Трансмиссия

Коробка передач: знаете ли вы механику работающую без педали сцепления?

Сейчас мы рассмотрим как устроена коробка передач и каких типов они бывают.

Мы знаем, что двигатель автомобиля делает основною работу по перемещению нашей машины в пространстве. Но кроме него есть не менее важные узлы и агрегаты, к этому движению причастные. Например коробка передач.

Как устроена коробка передач, многообразие конструкторских решений

В массовом производстве в настоящее время находятся следующие типы коробок:

  • Механическая;
  • Автоматическая;
  • Роботизированная;
  • Вариаторная

Надпомню, трансмиссия — это система агрегатов, которая передает крутящий момент от двигателя к колесам, туда обычно входят коробка передач, раздатка (на полноприводных), карданные валы, дифференциал. Если есть непонятные слова, то смотрите другие статьи, описывающие тот или иной механизм.

Механическая коробка передач

Как устроена коробка передачЭто самая простая и надежная система. Механическая коробка передач начала устанавливаться на автомобили более века назад. В них реализован принцип ручной смены передач с выключением сцепления.

Конструкция системы это объединение двух валов на которых закреплено много-много шестерней разного диаметра где один вал связан с двигателем и крутит свою шестерню, которая связана парой с другой на выходном валу и передает усилие далее на дифференциал и соответственно колеса.

Это кончено упрощенное изложение, но дает представление что не все так страшно в автомобиле. Ах, да еще забыл, что при переключении происходит отключение двигателя от системы с помощью сцепления так как что бы вошла в зацепление новая пара шестеренок, то есть соответственно передача, шестерни должны приостановиться.

Механическая коробка передач на современных автомобилях бывает 5 и 6 ступенчатая, чем больше передач при равных условиях, тем экономичнее машина. Но такие системы отживаю свое, на смену им приходят более удобные – автоматические коробки. Хотя надо признать, механическая коробка никогда не уйдет с автомобильной сцены пока существуют автомобили с двигателем внутреннего сгорания.

Механическая коробка передач

Автоматическая коробка передач

Удобно и легко переключать передачи на автомате, но как устроена коробка передач такого типа? Такая коробка передач более дружелюбна для пользователя, а особенно для девушек, коробка передач, которая сама выбирает нужный режим работы.

Хотя, о чем я, такую коробку передач с удовольствием выбирают и матерые профессионалы-мужчины, в больших городах, в пробках, такая коробка просто необходима.

Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

 

И так про строение этого автомата. Автоматическая трансмиссия состоит из гидротрансформатора и планетарного механизма. Гидротрансформатор является связующим звеном между двигателем и планетарным механизмом который и переключает передачи.

Если вкратце, то гидротрансформатор — это набор из нескольких видов лопастей между которыми переливается масло.

Насосный набор лопастей находится на одном валу с двигателем и передает давление масла на турбину, которая обращает давление в движение валов коробки передач. А между насосным и турбинными лопастями помещен статор — это лопасти, которые при повышении оборотов двигателя притормаживаются и делают работу гидротрансформатора более эффективной.

Но все равно коэффициент полезного действия гидротрансформатора намного меньше нежели в механической коробке передач. Что влечет за собой повышенный расход топлива на автомате в сравнении с механикой.

Зато двигатель находится в более щадящем режиме так как управление коробкой осуществляется с оглядкой на нагрузку двигателя. Само же управление работой коробки сведено к переключению между режимами вперед и назад, ну и некоторым набором специальных режимов:

  • вперед — режим D, когда коробка сама переключает передачи от первой до последней;
  • назад — режим R, просто движение задним ходом;
  • пониженный режим L, когда переключение происходят вверх до определенной ступени, обычно до второй или третьей;
  • зимний режим W , дает возможность трогаться с места со второй передачи что уменьшает пробуксовку ведущих колес;
  • режим P (паркинг), блокирует ведущие колеса что бы автомобиль не скатывался на уклоне;
  • ну и режим N, «нейтраль» — при котором двигатель работает, но машина не едет и колеса не заблокированы.

Рычаг переключения режимов автоматической коробки передачЭто все хорошо, Вы скажете, а как же коробка сама переключает передачи? Ну тут все просто, ранее мы вспоминали планетарный механизм, он то как раз и делает всю работу.

Здесь так же присутствуют шестеренки, но размещаются они как планеты внутри большой шестерни. В зависимости от того какую передачу нужно сейчас включить механизм с помощью масла управляемый электроникой через специальные каналы подтормаживает одни шестеренки и отпускает другие.

На данный момент самое большое количество ступеней, которое встречаться в автоматической коробке передач это 9, но и они не дают такой экономии как механические коробки передач с электронным управлением.

Вариаторная коробка передач

Как устроена коробка передач с вариатором? Принцип работы вариатора можно представить следующим образом. Все видели как устроено переключение передач на велосипеде. Там переключение передач осуществляется путем перескакивания цепи на звездочки разных диаметров, тем самым меняя момент сила на колесо.

Такой же принцип и применен на коробке с вариатором, но только вместо звездочек там применяются раздвижные конусообразные шкивы, которые сдвигаются и раздвигаются на одной оси, то выдавливая специальную наборную цепь, то впуская на меньший диаметр соприкосновения со шкивами. Вместо цепи применяется и клиноременная передача.

Схема вариаторной коробки передачУправление коробкой передач вариатор происходит при помощи электроники, которая получает информацию от множества датчиков, которые в свою очередь считывают обороты коленчатого вала, скорость вращения ведущих валов, ABS, и даже давление в шинах.

Управляющий компьютер анализирует всю информацию и дает команду как сдвинуть или раздвинуть шкивы, тем самым определяя оптимальное передаточное число.

Коробка с такой конструкцией по значению КПД и уровню экономии топлива приближена к механической коробке передач. А иногда даже и превышает показатели конкурента. А плавно меняющиеся угловые скорости между шкивами обеспечивают плавность, которая не в одной из перечисленных видов коробок не возможна.

Вариаторная коробка передач

Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка с двумя сцеплениями – верх совершенства. Как устроена коробка передач с такой перспективной системой?

Электроуправляемая механическая коробка передач с двумя сцеплениями являет собой обычную коробку передач только со значительными доработками. В её строении имеются два сцепления и два набора валов с шестернями четных и нечетных передач. То есть одновременно включены в коробке две передачи, но одно сцепление разомкнуто чтобы работала одна передача.

Если же есть необходимость включить следующую передачу размыкается первое сцепление, а второе, с уже давно включённой нужной передачей смыкается. Из-за этого скорость переключений просто поразительная и не ощущается в машине.

Такая коробка хоть и отличается от классической автоматической трансмиссии, но режим роботы селектора передач чисто автоматический.

Роботизированная коробка передач

Нужно отметить, что экономичность роботизированных коробок на высоте, и такая же как у механической коробки. Это и понятно, так как нет потерь на работу классического гидротрансформатора с его сниженным КПД.

В заключении хочется отметить что все выше перечисленные виды трансмиссии имеют место быть в современном автомобилестроении, так как у каждого типа авто свои задачи и особенности.

Если Вам было интересно подписывайтесь на обновление блога и рекомендуйте статью друзьям в соц.сетях, будет еще много интересного.

До встречи!

Тэги

Статьи по теме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат