Кпп принцип работы: виды, устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы коробки передач

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

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

Бывают коробки передач с ручным управлением, но бывают и автоматические. Чтобы сменить передачу в ручной трансмиссии, водитель вначале нажимает педаль сцепления (рисунок слева). При этом двигатель отсоединяется от коробки передач. Потом водитель переводит рычаг управления на другую передачу и отпускает педаль сцепления.

Двигатель снова соединяется с коробкой передач и может вновь передавать свою энергию колесам. В автоматической коробке передач положение педали газа (акселератора) соотносится со скоростью движения автомобиля, и автоматически меняется передача, если это необходимо.

Ручное управление передачей

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

Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

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

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

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

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

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

Работа акселератора

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

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

Автоматическая коробка передач

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

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

Описание принципов работы роботизированной КПП DCT Хендай

Рассмотрим DCT автомобилей Hyundai: принцип работы, характерные особенности, плюсы и минусы.

Роботизированная трансмиссия — новшество из мира спортивных автокаров

Роботизированная КП (DCT Хендай) — преселиктивная коробка передач, попавшая на любительский рынок в модифицированном виде относительно недавно из автоспорта, оснащенная прямым включением и двумя сцеплениями, на которые возложены разные функции:

• Контроль над нечетными передачами.
• Контроль над четными передачами.

Сравнительно быстрый и, что немаловажно, плавный разгон, в процессе которого скорости переключаются в доли секунды — главные особенности роботизированной трансмиссии автомобиля Hyundai. Кроме этого, сочетание комфортного управления транспортным средством, которое дает автомат, с неоспоримым экономичным режимом и динамикой от МКП — так же отличительная характеристика роботизированной КП, относящиеся к достоинствам этой трансмиссии.

К преимуществам так же можно отнести следующее:

• дешевле автоматической КП;
• небольшая масса робота;
• некоторые модели Hyundai оснащены подрулевыми лепестками — альтернатива традиционному рычагу переключения скоростей, что позволяет быстро поставить необходимую передачу, а значит предать динамичности транспортному средству.

Корейские кроссоверы премиум класса — например, Hyundai Tucson (2016 года), при желании автолюбителя могут комплектоваться 7-ступенчатой роботизированной коробкой с двойным сцеплением и подрулевыми лепестками (несмотря на название, они расположены сразу за рулем). Данная система КПП идет исключительно с силовой установкой мощностью в 175 лошадиных сил.

Категорически противопоказаны пробуксовки, страдает плавность переключения скоростей, при даже кратковременной остановке необходимо переходить в нейтральное положение. Это очевидные недостатки роботизированной коробки. К ним же следует присовокупить дороговизну устройства, как при приобретении, так и в последующем обслуживании и ремонте.

Идеальной коробки передач не существует. Поэтому, выбирая, необходимо расставлять приоритеты. То есть, что предпочтительней: динамика, стоимость, экономичность или комфорт. Определившись, проще осуществить правильный выбор относительно трансмиссии.

Принцип работы механической коробки передач трактора

Принцип работы механической коробки передач трактора основан на введении в зацепление различных шестерен, имеющихся в коробке передач, что ведет за собой изменение скорости движения и тягового усилия.

При введении в зацепление двух шестерен с разными диаметрами и числами зубьев ведомая (большая) шестерня будет вращаться медленней ведущей шестерни во столько раз, во сколько число ее зубьев (или диаметр) больше числа зубьев (или диаметра) малой шестерни. При этом крутящий момент на валу ведомой шестерни по сравнению с ведущей (если не учитывать потери на трение в зацеплении шестерен и в подшипниках) во столько же раз увеличится.

Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей называют передаточным числом пары. Например, если ведомая шестерня имеет 20 зубьев, а ведущая 10, передаточное число равно 2.

Принцип работы механической коробки передач: а — однопарное зацепление; б — двухпарное зацепление; в — получение заднего хода; 1 — ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня; 3 — промежуточная шестерня заднего хода

Чем больше передаточное число пары, тем значительней изменяются число оборотов ведомой шестерни и крутящий момент на ее валу.

Если в зацеплении находятся две пары шестерен или больше, то общее передаточное число их будет равно произведению передаточных чисел отдельных пар. Например, если ведущая и ведомая шестерни первой пары имеют соответственно 10 и 20 зубьев, а вторая пара шестерен имеет число зубьев 10 и 30, то общее передаточное число данной передачи (редуктора) будет равно 2×3=6. Передача усилия через несколько пар сцепляемых шестерен позволяет при сравнительно небольших их размерах и малых расстояниях между валами получать большие
передаточные числа.

На изменении передаточных чисел силовой передачи трактора путем введения в зацепление в коробке передач сменных шестерен с различными числами зубьев (включения различных передач) и основан принцип работы коробки передач трактора, а следовательно, и изменение тяговых усилий и скоростей движения трактора.

При разъединении ведомой и ведущей шестерен в коробке передач вращение от двигателя к ведущим колесам трактора не передается. В этом случае двигатель будет работать на холостом ходу при неподвижно стоящем тракторе.

Принцип работы коробки передач трактора для получения заднего хода заключается в введении в зацепление между ведущей и ведомой шестернями промежуточную шестерню. При передаче усилия в коробке передач без включения промежуточной шестерни ведомый вал вращается в направлении, обеспечивающем передний ход трактора. При включении одинарной или двойной промежуточной шестерни ведомый вал с шестерней начнет вращаться в обратную сторону, и трактор будет двигаться назад.

Механическая коробка передач: принцип работы

«Механика»: 120 лет в машиностроении

Механическая коробка передач – это устройство для поступенчатой перемены передаточного отношения скорости вращения от двигателя к ведущим колёсам. Выбор и включение нужной передачи при использовании механической КПП водитель осуществляет вручную (в отличие от коробки передач автоматической). Название данного устройства отражает ещё и тот факт, что весь его функционал реализуется за счёт только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от трансмиссий гидравлических или электрических). Популярно, но технически достоверно принцип работы МКПП освещён в данной публикации.

Предназначение коробки передач

Почему у автопроизводителей возникла необходимость во внедрении коробки переключения передач? Потому, что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и довольно небольшом, диапазоне оборотов. А частота обращения колёс – от трогания с места до езды на больших скоростях – происходит в гораздо более обширном диапазоне. И не представляется возможным выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое бы обеспечило весь этот диапазон, с одновременным разумным использованием диапазона оборотов двигателя.

Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью,требуется затратить более значительную работу в физическом смысле, то есть подать на его колёса большую мощность. То есть, при небольшой скорости нужны высокие обороты двигателя.

Наоборот, при равномерном движении разогнавшегося автомобиля по ровной дороге его скорость высока, а большой мощности и высоких оборотов двигателя уже не требуется – чтобы поддерживать нужную скорость, достаточно и малой мощности, и низких оборотов. При повышении скорости растёт и аэродинамическое сопротивление движению двигателя, что требует высоких оборотов и более значительных затрат мощности. То же самое – при движении в гору, требуется увеличить силу тяги.

Отсюда возникает необходимость в передаче вращения с двигателя на колёса с определённым передаточным числом, которое можно было бы изменять в зависимости от условий езды. В этом один из пионеров мирового автопрома – немецкий инженер Карл Бенц убедился в первой же длительной (на 80 км) поездке на автомашине собственной конструкции.

Об истории возникновения МКПП

Это автопутешествие состоялось в 1887 году. Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями ехали к тёще изобретателя. 80-километровое путешествие оказалось очень сложным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторые, с виду небольшие, подъёмы его приходилось заталкивать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал автомобиль, снабдив его дополнительной вспомогательной передачей – «понижайкой», для увеличения силы тяги.

Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростями вращения коленвала мотора и ведущих колёс.

Разумеется, первая механическая коробка передач Карла Бенца была сначала очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикреплённые к ведущей оси. С мотором они соединялись ремнём, и при помощи рычагов ремень можно было перекидывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву пришла металлическая цепь и звёздочка, как на современных «продвинутых» велосипедах.

Зубчатую передачу и коробку передач на шестерёнках впервые поставил на автомобиль Вильгельм Майбах. Параллельно с немецкими автоинженерами, примерно в те же годы, похожими изысканиями занимались и французские. В созданной Эмилем Левассором и Луи Панаром механической коробке переключения передач уже применялся целый набор зубчатых колёс с разными передаточными числами для движения вперёд и одна шестерня – для движения назад.

Как и в наше время, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло разным по своему диаметру зубчатым колёсам входить в зацепление с неподвижной шестернёй на первичном валу.

Официально изобретателем механической коробки переключения передач, похожей на современную, стал Луи Рено: в 1899 году этот молодой начинающий автопромышленник запатентовал первую в мире КПП, основанную на системе подвижных зубчатых колёс и валов. Она была трёхскоростной.

Первый запатентовавший МКПП человек – Луи Рено – в своей «лаборатории».

Заокеанский пионер автопрома – Генри Форд – не копировал достижения немецких и французских инженеров, а шёл своим путём. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных шестерён (сателлитов), которые вращались вокруг центральной («солнечной») шестерни и фиксировались при помощи водила. Именно такой – планетарной КПП оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».

Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробки на зубчатых шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое сделал в 1928 году Шарль Кетеринг из «Дженерал Моторс». Оно сделало механические коробки передач более лёгкими в управлении, придало им новый импульс развития и «техническое долголетие».

Устройство механической коробки переключения передач

С момента изобретения Луи Рено прошло уже более 120 лет но главный принцип ступенчатой шестерёнчатой коробки передач остался тем же. Современные МКПП, разумеется, гораздо более совершенны: в них стоят шестерни не с прямым, а косозубым зацеплением, и они более удобные, бесшумные и долговечные. В целом, автомобили с «механикой» экономичнее, чем машины с автоматической коробкой передач.

Состоит механическая КПП из набора косозубых шестерён разного размера, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом мотора и ведущими колёсами. Передаточное число становится другим путём перемещения как самих шестерён, так и специального устройства – синхронизатора. Его задача – уравнивать (синхронизировать) окружные скорости включаемых в зацепление шестерён.

Принцип таков, что, чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у неё наибольшее. На ней передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и, при высокой частоте вращения коленвала, скорость движения автомобиля остается низкой, а сила тяги – высокой. На высшей передаче, соответственно, – наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колёса не передается, и машина катится по инерции либо стоит.

Большинство серийных современных автомашин, оснащённых механической коробкой переключения передач, имеют  5 «скоростей», или скоростей движения вперед. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных МКПП были четырёхскоростными. Механическими коробками с шестью и более скоростями, как правило, комплектуются «заряженные» спортивные машины или джипы.

С технической точки зрения, механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колёса – шестерни, которые поочерёдно приходят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного вала, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций шестерён происходит вручную.

Механическая коробка переключения передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Данный узел предназначен для временного разъединения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода зацепления с одной шестерни на другую,без выключения оборотов двигателя, и при их полном сохранении.

Виды компоновки механических КПП

Получившими повсеместное распространение компоновками механических коробок переключения передач стали двух- и трёхвальные. Они называются так по количеству параллельно расположенных валов, на которых и расположены косозубые шестерни.

В трёхвальной МКПП находятся три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединён со сцеплением, на его поверхности имеются шлицы. По ним передвигается ведомый диск сцепления. С данного вала энергия вращения передаётся на жестко соединённый с ним шестернёй промежуточный вал.

Ведомый вал является соосным с валом ведущим, соединённым с ним через подшипник, который находится внутри первого вала. Поэтому данным осям обеспечено независимое вращение. Блоки «разнокалиберных»шестерней ведомого вала не имеют жёсткой фиксации с ним, а также разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Вот они жёстко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться вдоль вала по шлицам.

На торцах муфт нанесены зубчатые венцы, которые могут соединяться с аналогичными венцами на торцах шестерён ведомого вала. Современные стандарты производства коробок передач предполагают наличие таких синхронизаторов на всех передачах для движения вперёд.

В двухвальной механической КПП также обеспечено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трёхосной конструкции, на ведущей оси находится набор шестерёнок, а не одна. Промежуточный вал отсутствует, а с ведущем запараллелен ведомый вал. Шестерни обоих валов свободно вращаются и всё время находятся в зацеплении.

На ведомом валу имеется жёстко закреплённая ведущая шестерня главной передачи. Между остальными шестернями находятся синхронизационные муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле работы синхронизаторов похожа на трёхвальную компоновку. Разница же в том, что прямая передача отсутствует, а каждая ступень имеет только одну пару соединённых шестерёнок, а не две пары.

С одного конца ведомого вала в жёстком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.

Двухвальная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем у трёхвальной, однако она имеет ограничения по повышению передаточного числа. За счёт данной особенности, двухвальная конструкция МКПП применяется исключительно в легковых автомобилях.

В редких случаях на современных автомобилях могут также использоваться четырёхвальные коробки передач. Но по принципу своей работы они тоже соответствуют двухвальным– без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичные. Чаще всего, это механические КПП с 6-ю передачами переднего хода. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи.

Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестернёй. При переходе её в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратную сторону. На задней передаче синхронизатора нет, поскольку задний ход задействуется только при полной остановке автомобиля. Во всяком случае, так нужно делать. Поэтому на МКПП автомашин многих производителей имеется защита от случайного включения заднего хода на ходу (нужно поднять специальное кольцо на рычаге для переведения его в положение заднего хода).

Последовательность работы МКПП. Роль синхронизаторов

Когда включен нейтральный режим, то вращение шестерён происходит свободно, а все муфты-синхронизаторы расположены в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП перемещает муфту в зацепление с соответствующей парой на торце шестерни. И шестерня жёстким образом фиксируется с валом и не прокручивается на нём, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.

Во время движения механизм переключения передач приводится в действие с места водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, передвигают синхронизаторы и задействуют нужную скорость.

Пары шестерён двух низших передач имеют самые большие передаточные числа (на легковых машинах – обычно от 5:1 до 3,5:1), и применяются для трогания с места и поступательного разгона, а также при необходимости постоянного движения с невысокой скоростью, либо по бездорожью.

При движении на низших передачах даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать довольно медленно, но при этом в полной мере будут использоваться его мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля на том же уровне оборотов двигателя, а его сила тяги меньше. На высших передачах автомобиль не сможет тронуться с места или ехать на низких скоростях. Зато он может передвигаться на больших, вплоть до максимально предусмотренной, скоростях, при средних оборотах двигателя.

В абсолютном большинстве современных МКПП расположены шестерни с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямозубые, к тому же они менее шумные в работе. Изготавливаются косозубые шестерни из высоколегированной стали, и на финальном этапе производства выполняется закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающие долговечность деталей.

До появления синхронизаторов для безударного включения более высокой передачи водителям нужно было производить двойной выжим, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для равнения окружных скоростей шестерней. А для перехода на более низкую передачу надо было сделать перегазовку, чтобы выровнять обороты ведущего и ведомого валов. После введения синхронизаторов необходимость в этих манипуляциях отпала. И шестерни стали защищёнными от ударных нагрузок и преждевременного износа.

Впрочем, и современной легковой автомашине эти «навыки из прошлого» также могут пригодиться. К примеру, они помогут переключить-таки передачу в случае выхода из строя сцепления, или если возникнет необходимость в резком торможении двигателем, при отказавшей рабочей тормозной системе.

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

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

Итак, АКПП…

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

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

 

В устройство АКПП входит:

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

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

 

Гидротрансформатор

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

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

 

Принцип работы гидротрансформатора

 

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

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

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

 

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

1. планетарных элементов
2. муфт сцепления и тормозов
3. ленточных тормозов

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

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

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

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

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

 

Гидравлическая система управления

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

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

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

 

Достоинства и недостатки АКПП

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

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

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

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

принцип работы КПП DAF, схема переключения

Эффективность транспортировок различных грузов зависит от множества факторов (габариты фуры, маршрут, оптимизация загрузки, опыт исполнителей), но одним из самых главных является исправность и надежность всех механических узлов, в особенности силовой установки и коробки передач.

КПП DAF, производимые ZF Friedrichshafen AG (AS Tronic) или непосредственно DAF, отличаются высоким качеством сборки, компактностью, отличной ремонтопригодностью, малым весом, а также, благодаря регулярному совершенствованию узлов, прогрессивной эффективностью. Такие сложные устройства обладают разными алгоритмами работы и определенными особенностями.

Устройство и принцип работы КПП ДАФ

Современные трансмиссии, применяемые в грузовиках ДАФ:

• механические – 16 скоростей с системой прямого привода;
• автоматизированные – 12 или 16 передач с функцией передачи мощности на гипоидный задний мост, оснащенный механизмом блокировки дифференциала.

Некоторые модели, такие как пятипозиционная гидромеханическая МКПП, могут быть изготовлены на заказ. Хоть многие и предпочитают вручную управлять трансмиссией тягача, при нынешней плотности движения автоматические модели становятся все более выгодными. Переключение скоростей КПП ДАФ по схеме: пневматические переключающие цилиндры, управляемые соленоидами, приводят в действие вилки, при помощи которых задействуются кулисы.

АКПП DAF могут дополняться коробками отбора мощности, которые передают крутящий момент на привод дополнительного оборудования, интардерами, позволяющими замедлять автомобиль без использования тормозов, сервошифтом, синхронизированными демультипликатором и делителем для обеспечения пониженного или повышенного ряда передач, картером сцепления, а также устройствами, позволяющими использовать автомат как механику.

Коробка передач DAF AS Tronic использует комбинацию автоматического сухого сцепления и электронно-пневматической коробки с кулачковыми муфтами. Конструкция состоит из главного узла, группы исполнительных механизмов, рычага, модуля расширения, переключателя режимов движения, а также дисплея для отображения всех функций. В зависимости от количества передач блок может быть трех- или четырехступенчатым.

Основные особенности эксплуатации

Такие прогрессивные узлы включают в себя несколько датчиков для контроля над различными процессами и оптимизации работы трансмиссии:

• датчик давления;
• сенсор перемещения;
• датчик оборотов коленчатого и первичного вала.

Схема переключения передач ДАФ представлена двойным H либо каскадным. Переключатель (тумблер), расположенный на рычаге, позволяет выбирать быструю или медленную группу переднего делителя. Планетарные механизмы исключают деформацию валов.

Современные роботизированные 12-ступенчатые коробки передач ДАФ 105 XF обладают специальной системой, которая облегчает начало движения в гору после остановки ТС, а некоторые модели имеют 2 промежуточных вала. Синхронизация осуществляется через трансмиссионный тормоз и управление ДВС. Оперативное и легкое переключение передач на ДАФ 95 и других моделях обусловлено наличием пневматического усилителя.

Несмотря на совершенствование конструкций, во время эксплуатации детали любых коробок передач неизбежно подвергаются износу, а самые лучшие модели помимо достоинств наделены и некоторыми недостатками.

Плюсы и минусы КПП на DAF 95 и 105

Преимущества:

• оптимальный подбор передач и существенная экономия топлива;
• дополнительная защита от поломок и подгорания сцепления;
• пониженная шумность функционирования и плавность начала движения;
• удобство и простота эксплуатации в тяжелых условиях;
• складной селектор;
• длительный ресурс сцепления.

Недостатки:

• проблемы с датчиками выходного вала;
• чувствительность к качеству воздуха;
• сложность диагностики и ремонта.

Коробки ZF заправляются специальным маслом уникальной разработки для всесезонной эксплуатации. Оптимально подобранный состав смазывающей жидкости позволяет значительно увеличивать интервал замены при езде на дальние дистанции и/или при транспортировке грузов в тяжелых климатических условиях.

Возможные проблемы и их решение

Прогрессивная электроника способна информировать водителя о неисправностях различными диагностическими кодами. Ошибки трансмиссии ДАФ выводятся на желтом (некритичные неисправности) или красном фоне (опасные поломки).

Все неисправности узла можно разделить на 4 группы:

• электронные;
• механические;
• антифрикционные;
• пневматические.

Проблемы устраняются путем дефектовки или замены деталей, промывки и очистки элементов корпуса, а также замены масла. После внесения изменений в конструкцию АКПП важно корректировать и электронный блок управления. Использование современного оборудования позволяет оперативно осуществлять диагностику, демонтаж, разборку, сборку и установку сложного узла.

При всех нововведениях и инновационных технологиях рекомендации по обслуживанию коробок переключения передач ДАФ во многом остаются стандартными: своевременно менять масло, проверять работу радиатора, не допускать длительную буксировку, избегать агрессивной езды, прогревать трансмиссию и не включать режим парковки во время движения.

расшифровка, принцип работы и устройство

Двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные, имеют достаточно узкий рабочий диапазон. Механическая коробка передач необходима для обеспечения оптимального режима работы силового агрегата.

Изменения передаточного соотношения осуществляется вручную, обычно переводом рычага из одного положения в другое. Для обеспечения переключений производится разрыв потока мощности при помощи механического сцепления.

Экскурс в историю

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.

Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

• обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
• разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
• наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

Принцип работы МКПП

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

• картер;
• входной, выходной и промежуточный валы;
• синхронизаторы;
• ведущих и ведомых шестерней;
• механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые. При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей.

