Синхроны кпп: как работает и почему ломается

Содержание

устройство, назначение и принцип работы

Как МКПП (механические коробки), так и РКПП (АМТ, роботизированные коробки) представляют собой синхронизированные КПП. Если просто, чтобы добиться максимально плавного и «мягкого» включения передачи, происходит выравнивание частоты вращения вала и соответствующей шестерни в коробке передач.

Такое выравнивание становится возможным благодаря наличию синхронизатора. Синхронизатор также уменьшает общий износ механического соединения, снижается уровень шума при переключении, увеличивается срок службы КПП.

Содержание статьи

 Как устроен синхронизатор коробки передач

Начнем с того, что синхронизаторы зачастую устанавливаются  на все передачи на современных легковых авто. Также синхронизированной выполняется и передача заднего хода.

Исключением можно считать только бюджетные машины, в которых первая передача может быть без синхронизатора, а также некоторые грузовики, старые модели легковых автомобилей и т.

д. 

Сам синхронизатор КПП работает за счет использования силы трения в момент выравнивания скоростей. В зависимости от разницы в частоте вращения вала и шестерни, изменяется сила трения для синхронизации.

Другими словами, эффективная синхронизация достигается за счет увеличения площади поверхности соприкосновения. Для решения задачи в конструкцию КПП интегрируются специальные фрикционные кольца.

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

  • ступица и «сухари»
  • муфты включения
  • блокировочные кольца
  • шестерни, которые имеют фрикционный конус

Как правило, один синхронизатор в КПП синхронизирует 2 передачи, то есть работает с двумя шестернями. Основой синхронизатора является ступица, которая имеет шлицы (внутренние и наружные).

Посредством внутренних шлицев реализовано соединение с вторичным валом коробки, а также имеется возможность осевого перемещения по валу. Наружные шлицы отвечают за то, чтобы добиться соединения ступицы с муфтой включения.

Также по окружности ступицы сделаны пазы (три паза). В эти пазы ставятся «сухари», которые дополнительно подпружинены. Указанные сухари синхронизатора осуществляют нажатие на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту во время синхронизации.

Муфта синхронизатора (муфта включения) позволяет добиться жесткого соединения шестерни и вала. Данная муфта закреплена на ступице и имеет внутренние шлицы, при этом шлицы получают кольцевую проточку. В этой проточке находятся выступы сухарей. Также к муфте синхронизатора присоединена вилка КПП.

Блокировочное кольцо (блокирующее кольцо синхронизатора)  отвечает за синхронизацию, предотвращая замыкание муфты до  того момента, пока не произойдет выравнивание скорости вала и шестерни.

Такое кольцо имеет коническую поверхность с внутренней стороны. Данная поверхность контактирует с фрикционным конусом шестерни. Наружная сторона кольца также имеет шлицы, которые блокируют муфту включения.

Торцевая поверхность кольца (со стороны ступицы) имеет 3 паза. В эти пазы заходят сухари ступицы. Сами пазы не позволяют кольцу прокручиваться в результате контакта с  фрикционным конусом, так как пазы фактически являются упором для сухарей.

Также некоторые КПП могут иметь синхронизаторы, когда выступы сделаны на блокирующем кольце, а пазы выполнены в самой ступице. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения, используются синхронизаторы с несколькими конусами: 2 или 3 конуса (двухконусный и трехконусный синхронизатор).

В качестве примера, 3-х конусный синхронизатор кроме наружного блокировочного кольца еще имеет внутреннее, а также промежуточное кольцо. Чтобы эти кольца не проворачивались, на самих кольцах есть выступы. Такие выступы позволяют зафиксировать кольцо в соответствующих пазах шестерни и блокировочного кольца.

Получается, 3-х конусный синхронизатор имеет целых три поверхности трения. Первая поверхность между конусом шестерни и внутренним кольцом, вторая — между внутренним и промежуточным кольцом, тогда как третья между промежуточным и блокирующим кольцом. Еще добавим, что в КПП могут одновременно устанавливаться как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.

Принцип работы синхронизатора КПП

Если рычаг коробки передач находится в положении «нейтраль», мощность от ДВС на КПП не передается. При этом муфты синхронизаторов занимают среднее положение, а шестерни, закрепленные на ведомом валу, свободно вращаются.

Однако при включении передачи вилка осуществляет перемещение муфты синхронизатора, смещая муфту из среднего положения по направлению к шестерне. Параллельно вместе с самой муфтой сдвигаются и сухари, которые воздействуют на кольцо блокировки.

Указанное блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, в результате возникает сила трения. Под воздействием этой силы кольцо проворачивается до упора сухарей в пазах кольца. Происходит стопорение кольца, то есть дальше оно не проворачивается.

Также блокирующее кольцо не позволяет муфте синхронизатора сдвигаться по оси вала. Это становится возможным благодаря тому, что торцы шлицев блокирующего кольца находятся как раз напротив торцов шлицев самой муфты.

Затем под действием силы трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. После того, как скорости выравниваются, от нажима шлицев муфты кольцо блокировки  осуществляет поворот в противоположную сторону.

Это значит, что муфта перестает блокироваться, а ее шлицы без ограничений зацепляются с венцом шестерни. В результате обеспечивается жесткое соединение вторичного вала КПП и шестерни.

Как видно, синхронизация передач в КПП предполагает несколько процессов, хотя на практике механизм работает достаточно быстро. В результате водитель получает возможность практически моментально включить нужную передач.

При этом включение происходит плавно, нет необходимости выполнять двойной выжим сцепления на МКПП, что значительно облегчает вождение автомобиля с синхронизированной коробкой передач и увеличивает ресурс КПП.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Разница между синхронизированной и несинхронизированной механической коробкой передач. :akenlikeimfive

Что вы должны сначала понять с обычной механической коробкой передач, так это то, что все передаточные числа связаны с двигателем все время, когда сцепление включено, включая задний ход.

Посмотрите на это изображение. Это очень простая коробка передач с двумя передачами, маленькая синяя передача — высокая, большая — низкая.

Здесь вы должны понять несколько вещей.

  • Каждый раз, когда сцепление вверх включено и двигатель работает, зеленый вал, красный вал и синие шестерни вращаются.

  • Желтый вал соединен непосредственно с вашими колесами. Чем быстрее это идет, тем быстрее едут ваши колеса. Вы остановились, это остановлено.

  • Фиолетовый хомут крепится через шлицы к желтому валу. Это означает, что он всегда вращается вместе с желтым валом, но также может двигаться по нему.

  • Синие шестерни не подключены непосредственно к желтому валу. Они свободно вращаются на этом валу через подшипники. В них может вращаться желтый вал.

То, что на самом деле соединяет синие шестерни с желтым валом, — это фиолетовый воротник. Когда вы перемещаете рычаг переключения передач, эти «собачьи зубцы», торчащие по обе стороны от фиолетового воротника, фиксируются соответствующей синей шестеренкой и теперь обеспечивают прямую связь через коробку передач от двигателя к желтому валу через одну из этих шестерен.

Если вы следите за этим, то почему важна синхронизированная коробка передач.

Скажем, например, вы работаете на пониженной передаче и хотите переключиться на более высокую. В несинхронизированной коробке передач, поскольку другая синяя шестерня не вращается с той же скоростью, желтый вал, так как это другое передаточное число, если вы просто попытаетесь протолкнуть рычаг переключения передач поперек, вы получите ужасный скрежет. как маленькие собачьи зубы не сцепляются.

Тогда вам нужно будет сделать так называемое «двойное отключение сцепления».Это означает, что вы нажимаете сцепление, включаете нейтраль и поднимаете сцепление. Это означает, что двигатель теперь подключен к нейтральной коробке передач, которая теперь будет вращаться, как бы быстро ни вращался двигатель. Теперь вам нужно варьировать обороты двигателя, чтобы синяя передача, на которой вы хотите работать, соответствовала скорости желтого вала, который все еще вращается вместе с вашими колесами. Как только это подобрано, вы нажимаете сцепление во второй раз, чтобы снять усилие двигателя с коробки передач и (надеюсь) получить плавное переключение на целевую передачу.

Синхронизатор при выключенном сцеплении сглаживает переход скоростей между синими шестернями и желтым валом. Сцепление опускается, и когда рычаг переключения передач перемещает фиолетовый воротник, небольшое фрикционное устройство начинает тормозить или ускорять соответствующую синюю передачу, чтобы соответствовать желтому валу, заставляя его плавно входить в зацепление без необходимости двойного сцепления.

Надеюсь, что это хоть немного проясняет ситуацию.

3 типа механических коробок передач

Автолюбители любят механические коробки передач, даже несмотря на то, что автоматические трансмиссии заняли свое место в автомобильной промышленности.Сегодня нельзя даже купить суперкар типа Ferrari или Lamborghini с механической коробкой передач. Тем не менее, есть причина, по которой пуристы любят автомобили с механическими коробками передач. Ранее мы рассказывали о разных типах автоматических коробок передач. Теперь давайте посмотрим, какое разнообразие существует для механических коробок передач.

3 различных типа механической трансмиссии, включая последовательную механическую коробку передач, несинхронизированную трансмиссию и коробку передач с постоянным зацеплением.

Теперь давайте обсудим различные типы механических коробок передач более подробно —

Механическая коробка передач с последовательным переключением

Большинство из нас думает о переключателе H-образной формы, когда мы думаем о механической коробке передач.Однако есть так называемая последовательная передача, которая ни на что не похожа. Если вы знакомы с коробкой передач мотоцикла, вы знаете, что простое нажатие на рычаг вверх или вниз переключает передачи. Вот что такое секвентальная коробка передач.

Если вы видели супербайк, оснащенный устройством быстрой смены передач, вы знаете, что она переключается довольно быстро. По этой причине секвентальная коробка передач часто используется в автоспорте. Также секвентальная коробка передач отличается простой конструкцией и легко ремонтируется. Уникальность секвентальной коробки передач в том, что она не позволяет пропускать передачи.Например, вы можете перейти на 3-ю передачу прямо с 1-й передачи. наш обзор Healtech quickshifter

Несинхронизированная трансмиссия

Несинхронизированная ручная трансмиссия — это первый тип механической трансмиссии, изобретенный в конце 19 века. Это был первый раз, когда шестерни включались путем скольжения их на валу. Для освоения этого типа коробки передач требовалось определенное умение управлять дроссельной заслонкой и правильно рассчитывать время переключения.

Это было так, потому что шестерни должны были вращаться примерно с одинаковой скоростью, чтобы легко сцепляться друг с другом.Если шестерни вращаются с разными оборотами при переключении передач, это может привести к скрежету шестерен и повреждению коробки передач. Те, кто испытали это, знают, что слышать, как ваша коробка передач кричит от боли, — не самое приятное чувство.

Неудивительно, что несинхронизированные коробки передач также известны как аварийные коробки передач, потому что они часто отказываются подключаться и издают громкий скрежет. Узнайте больше о двойном сцеплении несинхронизированной коробки передач ниже.

Почему для старых автомобилей требуется двойное сцепление?

Двойное сцепление — это метод, который используется с несинхронизированной коробкой передач.Вот почему вы не хотите водить старинный автомобиль, не зная, как использовать двойное сцепление. Вот как можно использовать двойное сцепление:

1) нажмите педаль сцепления, чтобы освободить трансмиссию.
2) Установите нейтральную передачу.
3) Отпустите рычаг сцепления и увеличьте обороты двигателя до нужных оборотов для перехода на следующую передачу. Сколько оборотов зависит от опыта. Но в целом, если вы едете спокойно, достаточно легкого нажатия на дроссель. Если вы едете быстро и увеличиваете обороты двигателя, вам нужно увеличить обороты на нейтрали.
4) Нажмите сцепление и включите следующую передачу.

