Назначение коробки передач: устройство, виды и типы коробок передач, советы

Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки — Autodromo

Коробка передач или КПП —  это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

Содержание

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных  только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

• сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
• низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
• сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Назначение коробки передач

Назначение коробки передач

Коробка передач предназначена для изменения передаточного числа трансмиссии в целях получения крутящих моментов (тяговых усилий) на ведущих колесах и скорости движения автомобиля в более широких пределах, чем может быть достигнуто за счет изменения режимов работы двигателя.

Рис. 4.8. Устройство коробки передач автомобиля КамАЗ-5320:
1 — первичный вал делителя передач; 2, 7, 16, 30 — шарикоподшипники; 3— картер делителя передач; 4 — шестерня первичного вала делителя; 5—первичный вал коробки передач; 6 — синхронизатор делителя передач; 8 — шестерня первичного вала коробки передач; 9— синхронизатор четвертой и пятой передач; 10 — шестерня четвертой передачи вторичного вала; 11 — шестерня третьей Передачи вторичного вала; 12 — синхронизатор второй и третьей передач; 13 — шестерня второй передачи вторичного вала ; 14 — крышка картера коробки передач; 15 — муфта включения первой передачи и заднего хода; 17 — привод к спидометру; 18 — вторичный вал; 19 — двойной сферический подшипник; 20 — картер коробки передач; 21 — шестерня первой передачи промежуточного вала; 22 — блок шестерен заднего хода; 23 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 24 — шестерня заднего хода вторичного вала; 25 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 26 — промежуточный вал; 27 — шестерня привода промежуточного вала; 28 — промежуточный вал делителя передач; 29 — шестерня промежуточного вала делителя передач

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 4.9. Схема передачи крутящего момента в десятиступенчатой коробке автомобиля КамАЗ-5320 на различных передачах

Все шестерни вторичного вала установлены на специальных роликоподшипниках. Между шестерней первичного вала и шестерней четвертой передачи вторичного вала установлен инерционный синхронизатор включения пятой и четвертой передач, а между шестернями третьей и второй передач вторичного вала установлен инерционный синхронизатор включения этих передач. Включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой.

Редукторная часть делителя передач состоит из первичного и промежуточного валов, установленных на них шестерен и инерционного синхронизатора, размещенных в картере делителя, выполненном заодно с картером сцепления. Валы фиксируются от смещения в осевом направлении шарикоподшипниками, установленными в перегородке картера. Шестерня первичного вала установлена на роликоподшипниках, а шестерня промежуточного вала жестко соединена с валом при помощи шпонки. Переключение передач в делителе осуществляется инерционным синхронизатором.

На рис. 4.9 приведены схемы передачи крутящего момента через делитель передач и основную коробку на различных передачах. При прямой передаче в делителе от его первичного вала (см. рис. 4.8) на первичный вал основной коробки осуществляется понижающая передача. На рис. 4.9 этому положению соответствуют номера передач с литерой «Я». При передаче крутящего момента через промежуточный вал делителя получают ускоряющие передачи. На рис. 4.9 эти положения обозначены литерой «В». В правой части графиков приведены значения передаточных чисел на соответствующих передачах.

Смазка деталей коробки осуществляется в основном разбрызгиванием. Однако смазка роликовых подшипников шестерен вторичного вала циркуляционная, под давлением. На первичном валу делителя установлено маслонагнетающее кольцо для принудительной подачи смазки в осевой канал, по которому смазка подается через радиальные сверления к подшипникам шестерен.

В полости картера коробки обеспечивается поддержание нормального давления при помощи сапуна или отводящей трубки, которая устанавливается на коробках герметизированного исполнения. Выходной конец отводящей трубки располагается выше максимальной глубины брода, преодолеваемого автомобилем.

В картере коробки имеются два люка для установки коробок отбора мощности.

Привод к спидометру смонтирован в крышке подшипника выходного конца вторичного вала. В зависимости от передаточного числа применяемой на автомобиле главной передачи и размеров шин для обеспечения правильности показания спидометра предусмотрены сменные цилиндрические шестерни.

Механизм переключения передач в коробке состоит из синхронизаторов, зубчатой муфты включения, вилок переключения с ползунами, замков, фиксаторов и устройства для предохранения от случайного включения заднего хода.

Синхронизатор инерционного типа обеспечивает легкое и безударное включение передач путем выравнивания скоростей зубьев соединяемых шестерен до их введения в зацепление. В коробке и делителе применены одинаковые по принципу действия синхронизаторы, отличающиеся только размерами и некоторыми деталями устройства.

Муфта синхронизатора, имеющая два зубчатых венца, установлена на шлицах вторичного вала. Два конусных кольца жестко связаны между собой пальцами. В средней части пальцев имеются проточки с коническими боковыми поверхностями, муфты. Конусные кольца жестко с муфтой не связаны и могут перемещаться относительно нее в осевом направлении. В среднем положении кольца удерживаются фиксирующими сухарями, которые прижимаются к полукруглым проточкам в пальцах пружинами.

При передвижении муфты для включения передачи конусные кольца передвигаются вместе с муфтой до соприкосновения поверхности одного из колец с конической поверхностью шестерни включаемой передачи. Возникающей при этом силой трения кольца поворачиваются относительно муфты до упора коническими поверхностями проточек пальцев в блокирующие поверхности конических фасок фланца муфты. Дальнейшее продольное продвижение муфты становится невозможным до момента выравнивания частот вращения муфты (вторичного вала) и шестерни включаемой передачи, которое обеспечивается трением между коническими поверхностями кольца и шестерни включаемой передачи.

Когда частоты вращения будут выравнены, от усилия, прикладываемого к муфте через вилку выключения, пальцы занимают среднее положение в отверстиях фланца муфты и блокирующие поверхности не будут препятствовать ее перемещению. Сухарик фиксаторов, выходя из полукруглых выточек, сжимают пружины, муфта освобождается и, передвигаясь дальше, соединяется своим зубчатым венцом с зубчатым венцом шестерни включаемой передачи.

Вилки и ползуны переключения передач, замок и фиксаторы, а также предохранитель включения заднего хода смонтированы в крышке картера основной коробки передач. Ползуны установлены в расточках приливов верхней крышки картера. На трех ползунах соответственно укреплены вилка 8 переключения первой передачи и заднего хода, вилка переключения второй и третьей передач и вилка переключения четвертой и пятой передач. Вилки зафиксированы на ползунах винтами, которые шплинтуются проволокой. Вилки соединены с муфтами синхронизаторов, а вилка — с муфтой переключения. Для перемещения ползунов первой передачи и заднего хода, а также второй и третьей передач на них установлены головки с пазами, аналогичный паз имеется в головке вилки включения четвертой и пятой передач. В эти пазы входит нижний конец рычага переключения передачи механического дистанционного управления коробкой, перемещение которого обеспечивает выбор и включение требуемой передачи.

Рис. 4.10. Механизм переключения передач в основной коробке:
а — синхронизатор: б — вилки и ползуны переключения передач; в —замок и фиксатор механизма переключения; г — предохранитель включения заднего хода; А — зубчатый венед; 1 — муфта; 2 — конусное кольцо; 3 — пал;:ц; 4 — сухарь; 5 — пружина; 6 — ползун; 7 — верхняя крышка картера коробки; 8— вилка переключения первой передачи и заднего кода; 9 — вилка переключения второй и третьей передач; 10 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 11 — шарик замка; 12 — стакан фиксатора; 13 — пружина фиксатора; 14 — штифт замка; 15 — стопорный шарик фиксатора; 16 — вентиляционный колпачок; 17 — пружина предохранителя; 18 — шток; 19,— толкатель

Для удержания ползунов в нейтральном положении или в положении включенной передачи в верхней крышке картера (рис. 4.10) вмонтированы фиксаторы. В сверлениях крышки установлены три стакана, в каждом из которых находится стопорный шарик фиксатора, нагружаемый пружиной. Шарик входит в лунки на ползунах при нейтральном положении и при включенной передаче, удерживая ползун в нужном положении.

Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в механизме переключения предусмотрено замковое устройство. Оно состоит из двух пар шариков и расположенного между ними штифта замка. Размеры шариков и штифта подобраны таким образом, что при перемещении среднего ползуна шарики, входя в лунки крайних ползунов, застопоривают их. При перемещении одного из крайних ползунов (например, правого) два шарика, перекатываясь, стопорят средний ползун и передвигают штифт, воздействующий на другую пару шариков; при этом стопорится второй ползун (левый). Таким образом, одновременно передвигать можно только один ползун, включая нужную передачу, а два других ползуна остаются неподвижными, и, следовательно, исключается включение сразу двух передач.

Рис. 4.13. Коробка передач автомобиля Урал-4320:
1, 18 — шарикоподшипники; 2 — маслонагнетательное кольцо; 3— первичйый вал; 4, 20, 30— роликоподшипники; 5—шестерня первичного Вала; 6 — синхронизатор Четвертой—пятой передач; 7 — рычаг переключения передач; 8 — блок шестерен заднего хода; 9 — шаровая опора рычага Переключения передач; 10 — головка ползуна вилки второй и третьей передач; 11 — шестерня пятой передачи вторичного вала; 12 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 13 —синхронизатор второй— третьей передач; 14 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 15 — шестерня заднего хода вторичного вала; 16 — муфта включения первой передачи и заднего хода; 17 — крышка картера коробки Передач; 19 — вторичный вал; 21 — шестерня первой передачи промежуточного вала; 22 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 23 — сливная Пробка; 24 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 25 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 26 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 27 — промежуточный вал; 28 — картер коробки передач; 29 — шестерня прйвода промежуточного вала; 31 — картер сцепления

Промышленные редукторы — Superior Gearbox Company

Superior Gearbox Company производит высококачественные промышленные редукторы и сопутствующую продукцию для поддержки широкого спектра систем передачи энергии и приложений. На протяжении более 30 лет наши опытные производственные и инженерные группы расширяли нашу стандартную линейку продуктов зубчатыми передачами, изготовленными по индивидуальному заказу, чтобы удовлетворить самые строгие требования приложений.

Сильные стороны, которые продолжают способствовать росту Superior Gearbox в отрасли, включают непревзойденный контроль качества и интенсивное обслуживание клиентов. Наше пристальное внимание к деталям на каждом этапе производственного процесса гарантирует, что каждый продукт, покидающий наше предприятие, тщательно проверяется в соответствии со строгими процедурами тестирования.

Клиенты привыкли полагаться на высококачественные промышленные редукторы, поставляемые компанией Superior Gearbox. Изучая назначение промышленных редукторов, мы рассмотрим типы доступных продуктов, а также их наиболее типичные области применения и отрасли, которые мы обслуживаем.

Промышленные редукторы представляют собой механические устройства, которые являются важным компонентом машин, используемых в различных отраслях промышленности. Закрытый корпус, содержащий ряд шестерен и валов, передает мощность между устройствами в системе. Назначение редукторов — увеличить крутящий момент, уменьшить скорость вращения выходного вала первичного двигателя и преобразовать механическую энергию в полезную форму.

Использование промышленного редуктора является обязательным в широком диапазоне применений для передачи мощности вращательного движения. В отличие от массовых редукторов, промышленные редукторы Superior могут выполнять несколько функций независимо от продолжительности работы на высоких скоростях, необходимых для высокопроизводительного оборудования.

Superior Gearbox Company предлагает промышленные редукторы различных конструкций и спецификаций для удовлетворения потребностей бизнеса наших клиентов. Обычно редуктор используется в станках, промышленном оборудовании, конвейерах и погрузочно-разгрузочном оборудовании.

Ниже описаны различные типы промышленных редукторов, а также общие области применения каждого из них:

Цилиндрический промышленный редуктор

Цилиндрический промышленный редуктор значительно меньше других редукторов и потребляет меньше энергии. Установки, не требующие особого обслуживания, могут соответствовать требованиям промышленного применения, обеспечивая при этом длительный срок службы. В косозубых зубчатых передачах используются угловые зубчатые передачи, а не прямые зубья цилиндрических зубчатых колес. Линия контакта между двумя сопрягаемыми шестернями наклонена для обеспечения постепенного зацепления зубьев шестерни от одного конца зуба к другому, что обеспечивает низкий уровень шума.

Промышленные применения, требующие более высоких скоростей и крутящего момента или просто более тихой работы, косозубые редукторы стали популярным выбором по сравнению с цилиндрическими зубчатыми передачами. В устройствах с низким энергопотреблением используется трение качения винтовых зубчатых колес для достижения максимальной эффективности. Уникальная конструкция с фиксированным углом обеспечивает максимальную мощность измельчения при вращении в одном направлении.

Цилиндрические промышленные редукторы отвечают требованиям использования в тяжелых промышленных условиях, таких как пластмассовые, резиновые и цементные конструкции, где большое потребление механической энергии является проблемой. К другим типичным маломощным приложениям относятся:

• Дробители
• Grinders
• Экстрадеры
• COOLERS
• Конвейер

Коаксиальные спиральные спиральные штукообразны одинаковом направлении в зависимости от требований приложения.

Коаксиально-цилиндрические рядные редукторы обеспечивают точность, превосходное качество и эффективность и являются идеальным решением для тяжелых механических операций. Типичные области применения включают в себя:

• Мешалки
• Конвейеры
• Краны
• Питатели

В отличие от других редукторов, этот тип агрегатов обеспечивает максимальную производительность благодаря уникальному расположению входного и выходного валов.

Конический косозубый промышленный редуктор

Основной функцией коническо-винтового промышленного редуктора является обеспечение вращательного движения между непараллельными валами. Конусообразное основание внутри блока, расположенное близко к краю устройства, содержит изогнутые зубья, обеспечивающие высокий выходной крутящий момент.

Typical applications of this type of gearbox include:

• Cranes
• Kneaders
• Mixers
• Agitators
• Turf Equipment and Mowers
• Irrigation Pumps
• Bucket Elevators
• Coal Pulverizing Mills

Bevel helical industrial gearboxes имеют длительный срок службы и идеально подходят для мощных приложений, требующих уникально высокого выходного крутящего момента, обеспечиваемого бесшумными механизмами.

Каждый конический редуктор, предлагаемый компанией Superior Gearbox, имеет определенные передаточные числа и диаметры валов для предполагаемого применения.

Косозубый косозубый редуктор

Механические преимущества становятся очевидными при монтаже косоконически косозубого косозубого промышленного редуктора на соответствующий выходной вал двигателя. Жесткая конструкция подходит для работы с большими нагрузками и может быть изменена путем изменения количества шестерен и зубьев в соответствии с требованиями спецификации.

Колоссальная конструкция может регулировать скорость и крутящий момент, увеличивая, уменьшая или реверсируя число оборотов. Косозубый редуктор с косой конической передачей является идеальным решением практически для любого промышленного применения.

Червячные редукторы

В редукторах этого типа используется червячное колесо большого диаметра, которое входит в зацепление с зубьями на краю редуктора. Когда червяк вращается, он заставляет колесо вращаться подобно винту. Червячные редукторы идеально подходят для приложений, требующих повышенного снижения скорости между непересекающимися валами со скрещенными осями, и идеально подходят для использования в следующих отраслях промышленности:

• Химические вещества
• Удобрения
• Минералы
• Лифты
• Конвейерные ленты

Планетарный редуктор

Название описывает зубчатую систему, в которой одна или несколько «планет» вращаются вокруг центральной шестерни. Планетарные редукторы обеспечивают улучшенную производительность и высокое отношение крутящего момента к объему, что эффективно:

• Увеличивает крутящий момент
• Снижает скорость
• Обеспечивает точное позиционирование
• Управляет воспроизводимым механизмом
• Продлевает срок службы оборудования

Полая планетарная коробка передач

или сплошные и могут быть установлены на фланце, опоре или валу. Единицы отчетливо точны и предлагают четко определенную функциональность.

The sturdy industrial gearboxes are viable in a broad range of industries for various applications, that include:

• Vehicle transmission
• Slew drives
• Winch drives
• Track drives
• Mixing
• Pumps
• Medical scanners
• Операционные столы
• Нефтехимическая промышленность

Редукторы являются важнейшим компонентом современного оборудования и могут применяться во множестве промышленных применений. В зависимости от требуемой функциональности сочетание редукторов может эффективно решать каждую конкретную задачу. Некоторые из крупнейших секторов, использующих продукцию Superior Gearbox Company, включают: 

Сахарная промышленность

По мере роста спроса на сахар потребность в промышленных редукторах продолжает расти. Сахарная промышленность в значительной степени зависит от различных типов промышленного оборудования, для которого требуется широкий спектр промышленных редукторов, которые могут управлять различными передаточными числами, скоростями и крутящим моментом.

Например, при переработке свеклы и сахарного тростника требуется повышенное число передаточных чисел для преобразования продукта в сахар.

Использование винтовых, планетарных и многих других промышленных редукторов поддерживает надлежащую эксплуатационную потребность в различных машинах, используемых в сахарной промышленности. Типичные области применения промышленных редукторов в сахарной промышленности включают:

• Cane Carrier
• Magma Mixer
• Feeder Table
• Mill Drive
• Under Feed Drive
• Cane Carrier
• Cane Pusher
• Rake Elevator
• Inter Rake Carrier
• Magma Pumps
• Bag Handling Conveyors

Бумажная промышленность

Существует глобальный спрос на бумажную продукцию, при этом многие предприятия зависят от использования бумаги в повседневных операциях. Для каждой машины, производящей бумагу, требуется промышленный редуктор другого типа, способный выполнять определенные функции.

Superior Gearbox Company производит промышленные редукторы для бумажной промышленности, используя чугун, алюминиевые сплавы и сталь для оптимальной работы оборудования. Бумажная промышленность часто требует использования следующих редукторов:

• Редукторы бумагоделательных машин
• Редукторы мельниц
• Редукторы намоточных машин

Цементная промышленность

Ситуации с высоким крутящим моментом являются обычным явлением при обработке цемента. Параллельные валы и конические косозубые редукторы могут снижать скорость двигателя и увеличивать крутящий момент по мере необходимости.

Цементная промышленность постоянно нуждается в изменении крутящего момента редукторов, чтобы помочь с увеличением мощности двигателя, снижением скорости и другими функциями, характерными для промышленного оборудования.

Сталелитейная промышленность

Уникальные требования сталелитейной промышленности требуют прочных машин, способных адекватно выполнять тяжелые механические задачи, такие как: промышленность требует значительного крутящего момента. Планетарные, шестеренчатые и другие модели промышленных редукторов могут создавать значительный крутящий момент, обеспечивающий правильную работу машин.

Superior Gearbox Company предлагает широкий ассортимент промышленных редукторов и сопутствующих товаров. Наша высококвалифицированная команда может быть неотъемлемой частью процесса проектирования, помогая клиентам разрабатывать индивидуальные продукты, соответствующие точным спецификациям и техническим требованиям.

Мы можем не только создавать продукты с помощью обратного проектирования, но также можем модифицировать существующий продукт или начать с самого начала с первоначальной концепции, чтобы создать совершенно новый дизайн.

Наши знания и опыт позволяют нам настраивать каждый аспект редукторов, чтобы конечный продукт соответствовал потребностям наших клиентов.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о Superior Gearbox Company и узнать, как мы можем помочь вашему бизнесу в разработке промышленных редукторов для улучшения приложений вашей компании для передачи энергии.

коробка передач, cambio, мотоцикл, мотоцикл, двигатель, двигатель

коробка передач, cambio, мотоцикл, мотоцикл, двигатель, двигатель

Механическая трансмиссия всегда считалась вершиной механики. По этой причине мы хотим посвятить эту статью этому увлекательному механизму. Система зубчатых колес и валов, работающих вместе, чтобы гонщики испытывали прекрасные ощущения, превращает этот механизм в «волшебное» устройство, которое может улучшать или уменьшать производительность двигателя. Крупнейшие производители мотоциклов и автомобилей вкладывают значительные средства в изучение этого устройства, поскольку осознают его важность для технического и маркетингового успеха автомобиля. Однако многие ли из нас действительно знают, как это работает и какова его цель?
Начнем с объяснения, зачем нужна передача. Более подробная техническая информация будет опубликована в следующих отчетах. Ясно, что задача трансмиссии состоит в том, чтобы мгновенно изменять ускорение двигателя, чтобы соответствовать изменениям нагрузки (водитель, топливо, багаж, уклон дороги и аэродинамическое сопротивление) и требуемой скорости.

Вообще говоря, мы можем сказать, что трансмиссии используются для регулировки скорости вращения коленчатого вала в соответствии со скоростью вращения ведущего колеса; трансмиссия на практике представляет собой преобразователь крутящего момента. Другими словами, устройство, которое должно обеспечивать более высокую «тяговую силу», когда одной мощности двигателя будет недостаточно.
Таким образом, наличие этого устройства связано с тенденцией кривой крутящего момента двигателя и, в частности, с абсолютным значением крутящего момента, подаваемым при различных значениях оборотов двигателя.
Что такое кривая крутящего момента?

Под крутящим моментом понимается крутящий момент, который может передать вал.
Каждый раз, когда поршень получает усилие, вызванное расширением воздушно-топливной смеси, он прикладывает усилие к шатуну, которое, умноженное на «кривошип» (обозначенное буквой А), создает крутящий момент на валу.
Кривая крутящего момента, как и кривые мощности и потребления, может быть построена экспериментально путем стендовых испытаний.
В частности, кривую крутящего момента можно получить экспериментально при торможении двигателя электрическими или гидравлическими тормозными устройствами. Полученная кривая затем строится в системе декартовых осей, в которой число оборотов коленчатого вала в минуту (частота вращения двигателя или об/мин) указывается на оси X, а крутящий момент, выраженный в Нм, указывается на оси Y. .
Как вы можете видеть на графике, первая часть кривой быстро растет, чтобы соответствовать увеличению числа оборотов, пока не достигнет своей высшей точки.
Эта точка указывает максимальное значение крутящего момента по оси Y: в этой точке двигатель максимально использует объем жидкости, поступающей в его камеру сгорания, и достигается наивысший КПД.
После точки максимального крутящего момента начинается тенденция к снижению кривой, поскольку характеристика эффективности двигателя снижается.
Фактический крутящий момент (т. е. крутящий момент, который можно измерить на колесе) всегда меньше, чем только что описанный крутящий момент (т. е. крутящий момент, виртуально определяемый на коленчатом валу).
Эти две величины связаны следующим выражением:

, где h _m — механический КПД двигателя, числовой коэффициент меньше единицы, который учитывает механические потери и изменяется в соответствии с любым изменением оборотов. В самом деле, объемный КПД h _v и тепловой КПД h _t , также должны быть приняты во внимание: следовательно, фактический максимальный крутящий момент достигается, когда максимальное произведение объемного КПД h _v , тепловой КПД h _t и механический КПД h _v . Еще одним соображением является мощность. Все мы знаем, что для того, чтобы увеличить мощность нашего автомобиля, мы должны «открыть дроссель», другими словами, подавать больше энергии в наш двигатель (в виде воздушно-топливной смеси). Это ясно показано следующим соотношением:

Когда w (скорость вращения) увеличивается, мощность также увеличивается при том же крутящем моменте, а если предположить, что рабочий объем и w остаются постоянными, мощность будет увеличиваться по мере увеличения крутящего момента. Очевидно, что кривая мощности и кривая крутящего момента тесно связаны. Как видно на графике, кривая мощности имеет восходящий тренд, характеризующийся крутым наклоном; эта тенденция связана с тем, что в начальной части кривая крутящего момента также быстро растет. Однако после достижения максимального значения крутящего момента мощность продолжает увеличиваться, поскольку увеличение числа оборотов преобладает над уменьшением значения крутящего момента.
По мере того, как значение оборотов двигателя продолжает увеличиваться, достигается значение (точка А), за пределами которого активный объем жидкости, присутствующий при каждом обороте, больше не может расти со скоростью, равной числу циклов в единицу времени. Это связано с тем, что значение коэффициента заполнения камеры сгорания имеет тенденцию к уменьшению. К этому добавляется снижение общего КПД двигателя, обратно пропорциональное количеству циклов (см. кривую крутящего момента), что определяет тенденцию к снижению кривой мощности.
На практике кривая мощности никогда не превращается в прерывистую линию, поскольку сопротивление двигателя может выйти из строя во время испытания. Двигатели обычно спроектированы и рассчитаны на то, чтобы выдерживать чрезвычайно высокие RMP всего несколько секунд (см. точку D на графике).
Точка B указывает минимальную рабочую скорость. Когда двигатель работает на холостом ходу, механическое сопротивление будет поглощать всю мощность, развиваемую активной жидкостью: ниже этой скорости производительность двигателя будет снижена как из-за неподходящей подачи топлива (вызванной скоростью жидкости и размером отверстия для жидкости), так и из-за неподходящего вращающий момент. Механические трансмиссии позволяют найти наилучшие условия работы для любой комбинации скорости, нагрузки и числа оборотов в минуту

Редуктор

Коробка передач предназначена для изменения передаточного числа между двигателем и колесами, чтобы скорость каждого оборота двигателя соответствовала разной скорости вращения колеса.
Это источник концепции передаточного отношения.
Каждая пара зубчатых колес, находящихся в зацеплении, характеризуется параметром, называемым передаточным отношением. Это число однозначно определяется диаметрами (радиусами) двух шестерен, иначе говоря, количеством их зубьев.
Шестерня, принимающая привод от «выше по потоку», называется ведущей шестерней, которая передает привод на другую шестерню, называемую ведомой шестерней.
Ведущая шестерня действует как «понижающая», если она вращается быстрее, чем другая шестерня; в противном случае он действует как «повышающая» передача; как правило, уменьшение всегда необходимо, потому что двигатели вращаются быстрее, чем пользователи.
Передаточное отношение теоретически определяется частным:

На практике производители используют противоположное этому соотношению, не используя скорость вращения для определения, а скорее количество зубьев в случае зубчатых колес или диаметр в случае шкивов, величины, в любом случае связанные точными отношениями.
Указав количество зубьев и диаметр ведущей шестерни при Z1 и D1 соответственно и при тех же величинах Z2 и D2 для ведомой шестерни, получим следующее «рабочее» определение передаточного отношения:

В дальнейшем мы также будем использовать это определение.
Редукторы, используемые в двигателях и понижающих передачах, обычно имеют ведущие шестерни меньшего размера, чем ведомые шестерни. По этой причине производители указывают значения выше единицы для обозначения принятых ими скоростей.
В коробке передач скорость имеет тенденцию уменьшаться по мере повышения передачи, иногда за исключением самых высоких передач. Учитывая значение передаваемой мощности:

в случае, когда мощность остается постоянной, крутящий момент обязательно возрастет. По этой причине механические передачи можно рассматривать как «усилители крутящего момента».
Рассмотрим, например, шестерню с 10 зубьями, передающую привод на шестерню с 20 зубьями: при переключении с первой на вторую скорость уменьшится вдвое, а передаваемый крутящий момент удвоится.
Термины, имеющие следующее значение:
C ₁ = крутящий момент ведущей шестерни
C ₂ = крутящий момент ведомой шестерни
w ₁ = угловая скорость ведущей шестерни.
w ₂ = угловая скорость
v ₁ = линейная скорость движения
v ₂ = угловая скорость ведомой шестерни
R ₁ = радиус ведущей шестерни;
R ₂ = радиус ведомой шестерни

Получаем соотношение:

При выборе первого передаточного числа (первой передачи) в коробке передач двигатель будет вращаться на высоких оборотах, при этом скорость вращения заднего колеса будет низкой; крутящий момент, действующий на это колесо (C ₂ ), будет очень высоким. Отсюда возможность при выборе «низких передач» преодолевать крутые склоны и контролировать резкое ускорение: максимальный крутящий момент доступен на колесе.
Таким образом, мы можем сказать, что когда двигатель работает с заданными оборотами, работа, совершаемая задним колесом в единицу времени (Мощность), всегда одинакова, независимо от выбранного соотношения.
Однако если на «низких передачах» заднее колесо вращается медленно, но передает высокие значения крутящего момента, то на «высоких передачах» происходит обратное: заднее колесо вращается быстро, передавая меньший крутящий момент.
Таким образом, во время движения можно будет для каждой скорости движения транспортного средства и для каждого состояния нагрузки (градиент, требуемое ускорение и т. д.) получить определенное значение оборотов двигателя, соответствующее подходящей мощности, путем выбора правильной передачи.
Наилучшие результаты с точки зрения ускорения достигаются при выборе передаточного отношения, позволяющего двигателю вращаться как можно ближе к максимальному значению крутящего момента. В мотоциклах привод фактически передается от двигателя к колесу в две отдельные фазы: главная передача, состоящая из передней и задней звездочки и цепи, и первичная передача, состоящая из небольшой первичной шестерни, закрученной до конца. коленчатого вала большая первичная шестерня, обычно соединенная со сцеплением и расположенная на первичном валу коробки передач.
Таким образом, определяются два дополнительных передаточных числа привода (первичное = пиньон и конечное = корона), а коробка передач находится между ними.
Пример:

добавление 3 зубьев к ведомой шестерне

уменьшение на 1 шаг к ведущему механизму

соотношение такое же.

Положение коробки передач

В области мотоциклов коробка передач обычно находится в едином блоке с двигателем, за исключением некоторых случаев, когда коробка передач отделена от двигателя. Примером может служить MOTO GUZZI, в котором коробка передач отделена от двигателя.
MOTO GUZZI, по сути, использует забытую сейчас философию. Эта философия использовалась английскими мотоциклетными заводами, потому что это было экономично и просто.
Коробка передач в этом случае могла использоваться для самых разных двигателей.
На сегодняшний день редуктор в едином блоке с двигателем представляет собой одно из самых практичных и современных решений. Это позволяет упростить систему смазки.
Проблема в связи с тем, что нельзя использовать редуктор как взаимозаменяемую деталь, превышен выбор расстояния между валами редуктора. Это расстояние будет одинаковым для нескольких типологий двигателей. Таким образом можно оптимизировать серийное производство.

На следующих рисунках показаны примеры одно-, двух- и четырехцилиндровых двигателей со встроенной коробкой передач.

Типология зубчатой ​​передачи

На сегодняшний день наиболее важной типологией зубчатой ​​передачи являются:
· ТРАНСМИССИЯ С ЗУБЧАТЫМ ЗУБЧАТЫМ МЕХАНИЗМОМ
· ТРАНСМИССИЯ С ЗУБЧАТЫМ ШЕСТЕРНЯМ
Имеются редкие случаи, когда зубчатое колесо действует от главной трансмиссии, потому что оно имеет ведущие шестерни. коленчатый вал. Бывают также случаи, когда промежуточный вал шестерни передает движение непосредственно на колесо (Piaggio Vespa). Наконец, есть автоматические передачи, которые могут состоять из регулируемого шкива или центробежного вариатора скорости.
На следующих рисунках показаны некоторые примеры трех типологий.

Трансмиссия с зацеплением

Этот вид передач характеризуется соосностью между цепной звездочкой главной передачи и главным валом.
Цепная звездочка infect установлена ​​на большом полом валу, соосном с первичным валом, но независимо от последнего во вращении.
Эта шестерня всегда имеет две пары шестерен, находящихся в постоянном контакте между собой. Только при включении прямого удержания невозможно непрерывное зацепление двух шестерен, потому что первичный вал напрямую связан с полым валом, а цепная звездочка конечной передачи вращается с той же скоростью, что и шестерня главной передачи.
На следующем рисунке показана типичная схема этой передачи с особым акцентом на шестерни, установленные неподвижно, неподвижно, но проходящие вдоль вала, и свободные шестерни, установленные на подшипниках.
Позже кинематическая схема для каждого соотношения.

Трансмиссия с блок-шестернями

На сегодняшний день является наиболее распространенной в области мотоциклов. Эта передача состоит из главного вала, который получает движение от ведущей передачи и имеет задачу передавать движение через ведущие шестерни, и промежуточного вала, на котором установлены ведомые шестерни и цепная звездочка конечной передачи. В этом случае работает также по одной паре передач за раз.

Центробежный вариатор скорости

Центробежный вариатор скорости может быть одной из самых распространенных систем трансмиссии на маломощных автомобилях благодаря преимуществам, которые предлагает с точки зрения спринта и экономичности.
Эта система похожа на прогрессивную передачу с бесконечными передаточными числами, включенными между минимальным и максимальным передаточными числами.
Изменение соотношений не делится на шаги, а происходит непрерывно.
Это похоже на две шестерни, соединенные диаметром, которые непрерывно изменяются в зависимости от передаточного отношения, необходимого для преодоления внешних сопротивлений, с которыми сталкивается транспортное средство во время движения (наклоны, изменение веса, неровности и т. д.).
На следующем рисунке показан вариатор скорости.

Настройка передаточного числа
Передаточное число должно быть настроено таким образом, чтобы автомобиль адаптировался к дороге. Путем настройки конечного соотношения можно варьировать максимальную скорость мотоцикла: больше?длиннее? отношение, чем выше максимальная скорость, но выше и время ее достижения.
Предположим, что вы находитесь на гоночной трассе. Настройка передачи начинается с шестерни первой скорости в нижней части цепи.
Следующие передаточные числа делятся между первой и последней передаточными числами. Последний настраивается с учетом более быстрой части цепи и максимальной скорости двигателя: если скорость двигателя не максимальная, передаточное число слишком «длинное».
Наоборот, если максимальная скорость двигателя достигается слишком быстро, передаточное число слишком «короткое».
В завершение шестерня первой передачи настраивается для получения максимальной мощности двигателя в нижней части цепи. Остальные передаточные числа устанавливаются между первой и последней передачей.

Подразделение шестерен
Подразделение шестерен состоит в настройке передаточного числа между первой и последней шестернями.
Хорошее подразделение состоит в том, чтобы настроить передаточные числа так, чтобы обороты двигателя не слишком сильно падали между двумя передачами.

Устройства управления
Наиболее распространенным устройством управления для изменения соотношения между частотой вращения двигателя и скоростью вращения колес является десмодромный селектор.

Образован цилиндрическим селектором, барабаном редуктора, имеющим на поверхности специальные канавки. Эти канавки являются направляющими для вилок переключения передач, перемещающих шестерни на валах. Этот цилиндрический селектор вращается рывками с помощью механизма, связанного с педалью переключения передач.
Каждый раз, когда нажимается педаль переключения передач, цилиндрический компонент вращается, и вилки переключателя передач перемещают шестерни.
Иногда цилиндрический селектор заменяется алюминиевой пластиной с особыми пазами, в которые вставляются зубья вилок. Конец каждой вилки характеризуется дугой кругового профиля. Этот профиль установлен в круглой канавке на плавной шестерне.
Эта шестерня, свободно перемещающаяся по валу благодаря рифленому профилю, блокируется при вращении вала. Эта шестерня имеет несколько зубьев, которые входят в зацепление с шестернями, закрепленными на валу.
Благодаря движению вилок переключателя передач подвижная шестерня соединяется с неподвижной шестерней и, таким образом, передает крутящий момент, полученный шестерней, с которой она связана.