Как работает коробка вариатор: устройство и принцип работы CVT

Содержание

что это, значение, принцип работы

Вариатор (CVT, Continuously Variable Transmission) — это бесступенчатая трансмиссия, передающая крутящий момент от двигателя. В переводе с английского аббревиатура CVT обозначает «постоянно изменяющаяся трансмиссия». Устройства подобного типа появились гораздо раньше, чем автомобильные коробки передач, и применялись в швейных машинах и промышленном оборудовании. Авторство первого вариатора приписывается Леонардо да Винчи (XV век). Однако несмотря на привычную инженерам конструкцию, первые CVT на машинах появились лишь в 50-х годах XX века.

Виды вариаторов

В технике применяется три разновидности вариаторов: клиноременные, тороидные, гидростатические и механические. Однако последний тип используется в станкостроении и не устанавливается на авто.

Клиноременные вариаторы

В основе этого вариатора лежат два шкива, соединенные ремнем с сечением трапецеидальной формы. Шкивы выполнены в виде конических дисков, позволяющих плавно изменять передаточное число.

Для увеличения прочности и износостойкости ремень может изготавливаться из металлических пластин или в виде стальной цепи. Его конструкция и материал не влияют на принцип работы вариатора.

Тороидные вариаторы

Бесступенчатые коробки передач тороидальной конструкции имеют в основе пару колес со сферической рабочей поверхностью. Между ними зажимается ролик, который смещается, касаясь колес на участках с разной толщиной.

Гидростатические вариаторы

Эти устройства не используют силу трения. Они работают за счет использования насосов переменного давления, приводящих в действие гидростатические двигатели. Зачастую гидростатическая трансмиссия сочетается со сцеплением и планетарной передачей, образуя гибридную гидромеханическую АКПП. Она использует гидравлику для передачи момента на малой скорости и механику — на большой. В промежутке применяется смешанная передача. Такое решение используется в тракторах и спецтехнике, работающей в тяжелых условиях.

Как работает и устроен вариатор

Клиноременная передача получила наибольшее распространение в автомобилестроении. Во время езды две конусовидные половины, установленные под углом к оси вала, приближаются друг от друга. При отдалении шкивов лента уходит внутрь, а при сближении приобретает клинообразную форму. Клин увеличивает радиус шкива, передаточное число растет. При отдалении происходит обратный процесс.

Шкивы смещаются под действием пружины и центробежной силы или гидравлического привода. В случае применения привода используется электронное управление. Оно обеспечивает оптимальный режим работы двигателя. Электроника увеличивает ресурс вариатора и уменьшает расход топлива.

В устройстве используются ремни из армированной резины, стальных пластин или цепи. Клиноцепные вариаторы отличаются высоким КПД. Прочная цепь постоянно испытывает сильные нагрузки и перегревается, что требует установки принудительного охлаждения масла.

В тороидном вариаторе крутящий момент между дисками передается с помощью роликов. Они смещаются под воздействием специальных устройств, регулирующих силу прижатия. Движение роликов и регулировка передаточного контролируется электроникой. Тороидные вариаторы появились недавно и еще не успели завоевать рынок. Однако, благодаря большому ресурсу и высокому КПД они имеют наилучшие перспективы.

Чем отличается вариатор от АКПП

Автоматическая коробка передач не может плавно изменять передаточное число. Переключения передаточного числа производятся резко. Поэтому использование вариатора помогает добиться оптимальных условий работы двигателя независимо от скорости и нагрузки. Однако ременная передача вариатора не может выдержать большие усилия. Поэтому CVT устанавливаются преимущественно на маломощные автомобили и не используется на внедорожниках. Стихия вариатора — плавная городская езда без резких ускорений.

Плюсы и минусы вариатора

Преимущества вариаторов состоят в следующем:

  • комфорт от поездки на авто — CVT работает идеально плавно, без малейших рывков;
  • постоянная работа двигателя в оптимальном режиме позволяет существенно экономить топливо;
  • машины с вариатором выбрасывают меньше вредных веществ, чем авто с МКПП и АКПП;
  • использование вариатора позволяет исключить пробуксовку колес во время езды по обледенелой дороге;
  • электронное управление режимами нагрузки на двигатель увеличивает его моторесурс;
  • вариатор работает тише, чем коробка передач;
  • бесступенчатая коробка передач стоит дешевле, чем автоматическая.

Вариатор уступает АКПП при буксировке тяжелых прицепов, движении по бездорожью и спортивной езде. Поэтому мощные машины, внедорожники и авто, рассчитанные для буксировки, оснащаются АКПП. Техническое обслуживание и ремонт CVT обходится дороже. Это связано с необходимостью более частой замены трансмиссионной жидкости, которая стоит дороже трансмиссионного масла для АКПП. Вариатор значительно более сложный и «нежный» механизм, чем АКПП. Поэтому он быстрее выходит из строя. Высокая трудоемкость и сложность ремонта CVT вынуждает тратить больше денег на обслуживание агрегата. Поэтому необходимо внимательно отнестись к обслуживанию бесступенчатой коробки и не подвергать ее чрезмерным нагрузкам. В таком режиме она способна долго прослужить без дорогостоящего ремонта.

Принцип работы вариатора на квадроцикле — Коробка передач квадроцикла

Коробка передач квадроцикла

Как и любая авто и мото техника, квадроцикл обладает возможность работать в двух вариантах трансмиссии — автоматической и механической. Для такого класса техники каждая из коробок передач может иметь собственные плюсы и минусы, поэтому перед выбором понравившейся модели обратите внимание на тип трансмиссии.

Основная задача коробки передач квадроцикла — максимально точно передать момент вращения от двигателя к колесам. Вторая важная задача трансмиссии — регулировка количества оборотов колеса за счет увеличения передаточного числа.

То есть чем быстрее вы хотите двигаться, тем выше придется включить передачу. В случае с коробкой передач на квадроцикле автоматического типа вам все равно придется переключать передачи, в частности включать задний ход или выбирать между 2D или 4D приводом. В недорогих моделях, в том числе китайского производства, техника комплектуется автоматической коробкой передач, но более дорогие спортивные квадроциклы оснащены полностью механической КПП.

Механическая трансмиссия квадроцикла

Механика идентична стандартному мотоциклу и позволяет водителю более точно чувствовать момент переключения скоростей под оптимальный темп.

В итоге такие спортивные квадроциклы обладают лучшей мощностью и проходимостью. А когда вы двигаетесь по трассе, мощность можно уменьшить путем регулировки передачи. И наконец, последнее преимущество механической спортивной трансмиссии в возможности более комфортно входить в поворот. Но старайтесь не переключать передачу непосредственно во время поворота, в таком случае вы потеряете равновесие. Коробка передач 150 кубовых моторов обычно сделана максимально просто, поэтому можете не надеяться на отличную чувствительность и плавность. Основными достоинствами механики на квадроцикле можно считать:

  • высокая надежность;
  • простая конструкция и легкая эксплуатация;
  • небольшой вес;
  • компактные размеры;
  • КПД выше среднего.

Также переключение передач на подобной коробке намного проще, чем на мотоцикле, ведь такая техника имеет 4 колеса, а значит весь упор можно делать на контроль переключения передач. Движение на механике выполняется аналогично другой технике в МКПП, только при выезде на возвышенность придется одновременно зажать сцепление и тормоз.

Поэтому если вы подбираете модель для максимально динамичной и уверенной эксплуатации, обращайте внимание на тип трансмиссии, механика станет лучшим выбором.

Коробка автомат

Если квадроциклы с механической коробкой передач предназначены больше для настоящих гонщиков и любителей мощности, автоматическая КПП более спокойная в работе. Принцип ее действия аналогичен автомобилю, где ваша задача — только переключать передачи. АКПП наиболее распространена на утилитарных представителях, главная особенность в выборе между высокой и низкой передачей. При желании быстро ехать придется включить высокую скорость, но недостатком будет слабая мощность. И наоборот, на высокой мощности коробка ограничит максимальную скорость. Купить коробку передач на квадроцикл с автоматическим переключением рекомендуется для детей или начинающих гонщиков, которые хотят освоиться и привыкнуть к движению.

Как работает коробка на квадроцикле?

Приведем пример работы механической коробки, ведь он может отличаться работой от другой техники. Главным компонентом выступает редуктор, его сила передается от второго вала со шкивом вариатора на третий вал — промежуточный. Именно он позволяет продолжить работу коробки, передавая усилие на последний 4 вал с креплением на нем колеса. Все описанные детали конструкции расположены внутри защитного кожуха, а увеличить срок жизни позволяет постоянное присутствие масла в системе.

Старайтесь следить за его уровнем, иначе трансмиссия скоро сломается. Если вы выбираете квадроциклы 250 кубов, цена с карданной передачей будет немного отличаться от других. В любой случае придется советоваться с продавцом, который подберет квадроцикл под ваши запросы.

Видео

Смотрите также

Вариатор: Бесконечная передача — журнал За рулем

Разбираемся в устройстве бесступенчатой трансмиссии

201005191502_variatror

Отпускаем “ручник”, переводим селектор трансмиссии в положение D, нажимаем на педаль газа и едем. Без дерганий, рывков, с застывшей в одном положении стрелкой тахометра. Надо разогнаться активнее? Сильнее давим на газ, получая под монотонное жужжание мотора линейное ускорение без малейших провалов. Почти как в троллейбусе. А ведь под капотом двигатель внутреннего сгорания.

Виной тому вариатор — также известный как бесступенчатая трансмиссия или коробка CVT. Его главный секрет в том, что передач (передаточных отношений между ведущим и ведомым валами) у него куда больше, чем в любой другой трансмиссии. Больше на несколько порядков. На всех традиционных КП (и механических, и автоматических) крутящий момент от двигателя к колесам передается через зубчатые колеса. В вариаторе же (в его наиболее популярном — клиноременном — варианте) эту функцию выполняют клиновидный стальной ремень или пластинчатая цепь, соединяющие ведущий и ведомый валы, как в приводе, скажем, генератора. Отличие только в том, что зажаты они между двумя раздвижными конусообразными шкивами, установленными на окончаниях валов.

201005191502_scheme2

Итак, мы отпускаем “ручник” и трогаемся. В этот момент шкивы вала, идущего от двигателя, находятся в самом разведенном состоянии, и ремень, “проваливаясь” к оси, облегает их по наименьшему диаметру. Соответственно, шкивы ведомого вала на старте максимально сжимаются, чтобы выдавить клиновидный ремень на наибольшую окружность для передачи колесам в начале движения самого большого крутящего момента. После чего, при наборе скорости, вариатор, не меняя обороты двигателя, сжимает шкивы ведущего вала (вынуждая ремень переползти на максимальный диаметр вращения) и разжимает — ведомого. Таким образом, передаточное число линейно меняется от 3–6 до 0,2–0,4. Подобная плавность сегодня не достижима ни одному другому типу коробок переключения передач.

В ГЛУБЬ ВЕКОВ

Идею вариатора приписывают Леонардо да Винчи, из-под пера которого схема бесступенчатой трансмиссии вышла еще в 1490 году. Впрочем, реальный механизм появился лишь в конце XIX века, а первый серийный автомобиль — голландская микролитражка ДАФ-600 — получил вариатор в 1958 году. Массовое же распространение бесступенчатой трансмиссии началось в 90-е годы, когда ДАФ предложил конструкцию, в которой ненадежный ремень заменила цепь из металлических пластин.

201005191502_scheme1

МЫ РЕШИЛИ:

Вариатор может обеспечивать практически идеальную динамику движения и более низкий расход топлива по сравнению с АКП. Но даже сегодня, спустя 10 лет после начала массового применения вариаторов в легковых автомобилях, не решены все проблемы с долговечностью и обслуживанием. Скажем, ремень необходимо менять каждые 100–150 тыс. км, к тому же для вариатора требуется специальная трансмиссионная жидкость. Да и ремонтопригодность бесступенчатой трансмиссии достаточно низкая. Например, на “Хонде-HR-V” или “Мини” первого поколения в случае выхода из строя ремня придется менять весь вариатор в сборе! Стоят же бесступенчатые КП на 40–70 тысяч дороже “механики”. Однако если сравнивать цены CVT-коробки с традиционными “автоматами” или DSG, то суммы получаются вполне сопоставимые. Поэтому, если вас монотонность “музыки” двигателя не напрягает, вариатор может стать отличной альтернативой АКП с гидротрансформатором.

что это, как работает и чем отличается от автомата

Отношение автомобилистов к вариаторам неоднозначное. Одни считают их прогрессивным вариантом автоматической коробки передач, а другие стараются избегать такой трансмиссии любыми способами. У каждого есть свои аргументы, в которых мы разберёмся подробнее. Рассказываем, что такое вариатор в автомобиле, в чём его плюсы и минусы.

История бесступенчатой трансмиссии

Изобретателем вариатора считается Леонардо да Винчи. В его чертежах были найдены похожие механизмы, хотя долгое время им не могли найти практическое применение. Ситуация изменилась с появлением больших фабрик. В конце XIX века были запатентованы несколько конструкций вариаторов, которые использовались в металло- и деревообрабатывающих станках. Но даже в этой сфере они оставались редкостью — не существовало достаточно прочных материалов, способных обеспечить надёжность узла.

Коробка-вариатор в машинах появилась ещё в начале XX века. Эксперименты по использованию такой трансмиссии начались в 1910-х годах, но опытные образцы получались слишком ненадёжными и неэффективными. Первым серийным автомобилем с вариатором стала мелкосерийная модификация британского Austin 7, которая также собрала множество негативных отзывов.

К идее бесступенчатой трансмиссии вернулись в 1950-х годах. Итальянские, японские и корейские компании начали массовый выпуск мопедов и скутеров с вариатором. Практика показала, что при малых нагрузках коробка передач проходила десятки тысяч километров без существенных поломок. Идея автомобиля с вариатором витала в воздухе и за её реализацию взялась голландская компания DAF. Первая крупносерийная машина с бесступенчатой трансмиссией выпускалась с 1959 по 1963 год. Всего с конвейера сошли более 30 тысяч компактных седанов.

Вариаторы компании DAF были надёжнее довоенных экземпляров, и всё же они уступали привычным механическим и автоматическим коробкам передач. Ситуация изменилась лишь в середине 1980-х годов, когда появились сверхпрочные стали и лёгкие сплавы, а также электронные станки для прецизионной обработки этих металлов.

Компании Honda и Nissan начали эксперименты по замене гидромеханических коробок передач вариаторами. Чуть позже к ним подключились Audi, Toyota и Subaru. Бесступенчатую трансмиссию также можно встретить в автомобилях Jeep, Chevrolet, Fiat, Suzuki и других. Её доля на рынке постепенно растёт. Но говорить о настоящей революции, способной положить конец господству «автоматов», пока рано. Причины тому кроются в принципе действия коробки передач.

Как устроен вариатор?

Выше мы уже говорили о том, что существует несколько вариантов бесступенчатой трансмиссии. Лучшим вариатором для автомобиля считается клиноременной. В нём есть два конических шкива, которые установлены параллельно и направлены узкими сторонами друг к другу. Один соединён с двигателем, а второй передаёт крутящий момент на колёса машины. Между ними перекинут приводной ремень, который и отвечает за работу трансмиссии.

Шкивы могут смещаться друг относительно друга гидравлическим приводом. В современных вариаторах он управляется электроникой, которая выбирает нужный режим работы в зависимости от дорожной обстановки. При этом ремень скользит по конической поверхности, переходя на тот или иной диаметр. Если выбрать малый радиус на ведущем шкиве и большой — на ведомом, мы получим понижающую передачу, если наоборот — повышающую.

Такой принцип работы вариатора на автомобиле позволяет бесступенчато изменять передаточное число. Причём теоретический максимум достигает впечатляющих 12:1, тогда как у механических и автоматических коробок передач он ограничивается на уровне 9–10:1. Считается, что это самый эффективный и прогрессивный вариант трансмиссии на сегодняшний день.

К сожалению, работа вариатора в автомобиле не безупречна. Слабым звеном коробки передач становится приводной ремень, который быстро изнашивается при высоких нагрузках. Кроме того, бесступенчатой трансмиссии требуется особое масло — оно должно замедлять износ трущихся пар, но обеспечивать при этом должное сцепление ремня со шкивами. Для решения проблемы Audi и Subaru перешли на металлическую цепь. Интересно, что в вариаторах Multitronic и Lineatronic со шкивами соприкасаются оси звеньев, а не боковые поверхности. Такое решение улучшает сцепление, хотя и увеличивает нагрузки в пятне контакта.

Ближе к идеалу

Столкнувшись с конструктивными недостатками бесступенчатой трансмиссии, некоторые производители отказались от неё на 10–20 лет. Но с появлением новых технологий эксперименты продолжились. Всё началось с гидротрансформатора — как и в «автоматах», здесь он разрывает поток крутящего момента при торможении и плавно наращивает мощность во время старта. Для уменьшения нагрузок на вариатор инженеры создали алгоритм принудительной блокировки гидротрансформатора. Сейчас этот узел жёстко фиксируется при выходе на равномерный режим движения.

Японские компании Aisin и Jatco также предложили альтернативный принцип действия вариатора на автомобиле. Они ввели в него механическую «первую передачу». Во время старта шкивы такой бесступенчатой трансмиссии блокируются при помощи шестерни с фиксированным передаточным отношением. По мере роста скорости происходит расцепление, и работа перекладывается на ремень. Это также замедляет износ узла.

Водители также жаловались на шумность ранних вариаторов. Дело в том, что эти коробки передач выбирали оптимальные обороты двигателя и далее меняли только передаточное отношение шкивов. В результате равномерный гул мотора быстро надоедал присутствующим в салоне, вызывая ощущение усталости и раздражения. Чтобы справиться с таким недостатком, инженеры предложили «виртуальные передачи». Это фиксированные положения ремня на шкивах, которые допускают некоторое изменение оборотов двигателя. В некоторых автомобилях предусмотрено даже ручное переключение между такими режимами работы.

Негативные отзывы также касались «скучного» поведения машин, в которых установлен вариатор. Решение также нашлось в электронном управлении. Программисты предложили водителям «спортивные» и «экономичные» режимы, которые изменяли диапазон допустимых оборотов двигателя. С появлением вариаторов в кроссоверах также началась разработка «грунтовых» и «снежных» программ, повышающих проходимость и замедляющих износ трансмиссии.

Альтернативный вариант

В некоторых автомобилях вариатор работает по другому принципу. В тороидальной трансмиссии нет ремня. Её основа — два конических шкива, которые устанавливаются на одной оси на расстоянии в пару сантиметров или даже миллиметров друг от друга. Они соединены роликами, вращающимися в вертикальной плоскости и поворачивающимися в горизонтальной.

Когда ролики смещаются вперёд, они соприкасаются с большим диаметром ведущего шкива и меньшим диаметром ведомого, позволяя получить понижающую передачу. Повернув их назад, можно получить повышающую передачу. Теоретически, такая конструкция должна была быть меньше, легче, прочнее и надёжнее клиноременных и цепных вариаторов. Но эксперименты компаний Mazda, Ford, Nissan, Jatco и Torotrak показали, что тороидальная трансмиссия оказалась очень дорогой в производстве и обслуживании. Из-за чрезмерно высокого трения в пятне контакта ей требовались сверхпрочные сплавы и масла, рассчитанные на работу при экстремально высоких температурах.

Преимущества вариаторов

Главным плюсом для большинства производителей стала простота бесступенчатой трансмиссии по сравнению с традиционными гидромеханическими «автоматами». Такая коробка передач дешевле, что позволяет сделать машину массовой и доступной.

Ещё одна причина массового распространения вариаторов в автомобилях — высокий коэффициент полезного действия при размеренном движении. Электроника и гидравлика бесступенчатой трансмиссии выбирают такое передаточное число, при котором расход топлива сводится к минимуму. В отличие от «механики» и «автомата» его можно менять плавно, удерживая динамические характеристики максимально близко к идеалу. В результате автомобиль становится экономичным и экологическим безопасным.

Именно эти причины стали причиной постепенного отказа от гидромеханических коробок передач — простота, дешевизна, экономичность и экологичность вариаторов.

Но бесступенчатая трансмиссия даёт преимущества не только для производителей. Водители также получают множество плюсов:

  1. Плавный старт без рывков, вибраций и ударов. 
  2. Низкую нагрузку на двигатель благодаря работе в оптимальном диапазоне оборотов.
  3. Меньший вес автомобиля, который улучшает разгон и снижает расход топлива. 
  4. Большее пространство в салоне — вариатор занимает меньше места по сравнению с «автоматом». 
  5. Сниженный уровень шума и вибрации. 
  6. Быстрый подбор нужного передаточного числа, отсутствие разрывов при передаче крутящего момента колёсам.

Недостатки вариаторов

Законы физики неумолимы. Поэтому даже самые совершенные конструкции изнашиваются, ломаются и досаждают мелкими проблемами. Зная, чем отличается вариатор в автомобиле от «автомата», можно выделить следующие минусы:

  1. Чувствительность к нагрузкам и температуре. Классическая бесступенчатая трансмиссия боится долгой езды при малой и высокой скорости, поэтому инженеры придумывают блокировку гидротрансформатора и жёсткое сцепление шкивов шестернёй. Такая проблема существует и в новейших коробках передач, поэтому водителям стоит избегать динамичной езды и движения «в натяг».
  2. Машину на вариаторе нельзя буксировать. Исключение — модели, в которых предусмотрен аварийный режим, расцепляющий двигатель и трансмиссию. При попытке оттянуть автомобиль к месту ремонта ведомый вал будет вращаться, а ведущий останется заблокированным. Это приведёт к быстрому износу ремня и шкивов.
  3. Быстрый износ при пробуксовках, резких рывках и ударных нагрузках. Из-за этого нежелательно буксировать на вариаторе другую машину, выезжать на бездорожье и тянуть тяжёлый прицеп. Кроме того, поломка может настигнуть вас после удара колёсами о лежащий в луже кирпич или после неудачной попытки взобраться на бордюр.
  4. Требовательность к обслуживанию. Вариатор желательно обслуживать чаще, чем гидромеханическую коробку передач — менять масло и фильтры, а также чистить магниты для сбора стружки каждые 25–30 тысяч километров. Некоторые производители указывают межсервисный интервал в 50–75 тысяч километров пробега, но такие оценки оказываются слишком смелыми. Если вы хотите, чтобы коробка передач служила долго и не огорчала вас поломками, придерживайтесь первой цифры.
  5. Меньший опыт эксплуатации. Вариаторы используются сравнительно недолго — с 1980-х годов, тогда как гидромеханические «автоматы» появились ещё в 1930-х. Из-за этого некоторые из них страдают врождёнными дефектами — перегревом электронного блока, засорением клапанов гидравлики и так далее. В новых машинах таких поломок становится всё меньше, но они встречаются и по сей день.

Как продлить срок службы вариатора?

Бесступенчатая трансмиссия — это хорошая альтернатива гидромеханической коробке передач для тех, кто предпочитает размеренную езду. Чтобы увеличить её ресурс, нужно соблюдать простые требования:

  • плавно трогаться с места и отказаться от резких манёвров;
  • при поездках на большие расстояния периодическим менять режим движения — иногда сбавлять скорость;
  • отказаться от выезда на бездорожье даже если вариатор установлен на кроссовере с полным приводом и высоким клиренсом;
  • своевременно менять масло и выбирать оригинальные расходные материалы, рекомендованные производителем;
  • при каждом визите на сервис проверять систему охлаждения трансмиссии и чистить её при необходимости;
  • при необходимости перемещать автомобиль с вариатором на эвакуаторе и отказаться от буксировки других машин;
  • при остановках дольше 2 минут переводить селектор управления трансмиссией в положение P или N. При коротких паузах делать этого не стоит.

Чтобы проверить вариатор при покупке подержанного автомобиля, нужно устроить тест-драйв. Признаками неисправности будут вой или скрежет при движении, запоздалая реакция на нажатие педали газа и слабая динамика ускорения.

Что такое вариатор? Назначение, устройство, принцип действия

 Вариатор (CVT, Multitronic) — это разновидность автоматической коробки переключения передач (АКПП), не имеющаяя ступеней (бесступенчатая АКПП) и в которой у передач отсутствует фиксированное передаточное число. При движении автомобиля вариатор постоянно плавно изменяет передаточное число, обеспечивая плавный (без толчков и задержек) разгон (торможение) автомобиля.

Вариаторы бывают нескольких типов — клиноременной и тороидный.

Клиноременной вариатор представляет собой два шкива  имеющих коническую форму, между которыми натянут ремень, изготавливаемый из металлических пластин. За счет того, что эти шкивы могут двигаться навстречу друг другу, изменяется их диаметр, а значит и передаточное число коробки передач, причем плавно. Если вместо ремня используется цепь, то такой вариатор называется цепным или клиноцепным.

Тороидный (или тороидальный) вариатор состоит из двух валов со сферической (тороидной) поверхностью, между которыми зажаты ролики. При изменении положения этих роликов изменяется передаточное число КПП. 

 Большой плюс вариаторных трансмиссий в том, что они плавно изменяют  крутящий момент. На классической гидравлике мы можем видеть по тахометру и слышать, как именно работает коробка, а  вариатор  работает очень степенно и постоянно подхватывает момент переключения, когда это необходимо, сохраняя при этом баланс скорости. Основной недостаток вариатора — акустический. Автомобиль как бы постоянно работает в одной тональности, как троллейбус. Но эту проблему уже пытаются решить инженеры. Однако преимущество вариатора неоспоримо — потребление топлива у автомобиля с такой коробкой передач значительно меньше, нежели у классики (тем более если в ней еще и ручное управление присутствует). Плюс механизм вариатора и весит меньше.

Рекомендуем также почитать:

Что такое типтроник?

Что такое роботизированная механика?

Что лучше выбрать — автомат или механику?

Как правильно пользоваться автоматической КПП?

ПЕРЕЙТИ К СПИСКУ ВСЕХ ТЕРМИНОВ>>

 

устройство, принцип работы, советы по эксплуатации

В автомобильном мире существует немало типов трансмиссий. Абсолютное большинство составляют, конечно же, механика и АКПП. Но на третьем месте оказался вариатор. Эту коробку можно встретить как на европейских, так и на японских авто. Нередко вариатор ставят и китайцы на свои внедорожники. Что это за коробка? Как пользоваться вариатором? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Итак, вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач автомобиля. Главной особенностью ее является отсутствие конкретных ступеней – передаточное число меняется постепенно, по мере набора скорости автомобилем. Данная особенность позволяет исключить толчки и рывки при переключении, которые возможны при езде на механике, а также обеспечивает высокую динамику разгона. Ведь при нажатии на газ машина держит постоянно стабильные обороты, при которых достигается пиковый крутящий момент.

Но из-за ограничений по мощности эти коробки ставятся в основном на легковые автомобили и лишь на некоторые кроссоверы (часто это представители китайских марок). Что касается типов, всего может быть два вариатора:

  • Тороидный.
  • Клиноременной.

Устройство

Если говорить в целом, то в конструкцию данной КПП входят:

  • Вариаторная передача.
  • Механизм, служащий для отсоединения КПП от двигателя и передачи крутящего момента.
  • Система управления.
  • Механизм, обеспечивающий движение задним ходом.

Чтобы крутящий момент передавался от двигателя на коробку, в узле могут применяться:

  • Автоматическое центробежное сцепление.
  • Электромагнитное с электронным управлением.
  • Гидротрансформатор.
  • Многодисковое мокрое сцепление.

Сейчас наибольшую популярность получил гидротрансформатор. Он плавно передает крутящий момент, что положительно отображается на ресурсе коробки.

В конструкцию вариатора входит одна либо две ременные передачи. Они являют собой два шкива, которые соединены между собой клиновидным ремнем. Образуются конические диски, способные сдвигаться и раздвигаться. Благодаря этому меняется диаметр шкива. Чтобы сблизить конусы, используется усилие пружин либо гидравлическое давление. Сами диски имеют определенный угол наклона (обычно в 20 градусов). Это способствует наименьшему сопротивлению при перемещении ремня по шкиву.

Отметим, что материал ремня может быть разным. На первых моделях использовалась резина. Ввиду высокой гибкости и эластичности она не имела большого ресурса. Поэтому большинство вариаторов идет с металлическим ремнем. Он состоит из десяти стальных полос. А крутящий момент передается за счет сил трения между шкивом и боковой поверхностью ремня.

Принцип работы устройства

Алгоритм действия заключается в изменении диаметра шкива в зависимости от нагрузки и режима работы двигателя. Так, диаметр меняется посредством специального привода (чаще всего гидравлического). При старте ведущий шкив имеет небольшой диаметр, а ведомый увеличен максимально. По мере увеличения скорости размеры элементов меняются. Так, ведущий увеличивается в диаметре, а ведомый – наоборот. Когда машина снижает скорость, размеры шкивов обратно меняются.

Как правильно пользоваться вариатором? Азы

В первую очередь нужно понять, что автомобиль с вариатором не имеет педали сцепления. Водители, которые пересаживаются на такие машины с механики, имеют привычку задействовать левую педаль. Используя вариатор, достаточно работать только правой ногой. Левая всегда отдыхает у водителя. Этот, казалось бы, незначительный нюанс нужно запомнить. Что касается режимов работы, здесь все аналогично автоматической коробке:

  • Р. Это паркинг. Он используется в ситуациях, когда машина приезжает к месту длительной стоянки. В данном случае задействует специальный блокирующий элемент, который предотвращает дальнейшее движение автомобиля.
  • D – драйв. Это режим, при котором машина двигается вперед как обычно, с последовательным переключением передач.
  • N – нейтраль. Применяется в случаях, когда машина стоит долгое время на наклонной поверхности. Для этого нужно включить ручной тормоз и перевести рычаг в соответствующее положение. В таком случае мы избавляемся от необходимости постоянно держать педаль тормоза нажатой. Режим актуален в случае, когда время остановки составляет более полуминуты.
  • R — задняя передача.

Дополнительные режимы

Стоит сказать, что многие вариаторные коробки имеют еще несколько режимов работы. Среди них стоит отметить:

  • L. В данном случае двигатель работает на повышенных оборотах с максимальным эффектом торможения. Этот режим актуален при длительных спусках в горах и при буксировке.
  • S. Это спортивный режим. В данном случае используется весь потенциал двигателя. Как правило, машина разгоняется на 0,3-0,5 секунды раньше до ста. Режим подойдет для тех, кто хочет получить резкий старт со светофора.
  • Е. Экономичный режим. Машина будет использовать минимальные обороты. При этом динамика разгона ухудшается, но и расход падает. Обычно такой режим применяют при спокойной, размеренной манере езды.

Как тронуться?

Продолжаем изучать вопрос «как пользоваться вариатором». На «Тойоте» и других авто зарубежного производства схема пользования вариатором едина. Поэтому данную инструкцию можно применять к любой марке. Итак, садимся в автомобиль и устанавливаем ключ в замок зажигания. Проверяем, стоит ли машина на «паркинге» (режим Р). Если рычаг находится в положении «нейтраль», старт двигателя стоит производить после установки авто на ручник.

После этого нужно правой ногой выжать тормоз. Не отпуская ногу с педали, переводим ключ в замке в положение «старт». Ждем, пока запустится двигатель (как правило, это не более двух секунд). Далее переводим рычаг коробки в режим «драйв». Ногу с педали тормоза не отпускаем. После того как включился режим «драйв», можно начинать движение. Переводим правую ногу с педали тормоза на акселератор. Вот как пользоваться вариатором на «Кашкай» и других авто. Не забываем про ручник (если он включен, снимаем его). Дальнейшие переключения автомобиль будет производить самостоятельно.

Нейтраль на вариаторе

Можно ли сбрасывать рычаг в нейтральное положение на данной коробке? Здесь все аналогично автомату. Есть случаи, когда это можно сделать, а есть, когда недопустимо. Так, категорически запрещено использовать нейтральный режим, пытаясь двигаться «накатом». При попытке вновь включить «драйв» на скорости происходит существенный удар в сцепление, и коробка подвергается нагрузке. Поэтому в нейтраль следует переключаться только тогда, когда машина стоит в пробке и время простоя более 30 секунд.