Как видите, для переключения одной передачи необходимо дважды нажать сцепление. Отсюда и название двойного сцепления.

Коробка передач с синхронизированным / постоянным зацеплением

Коробка передач с постоянным зацеплением является усовершенствованием по сравнению с несинхронизированной механической коробкой передач, которая требовала сложных навыков, таких как двойное сцепление. Коробка передач с постоянным зацеплением — это то, что есть во всех современных автомобилях с механической коробкой передач.

Основная цель коробки передач с постоянным зацеплением заключалась в том, чтобы шестерни на обоих валах продолжали вращаться синхронно друг с другом.Шестерни промежуточного вала зафиксированы, но шестерни выходного вала можно перемещать, поскольку они установлены на подшипниках. Как правильно выбрать трансмиссионное масло для вашей механической трансмиссии

Зубчатые колеса с прямым и косозубым шлицем

Большинство современных автомобилей имеют косозубые (угловые) зубчатые колеса внутри картера трансмиссии. Прямые шестерни в основном используются в гоночных автомобилях. Они не используются в дорожных машинах, потому что они шумные и неровные. Винтовые передачи (вверху). Прямозубые шестерни (внизу).

Для автоспорта хорошо подходят прямозубые шестерни, потому что они не создают поперечной осевой нагрузки.Эта поперечная сила часто возникает в косозубых зубчатых колесах и передается через входной вал. Для этого требуются прочные компоненты трансмиссии, чтобы справиться с этой боковой силой. 10 основных признаков неисправности трансмиссии Винтовая шестерня оказывает ненужное поперечное усилие

Прямое зубчатое колесо не создает такой силы, поэтому остальные компоненты с меньшей вероятностью выйдут из строя даже при приложении большого крутящего момента через шестерни.

Для косозубых шестерен картер трансмиссии и валы должны быть особо прочными, что увеличивает вес.Это еще одна причина, по которой гоночные автомобили лучше обходятся без косозубых шестерен (из соображений экономии веса). И я упоминал, что их легче собрать?

Автоматическая механическая коробка передач

Автоматическая механическая коробка передач — это попытка использовать существующую механическую коробку передач и приблизить ее к автоматической. Для этого селектор передач и сцепление гидравлически управляются ЭБУ автомобиля. Программное обеспечение ECU решает, когда переключать передачу, и подает сигнал на гидравлические приводы.Да, они не работают так же хорошо, как нормальная автоматическая коробка передач, но это недорогое решение для автоматической коробки передач.

Интересный факт: коробка передач AMT также была представлена ​​в 2003 году в BMW M3 E46 в форме коробки передач SMG (секвентальная механическая коробка передач).

Также читайте: Часто задаваемые вопросы по переназначению ЭБУ двигателя; Стоит ли вам это делать?

Сиддхарт всегда увлекался автомобилями и мотоциклами. Он был из тех детей, у которых в школьной сумке всегда был последний автомобильный журнал. У него была мечта — стать профессиональным автогонщиком.Наконец, в 2012 году он стал гонщиком-новичком национального чемпионата Polo R Cup. Со временем ему пришлось перенастроить парус и заняться автомобильной журналистикой, чтобы и дальше наслаждаться машинами на колесах.

Последние сообщения Сиддхарта Шармы (посмотреть все) История трансмиссии

: последние три руководства по скорости с несинхронизированной первой шестерней — шлифовальные шестерни до 1976 года

Американские автопроизводители действительно затянули с разработкой полностью синхронизированных механических коробок передач.VW получил свою первую синхронизацию в 1961 году, и большинство других европейцев сделали то же самое примерно в это время. Но американцы все еще шлифовали шестерни на некоторых новых автомобилях вплоть до 1972 года и легких грузовиках на протяжении всего 1976 года, если они пытались переключиться на первую, не останавливаясь полностью, если только они не овладели тонкостями двойного сцепления. Но даже такая техника не всегда гарантировала тихий переход к первому.

Давайте посмотрим, кто был лидером и отстающим синхронизаторов первой передачи:

Ford был лидером, по крайней мере, с большими легковыми и грузовыми автомобилями.В 1964 году их новый трехступенчатый «верхний загрузчик» 3.03 был полностью синхронизирован, что стало дополнением к новой четырехступенчатой ​​версии того же базового агрегата. Это было давно пора, поскольку условия вождения и ожидания значительно изменились по сравнению с 1930-ми и 1940-ми годами, когда движение было медленнее, меньше людей, а полная остановка для переключения на пониженную передачу была лишь частью рутины. Как показано в этой рекламе, Ford немного поработал над своей новой трехскоростной коробкой передач, хотя я не совсем понимаю, что такое «3½-скоростная».

У моего ’66 F100 изначально была цифра 3.03 с тремя скоростями, и он неплохо переключается, в том числе на первую во время движения. Он умер через пару лет после того, как я купил его в 1987 году, и, поскольку я действительно хотел овердрайв, мне пришлось установить Ч / Б T-85, так как он использовался для тех, кто хотел эту опцию. У него первая передача без синхронизатора, которая изначально была пониженной. Но я обнаружил, что он довольно легко переключается в первый, когда O / D включен, но не задействован, поскольку функция свободного хода отделяет выходной вал от карданного вала.Фактически, очень легко переключиться на понижающую передачу без столкновений на первой на низкой скорости вообще без сцепления. Шутки в сторону.

Это видео, которое я сделал несколько лет назад, показывает, как свободный ход ускоренной передачи позволяет легко переключаться без сцепления (это не «плавающее переключение»), но мне не удалось заснять, как я делал несколько совершенно бесшумных переключений без сцепления в первое пока еще катится. В другой раз…

Но, как ясно из объявления, трехступенчатая коробка передач 3.03 использовалась только на больших шести и восьми автомобилях Ford, а также на версиях V8 Fairlane, Falcon и Mustang.

Это сделало Mustang Six со стандартной трехступенчатой ​​коробкой передач, довольно распространенную комбинацию, совсем не по-настоящему спортивным. В 1967 году шестерка Mustang наконец-то получила полностью синхронизированную трехскоростную шестерку вместе с шестерками Falcon и Fairlane.

На самом деле все должно было быть наоборот: шестерки сначала получали полностью синхронизированную коробку, в идеале начиная с 1960 года с Falcon и его новой трехступенчатой ​​трансмиссией меньшего размера, поскольку маленькие шестерки Ford всегда были скудными по крутящему моменту. и мощность.Но «Большая тройка» по-настоящему выиграла со своими новыми компактными машинами 1960 года, и ни у одной из них не было синхронизированной первой передачи.

Синхронизированная первая передача появилась на автомобилях GM в 1966 году, и, по всей видимости, полностью повсеместно. Все, от Corvair до Buick и до Corvette. Но легким грузовикам GM пришлось подождать до 1968 года, по крайней мере, с некоторыми из них. Как и Falcon и Mustang, базовый Corvair с его несинхронизирующими трехступенчатыми скоростями был далеко не по-настоящему спортивным. Но с конца 1960 года были доступны дополнительные полностью синхронизированные четыре скорости.Очень рекомендуется; Один был у меня в Монце 63-го года.

Теперь мы подошли к отстающему. Каким бы прогрессивным ни был Chrysler в своей разработке, на их совершенно новом Valiant 1960 года и его новом A903 с трехступенчатой ​​механической коробкой передач, также используемом на больших шестицилиндровых автомобилях, не было синхронизатора первой передачи. И не только это. Переключатель был на полу, откуда он мигрировал практически на все американские автомобили с 1930-х годов. Почему? Поскольку для опциональной кнопочной автоматической коробки передач не требовалось переключателя колонки, Chrysler сэкономила деньги, не имея колонки с возможностью сдвига.

То же самое и с большими автомобилями Chrysler Corp. с кузовом C-Body образца 1961-1964 годов, такими как этот Ньюпорт 61-го года. Большие автомобили с двигателями V8 использовали New Process A745 с 1961 по 1970 годы, также с несинхронизированной первой передачей.

Конечно, у Corvair 1960 года тоже был напольный переключатель, но это было более очевидно с его задним двигателем и более откровенной спортивностью. Имейте в виду, что Corvair изначально предназначался для стандартной комплектации Powerglide, но это было слишком дорого.Так что трехступенчатая механическая коробка была добавлена ​​в конце его разработки. Тесты Road and Track показали, что модель ’60 Corvair с Powerglide на самом деле была немного быстрее, чем версия с тремя скоростями. На самом деле это не удивительно, поскольку двухступенчатая PG лучше умножала крутящий момент и была очень эффективной.

Трехступенчатая коробка передач Corvair была, по сути, той же «Synchro-Mesh» (синхронизатор не первой передачи), которая использовалась в других Chevrolet. Но инженеры Chevy смогли создать полностью синхронизированные четыре скорости из трех для 1961 года.Его передаточные числа не были идеальными, но это было большое улучшение.

В 1962 году Dart и Valiant получили переключатели колонн, но, к сожалению, сначала не было синхронизаторов. И это продолжалось слишком долго, вплоть до 1972 года. Неудивительно, что к тому времени Dodge предлагал бесплатную автоматическую коробку передач как часть пакета других высокоприбыльных опций.

Я слишком хорошо знаком с этой трансмиссией, так как у стриптизерши моего отца 1968 года Дарта был тот неуклюжий А903 со смещенной колонкой позади маленькой 170-дюймовой наклонной шестерки.Я досконально изучил то, что можно было использовать на проселочных дорогах округа Балтимор. Трансмиссия была самым слабым звеном этой машины: 170-я шестерка была очень готова к увеличению оборотов, и управление было в основном нейтральным, но эта машина действительно нуждалась в четырехскоростной. Ну, как минимум, так обстоит дело со всеми шестерками меньшего размера. Разрыв между вторым и третьим был слишком большим, что мы рассмотрели здесь более подробно.

1973 наконец принес полностью синхронизированную трехступенчатую коробку передач в легковые автомобили, но пикапы и фургоны Dodge продлили страдания до 1976 года, не меньше, с A250.Шлифовальные шестерни в твоем крейсерском фургоне были совсем не крутыми.

Неудивительно, что AMC тоже немного опоздала с полностью синхронизированным мячом. Borg Warner T15 и T16 были полностью синхронизированы с тремя скоростями и были приняты на вооружение с 1968 года. Но старая несинхронизированная первая передача T96 все еще использовалась в Gremlin и Hornet с шестерками. Водителю VW было бы очень неприятно иметь дело с этим, но я сомневаюсь, что многие (какие-нибудь?) Перешли на Gremlins. Скорее Toyota, с плавным переключением передач на 4 или 5 скоростей.

PS: Если я допустил ошибку, пропустил переключение, прижал какие-то передачи или что-то в этом роде, пожалуйста, дайте мне знать. Работа над подобными статьями неизбежно продолжается, как и над трехступенчатой ​​коробкой передач Детройта.

Model A Ford Garage ~ Синхронизированная трансмиссия Mitchell

Model A Ford Garage ~ Синхронизированная трансмиссия Mitchell

Ниже показаны изображения трансмиссии модели A, которая была восстановлена ​​Mitchell Manufacturing с использованием всех новых внутренних шестерен и синхронизаторов 2-й и 3-й передач.Эта трансмиссия имеет 1-ю передачу на 15% выше.

