Zařízení a princip činnosti převodovky

Aby se auto mohlo pohybovat po silnici, nestačí mít pod kapotou výkonný a efektivní motor. Točivý moment z klikového hřídele musí být nějak přenášen na hnací kola vozidla.

Za tímto účelem byl vytvořen speciální mechanismus - převodovka. Zvažte jeho strukturu a účel a také to, jak se liší různé úpravy KP.

Účel převodovky

Stručně řečeno, převodovka je navržena tak, aby přenášela točivý moment z pohonné jednotky na hnací kola. Převodovka také převádí otáčky klikového hřídele tak, aby řidič mohl zrychlit auto, aniž by natáhl motor na maximální otáčky.

Tento mechanismus je přizpůsoben parametrům spalovacího motoru, aby se maximalizoval celý zdroj motoru bez poškození jeho částí. Díky převodu se stroj může pohybovat dopředu i dozadu.

Všechny moderní vozy mají převodovku, která vám umožňuje dočasně deaktivovat pevné spojení klikového hřídele s hnacími koly. Díky tomu může vůz běžet na volnoběh, například plynule se přibližovat ke semaforu. Tento mechanismus také umožňuje nevypínat motor, když se auto zastaví. To je nezbytné pro dobití baterie a pro provoz dalšího vybavení, jako je klimatizace.

Každý komerční návrh musí splňovat následující požadavky:

• Zajistěte trakci automobilu a ekonomickou spotřebu paliva v závislosti na výkonu a objemu motoru;
• Snadné použití (řidič by neměl být při změně rychlosti vozidla rozptylován od silnice);
• Během provozu nevydávejte hluk;
• Vysoká spolehlivost a účinnost;
• Minimální rozměry (u silných vozidel co nejvíce).

Zařízení převodovky

V průběhu historie automobilového průmyslu byl tento mechanismus neustále modernizován, díky čemuž dnes existuje široká škála převodovek, které mají mnoho významných rozdílů.

Zařízení jakékoli převodovky zahrnuje:

• Bydlení. Obsahuje všechny potřebné součásti, které zajišťují připojení motoru k hnacímu hřídeli, ze kterého je rotace napájena na kola.
• Olejová nádrž. Jelikož v tomto mechanismu části přicházejí do styku s velkou zátěží, zajišťuje mazání jejich chlazení a vytváří olejový film, který chrání před předčasným opotřebením ozubených kol.
• Mechanismus přenosu rychlosti. V závislosti na typu skříně může mechanismus zahrnovat hřídele, sadu ozubených kol, planetové soukolí, měnič točivého momentu, třecí kotouče, řemeny a řemenice.

KP klasifikace

Existuje několik parametrů, podle kterých jsou všechny boxy klasifikovány. Existuje šest takových znamení. U každého z nich je točivý moment dodáván do hnacího kola podle jeho vlastního principu a má odlišnou metodu výběru rychlostního stupně.

Způsobem přenosu toku energie

Tato kategorie zahrnuje následující KP:

• Mechanická převodovka. V této úpravě se pomocný náhon provádí převodem.
• Převodovka s koaxiálními hřídeli. Rotace se přenáší také prostřednictvím ozubeného soukolí, pouze jeho prvky jsou vyrobeny v kuželovém nebo válcovém tvaru.
• Planetární. Rotace se přenáší planetovou soukolí, jejíž ozubená kola jsou umístěna v jedné rovině.
• Hydromechanické. U takového převodu se používá mechanický převod (většinou planetového typu) ve spojení s měničem točivého momentu nebo kapalinovou spojkou.
• CVT. Jedná se o typ převodovky, která nepoužívá stupňovitý převod. Nejčastěji takový mechanismus pracuje společně s kapalinovou spojkou a spojem s řemenem.

Podle počtu hlavních hřídelí s převody

Při klasifikaci převodovek podle počtu hřídelí se rozlišují:

• Se dvěma hřídeli a jednostupňovým ozubením nápravy. V těchto přenosech není přímý pohon. Nejčastěji se takové úpravy vyskytují u automobilů s pohonem předních kol. Některé modely se vzadu namontovanými motory mají také podobný box.
• Se třemi hřídeli a dvoustupňovým ozubením. V této kategorii existují verze s koaxiálními a nekoaxiálními hřídeli. V prvním případě jde o přímý přenos. V průřezu má menší rozměry a o něco větší délku. Takové skříně se používají v automobilech s pohonem zadních kol. Druhá podkategorie nemá přímý přenos. Tato úprava se v zásadě používá u vozidel a traktorů s pohonem všech kol.
• S více hřídelemi. V této kategorii převodovek mohou mít hřídele postupný nebo nesekvenční počet záběrů. Tyto převodovky se používají hlavně u traktorů a obráběcích strojů. To umožňuje více rychlostních stupňů.
• Bez hřídelí. Tyto kontrolní body se v běžné přepravě nepoužívají. Mezi takovými modely jsou koaxiální a nevyrovnané verze. Používají se hlavně v nádržích.

Klasifikace planetových převodovek

Planetové převodovky jsou rozděleny podle následujících parametrů:

• Dva, tři, čtyři nebo více stupňů volnosti, když jsou odpojeny všechny třecí prvky;
• Typ planetového převodu použitého v mechanismu je epicyklický (hlavní korunka má vnitřní nebo vnější uspořádání zubů).

Řídicí metodou

V této kategorii jsou takové krabice:

• Manuál. U takových modelů řidič zařadí požadovaný rychlostní stupeň. Existují dva typy manuálních převodovek: řazení se provádí pomocí úsilí řidiče nebo pomocí serva. V obou případech je ovládání prováděno osobou, pouze druhá kategorie převodovky má servořízení. Přijme signál od řidiče a poté zařadí zvolený rychlostní stupeň. Stroje nejčastěji používají hydraulický servopohon.
• Automatický. Elektronická řídicí jednotka určuje několik faktorů (stupeň sešlápnutí pedálu akcelerace, zatížení od kol, rychlost klikového hřídele atd.) A na základě toho sama určí, kdy zařadit rychlostní stupeň nahoru nebo dolů.
• Robot. Toto je elektromechanická skříňka. V něm jsou ozubená kola zapnuta v automatickém režimu, pouze jeho zařízení je jako zařízení běžné mechaniky. Když pracuje robotická převodovka, řidič se neúčastní řazení rychlostí. Samotná řídicí jednotka určuje, kdy zařadit který rychlostní stupeň. V tomto případě k přepínání dochází téměř nepostřehnutelně.

Podle počtu rychlostních stupňů

Tato klasifikace je nejjednodušší. V něm jsou všechna pole rozdělena počtem převodových stupňů, například čtyři, pět šest atd. Tato kategorie zahrnuje nejen manuální, ale i automatické modely.

Typy přenosu

Nejběžnější klasifikace je podle typu samotné krabice:

• Mechanika. U těchto modelů provádí řazení a řazení výhradně řidič. V zásadě se jedná o převodovku s několika hřídeli, která pracuje přes převodovku.
• Stroj. Tato převodovka pracuje v automatickém režimu. Výběr vhodného rychlostního stupně je založen na parametrech, které měří řídicí systém převodovky.
• Robot je druh mechanické převodovky. Konstrukce této úpravy se prakticky neliší od běžné mechaniky: má spojku a ozubená kola jsou zapojena prostřednictvím připojení příslušného ozubeného kola na hnaném hřídeli. Počítač řídí pouze rychlostní stupeň, ne řidič. Výhodou takové převodovky je co nejplynulejší řazení.

Specifické převodovky

Kromě známých převodovek lze ve vozidlech použít také jedinečné úpravy. Tyto typy krabic mají specifický design a s nimi vlastní princip fungování.

Bezvalnaya KP

Převodovky, které nepoužívají hřídele s kompletní sadou převodů, se nazývají bezhřídelové. Ve své konstrukci mají několik řad ozubených kol umístěných ve dvou rovnoběžných osách. Ozubená kola jsou spojena zajištěním spojek.

Ozubená kola jsou umístěna na dvou hřídelích. Dva z nich jsou pevně zafixovány: na návazci je nainstalován v první řadě a na následovníkovi - v poslední. Mezilehlé převody na nich umístěné mohou hrát roli předního nebo poháněného, ​​v závislosti na generovaném převodovém poměru.

Tato úprava umožňuje zvýšit převodový poměr v obou směrech. Další výhodou takového přenosu je zvýšený rozsah výkonu skříně. Jednou z nejzávažnějších nevýhod je povinná přítomnost pomocného automatického systému, pomocí kterého se provádí řazení.

Nesynchronizovaná převodovka

Dalším typem konkrétních polí je nesynchronizovaný nebo ten, který ve svém návrhu nemá synchronizátory. Může to být typ s trvalou síťovinou nebo s kluzným kolem.

Řadič musí v takovém boxu řadit určité dovednosti. Musí být schopen nezávisle synchronizovat otáčení ozubených kol a spojovacích zařízení, určovat čas přechodu z rychlostního stupně na rychlostní stupeň a vyrovnávat rychlost otáčení klikového hřídele s akcelerátorem. Odborníci označují tento postup jako rebasing nebo dvojité stisknutí spojky.

Aby řidič mohl plynule řadit, musí mít zkušenosti s ovládáním těchto mechanismů. Podobný typ přenosu je instalován v amerických traktorech, motocyklech, někdy v traktorech a sportovních automobilech. U moderních nesynchronizovaných převodovek lze spojku vynechat.

Vačková převodovka

Cam boxy jsou jakýmsi nesynchronizovaným modelem. Rozdíl je ve tvaru záběru zubů. Pro zlepšení účinnosti převodovky se používá obdélníkový tvar nebo vačkový profil zubů.

Takové boxy jsou velmi hlučné, proto se používají v lehkých vozidlech, zejména na závodních automobilech. Během soutěže není tomuto faktoru věnována pozornost, ale v běžném automobilu taková převodovka neposkytne příležitost užít si jízdu.

Sekvenční KP

Sekvenční převodovka je typ převodovky, u níž se podřazování nebo řazení podřazuje výlučně v jednom kroku. K tomu se používá rukojeť nebo nožní spínač (u motocyklů), který vám umožňuje přesouvat rychlost v košíku pouze po jedné poloze.

Automatická převodovka jako Tiptronic má podobný princip činnosti, ale pouze napodobuje činnost této převodovky. Klasická sekvenční převodovka je instalována ve vozidlech F-1. Rychlost přepínání v nich se provádí pomocí pádlových řadičů.

Předselektivní CP

V klasické verzi vyžadovala předvolitelná převodovka předběžný výběr dalšího rychlostního stupně, než na něj převodovka přešla. Často to vypadalo takto. Když se auto pohybovalo, řidič zařadil další rychlostní stupeň na voliči. Mechanismus se připravoval na řazení, ale udělal to například na povel po stisknutí spojky.

Dříve se takové převodovky používaly ve vojenských zařízeních s nesynchronizovaným bezhřídelovým nebo planetovým převodem. Takové úpravy skříněk usnadnily ovládání složitých mechanismů, dokud nebyly vyvinuty synchronizované mechanické a automatické skříně.

V současné době se používá předvolba, ale běžněji se označuje jako dvouspojková převodovka. V tomto případě počítač sám připraví přechod na požadovanou rychlost připojením vhodného hřídele s ozubeným kolem zařazeným na nefixovaném disku předem. Jiný název pro tento typ v moderním designu je robot.

Volba převodovky. Co je lepší?

Mnoho z uvedených převodovek se používá pouze na speciálním vybavení nebo v obráběcích strojích. Hlavní převodovky, které jsou široce používány v lehkých vozidlech, jsou:

• Manuální převodovka. Toto je nejjednodušší typ přenosu. Aby se mohl rotační pohyb přenášet z pohonné jednotky na hřídel převodovky, používá se koš spojky. Řidič stisknutím pedálu odpojí hnací hřídel skříně od motoru, což mu umožňuje zvolit rychlostní stupeň vhodný pro danou rychlost bez poškození mechanismu.
• Automatická převodovka. Točivý moment z motoru je dodáván prostřednictvím hydraulického převodu (měnič točivého momentu nebo hydraulická spojka). Pracovní kapalina působí jako spojka v mechanismu. Pohon má zpravidla planetovou převodovku. Celý systém je řízen elektronickou řídicí jednotkou, která analyzuje data z mnoha senzorů a podle toho volí převodový poměr. Mezi automatickými boxy existuje mnoho úprav, které používají různá provozní schémata (v závislosti na výrobci). Existují dokonce automatické modely s manuálním ovládáním.
• Robotický přenos. Tyto KP mají také své vlastní odrůdy. Existují elektrické, hydraulické a kombinované typy. Konstrukčně je robot v zásadě podobný manuální převodovce, pouze s dvojitou spojkou. První dodává točivý moment z motoru na hnací kola a druhý automaticky připravuje mechanismus pro zařazení dalšího rychlostního stupně.
• Převodovka CVT. V běžné verzi se variátor skládá ze dvou řemenic, které jsou vzájemně propojeny řemenem (jedním nebo více). Princip činnosti je následující. Kladka se roztahuje nebo klouže, což způsobuje, že se pás pohybuje na prvek s větším nebo menším průměrem. Z toho se změní převodový poměr.

Zde je srovnávací tabulka jednotlivých typů krabic s jejich výhodami a nevýhodami.

Typ krabice:	Princip činnosti	Hodnota	Omezení
MKPP	Ruční řazení, synchronizované řazení.	Jednoduchá konstrukce, levná na opravy a údržbu, šetří palivo.	Začátečník si musí zvyknout na synchronizovaný chod spojky a plynového pedálu, zejména při rozjezdu do kopce. Ne každý může hned zařadit ten správný rychlostní stupeň. Vyžaduje plynulé používání spojky.
Automatická převodovka	Hydraulické čerpadlo vytváří tlak pracovní tekutiny, která pohání turbínu a která přenáší rotaci na planetové kolo.	Jezděte pohodlně. Nevyžaduje zásah řidiče v procesu řazení. Řazení, maximální využití celého zdroje motoru. Eliminuje lidský faktor (když řidič omylem zapne první rychlost namísto třetí). Hladké řazení.	Vysoké náklady na údržbu. Hmotnost je větší než u manuální převodovky. Ve srovnání s předchozím typem převodovky bude mít tato převodovka za následek vyšší spotřebu paliva. Efektivita a dynamika jsou nižší, zejména u sportovního stylu jízdy.
Робот	Dvojitá spojka umožňuje během jízdy připravit další rychlostní stupeň na zařazení. Nejčastěji jsou sudé přenosy spojeny s jednou skupinou a liché s druhou. Interně podobné mechanické krabici.	Maximální plynulost přepínání. Nevyžaduje zásah řidiče do pracovního procesu. Ekonomická spotřeba paliva. Vysoká účinnost a dynamika. Některé modely mají možnost zvolit provozní režim.	Složitost mechanismu vede k jeho nízké spolehlivosti, časté a nákladné údržbě. Špatně snáší obtížné podmínky na silnici.
Variátor (CVT)	Točivý moment se přenáší pomocí měniče točivého momentu, jako u automatického stroje. Řazení se provádí pohybem řemenice hnacího hřídele, která tlačí řemen do požadované polohy, což zvyšuje nebo snižuje převodový poměr.	Přepínání bez trhnutí, dynamičtější ve srovnání s konvenčním strojem. Umožňuje malou úsporu paliva.	Nepoužívá se ve výkonných pohonných jednotkách, protože převodovka je řemenová. Vysoké náklady na údržbu. Vyžaduje správnou činnost senzorů, ze kterých je přijímán signál pro provoz CVT. Špatně snáší obtížné podmínky na silnici a nemá rád tažení.

Při rozhodování o typu přenosu je nutné vycházet nejen z finančních možností, ale více se zaměřit na to, zda je tento box vhodný pro automobil. Není nadarmo, že výrobci z továrny spárují každou pohonnou jednotku s konkrétním boxem.

Manuální převodovka je vhodnější pro aktivního řidiče, který rozumí složitosti ovládání vysokorychlostního vozu. Stroj je vhodnější pro ty, kteří mají rádi pohodlí. Robot zajistí rozumnou spotřebu paliva a je přizpůsoben měřené jízdě. Pro milovníky co nejplynulejšího provozu stroje je vhodný variátor.

Z hlediska technických specifikací je nemožné ukázat na perfektní krabici. Každý z nich je dobrý ve svých podmínkách a se specifickými řidičskými schopnostmi. V jednom případě je pro začátečníka snazší začít ovládáním různých automatických převodovek; v jiném je lepší rozvinout dovednosti v používání mechaniky.

Otázky a odpovědi:

Jak funguje převodovka? Manuální převodovka se skládá ze sady ozubených kol, které tvoří různé převodové poměry. Automatická převodovka je vybavena měničem točivého momentu a řemenicemi s proměnným průměrem (variátorem). Robot je analogem mechaniky, pouze s dvojitou spojkou.

Co je uvnitř převodovky? Uvnitř každé převodovky je hnací hřídel a hnaná hřídel. V závislosti na typu skříně jsou na hřídele instalovány buď řemenice nebo ozubená kola.