Как работает коробка вариатор: Вариатор, вариаторная коробка передач – устройство, принцип работы

Вариатор устройство | Что такое бесступенчатая коробка передач

Бесступенчатая коробка передач теоретически является наиболее производительной коробкой передач. На автомобильном рынке автоматические трансмиссии приобретают все большее преимущество перед механическими коробками передач. Все благодаря борьбе за каждый грамм выбросов CO2, которые должны быть как можно меньше. Идеальное согласование передаточного числа с мгновенной нагрузкой и работа в оптимальном диапазоне оборотов – залог длительной эксплуатации автомобиля без единой поломки.

Содержание

1. Бесступенчая коробка передач – что это?
2. Почему вариатор – лучший выбор?
3. Как работает бесступенчатая коробка передач?
4. Применение вариаторов
5. Преимущества и недостатки бесступенчатых трансмиссий

Бесступенчая коробка передач – что это?

Каждая коробка передач, будь то механическая или автоматическая, имеет определенное количество передач, которые можно использовать. Пять лет назад это были 3- или 4-ступенчатые коробки передач. Прогресс рос и сегодня механические коробки передач с 6-ю передачами являются почти стандартными, а автоматические – имеют от 7 до 10 передач.

Между тем, у бесступенчатой трансмиссии есть ограничения только по минимальным и максимальным передаточным числам, а не по их количеству. Термин CVT (Continuous Variable Transmission), то есть бесступенчатая трансмиссия, не отражает суть конструкции. Чисто теоретически это бесконечное количество передач, имеющее только ограниченный диапазон.

Почему вариатор – лучший выбор?

Теоретически этот тип трансмиссии, дающий возможность выбора любого передаточного числа из определенного диапазона. Он может идеально согласовать его с мгновенной нагрузкой двигателя или потребностью в ускорении. Если предположить, что оптимальная скорость для средней нагрузки составляет, например, 2000 об/мин, то теоретически вы можете использовать только эту скорость, ускоряя или замедляя. Почему? Потому что за это время изменится только передаточное число.

Если мы ускоряемся динамически, наиболее эффективно использовать обороты, близкие к тем, при которых двигатель развивает максимальную мощность. Аналогично и в автомобиле, оборудованном коробкой передач CVT. Нажатие на педаль акселератора переключает передачу на ту, при которой двигатель развивает высокие обороты, а затем, когда скорость увеличивается, передача переключается на более высокую, сохраняя при этом постоянные обороты.

Таким образом, такая коробка передач позволяет всегда оптимально выбирать передаточное число в соответствии с текущими условиями движения и требуемым вращающим моментом.

Как работает бесступенчатая коробка передач?

Основным элементом трансмиссии является вариатор, то есть колеса конической формы (колесная пара). Их соединяет стальная цепь или ремень с несколькими сотнями звеньев с заданными шириной, толщиной и углом схождения. Один из них расположен на входном валу, другой – на выходном (сцепление и выходной вал соответственно).

Сердцем системы является контроллер коробки передач, входными параметрами которого являются положение педали акселератора, скорость движения и частота вращения двигателя. Контроллер управляет движением конических шестерен, которые скреплены цепью/ремнем, и, удаляясь и приближаясь друг к другу, изменяя их рабочий диаметр и, таким образом, изменяется передаточное число.

Все это напоминает работу шестерен в велосипеде с несколькими главными передачами. Но здесь количество передач не ограничено.

Применение вариаторов

Бесступенчатые трансмиссии лучше всего подходят для небольших и легких автомобилей с двигателями небольшой мощности и, прежде всего, малым крутящим моментом.

Огромную роль играет максимально допустимая нагрузка на приводную цепь/ремень, которая в современенных машинах невелика. Поэтому, если в городских автомобилях вариаторы прослужат довольно долго (крутящий момент ниже 200 Нм), агрегаты с наддувом, особенно дизели (более 300 Нм), являются проблемой.

В настоящее время вариаторы используют в основном японские производители, в том числе и в довольно больших автомобилях, часто с полным приводом.

Преимуществом вариатора должна быть экономия топлива, но на самом еле это случается редко, поскольку трансмиссия требует довольно специфического, мягкого стиля вождения и чувствительности. Динамика тоже должна быть преимуществом, но на практике конструкция коробки передач вызывает большие потери мощности. Однако он отлично работает с дизелями, которые создают высокий крутящий момент при низкой скорости вращения, что приводит как к низкому расходу топлива, так и к отличной динамике.

На деле вариатор имеет два основных преимущества. Первый – плавная работа, второй – быстрое переключение между прямым и обратным ходом – почти мгновенное. В свою очередь, практический, хотя и субъективный, недостаток – это принцип работы системы привода. Водители нелестно отзываются о равномерном звуке двигателя, который не меняет обороты на всем разгоне. Впечатление похоже на вождение трамвая: машина разгоняется, а оборот не увеличивается.

как выглядит, устройство и принцип работы, плюсы и минусы, как ездить на машине с вариатором

Автомобили, в которых установлена коробка-вариатор, в продаже встречаются все чаще. Этот тип трансмиссии еще называют клиноременным, т.к. классические ступени в нем отсутствуют. Система плавно и непрерывно изменяет придаточное число при замедлении и разгоне. При этом отсутствуют рывки при старте движения и переключении режимов, характерные для других видов коробок.

Содержание

Коробка передач вариатор – что это такое

Вариатор — не сложный прибор.

CVT – подвид автоматической коробки. Ее особенностью считается возможность передачи крутящего момента на постоянных оборотах с двигателя на колеса. Переключение осуществляется вручную, автоматически или по заранее заданной программе.

Устройство и разновидности

Вариатор – это относительно простой прибор.

Его схема включает следующие компоненты:

• редуктор или другой элемент, обеспечивающий реверс;
• электронный блок управления;
• гибкое передающее звено;
• гидротрансформатор;
• электрогидравлический модуль;
• подвижный и неподвижный конические диски;
• масляный насос;
• устройства для синхронизации.

Существует 3 вида вариаторных коробок передач, в т. ч. клиноременный, тороидный и цепной.

Принцип работы вариатора

Чаще на автомобилях монтируют клиноременные устройства. Принцип их работы достаточно простой. Агрегат состоит из ведомого и ведущего шкивов, сообщающихся гибким передающим звеном.

Простыми словами, соединение происходит за счет клиновидного ремня, выполненного из металла. Шкивы являются 2 конусовидными дисками.

При движении конусов происходит плавное изменение диаметра шкива, что становится причиной уменьшения или увеличения силы трения, а также изменения радиуса огибания передающим звеном шкивов.

Передаточное число изменяется плавно. Синхронная регуляция диаметра шкивов обеспечивается электронным модулем. Редукторное устройство обеспечивает задний ход автомобиля.

Принцип работы клиноременного вариатора.

Достоинства и недостатки

Вариаторы крайне редко устанавливают на грузовики, из-за того что при перевозке тяжестей создается повышенная нагрузка на мотор. Этот тип коробки передач имеет свои явные достоинства и недостатки.

К преимуществам относятся:

• плавные езда, разгон и торможение;
• более экономный расход бензина, чем при КПП и АКПП;
• низкий риск критической перегрузки мотора;
• низкий уровень вибрации и шума;
• отсутствие пробуксовки ведущих колес;
• простая конструкция.

У данной системы имеются и явные недостатки: водить следует аккуратно, не перегревая вариатор, избегая длительной буксовки и езды на предельной скорости. Это чревато быстрым износом ремня и дисков.

Работа коробки передач регулируется датчиками. Выход любого из них из строя требует дорогого ремонта. Для поддержания нормального функционирования этой трансмиссии требуется периодически менять масло, а вариатор – через каждые 100–120 тыс. км пробега. Ремонт коробки обходится часто дороже, чем ее замена.

Отличия от автомата

Внешне классический автомат и вариатор могут выглядеть одинаково. Различия ощущаются уже во время езды. При ускорении не возникает характерного звука.

Подобное непривычно для водителей, ранее управлявших ТС на механике или автоматике. Шум двигателя почти не меняется на протяжении всей езды. Вариатор неэффективен при торможении.

Рабочая жидкость для CVT

Для смазки ремня применяется специальный состав. При повышающемся давлении он способен сменить фазовое состояние. Это способствует лучшему сцеплению и отсутствию проскальзывания. Масло нужно менять каждые 30 тыс. км. Заливать можно только оригинальные рабочие жидкости.

Современные вариаторы и их особенности

Многие ведущие производители автомобилей все чаще монтируют вариаторы в свои модели. Наибольшее распространение получили 3 разновидности таких коробок.

X-Tronic Nissan

Его устанавливают в автомобили Nissan-Renault, X-Trail, Janco и т.д. Эта коробка является усовершенствованной версией классических клиноременных вариаторов.

Передача происходит за счет доработанного ремня, который характеризуется высокой гибкостью. В этом типе вариатора снижено давление между шкивами и передающим звеном.

Такую коробку можно ставить на ТС, оснащенные мощными моторам. В отличие от других CVT, в X-Tronic Nissan реализована планетарная передача.

Адаптивная электроника способна подстраиваться к неблагоприятным дорожным условиям. К недостаткам X-Tronic Nissan относят частые случаи пробуксовки на грязи и снегу. При поломке требуется замена трансмиссии.

X-Tronic Nissan для мощных моторов.

Lineartronic Subaru

Вариатор относится к клиноцепным и считается самым надежным. Прибор имеет датчик, электронную систему и гидротрансформатор. Ремень выполнен из соединенных особым образом металлических звеньев.

При работе изменяется диаметр только 1 шкива. Благодаря такому строению он не изнашивается длительное время.

Электронный блок вынесен за пределы блока вариатора, поэтому не подвержен перепадам температур и вибрации. Lineartronic Subaru устанавливают только на легковые автомобили. Сейчас ведется работа по улучшению этой системы.

Один из самых надежных вариаторов — Lineartronic Subaru.

Multitronic Audi

Это вариатор с виртуальной передачей. Автоматика доступна только при активации спортивного режима. При нормальной езде режим выбирает водитель.

Цепь состоит из 1 025 звеньев разного размера. Это снижает уровень шума. В устройстве отсутствует гидросистема, но реализовано многодисковое сцепление.

Multitronic Audi обеспечивает быстрый старт, плавность движения и набора скорости. Чаще встречается на моделях премиального качества. Из-за частых поломок цепи и сбоев в системе управления используется все реже.

Multitronic Audi с виртуальной передачей.

Стоит ли покупать авто с коробкой-вариатором

Перед покупкой обязательно нужно проехаться на автомобиле, в котором установлен вариатор. Такой хорошо подойдет людям, которые предпочитают размеренную езду. Не стоит приобретать авто с этим типом трансмиссии, если дороги не слишком хорошие.

Как правильно эксплуатировать вариатор

CVT имеет простое строение, поэтому при правильной эксплуатации ломается редко.

Для поддержания нормального состояния системы нужно своевременно выполнять техобслуживание:

1. Заменять масло каждые 30 тыс. км. В нем могут скапливаться стружка и другие загрязнения. Кроме того, несвоевременная замена грозит быстрым износом шкивов.
2. Регулярно обновлять фильтры, а также прокладки. Это поможет избежать утечки масла.
3. Регулярно проверять систему охлаждения, чтобы избежать перегрева.
4. Каждые 100 тыс. км менять ремень.

Особенности езды на ТС с вариатором

Для автомобилей, в которых установлен CVT, больше подходит спокойный и плавный стиль вождения.

Можно выделить следующие правила управления машин с вариатором:

1. Трогаться с места плавно, чтобы избежать пробуксовки ремня.
2. При старте не нажимать одновременно тормоз и газ.
3. На старте не допускать пробуксовки колес.
4. Избегать поездок по плохим и грунтовым дорогам.
5. Не использовать устройство для буксировки.

При кратковременных остановках следует включать нейтралку, чтобы избежать отключения механического напряжения от вариатора к двигателю. В то же время при езде этот режим включать нельзя. Это не приведет к сокращению расхода топлива, но станет причиной перегрузки коробки.

Как работает коробка передач (трансмиссия)?

Преобразование скорости и крутящего момента происходит в коробках передач за счет расположения шестерен или шкивов разных размеров.

• 1 Преобразование скорости
  • 1. 1 Коэффициент трансмиссии
  • 1.2 Руководитель
  • 1,3 РАЗВЛЕНИЕ И ЦЕЧЕСКИЙ ДИР ДВИД
• 2 Стадии передачи
• 3 ПРИМЕНЕНИИ РАБОТЫ РАБОТА
• 4 ПРИВЕТСТВЕННЫЙ СТРАНС
  • 4.1.
  • 4.2 Ременная передача

Преобразование скорости

Как объясняется в статье Что такое трансмиссия (коробка передач) и для чего она используется?, трансмиссии используются, помимо прочего, для установки скорости на желаемое значение. Такое преобразование скорости становится очевидным при взгляде на анимированную зубчатую передачу ниже. В этом случае скорость снижается от передачи к передаче.

Анимация: работа зубчатой ​​передачи

Снижение скорости может быть связано с разным количеством зубьев между соответствующими парами шестерен. Например, первые ведущая шестерня (зеленая) на приводном валу имеет всего 15 зубьев. В результате эти 15 зубьев совершают один полный оборот при повороте зубчатого колеса. Они толкают следующую ведомую шестерню  (оранжевого цвета) на 15 зубьев дальше.

Однако эта ведомая шестерня имеет больше зубьев из-за большего диаметра. В результате он больше не движется на полный оборот. В данном случае ведомая шестерня имеет всего 30 зубьев. Таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая шестерня проталкивается только на пол-оборота. В конечном итоге это означает уменьшение скорости вдвое.

Обратите внимание, что отдельные зубья больших шестерен имеют те же размеры, что и зубья меньших шестерен, поскольку соответствующие зубья должны совпадать друг с другом. Такая блокировка шестерен также называется зацеплением .

Передаточное отношение

Изменение скорости от ведущего колеса к ведомому описывается так называемым передаточным числом i. Он определяется следующим образом:

\begin{align}
\label{def_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

В этом уравнении n ₁ обозначает скорость вращения ведущего колеса, а n ₂ — скорость вращения ведомого колеса. Если направление вращения реверсируется с редуктором, это обычно обозначается отрицательным знаком. Однако по соображениям простоты это соглашение не будет применяться в дальнейшем.

В случае, описанном выше, передаточное число между двумя шестернями равно i = 2, что означает, что ведущее колесо вращается в два раза быстрее, чем ведомое колесо, или ведомое колесо движется в два раза медленнее, чем ведущее колесо. Часто передаточные числа также даются в виде 2:1 («два к одному»).

Передаточное отношение определяется как отношение скоростей вращения ведущего колеса к ведомому колесу. Он наглядно показывает, как часто ведущее колесо должно повернуться за один оборот ведомого колеса!

Зубчатая передача

Для двух парных шестерен передаточное отношение определяется (обратным) отношением числа зубьев z или соответствующим диаметром делительной окружности d:

\begin{align}
\label{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis }
&\boxed{i = \frac{z_2}{z_1} = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Рисунок: Диаметр рабочей окружности зубчатых колес

Рабочий шаг диаметр окружности — это диаметр воображаемых цилиндров делительной окружности , которые катятся друг на друга без скольжения (несколько неточно, просто упоминается как диаметр окружности делительной окружности ). Следовательно, окружные скорости на рабочем делительном круге обоих зубчатых колес идентичны. Диаметр делительной окружности зубчатого колеса в конечном итоге эквивалентен диаметру шкива ременной передачи.

Диаметр делительной окружности – это диаметр воображаемых цилиндров, которые катятся друг на друга без проскальзывания!

Анимация: цилиндры шага

Ременная передача и цепная передача

В случае фрикционной или ременной передачи (или цепной передачи) передаточное отношение может быть определено (обратным) отношением соответствующих диаметров колес d:

\begin{align}
\label{rad_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Рисунок: Диаметр колеса для тягового механизма

Если, например, ведомое колесо в два раза больше ведущего колеса, это также относится к соответствующим окружностям колеса. В то время как ведущее колесо вращается один раз, колесо двойного размера вращается только на пол-оборота (либо путем качения друг на друга в случае фрикционных колес, либо с помощью цепей или ремней в случае ременных передач или цепных передач). Таким образом, скорость уменьшается вдвое, и передаточное отношение i = 2 снова присутствует.

Ступени редуктора

В принципе, каждой колесной паре в трансмиссии может быть назначено определенное передаточное отношение, при котором изменяется скорость. Приведенные выше анимации зубчатой ​​и ременной передач показывают, что передача обычно состоит не из одной пары колес, а из нескольких, каждое из которых установлено на своем валу.

Каждая пара колес, находящихся в зацеплении друг с другом, представляет собой так называемую ступень редуктора и характеризуется определенным передаточным числом. Как правило, коробка передач имеет несколько ступеней передачи, каждая из которых имеет разные передаточные числа.

Рисунок: Ступени редуктора

Ступень редуктора — это колесная пара в коробке передач, при которой изменяется скорость или крутящий момент!

Таким образом, когда мы говорим о передаточном отношении всего редуктора, мы имеем в виду общее передаточное число , то есть передаточное число между входным и выходным валами всего редуктора! Общее передаточное число i _t можно рассчитать путем умножения отдельных передаточных чисел ступеней редуктора:

\begin{align}
&\boxed{i_{t} = i_1 \cdot i_2 \cdot i_3 \cdot \dots} \\[5px]
\end{align}

Общее передаточное число редуктора является результатом умножения отдельных передаточных чисел соответствующих ступеней редуктора!

Более подробную информацию о функции и устройстве ступеней редуктора можно найти в статье Что такое ступени редуктора?.

Формы передаточных чисел

Коробки передач не всегда должны быть рассчитаны на снижение скорости, как в случае с анимациями выше. Во многих технических приложениях также желательно увеличение скорости. Так бывает, например, при движении по автомагистралям. Чтобы двигаться вперед как можно быстрее, колеса должны вращаться как можно быстрее. Следовательно, необходимо увеличить скорость вала двигателя с помощью коробки передач. Тогда большое зубчатое колесо должно приводить в движение меньшее колесо.

В таких случаях передаточное отношение меньше единицы и также говорят о передаточном числе . При передаточном отношении больше единицы ведомое колесо вращается медленнее, чем ведущее, и говорят о передаточном отношении несколько неточно. Заметьте, что мощность в физическом смысле не трансформируется, а остается постоянной. Только крутящий момент увеличился при соотношении мощности. Поскольку скорость снижается в соответствии с увеличением крутящего момента, трансмиссию часто называют 9-й. 0033 редуктор или редуктор .

Передаточное отношение, которое приводит к увеличению скорости, называется передаточным отношением. Передаточное отношение, которое приводит к увеличению крутящего момента, называется передаточным числом.

Например, при трогании автомобиля с места на первой передаче имеет место передаточное число с максимальным передаточным числом около i _max = 3,6. Соответственно, скорость снижается в 3,6 раза по сравнению со скоростью двигателя. С другой стороны, на высшей передаче переключаемый мотор-редуктор имеет передаточное отношение с минимальным передаточным отношением ок. я _мин = 0,8. Следовательно, скорость увеличивается в 1,25 раза (=1/0,8).

Коробки передач, которые могут изменять передаточное число, также называются переключаемыми трансмиссиями или механическими трансмиссиями или, для краткости, переключателями передач. Важной характеристикой переключаемых трансмиссий является увеличение передаточного отношения от минимального до максимального. Чем больше это увеличение, тем большие диапазоны скоростей могут быть смещены. Это увеличение также упоминается как разброс передачи S и рассчитывается следующим образом:

\begin{align}
&\boxed{S = \frac{i_{max}}{i_{min}}} = \frac{3.6}{0.8}= 4.5 \\[5px]
\end{align}

Для описываемого редуктора разброс S = 4.5, что означает возможность увеличения передаточного числа в 4.5 раза, начиная с минимального значения.

Отношение максимального к минимальному передаточному числу переключаемой коробки передач называется разбросом трансмиссии!

Преобразование крутящего момента

В предыдущем разделе было описано преобразование скоростей двух передач. Из-за сохранения энергии изменение крутящего момента всегда связано с этим изменением скорости (см. также статью Что такое редуктор и для чего он нужен?)! Это обсуждается более подробно в следующих разделах.

Зубчатая передача

Изменение крутящего момента в паре шестерен становится очевидным, если внимательно посмотреть на возникающие силы. Далее предполагается, что ведущее зубчатое колесо имеет крутящий момент M ₁ . Смежное зубчатое колесо приводится в движение этим крутящим моментом.

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговой шестерне

В зависимости от диаметра d ₁ ведущей шестерни с крутящим моментом M ₁ связана определенная сила F. Под действием этой силы боковые стороны зубьев делительной окружности ведущей шестерни теперь прижимаются к боковым сторонам зубьев ведомой шестерни (также воздействуя на делительную окружность).

Действующая сила F может быть определена из определения крутящего момента («крутящий момент = приложенная сила x плечо рычага»). Таким образом, при заданном крутящем моменте M ₁ , соответствующую силу F на боковых поверхностях зуба можно определить, используя соответствующий диаметр делительной окружности d ₁ :

\begin{align}
&M_1 = F \cdot r_1 = F \cdot \frac{d_1}{ 2} \\[5px]
\label{m_t}
&\underline{F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Примечание: Для упрощения дела предполагалось, что сила действует по касательной к делительной окружности, так что сила и плечо рычага (= половина диаметра делительной окружности) перпендикулярны друг другу. Более подробную информацию о фактическом направлении силы эвольвентных передач можно найти в соответствующей статье.

Рассчитанная сила F ведущей шестерни из уравнения (\ref{m_t}) также действует на ведомую шестерню. Однако, поскольку ведомая шестерня имеет другой диаметр делительной окружности, сила теперь действует на измененное плечо рычага (d ₂ /2). Следовательно, это также связано с изменением крутящего момента:

\begin{align}
&M_2 = F \cdot r_2 = F \cdot \frac{d_2}{2} ~~~\text{с уравнением (2)} ~~~F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1} ~~~\text{:} \\[5px]
&M_2 = \underbrace{2 \cdot \frac{M_1}{d_1}}_{= F} \cdot \frac{d_2}{2} \\[5px]
\label{m_1}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Это показано уравнением (\ref{m_1}) что крутящий момент M ₂ на ведомой шестерне пропорционален отношению соответствующих диаметров делительной окружности d ₂ /d ₁ . Чем больше ведомая шестерня по отношению к ведущей, тем больше будет увеличение крутящего момента.

Для зубчатых колес диаметр делительной окружности прямо пропорционален количеству зубьев. Поскольку при двойном диаметре (делительной окружности) окружность зубчатого колеса в два раза больше, и, таким образом, также имеется место для удвоенного количества зубьев.

Если ведомая шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня, соответствующий двойной рычаг в конечном итоге удваивает крутящий момент. В этом отношении увеличение крутящего момента также может быть выражено соотношением количества зубьев:

\begin{align}
\label{m_2}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{z_2}{z_1 }} \\[5px]
\end{align}

Отношение диаметров делительной окружности в уравнении (\ref{m_1}) или отношение количества зубьев в уравнении (\ref{m_2}) соответствует передаче отношение i в уравнении (\ref{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis}). Это означает, что изменение крутящего момента также может быть выражено напрямую через передаточное отношение:

\begin{align}
\label{1}
&\boxed{M_2 = M_1 \cdot i }~~~\text{with}~~~\underline{i = \frac{z_2}{z_1}= \frac{d_2}{d_1}=\frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

Обратите внимание, что передаточное отношение определяется как отношение скоростей вращения ведущей шестерни к ведомой шестерни. Таким образом, для скорости n ₂ ведомой шестерни при определенном передаточном числе i применяется следующая зависимость от исходной скорости n ₁ :

\begin{align}
\label{2}
&\boxed{n_2 = \frac{n_1}{i} } \\[5px]
\end{align}

По мере увеличения крутящего момента в соответствии с уравнением (\ref{1}) при при определенном передаточном отношении скорость уменьшается в одинаковой степени согласно уравнению (\ref{2}) и наоборот. В конечном итоге это прямое следствие закона сохранения энергии. В разделе «Энергетический подход» это соотношение явно выводится с использованием закона сохранения энергии.

При увеличении скорости редуктором крутящий момент уменьшается в той же степени, и наоборот!

Обратите внимание, что приведенные выше уравнения применимы только к идеальному случаю нерассеивающей коробки передач. Как правило, трение вызывает снижение мощности и, следовательно, снижение теоретически рассчитанного крутящего момента для ведомого вала. Эти потери мощности учитываются  КПД редуктора \(\eta_g\):

\begin{align}
&\boxed{M_2 = M_1 \cdot i \cdot \eta_g } \\[5px]
\ end{align}

Для расчета скорости, однако, КПД шестерни не играет роли, так как преобразование скорости зависит от количества зубьев (зубья не могут проникать друг в друга и, таким образом, обеспечивают более низкую скорость, чем задано) по соотношению количества зубьев).

Ременная передача

Также с тяговым механизмом изменение крутящего момента происходит так же, как и в зубчатых передачах. В зависимости от диаметра d ₁ ведущее колесо с крутящим моментом M ₁ натягивает ремень или цепь с определенной силой F по уравнению (\ref{m_t}).

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговой передаче (вход)

Та же сила F действует и на ведомое колесо через ремень или цепь. Поскольку диаметр d ₂ ведомого колеса отличается от ведущего колеса, возникает изменение крутящего момента M ₂ . Измененный крутящий момент M ₂ на ведомом колесе снова получается из уравнения (\ref{m_1}). Точные силы, действующие на ременные передачи, более подробно описаны в отдельных статьях.

Рисунок: Преобразование крутящего момента в тяговой передаче (выход)

Руководство специалиста по редукторам о том, как работает коробка передач

Независимо от того, водите ли вы автомобиль, фургон или мотоцикл, переключение скоростей станет вашей второй натурой. Вы будете знать, как переключать передачи при ускорении и замедлении, и, вероятно, начнете делать это автоматически, когда станете уверенным водителем.

Однако, даже если вы водите машину много лет, скорее всего, вы не обращали особого внимания на то, как на самом деле работает ваш автомобиль и процессы, от которых он зависит. Сколько раз вы переключались с первой на вторую передачу, не задумываясь о механизмах, стоящих за этим?

Если вы не автомеханик или специалист по коробкам передач, вам, вероятно, не приходилось думать об этом раньше.

Однако независимо от того, полагаетесь ли вы на свой автомобиль в ежедневных поездках на работу или ездите только по выходным, полезно иметь хотя бы общее представление о том, что происходит в вашей коробке передач. Это поможет вам стать более безопасным водителем и даст больше шансов выявить потенциальные проблемы.

В компании Gearbox Specialists можно с уверенностью сказать, что мы кое-что знаем о коробках передач и их функционировании. Ниже мы собрали базовое руководство о том, как работают механические и автоматические коробки передач и почему они так важны.

Что такое коробка передач?

Во-первых, давайте посмотрим, что такое редуктор. Проще говоря, коробка передач представляет собой механический компонент, содержащий шестерни. Это вращающиеся узлы, предназначенные для взаимодействия таким образом, чтобы влиять на скорость, направление и крутящий момент машины, такой как автомобиль или промышленное оборудование. При включении коробка передач передает энергию с одной передачи на другую для достижения желаемого эффекта.

В механике коробки передач являются частью более крупной системы, называемой трансмиссией. Трансмиссия отвечает за передачу мощности на машину; то есть трансмиссия отвечает за то, чтобы машина «ехала».

Применительно к транспортному средству трансмиссия включает:

● Коробку передач

● Сцепление

● Карданный вал

● Дифференциал

● Валы главной передачи.

Совместная работа этих компонентов влияет на скорость и крутящий момент автомобиля, две вещи, которые сильно влияют на качество вождения. Передавая мощность вращения, создаваемую двигателем, на колеса, вы можете управлять автомобилем при ускорении, торможении, прохождении поворотов, движении вверх и вниз по различным уклонам и в любых других дорожных условиях.

Если система трансмиссии не может правильно передавать энергию между механическими компонентами, она будет оказывать чрезмерное давление на двигатель внутреннего сгорания, и вы заметите дрожь и тряску при переключении передач.

Как работают коробки передач?

Теперь, когда у вас есть общее представление о том, что такое коробки передач и для чего они нужны, пришло время углубиться в то, как они работают.

В автомобилях и других транспортных средствах существует два основных типа коробок передач: механическая и автоматическая. В автомобилях с механической коробкой передач водитель должен определить, когда пришло время изменить скорость и крутящий момент автомобиля. Однако в автомобилях с автоматической коробкой передач внутренняя трансмиссия будет регулировать передачи автоматически.

Здесь мы обсудим процессы более подробно:

Механические коробки передач

В автомобилях с механической коробкой передач коробка передач обычно располагается между двигателем и сцеплением. Процесс переключения передач немного различается в зависимости от типа рассматриваемой коробки передач, но обычно он работает следующим образом:

● Когда водитель нажимает на педаль сцепления, двигатель и трансмиссия разделяются, позволяя водителю управлять передачей. палка.

● После того, как водитель сделал это, шток переключателя любой выбранной передачи приводит в действие соответствующие механизмы. Например, если водитель переводит рычаг переключения передач в положение второй передачи, муфта, расположенная между первой и второй передачей, принудительно входит в зацепление со второй передачей. Когда подшипники шестерни не находятся в заблокированном положении, они продолжают вращаться

● При включении акселератора и отпущенном сцеплении автомобиль начнет движение.

Доступны семь передач, включая первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую передачу, а также задний ход. Каждая шестерня приводится в действие собственным колесом, представляющим собой металлическую пластину с «зубьями», которые при зацеплении сцепляются друг с другом.

Первая передача обеспечивает самую низкую скорость и самый высокий крутящий момент, тогда как шестая передача позволяет транспортным средствам двигаться с самой высокой скоростью, но обеспечивает самый низкий крутящий момент. При движении задним ходом автомобили могут двигаться назад. Когда транспортное средство не включено, оно находится в нейтральном положении. В этом положении мощность вращения не может передаваться от трансмиссии к двигателю автомобиля и не может «уходить».

Как правило, большие шестерни обеспечивают больший крутящий момент (также известный как «мощность вращения») и более низкие скорости, тогда как меньшие шестерни обеспечивают более высокие скорости и меньший крутящий момент. Вот почему вы переключаетесь между передачами, начиная с первой передачи и выше, по мере увеличения скорости вашего автомобиля.

Автоматические коробки передач

В отличие от автомобилей с механической коробкой передач, автоматические модели не управляются рычагом переключения передач, управляемым водителем. По этой причине автомобили с автоматической коробкой передач не имеют сцепления. Вместо этого водитель либо нажимает на педаль газа, либо на педаль тормоза, чтобы управлять автомобилем. Скорость и крутящий момент автомобиля контролируются автоматически, чтобы имитировать автомобили с механической коробкой передач, но как?

В автоматической коробке передач каждый компонент, соединяющий двигатель и колеса автомобиля, также связан с гидротрансформатором. По сути, это замена педали сцепления. Преобразователи крутящего момента представляют собой механизмы, которые направляют мощность вращения машины на подшипник входного вала через трансмиссионную жидкость.

Автомобили с автоматической коробкой передач используют датчики, чтобы определить, когда нужно переключить передачу. Когда приходит время переключать передачи, гидротрансформатор отключает двигатель и коробку передач. Чтобы достичь того же эффекта, что и в системах с механической коробкой передач, преобразователь крутящего момента автомобиля перемещает трансмиссионную жидкость между крыльчаткой автомобиля и турбиной, создавая различные формы давления.

В отличие от механических коробок передач, в автоматических коробках передач нет отдельного колеса для каждой передачи. Вместо этого в автомобиле используется система передач, состоящая из трех компонентов: солнечной, планетарной и зубчатой ​​передачи.

Когда гидротрансформатор определяет, что автомобилю необходимо переключить передачу, он включает солнечную, планетарную и коронную шестерни с помощью давления, создаваемого трансмиссионной жидкостью. Затем шестерни сцепляются друг с другом в различных комбинациях для достижения желаемого эффекта.

Поиск автомеханика для осмотра коробки передач

Ни для кого не секрет, что коробки передач представляют собой сложные системы, поэтому всегда рекомендуется доверять ремонт и восстановление специалистам. Независимо от того, являетесь ли вы владельцем автомобиля с механической или автоматической коробкой передач, важно доверить профессионалам любые решения по техническому обслуживанию или ремонту, чтобы обеспечить вам наилучшее обслуживание.

В конце концов, когда дело касается внутренних механизмов вашего автомобиля, вы должны быть уверены, что они функционируют эффективно, безопасно и законно. Любые проблемы могут привести к тому, что ваш автомобиль будет работать неэффективно, оказывая чрезмерное давление на ваш банковский счет и планету. Они также могут повлиять на степень вашего контроля как водителя. Отсутствие управления передачей может серьезно повлиять на безопасность вождения и привести к разрушительным последствиям.

Чтобы убедиться, что вашу автоматическую или механическую коробку передач проверяют только лучшие специалисты отрасли, позвоните нам по адресу Gearbox Specialists. сегодня.

Специалисты по коробкам передач: специалисты по ремонту коробок передач, замене сцепления и т. д. в Борнмуте 

Если вам нужны услуги по ремонту и замене автоматической коробки передач, механической коробки передач или автомобильного сцепления, вам не нужно искать дальше специалистов по коробкам передач. . Базируясь в Борнмуте, мы гордимся тем, что можем поделиться своими бесценными знаниями, ресурсами и опытом, чтобы помочь клиентам в этом районе с высококачественным обслуживанием сцепления и коробки передач.