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

• подвижно на шлицах;
• фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• рычага;
• приводов;
• ползунов;
• вилки;
• замка;
• муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передач во многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

Как переключать скорости на механической коробке передач

Эксплуатация автомобилей с МКП и управление ими имеет целый ряд особенностей, которые необходимо знать водителю. Возникает закономерный вопрос: как пользоваться механической коробкой передач? Обучение этому начинается во время обучения в автошколе, начиная от показа инструктором до наработки автоматического навыка в переключении передач.

Как переключать скорости на механической коробке передач обычно указано на схеме, нанесенной на наружную поверхность рукоятки рычага. В целом процесс выглядит следующим образом:

• водитель выжимает сцепление левой ногой;
• рукой переводит рычаг из одного положения в другое;
• плавно отпускает педаль сцепления и плавно нажимает на акселератор.

Переключения передач у механической коробки осуществляется в соответствии со схемой, которая указывается в технической документации к автомобилю. Опытные водители рекомендуют придерживаться приведенных ниже правил, которые позволят увеличить ресурс агрегата:

• использование прямой передачи (обычно четвертой) позволит значительно уменьшить потребление топлива;
•  переключение скоростей на механической коробке передач следует выполнять строго в соответствии с разработанной производителем инструкцией;
• включение задней передачи производить только после полной остановки автомобиля;
• педаль сцепления выжимается быстро и до упора ее в пол, отпускать же следует плавно без рывка;
• на обледенелой или мокрой дороге движение накатом недопустимо;
• при прохождении поворотов не рекомендуется производить переключений передач;
• эффективным на свободной дороге является приемом торможения двигателем путем последовательного понижения передачи до минимальной;
• периодический контроль уровня масла в коробке и своевременная замена в процессе технического обслуживания обеспечит увеличение ее ресурса.

Видео — советы как переключать скорости на механической коробке передач:

Освоение приемов управления автомобилем требует постоянной практики. Действия инструктора показаны в мельчайших подробностях, наблюдение за ними позволит сформировать правильные мышечные реакции у начинающего водителя.

Масло для механической коробки передач

Техническое обслуживание агрегатов трансмиссии производится в соответствии с сервисной книжкой. В большинстве коробок МКПП замена эксплуатационной жидкости осуществляется через каждые 50-60 тысяч км пробега. За этот период в ней накапливаются продукты износа и теряются смазывающие свойства.

При ТО следует лить специальное трансмиссионное масло для механической коробки передач, указанное в руководстве по эксплуатации. Особенно это касается машин иностранного производства, применение несоответствующего масла может привести к износу и даже поломке агрегата.

Для ответа на вопрос какое масло в МКПП следует ознакомиться с записями в сервисной книжке, где делаются отметке о марке технической жидкости.

Специалисты рекомендуют использовать один ее вид при замене, что позволит свести к минимуму негативное воздействие на резиновые сальники. Замена масла в МКПП процедура несложная и может осуществляться самостоятельно без привлечения специалистов из автотехцентров. Это позволит сократить издержки на эксплуатацию автомобиля.

Механическая коробка передач отличается простотой конструкции и, как следствие, высокой надежностью. В Европе почти 80 процентов автомобильного парка оснащены МКПП, в нашей стране их доля еще выше.

Помимо высокой надежности, водителей привлекают и такие достоинства, как меньший расход топлива при одинаковых характеристиках двигателя. Неудобство, связанное с необходимостью ручного переключения передач, становится незаметным по мере выработки автоматизма действий.

Согласно отзывам владельцев Пежо 308, им нравится управлять автомобилем, укомплектованным механической коробкой передач.

Удобно вести поиск запчастей по VIN коду автомобиля (как), но не всегда это происходит в онлайн режиме.

Об автомобиле Renault Sandero Stepway New (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/auto/renault/sandero-stepvej.html) сказано много лестных слов.

Видео — как переключать скорости на механической коробке передач:

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 приведена диаграмма передаточного числа редуктора MUV.

Шестерня	Коэффициент
1 st шестерня	3.78: 1
2 nd шестерня	2.20: 1
3 ряд шестерня	1.42: 1
4 th шестерня	1: 1
5 -я передача (повышающая передача)	0,83: 1

Передаточные числа варьируются от автомобиля к автомобилю. В грузовых автомобилях передаточные числа обычно выше, чем в легковых автомобилях, поскольку они должны нести тяжелые грузы.

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 используется 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 целым. Он приводит в движение отдельные шестерни на главном валу, которые свободно вращаются на подшипниках. Таким образом, коробка передач передает привод на колеса в зависимости от шестерни, которая входит в зацепление с главным валом. Когда вы толкаете втулку переключателя по направлению к желаемой передаче, эта шестерня фиксируется на главном валу и вращает его. Таким образом, главный вал вращается со скоростью включенной передачи и обеспечивает выходную мощность в соответствии с передаточным числом включенной передачи.

Схема работы первой передачи

Коробка передач: скорость против тяги

Вам нужна как скорость, так и тяга при вождении автомобиля.Шестерни в коробке передач помогают выбрать любую из них в зависимости от условий движения. Низшая передача, 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, очень важно выбрать правильную передачу в соответствии с дорожными условиями и условиями нагрузки.С короткой передачей вы получаете лучшее ускорение или прием, в то время как высокая передача дает вам более высокую максимальную скорость.

Типы коробки передач:

В целом 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 10 скоростей
3. Бесступенчатая трансмиссия — вариатор
4. Автоматическая механическая коробка передач (AMT) — до 5 скоростей.
5. Коробка передач с двойным сцеплением — (DCT)

Согласно механизму переключения, производители классифицируют автомобильную трансмиссию 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

Планетарные передачи

: принципы работы

Планетарные передачи лежат в основе современной инженерии и используются в коробках передач, которые приводят в действие все, от базового оборудования завода до новейших электромобилей. Простая конфигурация центрального привода и вращающихся шестерен была разработана тысячи лет назад для моделирования движения планет.Сегодня инженеры используют планетарные передачи в приложениях, требующих высокой плотности крутящего момента, эффективности работы и долговечности. В этой статье мы исследуем принципы работы, как работают планетарные передачи и где их можно найти.

Что такое планетарный редуктор?

Простой планетарный ряд состоит из трех основных компонентов:

1. Солнечная шестерня, которая находится в центре (центральная шестерня).
2.Несколько планетарных шестерен.
3. Зубчатый венец (внешняя шестерня).

Три компонента составляют ступень планетарного редуктора. Для более высоких передаточных чисел мы можем предложить двойные или тройные ступени.

Планетарные редукторы

могут приводиться в действие электродвигателями, гидравлическими двигателями, бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания.

Нагрузка от солнечной шестерни распределяется на несколько планетарных шестерен, которые могут использоваться для привода наружного кольца, вала или шпинделя.Центральная солнечная шестерня принимает на себя высокоскоростной вход с низким крутящим моментом. Он приводит в движение несколько вращающихся внешних шестерен, что увеличивает крутящий момент.

Простая конструкция — это высокоэффективный и действенный способ передачи мощности от двигателя к выходу. Приблизительно 97% потребляемой энергии выдается на выходе.

Принципы работы

Компания Lancereal предлагает три различных типа планетарных редукторов: привод колес, выход вала и выход шпинделя.Вот что они собой представляют и как работают.

Колесный привод

В планетарной коробке передач с полным приводом солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые прикреплены к водилу. Когда солнечная шестерня приводится в движение, планетарные шестерни вращают внешнюю кольцевую шестерню. Колеса могут быть установлены над корпусом коробки передач. Установив колесо непосредственно на коробку передач, можно минимизировать размер сборки. Планетарные передачи полного привода могут обеспечивать крутящий момент до 332 000 Нм.

Выход вала

В редукторах с приводом от вала солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые размещены во вращающемся водиле. Зубчатый венец удерживается неподвижно, а вращающееся водило передает привод на вал.

Корпус редуктора прикреплен непосредственно к машине, выходом является вращающийся вал. Наш ассортимент выходных шестерен на валу может обеспечивать крутящий момент до 113 000 Нм.

Выход шпинделя

Выходные планетарные редукторы шпинделя работают аналогично выходным валам; однако выход поставляется в виде фланца.Наши планетарные шестерни привода шпинделя могут обеспечивать крутящий момент до 113000 Нм.

Для чего используются планетарные передачи?

Планетарные передачи могут использоваться для различных целей. Компания Lancereal предлагает планетарные редукторы для использования в промышленных и мобильных приложениях.

Наши планетарные редукторы используются в:

• Колесные приводы
• Приводы гусеничные
• Конвейеры
• Поворотные приводы
• Приводы подъемные
• Смешивание
• Приводы лебедки
• Насосы
• Форсунки для гибких труб
• Приводы шнека и сверла
• Приводы фрезерной головки

Планетарные зубчатые передачи могут использоваться поэтапно, предлагая различные варианты передаточного числа, которые можно адаптировать к вашим требованиям.

Какие у меня есть варианты?

Наши планетарные редукторы доступны в вариантах с 1 и 2 скоростями. Мы можем предоставить одно-, двух- или трехступенчатые агрегаты для любого применения. Мы также можем включить гидравлическое, динамическое и электромагнитное торможение в наш ассортимент планетарных коробок передач.

Как узнать, какая планетарная коробка передач мне нужна?

Выбор планетарного редуктора, его размера и передаточного числа должен определяться результатом.Это тщательный баланс между размером, эффективностью, производительностью и стоимостью. В Lancereal у нас консультативный подход к дизайну. Каждый проект мы начинаем с глубокого понимания области применения, скоростей, крутящего момента и функций машины.

Мы используем наш опыт и знания для определения и поставки подходящего решения с планетарной передачей, которое является рентабельным и надежным. Каждая поставляемая нами коробка передач будет работать безотказно в течение многих лет. Именно это сочетание инженерного мастерства и постоянных инноваций позволяет компании Lancereal оставаться в авангарде технологий редукторов.

---

Связаться

Мы являемся ведущим специалистом в области передачи энергии, пожалуйста, обращайтесь к нам по любым вопросам, связанным с планетарными редукторами. У нас есть внутренние возможности для адаптации к любым вашим требованиям.

T: +44 (0) 1484 606040

E: [email protected]

Как работает коробка передач (трансмиссия)?

Преобразование скорости и крутящего момента происходит в коробках передач за счет расположения шестерен или шкивов разных размеров.

Преобразование скорости

Как объясняется в статье, что такое трансмиссия (коробка передач) и для чего она используется? Трансмиссии используются, помимо прочего, для установки желаемой скорости. Такое преобразование скорости становится очевидным, если посмотреть на анимированную трансмиссию ниже. В этом случае скорость снижается от передачи к передаче.

Анимация: Работа зубчатой ​​передачи

Снижение скорости можно отнести к разному количеству зубьев между соответствующими парами шестерен.Например, первая ведущая шестерня (зеленая) на приводном валу имеет всего 15 зубьев. В результате эти 15 зубьев полностью вращаются один раз при повороте шестерни. Они проталкивают следующую ведомую шестерню (оранжевая) на 15 зубьев дальше.

Однако у этой ведомой шестерни больше зубьев из-за большего диаметра. В результате он больше не перемещается на полный оборот. В данном случае ведомая шестерня имеет всего 30 зубьев. Таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая шестерня толкается только на половину оборота.В конечном итоге это означает уменьшение скорости вдвое.

Обратите внимание, что отдельные зубья больших шестерен также имеют те же размеры, что и зубья меньших шестерен, поскольку соответствующие зубья должны соответствовать друг другу. Такая блокировка шестерен также называется зацеплением .

Передаточное число

Изменение скорости от ведущего колеса к ведомому описывается так называемым передаточным отношением i. Он определяется следующим образом:

\ begin {align}
\ label {def_uebersetzungsverhaeltnis}
& \ boxed {i = \ frac {n_1} {n_2}} \\ [5px]
\ end {align}

В этом уравнении n ₁ обозначает скорость вращения ведущего колеса, а n ₂ — скорость вращения ведомого колеса.Если направление вращения реверсируется с помощью ступени переключения передач, это обычно обозначается отрицательным знаком. Однако по причинам простоты это соглашение не будет применяться в дальнейшем.

В случае, описанном выше, передаточное число между двумя шестернями равно i = 2, что означает, что ведущее колесо вращается в два раза быстрее, чем ведомое колесо, или ведомое колесо движется только вдвое медленнее ведущего колеса. Часто передаточные числа также указываются в форме 2: 1 («два к одному»).

Передаточное число определяется как отношение скоростей вращения ведущего колеса к ведомому. Он наглядно показывает, как часто ведущее колесо должно поворачиваться за один оборот ведомого колеса!

Зубчатая передача

Для двух парных шестерен передаточное число определяется (обратным) соотношением числа зубьев z или соответствующего диаметра делительной окружности d:

\ begin {align}
\ label {zaehne_uebersetzungsverhaeltnis}
& \ boxed {i = \ frac {z_2} {z_1} = \ frac {d_2} {d_1}} \\ [5px]
\ end {align}

Рисунок: Рабочий диаметр делительной окружности зубчатых колес

Рабочий диаметр делительной окружности — это диаметр воображаемых продольных цилиндров , которые катятся друг на друга без скольжения (несколько неточно упоминается как диаметр делительной окружности ).Следовательно, окружные скорости на рабочем делительном круге обеих шестерен идентичны. Диаметр делительной окружности зубчатого колеса в конечном итоге эквивалентен диаметру шкива ременной передачи.

Рабочий диаметр делительной окружности — это диаметр воображаемых цилиндров, которые катятся друг на друга без проскальзывания!

Анимация: Цилиндры шага

Ременный привод и цепной привод

В случае фрикционного привода колеса или ременной передачи (или цепной передачи) передаточное отношение может быть определено (обратным) соотношением соответствующих диаметров колеса d:

\ begin {align}
\ label {rad_uebersetzungsverhaeltnis}
& \ boxed {i = \ frac {d_2} {d_1}} \\ [5px]
\ end {align}

Рис.: Диаметр колеса для тягового редуктора

Если, например, ведомое колесо в два раза больше ведущего колеса, это также относится к соответствующей окружности колеса.В то время как ведущее колесо вращается один раз, колесо двойного размера вращается только на пол-оборота (либо путем наматывания друг на друга в случае фрикционных колес, либо с помощью цепей или ремней в случае ременной передачи или цепной передачи). Таким образом, скорость уменьшается вдвое, и снова присутствует передаточное число i = 2.

Ступени редуктора

В принципе, каждой колесной паре в трансмиссии, при которой изменяется скорость, может быть назначено определенное передаточное число. Приведенные выше анимации зубчатой ​​передачи и ременной передачи показывают, что трансмиссия обычно состоит не из одной пары колес, а из нескольких, каждая из которых установлена ​​на другом валу.

Каждая пара колес, которые входят в зацепление друг с другом, представляет собой так называемую ступень шестерни и характеризуется определенным передаточным числом. Как правило, коробка передач имеет несколько ступеней передачи, каждая с различным передаточным числом.

Рисунок: Ступени редуктора

Ступень редуктора — это колесная пара в коробке передач, при которой изменяется скорость или крутящий момент!

Итак, когда мы говорим о передаточном отношении всей коробки передач, мы имеем в виду общее передаточное число , т.е.е. передаточное отношение между входным и выходным валами всего редуктора! Общее передаточное число i _t можно рассчитать, умножив индивидуальные передаточные числа ступеней редуктора:

\ begin {align}
& \ boxed {i_ {t} = i_1 \ cdot i_2 \ cdot i_3 \ cdot \ dots} \\ [5px]
\ end {align}

Общее передаточное число редуктора получается путем умножения индивидуальных передаточных чисел соответствующих ступеней редуктора!

Более подробную информацию о функциях и устройстве ступеней редуктора можно найти в статье Что такое ступень редуктора ?.

Формы передаточных чисел

Коробки передач

не всегда должны быть рассчитаны на снижение скорости, как в случае с анимацией выше. Во многих технических приложениях также желательно увеличение скорости. Так бывает, например, при движении по шоссе. Чтобы двигаться вперед как можно быстрее, колеса должны как можно быстрее вращаться. Следовательно, необходимо увеличить скорость вала двигателя с помощью трансмиссии. Затем большая шестерня должна приводить в движение меньшее колесо.

В таких случаях передаточные числа меньше единицы и также говорят о передаточном числе . При передаточных числах больше единицы ведомое колесо вращается медленнее, чем ведущее колесо, и можно сказать несколько неточно о передаточном числе . Обратите внимание, что мощность в физическом смысле не преобразуется, а остается постоянной. Только крутящий момент увеличивается при передаточном числе мощностей. Поскольку скорость уменьшается в соответствии с увеличением крутящего момента, трансмиссию часто называют шестеренчатым редуктором или редуктором скорости .

Передаточное число, которое приводит к увеличению скорости, называется передаточным числом. Передаточное число, которое приводит к увеличению крутящего момента, называется передаточным числом.

Например, при трогании с места на первой передаче имеется передаточное число с максимальным передаточным числом примерно i _max = 3,6. Соответственно, скорость уменьшается в 3,6 раза по сравнению со скоростью двигателя. С другой стороны, на высшей передаче мотор-редуктор с возможностью переключения передач имеет передаточное число с минимальным передаточным числом ок.i _мин = 0,8. Таким образом, скорость увеличивается в 1,25 раза (= 1 / 0,8).

Коробки передач

, которые могут изменять свое передаточное число, также называются коробками передач с возможностью переключения передач, или , механическими коробками передач или, для краткости, переключениями передач . Важной характеристикой трансмиссий с возможностью переключения передач является увеличение передаточного числа от минимального до максимального. Чем больше это увеличение, тем больше можно переключать диапазоны скоростей.Это увеличение также обозначается как разброс передачи S и рассчитывается следующим образом:

\ begin {align}
& \ boxed {S ​​= \ frac {i_ {max}} {i_ {min}}} = \ frac {3.6} {0.8} = 4.5 \\ [5px]
\ end {align}

Для описанной коробки передач разброс составляет S = 4,5, что означает, что передаточное число может быть увеличено в 4,5 раза, начиная с минимального значения.

Отношение максимального к минимальному передаточному числу переключаемой коробки передач называется разбросом передачи!

Преобразование крутящего момента

В предыдущем разделе было описано преобразование скоростей двух шестерен.Из-за экономии энергии изменение крутящего момента всегда связано с этим изменением скорости (см. Также статью Что такое коробка передач и для чего она используется?)! Это обсуждается более подробно в следующих разделах.

Зубчатая передача

Изменение крутящего момента внутри пары шестерен становится очевидным, если более внимательно посмотреть на возникающие силы. Далее предполагается, что ведущее зубчатое колесо имеет крутящий момент M ₁ . Соседняя шестерня приводится в движение этим крутящим моментом.

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговом шестерне

В зависимости от диаметра ведущей шестерни d ₁ определенная сила F связана с крутящим моментом M ₁ . С этой силой боковые поверхности зубьев на делительной окружности ведущей шестерни теперь прижимаются к боковым сторонам зубьев ведомой шестерни (также действуя на делительную окружность).

Действующая сила F может быть определена из определения крутящего момента («крутящий момент = приложенная сила x плечо рычага»). Таким образом, при заданном крутящем моменте M ₁ соответствующая сила F на боковых сторонах зуба может быть определена с использованием соответствующего диаметра делительной окружности d ₁ :

\ begin {align}
& M_1 = F \ cdot r_1 = F \ cdot \ frac {d_1} {2} \\ [5px]
\ label {m_t}
& \ underline {F = 2 \ cdot \ frac {M_1 } {d_1}} \\ [5px]
\ end {align}

Примечание: Для упрощения было принято, что сила действует по касательной к делительной окружности, так что сила и плечо рычага (= диаметр половины делительной окружности) перпендикулярны друг другу.Более подробную информацию о фактическом направлении силы эвольвентных шестерен можно найти в соответствующей статье.

Рассчитанная сила F ведущей шестерни по уравнению (\ ref {m_t}) также действует на ведомую шестерню. Однако, поскольку ведомая шестерня имеет другой диаметр делительной окружности, сила теперь действует на измененное плечо рычага (d ₂ /2). Следовательно, это также связано с изменением крутящего момента:

\ begin {align}
& M_2 = F \ cdot r_2 = F \ cdot \ frac {d_2} {2} ~~~ \ text {с уравнением (2)} ~~~ F = 2 \ cdot \ frac {M_1} {d_1} ~~~ \ text {:} \\ [5px]
& M_2 = \ underbrace {2 \ cdot \ frac {M_1} {d_1}} _ {= F} \ cdot \ frac {d_2} {2} \ \ [5px]
\ label {m_1}
& \ underline {M_2 = M_1 \ cdot \ frac {d_2} {d_1}} \\ [5px]
\ end {align}

Уравнение (\ ref {m_1}) показывает, что крутящий момент M ₂ на ведомой шестерне пропорционален отношению соответствующих диаметров делительной окружности d ₂ / d ₁ .Чем больше ведомая шестерня по отношению к ведущей, тем больше будет увеличение крутящего момента.

Для шестерен диаметр делительной окружности прямо пропорционален количеству зубьев. Поскольку при двойном диаметре (делительной окружности) окружность зубчатого колеса в два раза больше и, следовательно, также предоставляется место для вдвое большего количества зубьев.

Если ведомая шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня, соответствующее двойное плечо рычага в конечном итоге удваивает крутящий момент.В этом отношении увеличение крутящего момента также можно выразить соотношением количества зубьев:

\ begin {align}
\ label {m_2}
& \ underline {M_2 = M_1 \ cdot \ frac {z_2} {z_1}} \\ [5px]
\ end {align}

Отношение диаметров делительной окружности в уравнении (\ ref {m_1}) или отношение количества зубьев в уравнении (\ ref {m_2}) соответствует передаточному отношению i в уравнении (\ ref {zaehne_uebersetzungsverhaeltnis}). Это означает, что изменение крутящего момента также может быть выражено непосредственно передаточным числом:

\ begin {align}
\ label {1} ​​
& \ boxed {M_2 = M_1 \ cdot i} ~~~ \ text {with} ~~~ \ underline {i = \ frac {z_2} {z_1} = \ frac {d_2} {d_1} = \ frac {n_1} {n_2}} \\ [5px]
\ end {align}

Обратите внимание, что передаточное число определяется как отношение скоростей вращения ведущей шестерни к ведомым шестерням.Таким образом, для скорости n ₂ ведомой шестерни при определенном передаточном отношении i применяется следующее отношение к исходной скорости n ₁ :

\ begin {align}
\ label {2}
& \ boxed {n_2 = \ frac {n_1} {i}} \\ [5px]
\ end {align}

По мере увеличения крутящего момента в соответствии с уравнением (\ ref {1}) при определенном передаточном числе скорость уменьшается в той же степени в соответствии с уравнением (\ ref {2}) и наоборот. В конечном итоге это прямое следствие закона сохранения энергии.В разделе «Энергетический подход» это соотношение явно выводится с использованием закона сохранения энергии.

При увеличении скорости с помощью коробки передач крутящий момент уменьшается в той же степени, и наоборот!

Обратите внимание, что приведенные выше уравнения применимы только к идеальному случаю недиссипативной коробки передач. Как правило, трение вызывает снижение мощности и, следовательно, уменьшение теоретически рассчитанного крутящего момента для ведомого вала. Эти потери мощности учитываются КПД передачи \ (\ eta_g \):

\ begin {align}
& \ boxed {M_2 = M_1 \ cdot i \ cdot \ eta_g} \\ [5px]
\ end {align}

Однако для расчета скорости КПД передачи не играет роли, так как преобразование скорости зависит от количества зубьев (зубцы не могут проникать друг в друга и, таким образом, обеспечивают более низкую скорость, чем задано соотношением передаточных чисел). количество зубов).

Ременная передача

Также в тяговом механизме изменение крутящего момента происходит так же, как и в зубчатых передачах. В зависимости от диаметра d ₁ ведущее колесо с крутящим моментом M ₁ натягивает ремень или цепь с определенной силой F в соответствии с уравнением (\ ref {m_t}).

Рис.: Преобразование крутящего момента в тяговом редукторе (входном)

Та же сила F действует также на ведомое колесо через ремень или цепь. Поскольку диаметр d ₂ ведомого колеса отличается от диаметра ведущего колеса, получается изменение крутящего момента M ₂ .Измененный крутящий момент M ₂ на ведомом колесе снова получается из уравнения (\ ref {m_1}). Точные силы, действующие на ременные передачи, более подробно описаны в отдельных статьях.

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговом редукторе (выходном)

Работа механической и автоматической коробки передач

Принцип работы трансмиссии как на ручной, так и на автоматической системе довольно прост и интересен. В моей предыдущей статье система трансмиссии была объяснена как механизм, который передает мощность, создаваемую автомобильным двигателем, на ведущие колеса, называется СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ (или СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ).Поскольку двигателю необходимо преобразовывать свою механическую мощность в ведущие колеса, трансмиссия играет важную роль. К ним относятся изменяющийся крутящий момент, направление, скорость и позволяет автомобилю заводиться с высоким крутящим моментом.

Прочтите: все, что вам нужно знать о системе трансмиссии

Большинство водителей предпочитают механическую коробку передач в своем автомобиле. Что ж, у них обоих есть свои преимущества и ограничения, которые объясняются в другом посте.

Сегодня мы рассмотрим, как работают механическая и автоматическая трансмиссии.

Работа системы МКПП:

Механическая коробка передач включает в себя набор шестерен и пару валов, которые являются входным и выходным валами. Шестерня на первом валу входит в зацепление с шестернями на другом валу. Передаточное отношение между выбранной передачей на первичном валу и шестерней, включенной на выходном валу, определяет общее передаточное число для этой передачи.

Передачи включаются в системе механической коробки передач путем перемещения рычага переключения передач.Взаимодействие осуществляется посредством рычажных механизмов, управляющих перемещением шестерен вдоль первичного вала. Автомобили с четырьмя передачами или скоростью имеют два рычага, а автомобили с пятью или шестью скоростями имеют три рычага. Эта связь изменяется при перемещении рычага переключения передач влево и вправо.

Сцепление играет важную роль в работе механической коробки передач, поскольку отсоединяет двигатель от первичного вала трансмиссии при нажатии. Он освобождает шестерни на первичном валу, заставляя его легко двигаться, поскольку двигатель передает крутящий момент через первичный вал.Это вызвало помолвку. Говорят, что сцепление отключено, когда рычаг сцепления не нажат. Как только сцепление отключает питание от двигателя к коробке передач, водитель легко выбирает передачу и отпускает сцепление. Отпускание сцепления позволило повторно подключить мощность двигателя к входному валу, что заставило автомобиль двигаться с выбранным передаточным числом.

Прочтите: различные типы сцепления и принцип их работы

На видео ниже показано, как работает система механической коробки передач:

Принцип работы автоматической коробки передач:

В работающей АКПП процесс происходит точно так же, как и в МКПП, но происходит он бэкдор и автоматически.В этой ситуации муфта отсутствует, и трансмиссия полагается на преобразователь крутящего момента для передачи желаемой скорости.

Когда двигатель вращается с замедлением, очень небольшой крутящий момент передается через жидкость и турбину внутри преобразователя крутящего момента. А когда двигатель быстро вращается, весь крутящий момент двигателя передается на трансмиссию. Гидротрансформатор является причиной того, что автомобили с автоматической коробкой передач медленно двигаются вперед на холостом ходу и в приводе. Небольшая часть крутящего момента двигателя передается на входной вал трансмиссии.

Поскольку гидротрансформатор управляет подключением входа трансмиссии от двигателя. шестерни внутри трансмиссии включаются без прямого указания водителя. В трансмиссии используется один концентрический вал с набором шестерен внутри и вокруг друг друга в планетарной системе, включая солнечную шестерню. Водило планетарной передачи удерживает многоступенчатые планетарные шестерни и коронную шестерню.

Планетарный редуктор работает путем изменения скорости входной и выходной передач посредством переключения одной передачи на другую.Диапазон доступных соотношений зависит от того, какой из них задействован. Это полная гидравлическая система или система управления, которая задействует планетарные передачи в определенный момент времени. Эта гидравлическая система управления управляется запрограммированным электронным блоком управления.

Зубчатые передачи связаны со входом двигателя с помощью ряда внутренних муфт, которые управляются компьютером и гидравлической системой. Это помогает двигателю определить передаточное число, которое будет выводиться через выходной вал на ведущий вал колеса.

Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как работает автоматическая коробка передач:

На этом статья «Принцип работы автомобильной трансмиссии». Я надеюсь, что знания достигнуты, если да, любезно комментируйте, делитесь и рекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач.Поскольку двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать крутящий момент, создаваемый при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна коробка передач для работы транспортного средства? Без трансмиссии у транспортных средств только одна передача, требуется целая вечность, чтобы достичь более высоких скоростей, и быстро изнашивать двигатель из-за постоянно высоких оборотов.

Принцип автоматической коробки передач

Принцип, лежащий в основе автоматической трансмиссии, основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного числа для использования, в значительной степени зависящего от желаемой скорости транспортного средства.Трансмиссия соединяется с двигателем в колоколе, где преобразователь крутящего момента преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии передает эту мощность на приводной вал через планетарный редуктор и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей. В зависимости от марки и модели сюда входят автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, увеличение скорости было бы проблемой, потому что двигатель вращается только на определенных оборотах в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты на более низких передачах и, следовательно, более низкую скорость. Если наивысшая передача была второй, то транспортному средству нужно было бесконечно разгоняться до скорости на более низких оборотах, постепенно увеличивая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость. Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

За счет использования определенных передач, которые работают вместе друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, уменьшая нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое является соотношением шестерен по размеру и количеству зубьев). Шестерни меньшего размера вращаются быстрее, чем шестерни большего размера, и для каждой позиции шестерни (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при транспортировке тяжелых грузов, поскольку более тяжелая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать более горячим и сжигать трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость течет по трубкам в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более тяжелые нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Гидротрансформатор умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала.Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как механизм блокировки, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить пробуксовку коробки передач, что приводит к снижению эффективности.

Гидротрансформатор может иметь одну из двух форм. Первая, гидравлическая муфта, использует по крайней мере двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии на приводной вал, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механической муфте, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал.Другой, преобразователь крутящего момента, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения крутящего момента, выходящего из трансмиссии. Преобразователь использует ряд лопастей и реактора или лопаток статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, резко увеличивая эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарного редуктора

Знание того, как части автоматической трансмиссии работают вместе, действительно может увидеть все это в перспективе.Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса, основным компонентом является планетарный ряд. Эта зубчатая передача состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарный механизм размером примерно с дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы шестерен работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, необходимого в любой момент времени.В некоторых случаях шестерни не служат никакой цели при определенном передаточном числе и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не понадобятся. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два набора солнечных и планетарных шестерен, но только одну коронную шестерню. Целью этого типа редуктора является обеспечение крутящего момента в меньшем пространстве или увеличение общей мощности транспортного средства, например, в грузовике большой грузоподъемности.

Изучение шестерен

Во время работы двигателя трансмиссия реагирует на любую передачу, которую в данный момент включает водитель.В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не нужен крутящий момент, когда автомобиль не движется. У большинства автомобилей есть различные приводные механизмы, используемые при движении вперед, от первой до четвертой.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют еще больше передач, даже до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно грузовиках средней и большой грузоподъемности, используется повышающая передача, чтобы поддерживать более высокие скорости, а также повышать топливную экономичность.

Наконец, автомобили используют заднюю передачу для заднего хода. В задней передаче используется одна из меньших шестерен для включения более крупной планетарной передачи, а не наоборот при движении вперед.

Как в трансмиссии используются муфты и ленты

Кроме того, в автоматической коробке передач используются муфты и ленты, которые помогают достичь различных необходимых передаточных чисел, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, в то время как ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались, когда в них нет необходимости.Ремни, управляемые гидравлическими поршнями в трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют сцеплениями, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в форме дисков врезаются в стальные диски благодаря специальному покрытию. Вместо того, чтобы повредить пластины, диски постепенно сжимают их, медленно передавая мощность, которая затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные диски представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конечном итоге это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и, в конечном итоге, к отказу трансмиссии. Механик проверит трансмиссию, если у автомобиля есть проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда берется «настоящая» мощность в автоматической коробке передач? Реальная сила заключается в гидравлической системе, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор.Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие содержащихся в ней муфт и лент. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель транспортного средства. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из отстойника с одной стороны, одновременно подавая ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Регулятор регулирует трансмиссию, сообщая ему скорость автомобиля. Регулятор с подпружиненным клапаном открывается тем сильнее, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлической системе трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух видов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько сильно работает двигатель, увеличивая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

Правильно обслуживая трансмиссию, владельцы автомобилей могут рассчитывать, что она прослужит весь срок службы автомобиля. В очень прочной системе автоматической трансмиссии используется множество различных деталей, включая преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, которые обеспечивают мощность на ведущие колеса автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на предмет повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените.

Общие проблемы и симптомы проблем автоматической коробки передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной трансмиссией, включают:

• Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание трансмиссии.
• Трансмиссия издает множество странных мычаний, стуков и мычаний. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие шумы, чтобы определить, в чем проблема.
• Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и вам следует попросить механика устранить эту проблему как можно скорее. Трансмиссионная жидкость не горит, как моторное масло. Регулярная проверка уровня жидкости механиком может помочь решить потенциальную проблему до ее начала.
• Запах гари, особенно из области трансмиссии, может указывать на очень низкий уровень жидкости. Трансмиссионная жидкость предохраняет шестерни и детали трансмиссии от перегрева.
• Контрольная лампа двигателя также может указывать на проблему с автоматической коробкой передач.Попросите механика провести диагностику, чтобы найти точную проблему.

Принцип работы и типы коробок передач

Коробка передач

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

Принцип передачи

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

Шестерня А приводит в движение Шестерня В

Шестерня C Приводы Шестерня D

Следовательно, общее передаточное число составляет:

1.Типы коробок передач:

Следующие типы коробок передач используются в автомобилях:

· Раздвижная сетка

· Постоянная сетка

· Synchromesh.

и. Коробка передач с подвижной сеткой

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

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

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

Нейтральная передача:

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

Шестерня первого или нижнего вала:

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

Шестерня второй скорости:

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

Шестерня третьей скорости:

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

Передача четвертой скорости / Верхняя или Высокоскоростная передача:

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

Задний ход:

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

II. Коробка передач с постоянным зацеплением:

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

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

iii.Коробка передач синхронизатора:

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

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

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

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

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

соответствующая передача включена и затем включается сцепление

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

Следующие типы устройств в основном используются в транспортных средствах :

· Тип штифта

· Кольцо синхронизатора типа

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

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

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

Что такое автоматическая коробка передач: принцип и работа

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

Принцип автоматической трансмиссии:

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

Компонент автоматической трансмиссии:

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

Работа автоматической коробки передач:

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

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