Также доступно повышенное на 15% передаточное число 2-й передачи вместе с повышенным на 15% передаточным числом 1-й передачи. Полученная трансмиссия имеет много желаемых сходств с трансмиссией модели B 1932 года, без необходимости установки двигателя и трансмиссии модели B на модель A вместе с необходимыми рычагами и креплениями педалей.

Как сообщается, в результате комбинированная трансмиссия 1-й и 2-й передач на 15% выше улучшает общую управляемость, особенно на ровной поверхности или с двигателем с более высоким выходным крутящим моментом.

Будьте осторожны, увеличивая только передаточное число 1-й передачи до 15%. Сомнительно, стоит ли это затрат только на синхронизаторы без улучшения передаточного числа 2-й передачи.

Выше показан вид переработанной башни переключения передач с новыми вилками и валами, собранными Митчеллом.

Эти трансмиссии довольно дороги и не являются перегрузкой, но пересмотренные передаточные числа и синхронизаторы делают автомобиль намного более управляемым, чем стандартная трансмиссия Ford.

Контактное лицо: Mitchell Manufacturing

Mitchell Manufacturing
1157 Паркер-стрит
Колуса, Калифорния 95932
(530) 458-4500
(800) 859-2088 (бесплатно)
Mitchell Manufacturing веб-сайт.


Управляемость и пригодность ~ Рекомендуемые комбинации

Атрибуты, заштрихованные синим цветом, эквивалентны стандартной модели A. Коробки передач, передаточные числа и атрибуты
, заштрихованные зеленым цветом, являются предпочтительными для улучшения управляемости по сравнению со стандартной моделью A.
Атрибуты, заштрихованные желтым, вызывают сомнения, а заштрихованные красным — наименее желательные.
Трехскоростной
Трансмиссия
Ред. 1-й 2-я 3-й 4-я % OD Оптимальная управляемость и пригодность ~
Рекомендуемые комбинации и примечания по использованию
Стандартная модель A
1928-31
(200cid L4)
3,745: 1 3,12: 1 1.85: 1 1: 1 ~ ~
  • 4.11 задняя ось в автомобиле тяжелой и средней тяжести и / или на холмистой местности.
  • 3,78 задний мост в легковом автомобиле.
  • Задняя ось 3,54 в легковесном автомобиле и / или на ровной местности.
Mitchell Synchro
15% 1-й
(200cid L4)
2,71: 1 1.85: 1 1: 1 ~ ~
  • Задняя ось 4.11 для автомобилей большой и средней тяжести и / или на холмистой местности.
  • 3,78 задний мост в легковом автомобиле.
Синхронизированные 2-я и 3-я передачи.
Передаточное число 1-й передачи выше на 15% аналогично модели B.
Стандартная модель B
1932-34
(200cid L4)
3,383: 1 2,820: 1 1,604: 1 1: 1 ~ ~
  • Задняя ось 4.11 для автомобилей большой и средней тяжести и / или на холмистой местности.
  • 3,78 задний мост в легковом автомобиле.
Более высокие передаточные числа 1-й и 2-й передач в трансмиссиях модели B (и ранних V8) значительно улучшают управляемость и точки переключения передач по сравнению с трансмиссией модели A.
В сочетании с 28% -ным блоком повышающей передачи карданного вала Mitchell эта трансмиссия приближается к решению «Златовласки» как по управляемости на низких, так и на высоких скоростях, хотя и без повышающей передачи трансмиссии.
Mitchell Synchro
15% 1-й и 2-й
(200cid L4)
2,71: 1 1,61: 1 1: 1 ~ ~
  • Задняя ось 4.11 для автомобилей большой и средней тяжести и / или на холмистой местности.
  • 3,78 задний мост в легковом автомобиле.
Синхронизированные 2-я и 3-я передачи.
На 15% выше передаточные числа 1-й и 2-й передач аналогичны модели B.
В сочетании с 28% -ным блоком повышающей передачи карданного вала Mitchell эта трансмиссия приближается к решению «Златовласки» для управляемости как на низкой, так и на высокой скорости, хотя и без повышающей передачи. механизм.

Дополнительная информация о Ford Garage:

  1. Для получения дополнительной информации, связанной с моделями A и B, используйте поле поиска по сайту вверху или внизу этой страницы.
  2. Модель A 1928 Рычаг переключения передач и башня в сборе
  3. Различия рычага переключения передач модели A
  4. Детали отделки дворецкого рычага переключения передач, модель A
  5. Компрессор пружины рычага переключения передач и инструмент для снятия модели A
  6. Модель A Ruckstell Dual High Transmission
  7. Варианты шарика рычага переключения передач моделей A и B
  8. Шаровой рычаг переключения передач, модель A и B, 1932 г., Олимпийские игры в Лос-Анджелесе,
  9. Передаточное число заднего моста модели A и B
  10. Преобразование трансмиссии F-150 TOD модели A и B ~ Tremec T170FT RTS

март 2003

Механическая коробка передач | Тракторно-строительный завод Wiki

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки .Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив цитаты из надежных источников. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. (октябрь 2010 г.)
Эта статья может содержать оригинальные исследования . Пожалуйста, улучшите его, проверив сделанные заявления и добавив ссылки. Заявления, состоящие из оригинальных исследований, разрешены на Tractor Wiki, но достоверность записей на этой странице подвергается сомнению !! Более подробную информацию о любых проблемах, связанных с этой статьей, можно найти на странице обсуждения.
Примечание: — Википедия не допускает ИЛИ, поэтому этот шаблон может присутствовать в статьях, скопированных из Википедии, и должен быть удален, если больше не требуется после просмотра содержимого. (май 2011 г.)

Напольный рычаг переключения передач в современном легковом автомобиле с механической коробкой передач

A механическая коробка передач , также известная как механическая коробка передач или стандартная коробка передач (неофициально, «механическая», «прямая передача» , «рычаг переключения передач» (США) или «прямой привод») — это тип трансмиссии, используемый в автомобилях.В нем обычно используется управляемая водителем муфта, обычно управляемая педалью или рычагом, для регулирования передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к трансмиссии и рычаг переключения передач, управляемый вручную (как в автомобиле) или ногой (как на мотоцикле).

Обычная механическая коробка передач часто является базовым оборудованием в автомобиле; другие варианты включают автоматические трансмиссии, такие как автоматическая трансмиссия (часто с ручным управлением), полуавтоматическая трансмиссия или бесступенчатая трансмиссия (CVT).

Обзор

Механические коробки передач часто имеют сцепление с приводом от водителя и подвижный рычаг переключения передач. Большинство механических трансмиссий автомобилей позволяют водителю выбрать любое передаточное число («передачу») в любое время, но некоторые, например те, которые обычно устанавливаются на мотоциклах и некоторых типах гоночных автомобилей, позволяют водителю выбирать только следующее, более высокое или более высокое. следующая-пониженная передача. Этот тип трансмиссии иногда называют последовательной механической коробкой передач. Последовательные передачи обычно используются в автогонках из-за их способности быстро переключаться. [ необходима ссылка ]

Механические трансмиссии характеризуются передаточными числами, которые выбираются путем блокировки выбранных зубчатых пар на выходном валу внутри трансмиссии. И наоборот, большинство автоматических трансмиссий имеют планетарную (планетарную) передачу, управляемую тормозными лентами и / или блоками сцепления для выбора передаточного числа. Автоматические трансмиссии, которые позволяют водителю вручную выбирать текущую передачу, называются Manumatics. Коробку передач с ручным управлением, управляемую компьютером, часто называют автоматической коробкой передач , а не автоматической коробкой передач .

Современные автомобильные механические трансмиссии обычно используют от четырех до шести передач переднего хода и одну передачу заднего хода, хотя автомобильные механические трансмиссии построены с использованием всего лишь двух и целых восьми передач. Коробка передач для тяжелых грузовиков и другого тяжелого оборудования обычно имеет не менее 9 передач, поэтому трансмиссия может предлагать как широкий диапазон передач, так и близкие передаточные числа, чтобы двигатель работал в диапазоне мощности. Некоторые трансмиссии тяжелых транспортных средств имеют несколько десятков передач, но многие из них дублируются, введены как случайное сочетание наборов передач или введены для упрощения переключения.Некоторые руководства упоминаются по количеству передних передач, которые они предлагают (например, 5-ступенчатая), чтобы различать автоматические и другие доступные механические коробки передач. Точно так же 5-ступенчатая автоматическая коробка передач называется «5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач».

Трансмиссия несинхронизированная

Основная статья: Несинхронная трансмиссия

Считается, что самая ранняя форма механической трансмиссии была изобретена Луи-Рене Панаром и Эмилем Левассором в конце 19 века.Этот тип трансмиссии предлагал несколько передаточных чисел и, в большинстве случаев, задний ход. Шестерни обычно включались путем их скольжения на валах (отсюда и фраза « переключения передач »), что требовало тщательной синхронизации и манипулирования дроссельной заслонкой при переключении, чтобы шестерни вращались примерно с одинаковой скоростью при включении; в противном случае зубы не будут сцепляться. Эти трансмиссии называются трансмиссиями со скользящей сеткой и , а иногда их также называют коробкой передач из-за сложности переключения передач и громкого скрежета, который часто сопровождает их.В более новых механических коробках передач на автомобилях вместо этого все шестерни постоянно находятся в зацеплении; они упоминаются как передачи с постоянной ячейкой , где «синхронная ячейка» является дальнейшим уточнением принципа постоянной ячейки.

В обоих типах конкретная комбинация передач может быть задействована только тогда, когда две части для зацепления (либо шестерни, либо муфты) имеют одинаковую скорость. Чтобы переключиться на более высокую передачу, трансмиссию переводят в нейтральное положение, и двигателю дают возможность замедлиться до тех пор, пока детали трансмиссии для следующей передачи не наберут нужную скорость для включения.Автомобиль также замедляется на нейтрали, что замедляет работу других частей трансмиссии, поэтому время на нейтрали зависит от уклона, ветра и других подобных факторов. Чтобы переключиться на более низкую передачу, трансмиссия переводится в нейтральное положение, и дроссельная заслонка используется для ускорения двигателя и, следовательно, соответствующих частей трансмиссии, чтобы соответствовать скоростям для включения следующей более низкой передачи. При переключении на повышенную и пониженную передачу сцепление выключается (включается) в нейтральном положении. Некоторые водители используют сцепление только для трогания с места, а переключение передач осуществляется без сцепления.Другие водители будут нажимать (отключать) сцепление, переключаться на нейтраль, затем на мгновение включать сцепление, чтобы заставить детали трансмиссии соответствовать частоте вращения двигателя, затем снова нажимают сцепление, чтобы переключиться на следующую передачу, процесс, называемый двойным сцеплением. Двойное сцепление легче сделать плавным, поскольку близкие, но не совсем согласованные скорости должны ускорять или замедлять только части трансмиссии, тогда как при включенном сцеплении на двигателе несоответствие скорости борется с инерцией вращения и мощностью двигателя.

Несмотря на то, что трансмиссии легковых и легких грузовиков сейчас почти повсеместно синхронизированы, трансмиссии для тяжелых грузовиков и машин, мотоциклов и специализированных гоночных автомобилей обычно не синхронизированы. Несинхронизированные конструкции передачи используются по нескольким причинам. Фрикционный материал синхронизаторов, такой как латунь, более подвержен износу и поломкам, чем шестерни из кованой стали, а простота механизма повышает надежность и снижает стоимость. Кроме того, процесс переключения синхронизированной передачи медленнее, чем процесс переключения несинхронизированной передачи.Для гонок серийных трансмиссий иногда удаляется половина зубьев (или зубцов ) на синхронизаторах, чтобы ускорить процесс переключения за счет большего износа.

Грузовики большой грузоподъемности часто используют несинхронизированные трансмиссии. Военные грузовики обычно имеют синхронизированные трансмиссии, что позволяет необученному персоналу управлять ими в чрезвычайных ситуациях. В Соединенных Штатах правила безопасности дорожного движения относятся к несинхронным трансмиссиям в классах более крупных коммерческих автомобилей.В Европе в грузовиках большой грузоподъемности в стандартной комплектации используются синхронизированные коробки передач.

Точно так же в большинстве современных мотоциклов используются несинхронизированные трансмиссии, поскольку синхронизаторы обычно не нужны или нежелательны. Их низкая инерция передачи и более высокая прочность означают, что принуждение передач к изменению скорости не повреждает, а селектор с педальным управлением на современных мотоциклах не способствует длительному времени переключения синхронизированной коробки передач. Из-за этого необходимо синхронизировать скорости передачи, нажимая на дроссельную заслонку при переключении на более низкую передачу на мотоцикле.

Синхронизированная коробка передач

Вид сверху и сбоку типичной механической коробки передач, в данном случае Ford Toploader, используемой в автомобилях с внешними напольными переключателями.

Большинство современных автомобилей оснащено синхронизированной коробкой передач. Шестерни трансмиссии всегда находятся в зацеплении и вращаются, но шестерни на одном валу могут свободно вращаться или блокироваться с валом. Механизм блокировки шестерни состоит из хомута (или собачьего хомута ) на валу, который может скользить вбок, так что зубья (или собачки ) на его внутренней поверхности соединяют два круглых кольца с зубьями на их внешней окружности: один прикреплен к шестерне, другой — к валу.Когда кольца соединяются воротником, эта конкретная шестерня блокируется с вращением на валу и определяет выходную скорость трансмиссии. Рычаг переключения передач управляет муфтами с помощью набора рычажных механизмов, устроенных таким образом, что одной муфте может быть разрешено блокировать только одну передачу одновременно; при «переключении передач» стопорное кольцо одной передачи отключается раньше, чем включается другая. Один хомут часто служит для двух шестерен; скольжение в одном направлении выбирает одну скорость передачи, в другом направлении выбирает другую.

В синхронизирующей коробке передач, чтобы правильно согласовать скорость передачи со скоростью вала при включении передачи, втулка сначала прилагает усилие к конической латунной муфте, прикрепленной к шестерне, что приводит к согласованию скоростей. до фиксации воротника на месте. Манжета не может перекрывать стопорные кольца, когда скорости не совпадают с синхронизирующими кольцами (также называемыми блокирующими кольцами или кольцами блокировки, причем последнее обозначается как balk в США). Кольцо синхронизатора слегка вращается из-за момента трения конической муфты.В этом положении кулачковая муфта не срабатывает. Медное кольцо сцепления постепенно заставляет детали вращаться с одинаковой скоростью. Когда они вращаются с одинаковой скоростью, от конической муфты больше не поступает крутящий момент, и кулачковая муфта может перейти в зацепление. В современной коробке передач действие всех этих компонентов настолько плавное и быстрое, что это практически незаметно.

Современная коническая система была разработана Porsche и внедрена в Porsche 356 1952 года; Конусные синхронизаторы долгие годы после этого назывались Porsche-type .В начале 1950-х только вторая-третья передача была синхронизированной в большинстве автомобилей, требуя только одного синхронизатора и простого рычага; в руководствах для водителей автомобилей говорилось, что если водителю нужно переключиться со второго на первое, лучше всего полностью остановиться, затем переключиться на первую и снова начать движение. Однако с постоянным совершенствованием механики полностью синхронизированные трансмиссии с тремя скоростями, затем четырьмя скоростями, а затем пятью скоростями стали универсальными к 1980-м годам. Многие современные автомобили с механической коробкой передач, особенно спортивные, теперь имеют шесть скоростей.

Передача заднего хода, однако, обычно не является синхронизирующей, поскольку в обычной автомобильной трансмиссии имеется только одна передача заднего хода, и переключение передач на задний ход во время движения не требуется. Среди автомобилей с синхронизатором заднего хода — Ford Contour и Mercury Mystique 1995-2000 годов, Chevrolet Cavalier ’00 -’05, Mercedes 190 2.3-16, Alfa Romeo GTV / Spider (916), оснащенный двигателем V6, [1] некоторые продукты Chrysler, Jeep и GM, в которых используются агрегаты New Venture NV3500 и NV3550, европейские Ford Sierra и Granada / Scorpio с коробкой передач MT75, Volvo 850 и почти все Lamborghini и BMW.

Внутреннее устройство

Валы

Как и другие трансмиссии, механическая трансмиссия имеет несколько валов с различными шестернями и другими компонентами, прикрепленными к ним. Обычно трансмиссия с задним приводом имеет три вала: входной вал, промежуточный вал , и выходной вал. Промежуточный вал иногда называют промежуточным валом , промежуточным валом .

В трансмиссии с задним приводом входной и выходной валы расположены на одной линии и фактически могут быть объединены в один вал в трансмиссии.Этот единственный вал называется главным валом . Входной и выходной концы этого комбинированного вала вращаются независимо с разными скоростями, что возможно, потому что одна деталь скользит в полое отверстие в другой части, где она поддерживается подшипником. Иногда термин главный вал относится только к входному валу или только к выходному валу, а не ко всему узлу.

В некоторых трансмиссиях входные и выходные компоненты главного вала могут быть заблокированы вместе для создания передаточного числа 1: 1, в результате чего поток мощности будет обходить промежуточный вал.Главный вал тогда ведет себя как одиночный сплошной вал, ситуация называется прямой привод .

Даже в трансмиссиях, не оснащенных прямым приводом, предпочтительно, чтобы вход и выход находились на одной линии, потому что это снижает величину скручивания, которое должен выдерживать картер трансмиссии.

Согласно одной из возможных конструкций, входной вал трансмиссии имеет только одну ведущую шестерню, которая приводит в движение промежуточный вал. Вдоль промежуточного вала установлены шестерни различных размеров, которые вращаются при вращении первичного вала.Эти передачи соответствуют скорости движения вперед и назад. Каждая из передних шестерен промежуточного вала постоянно находится в зацеплении с соответствующей шестерней на выходном валу. Однако эти ведомые шестерни не прикреплены жестко к выходному валу: хотя вал проходит через них, они вращаются независимо от него, что стало возможным благодаря подшипникам в их ступицах. Реверс обычно реализуется иначе, см. Раздел Реверс.

Большинство переднеприводных трансмиссий для поперечной установки двигателя имеют другую конструкцию.Во-первых, у них есть встроенная главная передача и дифференциал. Во-вторых, у них обычно только два вала; входной и промежуточный валы, иногда называемые входным и выходным. Входной вал проходит по всей длине коробки передач, и отдельная ведущая шестерня отсутствует. В конце второго (встречного / выходного) вала находится ведущая шестерня, которая соединяется с коронной шестерней дифференциала.

Передние и заднеприводные трансмиссии работают одинаково. Когда трансмиссия находится в нейтральном положении и сцепление выключено, первичный вал, диск сцепления и промежуточный вал могут продолжать вращаться под действием собственной инерции.В этом состоянии двигатель, входной вал, сцепление и выходной вал вращаются независимо.

Сцепление собачье

Клатчи собачьи. Шестеренчатые зубья («собачки», изображения справа) входят в зацепление и расцепляются друг с другом.

Среди множества различных типов муфт кулачковая муфта обеспечивает нескользящее соединение двух вращающихся элементов. В отличие от ножной фрикционной муфты автомобилей с механической коробкой передач, она совершенно не приспособлена к преднамеренному скольжению.

Селектор передач не зацепляет и не расцепляет фактические зубья шестерни, которые постоянно находятся в зацеплении.Скорее, действие селектора передач состоит в том, чтобы заблокировать одну из свободно вращающихся шестерен на валу, который проходит через его ступицу. Затем вал вращается вместе с этой шестерней. Скорость выходного вала относительно промежуточного вала определяется соотношением двух шестерен: одной, постоянно прикрепленной к промежуточному валу, и той шестерни, которая теперь заблокирована на выходном валу.

Блокировка выходного вала с шестерней достигается с помощью селектора кулачковой муфты. Зубчатая муфта представляет собой скользящий механизм переключения, который нарезан шлицами на выходной вал, а это означает, что его ступица имеет зубья, которые входят в пазы (шлицы) на валу, заставляя этот вал вращаться вместе с ним.Однако шлицы позволяют селектору перемещаться вперед и назад на валу, что происходит, когда он толкается вилкой переключения, которая связана с рычагом переключения передач. Вилка не вращается, поэтому она прикреплена к подшипнику с буртиком на селекторе. Селектор обычно симметричен: он скользит между двумя шестернями и имеет синхронизатор и зубья с каждой стороны, чтобы зафиксировать любую шестерню на валу.

Синхронизация

Кольца синхронизатора

Если зубья, так называемые собачьи зубья, соприкасаются с шестерней, но две части вращаются с разной скоростью, зубцы не зацепятся и будет слышен громкий скрежет, когда они стучат вместе .По этой причине современная собачья муфта в автомобиле имеет механизм синхронизатора или синхронизатор , который состоит из конической муфты и стопорного кольца. Прежде чем зубья могут войти в зацепление, сначала включается коническая муфта, которая за счет трения приводит селектор и шестерню на одну и ту же скорость. Кроме того, до тех пор, пока не произойдет синхронизация, предотвращается контакт зубьев, поскольку дальнейшее движение селектора предотвращается блокирующим кольцом (или baulk ). Когда происходит синхронизация, трение на блокирующем кольце уменьшается, и оно слегка скручивается, совмещая определенные канавки и выемки, которые позволяют дальнейшее прохождение селектора, который сближает зубья.Конечно, точная конструкция синхронизатора варьируется от производителя к производителю.

Синхронизатор [2] должен преодолеть импульс всего первичного вала и диска сцепления, когда он изменяет частоту вращения вала в минуту для соответствия новому передаточному отношению. Им можно злоупотребить, воздействуя на импульс и мощность самого двигателя, что происходит, когда предпринимаются попытки выбрать передачу без полного выключения сцепления. Это вызывает дополнительный износ колец и втулок, сокращая их срок службы.Когда экспериментальный водитель пытается «подобрать обороты» синхронизированной трансмиссии и принудительно включить передачу без использования сцепления, синхронизатор компенсирует любое несоответствие в оборотах. Успешное включение передачи без сцепления может обмануть водителя, заставив его думать, что частота вращения промежуточного вала и трансмиссии на самом деле точно согласована. Тем не менее, примерная изм. согласование со сцеплением может уменьшить общее изменение между промежуточным валом и трансмиссией и уменьшить износ синхронизатора.

Реверс

Предыдущее обсуждение обычно относится только к передним передачам. Реализация передачи заднего хода обычно разная, реализованная следующим образом для удешевления трансмиссии. Реверс тоже пара шестерен: одна шестерня на промежуточном валу и одна на выходном валу. Однако, хотя все передние передачи всегда зацеплены, между задними передачами есть промежуток. Более того, они оба прикреплены к своим валам: ни один из них не вращается свободно вокруг вала.Что происходит при выборе заднего хода, так это то, что между ними скользит малая шестерня, называемая промежуточной шестерней или промежуточной шестерней заднего хода . На холостом ходу есть зубья, которые входят в зацепление с обеими шестернями, и, таким образом, он соединяет эти шестерни вместе и меняет направление вращения на противоположное без изменения передаточного числа.

Другими словами, когда выбрана передача заднего хода, фактически происходит зацепление фактических зубьев шестерни без помощи механизма синхронизации. По этой причине выходной вал не должен вращаться при выборе заднего хода: автомобиль должен быть остановлен.Чтобы можно было выбрать реверс без шлифования, даже если входной вал вращается по инерции, может быть механизм, предотвращающий вращение входного вала. Водитель останавливает автомобиль и включает задний ход. Когда этот выбор сделан, какой-то механизм в трансмиссии останавливает первичный вал. Обе передачи остановлены, и между ними может быть вставлен холостой ход. В сервисном руководстве Honda Civic 1996-1998 гг. Есть четкое описание такого механизма, в котором он упоминается как «система шумоподавления»:

Каждый раз, когда педаль сцепления нажимается для включения заднего хода, главный вал продолжает вращаться из-за своей инерции.В результате разница скоростей между главным валом и промежуточной шестерней заднего хода вызывает шум [скрежет] шестерен. В системе шумоподавления заднего хода используется кулачковая пластина, которая была добавлена ​​к держателю переключения передач заднего хода. При переключении на задний ход деталь 5-го / заднего переключения, соединенная с рычагом переключения передач, вращает кулачковый диск. Это заставляет 5-й синхронизатор останавливать вращающийся главный вал.

— (13-4)

Реализованная таким образом задняя передача издает громкий воющий звук, который обычно не слышен на передних передачах.Зубья на передних шестернях большинства легковых автомобилей имеют нарезку по спирали. При вращении косозубых шестерен между шестернями происходит постоянный контакт, что обеспечивает бесшумную работу. Несмотря на то, что все передние передачи всегда находятся в зацеплении, они не издают звука, который можно было бы легко услышать поверх шума двигателя. Напротив, большинство шестерен заднего хода представляют собой прямозубые шестерни, что означает, что они имеют прямые зубья, чтобы обеспечить скользящее зацепление холостого хода, что затруднено с косозубыми шестернями. Зубья прямозубых шестерен стучат друг о друга при вращении шестерен, создавая характерный свист.

Очевидно, что конструкция прямозубой шестерни задней передачи представляет собой некоторые компромиссы (менее надежное, несинхронизированное включение и громкий шум), которые приемлемы из-за относительно небольшого количества движения, которое происходит задним ходом. Коробка передач классического SAAB 900 является ярким примером коробки передач с косозубой задней передачей, включенной так же несинхронизированно, как прямозубые цилиндрические шестерни, описанные выше. Его странная конструкция позволяет заднему ходу обмениваться шестернями с первой передачей, и он исключительно тихий, но приводит к затрудненному включению и ненадежной работе.Однако многие современные трансмиссии теперь включают синхронизатор передачи заднего хода и косозубую передачу.

Варианты дизайна

Разнообразие шестерен

Механические трансмиссии в легковых автомобилях часто оснащены 4, 5 или, в последнее время, 6 передачами переднего хода в обычных механических трансмиссиях с рычагом переключения передач и до 8 передач переднего хода в полуавтоматических трансмиссиях. Почти у всех есть одна передача заднего хода. В трех- или четырехступенчатых коробках передач в большинстве случаев самая верхняя передача — , прямая (т.е.е., соотношение 1: 1). Для пятиступенчатых или более высоких трансмиссий высшей передачей обычно является повышающая передача с передаточным числом менее 1: 1. Старые автомобили, как правило, оснащались 3-ступенчатой ​​коробкой передач или 4-ступенчатой ​​коробкой передач для высокопроизводительных моделей и 5-ступенчатой ​​коробкой передач для самых сложных автомобилей; В 1970-х 5-ступенчатая трансмиссия стала появляться в недорогих автомобилях массового потребления и даже в компактных пикапах, первой из которых была Toyota (которая рекламировала этот факт, давая каждой модели суффикс SR5 , когда она приобрела пятую скорость).Сегодня массовые автомобильные механические коробки передач, по сути, все 5-ступенчатые, при этом 6-ступенчатые коробки передач начали появляться в высокопроизводительных транспортных средствах в начале 1990-х годов, а недавно стали предлагаться на некоторых высокоэффективных и обычных легковых автомобилях. Некоторые 7-ступенчатые коробки передач с механической коробкой передач предлагаются на высокопроизводительных автомобилях, таких как Bugatti Veyron 16.4 или BMW M5. Обе эти машины оснащены подрулевым переключателем. В последнее время предлагались даже 8-ступенчатые коробки передач, например, в Lexus IS F, а в 2012 году Mercedes-Benz планирует ввести 9-ступенчатую коробку передач. [3]

Внешний повышающий привод

На более ранних моделях с тремя или четырьмя передними скоростями отсутствие повышающей передачи для расслабленного и экономичного движения по шоссе часто компенсировалось включением отдельного блока повышающей передачи в заднем корпусе трансмиссии. Этот блок отдельно приводился в действие ручкой или кнопкой, часто встроенной в ручку переключения передач.

Конфигурация вала и шестерни

На обычной коробке передач с задним приводом имеется три основных вала; вход, выход и промежуточный вал.Входной и выходной валы вместе называются главным валом , поскольку они соединены внутри трансмиссии, поэтому они кажутся одним валом, хотя они вращаются полностью независимо друг от друга. Входная длина этого вала намного короче выходного вала. Параллельно главному валу находится промежуточный вал. Есть ряд шестерен, закрепленных вдоль промежуточного вала, и согласующие шестерни вдоль выходного вала, хотя они не являются фиксированными и вращаются независимо от выходного вала.Между шестернями на выходном валу имеются скользящие собачьи хомуты или собачьи муфты , и для зацепления шестерни с валом хомут скользит в пространство между валом и внутренним пространством шестерни, таким образом вращаясь. вал тоже. Один хомут обычно устанавливается между двумя шестернями и скользит в обоих направлениях для включения одной или другой шестерни, поэтому на четырехскоростном двигателе будет два кольца. Переднеприводная трансмиссия в основном такая же, но может быть упрощена. Часто бывает два вала, входной и выходной, но в зависимости от направления вращения двигателя может потребоваться три.Вместо того, чтобы входной вал приводил в движение промежуточный вал с помощью шестерни, входной вал берет на себя работу промежуточного вала, а выходной вал проходит параллельно ему. Шестерни расположены и включаются так же, как на промежуточном и выходном валах заднего привода. Это просто устраняет один основной компонент — ведущую шестерню. Частично причина того, что вход и выход находятся на одной линии на заднем приводе, состоит в том, чтобы снять напряжение скручивания на трансмиссии и опорах, но это не проблема для переднего привода, поскольку коробка передач интегрирована в трансмиссию.

Базовый процесс не универсален. Фиксированная и свободная шестерни могут быть установлены либо на входном, либо на выходном валу, либо на обоих.

Расположение переключателей также является вопросом дизайна; Необязательно, чтобы все свободно вращающиеся шестерни с селекторами были на одном валу, а шестерни с постоянными шлицами — на другом. Например, пятиступенчатая коробка передач может иметь селектор с первого на второй на промежуточном валу, но селектор с третьего на четвертый и пятый селектор на главном валу, что является конфигурацией Honda Civic 1998 года.Это означает, что когда автомобиль остановлен и работает на холостом ходу в нейтральном положении с включенным сцеплением и вращающимся первичным валом, третья, четвертая и пятая пары передач не вращаются.

В некоторых конструкциях трансмиссии (например, Volvo 850 и серии V / S70) фактически имеется два промежуточных вала, оба приводящие в движение ведомую шестерню, входящую в зацепление с коронной шестерней трансмиссии переднего привода. Это позволяет разработчику трансмиссии сделать трансмиссию более узкой, поскольку каждый промежуточный вал должен быть только вдвое короче традиционного промежуточного вала с четырьмя шестернями и двумя переключателями.

Сцепление

Основная статья: Сцепление № Автомобиль

Во всех транспортных средствах, использующих трансмиссию (практически во всех современных автомобилях), при необходимости используется сцепное устройство для разделения двигателя и трансмиссии. Сцепление выполняет это в механических коробках передач. Без него двигатель и шины всегда были бы неразрывно связаны, и каждый раз, когда автомобиль останавливался, двигатель останавливался. Без сцепления переключение передач было бы очень трудным, даже если транспортное средство уже движется: отмена выбора передачи, когда трансмиссия находится под нагрузкой, требует значительных усилий, а выбор передачи требует, чтобы частота вращения двигателя поддерживалась на очень точном значении. который зависит от скорости автомобиля и желаемой передачи.В автомобиле сцепление обычно приводится в действие педалью; на мотоцикле этой цели служит рычаг на левом руле.

  • Когда педаль сцепления полностью нажата, сцепление полностью выключается, и крутящий момент не передается от двигателя на трансмиссию (и, следовательно, на ведущие колеса). В этом отсоединенном состоянии можно выбирать передачи или останавливать автомобиль, не останавливая двигатель.
  • Когда педаль сцепления полностью отпущена, сцепление полностью включается, и практически весь крутящий момент двигателя передается.В этом соединенном состоянии муфта не проскальзывает, а действует как жесткая муфта, и мощность передается на колеса с минимальными практическими отходами тепла.
  • Между этими крайними значениями включения и выключения сцепление проскальзывает в разной степени. Когда сцепление проскальзывает, оно все еще передает крутящий момент, несмотря на разницу в скоростях между коленчатым валом двигателя и входом трансмиссии. Поскольку этот крутящий момент передается посредством трения, а не прямого механического контакта, значительная мощность теряется в виде тепла (которое рассеивается муфтой).При правильном применении проскальзывание позволяет запускать транспортное средство с места, а когда оно уже движется, позволяет вращению двигателя постепенно настраиваться на новое выбранное передаточное число.
  • Чтобы научиться эффективно пользоваться сцеплением, требуется развитие мышечной памяти и уровень координации, аналогичный тому, который требуется для обучения игре на музыкальном инструменте или занятиям спортом.
  • Водитель хорошо настроенного мотокросса или внедорожного мотоцикла может «нажать» или «раздуть» сцепление при выходе из поворотов, чтобы помочь двигателю набрать обороты до точки, при которой он развивает максимальную мощность.

Типы переключения передач

Переключатель напольный

Основная статья: Рычаг переключения передач

5-ступенчатый рычаг переключения передач

Во многих современных легковых автомобилях переключение передач осуществляется с помощью рычага, соединенного с трансмиссией посредством рычажного механизма или тросов и установленного на полу автомобиля. Это называется рычаг переключения передач , рычаг переключения , рычаг переключения передач , рычаг переключения передач , рычаг переключения передач или рычаг переключения передач .При перемещении рычага вперед, назад, влево и вправо в определенные положения выбираются определенные передачи.

Пример компоновки четырехступенчатой ​​коробки передач показан ниже. N обозначает нейтраль , положение, в котором не включены передачи и двигатель отсоединен от ведущих колес транспортного средства. На самом деле вся горизонтальная линия находится в нейтральном положении, хотя переключатель обычно снабжен пружинами, так что он вернется в положение N, если его не переключить на другую передачу. R обозначает задний ход, положение передачи, используемое для движения автомобиля назад.

Этот макет называется шаблоном смены . Из-за сдвиговых квадрантов базовая конфигурация часто называется H-образной схемой . Схема переключения передач обычно отлита или напечатана на ручке переключения передач или рядом с ней. Хотя расположение шестерен с первой по четвертую почти универсально, расположение заднего хода — нет. В зависимости от конкретной конструкции трансмиссии задний ход может располагаться в верхнем левом углу схемы переключения передач, в нижнем левом, нижнем правом или верхнем правом углу.Обычно существует механизм, который позволяет выбрать только задний ход из нейтрального положения или блокировку заднего хода, которая должна быть снята нажатием на подпружиненную ручку переключения передач или поднятием подпружиненного хомута на рычаге переключения передач, чтобы снизить вероятность обратного хода. будет случайно выбран водителем.

Это наиболее распространенная пятиступенчатая схема переключения передач:

Этот макет достаточно интуитивно понятен, потому что он начинается в верхнем левом углу и работает слева направо, сверху вниз, с обратным направлением в конце последовательности и по направлению к задней части автомобиля.

Это еще одна пятиступенчатая схема переключения передач, которую можно найти в Saab, BMW, некоторых Audi, Eagle, Volvos, Volkswagens, Škodas, Opels, Hyundais, большинстве Renaults, некоторых дизельных Ford и других автомобилях:

Схема переключения передач с загнутыми лапами используется на многих гоночных автомобилях и на старых дорожных транспортных средствах с трехступенчатой ​​коробкой передач:

Название происходит от перекидного пути между первой и второй передачами. Его использование широко распространено в гоночных и спортивных автомобилях, но становится все меньше, поскольку шестиступенчатые и секвентальные коробки передач становятся все более распространенными.Наличие первой передачи поперек опорной стойки полезно, поскольку первая передача традиционно используется только для движения автомобиля и, следовательно, позволяет выровнять вторую и третью передачи друг относительно друга, что облегчает переключение между ними. Поскольку большинство гоночных коробок передач не синхронизированы, нет заметной задержки при переключении на более высокую передачу с первой через собачью ногу на вторую.

Эту схему переключения передач можно также найти на некоторых тяжелых транспортных средствах, в которых первая передача представляет собой очень низкое передаточное число для использования в экстремальных условиях старта с места и мало пригодна для нормального вождения.

Это типичная схема переключения передач для шестиступенчатой ​​коробки передач:

Шесть скоростей — это максимум, который обычно наблюдается в однодиапазонных трансмиссиях, однако многие грузовики-полуприцепы и другие большие коммерческие автомобили имеют механические коробки передач с 8, 16 или даже 20 скоростями, что стало возможным благодаря многодиапазонным коробкам передач. В таком случае задний ход размещается за пределами буквы «H» со скошенной траекторией переключения передач, чтобы рычаг переключения передач не заходил слишком далеко в пространство водителя (в автомобилях с левым рулем), когда выбран задний ход.Это наиболее распространенная компоновка шестиступенчатой ​​механической коробки передач. [ необходима ссылка ]

Большинство автомобилей с передним расположением двигателя и задним приводом имеют трансмиссию, которая устанавливается между сиденьем водителя и передним пассажирским сиденьем. Напольные переключатели часто подключаются непосредственно к трансмиссии. В автомобилях с передним приводом и задним расположением двигателя часто требуется механическое соединение для соединения переключателя с трансмиссией.

«Четыре на этаже»

Исторически, четырехскоростные напольные переключатели иногда назывались «четыре на полу» в период, когда переключатели, установленные на рулевой колонке, были более распространены.Последняя, ​​часто являющаяся стандартной коробкой передач без эксплуатационных характеристик, обычно имела только три скорости движения вперед и называлась «три на дереве».

Переключатель на стойке

Рычаг переключения передач на колонке в Saab 96

В некоторых автомобилях рычаг переключения передач установлен на рулевой колонке. Трехступенчатый рулевой механизм переключения, который стал широко известен как «Трое на дереве», начал появляться в Америке в конце 1930-х годов и стал обычным явлением в 1940-х и 1950-х годах.Если автомобиль был оснащен повышающей передачей, он приводился в действие с помощью элемента управления, отдельного от основной схемы переключения передач с тремя скоростями и реверсом, показанной здесь:

Позже, [ неопределенный ] европейские и японские модели начали иметь 4-скоростные переключатели с колонной с таким образом переключения:

Ручное устройство переключения передач на стойке исчезло в Северной Америке к середине 1980-х годов, последний раз появившись на пикапе Chevrolet 1987 года. За пределами Северной Америки мануфактура на колонке оставалась в производстве.Все такси Toyota Crown и Nissan Cedric в Гонконге имели 4-ступенчатую коробку передач до 1999 года, когда впервые были предложены автоматические коробки передач. С конца 1980-х или начала 1990-х годов [ неопределенный ] 5-ступенчатый рычаг переключения передач предлагался в некоторых фургонах, продаваемых в Азии и Европе, таких как Toyota Hiace и Mitsubishi L400.

Переключатели колонн механически аналогичны напольным переключателям, хотя смещение происходит в вертикальной плоскости, а не в горизонтальной. Поскольку переключатель находится дальше от трансмиссии, а движения на переключателе и в трансмиссии находятся в разных плоскостях, переключатели с колонной требуют более сложного соединения, чем переключатели пола.Преимуществами рулевого переключателя являются возможность переключения между двумя наиболее часто используемыми передачами — второй и третьей — не отпуская рулевое колесо, и отсутствие помех для пассажирского места в транспортных средствах, оборудованных многоместным сиденьем.

Переключатель на консоли

Новые малолитражные автомобили и минивэны, такие как Suzuki MR Wagon, Fiat Multipla, Toyota Matrix, Pontiac Vibe, автомобили с платформой Chrysler RT и Honda Civic Si EP3, могут быть оснащены переключателем коробки передач с механической или автоматической коробкой передач, расположенным на приборной панели транспортного средства. панель.Установленные на консоли переключатели аналогичны напольным переключателям передач, поскольку большинство из них, используемые в современных автомобилях, работают в горизонтальной плоскости и могут быть установлены на трансмиссию автомобиля почти так же, как и напольные переключатели. Однако из-за расположения переключателя передач по сравнению с расположением рычага переключения передач и напольного переключателя, а также из-за расположения переключателя по отношению к остальным элементам управления на панели часто требуется, чтобы рычаг переключения передач был установлен в пространство, которое не имеет большого количества элементов управления, неотъемлемых от управления автомобилем, или часто используемых элементов управления, например, для автомобильной стереосистемы или автомобильного кондиционера, чтобы помочь предотвратить случайное включение или путаницу водителя, особенно в автомобилях с правым рулем.

Все больше и больше небольших автомобилей и фургонов от таких производителей, как Suzuki, Honda и Volkswagen, оснащаются переключателями консоли, которые освобождают место на полу для других функций автомобиля, таких как отсеки для хранения вещей, без необходимости установки переключателя передач на рулевая колонка. Кроме того, базовое расположение рычага переключения передач по сравнению с переключателем на колонке упрощает управление консольными переключателями, чем переключателями на стойке.

Последовательное руководство

Основная статья: Механическая коробка передач с последовательным переключением

Некоторые трансмиссии не позволяют водителю произвольно выбирать какую-либо передачу.Вместо этого водитель может выбрать только следующее по низшей или следующей по высшей передаче передаточное число. Последовательные трансмиссии часто включают в себя безсинхронизирующий механизм включения кулачковой муфты (вместо кулачковой синхронизирующей муфты, обычно используемой в автомобильных трансмиссиях Н-образной формы), и в этом случае муфта необходима только при выборе первой или задней передачи из нейтрального положения и при большинстве переключений передач. может выполняться без сцепления. Однако последовательное переключение передач и безсинхронизирующее переключение неразрывно связаны между собой, хотя они часто происходят вместе из-за условий, в которых используются эти трансмиссии, например гоночных автомобилей и мотоциклов.

Последовательная трансмиссия обычно управляется рычагом вперед-назад, ножной педалью или набором лопастей, установленных за рулевым колесом. В некоторых случаях они механически связаны с трансмиссией. Во многих современных примерах эти элементы управления прикреплены к датчикам, которые дают команду компьютеру трансмиссии выполнить переключение — многие из этих систем могут быть переключены в автоматический режим, когда компьютер контролирует время переключения, во многом как автоматическая коробка передач.

Мотоциклы обычно используют последовательную трансмиссию, хотя схема переключения передач немного изменена из соображений безопасности.На мотоцикле передачи обычно переключаются с помощью левой педали, схема следующая:

Рычаг переключения передач на мотоцикле Suzuki SV650S 2003 года выпуска.

6 — 5 — 4 — 3 — 2 с. 1

Педаль перемещается на один шаг — вверх и вниз — от центра, прежде чем достигнет своего предела, и ей нужно дать возможность вернуться в центральное положение. Таким образом, переключение нескольких передач в одном направлении осуществляется многократным накачиванием педали вверх или вниз. Хотя для этого типа трансмиссии нейтральная передача указана как находящаяся между первой и второй передачами, создается впечатление, что первая и вторая передачи находятся «дальше» друг от друга, чем любые другие две последовательные передачи.Поскольку это может затруднить поиск нейтрали для неопытных водителей, на большинстве мотоциклов есть индикатор нейтрали на панели приборов, помогающий найти нейтраль. Причина, по которой нейтраль на самом деле не имеет собственного места в последовательности, состоит в том, чтобы он быстрее переходил с первого на второе при движении. Нейтраль может быть случайно переключен на, хотя у большинства современных мотоциклов высокого класса есть средства, позволяющие этого избежать. [ необходима ссылка ] Причина наличия нейтрального положения между первой и второй передачами, а не внизу, заключается в том, что при остановке гонщик может просто нажимать несколько раз вниз и знать, что они окажутся на первой, а не на нейтральной.Это позволяет водителю быстро переместить велосипед с места в аварийную ситуацию. Это также может помочь на крутом спуске, на котором требуется высокий крутящий момент. Было бы невыгодно или даже опасно пытаться быть первым, не осознавая этого, а затем пытаться переключиться на более низкую передачу только для того, чтобы перейти на нейтраль.

На мотоциклах, используемых на гоночных трассах, схема переключения передач часто обратная, то есть водитель щелкает вниз, чтобы переключить передачу на более высокую. Такая схема использования увеличивает дорожный просвет, помещая ногу гонщика над рычагом переключения передач, когда гонщик, скорее всего, в этом нуждается, а именно при наклоне и выходе из крутого поворота.

Схема переключения передач для большинства мотоциклов с автоматической центробежной муфтой также изменена по двум ключевым причинам — чтобы позволить менее опытным гонщикам переключать передачи без проблем с «нахождением» нейтрали, а также из-за большего усилия, необходимого для «приподнимите» рычаг переключения передач (потому что педаль переключения передач на скошенном мотоцикле также управляет сцеплением). Рычаг переключения передач у подбитого мотоцикла имеет два конца. Водитель щелкает вниз передним концом левой носком до самой верхней передачи и щелкает вниз задним концом пяткой до нейтрального положения.Некоторые модели с пониженной нагрузкой, такие как Honda Wave, имеют «вращающуюся» схему переключения передач, что означает, что гонщик может переключаться непосредственно на нейтраль с высшей передачи, но по соображениям безопасности это возможно только на неподвижном мотоцикле. Некоторые модели также имеют индикаторы положения передач для всех положений передач на панели приборов.

Полу ручной

Некоторые новые трансмиссии (например, коробка передач Alfa Romeo Selespeed и BMW Sequential Manual Gearbox (SMG)) представляют собой обычные механические трансмиссии с компьютеризированным механизмом управления.Эти трансмиссии имеют независимо выбираемые передачи, но не имеют педали сцепления. Вместо этого компьютер трансмиссии управляет сервоприводом, который при необходимости отключает сцепление.

Эти трансмиссии отличаются от секвентальных трансмиссий тем, что они по-прежнему допускают непоследовательное переключение: например, система BMW SMG может переключаться с 6 -й передачи непосредственно на передачу 4 .

В случае Saab 900 раннего второго поколения была доступна опция «Sensonic», в которой передачи переключались с помощью обычного переключателя, но сцепление управлялось компьютером.

Льготы

Расход топлива

Механическая трансмиссия соединяет двигатель с трансмиссией с помощью жесткого сцепления вместо преобразователя крутящего момента на автоматической трансмиссии или клинового ремня бесступенчатой ​​трансмиссии [4] , которые по своей природе скользят. В механических трансмиссиях также отсутствует паразитное энергопотребление гидравлического насоса автоматической трансмиссии. Из-за этого механические коробки передач обычно обеспечивают лучшую экономию топлива, чем автоматические или бесступенчатые коробки передач; однако это несоответствие было несколько компенсировано введением блокирующих преобразователей крутящего момента на автоматических трансмиссиях. [5] Повышенная экономия топлива у правильно эксплуатируемого транспортного средства с механической коробкой передач по сравнению с эквивалентным транспортным средством с автоматической коробкой передач может составлять от 5% до примерно 15% в зависимости от условий вождения и стиля вождения. [6] Отсутствие контроля над переключением на более низкую передачу под нагрузкой в ​​автоматической коробке передач в сочетании с более высокой эффективностью типичного двигателя транспортного средства при более высокой нагрузке может обеспечить дополнительную экономию топлива от механической коробки передач, позволяя оператору поддерживать работу двигателя в условиях пониженной нагрузки. более эффективное сочетание нагрузки / оборотов.Кроме того, механические трансмиссии не требуют активного охлаждения и, поскольку они механически намного проще автоматических трансмиссий, они, как правило, весят меньше, чем сопоставимые автоматические трансмиссии, что может повысить экономичность при остановках и движении. [5]

Долговечность и стоимость

Поскольку механические коробки передач механически проще и имеют меньше движущихся частей, чем автоматические трансмиссии, они требуют меньше обслуживания и легче ремонтируются. При правильной эксплуатации опытным водителем механические коробки передач обычно служат дольше, чем автоматические.Кроме того, по тем же причинам обслуживание механической коробки передач дешевле, первоначальные вложения в автомобиль с механической коробкой передач будут меньше, чем в такой же автомобиль с автоматической коробкой передач.

Производительность и контроль

Механические коробки передач обычно предлагают более широкий выбор передаточных чисел. Многие автомобили предлагают 5-ступенчатую или 6-ступенчатую механическую коробку передач, тогда как автоматический вариант обычно является 4-ступенчатой. Как правило, это связано с наличием места внутри механической коробки передач по сравнению с автоматической, поскольку последняя требует дополнительных компонентов для самопереключения, таких как преобразователи крутящего момента и насосы.Однако автоматические трансмиссии теперь добавляют больше скоростей по мере развития технологий. ZF в настоящее время производит 8-ступенчатую автоматическую коробку передач, которая используется на Rolls Royce Ghost и Bentley Mulsanne, а автоматическая коробка передач в Nissan 370Z имеет 7 скоростей. Более широкий выбор передач позволяет больше использовать диапазон мощности двигателя, обеспечивая либо лучшую экономию топлива, оставаясь в наиболее экономичной части диапазона мощности, либо более высокую выходную мощность, оставаясь ближе к пиковой мощности двигателя.

В настоящее время только полностью механические коробки передач позволяют водителю полностью использовать мощность двигателя при низких и средних оборотах двигателя. Это связано с тем, что даже автоматические трансмиссии, которые обеспечивают некоторый ручной режим (например, tiptronic), используют переключатель понижения передачи газа, который принудительно понижает передачу при полном открытии дроссельной заслонки и заставляет коробку передач игнорировать команду пользователя на переключение на повышенную передачу при полном открытии дроссельной заслонки. Это особенно заметно на дорогах с подъемом, где автомобили с автоматической коробкой передач должны снижать скорость, чтобы избежать переключения на пониженную передачу, в то время как автомобили с механической коробкой передач и идентичной или меньшей мощностью двигателя все еще могут поддерживать свою скорость.Механическая коробка передач также может быть переведена на более низкую передачу раньше времени, чтобы сделать быстрое ускорение, например, при обгоне на шоссе, более мгновенным.

Поскольку водитель имеет более прямой контроль над автомобилем с помощью ручного управления, чем с помощью автоматического, опытный, знающий водитель, который знает правильную процедуру выполнения маневра, и хочет, чтобы автомобиль точно и мгновенно реализовал его или ее намерения, может выполнять сложные или невозможные действия с автоматическими коробками передач.Например, при трогании вперед водитель может контролировать, какой крутящий момент поступает на шины, что полезно на скользких поверхностях, таких как лед, снег или грязь. Это можно сделать с помощью ловкости сцепления или запуском на второй передаче вместо первой. Однако некоторые автоматические трансмиссии, особенно с переключателями передач tiptronic, могут быть переведены на вторую передачу для трогания с места на скользкой поверхности. Двигатель, соединенный с механической коробкой передач, часто можно запустить методом толкательного пуска. Это особенно полезно, если стартер вышел из строя или вышел из строя, или батарея разрядилась ниже рабочего напряжения.Точно так же автомобиль с механической коробкой передач и без выключателя блокировки сцепления / стартера можно при необходимости переместить, проворачивая стартер на включенной передаче. Это полезно, когда транспортное средство не заводится, но его необходимо немедленно переместить, например, с дороги в случае поломки, если транспортное средство остановилось на железнодорожном переезде, или в экстремальных случаях бездорожья, например, когда двигатель застрял в глубокой воде. Поскольку гидротрансформатор в автоматической трансмиссии вязкий по своей природе, низкие скорости, получаемые при запуске с толчком, обычно не могут обеспечить достаточный крутящий момент на коленчатом валу для запуска двигателя.И наоборот, то же самое не позволяет крутящему моменту стартера достичь колес в достаточном количестве для движения автомобиля в большинстве случаев.

Торможение двигателем

В отличие от большинства механических коробок передач, большинство автоматических коробок передач имеют муфту свободного хода. Это означает, что двигатель не замедляет автомобиль, когда водитель отпускает дроссельную заслонку, также известное как торможение двигателем или компрессионное торможение. Это приводит к более частому использованию тормозов в автомобилях с автоматической коробкой передач, что потенциально может привести к их перегреву в холмистой или гористой местности, что приведет к снижению тормозной способности и вероятности полного отказа.Однако автоматические коробки передач в обычных Nissans и Hondas полностью отключают работу свободного колеса, если водитель выбрал положение передачи, отличное от «D» — либо «1», «2», либо «D с выключенной повышающей передачей». Это работает за счет блокировки обгонной муфты свободного колеса с помощью многодисковой муфты, называемой «муфтой свободного хода». Точно так же у многих грузовиков есть «режим буксировки», который позволяет торможение двигателем.

Недостатки

Сложность и кривая обучения

Ручная коробка передач требует значительного обучения, а плавность и правильность переключения передач полностью зависят от опыта и навыков водителя.Поскольку водитель должен научиться правильно включать сцепление, особенно при трогании с места на крутой дороге или при парковке на уклоне, неопытный водитель может легко заглохнуть двигатель или заставить автомобиль резко дергаться и подпрыгивать, что не является допустимым. только неудобно, но потенциально может быть опасно в области, где мало места для ошибки. Кроме того, если неопытный водитель по ошибке выберет неправильную передачу, он может повредить двигатель и / или трансмиссию. Выбор слишком высокой передачи может «затянуть» двигатель, уменьшая срок службы со временем, в то время как выбор слишком низкой передачи для скорости автомобиля может привести к завышению оборотов двигателя, что очень быстро приведет к серьезным повреждениям.

Попытка выбрать задний ход во время движения вперед приводит к сильному износу шестерни (за исключением трансмиссий с синхронизатором на задней передаче). Однако большинство механических трансмиссий имеют заслонку, которая блокирует задний ход непосредственно с 5-й передачи, чтобы предотвратить это. Чтобы включить задний ход с 5-го места, рычаг переключения передач необходимо переместить в среднее положение между 2-м и 3-м, а затем снова и снова включить задний ход. Точно так же многие новые шестиступенчатые механические трансмиссии имеют хомут под ручкой переключения передач, который необходимо поднять, чтобы включить задний ход, чтобы предотвратить это.

Скорость переключения

Некоторые автоматические трансмиссии могут переключать передаточные числа быстрее, чем может быть выполнено ручное переключение передач, из-за времени, необходимого среднему водителю, чтобы нажать педаль сцепления на пол и переместить рычаг переключения передач из одного положения в другое. Это особенно верно в отношении трансмиссий с двойным сцеплением, которые представляют собой специализированные механические трансмиссии с компьютерным управлением. Несмотря на то, что некоторые автоматические трансмиссии и полуавтоматические трансмиссии могут переключаться быстрее, многие пуристы по-прежнему предпочитают обычную механическую коробку передач.

Простота использования

Поскольку механическая коробка передач требует использования дополнительной педали и постоянного поддержания правильной передачи автомобиля, им требуется немного больше внимания, особенно в условиях интенсивного движения. С другой стороны, автоматические трансмиссии просто требуют, чтобы водитель увеличивал или уменьшал скорость по мере необходимости, при этом автомобиль выполняет работу по выбору правильной передачи. Механические трансмиссии также создают большую нагрузку на водителя в условиях интенсивного движения, когда водителю приходится довольно часто нажимать на педаль сцепления.Поскольку на педаль сцепления может потребоваться значительное усилие, особенно на больших грузовиках, а большой ход педали по сравнению с тормозом или акселератором требует перемещения всей ноги, а не только ступни возле щиколотки, механическая коробка передач может вызвать усталость и слабым или травмированным людям труднее управлять автомобилем. Кроме того, поскольку автоматические трансмиссии могут управляться только одной ногой, люди, у которых одна нога отсутствует или повреждена, все еще могут управлять автомобилем, в отличие от механической трансмиссии, которая требует одновременного использования двух ног.Аналогичным образом, механические трансмиссии требуют, чтобы водитель периодически убирал одну руку с рулевого колеса во время движения автомобиля, что может быть трудно или невозможно безопасно сделать для людей с отсутствующей или поврежденной рукой, и требует повышенной координации, даже для тех, у кого полное использование обеих рук.

Приложения и популярность

Многие типы автомобилей оснащены механическими коробками передач. Небольшие экономичные автомобили преимущественно оснащены механической коробкой передач, потому что они дешевы и эффективны, хотя многие из них могут дополнительно оснащаться автоматикой.Автомобили эконом-класса также часто оснащены очень маленькими двигателями, а механические коробки передач более эффективно используют производимую мощность.

Спортивные автомобили также часто оснащаются механическими коробками передач, поскольку они обеспечивают более непосредственное участие водителя и лучшую производительность. Внедорожники и грузовики часто оснащены механической коробкой передач, потому что они позволяют прямой выбор передачи и часто более надежны, чем их автоматические аналоги.

И наоборот, механические коробки передач больше не пользуются популярностью во многих классах автомобилей, продаваемых в Северной Америке, Австралии и некоторых частях Азии, хотя они по-прежнему доминируют в Европе, Азии и развивающихся странах.Почти все автомобили доступны с опцией автоматической коробки передач, а семейные автомобили и большие грузовики, продаваемые в США, в основном оснащены автоматикой, однако в некоторых случаях, если покупатель желает, он / она может установить автомобиль с механической коробкой передач на заводе. . В Европе большинство автомобилей продается с механической коробкой передач. Большинство автомобилей класса люкс доступны только с автоматической коробкой передач. В большинстве случаев, когда для данного автомобиля доступны обе трансмиссии, автоматика является платной, но в некоторых случаях верно и обратное.Некоторые автомобили, такие как автомобили напрокат и такси, почти повсеместно оснащены автоматическими коробками передач в таких странах, как США, но в Европе все наоборот. [7] По состоянию на 2008 год 75,2% автомобилей, произведенных в Западной Европе, были оснащены механической коробкой передач, против 16,1% — автоматической и 8,7% — другой. [8]

В некоторых местах (например, Новая Зеландия (для второй фазы Ограниченной лицензии, но не для окончательной полной лицензии), Бельгия, Китай, Эстония, Доминиканская Республика, Финляндия, Франция, Германия, Ирландия, Израиль , Нидерланды, Норвегия, Польша, Сингапур, Словения, Южная Африка, Южная Корея, Испания, Шри-Ланка, Швеция, Турция, U.A.E и Великобритания), когда водитель сдает лицензионный дорожный тест с использованием автоматической коробки передач, полученная лицензия ограничивается использованием автоматических коробок передач. Такое отношение к навыкам механической трансмиссии, кажется, поддерживает повсеместное использование механической трансмиссии. Поскольку многие начинающие водители опасаются, что их ограниченная лицензия станет для них препятствием там, где у большинства автомобилей есть механическая трансмиссия, они прилагают усилия, чтобы изучить ручную трансмиссию и получить полные лицензии. Некоторые другие страны (например, Индия, Пакистан, Малайзия, Сербия, Бразилия, Россия, Украина и Дания) идут еще дальше, в соответствии с чем лицензия выдается только при прохождении теста на механической коробке передач.В Дании и Бразилии вам разрешено пройти тест на автомате, если вы являетесь инвалидом, с такой лицензией вы не сможете управлять механической коробкой передач.

Трансмиссии грузовых автомобилей

В этой статье несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения .
{{{message}}} Отмечено с февраля 2009 г. {{{message}}} Отмечено с февраля 2009 г.

Некоторые грузовики имеют трансмиссии, которые выглядят и ведут себя как трансмиссии обычных легковых автомобилей — эти трансмиссии используются на более легких грузовиках, обычно имеют до 6 передач и обычно имеют синхронизатор.

Для грузовиков, которым требуется больше передач, стандартная схема «H» может быть очень сложной, поэтому для выбора дополнительных передач используются дополнительные элементы управления. Шаблон «H» сохраняется, затем дополнительный элемент управления выбирает среди альтернатив.В старых грузовиках управление часто представляет собой отдельный рычаг, установленный на полу, или, в последнее время, пневматический переключатель, установленный на рычаге «H»; в более новых грузовиках управление часто представляет собой электрический переключатель, установленный на рычаге «H». Коробки передач с множественным управлением имеют гораздо более высокую номинальную мощность, но синхронизаторы используются редко.

Существует несколько распространенных вариантов схемы переключения. Обычные типы:

  • Коробки передач с диапазоном передач используют шаблон «H» через узкий диапазон передач, затем элемент управления «диапазоном» перемещает шаблон «H» между высоким и низким диапазонами.Например, 8-ступенчатая коробка передач имеет схему переключения передач H с четырьмя передачами. При выборе нижнего диапазона доступны передачи с первой по четвертую. Для доступа к передачам с пятой по восьмую селектор диапазонов перемещается в верхний диапазон, а рычаг переключения передач снова переключается через положения с первой по четвертую. В высоком диапазоне первая передача становится пятой, вторая передача становится шестой и так далее.
  • Коробки передач с делителем используют H-образную схему с широким диапазоном передач, а другой селектор разделяет каждое положение последовательной передачи на две части: первая передача находится в первом положении / низком делении, вторая передача находится в первом положении / высоком делении, третья передача находится во втором положении / низком делении, четвертая передача — во втором положении / высоком делении и так далее.
  • Коробки передач с делителем диапазона сочетают в себе разделение диапазона и разделение передач. Это позволяет еще больше передаточных чисел. Предусмотрены как селектор диапазона, так и селектор разделителя.

Несмотря на то, что существует множество положений передач, переключение передач обычно происходит по стандартной схеме. Например, серия переключений на повышенную передачу может использовать «прямое перемещение на разветвитель; перемещение на повышающую передачу сплиттера; переместите рычаг переключения передач в положение №2, а разветвитель на пониженную передачу; переместите разветвитель на прямую передачу; переместите разветвитель в режим повышенной передачи; переместите рычаг переключения передач в положение №3 и переместите. разветвитель на понижающую передачу »; и так далее.В более старых грузовиках, использующих напольные рычаги, более серьезная проблема заключается в том, что обычное переключение передач требует от водителей перемещать руки между рычагами переключения передач за одну смену, а без синхронизатора переключения должны быть тщательно рассчитаны по времени, иначе трансмиссия не включится. По этой причине некоторые передачи с разделителем имеют дополнительный диапазон «ниже ниже», поэтому, когда разделитель уже находится в состоянии «ниже», его можно снова быстро переключить на пониженную передачу без задержки двойного переключения.

Сегодняшние трансмиссии грузовиков чаще всего являются «делителями диапазона».Наиболее распространенная скорость 13 имеет стандартный шаблон H, а узор из левого верхнего угла выглядит следующим образом: R, вниз к L, вверх и вверх до 1, вниз до 2, вверх и снова до 3, вниз до 4. Значок » «бабочка» рычаг диапазона в центре передней части ручки поворачивается вверх до высокого диапазона в 4-м положении, а затем возвращается в положение 1. Позиции ручки с 1 по 4 повторяются. Кроме того, каждый из них может быть разделен с помощью рычага понижающей передачи, приводимого в действие большим пальцем, на левой стороне ручки, находясь в высоком диапазоне. Рычаг «большой палец» недоступен в низком диапазоне, за исключением 18 скоростей; От 1 до 4 в нижнем диапазоне можно разделить с помощью большого пальца, а L можно разделить с помощью рычага «бабочка».L нельзя разделить с помощью большого пальца ни на 13, ни на 18 скоростях. 9-ступенчатая коробка передач — это в основном 13-ступенчатая коробка передач без большого пальца рычага понижающей передачи.

Коробки передач грузовых автомобилей используют множество физических схем. Например, выходной сигнал трансмиссии с N-скоростью может приводить в действие вторичную трансмиссию с M-скоростью, давая всего N * M комбинаций передач; например, основная коробка с 4 скоростями и сплиттер с 3 скоростями дают 12 передаточных чисел. Коробки передач могут быть в отдельных случаях с валом между ними; в отдельных случаях скреплены болтами; или все в одном случае, используя одно и то же смазочное масло.Вторую коробку передач часто называют «Домовой» или «Коробка для брауни» в честь популярного бренда. С третьей трансмиссией передачи снова умножаются, увеличивая диапазон или уменьшая расстояние между ними. Таким образом, некоторые грузовики имеют десятки положений передач, хотя большинство из них дублируются. Иногда вторичная трансмиссия объединяется с дифференциалом задней оси, что называется «двухскоростной задней частью». Двухступенчатые дифференциалы всегда делители. В более новых трансмиссиях может быть два промежуточных вала, поэтому каждая шестерня главного вала может приводиться в движение от одного или другого промежуточного вала; это позволяет использовать короткие и прочные промежуточные валы, в то же время позволяя использовать множество комбинаций шестерен внутри одного редуктора.

Трансмиссии для тяжелых условий эксплуатации почти всегда не синхронизируются. Одним из аргументов является то, что синхронизация увеличивает вес, который может быть полезной нагрузкой, это еще одна причина отказа, и водители тратят тысячи часов на вождение, поэтому могут найти время, чтобы научиться эффективно водить с несинхронизированной коробкой передач. Тяжелые грузовики, часто используемые в городском потоке, такие как бетономешалки, необходимо очень часто переключать и в условиях движения с остановками. Поскольку синхронизаторы есть у немногих трансмиссий для тяжелых условий эксплуатации, вместо них обычно используются автоматические трансмиссии, несмотря на их увеличенный вес, стоимость и потерю эффективности.

Тяжелые грузовики обычно оснащены дизельными двигателями. Дизельные двигатели для грузовиков 1970-х годов и ранее, как правило, имеют узкий диапазон мощности, поэтому требуется много близко расположенных шестерен. Начиная с Maxidyne 1968 года, в дизельных двигателях грузовиков все чаще используются турбокомпрессоры и электронное управление, которые расширяют диапазон мощности, позволяя все меньше и меньше передаточных чисел. Коробка передач с меньшим передаточным числом легче и может быть более эффективной из-за меньшего количества передач в серии. Меньшее количество переключений также делает грузовик более управляемым.По состоянию на 2005 год операторы автопарков часто используют 9,10,13 или 18-ступенчатые коробки передач, но автоматические ручные и полуавтоматические трансмиссии становятся все более распространенными на тяжелых транспортных средствах, поскольку они могут повысить эффективность и управляемость, снизить барьер для входа на рынок новых автомобилей. водителей, и может повысить безопасность, позволяя водителю сосредоточиться на дорожных условиях.

Техническое обслуживание

Поскольку сцепления используют изменения трения для модуляции передачи крутящего момента между двигателем и трансмиссией, они подвержены износу при повседневном использовании.Очень хорошее сцепление, когда его использует опытный водитель, может прослужить сотни тысяч километров (или миль). Слабые сцепления, резкое переключение на пониженную передачу, неопытные водители и агрессивное вождение могут привести к более частому ремонту или замене.

В некоторых автомобилях механические коробки передач смазываются трансмиссионным маслом или моторным маслом, которое в некоторых автомобилях необходимо периодически менять, хотя и не так часто, как масло для автоматической коробки передач в автомобиле, оборудованном таким образом. (Некоторые производители указывают, что замена трансмиссионного масла не требуется, кроме как после работы с трансмиссией или для устранения утечки.)

Трансмиссионное масло имеет характерный аромат из-за добавления серосодержащих противоизносных соединений. Эти составы используются для уменьшения высокого трения скольжения за счет косозубого зубчатого среза зубьев (этот срез устраняет характерный свист прямозубых цилиндрических зубчатых колес). На мотоциклах с «мокрым» сцеплением (сцепление залито моторным маслом) обычно нет ничего, что отделяет нижнюю часть двигателя от трансмиссии, поэтому одно и то же масло смазывает и двигатель, и трансмиссию.В оригинальном Mini коробка передач размещалась в масляном поддоне под двигателем, поэтому для обоих использовалось одно и то же масло.

См. Также

Список литературы

Внешние ссылки

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *