrid) [7, В, 9].

Несмотря на то, что с увеличением частоты вращения электродвигателя происходит падение его крутящего момента, что благоприятно для транспортного средства, у некоторых электродвигателей такая характеристика только в достаточно узком диапазоне частот вращения, поэтому мировые производители автомобилей с КЭУ и электрических приводов отмечают, что использование в электроприводе редуктора с несколькими (хотя бы с двумя) передаточными числами позволяет существенно улучшить тяговые и энергетические свойства этого привода [В]. Наличие хотя бы одной понижающей передачи позволяет развить требуемый крутящий момент на колёсах автомобиля, без использования высоко-моментного электродвигателя. Вторая передача обеспечивает автомобилю заданную максимальную скорость на электротяге. Кроме того, так же как и ДВС, электродвигатель имеет свою характеристику КПД. Коробка передач с несколькими передачами позволяет выбирать более энергоэффективный режим работы электродвигателя. За счет коробки передач уменьшаются потери энергии (по заявлению FEV, даже двухступенчатая коробка передач позволяет снизить их на 8…10%), появляется возможность уменьшить массу электродвигателя и ёмкость батареи [9].

Характеристика электродвигателя

Ч» «Bi

170 100 80 «О 40 20 О

N«/ /

м»

1400 1700 1000 800 600 400 200 о

soo 1000 1500 гссо гме зооо змо 4000 лкс

Ом. О&ыии

Рис. 9. Более благоприятная характеристика электродвигателя.

Однако, если на автомобиль установить электродвигатель с более благоприятными характеристиками мощности (пологая полка падения мощности после пика), представленными на рис. 9, можно сократить число ступеней в коробке передач.

Но даже с благоприятной характеристикой мощности и момента КПД электродвигателя на режиме низких частот вращения достаточно низок (рис. 10). Это свидетельствует о том, что характеристика электродвигателя от нулевой частоты вращения обеспечивает трогание автомобиля с места без сцепления, но в зоне низких частот вращения значительная часть энергии электродвигателя уходит в тепло, что с точки зрения потерь аналогично буксованию сцепления.

Рис. 10. Внешняя характеристика и характеристика КПД электродвигателя автомобиля Toyota Prius.

Заключение

Таким образом, обобщая всё вышеизложенное можно сделать вывод о том, что необходимость в коробке передач в сочетании с электродвигателем, выбор количества передач и значений передаточных чисел требуют тщательного анализа и зависят как от назначения автомобиля, так и от характеристик применяемых электродвигателей — от характера «полки» мощности, её протяжённости по частоте вращения, от степени падения КПД электродвигателя при малой, стартовой частоте вращения.

Список литературы

1. Круташов А.В., Бахмутов С.В., Баулина Е.Е. Транспортное средство с комбинированной энергетической установкой расширенных функциональных возможностей: пат. 2473432 РФ. 2013.

2. Бахмутов С.В., Круташов А.В., Маликов О.В. Расширение функциональных возможностей — необходимый шаг в развитии конструкций гибридных автомобилей // Журнал Автомобильных Инженеров (Журнал ААИ). 2012. № 6 (77). С. 43-46.

3. Карунин А.Л., Бахмутов С.В., Селифонов В.В., Круташов А.В., Баулина Е.Е., Авруц-кий Е.В., Карпухин К.Е. Экспериментальный многоцелевой гибридный автомобиль // Автомобильная промышленность. 2006. № 7. С. 5-8.

4. Правила ЕЭК ООН № 83/Добавление 82/Пересмотр 3. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении выбросов загрязняющих веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей.

5. Николаенко А.В., Бахмутов С.В., Селифонов В.В., Павлушков Б.Э., Филонов А.И., Благушко Я.В., Баулина Е.Е., Куликов И.А., Карпухин К.Е., Данилин М.Ф. Комбинированная энергетическая установка транспортного средства (варианты): пат. 2424919 РФ. 2011.

6. Бахмутов С.В., Павлушков Б.Э., Селифонов В.В., Серебряков В.В., Филонов А.И., Благушко Я.В., Маликов О.В., Баулина Е.Е., Куликов И.А., Карпухин К.Е. Комбинированная энергетическая установка гибридного автомобиля: пат. 2457959 РФ. 2012.

7. Gear change: Hybrid Transmission // Electric & Hybrid Vehicle Technology International. January 2010. P. 36-42.

8. Gearing up for EVs // Electric & Hybrid Vehicle Technology International. January 2011. P. 166.

9. Farah Alkhalisi. Greener gears // Electric & Hybrid Vehicle Technology International. January 2012. P. 44-49.

SCIENTIFIC PERIODICAL OF THH BAUMAN MSTU

SCIENCE and EDUCATION

EL № FS77 — 48211. N»0421200025. ISSN 1994-0408

electronic scientific and technical journal

Can a gearbox be of use in an electric vehicle?

# 06, June 2014

DOI: 10.7463/0614.0715866

E.E. Baulina, A.V. Krutashov, V.V. Serebryakov

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI), 107023, Moscow, Russian Federation baulina amami ni [email protected]

A share of vehicles with electric powertrains, including pure electric vehicles and hybrid electric vehicles, is growing intensively nowadays. It is well known that electric motor can maintain its maximum torque in a wide speed range. One can say that this fact implies no need of reduction gears while using an electric motor for propulsion. On the other hand, power curve of electric motor is very similar to that of IC engines with its maximum power values lying in relatively narrow speed range. This, on the contrary, leads to conclusion that using reduction gears in an electric drive makes some sense. In this paper, an analysis carried out in order to reveal benefits of placing reduction gears between electric motor and driving wheels of a vehicle. Some conclusions were made about selecting a gearbox matching with electric motor and choosing its gear number and ratios. These decisions depend strongly on vehicle’s purpose and characteristics of an electric motor.

Publications with keywords: the combined power installation, gearbox, automobile, electric motor, horsepower balance

Publications with words: the combined power installation, gearbox, automobile, electric motor, horsepower balance

References

1. Krutashov A.V., Bakhmutov S.V., Baulina E.E. Transportnoe sredstvo s kombinirovannoy energeticheskoy ustanovkoy rasshirennykh funktsional’nykh vozmozhnostey [HEV with wide range of functional capabilities]. Patent RF, no. 2473432. 2013. (in Russian).

2. Bakhmutov S.V., Krutashov A.V., Malikov O.V. [Expansion of functionality is a necessary step in the design of the hybrid car]. Zhurnal Avtomobil’nykh Inzhenerov (Zhurnal AAI), 2012, no. 6 (77), pp. 43-46. (in Russian).

3. Karunin A.L., Bakhmutov S.V., Selifonov V.V., Krutashov A.V., Baulina E.E., Avrutskiy E.V., Karpukhin K.E. [Experimental multifunctional HEV]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2006, no. 7, pp. 5-8. (in Russian).

4. E/ECE/324-E/ECE/TRANS/505/Rev.1/Add.82/Rev.3. Regulation No. 83. Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the emission of pollutants according to engine fuel requirements.

5. Nikolaenko A.V., Bakhmutov S.V., Selifonov V.V., Pavlushkov B.E., Filonov A.I., Blagushko Ya.V., Baulina E.E., Kulikov I.A., Karpukhin K.E., Danilin M.F. Kombinirovannaya energeticheskaya ustanovka transportnogo sredstva (varianty) [Hybrid vehicle powertrain (options)]. Patent RF, no. 2424919. 2011. (in Russian).

6. Bakhmutov S.V., Pavlushkov B.E., Selifonov V.V., Serebryakov V.V., Filonov A.I., Blagushko Ya.V., Malikov O.V., Baulina E.E., Kulikov I.A., Karpukhin K.E. Kombinirovannaya energeticheskaya ustanovka gibridnogo avtomobilya [Hybrid powertrain for HEV]. Patent RF, no. 2457959. 2012. (in Russian).

7. Gear change: Hybrid Transmission. Electric & Hybrid Vehicle Technology International, January 2010, pp. 36-42.

8. Gearing up for EVs. Electric & Hybrid Vehicle Technology International, January 2011, p. 166.

9. Farah Alkhalisi. Greener gears. Electric & Hybrid Vehicle Technology International, January 2012, pp. 44-49.

Авто с роботизированными коробками (РКПП): отличия от традиционных КПП

Коробка-робот представляет собой механическую трансмиссию, у которой функции выключения сцепления и переключения скоростей полностью автоматизированы. Все действия выполняются по команде электронного блока управления (ЭБУ), установленного непосредственно поверх корпуса основного агрегата.

Общее устройство

Конструктивно блок состоит из 2-х основных элементов: электронный узел (сервопривод) и гидравлическая система управления. Благодаря такой конструкции процесс переключения скоростей и сцепления происходит в автоматическом режиме, без участия водителя. Принцип действия коробки аналогичен работе механики (МКПП). Однако, роботом вместо человека управляют автоматика и гидравлика.

Основные отличия РКПП от автомата

Оба варианта трансмиссии предназначены для выполнения одной главной задачи – освобождение водителя от необходимости контролировать скоростной режим и подстраиваться под него посредством включения/переключения определенной передачи.

Конструктивно данные механизмы имеют существенные отличия, что отражается на обслуживании и эксплуатации агрегатов:

  • В коробке-автомате одним из основных рабочих элементов является трансмиссионное масло. РКПП также использует масло, но только для смазки деталей. Расход у робота в несколько раз меньше, а периодичность замены – реже.
  • Автомобиль, оснащенный роботизированной КП, обеспечивает более высокую разгонную динамику, а в процессе эксплуатации потребляет меньше топлива. Автомат гораздо тяжелее по массе и крупнее по габаритам, и эти параметры также влияют на скорость переключения передач (очевидные преимущества у робота).
  • Езда на авто с АКПП более комфортна. Скорости включаются мягче, а коробка-робот не способна гасить резкие рывки.
  • С РКПП при необходимости можно перейти на ручной режим управления. Но переключать передачи придется последовательно: с 4 на 3, с 3 на 2 и т. д. (перескакивать, например, с 4 сразу на 2 уже нельзя). На автомате в принципе нет такой возможности.
  • Ремонтные работы и техническое обслуживание у робота проще и дешевле.
  • АКПП считается более надежной и безотказной в эксплуатации.

Преимущества и недостатки робота

Плюсы РКПП:

  1. Простая конструкция.
  2. Экономичное обслуживание.
  3. Уменьшенный расход топлива.
  4. Более высокий коэффициент полезного действия.

Минусы в работе РКПП:
При переключении передач ощущаются рывки (особенно в момент начала движения).

  1. В случае длительной остановки или отката автомобиля на подъеме требуется каждый раз переводить рычаг переключения передач в нейтральное положение.
  2. Роботизированная коробка может повести себя непредсказуемо при езде в сложных дорожных условиях и повышенных эксплуатационных нагрузках.
  3. Замедленное (эффект «задумчивости) переключение передач.

Подведем итог

В плане экономичности робот превосходит АКПП, а вот по уровню комфорта значительно уступает. Стоимость техобслуживания и ремонта у РКПП более выгодная, при этом параметры надежности и долговечности у коробок приблизительно одинаковые. В тяжелых дорожных условиях оба агрегата могут не справиться с возросшей нагрузкой и выйти из строя.

Автоматическая коробка передач — Geartronic* | Коробка передач | Запуск двигателя и вождение | V40 2019

D: Положения при автоматическом переключении передач. +/–: Положения при ручном переключении передач. S: Режим Sport*.

В комбинированном приборе следующие обозначения указывают положение селектора передач: P, R, N, D, S*, 1, 2, 3 и т.д.

Положения передач

Автоматическая индикация передач – в комбинированном приборе справа (в каждый данный момент горит только один маркер – для текущего положения селектора передач).

Символ «S» для режима «Спорт» в активном состоянии ОРАНЖЕВЫЙ.

Стояночное положение – Р

Выбирайте P при пуске двигателя или на стоянке.

Для перемещения селектора передач из положения P в другое положение необходимо выжать педаль тормоза и установить ключ в положение II.

В положении P коробка передач механически заблокирована. Кроме того на стоянке следует приложить стояночный тормоз, см. Стояночный тормоз.

Примечание

Чтобы автомобиль можно было заблокировать и поставить на сигнализацию, селектор передач должен находиться в положении P.

Важно!

При выборе положения P автомобиль должен стоять на месте.

Предупреждение

Обязательно используйте стояночный тормоз при парковке на наклонной поверхности — переключения на нейтраль недостаточно, чтобы удержать автомобиль на месте в любых ситуациях.

R – Положение передачи заднего хода

Автомобиль должен стоять неподвижно, когда выбирается положение R.

N – Нейтральное положение

Ни одна из передач не включена, и можно пускать двигатель. Затяните стояночный тормоз, если автомобиль стоит неподвижно и селектор передач находится в положении N.

Для переключения селектора передач из положения N в другое положение необходимо, чтобы педаль тормоза была выжата, а ключ находился в положении II.

D – Положение движения

D – это нормальное положение для вождения. Повышение и понижение передачи происходит автоматически в зависимости от ускорения и скорости. Автомобиль должен стоять неподвижно при выборе положения D из положения R.

Geartronic – Положения передач в ручном режиме (+/-)

Автоматическая коробка передач Geartronic позволяет также водителю переключать передачи вручную. Когда педаль газа отпускается, происходит торможение двигателем.

При ручном переключении передач рычаг перемещается в сторону из положения D в крайнее положение «+/-«. Символ «+/-» комбинированном приборе меняет свой цвет с БЕЛОГО на ОРАНЖЕВЫЙ, и в окне показываются цифры 1, 2, 3 и т.д., которые соответствуют передаче, включенной в данный момент.

  • Переместите рычаг вперед к + (плюс), чтобы переключиться на одну передачу вверх, и отпустите – рычаг возвращается в нейтральное положение между «+» и «–».

или

  • Потяните рычаг назад к «–» (минус), чтобы переключиться на одну передачу вниз, и отпустите.

Положение ручного переключения передач «+/-» может выбираться в любое время во время движения.

Во избежание неравномерной работы и остановки двигателя Geartronic автоматически понижает передачу, если водитель позволяет скорости упасть ниже значения, допустимого для выбранной передачи.

Для возврата в автоматический режим движения:

  • Переместите рычаг в крайнее положение D.
Примечание

Если в коробке передач предусмотрена программа Sport, ручное управление коробкой передач включается, только когда рычаг перемещается вперед или назад в положение «+/-«. При этом в комбинированном приборе символ S сменяется символом 1, 2, 3 и т.д., указывающим, какая скорость включена.

Лепестки*

В дополнение к ручному переключению передач с помощью селектора передач на рулевом колесе установлены т.н. «лепестки».

Для переключения передач с помощью этих лепестков их необходимо сначала активировать. Для этого переместите один из лепестков в сторону рулевого колеса – в комбинированном приборе обозначение «D» изменится на цифру, соответствующую действующей передаче.

Затем, чтобы переключиться на следующую передачу:

  • Потяните одни из лепестков назад – к рулевому колесу – и отпустите.

Оба «лепестка» на рулевом колесе.

««: Выбор следующей более низкой передачи.

«+«: Выбор следующей более высокой передачи.

При каждом перемещении лепестка происходит переключение на одну передачу при условии, что обороты двигателя не превышают допустимых значений.

После каждого переключения передачи в комбинированном приборе изменяется цифра, отражающая включенную скорость.

Примечание

Автоматическое отключение

Если лепестки на рулевом колесе не используются, они отключаются через мгновение – при этом в комбинированном приборе изменяется обозначение: цифра, обозначающая включенную передачу, вновь изменяется на букву «D«.

Исключением является торможение двигателем – во время торможения двигателем лепестки продолжают действовать.

Отключение вручную

Лепестки на рулевом колесе можно также отключить вручную:

  • Потяните оба лепестка в сторону рулевого колеса и удерживайте до тех пор, пока в комбинированном приборе цифра, указывающая активированную передачу, не изменится на «D«.

Лепестки можно также использовать, когда селектор передач находится в режиме Sport*, – в этом случае лепестки активированы постоянно и не отключаются.

Geartronic – Спортивный режим (S)

Спортивная программа придает автомобилю спортивный характер и допускает переключение передач на повышенных оборотах. При этом автомобиль реагирует быстрее на подачу газа. При активном вождении приоритет отдается вождению на низкой передаче с более поздним включением высокой передачи.

Чтобы активировать режим Sport:

  • Переместите селектор передач из положения D в сторону в крайнее положение «+S–» – в комбинированном приборе символ D изменится на S.

Положение спортивного режима может выбираться в любое время во время движения.

Geartronic – Зимний режим

Трогаться с места на скользком дорожном покрытии легче, если 3-я передача включается вручную.

  1. Выжмите педаль тормоза и переместите селектор передач из положения D в крайнее положение «+/–» – в комбинированном приборе символ D изменится на цифру 1.
  2. Перейдите к 3-ей передаче, переместив рычаг вперед в сторону «+» (плюс) 2 раза – в комбинированном приборе обозначение 1 изменится на 3.
  3. Отпустите тормоз и осторожно добавьте газ.

«Зимний режим» коробки передач позволяет автомобилю начать движение на более низких оборотах двигателя и с меньшим моментом на ведущих колесах.

Kickdown

При полностью выжатой педали акселератора (дальше обычного положения «полного газа») автоматически происходит немедленное понижение передачи, т.н. kickdown.

При отпускании педали акселератора из положения kickdown, происходит автоматическое повышение передачи.

Kickdown используется, когда требуется резкое ускорение, например, при обгоне.

Функция защиты

Для предотвращения резкого повышения оборотов двигателя в программе управления коробкой передач предусмотрена защита от понижения передач, которая препятствует функции kickdown.

Geartronic не допускает понижение передач/kickdown, которые приводят к такому резкому повышению частоты вращения, что двигатель может быть поврежден. Если водитель все же пытается провести такое понижение передач на высоких оборотах двигателя, то никаких изменений не происходит – сохраняется исходная передача.

В режиме kickdown автомобиль может переключиться сразу на одну или несколько ступеней вниз, что зависит от частоты вращения двигателя. В целях предупреждения повреждения двигателя автомобиль переключается на высокие передачи, когда достигается максимальная частота вращения двигателя.

Буксировка

Если требуется буксировка автомобиля – важную информацию см. в разделе Буксировка.

Строение коробки передач

Коробка передач автомобиля предназначена для изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости движения, изменения направления движения автомобиля. Кроме того, коробка передач позволяет на длительное время отсоединять двигатель от трансмиссии при работе двигателя на остановившемся автомобиле или при движении накатом.

Требования, предъявляемые к коробке передач автомобиля:

• обеспечение высоких тягово-скоростных и топливно-экономических качеств автомобиля;

• легкость и удобство управления;

• высокий КПД;

• низкий уровень шума при работе;

• надежность;

• малые габаритные размеры.


В зависимости от характера изменения передаточного числа различают коробки передач ступенчатые, бесступенчатое и комбинированные. По характеру связи между ведущим и ведомым валами коробки передач делятся на механические, гидравлические, электрические и комбинированные. По способу управления — на автоматические и не автоматические. Ступенчатые коробки передач различают по числу передач переднего хода, по числу валов — на двух- и трехвальные.
В основном на автомобилях применяют ступенчатые коробки передач — двух- или трехвальные. Переключение передач осуществляется передвижением зубчатых колес или передвижением муфт синхронизаторов.


На автомобилях с классической компоновкой обычно применяют трехвальные коробки передач. Особенностью таких автомобилей является то, что почти всегда можно выделить передачу, на которой они проходят большую часть пути. Поэтому основным преимуществом трехвальных коробок передач является наличие в них так называемой «прямой» передачи, которая получается при непосредственном соединении ведущего и ведомого валов. Другим преимуществом трехвальных коробок передач является относительная

легкость получения большого передаточного числа на низшей (первой) передаче при малом межосевом расстоянии. Это объясняется тем, что передаточное число всех передач, кроме «прямой», у таких коробок передач образуется двумя последовательно работающими парами зубчатых колес, в отличие от одной пары в двухвальных коробках передач.


Двухвальные коробки передач автомобиля проще по конструкции, дешевле и имеют более высокий КПД (только на «прямой» передаче трехвальная коробка передач имеет более высокий КПД, чем двухвальная). Преимуществом двухвальных коробок передач является простота вывода крутящего момента на любую сторону (переднюю или заднюю или обе сразу), что в некоторых случаях, например при заднемоторных, переднеприводных и полноприводных конструкциях автомобилей, предоставляет большие компоновочные возможности.

 

 

Устройство четырех ступенчатой коробки передач автомобиля:

1 — подшипник выключения сцепления; 2 — направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления; 3 — ведущее зубчатое колесо привода спидометра; 4 — картер сцепления; 5 — полуосевое зубчатое колесо; 6 — сателлит; 7 — ось сателлитов; 8 — коробка дифференциала; 9 — регулировочная прокладка; 10, 12— синхронизаторы; 11 — упорные полукольца; 13 — игольчатый подшипник зубчатого колеса; 14 — вторичный вал; 15 — задняя крышка картера коробки передач; 16 — картер коробки передач; 17— первичный вал.

Устройство и работа многоступенчатой

коробки передач КАМАЗ

Коробка передач МАЗ

Устройство коробки передач автомобиля МАЗ

 

Основные признаки и причины

неисправностей коробки передач автомобиля

Есть ли будущее у механической коробки передач

Как вы думаете есть ли будущее у МКПП?
Новые данные показывают, что меньшее количество потребителей предпочитает автомобили с механической коробкой передач, а некоторые даже говорят об их исчезновении, смерти. Механическая коробка передач может скоро исчезнуть из оборудования компаний.
Дискуссия о МКПП продолжается. Наверное они никогда не исчезнут, просто из-за более дешевой продукции. Многие из новых автомобилей с автоматом, а версия с механической коробкой передач часто не хватает. Автомобили с механической трансмиссией, как правило, стоят дешевле, чем машины с АКПП. Интересно, что механическая коробка передач исчезают даже спортивные автомобили. АКПП – это сложный и дорогой механизм. Автоматическая коробка каждый год становится все лучше и лучше .

В нашем автопарке есть выбор автомобилей с коробкой автомат и с ручной коробкой передач. Клиенты, которые ездят домой на машине с автоматической коробкой передач предпочитают нанимать машину с АКПП для того, чтобы быть спокойнее и более уверенным при вождение автомобиля в аренду с автоматом. Управлять такими авто проще, так как в них отсутствует педаль сцепления. Даже любители механических коробок передач, не против водить автомобиль с АКПП. Для того, чтобы в полной мере насладиться Болгарии , лучше всего в Бурагсе взять напрокат машину. Если вы привыкли ездить на авто с автоматической коробкой передач можно нанять такую машину в Бургасе Болгарии чтобы доехать до места для отдыха.

Механическая трансмиссия исчезает даже из спортивных автомобилей. Автоматическая коробка передач с каждым годом становятся все лучше и лучше.  Интересен тот факт, что большинство покупателей быстрых суперкаров GT типа не хотят механическую коробку передач. Многие автомобили просто лучше с с автоматическими трансмиссиями , многие водители все еще любят старый добрый рычаг переключения передач .

Механические коробки передач не имеют будущее. Да, возможно, в ближайшие десять лет будет по-прежнему актуальна, но постепенно автопроизводители отказаться от нее.

В США только 3% пользователей водить машину с механической коробкой передач. На самом деле, чтобы найти автомобиль с механической коробкой передач в Америке не так просто, потому что только 27% из всех доступных моделей предлагают эту опцию. 5 лет назад, предложенные модели с механической коробкой передач в США были 37%, а 10 лет назад — 47%.
Ситуация в Европе и Азии немного отличается — 80% водителей предпочитают МКПП. Европейцы по-прежнему предпочитают механическую коробку передач, вместо автоматической. Тем не менее, АКПП все чаще становятся в Европе так как есть две причины.

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

Принцип работы коробки передач:

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

Схема 5-ступенчатой ​​коробки передач

Что такое трансмиссия?

Все компоненты трансмиссии, которые помогают передавать мощность двигателя на колеса, являются частью системы «Трансмиссия».Неотъемлемой частью которой является коробка передач. Эти компоненты включают сцепление, коробку передач, муфты, карданный вал, полуоси и дифференциал. В общем, термин «трансмиссия» обычно относится к коробке передач автомобиля. Некоторые конструкции автомобилей объединяют коробку передач и дифференциал в единый блок, называемый «трансмиссией» или «трансмиссией».

Какое передаточное число?

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

Передаточное число также можно получить по следующей формуле:

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

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

Тогда передаточное число = 105/30 = 3.5: 1, так как для поворота выходной (ведомой) шестерни на 1 оборот необходимо повернуть входную (ведущую) шестерню на 3,5 оборота.

Диаграмма передаточного числа

Типовая диаграмма передаточных чисел в коробке передач MUV:

Ниже приводится диаграмма передаточного числа редуктора MUV.

Шестерня

Коэффициент

1 st шестерня

3.78: 1

2 nd шестерня

2.20: 1

3 ряд шестерня

1.42: 1

4 th шестерня

1: 1

5 -я передача (повышающая передача)

0,83: 1

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

Как работает коробка передач?

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

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

Что такое овердрайв?

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

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

Работа коробки передач:

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

Схема работы первой передачи

Коробка передач: скорость против тяги

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

Типы коробки передач:

В целом автомобильные коробки передач в основном подразделяются на четыре категории:

  1. Механическая коробка передач — до 6 передач переднего хода в автомобиле и до 13 передач переднего хода в грузовике
  2. Полностью автоматическая коробка передач — до 9 скоростей
  3. Бесступенчатая трансмиссия — вариатор
  4. Автоматическая механическая коробка передач (AMT) — до 5 скоростей.
  5. Коробка передач с двойным сцеплением

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

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

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

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

Посмотрите, как работает коробка передач:

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

О CarBikeTech

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

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Как работает механическая коробка передач

Трансмиссия вашего автомобиля — один из самых важных ее элементов. Он соединяет двигатель с трансмиссией и определяет, сколько мощности вы используете в каждый момент времени. Однако для большинства людей остается загадкой, как это работает. Популярность автоматических трансмиссий уменьшила потребность в понимании того, как действует эта волшебная коробка под нашими ногами.Мы более чем готовы позволить компьютерам справиться с этим, чтобы мы могли сосредоточиться на другом (надеюсь, на самой дороге).

В Leith мы думаем, что можно многое сказать для понимания основных функций вашего автомобиля. Во многих случаях это может помочь вам лучше заботиться о своем автомобиле, что, надеюсь, означает, что он прослужит дольше. В этой серии мы научим вас основам работы трансмиссии. Сначала мы расскажем, как работает механическая трансмиссия, затем поговорим о том, как работают автоматические трансмиссии, и, наконец, сравним эти две, обсудив плюсы и минусы каждой.

Как работает механическая коробка передач?

Если вы управляли автомобилем с механической коробкой передач, или если вы ездили на автомобиле с механической коробкой передач, или если вы смотрели приличный боевик со сценой автомобильной погони (в фильмах никто не водит автоматику), то вы знать о педали сцепления и переключателе передач. Это два входа, с помощью которых водитель управляет механической коробкой передач, хотя, если говорить технически, рычаг переключения передач — единственная часть всей этой головоломки, которая управляется вручную (т.е. рукой).

Под всем этим скрывается сложный механизм — жужжащая совокупность валов и шестерен, которые каким-то образом преобразуются в поступательный (или обратный) импульс. Хотя схемы могут показаться пугающими, трансмиссия — обманчиво простая часть механизма. Все, что вам нужно сделать, это разбить его на основные компоненты.

Что такое сцепление?

Картер трансмиссии содержит три вала, взаимодействующих друг с другом.Один из них прикреплен к двигателю (входной вал), другой — к дифференциалу (выходному валу), а третий вал, часто называемый промежуточным валом или промежуточным валом, взаимодействует с двумя другими через систему шестерен. Когда ваш автомобиль включен, вал двигателя всегда вращается, даже когда он остановлен. Он должен продолжать движение, иначе двигатель не будет работать.

Изображение: HowStuffWorks.com

Когда вы нажимаете педаль сцепления, вы активируете фрикционную муфту, которая расположена между маховиком двигателя и входным валом.Муфта сцепления предназначена для отсоединения двигателя от трансмиссии. Пока педаль нажата, двигатель и трансмиссия продолжают вращаться, но вращаются независимо друг от друга, без передачи крутящего момента от двигателя на коробку передач. Это то, что позволяет вам переключать передачи. Без фрикционной муфты и средств, позволяющих разъединить эти две системы, все могло бы сломаться.

Поскольку в его работе используется трение, если вы держите машину достаточно долго, вам придется заменить сцепление.Это похоже на замену тормозных колодок, при которой фрикционные материалы просто изнашиваются со временем. Вы можете продлить срок службы сцепления, если у вас есть много практики с руководствами и вы сможете избежать резкого переключения передач и агрессивного вождения.

Что происходит, когда я перемещаю рычаг переключения передач?

Промежуточный вал и выходной вал взаимодействуют через систему блокирующих шестерен. Разница между ними в том, что шестерни на промежуточном валу зафиксированы и вращаются вместе с самим валом, в то время как шестерни на выходном валу не зафиксированы и свободно вращаются без проворачивания вала.Это позволяет автомобилю работать на нейтрали без движения вперед. Сами шестерни соединены в пары разных размеров, создавая разные передаточные числа. Точные передаточные числа различаются, но вы будете знать их чаще как первую передачу, вторую передачу и так далее.

Переключатель передач отвечает за физическое включение шестерен на выходном валу, фиксацию их на месте, чтобы они поворачивали вал и передавали крутящий момент на ведущие колеса. Вот где действительно полезны визуальные эффекты.

Изображение: Источник

При перемещении переключателя в положение задействуются вилки переключателя передач.Эти вилки, в свою очередь, соединены с серией кулачковых муфт (не путать с фрикционной муфтой), которые отвечают за приведение в действие каждой передачи.

Современные трансмиссии оснащены системами синхронизации, которые предотвращают царапание зубцов кулачковой муфты о шестерню, которая может вращаться с другой скоростью. Синхронизирующие кольца были разработаны, чтобы упростить управление механической коробкой передач и устранить ужасный скрежет, который обычно случался, когда зубья кулачковой муфты ударялись о зубчатые колеса.

Все это происходит в одно мгновение. Когда вы убираете ногу с педали сцепления, энергия может перемещаться от двигателя через трансмиссию к ведущим колесам, продвигая ваш автомобиль вперед. Когда двигатель приближается к пределу диапазона оборотов, вы переключаетесь на более высокое передаточное число, чтобы оставаться в наиболее эффективном диапазоне.

На этом мы завершаем наше объяснение механической коробки передач. Если вы в большей степени визуально обучаетесь (не волнуйтесь, мы тоже), мы встроили пару видео ниже, которые покажут вам все движущиеся части.Такие сайты, как HowStuffWorks, также отлично подходят для предоставления деталей и диаграмм.

В следующей части этой серии мы расскажем, как работают автоматические трансмиссии, и вернемся к последней части, когда мы будем сравнивать руководства и автоматику.

Если вы энтузиаст ручного управления, сообщите нам об этом, когда в следующий раз позвоните или посетите один из наших дилерских центров. Каждый сотрудник Leith с радостью поможет вам сесть в любой автомобиль с механической коробкой передач, имеющийся у нас на складе.

Отличная визуализация, забавный акцент.

Фантастическое объяснение старой школы.

Наконец, представление из Лего. Потому что это круто.

Теги: Видео
Размещено в Учебники | Комментарии к записи Как работает механическая коробка передач

отключены

Что такое трансмиссия в автомобиле?

Автомобиль состоит из множества частей, и современный двигатель внутреннего сгорания работает так красиво, как только благодаря синхронизированному и сложному набору компонентов.Трансмиссия — одна из самых важных частей типичного автомобильного двигателя. Давайте разберемся, что такое трансмиссия и что она делает каждый раз, когда вы нажимаете на педаль газа.

Трансмиссия автомобиля: обзор

Проще говоря, трансмиссия автомобиля — это коробка передач автомобиля . Это примерно аналогично системе переключения передач и цепи, которую используют велосипеды.

Эти компоненты всегда устанавливаются прямо на двигателе, так что прикрепленный к ним ремень и зубчатая передача могут эффективно преобразовывать мощность сгорания, производимую двигателем, в физический импульс.

Вспомните, как работает двигатель автомобиля:

  • Топливо (бензин) воспламеняется в камере сгорания двигателя вашего автомобиля.
  • Когда топливо воспламеняется, расширяющийся газ и тепло от миниатюрного взрыва толкают множество поршней внутри цилиндров вашего двигателя.
  • Когда поршни толкаются, они перемещаются вверх и вниз и вращают коленчатый вал вашего двигателя.
  • Коленчатый вал затем поворачивает на ведущие колеса вашего автомобиля.Благодаря этому механизму энергия взрыва превращается в механическую.

Итак, где в игру вступает трансмиссия? В вакууме (без трансмиссии) взрывная мощность, производимая типичным автомобильным двигателем внутреннего сгорания, была бы просто слишком высокой для запуска или остановки вашего автомобиля или если вам нужно было двигаться относительно медленно.

Типичная автомобильная трансмиссия состоит из пяти-шести зубчатых передач и ряда зубчатых передач (по сути, ремней или цепей, которые проходят по внешней стороне двух или более шестерен), что позволяет водителю контролировать, сколько мощности передается на автомобиль без изменения скорости работы двигателя.

Другими словами, автомобильная трансмиссия помогает гарантировать, что ваш двигатель вращается с правильной скоростью , не двигаясь слишком быстро или слишком медленно в соответствии с вашими потребностями. Это также гарантирует, что ваши колеса получат нужную мощность. Без трансмиссии любой автомобиль было бы трудно заводить и останавливать, и он был бы совершенно ненадежным.

Что делает трансмиссия ?

Коробки передач необходимы любому автомобилю для предотвращения саморазрушения двигателя.Без коробки передач автомобильные двигатели вращались бы слишком быстро для устойчивости конструкции, а это означало бы, что большинство двигателей разлетелось бы на куски или перегрелось. Кроме того, любой автомобиль без трансмиссии не смог бы использовать скорость двигателя, ограничивая его максимальную скорость.

Трансмиссия переключает передачи в зависимости от скорости автомобиля и нажатия педали акселератора (т. Е. От того, насколько сильно вы нажимаете педаль автомобиля), так что обороты двигателя или «обороты в минуту» поддерживаются на должном низком уровне. Это дает два преимущества:

  • Уменьшение расхода топлива.
  • Поворотные механизмы не перегружают ваш двигатель.

Кроме того, трансмиссия позволяет при необходимости использовать энергию двигателя вашего автомобиля. Когда вы едете медленно, вы можете оставаться на пониженной передаче и не повредить двигатель. Когда вам нужно двигаться быстрее, вы можете переключиться на более высокий уровень. Таким образом трансмиссия позволяет использовать больше мощности вашего автомобиля, быстрее вращая колеса.

Механическая коробка передач вместо автоматической

Современные автомобильные трансмиссии бывают двух типов: механическая и автомат .

Механические коробки передач не входят в стандартную комплектацию современных автомобилей, поскольку автоматические коробки передач работают точно так же, но имеют меньшую частоту ошибок. Поскольку водителям не требуется переключать передачи при изменении скорости или адаптации к дорожным условиям, они могут сосредоточиться на вождении в одиночку, а машины переключают передачи автоматически и плавно.

Как работает трансмиссия автомобиля?

Независимо от того, есть ли у вашего автомобиля механическая или автоматическая коробка передач, все автомобильные коробки передач работают по сути одинаково.Единственная разница заключается в том, должен ли водитель вручную нажимать на сцепление, чтобы отключить двигатель и трансмиссию и перевести автомобиль на новый уровень передачи.

  • Рычаг переключения передач выбирает и перемещает шестерни для соединения друг с другом. Водитель управляет рычагом переключения передач с помощью рычага сцепления / педали (если ручной). В противном случае это выполняется автоматически.
  • При включении сцепление или рычаг переключения передач перемещает «воротниковые» диски (также называемые дисками сцепления) на место для соединения с более крупными шестернями, которые, в свою очередь, связаны с дифференциалом вашего автомобиля.
  • Когда рычаг переключения передач перемещается, разные шестерни могут включаться в разное время. Это изменяет набор шестерен и передаточное число, передаваемое от двигателя к колесам.

Вы когда-нибудь задумывались, почему двигатель вашего автомобиля может издавать ужасный звук, если вы неправильно включаете сцепление? Дело не в том, что зубья шестерни несовместимы, как это принято считать.

В современных трансмиссиях зубья шестерни расположены так, чтобы всегда полностью входить в зацепление — даже шестерни, которые технически не находятся в зацеплении (состояние, называемое «свободным ходом»).

Вместо этого, этот ужасный скрежет возникает, когда «собачьи зубцы» (соединительные выемки) пластины воротника не совпадают с правильными отверстиями на боковой стороне шестерни трансмиссии.

Механическая коробка передач

В механической коробке передач сцепление должно быть включено так, чтобы буртик полностью отсоединялся от шестерен коробки передач. Вот почему при включении механической коробки передач и переключении с одной передачи на другую может показаться, что автомобиль отстает или прыгает.

Затем необходимо повернуть сцепление так, чтобы пластина с буртиком точно совпала с шестернями трансмиссии, которые вы хотите выбрать.Если все сделано правильно, ваша машина сразу же начнет движение на выбранной вами передаче.

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач также оснащена автоматическим сцеплением. Вместо того, чтобы полагаться на человеческий контроль, встроенные датчики, процессоры и исполнительные механизмы управляют сцеплением в идеальный момент в зависимости от вашей текущей скорости, давления в акселераторе и других факторов. Это позволяет водителям сосредоточиться на других задачах на дороге.

Вы действительно можете слышать работу автоматической коробки передач, когда ведете автомобиль, оборудованный такой коробкой передач.Когда вы нажимаете на педаль акселератора, ваш двигатель становится громче, а встроенный преобразователь крутящего момента улавливает изменение и автоматически переключается на более высокую передачу.

Напротив, автомобиль с механической коробкой передач начнет замедляться и сопротивляться, когда его переводят на более высокие скорости, пока вы не переключите передачу.

Резюме

В конечном счете, автомобильные трансмиссии — лишь одна часть увлекательного и сложного процесса, который происходит каждый раз, когда вы запускаете двигатель, чтобы прокатиться.Для получения дополнительной информации и полезных руководств по автомобильной тематике посетите наш сайт jdpower.com.

4 типа автомобильных трансмиссий (и как они работают)

Источник: iStock

Когда ваш дед был ребенком, у каждой машины было по три педали, и обучение работе со сцеплением было обрядом посвящения. Однако сегодня существует беспрецедентное количество коробок передач, у каждой из которых есть свои плюсы и минусы. Выяснить, что означают все аббревиатуры и загадочные описания, может быть непросто, но функции этих очень сложных механических чудес на самом деле довольно просты.Давайте откроем картер трансмиссии и посмотрим, что делает каждый тип трансмиссии уникальным.

1. Механическая коробка передач Ручка ручного переключателя | Thinkstock

Самый простой и старый тип трансмиссии, который до сих пор используется, — это надежное руководство. В этой коробке передач используется фрикционная муфта, регулируемая ногой водителя, для передачи энергии вращения двигателя на входной вал трансмиссии. Отсюда фиксированный набор передач включается с помощью синхронизатора и вилки переключения передач, соединенной с переключателем, управляемым правой рукой водителя (или левой, в некоторых странах).

За прошедшие годы он получил множество названий — ручное, ручное переключение, стандартное, трех, четырех, пяти или шести скоростей — но как бы вы его ни называли, нельзя отрицать, что надежное руководство является вымирающим видом, по крайней мере В США все меньше и меньше новых моделей автомобилей предлагают рядные коробки передач, и постоянно увеличивающийся процент водителей, похоже, не знает, как ими пользоваться.

Несмотря на мрачные перспективы на будущее, у руководства есть много преимуществ перед более новыми и более сложными вариантами.Простота рычага переключения передач означает, что ему реже потребуется дорогостоящий ремонт, чем любой другой тип трансмиссии, а если у него действительно есть проблема, он, вероятно, будет дешевле и легче исправить.

На протяжении десятилетий стандарт был единственным выбором, когда дело касалось характеристик, и практически каждый гоночный и спортивный автомобиль на планете был оборудован им. В последние годы, однако, механическая коробка передач была вытеснена двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией в большинстве высокопроизводительных автомобилей. Тем не менее, он по-прежнему предлагает лучшие характеристики, чем большинство автоматических коробок передач и практически все трансмиссии CVT.И экономия топлива — похожая история. Вплоть до недавнего времени водители, которые предпочитали переключать собственные передачи, экономили топливо явно лучше, чем те, кто этого не делал. Автоматика с ее постоянно увеличивающимся числом передач существенно сократила разрыв.

Помимо присущей ему простоты, производительности и экономии топлива, пожалуй, наиболее убедительным аргументом в пользу почтенного рычага переключения передач является само удовольствие от вождения. Для настоящих энтузиастов вождения ничто не может сравниться с ощущением идеально рассчитанного переключения передач на старом добром руководстве.

2. Коробка автомат Автоматический селектор передач | iStock

Вездесущая автоматическая коробка передач на сегодняшний день является наиболее распространенной трансмиссией на дорогах. Он использует очень сложный преобразователь крутящего момента для передачи энергии вращения двигателя, в то время как переключение передач контролируется компьютером транспортного средства и осуществляется с помощью планетарного ряда и ряда сцеплений и тормозов.

Хотя закулисное действие довольно сложно, все, что нужно сделать водителю, — это выбрать один из знакомых вариантов P-R-N-D-L на селекторе передач.Преимущество, конечно же, в упрощенном вождении и плавном обучении. Компромисс для простоты вождения — механическая сложность, которая делает автомат более склонным к сбоям и более дорогим для ремонта.

Хотя большинство автоматических коробок передач не могут сравниться с механической коробкой передач по производительности или экономии топлива, современные модели намного ближе, чем предыдущие поколения. Некоторые автомобили последних моделей оснащены трансмиссиями с восемью или даже девятью передачами переднего хода.

3.Бесступенчатая коробка передач (CVT) CVT использует конусы и ленты для создания различных уровней натяжения | Nissan

CVT предлагает те же впечатления от вождения, что и автоматический, но работает с использованием совершенно другого механизма. Фактически, вариатор вообще не имеет шестерен — вместо этого он использует систему ремней и шкивов для создания бесконечного диапазона передаточных чисел. Компьютер автомобиля решает, как отрегулировать шкивы, чтобы создать оптимальное передаточное число для конкретной дорожной ситуации.Это создает главное преимущество вариатора: экономию топлива. Никакой другой тип трансмиссии не может предложить больше MPG, чем вариатор (пока).

Поскольку они не такие сложные, как автоматика, вариаторы менее подвержены поломкам и дорогостоящему ремонту (хотя и не так сильно, как руководства). Самый большой их недостаток может быть субъективным — впечатления от вождения. Поскольку здесь нет переключения передач, только плавное и плавное ускорение, вариатор может оставить у истинного энтузиаста вождения ощущение, будто он или она управляет устройством, а не водит машину.

4. Полуавтоматические трансмиссии и коробки передач с двойным сцеплением Подрулевой переключатель | iStock

Думайте об этом как о гибриде между полностью автоматической и механической коробкой передач. В полуавтоматической трансмиссии механическая схема аналогична обычной, но для переключения передач используется система пневматики и приводов. В коробке передач с двойным сцеплением (DCT) есть отдельные муфты как для нечетной, так и для четной передачи, что обеспечивает невероятно быстрое переключение. Эти коробки передач, как правило, могут работать в полностью автоматическом режиме или вручную с помощью подрулевых переключателей на рулевом колесе.

Полуавтоматическая трансмиссия

и трансмиссия DCT обеспечивают высочайшую производительность с молниеносным быстрым переключением передач, с которым не может сравниться чисто механическая коробка передач. В настоящее время эти коробки передач в основном используются на гоночных и спортивных автомобилях высокого класса, поэтому они довольно дороги. Этот недостаток усугубляется их чрезвычайной сложностью, что приводит к более частому и дорогостоящему ремонту.

Нравится классика? Где-то всегда бывает четверг с возвратом.

Какая коробка передач у вашего автомобиля?

Механическая коробка передач

Вам нужны шестерни, потому что без них двигатель вращался бы так быстро, что, вероятно, сам разрушился бы.Мало того, вы бы не пошли очень быстро. Ведите машину на первой передаче на высокой скорости. Видите, как работает двигатель, и через некоторое время вы не едете быстрее?

Шестерни в коробке передач позволяют обойти эту проблему. Они постепенно изменяются по размеру и увеличивают крутящий момент двигателя или «тяговую мощность», поэтому вам не нужно его увеличивать. Переключая передачу, вы можете поддерживать двигатель в «диапазоне мощности», в котором он работает лучше всего.

Передачи включаются селектором, управляемым рычагом переключения передач.Однако выбор может быть сделан только тогда, когда двигатель и коробка передач отключены друг от друга. Это делается с помощью сцепления. Сожмите руки вместе.

Представьте, что одна рука — это сторона коробки передач, а другая — сторона двигателя. Сжатие их вместе позволяет двигателю управлять коробкой передач. Теперь разделите их. Коробка передач больше не приводится в действие, что позволяет выбрать новую передачу без ее «хруст».

Вместо ваших рук в сцеплении используются цепкие подпружиненные диски, приводимые в действие педалью сцепления.Одна пластина называется прижимной и крепится болтами к маховику двигателя (большое колесо, вращаемое двигателем).

Другой называется ведомым диском и находится на первичном валу коробки передач. Когда вы нажимаете педаль сцепления, вы ослабляете давление зажима пружин, тем самым отделяя двигатель от коробки передач.

Автоматическая механическая коробка передач (или полуавтоматическая коробка передач)

Эта трансмиссия имеет автоматическое сцепление, которое позволяет переключать передачи, не нажимая на педаль сцепления.

Датчики, исполнительные механизмы и процессоры

работают с сцеплением, когда вы переключаете передачу, и в нужный момент, чтобы не было хруста шестерен.

Вместо рычага переключения передач можно переключать передачи с помощью подрулевых переключателей на рулевой колонке. Автоматические механические коробки передач становятся все менее распространенными, но Peugeot продает их под торговой маркой ETG (эффективная коробка передач tronic).

4 признака неисправности коробки передач

Техническое обслуживание · Автор: Oaks Services · 21 мая 2018 г.

Автомобиль без коробки передач похож на быка без рогов — много мощности, но нет возможности превратить эту силу в толчок.С технической точки зрения, коробка передач преобразует мощность двигателя в соответствующее количество энергии вращения и крутящего момента для вращения колес вашего автомобиля. Это немного похоже на набор зубчатых колес на велосипедном колесе, но намного больше и потенциально дорого в случае поломки.

Лучший способ избежать большого счета за ремонт — это диагностировать проблемы на раннем этапе. Современная коробка передач должна всегда работать плавно и легко включаться при полностью выжатой педали сцепления. «Плавный» — понятие относительное, учитывающее различные автомобили и качество их сборки, , но, как показывает практический опыт, никогда не должно быть проблем с переключением рычага переключения передач одной рукой.

Вот краткое руководство по предупреждающим знакам коробки передач. Если вы обнаружите, что ваша коробка передач страдает какой-либо из следующих проблем, как можно скорее свяжитесь со своим доверенным механиком.

1. Слушайте, нет ли шума в коробке передач

Внутри коробки передач находится вращающаяся пластина, которая в случае неисправности может издавать любое количество шумов. Жужжание, стук и тряска — все это признаки того, что ваша коробка передач требует внимания.

2. Чувствуете запах гари?

Ясно, что горение — это не то, что делают здоровые коробки передач. Если вы чувствуете запах гари из коробки передач, значит, масло в ней по какой-то причине горит. Это не работа механика-хобби, и ее исправление требует особого внимания. Отдайте автомобиль профессионалу для проверки и ремонта.

3. Отсутствие включения шестерни

Всегда лучше отдать машину механику, если какая-либо передача не включается, но иногда у вас не будет выбора, если первая или вторая передача не сработает.Иногда одна из шестерен в середине или конце коробки ломается. Если 3-я, 4-я, 5-я или выше передачи сломаются, вы сможете «обойти это», но ненадолго. Это предупреждающий знак о том, что серьезная проблема не решена и требует немедленного профессионального ремонта. «Не откладывайте» — наш совет!

4. Ваша коробка передач «ощущается» по-другому

Если вы в течение многих лет с удовольствием водили свой автомобиль в автомобильном блаженстве, а коробка передач «просто не работает» — , проверьте ее .Вы знаете свою машину лучше всех, и если вы подозреваете, что что-то не так с масляными деталями, скорее всего, вы правы. Попробуйте быстро проверить, и вы можете быть приятно удивлены тем, что проблема легко решаема . Коробки передач сложны, но проблемы с ними не всегда являются смертным приговором для автомобиля! Посмотрите на него раньше, чем позже, чтобы дать вам лучший шанс и самую низкую цену.

Здесь, в Oaks Services, мы с гордостью предлагаем лучшие автомобильные услуги и ремонт для любых марок и моделей автомобилей.Наш богатый опыт и семейные ценности гарантируют надежный ремонт и замену тормозов, сцеплений, выхлопных систем, коробок передач и сотен других важнейших механических компонентов, чтобы обеспечить беспроблемное вождение на тысячи миль. Чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах или заказать тест MOT, свяжитесь с нашей командой сегодня.

«Что произойдет, если в вашей тормозной жидкости слишком мало жидкости? Как узнать, нужен ли вам новый клатч »

Основная анатомия — Как работает механическая трансмиссия

Когда был построен первый автомобиль, крошечный двигатель был подсоединен непосредственно к карданному валу.Это сработало, но Benz Patent Motorwagen предлагал медленную и резкую езду. Транспортное средство будет крениться вперед, как только будет задействован единственный приводной ремень, и скорость будет немного изменяться в зависимости от оборотов двигателя, но даже более быстрое движение может повредить двигатель. Тем не менее, поскольку двигатель был таким маленьким, это был приемлемый компромисс.

В конце концов, с разработкой более мощных двигателей, потребовалось несколько передаточных чисел, уменьшающих рывки при взлете и позволяющих более высокие скорости и даже передачу заднего хода.Кроме того, поскольку двигатель внутреннего сгорания является наиболее эффективным и наиболее мощным на разных скоростях, необходимо несколько передаточных чисел для извлечения наиболее полезной мощности или максимальной экономии топлива, в зависимости от требований водителя.

Benz Patent Motorwagen имел односкоростную механическую коробку передач без заднего хода, но большинство современных автомобилей с механической коробкой передач оснащены как минимум четырьмя или пятью передаточными числами переднего хода, а некоторые автомобили доступны с шести- и семиступенчатой ​​механической коробкой передач. трансмиссии.

Что такое механическая коробка передач?

По сути, механическая коробка передач — это коробка передач, которая позволяет водителю выбирать между различными передаточными числами для управления автомобилем. Более низкие передаточные числа обеспечивают больший крутящий момент, но меньшую скорость, в то время как более высокие передаточные числа обеспечивают меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Различные передаточные числа часто называют «скоростями», поэтому «шестиступенчатая» механическая коробка передач имеет шесть передаточных чисел переднего хода.

В простейшем случае механическая коробка передач состоит из трех валов с постоянно зацепленными шестернями разных размеров.Входной вал соединяется с двигателем через муфту. Промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и имеет несколько шестерен. Выходной вал соединяет промежуточный вал с приводным валом и, в конечном итоге, с колесами. В полноприводных и полноприводных автомобилях выходной вал сначала подключается к раздаточной коробке. Передача заднего хода обычно находится на четвертом валу для изменения направления.

Сами шестерни закреплены не на выходном валу, а на обгонной муфте. С другой стороны, стопорные кольца вращаются вместе с выходным валом , а может сдвигаться или скользить вперед и назад для включения одной из шестерен.Вот почему мы называем это «переключением передач». В «нейтральном» положении, когда передача не выбрана и сцепление выключено, входной и промежуточный валы вращаются, как и шестерни выходного вала, но выходной вал не движется, потому что ни один из стопорных колец не задействован.

Как работает механическая коробка передач?

Чтобы переключить передачу, например, выбрав первую передачу, водитель нажимает на сцепление, отключая входной вал. Используя рычаг переключения передач, водитель выбирает первую передачу, и рычажный механизм перемещает вилку переключения, чтобы соединить стопорную втулку 1 st -2 и с шестерней 1 st , зафиксировав ее на выходном валу.Теперь, когда сцепление отпускается, и входной вал входит в зацепление, выходной вал поворачивается, потому что шестерня 1 st заблокирована на выходном валу стопорным кольцом.

По мере того, как водитель набирает скорость, выбор 2 nd передачи просто включал повторение процесса, но с перемещением рычага переключения передач на 2 nd передачу. Вал переключения перемещает вилку переключения, чтобы выключить передачу 1 и и включить передачу 2 и . При отпускании сцепления входной вал снова включается, на этот раз мощность передается через 2 и шестерню.Переключение на передачу 3 rd включает использование второго рычага переключения передач, вилки переключения и стопорного кольца, которое находится между передачами 3 rd и 4 rd .

Поскольку промежуточный вал и выходной вал вращаются с разной скоростью, переходя с 1 на 2 -ю передачу, попытка включить более высокую передачу, когда автомобиль движется медленнее, будет похожа на попытку повернуть вал на двух разных скоростях. , что невозможно. Кольца синхронизатора похожи на крошечные муфты, использующие трение для приведения стопорной втулки и шестерни к одной и той же скорости, после чего они легко зацепляются, и мощность может быть восстановлена.

Механическая коробка передач Базовое обслуживание

По сравнению с автоматической коробкой передач, механическая коробка передач проста в эксплуатации и техническом обслуживании, и, как известно, они способны преодолевать сотни тысяч миль. На самом деле, единственное, что нужно механической коробке передач, — это периодическая замена трансмиссионного масла — обычно каждые 30 000–60 000 миль, в зависимости от условий и привычек водителя. Если вы водите рабочий грузовик, гоночный автомобиль или просто агрессивный водитель, вам может потребоваться замена трансмиссионного масла в механической коробке передач каждые 15 000 миль.Поскольку механические коробки передач не нагреваются так сильно, трансмиссионное масло не разлагается, но оно собирает частицы с шестерен, подшипников и синхронизаторов. Поскольку в механических коробках передач нет фильтров, некоторые из этих частиц просто плавают, застревая в других местах и ​​вызывая износ.

Ответственное вождение — лучший способ продлить срок службы сцепления и механической коробки передач. Если вы не взлетаете с холма, не ездите на сцеплении. Когда вы ставите ногу на сцепление, она изнашивает пальцы выключения сцепления и выжимной подшипник.При замедлении полностью включите и выключите сцепление для переключения на пониженную передачу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *