Zariadenie a princíp činnosti prevodovky

Na to, aby sa auto mohlo pohybovať po ceste, nestačí mať pod kapotou výkonný a efektívny motor. Krútiaci moment z kľukového hriadeľa musí byť nejako prenášaný na hnacie kolesá vozidla.

Na tento účel bol vytvorený špeciálny mechanizmus - prevodovka. Zvážte jeho štruktúru a účel, ako aj to, ako sa líšia rôzne modifikácie KP.

Účel prevodovky

Stručne povedané, prevodovka je navrhnutá tak, aby prenášala krútiaci moment z pohonnej jednotky na hnacie kolesá. Prevodovka tiež prevádza otáčky kľukového hriadeľa tak, aby vodič mohol zrýchliť auto bez naštartovania motora na maximálne otáčky.

Tento mechanizmus je prispôsobený parametrom spaľovacieho motora, aby sa maximalizoval celkový zdroj motora bez poškodenia jeho častí. Vďaka prevodovke sa stroj môže pohybovať dopredu aj dozadu.

Všetky moderné automobily majú prevodovku, ktorá umožňuje dočasne deaktivovať tuhé spojenie kľukového hriadeľa s hnanými kolesami. Vďaka tomu môže auto bežať na voľnobežných otáčkach, napríklad pri miernom priblížení sa k semaforu. Tento mechanizmus tiež umožňuje nevypínať motor, keď sa auto zastaví. Je to potrebné na dobitie batérie a na obsluhu ďalších zariadení, napríklad klimatizácie.

Každý komerčný návrh musí spĺňať nasledujúce požiadavky:

• Poskytujú trakciu automobilu a ekonomickú spotrebu paliva v závislosti od výkonu a objemu motora;
• Ľahké použitie (vodič by nemal byť pri zmene rýchlosti vozidla odvádzaný od cesty);
• Počas prevádzky nevydávajte hluk;
• Vysoká spoľahlivosť a účinnosť;
• Minimálne rozmery (v maximálnej možnej miere v prípade silných vozidiel).

Zariadenie prevodovky

V priebehu histórie automobilového priemyslu bol tento mechanizmus neustále modernizovaný, vďaka čomu dnes existuje široká škála prevodoviek, ktoré majú veľa významných rozdielov.

Zariadenie akejkoľvek prevodovky obsahuje:

• Bývanie. Obsahuje všetky potrebné časti, ktoré zabezpečujú spojenie motora s hnacím hriadeľom, z ktorého sa dodáva rotácia na kolesá.
• Olejová nádrž. Pretože v tomto mechanizme časti prichádzajú do styku pri veľkom zaťažení, mazanie zaisťuje ich ochladenie a vytvára olejový film, ktorý chráni pred predčasným opotrebením ozubených kolies.
• Mechanizmus prenosu rýchlosti. Podľa typu skrinky môže mechanizmus obsahovať hriadele, sadu prevodových stupňov, planétovú prevodovku, menič krútiaceho momentu, trecie disky, remene a remenice.

KP klasifikácia

Existuje niekoľko parametrov, podľa ktorých sú klasifikované všetky políčka. Je ich šesť. V každej z nich je krútiaci moment dodávaný do hnacieho kolesa podľa jeho vlastného princípu a má iný spôsob výberu prevodového stupňa.

Spôsobom prenosu toku energie

Táto kategória obsahuje nasledujúce KP:

• Mechanická prevodovka. V tejto modifikácii sa pomocný pohon vykonáva pomocou prevodovky.
• Prevodovka s koaxiálnymi hriadeľmi. Rotácia sa prenáša aj cez ozubené koleso, len jeho prvky sú vyrobené v kónickom alebo valcovitom tvare.
• Planetárne. Rotácia sa prenáša prostredníctvom planétovej súkolesia, ktorej prevody sú umiestnené v jednej rovine.
• Hydromechanické. V takomto prevode sa používa mechanický prevod (hlavne planétového typu) v spojení s meničom krútiaceho momentu alebo kvapalinovou spojkou.
• CVT. Jedná sa o typ prevodovky, ktorá nepoužíva stupňovú prevodovku. Najčastejšie takýto mechanizmus funguje spolu s kvapalinovou spojkou a spojom s remeňom.

Podľa počtu hlavných hriadeľov s ozubenými kolesami

Pri klasifikácii prevodoviek podľa počtu hriadeľov sa rozlišujú:

• S dvoma hriadeľmi a jednostupňovým prevodom nápravy. V týchto prevodovkách nie je žiadny priamy prenos. Najčastejšie takéto úpravy nájdeme v automobiloch s predným náhonom. Niektoré modely so zadnými motormi majú tiež podobný box.
• S tromi hriadeľmi a dvojstupňovým prevodom nápravy. V tejto kategórii existujú verzie s koaxiálnym a nekoaxiálnym hriadeľom. V prvom prípade ide o priamy prenos. V priereze má menšie rozmery a o niečo väčšiu dĺžku. Takéto skrinky sa používajú v automobiloch s pohonom zadných kolies. Druhá podkategória nemá priamy prenos. Táto úprava sa v zásade používa vo vozidlách a traktoroch s pohonom všetkých kolies.
• S viacerými hriadeľmi. V tejto kategórii prevodoviek môžu mať hriadele postupný alebo nesekvenčný počet záberov. Tieto prevodovky sa používajú hlavne v traktoroch a obrábacích strojoch. To umožňuje viac prevodových stupňov.
• Bez hriadeľov. Takéto kontrolné body sa v bežnej doprave nepoužívajú. Medzi takýmito modelmi existujú koaxiálne a nezosúladené verzie. Používajú sa hlavne v cisternách.

Klasifikácia planétových prevodoviek

Planétové prevodovky sú rozdelené podľa nasledujúcich parametrov:

• Dva, tri, štyri alebo viac stupňov voľnosti, keď sú odpojené všetky trecie prvky;
• Planetový prevod používaný v mechanizme je epicyklický (hlavná korunka má vnútorné alebo vonkajšie usporiadanie zubov).

Kontrolnou metódou

V tejto kategórii sú také políčka:

• Manuálny. V takýchto modeloch vodič zaradí požadovaný prevodový stupeň. Existujú dva typy manuálnych prevodoviek: preraďovanie sa vykonáva pomocou námahy vodiča alebo pomocou serva. V obidvoch prípadoch kontrolu vykonáva osoba, iba druhá kategória prevodovky má servo zariadenie. Prijíma signál od vodiča a potom zaradí zvolený prevodový stupeň. Stroje najčastejšie používajú hydraulický servopohon.
• Automaticky. Elektronická riadiaca jednotka určuje niekoľko faktorov (stupeň stlačenia akcelerátora, zaťaženie kolies, rýchlosť kľukového hriadeľa atď.) A na základe toho si sama určí, kedy má zaradiť vyšší alebo nižší prevodový stupeň.
• Robot. Toto je elektromechanická skrinka. V ňom sú prevodové stupne zapnuté v automatickom režime, iba jeho zariadenie je ako u bežnej mechaniky. Keď robotická prevodovka funguje, vodič sa nezúčastňuje na radení rýchlostí. Samotná riadiaca jednotka určuje, kedy má zaradiť ktorý prevodový stupeň. V takom prípade k prepnutiu dôjde takmer nepostrehnuteľne.

Podľa počtu prevodových stupňov

Táto klasifikácia je najjednoduchšia. V ňom sú všetky políčka vydelené počtom prevodových stupňov, napríklad štyri, päť šesť atď. Táto kategória zahŕňa nielen manuálne, ale aj automatické modely.

Typy prenosu

Najbežnejšia klasifikácia je podľa typu samotného boxu:

• Mechanika. V týchto modeloch radenie a radenie výhradne vykonáva vodič. V zásade ide o prevodovku s niekoľkými hriadeľmi, ktorá pracuje cez ozubené koleso.
• Stroj. Táto prevodovka pracuje v automatickom režime. Výber vhodného prevodového stupňa je založený na parametroch, ktoré meria riadiaci systém prevodovky.
• Robot je akousi mechanickou prevodovkou. Konštrukcia tejto modifikácie sa prakticky nelíši od bežnej mechaniky: má spojku a ozubené kolesá sú spojené prostredníctvom spojenia zodpovedajúceho ozubeného kolesa na hnanom hriadeli. Počítač ovláda iba radenie prevodových stupňov, nie vodič. Výhodou takejto prevodovky je čo najplynulejšie radenie.

Prevodovky špecifické pre daný dizajn

Okrem známych prevodoviek je možné vo vozidlách použiť aj unikátne úpravy. Tieto typy škatúľ majú špecifický dizajn a s nimi vlastný princíp činnosti.

Bezvalnaya KP

Prevodovky, ktoré nepoužívajú hriadele s kompletnou sadou prevodov, sa nazývajú bezhriadeľové. Vo svojom dizajne majú niekoľko radov prevodov umiestnených v dvoch rovnobežných osiach. Prevodové stupne sú spojené blokovaním spojok.

Prevodové stupne sú umiestnené na dvoch hriadeľoch. Dva z nich sú pevne pripevnené: na vodidle je inštalovaný v prvom rade a na podriadenom - v poslednom. Medzistupne umiestnené na nich môžu hrať úlohu predného alebo poháňaného, ​​v závislosti od generovaného prevodového pomeru.

Táto úprava umožňuje zvýšiť prevodový pomer v oboch smeroch. Ďalšou výhodou takéhoto prenosu je zväčšený rozsah výkonu skrinky. Jednou z najvážnejších nevýhod je povinná prítomnosť pomocného automatického systému, pomocou ktorého sa vykonáva radenie rýchlostí.

Nesynchronizovaná prevodovka

Ďalším typom konkrétnych boxov je nesynchronizovaný alebo ten, ktorý vo svojom dizajne nemá synchronizátory. Môže to byť typ s trvalou sieťovinou alebo s klzným mechanizmom.

Aby mohol radiť v takejto skrinke, musí mať vodič určité schopnosti. Musí byť schopný nezávisle synchronizovať otáčanie prevodových stupňov a spojok, určovať čas prechodu z prevodového stupňa na prevodový stupeň a rovnako vyrovnať rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa s akcelerátorom. Odborníci označujú tento postup ako preradenie spojky alebo jej dvojité stlačenie.

Na zabezpečenie plynulého radenia musí mať vodič skúsenosti s ovládaním týchto mechanizmov. Podobný typ prevodovky je inštalovaný v amerických traktoroch, motocykloch, niekedy aj v traktoroch a športových automobiloch. V moderných nesynchronizovaných prevodovkách je možné spojku vynechať.

Vačková prevodovka

Cam boxy sú akýmsi nesynchronizovaným modelom. Rozdiel je v tvare zapadajúcich zubov. Na zlepšenie účinnosti prevodovky sa používa obdĺžnikový tvar alebo vačkový profil zubov.

Takéto skrinky sú veľmi hlučné, preto sa používajú v ľahkých vozidlách hlavne na závodných automobiloch. Počas súťaže sa tomuto faktoru nevenuje pozornosť, ale v bežnom automobile takáto prevodovka neposkytne príležitosť užiť si jazdu.

Postupná KP

Sekvenčná prevodovka je typ prevodovky, pri ktorej sa podraďovanie alebo podraďovanie uskutočňuje výhradne jedným stupňom. Používa sa na to rukoväť alebo nožný spínač (na motocykloch), ktorý umožňuje posúvať rýchlosť v koši iba v jednej polohe.

Automatická prevodovka ako Tiptronic má podobný princíp činnosti, ale iba simuluje činnosť tejto prevodovky. Klasická sekvenčná prevodovka je namontovaná v automobiloch F-1. Rýchlosť prepínania sa v nich vykonáva pomocou radiacich pádiel.

Predselektívna CP

V klasickej verzii si predvoľba prevodovky vyžadovala predbežný výber ďalšieho prevodového stupňa skôr, ako na ňu bola zaradená prevodovka. Často to vyzeralo takto. Keď sa auto pohybovalo, vodič zaradil ďalší prevodový stupeň na voliči. Mechanizmus sa pripravoval na radenie, ale robil tak napríklad na povel po stlačení spojky.

Predtým sa takéto prevodovky používali vo vojenských zariadeniach s nesynchronizovaným prevodom bez hriadeľa alebo planétového prevodu. Takéto úpravy skrinky uľahčili obsluhu zložitých mechanizmov, kým neboli vyvinuté synchronizované mechanické a automatické skrinky.

V súčasnosti sa používa predvoľbová skrinka, ktorá sa však častejšie označuje ako dvojspojková prevodovka. V tomto prípade samotný počítač pripraví prechod na požadovanú rýchlosť pripojením vopred vhodného hriadeľa so zaradeným prevodovým stupňom k nefixovanému disku. Ďalším názvom pre tento typ v modernom dizajne je robot.

Výber prevodovky. Čo je lepšie?

Mnohé z uvedených prevodoviek sa používajú iba na špeciálnom vybavení alebo v obrábacích strojoch. Hlavné prevodovky, ktoré sa často používajú v ľahkej doprave, sú:

• Manuálna prevodovka. Toto je najjednoduchší typ prenosu. Na prenos rotačného pohybu z pohonnej jednotky na hriadeľ prevodovky sa používa kôš spojky. Vodič stlačením pedálu odpojí hnací hriadeľ skrinky od motora, čo mu umožní zvoliť prevodový stupeň vhodný pre danú rýchlosť bez poškodenia mechanizmu.
• Automatická prevodovka. Krútiaci moment z motora je dodávaný prostredníctvom hydraulického prevodu (menič krútiaceho momentu alebo hydraulická spojka). Pracovná kvapalina funguje ako spojka v mechanizme. Poháňa spravidla planetovú prevodovku. Celý systém je riadený elektronickou riadiacou jednotkou, ktorá analyzuje údaje z mnohých snímačov a podľa toho volí prevodový pomer. Medzi automatickými skrinkami existuje veľa úprav, ktoré používajú rôzne prevádzkové schémy (v závislosti od výrobcu). Existujú dokonca aj automatické modely s manuálnym ovládaním.
• Robotický prevod. Tieto KP majú tiež svoje vlastné odrody. Existujú elektrické, hydraulické a kombinované typy. Konštrukcia robota je v zásade podobná manuálnej prevodovke, iba s dvojspojkou. Prvý dodáva krútiaci moment z motora na hnacie kolesá a druhý automaticky pripravuje mechanizmus na zaradenie ďalšieho prevodového stupňa.
• Prevodovka CVT. V bežnej verzii variátor pozostáva z dvoch remeníc, ktoré sú navzájom spojené pásom (jednou alebo viacerými). Princíp činnosti je nasledovný. Kladka sa roztiahne alebo posúva, čo spôsobí, že sa pás presunie na prvok s väčším alebo menším priemerom. Od toho sa mení prevodový pomer.

Tu je porovnávacia tabuľka každého typu škatule s ich výhodami a nevýhodami.

Typ krabice:	Princíp činnosti	dôstojnosť	Obmedzenie
MKPP	Ručné radenie, synchronizované radenie.	Jednoduchá konštrukcia, lacná na opravy a údržbu, šetrí palivo.	Začiatočník si musí zvyknúť na synchronizovanú činnosť spojky a plynového pedála, najmä pri rozjazde do kopca. Nie každý dokáže hneď zaradiť správny prevodový stupeň. Vyžaduje plynulé použitie spojky.
Automatická prevodovka	Hydraulické čerpadlo vytvára tlak pracovnej tekutiny, ktorá poháňa turbínu a ktorá prenáša rotáciu na planétové koleso.	Jazdite pohodlne. Nevyžaduje zásah vodiča v procese radenia rýchlostí. Mení prevodové stupne a využíva tak naplno celý zdroj motora. Eliminuje ľudský faktor (keď vodič omylom zapne prvú rýchlosť namiesto tretej). Plynulé radenie rýchlostí.	Vysoké náklady na údržbu. Hmotnosť je väčšia ako hmotnosť manuálnej prevodovky. V porovnaní s predchádzajúcim typom prevodovky bude mať táto prevodovka za následok vyššiu spotrebu paliva. Efektivita a dynamika sú nižšie, najmä pri športovom štýle jazdy.
Робот	Dvojspojka umožňuje počas jazdy pripraviť ďalší prevodový stupeň na zaradenie. Najčastejšie sú rovnomerné prenosy spojené s jednou skupinou a nepárne s druhou. Vnútorne podobné mechanickej skrinke.	Maximálna plynulosť prepínania. Nevyžaduje zásah vodiča do pracovného procesu. Ekonomická spotreba paliva. Vysoká účinnosť a dynamika. Niektoré modely majú možnosť zvoliť prevádzkový režim.	Zložitosť mechanizmu vedie k jeho nízkej spoľahlivosti, častej a nákladnej údržbe. Zle toleruje ťažké podmienky na ceste.
Variátor (CVT)	Krútiaci moment sa prenáša pomocou meniča krútiaceho momentu, ako v automatickom stroji. Radenie prevodových stupňov sa vykonáva pohybom remenice hnacieho hriadeľa, ktorá tlačí pás do požadovanej polohy, z ktorej sa prevodový pomer zvyšuje alebo znižuje.	Prepínanie bez trhania, dynamickejšie v porovnaní s klasickým automatom. Umožňuje malú úsporu paliva.	Nepoužíva sa vo výkonných pohonných jednotkách, pretože prevodovka je remeňová. Vysoké náklady na údržbu. Vyžaduje správnu činnosť snímačov, z ktorých sa prijíma signál pre činnosť CVT. Zle toleruje ťažké podmienky na ceste a nemá rád odťahovanie.

Pri rozhodovaní o type prevodovky je potrebné vychádzať nielen z finančných možností, ale viac sa zamerať na to, či je tento box vhodný pre auto. Nie nadarmo výrobcovia z výroby spárujú každú pohonnú jednotku s konkrétnym boxom.

Manuálna prevodovka je vhodnejšia pre aktívneho vodiča, ktorý rozumie zložitosti riadenia vysokorýchlostných automobilov. Stroj je vhodný skôr pre tých, ktorí majú radi pohodlie. Robot zabezpečí primeranú spotrebu paliva a je prispôsobený na meranú jazdu. Pre milovníkov čo najhladšieho chodu stroja je vhodný variátor.

Z hľadiska technických špecifikácií je nemožné poukázať na dokonalú krabicu. Každý z nich je dobrý vo svojich vlastných podmienkach a so špecifickými vodičskými schopnosťami. V jednom prípade je pre začiatočníka jednoduchšie začať s prevádzkou rôznych automatických prevodoviek, v inom prípade je lepšie rozvíjať zručnosti v oblasti mechaniky.

Otázky a odpovede:

Ako funguje prevodovka? Manuálna prevodovka pozostáva zo sady ozubených kolies, ktoré tvoria rôzne prevodové pomery. Automatická prevodovka je vybavená meničom krútiaceho momentu a remenicami s premenlivým priemerom (variátor). Robot je analógom mechaniky, len s dvojitou spojkou.

Čo je vo vnútri prevodovky? Vo vnútri každej prevodovky je hnací hriadeľ a hnaný hriadeľ. V závislosti od typu skrine sú na hriadeľoch inštalované buď remenice alebo ozubené kolesá.