Прогрев

Много вопросов возникает о том, как правильно пользоваться вариатором на «Ниссане» зимой. Здесь стоит сказать, что в данной КПП тоже имеется масло, выполняющее роль рабочей жидкости. Однако если в автомате его содержится порядка десяти литров, то в вариаторе всего семь. То есть прогревать коробку нужно, но время на это тратится меньше. Итак, как правильно пользоваться вариатором зимой? Прогрев можно осуществлять как на режиме паркинг, так и в нейтрали. Эти режимы практически не отличаются, за исключением того, что «паркинг» блокирует колеса. Поэтому просто заводим автомобиль и ждем пять минут, пока прогреются ДВС и коробка. Стоит сказать, что чем ниже температура, тем больше времени стоит уделить прогреву (и наоборот).

Если снег/лед

Как пользоваться вариатором на таком типе покрытий? Здесь нужно знать, что при пробуксовке колес на скользкой поверхности возможно зацепление их с более твердым покрытием. Так, водитель машинально давит на газ, когда машина «схватилась» и вот-вот поехала по снегу. Но тут на пути попадается асфальт, и колеса встречаются с ним на высокой скорости оборотов. В итоге — существенный удар на сцепление. Происходит износ гидромуфты. За пару таких приемов она и вовсе может износиться. То же самое касается езды с цепями. Не стоит резко жать на газ, когда машина вот-вот тронулась. Все это существенно отображается на сцеплении коробки, особенно если это цепи-браслеты. Поэтому на скользкой дороге двигаемся максимально плавно и аккуратно, даже если машина уже начала ехать после того, как забуксовала. Ну и конечно же, нужно следить за температурой масла в коробке. Длительных пробуксовок коробка точно не выдержит.

О резких нагрузках

Многие слышали о том, что резкие нагрузки на коробку приводили к скорому ее выходу из строя. Это действительно правда. В силу своей конструкции эти трансмиссии не способны «переваривать» большой крутящий момент. Однако как этого не допустить? Как пользоваться вариатором? Все просто. Нужно отказаться от частой агрессивной езды и прогревать коробку в зимнее время. Также отметим, что на многих коробках электроника способна сигнализировать о перегревах. Так, если температура масла выше нормы, на панели приборов загорится соответствующая лампа. А на некоторых авто электроника и вовсе не даст сдвинуться с места, пока коробка не остынет.

Вариатор и бездорожье

Об этом тоже стоит поговорить отдельно. Многие задаются вопросом о том, как пользоваться вариатором на «Митсубиси Аутлендере» и других внедорожниках. Вариатор не предназначен для эксплуатации по грунтовке или бездорожью. Всего нескольких пробуксовок достаточно для того, чтобы перегреть трансмиссию. Поэтому, если вы часто ездите по такой местности, лучше выбирать авто на механике. Но как пользоваться вариатором на «Аутлендере» в такой ситуации?

В случае если машина села на «брюхо», не стоит предпринимать отчаянных попыток сдвинуть ее с места. Иначе перегрев КПП будет обеспечен. Актуальна лишь эвакуация. Также не стоит часто переключаться из режима R в «драйв», пытаясь раскачать машину. Из-за этого существенно изнашиваются шлицевые соединения коробки.

Буксировка

Рассматривая вопрос о том, как пользоваться вариатором, нужно сказать, что данная коробка боится и буксировки. Так, автомобиль с вариатором нельзя транспортировать на буксире – только эвакуатор. Как и в предыдущем случае, здесь сильно разбиваются шлицевые соединения.

Прицепы

Как пользоваться вариатором на «Ниссане Икс-Трейл», если он оборудован фаркопом и необходимо перевезти груз на прицепе? В данном случае стоит придерживаться правила, что вес прицепа с грузом не должен превышать одной тонны. А что касается автомобилей, от их транспортировки стоит отказаться (имеется в виду на буксире).

Обслуживание

Нужно знать и нюансы обслуживания, а не только лишь то, как пользоваться вариатором. На «Митсубиси», как и на других машинах с данной КПП, должна производиться регулярная замена масла. Регламент составляет 60 тысяч километров. Важно знать, что масло должно соответствовать всем допускам и спецификациям. Рекомендуется использовать только оригинальные продукты. Дело в том, что вариатор более требователен к качеству и свойствам масла, нежели автомат и механика. Поэтому сюда заливается только жидкость от проверенного производителя. Что касается ремонта, при любых признаках пробуксовки или иной некорректной работы КПП, нужно отправляться на детальную диагностику в СТО. Устройство вариатора довольно сложное, поэтому ремонт коробки должен осуществляться только профессионалами.

Также отметим, что даже при регулярном обслуживании ресурс такой трансмиссии не превышает 200 тысяч километров. Это нужно учитывать, приобретая подержанный автомобиль.

Причины и признаки поломки

Рассмотрим наиболее частые из них:

  • Невозможность включить какую-либо передачу. Это говорит о выходе из строя селектора КПП. Также могут быть проблемы с электропроводкой (окисление контактов, разъемов либо механическое повреждение проводов).
  • Удары при переключении из «нейтрали» в «драйв». Здесь имеет место неисправный электромагнитный клапан давления. Также пинки происходят из-за неисправного блока управления.
  • Падение динамики разгона. Машина не может двигаться при нажатии на акселератор. В этой ситуации могут быть проблемы с гидротрансформатором, блоком управления либо с муфтой переднего хода.

Заключение

Итак, мы выяснили, как устроена и работает вариаторная коробка передач, а также то, как пользоваться вариатором. Чтобы не «приговорить» эту коробку раньше срока, нужно избегать повышенных нагрузок и вовремя ее обслуживать. Только так можно сохранить ресурс этой сложной автоматической трансмиссии.

Как работает механическая коробка передач в автомобилях

Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

Поскольку вы читали «Искусство мужественности», вы знаете, как управлять коробкой передач. Но знаете ли вы, что происходит под капотом всякий раз, когда вы переключаете передачу?

Нет?

Что ж, сегодня твой счастливый день!

В этом выпуске Gearhead 101 мы подробно рассмотрим, как работает механическая коробка передач.К тому времени, когда вы закончите читать эту статью, у вас должно быть общее представление об этой жизненно важной части трансмиссии вашего автомобиля.

Засучим рукава и приступим.

Примечание. Прежде чем вы прочтете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, чтобы узнать все тонкости двигателей и трансмиссий.

Что делают коробки передач

Прежде чем мы углубимся в особенности работы механической коробки передач, давайте поговорим о том, что вообще делают коробки передач.

Как обсуждалось в нашем учебнике по работе автомобильного двигателя, двигатель вашего автомобиля создает мощность вращения. Чтобы двигать машину, нам нужно передать эту мощность вращения колесам. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.

Но есть пара проблем с мощностью двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, он обеспечивает полезную мощность или крутящий момент только в определенном диапазоне частоты вращения двигателя (этот диапазон называется диапазоном мощности двигателя).Двигайтесь слишком медленно или слишком быстро, и вы не получите оптимального крутящего момента, чтобы заставить машину двигаться. Во-вторых, автомобилям часто требуется больший или меньший крутящий момент, чем тот, который двигатель может оптимально обеспечить в своем диапазоне мощности.

Чтобы понять вторую проблему, нужно понять первую проблему. И чтобы понять первую проблему, нужно понимать разницу между двигателем скорость и двигателем момент .

Частота вращения двигателя — скорость вращения коленчатого вала двигателя.Измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

Крутящий момент двигателя показывает, какое крутящее усилие двигатель создает на своем валу при определенной скорости вращения.

Автомеханик привел следующую аналогию, чтобы понять разницу между частотой вращения и крутящим моментом двигателя:

Представьте, что вы — двигатель и пытаетесь забить гвоздь в стену:

Скорость = сколько раз вы попали в головка гвоздя за минуту.

Крутящий момент = Насколько сильно вы каждый раз попадаете в цель.

Вспомните, когда вы в последний раз забивали гвозди. Если вы били очень быстро, вы, вероятно, заметили, что не забиваете гвоздь с большой силой. Более того, вы, вероятно, утомились от такого количества безумных раскачиваний.

Наоборот, если вы не торопитесь между каждым ударом, но убедитесь, что каждый удар, который вы делаете, был как можно сильнее, вы бы вбили гвоздь с меньшим количеством ударов, но это может занять у вас немного больше времени, потому что вы не качается в постоянном темпе.

В идеале вы должны найти такой темп удара молотком, который позволит вам ударять по шляпке гвоздя несколько раз с достаточной силой при каждом взмахе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто правильно.

Мы хотим, чтобы двигатель нашей машины делал то же самое. Мы хотим, чтобы он вращался со скоростью, которая позволяет ему создавать необходимый крутящий момент, не работая так усердно, чтобы он сам себя разрушил. Нам нужно, чтобы двигатель оставался в своем диапазоне мощности.

Если двигатель вращается ниже своего диапазона мощности, у вас не будет крутящего момента, необходимого для движения автомобиля вперед. Если он выходит за пределы своего диапазона мощности, крутящий момент начинает падать, и ваш двигатель начинает звучать так, как будто он вот-вот сломается из-за нагрузки (что-то вроде того, что происходит, когда вы пытаетесь бить молотком слишком быстро — вы забиваете гвоздь с меньшей мощностью, и вы действительно, действительно устал). Если вы крутите двигатель до тех пор, пока тахометр не станет красным, вы интуитивно понимаете эту концепцию. Ваш двигатель звучит так, будто вот-вот заглохнет, но вы не двигаетесь быстрее.

Итак, вы понимаете, что для эффективной работы автомобиля необходимо поддерживать его работу в диапазоне мощности.

Но это подводит нас ко второй проблеме: автомобилям требуется больший или меньший крутящий момент в определенных ситуациях.

Например, когда вы заводите автомобиль на месте, вам нужна большая мощность или крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться. Если вы нажмете педаль газа в пол, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет далеко за пределы своего диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И самое интересное, что вы даже не будете двигать машину так сильно, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы своего диапазона мощности.В этой ситуации нам нужно намного больше крутящего момента, но чтобы получить его, мы должны пожертвовать скоростью.

Хорошо, а что, если просто чуть-чуть нажать на газ? Ну, это, вероятно, не заставит двигатель вращаться достаточно быстро, чтобы войти в свой диапазон мощности, в первую очередь, чтобы он мог обеспечить крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться.

Давайте рассмотрим другой сценарий. Допустим, ваша машина движется очень быстро, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя к колесам, потому что автомобиль и так движется в быстром темпе.Чистый импульс делает большую работу. Таким образом, вы можете позволить двигателю вращаться на более высокой скорости, не беспокоясь о количестве мощности, передаваемой на колеса. Нам нужно больше оборотов скорости идущих на колеса, и меньше оборотов мощности .

Нам нужен какой-то способ увеличить мощность, вырабатываемую двигателем, когда это необходимо (начало движения с места, подъем в гору и т. д.), а также уменьшить мощность, передаваемую двигателем, когда это не требуется. необходимо (спуск или движение очень быстро).

Войти в передачу.

Коробка передач обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

Он может эффективно передавать мощность через ряд шестерен разного размера, которые используют силу передаточного числа.

Передаточные числа

Внутри трансмиссии находится ряд зубчатых шестерен различного размера, создающих крутящий момент.Поскольку шестерни, которые взаимодействуют друг с другом, имеют разные размеры, крутящий момент можно увеличивать или уменьшать без существенного изменения скорости вращения двигателя. Это благодаря передаточному числу.

Передаточные числа представляют отношение шестерен друг к другу по размеру. Когда шестерни разного размера входят в зацепление, они могут вращаться с разной скоростью и передавать разную мощность.

Чтобы объяснить это, давайте посмотрим на упрощенную версию шестеренок в действии. Скажем, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями (под входной шестерней я подразумеваю шестерню, которая генерирует мощность), соединенная с более крупной выходной шестерней с 20 зубьями (под выходной шестерней я имею в виду шестерню, которая получает мощность).Чтобы провернуть эту 20-зубую шестерню один раз, 10-зубчатой ​​шестерне нужно повернуться дважды, потому что она в два раза меньше 20-зубчатой ​​шестерни. Это означает, что хотя 10-зубая шестерня вращается быстро, 20-зубая шестерня вращается медленно. И хотя 20-зубчатая шестерня вращается медленнее, она обеспечивает большую силу или мощность, потому что больше. Соотношение в этой схеме 1:2. Это низкое передаточное число.

Или, скажем, две шестерни, соединенные друг с другом, имеют одинаковый размер (10 зубьев и 10 зубьев).Они оба будут вращаться с одинаковой скоростью, и оба будут выдавать одинаковую мощность. Передаточное отношение здесь 1:1. Это называется передаточным отношением «прямой передачи», потому что две шестерни передают одинаковую мощность.

Или, допустим, входная шестерня была больше (20 зубьев), а выходная шестерня меньше (10 зубьев). Чтобы провернуть 10-зубую шестерню один раз, 20-зубчатой ​​шестерне нужно будет повернуться только наполовину. Это означает, что хотя входная шестерня с 20 зубьями вращается медленно и с большей силой, выходная шестерня с 10 зубьями вращается быстрее и выдает меньшую мощность.Передаточное отношение здесь 2:1. Это называется высоким передаточным числом.

Вернемся к этой концепции к цели передачи.

Ниже вы найдете диаграмму потока мощности при включении различных передач в автомобиле с 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач.

Первая передача. Это самая большая шестерня в трансмиссии, зацепленная с маленькой шестерней. Типичное передаточное число, когда автомобиль находится на первой передаче, составляет 3,166:1. При включении первой передачи подается низкая скорость, но высокая мощность.Это передаточное число отлично подходит для запуска автомобиля с места.

Вторая передача. Вторая шестерня немного меньше первой, но все же находится в зацеплении с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,882:1. Скорость увеличилась, а мощность немного уменьшилась.

Третья передача. Третья передача немного меньше второй, но все же зацеплена с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,296:1.

Четвертая передача. Четвертая передача чуть меньше третьей.Во многих транспортных средствах к моменту включения четвертой передачи выходной вал движется с той же скоростью, что и входной вал. Такая схема называется «прямой привод». Типичное передаточное число 0,972:1

Пятая передача. В автомобилях с пятой передачей (также называемой повышающей передачей) она связана со значительно большей передачей. Это позволяет пятой передаче вращаться намного быстрее, чем передача, передающая мощность. Типичное передаточное число составляет 0,78:1.

Детали механической коробки передач

Итак, к настоящему моменту вы должны иметь общее представление о назначении коробки передач: она обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса нужное количество энергии, необходимое им для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют это сделать:

Первичный вал. Первичный вал идет от двигателя. Это вращается с той же скоростью и мощностью двигателя.

Промежуточный вал. Промежуточный вал (также известный как промежуточный вал) находится прямо под выходными валами. Промежуточный вал соединяется непосредственно с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.

Помимо шестерни, принимающей мощность от первичного вала, промежуточный вал также имеет несколько шестерен, по одной на каждую из «передач» автомобиля (1-5-ю), включая задний ход.

Выходной вал. Выходной вал проходит параллельно промежуточному валу. Это вал, который передает мощность на остальную часть трансмиссии. Количество мощности, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни на нем включены. Выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, установленные на нем на шарикоподшипниках.Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти шестерен находится в «передаче» или включена.

1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на вторичном валу с помощью подшипников и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно находится в зацеплении с одной из шестерен на промежуточном валу и постоянно вращается. Это постоянно запутанное расположение — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных автомобилей.(Чуть позже мы рассмотрим, как все шестерни всегда могут вращаться, в то время как только одна из них на самом деле передает мощность на трансмиссию.) до пятой передачи. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, с которой она связана, она может вращаться медленнее, чем первичный вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и первичный вал), но передает большую мощность на выходной вал.По мере повышения передачи передаточное число уменьшается до тех пор, пока вы не достигнете точки, когда входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и передают одинаковую мощность.

Промежуточная шестерня. Промежуточная шестерня (иногда называемая «промежуточной шестерней заднего хода») находится между шестерней заднего хода на выходном валу и шестерней на промежуточном валу. Промежуточная шестерня — это то, что позволяет вашему автомобилю двигаться задним ходом. Задняя передача — единственная передача в синхронизированной трансмиссии, которая не всегда находится в зацеплении или вращается с шестерней промежуточного вала.Он движется только тогда, когда вы действительно переключаете автомобиль на задний ход.

Хомуты/втулки синхронизатора. Большинство современных автомобилей имеют синхронизированную трансмиссию, то есть шестерни, передающие мощность на выходной вал, постоянно находятся в зацеплении с шестернями на промежуточном валу и постоянно вращаются. Но вы можете подумать: «Как все пять шестерен могут быть постоянно запутаны и постоянно вращаться, но только одна из этих шестерен на самом деле передает мощность на выходной вал?»

Другая проблема, возникающая при постоянном вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому она подключена. Как синхронизировать вращение шестерни с другой скоростью, чем выходной вал, и плавно, чтобы не было сильного шлифования?

Ответ на оба вопроса: втулки синхронизатора.

Как уже упоминалось выше, шестерни 1-5 установлены на выходном валу через шарикоподшипники. Это позволяет всем шестерням свободно вращаться одновременно при работающем двигателе. Чтобы задействовать одну из этих шестерен, нам нужно прочно соединить ее с выходным валом, чтобы мощность передавалась на выходной вал, а затем на остальную часть трансмиссии.

Между каждой шестерней находятся кольца, называемые муфтами синхронизатора. В пятиступенчатой ​​трансмиссии есть муфта между 1-й и 2-й передачами, между 3-й и 4-й передачами, а также между 5-й и передачей заднего хода.

Всякий раз, когда вы включаете передачу автомобиля, муфта синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите включить. На внешней стороне шестерни имеется ряд конусообразных зубьев. Воротник синхронизатора имеет канавки для приема этих зубьев. Благодаря отличной механике муфта синхронизатора может соединяться с шестерней с очень небольшим шумом или трением даже во время движения шестерни и синхронизировать скорость шестерни с первичным валом.Как только муфта синхронизатора входит в зацепление с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня передает мощность на выходной вал.

Всякий раз, когда автомобиль находится в нейтральном положении, ни одно из колец синхронизатора не зацеплено с ведущей шестерней.

Ошейники синхронизатора также легче понять визуально. Вот короткий небольшой ролик, который отлично объясняет, что происходит (начинается примерно с отметки 1:59):

Gearshift. Переключение передач — это то, что вы двигаете, чтобы включить передачу автомобиля.

Тяга переключения. Тяги переключения — это то, что перемещает муфты синхронизатора в направлении передачи, которую вы хотите включить. На большинстве автомобилей с пятью скоростями есть три тяги переключения. Один конец тяги переключения передач соединен с рычагом переключения передач. На другом конце штока переключения находится вилка переключения, удерживающая муфту синхронизатора.

Вилка переключения. Вилка переключения удерживает муфту синхронизатора.

Сцепление. Сцепление находится между двигателем и коробкой передач.Когда сцепление выключено, оно отключает поток мощности между двигателем и коробкой передач. Это отключение питания позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает мощности. Когда мощность двигателя отключена от трансмиссии, переключение передач становится намного проще и предотвращается повреждение шестерен трансмиссии. Вот почему всякий раз, когда вы переключаете передачу, вы нажимаете на педаль сцепления и выключите сцепление.

При включенном сцеплении — нога отрывается от педали — сцепление между двигателем и трансмиссией восстанавливается.

Как работают механические коробки передач

Итак, давайте соберем все вместе и рассмотрим, что происходит, когда вы переключаете передачу в автомобиле. Начнем с запуска автомобиля и переключения на вторую передачу.

При запуске автомобиля с механической коробкой передач перед поворотом ключа сцепление выключается нажатием на педаль сцепления. Это отключает поток мощности между входным валом двигателя и трансмиссией. Это позволяет вашему двигателю работать, не передавая мощность остальной части автомобиля.

При выключенном сцеплении вы включаете рычаг переключения передач на первую передачу. Это приводит к тому, что шток переключения в коробке передач вашей трансмиссии перемещает вилку переключения в направлении первой передачи, которая прикреплена к выходному валу через шарикоподшипники.

Эта первая шестерня выходного вала находится в зацеплении с шестерней, соединенной с промежуточным валом . Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.

К вилке переключения прикреплена втулка синхронизатора . Втулка синхронизатора выполняет две функции: 1) она надежно крепит ведущую шестерню к выходному валу, чтобы шестерня могла передавать мощность на выходной вал, и 2) она обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

Когда муфта синхронизатора входит в зацепление с первой передачей, шестерня прочно соединяется с выходным валом, и теперь автомобиль находится на передаче.

Чтобы заставить автомобиль двигаться, вы слегка нажимаете на педаль газа (что увеличивает мощность двигателя) и медленно отпускаете педаль сцепления (что включает сцепление и восстанавливает мощность между двигателем и коробкой передач).

Поскольку первая передача большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но передает большую мощность остальной части трансмиссии. Это благодаря чудесам передаточных чисел .

Если вы все сделали правильно, машина начнет медленно двигаться вперед.

Как только вы заведете машину, вам захочется ехать быстрее. Но с автомобилем на первой передаче вы не сможете ехать очень быстро, потому что передаточное число заставляет выходной вал вращаться с определенной скоростью.Если вы нажмете педаль газа в пол, когда автомобиль находится на первой передаче, вы просто заставите входной вал двигателя вращаться очень быстро (и, возможно, повредить двигатель в процессе), но не увидите увеличения скорости автомобиля.

Чтобы увеличить скорость вторичного вала, нам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы нажимаем сцепление, чтобы отключить питание между двигателем и коробкой передач и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, который имеет вилку переключения и муфту синхронизатора, в сторону второй передачи.Втулка синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и надежно фиксирует ее на вторичном валу. Выходной вал теперь может вращаться быстрее без бешеного вращения входного вала двигателя для производства мощности, необходимой автомобилю.

Для остальных пяти передач промывка, промывка и повторение.

Задняя передача является исключением. В отличие от других передач, при которых вы можете переключаться на более высокую передачу, не останавливая автомобиль полностью, для переключения на заднюю передачу вам нужно стоять на месте.Это связано с тем, что шестерня заднего хода не находится в постоянном зацеплении с шестерней на промежуточном валу. Чтобы вставить шестерню заднего хода в соответствующую шестерню промежуточного вала, необходимо убедиться, что промежуточный вал не движется. Чтобы убедиться, что промежуточный вал не вращается, вам нужно полностью остановить автомобиль.

Конечно, вы можете заставить движущийся вперед автомобиль включить заднюю передачу, но это не будет звучать или чувствоваться красиво, и вы можете сильно повредить трансмиссию.

Теперь, когда вы включаете передачу, вы будете знать, что происходит под капотом. Далее: автоматические коробки передач.

Теги: Автомобили

Основы выбора коробки передач

Введение

Выбор коробки передач может быть довольно сложным. Клиенты могут выбирать из множества редукторов, способных удовлетворить различные требования. Неверное решение могло привести к покупке более дорогой коробки передач. В отрасли передачи энергии может потребоваться редуктор, который будет выдерживать радиальные нагрузки, в то время как в отрасли управления движением или сервоприводов может потребоваться редуктор, который будет обрабатывать динамическое движение.

Одна из первых проблемных областей при выборе размера возникает из-за выбора двигателя по сравнению с размером нагрузки. Подгонка под двигатель может быть проще и привести к работающей коробке передач, но это приведет к покупке коробки передач большего размера, чем необходимо. Этот редуктор также будет переквалифицирован для применения. Тем не менее, подбор размера по нагрузке гарантирует, что редуктор будет соответствовать применению и будет более рентабельным, а также потенциально меньшим по размеру.

Общие аспекты применения размеров:

Существует несколько аспектов подбора редуктора, применимых в любой ситуации.В этом разделе будут подробно описаны эти критерии и предложено понимание.

1.       Сервис-фактор
Перед определением размера приложения заказчик должен определить коэффициент обслуживания. Коэффициент обслуживания обычно может быть определен как требуемое приложением значение сверх номинального значения устройства. Коэффициент эксплуатации следует определять для таких условий, как неравномерная нагрузка, часы работы и повышенная температура окружающей среды.
Как можно интерпретировать фактор обслуживания? Коэффициент обслуживания 1.0 означает, что устройство имеет достаточную мощность для обработки приложения. Недопустимы дополнительные требования, которые могут привести к перегреву или выходу из строя редуктора. Для большинства промышленных применений достаточно эксплуатационного коэффициента 1,4. Этот эксплуатационный фактор означает, что редуктор может работать в 1,4 раза больше, чем требуется. Если приложение требует 1000 дюймов-фунтов, коробка передач должна быть рассчитана на 1400 дюймов-фунтов. Различные факторы будут влиять на то, сколько коэффициента обслуживания следует использовать в данном приложении.Изменения коэффициента обслуживания зависят от производителя. Пожалуйста, ознакомьтесь с техническими характеристиками производителя.

2.       Температура окружающей среды и окружающая среда
Более высокие температуры окружающей среды увеличивают внутреннее давление, что требует увеличения используемого коэффициента эксплуатации. Высокие или низкие температуры могут потребовать различных материалов уплотнения и вязкости смазки.

Окружающая среда, в которой будет работать редуктор, также является важным фактором при выборе размера.Неблагоприятные условия могут увеличить износ устройства. В пыльной или грязной среде часто требуется специальный материал для предотвращения коррозии или роста бактерий. Заводы по производству продуктов питания или напитков требуют специальных покрытий и масел, соответствующих требованиям FDA. В вакуумной среде потребуются специальные смазки и теплоотвод, так как не будет воздуха для охлаждения. Несоблюдение этих условий окружающей среды может привести к тому, что редуктор не сможет должным образом поддерживать данное приложение. Все эти аспекты необходимо учитывать при выборе редуктора.

3.       Ударная нагрузка или тип нагрузки
Высокие ударные или ударные нагрузки могут вызвать повышенный износ зубьев шестерни и подшипников вала. Этот износ может привести к преждевременному выходу из строя, если его не учесть при выборе размера. Эти нагрузки потребуют повышенного коэффициента эксплуатации. Равномерные нагрузки — это нагрузки, которые остаются постоянными во время приложения, в то время как неравномерные нагрузки изменяются во время приложения. Неравномерные нагрузки, даже если они малы, потребуют более высокого коэффициента эксплуатации, чем равномерные нагрузки.Примером равномерной нагрузки может служить конвейер, на котором перемещается постоянное количество продукта. Неравномерной нагрузкой может быть любое прерывистое резание. Эта прерывистая сила резания вызывает периодическое увеличение крутящего момента на редукторе, что является неравномерной нагрузкой.

4.       Тип или механизм вывода
Выходные механизмы включают звездочку, шкив или зубчатую шестерню, и это лишь некоторые из них. Различные конфигурации выходного вала, такие как двойной выходной вал или втулка на валу, снижают радиальную нагрузку, на которую рассчитан блок.Различные выходные механизмы добавляют разные нагрузки на вал, которые необходимо учитывать. Большинство механизмов вызывают высокую радиальную нагрузку, но такие вещи, как косозубая передача, также могут вызывать осевую нагрузку. Для этих выходных данных могут потребоваться другие подшипники, чтобы учесть повышенную радиальную или осевую нагрузку.

5.       Размер выходного вала или полого отверстия
При определении размера применения выходной вал и размер отверстия должны соответствовать требованиям заказчика. Они могут включать выход из нержавеющей стали на устройстве, а также наличие у него вала со шпонкой или без шпонки, полого отверстия со шпонкой или без шпонки или фланцевого выхода в сочетании с любым из предыдущих. Получение правильного размера отверстия на блоке может вынудить клиента приобрести коробку передач большего размера или коробку передач другого типа, чтобы соответствовать их текущему валу. В некоторых случаях клиент может модифицировать свой вал, чтобы использовать наиболее экономичный узел, обеспечивая при этом оптимальное решение.

6.       Варианты корпуса
Также важно при выборе редуктора учитывать, как он будет крепиться. Блок может иметь монтажные ножки, фланец на выходе или просто базовые резьбовые отверстия на одной или нескольких сторонах.Эти стили корпуса могут ограничивать способ монтажа устройства, поэтому наличие множества вариантов может предотвратить необходимость в специальных рамах или кронштейнах. Например, наличие резьбовых отверстий на нижней поверхности устройства избавит от необходимости устанавливать специальный L-образный кронштейн вокруг выхода.

Трансмиссия:
Некоторые элементы, влияющие на процесс калибровки, зависят от отрасли. Для отрасли передачи электроэнергии выходная частота вращения, мощность двигателя и размер рамы, а также радиальная нагрузка влияют на расчеты приложения.

  • Выходное число оборотов в минуту
    Заказчик должен определить передаточное отношение, необходимое для работы редуктора, или указать входную/выходную скорость и рабочий герц (Гц) для расчетов. Стандартом является входная скорость 1750 об/мин при частоте 60 Гц. Любые изменения должны быть указаны при определении размера, так как это изменит расчет коэффициента. Неучет изменений приведет к тому, что редуктор не будет соответствовать требованиям заказчика.
  • Мощность двигателя и типоразмер
    Перед расчетом эксплуатационного коэффициента необходимо определить размер редуктора и вариант ввода. После определения размера редуктора используйте требуемую мощность для расчета фактического коэффициента эксплуатации. Двигатели большой мощности выделяют тепло, которое может неблагоприятно повлиять на механические характеристики редуктора. Это пониженное значение, основанное на повышенном нагреве, известно как теплоемкость редуктора, и его необходимо учитывать при использовании больших двигателей.
  • Общая нагрузка на вал
    При выборе размера необходимо убедиться, что нагрузка не повредит редуктор. Усилие, измеряемое в фунтах, которое способен выдержать выходной вал, известно как номинальная радиальная нагрузка.Если рейтинг меньше, чем приложение, редуктор скорости будет поврежден.

Управление движением:
Для сервоприводов входная скорость, инерция, движение с динамическим крутящим моментом, удельные нагрузки на вал и диаметр вала двигателя влияют на процесс определения размеров.

  • Входная скорость
    Входная скорость не должна превышать номинальные параметры редуктора, иначе произойдет преждевременный износ уплотнения из-за повышенного давления. Скорость ввода может быть случайно увеличена, если имеется выходной механизм с соотношением, которое не учитывается при определении размера, что является еще одной причиной, почему так важно указывать какие-либо механизмы вывода.
  • Инерция
    Несоответствие инерции менее 10:1 желательно для точного управления выходом. Это важно для получения высокой точности, необходимой для некоторых приложений. Размер и передаточное число редуктора являются основными факторами, влияющими на инерцию редуктора. Инженеры по управлению могут запросить меньшие несоответствия или даже конкретные суммы. Часто двигатель выбирают по его динамическим возможностям, а не по крутящему моменту. Обычно используется двигатель с гораздо большим крутящим моментом, чем необходимо для приложения, из-за повышенной инерции его ротора.Некоторые производители двигателей даже изготавливают двигатели специально для высокой или низкой инерции. Это позволяет лучше настроить приложение из-за меньшего несоответствия инерции. При этом важно ограничить выходной крутящий момент двигателя, чтобы предотвратить поломку редуктора.
  • Динамическое движение
    Циклическое движение может потребовать использования более высокого коэффициента обслуживания, чем непрерывное движение. Это связано с тем, что постоянные пуски и остановки вызывают дополнительный износ зубьев шестерен и уплотнений.Циклическое реверсирование, которое представляет собой постоянное движение вперед и назад между двумя точками, требует еще более высокого эксплуатационного коэффициента, чем циклическое или непрерывное.
  • Удельные нагрузки на вал
    Радиальные, осевые и моментные нагрузки на вал должны быть проверены на соответствие номинальным значениям агрегата. Невыполнение этого требования может привести к поломке вала или повреждению подшипников или зубьев шестерни. Как правило, к этим номинальным характеристикам применяется один и тот же эксплуатационный коэффициент для определения достаточно прочной коробки передач.Дополнительные типы подшипников могут увеличить эти номинальные значения, если они необходимы для конкретного применения.
  • Диаметр или длина вала двигателя
    Вал двигателя должен соответствовать устройству, а его длина должна быть достаточной для полного зацепления с муфтой. Без полного включения может произойти проскальзывание ввода. Хотя это не повлияет на требуемый эксплуатационный коэффициент, это важно учитывать, чтобы избежать проблем при монтаже двигателя. Некоторые производители имеют конструкцию с большим входом, позволяющую использовать редуктор с более крупным двигателем без увеличения размера устройства.

Заключение:
Чтобы найти наилучшее решение для редуктора, клиенты должны рассчитывать размер нагрузки. Это гарантирует, что они получат экономически эффективное решение, которое соответствует применению. Фактор эксплуатации, окружающая среда, температура окружающей среды, ударная нагрузка, тип выходного сигнала и часы работы — все это важные аспекты определения размеров. Чем больше информации предоставляет заказчик, тем точнее процесс определения размера. Это в конечном итоге приведет к решению, которое соответствует требованиям заказчика! Существует множество доступных программ определения размеров, которые могут помочь определить, какой редуктор наиболее подходит для вашего применения.

ТЕХНОЛОГИЯ РЕДУКТОРОВ | Как работает коробка передач Pinion

Технология редуктора

Pinion основана на прямозубом прямозубом зацеплении с двумя узлами зубчатого зацепления, соединенными на выходном конце. Комбинация обоих подузлов зубчатой ​​передачи с их различными парами зубчатых колес создает отдельные зубчатые колеса.

Они расположены на равном расстоянии друг от друга по ступеням переключения передач, что имеет эргономический смысл для конкретного диапазона применения, в зависимости от типа коробки передач. Шестерня не имеет перекрытий шестерен. Кроме того, низкие значения эффективности и износ цепи являются проклятием для технологии коробки передач Pinion. Кроме того, мы достигаем коэффициента пропускания более 630%, а это означает, что вы можете выбрать идеальную передачу для любой ситуации.

Все передачи можно переключать последовательно или пропускать в любом порядке. При этом не имеет значения, движется велосипед или нет. Стандартные ступичные трансмиссии обычно имеют относительно большое количество компонентов в зацеплении для передачи усилия.Однако с помощью шестерни усилие передается только через две пары зубчатых колес. Эта техническая особенность обеспечивает неизменно прямое и без потерь ощущение езды на любой передаче.

ЗАКРЫТЫЙ БЛОК

Уплотнения между частями корпуса постоянно предотвращают воздействие воды, грязи и чистящих средств на трансмиссию.

ЦЕПЬ ИЛИ РЕМЕНЬ

В зависимости от применения доступны различные размеры звездочек из стали и алюминия. Доступны инновационные ременные приводы.

НЕТ УТЕЧКИ!

Комбинированная система уплотнений с простым лабиринтом и уплотнением вала гарантирует 100% защиту в области приводных валов.

СТРУКТУРА

На схеме показана внутренняя структура коробки передач P1.18. Полная трансмиссия состоит из 2 последовательных подтрансмиссий с шестернями 6×3. Это умножается на 18 передач.

1-Я ПЕРЕДАЧА

Первая малоступенчатая вспомогательная коробка передач с 6 передачами. Эта подтрансмиссия отвечает за близкие ступени переключения передач.

2-Я ПЕРЕДАЧА

Вторая вспомогательная трансмиссия умножает передачи первой вспомогательной трансмиссии без перекрытия и обеспечивает полосу передаточного отношения переключения.

ВХОДНОЙ ВАЛ

Здесь в редуктор подается усилие.Все ведущие шестерни 1-й подтрансмиссии жестко соединены с первичным валом.

СЕРДЦЕ

Шестерни переключаются на верхнем валу. Одно зубчатое колесо в каждой вспомогательной передаче передает усилие с помощью собачки, соединенной с валом переключения.

ВЫХОДНОЙ ВАЛ

Это полый вал, опирающийся на входной вал с помощью игольчатых подшипников. Он передает усилие педалирования на звездочку или ременный шкив.

ВЫБРАННАЯ ПЕРЕДАЧА

Здесь выбрана седьмая передача. Помечены зубчатые пары двух вспомогательных передач, передающих усилие. Все остальные передачи вращаются без нагрузки.

Усилие передается от вала переключения на вторую вспомогательную передачу и передается на шестерню вторичного вала.

ПОТОК МОЩНОСТИ

Каждая шестерня на валу переключения имеет внутренние зубья, которые входят в зацепление с собачкой и позволяют выбирать передачу.Вал переключения передает усилие от выбранной шестерни первой вспомогательной коробки передач на выбранную шестерню второй вспомогательной коробки передач.

МОЛНИЧНОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ

В коллективной трансмиссии вращательное движение рычага переключения передач передается на распределительный вал в трансмиссии. Это контролирует собачки.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ

Вращение

Распредвал

приводит в действие

следующая собачка и новая д

Выбрана передача

.

ПРОЧНЫЙ

Шарикоподшипники увеличенного размера

, работающие в масляной ванне, гарантируют долговечность каретки.

Переключение передач – Коробки передач объясняются и как они на самом деле работают

Йоханнесбург. Помимо параллельной парковки, коробка передач, вероятно, является наиболее опасным аспектом обучения вождению.

Когда какую передачу использовать, как сбалансировать сцепление и как предотвратить остановку автомобиля — все это проблемы, с которыми мы сталкиваемся, когда учимся водить машину.

Проще говоря, редуктор (или трансмиссия, если вы американец) — это система зубчатых передач, которые либо уменьшают, либо увеличивают скорость вращения.

При соотношении 2:1 (произносится как «два к одному») выходной вал совершает два оборота на каждый один оборот входного вала.

Это позволяет колесам вращаться медленнее или быстрее, чем частота вращения двигателя, по мере необходимости.

Отойдите от светофора, и пока ваш двигатель будет вращаться со скоростью 2000 об/мин, ваши колеса будут вращаться всего на несколько сотен об/мин.

Все изображения: предоставлены AutoTrader SA.

Руководство

Это самая старая и простая коробка передач, которая используется до сих пор. За пределами Америки и Австралии это была самая распространенная коробка передач на протяжении многих десятилетий. В механической коробке передач водитель отвечает за переключение передач с помощью рычага выбора, который чаще всего устанавливается рядом с ними или в более старых моделях на рулевой колонке или приборной панели.

Чтобы водитель мог переключать передачи, двигатель должен быть отсоединен от коробки передач. Водитель делает это, выключая сцепление нажатием на педаль сцепления. Требуемая передача выбирается при нажатой педали сцепления, а когда выбор завершен, педаль сцепления отпускается и сцепление снова включается.

Механические коробки передач являются самыми простыми и экономичными в производстве и, как таковые, считаются наиболее долговечными и требующими минимального обслуживания.

Несмотря на то, что механическая коробка передач требует больше усилий и дополнительных действий со стороны водителя, она по-прежнему считается пуристским подходом к вождению.

Долгое время все высокопроизводительные и гоночные автомобили оснащались механическими коробками передач.

Достижения в области технологий покончили с этой нормой, но энтузиасты по-прежнему будут тяготеть к механической коробке передач для максимального вовлечения водителя.

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач, как следует из названия, представляет собой коробку передач, которая переключает передачи автоматически.Водитель выбирает нужный диапазон передач (чаще всего обозначается буквой D для движения) и позволяет автомобилю делать все остальное.

При заданных интервалах оборотов коробка передач будет выбирать следующую передачу, которая наилучшим образом соответствует входу дроссельной заслонки, двигателю и скорости движения.

При замедлении коробка передач переключается на более низкую передачу до полной остановки автомобиля, после чего она автоматически отключается, чтобы двигатель не заглох.

Преобразователь крутящего момента используется для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач и обеспечения возможности отключения при остановке автомобиля.

Преобразователи крутящего момента, как известно, паразитируют в том смысле, что они склонны отнимать у двигателя мощность, передавая только часть мощности двигателя на коробку передач и, следовательно, на колеса.

Устранение системы сцепления означает, что педаль сцепления больше не нужна, и водителю приходится бороться только с педалью газа/акселератора и педалью тормоза. Таким образом, автомат считается самым простым в управлении и самым расслабляющим или удобным.

Несмотря на то, что автоматика имеет свои преимущества в сценариях с интенсивным движением, многие энтузиасты по-прежнему будут смеяться над этой идеей, несмотря на современные достижения в области управления мощностью и времени переключения.

Бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) очень похожа на автоматическую в том смысле, что она обеспечивает автоматизированное вождение. Хотя его принцип существенно отличается. Там, где автоматическая коробка передач имеет систему планетарных передач, вариатор использует систему конических цилиндров и ремней, так что доступен почти бесконечный диапазон передаточных чисел. Это создает плавный привод с плавными «изменениями».

Простота использования и линейная передача означают, что система CVT теоретически должна быть наиболее экономичной из всех коробок передач, поскольку она позволяет двигателю оставаться на одном эффективном и экономичном числе оборотов в минуту при изменении скорости движения.

Эта плавность, к сожалению, притупляет ощущения от вождения и крадет характер, которого так жаждут любители вождения. В результате производители могут запрограммировать коробку передач на имитацию небольшого дрожания, чтобы воспроизвести ощущение переключения передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач включает ряд вариантов переключения и выбора, но мы сосредоточимся на двух наиболее распространенных примерах, встречающихся сегодня на наших дорогах, традиционном гидротрансформаторе и системах с двойным сцеплением.

Обе системы будут работать как полностью автоматические, когда водитель выбирает Drive и сцепление не требуется даже при остановке. Многие полуавтоматические предложения, независимо от типа, будут предлагать подрулевые лепестки переключения передач, установленные на рулевом колесе или колонке, что позволяет водителю выбирать желаемую передачу, повышая или понижая ее по мере необходимости.

Традиционный тип гидротрансформатора

Эти коробки передач функционируют так же, как и обычные автоматические коробки передач с дополнительной опцией участия водителя без использования сцепления.В них по-прежнему используется преобразователь крутящего момента для передачи мощности, и поэтому переключение между передачами, даже при реагировании на действия водителя, часто происходит медленнее. Иногда также упоминается как Tiptronic/Steptronic/SelectShift/S-Tronic.

Все изображения: поставляются AUTOTRADER SA

Двухъязночка

Двухъярусные коробки передач на основе ручной коробки передач на основе двух компьютерных клатсов; один для нечетных передач и один для четных передач.Это позволяет практически мгновенно переключаться между передачами, и многие производители заявляют, что переключаются быстрее, чем механическая коробка передач.

Наиболее распространенной коробкой передач с двойным сцеплением (DCT) является коробка передач с прямым переключением передач (DSG), которая используется в предложениях VW с аналогичной системой, используемой в моделях Audi. Водители могут выбирать между полностью автоматическим режимом, который оставляет изменения в руках компьютеров, или переключать передачи самостоятельно, переключая подрулевые переключатели за рулевым колесом или нажимая рычаг переключения передач в положение +/-.

Коробки передач DCT значительно усовершенствовались за последние несколько лет и, несмотря на их стоимость в производстве, используются в небольших транспортных средствах, причем многие высокопроизводительные автомобили предпочитают устанавливать коробки передач DCT в качестве стандарта вместо механических.

Как работает планетарная коробка передач?

Планетарный редуктор, также известный как планетарный редуктор, является одним из наиболее интересных типов редукторов, доступных в системах управления движением. Они часто используются в автомобилестроении в качестве важной части автоматических трансмиссий.

Планетарные редукторы

— это тип редукторов, в которых вход и выход имеют один и тот же центр вращения. Это означает, что центр входной шестерни вращается вокруг центра выходной шестерни, а входной и выходной валы выровнены.

Как работает планетарная коробка передач?

Расположение зубчатых колес можно сравнить с нашей Солнечной системой, где планеты вращаются вокруг Солнца, отсюда и название «Планетарная коробка передач».

В середине планетарного редуктора находится «солнечная» шестерня, также известная как центральная шестерня. Часто это входная передача. Снаружи есть 2 или более «планетарных» шестерни — или внешние шестерни. Вокруг планетарных шестерен находится зубчатый венец, который скрепляет конструкцию. Планетарные шестерни соединены водилом, который, в свою очередь, соединен с выходным валом.

Применение планетарных редукторов

Помимо использования в трансмиссиях транспортных средств, планетарные редукторы используются в различных отраслях промышленности для различных целей.Они обеспечивают высокую точность и высокое отношение крутящего момента к объему, что делает их хорошо подходящими для приложений, включающих: увеличение крутящего момента, снижение скорости, точное позиционирование и управление воспроизводимым механизмом. Приложения включают в себя;

  • AGV
  • Приводы колес
  • Поворотные приводы
  • Привод лебедки
  • Поворотные приводы
  • Гусеничные приводы
  • Смешивание
  • Насосы
  • Режущие головки
  • Возобновляемая энергия
  • Медицинские сканеры
  • Операционные столы
  • Нефтехимия

Выбор планетарного редуктора

При выборе планетарного редуктора для вашего применения важно принять к сведению;

Требуемые спецификации – необходимо учитывать крутящий момент, люфт, передаточное число и т. д. применения.

Окружающая среда — в некоторых условиях редуктор может подвергаться воздействию пыли, грязи или влаги, поэтому важно учитывать этот фактор и выбирать редуктор с надлежащей защитой.

Пространство – планетарные редукторы доступны в различных размерах, при ограниченном пространстве можно использовать редуктор меньшего размера.

Планетарные редукторы Heason

Наши планетарные редукторы поставляются нашим поставщиком Micron, который является ведущим дистрибьютором их продукции в Великобритании.У нас есть команда специалистов, которые помогут вам с выбором и предоставят экспертную консультацию о том, какой планетарный редуктор лучше всего подойдет для вашего применения.

Мы можем поставить планетарные редукторы Micron в комплекте с системой RediMount, соответствующей вашему двигателю. Мы можем даже поставить коробку передач и двигатель в предварительно собранном и испытанном виде.

Ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом планетарных редукторов. Доступно семь различных типов, каждый из которых подходит для различных условий и областей применения.

Для получения дополнительной информации о наших планетарных редукторах или для обсуждения вашего применения, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Объяснение скоростей двигателя

: когда использовать коробку передач

Если вы пропустили первую часть этой серии, вы можете быстро просмотреть ее, прежде чем двигаться дальше. Мы обсудили, чем отличаются скорости двигателей переменного и постоянного тока, а также способы изменения скорости. В этом посте мы обсудим коробки передач и то, как они могут помочь резко изменить скорость, когда предыдущих вариантов недостаточно.

Что такое коробка передач?

Редуктор, также известный как редуктор или редуктор скорости, представляет собой набор шестерен, которые можно добавить к двигателю для резкого снижения скорости и/или увеличения крутящего момента.Groschopp предлагает четыре различных типа редукторов: планетарные, с параллельным валом, прямоугольные червячные и прямоугольные планетарные (конические). Каждый тип редуктора работает в унисон с двигателем для достижения желаемого выходного крутящего момента.

Коробки передач и скорость

Для приложений только с двигателем: чем ниже скорость двигателя, тем больше должен быть двигатель. Большие двигатели могут быть дорогими и могут не вписываться в допустимое пространство оболочки приложения. Использование редуктора с двигателем меньшего размера позволяет устройству работать на более низких скоростях.

Чтобы понять важность использования редуктора для снижения скорости двигателя, рассмотрим этот сценарий. У вас есть конвейер для выпечки, который добавляет вишневую начинку по мере прохождения выпечки. Поскольку это довольно легкая загрузка, вы бы предпочли , а не , чтобы конвейер работал со скоростью 5000 об/мин. Если бы это было так, везде была бы выпечка и вишневая начинка!

Коробки передач и крутящий момент

Крутящий момент прямо пропорционален объему двигателя (диаметр в квадрате, умноженный на длину).Это означает, что очень большой двигатель и относительно небольшая коробка передач могут обеспечить одинаковый выходной крутящий момент.

Давайте еще раз посмотрим на наш пример конвейерного приложения. Скажем, ваш клиент перегружает крутящий момент двигателя конвейера. Если у вас есть автономный двигатель, его крутящего момента может не хватить для перемещения 50 тяжелых бутылок. Вам понадобится дополнительный крутящий момент, обеспечиваемый коробкой передач.

Выходной крутящий момент двигателей по сравнению с мотор-редукторами

Давайте посмотрим на эти понятия по-другому.На приведенной ниже диаграмме показано, что обычно вы получаете менее 5 дюйм-фунтов крутящего момента при каждом увеличении размера двигателя. Чтобы значительно увеличить крутящий момент, коробка передач была бы меньшим и, вероятно, более экономичным решением.

Двигатель Напряжение Скорость Момент затяжки
PM6013 12В 915 об/мин 1,54 дюйма на фунт
PM8014 12В 934 об/мин 4.75 дюйм-фунтов
PM8018 12В 982 об/мин 6,8 дюйм-фунтов

Давайте углубимся и выделим средний размер, 12-вольтовый двигатель постоянного тока PM8014, работающий со скоростью 934 об/мин и крутящим моментом 4,75 дюйм-фунта.

Двигатель Напряжение Скорость Момент затяжки
PM6013 12В 915 об/мин 1.54 дюйм-фунта 90 655
PM8014 12В 934 об/мин 4,75 дюйм-фунта
PM8018 12В 982 об/мин 6,8 дюйм-фунтов

При небольшой нагрузке этот двигатель будет работать эффективно и на высокой скорости; если он перегружен, двигатель будет изо всех сил пытаться получить достаточный крутящий момент для перемещения нагрузки. Это может повредить двигатель. Если к двигателю добавить редуктор с параллельным валом с передаточным числом 10:1, скорость снизится с 934 об/мин до 93 об/мин, а крутящий момент увеличится до 36 дюйм-фунтов.Это гораздо больший скачок крутящего момента без значительного увеличения размера двигателя.

На этой диаграмме показано, как добавление коробки передач может повлиять на скорость и крутящий момент.

Двигатель Напряжение Скорость Момент затяжки
12 В PM8014 Без редуктора 934 об/мин 4,75 дюйм-фунта
12 В PM8014-PS 10:1 93.4 об/мин 40,45 дюйм-фунтов
12 В PM8014-PS 15:1 62,3 об/мин 59,81 фунт-дюйм

Когда вы начинаете искать двигатель или мотор-редуктор, который лучше всего подходит для вашего применения, важно учитывать, какой фактор важнее: скорость или крутящий момент. Если требуется высокая скорость и низкий крутящий момент (или наоборот), мотор-редуктор с дробной мощностью может стать для вас хорошим решением. Но если приложение должно быстро перемещаться, и несут большую нагрузку, может быть лучше использовать двигатель гораздо большей мощности с более высоким выходным крутящим моментом.При сравнении вариантов двигателя обязательно учитывайте физическое пространство и стоимость.

Редуктор скорости против коробки передач | Что такое коробка передач? Сравните оба сегодня с Torque

В последнее время мы сталкиваемся с множеством вопросов о коробках передач и редукторах. Итак, в этой статье мы соберем всю информацию, необходимую для понимания редукторов и коробок передач.

Редуктор и редуктор

При сравнении редуктора и редуктора зачастую единственная разница заключается в терминологии.Это потому, что все редукторы скорости являются коробками передач. Однако не все коробки передач являются редукторами. Это может показаться немного сложным, но на самом деле это довольно просто.

Редукторы скорости представляют собой зубчатые передачи между двигателем и механизмом. Целью редуктора скорости является уменьшение оборотов, передаваемых между этими двумя конечными точками. Редукторы скорости принимают крутящего момента , создаваемого двигателем (вход), и умножают его. Во-вторых, редукторы скорости, как следует из названия, уменьшают скорость (выход об/мин) на входе, чтобы на выходе была правильная скорость.

Термин «редуктор» — это просто общий термин для зубчатой ​​передачи между двигателем и частью механизма. Следовательно, все редукторы скорости являются коробками передач.

Однако не все редукторы снижают скорость на входе. Хотя это и не является обычным явлением, редукторы на самом деле могут быть приспособлены для увеличения скорости ввода. Безусловно, наиболее распространенным типом редукторов являются редукторы, но было бы неправильно говорить, что все редукторы являются редукторами.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о том, что такое редуктор скорости?

Что такое прямоугольный редуктор?

Недавно мы опубликовали статью, посвященную непосредственно этому вопросу, которую вы можете прочитать здесь.Проще говоря, прямоугольный привод — это механизм с зубчатой ​​передачей, который может передавать крутящий момент/об/мин на 90 градусов для поворота на угол.

Как работают редукторы?

Вы можете найти этот ответ в этой статье. Однако быстрый ответ заключается в том, что выходная шестерня редуктора имеет больше зубьев, чем входная шестерня. Таким образом, хотя выходная шестерня может вращаться медленнее, уменьшая скорость входной, крутящий момент увеличивается.

Как выбрать коробку передач или поставщика коробки передач?

Недавно мы написали руководство специально для вас! В руководстве мы рассмотрим десять наиболее важных моментов, которые следует учитывать при выборе поставщика редуктора.

К ним относятся:

  • Купить у производителя или у дистрибьютора?
  • Как установить стандарты качества
  • Определение спецификаций продукта
  • Из чего складывается стоимость редуктора
  • Что такое разумное время выполнения заказа?
  • Процесс проектирования
  • Цитата
  • Тестирование
  • Формальный процесс рисования и окончательное предложение
  • Утверждение и заказы на поставку

Руководство «Как выбрать поставщика коробки передач» поможет вам уверенно выбрать поставщика и пройти процедуру заказа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.