для чего нужна коробка передач в машине
Практический каждый, кто имел дело с автомобилем или другим видом колесной техники, хорошо знает, что кроме двигателя в устройстве ТС также используется коробка передач. Коробка передач (КПП или трансмиссия) по важности является вторым агрегатом после двигателя на разных видах транспортных средств.
При этом существует несколько видов коробок передач, однако основной задачей данных агрегатов на машине является получение, преобразование и дальнейшая передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса автомобиля. Далее мы подробно рассмотрим назначение коробки передач и для чего нужна коробка передач в устройстве трансмиссии авто.
Содержание статьи
Для чего нужна коробка передач в автомобиле
Итак, коробка передач считается основным элементом трансмиссии автомобиля. Как уже было сказано, основным ее предназначением является изменение крутящего момента от двигателя, а также скорости движения и направления движения авто. Также коробка позволяет «отсоединять» двигатель от трансмиссии во время переключения передач.
Именно благодаря КПП автомобиль получает возможность двигаться вперед и назад, движение можно осуществлять с разной скоростью, при этом двигатель стабильно работает на разных скоростях и нагрузках, а также достигается плавное переключение передач в процессе езды.
Чтобы было понятно, основной задачей КПП является необходимость обеспечивать как требуемые динамические показатели автомобиля, так и показатели топливной экономичности двигателя. При этом учитываются разные условия движения, нагрузка, скорость и т.д.
- Идем далее. Диапазон оборотов двигателя отличается от диапазона вращения колес. Также применительно к ДВС нужно учесть обороты максимальной мощности и максимального крутящего момента.
Так вот, для старта и разгона нужен крутящий момент, тогда как для езды с высокой скоростью и преодоления больших нагрузок нужны обороты мощности.
Простыми словами, если нагрузка на мотор будет большой, а обороты слишком низкие, двигатель «не вытянет» по мощности и заглохнет. Если же обороты будут слишком высокими, при этом езда с высокой скоростью не нужна, сильно возрастает расход топлива. Чтобы добиться оптимального баланса, в коробке предусмотрено изменение передаточных чисел (передаточное отношение).
Благодаря такой возможности можно уверенно стартовать с места, двигаться с небольшой скоростью, осуществлять движение задним ходом и т.д. Также удается поддерживать обороты двигателя в оптимальном диапазоне применительно к постоянно меняющимся дорожным условиям и нагрузкам.
Например, разгон автомобиля предполагает необходимость преодолеть высокие значения сил сопротивления (преодоление повышенного трения и сил инерции). Наличие КПП делает возможным трогание с места и разгон до средних и высоких скоростей, который предполагает плавный или ступенчатый переход с низких на повышенные передачи (переключение передач).
В результате скорость нарастает постепенно, сильно снижаются динамические нагрузки на двигатель и трансмиссию. При этом обороты оптимально удерживать именно в диапазоне высоких значений крутящего момента двигателя.
С учетом веса и особенностей ТС, установленного двигателя, целевого назначения транспорта и ряда других характеристик и особенностей конструкторы производят подбор количества передач и передаточных чисел в коробке, главной передаче, раздаточной коробке и т.д. (при наличии).
Разновидности КПП: типы коробок передач
Разобравшись с назначением коробки, следует отметить, что сами КПП бывают ступенчатыми, бесступенчатыми и комбинированными. Давайте рассмотрим указанные виды коробок более подробно. Прежде всего, наиболее распространенным типом КПП являются ступенчатые коробки передач.
- Механическая коробка передач является многоступенчатым цилиндрическим редуктором, где предусмотрено переключение передач самим водителем вручную. МКПП бывают четырехступенчатыми, пятиступенчатыми, шестиступенчатыми и т.д. Главным плюсом такой коробки считается надежность и простота, а также полный контроль во всех режимах.
Минусом можно считать необходимость постоянного ручного переключения передач и связанные с этим сложности. По этой причине коробки с автоматизированным управлением в последнее время сильно теснят «механику».
- Коробка-робот (роботизированная коробка передач) является все той же механикой, однако функции выключения сцепления и переключения передачи полностью автоматизированы благодаря использованию отдельных исполнительных механизмов под управлением ЭБУ коробкой (например, коробки АМТ).
В результате такая коробка переключается быстрее, чем это смог бы сделать водитель-профессионал или опытный пилот на гоночном авто. Машина с таким «роботом» (например, DSG) отличается быстрым разгоном, а также поддержанием оптимальных оборотов мотора и одновременно высокой топливной экономичностью. Недостатком принято считать сложность ремонта, сниженный ресурс, низкую ремонтопригодность и высокую стоимость отдельных запчастей и элементов.
- Также существуют бесступенчатые коробки CVT. Под таким типом следует понимать КПП вариатор (CVT или вариаторная коробка передач). Главное отличие таких трансмиссий в том, что фиксированных физических ступеней в них нет.
Такая особенность позволяет изменять передаточное число в вариаторе плавно, по сравнению со ступенчатыми коробками.
Также крутящий момент от двигателя передается за счет гидравлического или механического сцепления (намного сильнее в данном случае распространен первый вариант в виде гидротрансформатора).
Коробка вариатор уверенно разгоняет автомобиль с места, тяга постоянно передается на колеса, передаточное число изменяется плавно, достигается максимальный комфорт при езде. Основной минус такой КПП – вариатор не рассчитан на большой крутящий момент, его не ставят в паре с мощными двигателями, так как отмечается сильное снижение надежности и ресурса.
Автоматы данного типа могут иметь 6, 7 или даже 8 ступеней или скоростей (например, распространенная 8-и ступенчатая коробка ZF). Такие КПП достаточно быстро и плавно переключают передачи, отличаются высокой надежностью и большим ресурсом, хорошо выдерживают большой крутящий момент и нагрузки.
К минусам данных АКПП можно отнести увеличенный расход топлива, снижение КПД по причине потерь в ГДТ, худшую динамику разгона по сравнению с вариатором или роботом с двойным сцеплением. При этом новейшие версии гидромеханических автоматов не сильно уступают другим типам АКПП.
Еще добавим, что большинство автоматических коробок (кроме старых гидромеханических автоматов) независимо от типа (вариатор, робот или «классическая» АКПП), имеют режим Типтроник. Данный режим полуавтоматический, имитирует ручное переключение передач самим водителем. Также коробка автомат может быть адаптивной (отдельно подстраивается под манеру езды конкретного водителя).
Что в итоге
Как видно, коробка передач предназначена для передачи крутящего момента, а также для его преобразования с учетом разных условий движения, нагрузки на мотор, скорости и т.д.
Основная задача и назначение КПП – позволить подобрать оптимальные обороты двигателя с учетом скорости, нагрузок и конкретных условий, чтобы двигатель работал в диапазоне оптимальных оборотов, не подвергался большим нагрузкам, а также не перерасходовал горючее.
Что касается видов КПП, сегодня можно выделить не только МКПП и классические автоматы, но также вариаторы и роботы. При этом роботизированная коробка с двойным сцеплением и электронным управлением считается наиболее перспективной и современной разработкой, однако на практике, особенно после выхода на рынок «классических» 8-ступенчатых АКПП ZF и Aisin, гидромеханический автомат продолжает оставаться серьезным конкурентом для других типов автоматических трансмиссий.
Читайте также
Назначение и устройство коробки передач автомобиля
Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.
Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.
Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода
Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки.
В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).
Принцип работы автомобильных коробок передач
Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.
Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.
Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.
На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.
Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.
Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.
Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.
Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала.
Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.
При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.
Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода
Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.
Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.
Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.
Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.
Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.
Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.
Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.
Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы
При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.
Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.
В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки.
Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.
Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.
Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.
В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.
Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора
Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.
Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине.
Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.
Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.
В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.
Коробка переключения передач: назначение и принцип работы
Говоря сухим техническим языком, коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).
А теперь с точки зрения новичка давайте разберемся – зачем вообще нужна коробка передач на автомобиле, и для чего нужно переключать передачи? Переключение передач – необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента ДВС. Сравним для примера ДВС и электродвигатель.
Тяговые характеристики ДВС и электродвигателяОсновное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент.
У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает.
Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент.
А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше. Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы. У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется.
График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается – двигатель глохнет.
Как видим, тяговая характеристика двигателя внутреннего сгорания совершенно неудовлетворительна. Но силовая установка с таким мотором по своей легкости,
экономичности и другим качествам пока превосходит электромотор. Поэтому конструкторам пришлось примириться с недостатками ДВС и для их преодоления поставить на автомобиль коробку передач, которая изменяет передаточное отношение
между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них. На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.
А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом.
Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив – выигрывая в скорости, теряем в силе.
Если в передаче
участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.
Для получения различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).
Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.
В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).
При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью – необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне – высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.
Для равномерного движения на высокой скорости необходимо обеспечить большую частоту вращения колёс, поддерживая обороты двигателя в оптимальном диапазоне. Для этого служат высшие передачи (от четвертой и выше), имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими. При этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя. Однако на высших передачах автомобиль не может двигаться с небольшой скоростью и, тем более, трогаться с места, так как двигатель не сможет развить крутящего момента, необходимого для того, чтобы сдвинуть автомобиль с места, и заглохнет.
Передача с передаточным отношением, равным 1, называется прямой (как правило, четвертая).
Если передаточное число меньше единицы, такая передача называется ускоряющей (от пятой и выше). Ускоряющая передача включается при движении автомобиля в хороших дорожных условиях, когда не требуется большой силы тяги на ведущих колесах. Давая возможность двигателю работать с пониженными оборотами, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и экономии топлива
С понятием передаточного числа связано выражение «длинная коробка» и «короткая коробка». Речь идёт о разнице в передаточных числах разных передач – в «длинной» коробке она больше. Рассмотрим два автомобиля, одинаковых во всём, кроме коробок передач. Водитель авто с «короткой» коробкой, поддерживая высокие обороты мотора, разгонится быстрее и быстро наберёт максимальную скорость. Водитель на машине с «длинной» коробкой разгоняться будет дольше, но до более высокой скорости. Таким образом, выбор коробки зависит от темперамента водителя. С «короткой» коробкой автомобиль более динамичен, но чаще приходится переключаться. С «длинной» – не такой резвый, но диапазон скоростей на одной передаче больше, то есть, можно добраться до высшей передачи и кататься на ней со скоростью от пятидесяти до ста с лишним, изменяя её только газом и тормозом. Любители агрессивного «спортивного» стиля предпочтут «короткую» коробку, люди спокойные – длинную.
Содержание статьи
Типы КПП
Современные автомобили могут оснащаться одним из четырех видов КПП – механической, автоматической, роботизированной или вариаторной.
Механическая коробка передач с ручным переключением состоит из набора шестерен. Изменение передаточного числа осуществляется путем введения их в зацепление в различных сочетаниях. К плюсам данной коробки следует отнести высокий КПД, простоту, низкую цену, высокую динамику и наименьший расход топлива по сравнению с остальными коробками. Из недостатков следует отметить неудобство управления, особенно при движении в городе. Подробнее про механическую коробку передач.
Автоматическая КПП – планетарная коробка передач с автоматическим переключением. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, называемых планетарными или сателлитами, вращающихся вокруг центральной (или солнечной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила.
Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. В современных коробках используются несколько планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел.
К преимуществам автоматической коробки следует отнести, прежде всего, удобство управления и комфорт. АКПП способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо в МКПП. В плюсы «автомата» можно добавить плавность хода во время переключения, отсутствие откатывания при трогании с места, защищенность двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок и поломок из-за неправильного включения передач, увеличенный ресурс.
К недостаткам АКПП обычно относят более низкий КПД, более высокую цену, а также стоимость ремонта и обслуживания, повышенный расход топлива, ухудшение динамических качеств автомобиля, задержки в переключении передач. Однако с каждым годом эксплуатационные свойства автоматических коробок улучшаются, а число поклонников АКПП уверенно растет. Подробнее про автоматическую коробку передач.
Клиноременной вариаторВариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Его главные детали – два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапециедальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень наружу – радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение.
А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу – передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Вместо ремня может применяться цепь, набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.
Главным преимуществом вариатора является то, что двигатель постоянно работает в оптимальном режиме. Как бесспорные плюсы вариатора (по сравнению с АКПП) выступают: экономичность, более плавный ход и динамичный разгон. Вариатор проще по конструкции, чем обычный «автомат». Однако по сравнению с МКПП вариаторы имеют меньшую экономичность и динамику.
Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах для режимов трогания и заднего хода,высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт. Подробнее про вариатор CVT.
Роботизированная коробка – это обычная механическая коробка передач. Для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии также используется стандартное «сухое» однодисковое сцепление. Отличие состоит в том, что процессы включения-выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем, освобождая от необходимости переключать передачи вручную и задумываться о том, какую именно передачу включить в данный момент. К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.
Этот тип коробки имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь это касается плавности его работы, которая оставляет желать лучшего.
Передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме «газ в пол» появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, сцеплением ведь все равно управляет электроника. В четкости переключений «робот» уступает даже простому «автомату». К тому же, «роботу» свойственен небольшой откат при начале движения. Такой тип коробки обычно ставят на недорогие модели.
Более совершенной является роботизированная коробка с двойным сцеплением. В такой коробке одно сцепление включает нечетные передачи, а другое – четные. Во время езды крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут. В то же время диск второго сцепления разомкнут, но в самой коробке следующая передача уже включена.
Когда электроника «чувствует», что надо переключаться на другую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Это позволяет избавиться от рывков при переключениях и обеспечивает непрерывный поток мощности от двигателя к колёсам, что недостижимо для обычной механической коробки с одним сцеплением. Режим переключения – как ручной, так и автоматический. Технически это довольно сложный вид коробки (а значит, и недешевый), но по динамике и экономии топлива он превосходит даже простую механику. Подробнее про роботизированную коробку передач.
Какая коробка лучше?
Как и на любой риторический вопрос, на него нет однозначного ответа. Какой вид КПП выбрать – дело личное, зависящее от приоритетов конкретного человека. Определитесь, что для вас важнее (цена, динамика, комфорт)- и тогда выбор КПП не составит для вас никакого труда!
Коробка передач: назначение и принцип работы | Автосервис «Параллель» в Уфе
Говоря сухим техническим языком, коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).
А теперь с точки зрения новичка давайте разберемся — зачем вообще нужна коробка передач на автомобиле, и для чего нужно переключать передачи? Переключение передач — необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента ДВС. Сравним для примера ДВС и электродвигатель.
Основное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент. У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает. Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент. А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше. Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы. У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется. График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается — двигатель глохнет. Как видим, тяговая характеристика двигателя внутреннего сгорания совершенно неудовлетворительна. Но силовая установка с таким мотором по своей легкости, экономичности и другим качествам пока превосходит электромотор. Поэтому конструкторам пришлось примириться с недостатками ДВС и для их преодоления поставить на автомобиль коробку передач, которая изменяет передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них.
На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.
А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом. Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив — выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.
Для получения различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).
Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.
В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).
При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью — необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне — высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.
Для равномерного движения на высокой скорости необходимо обеспечить большую частоту вращения колёс, поддерживая обороты двигателя в оптимальном диапазоне.
Для этого служат высшие передачи (от четвертой и выше), имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими. При этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя. Однако на высших передачах автомобиль не может двигаться с небольшой скоростью и, тем более, трогаться с места, так как двигатель не сможет развить крутящего момента, необходимого для того, чтобы сдвинуть автомобиль с места, и заглохнет.
Передача с передаточным отношением, равным 1, называется прямой (как правило, четвертая). Если передаточное число меньше единицы, такая передача называется ускоряющей (от пятой и выше). Ускоряющая передача включается при движении автомобиля в хороших дорожных условиях, когда не требуется большой силы тяги на ведущих колесах. Давая возможность двигателю работать с пониженными оборотами, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и экономии топлива
С понятием передаточного числа связано выражение «длинная коробка» и «короткая коробка». Речь идёт о разнице в передаточных числах разных передач – в «длинной» коробке она больше. Рассмотрим два автомобиля, одинаковых во всём, кроме коробок передач. Водитель авто с «короткой» коробкой, поддерживая высокие обороты мотора, разгонится быстрее и быстро наберёт максимальную скорость. Водитель на машине с «длинной» коробкой разгоняться будет дольше, но до более высокой скорости. Таким образом, выбор коробки зависит от темперамента водителя. С «короткой» коробкой автомобиль более динамичен, но чаще приходится переключаться. С «длинной» – не такой резвый, но диапазон скоростей на одной передаче больше, то есть, можно добраться до высшей передачи и кататься на ней со скоростью от пятидесяти до ста с лишним, изменяя её только газом и тормозом. Любители агрессивного «спортивного» стиля предпочтут «короткую» коробку, люди спокойные – длинную.
Типы КПП
Современные автомобили могут оснащаться одним из четырех видов КПП – механической, автоматической, роботизированной или вариаторной.
• Механическая КПП
Механическая коробка передач с ручным переключением состоит из набора шестерен. Изменение передаточного числа осуществляется путем введения их в зацепление в различных сочетаниях. К плюсам данной коробки следует отнести высокий КПД, простоту, низкую цену, высокую динамику и наименьший расход топлива по сравнению с остальными коробками. Из недостатков следует отметить неудобство управления, особенно при движении в городе.
• Автоматическая КПП
Автоматическая КПП – планетарная коробка передач с автоматическим переключением. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, называемых планетарными или сателлитами, вращающихся вокруг центральной (или солнечной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. В современных коробках используются несколько планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел.
К преимуществам автоматической коробки следует отнести, прежде всего, удобство управления и комфорт. АКПП способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо в МКПП. В плюсы «автомата» можно добавить плавность хода во время переключения, отсутствие откатывания при трогании с места, защищенность двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок и поломок из-за неправильного включения передач, увеличенный ресурс.
К недостаткам АКПП обычно относят более низкий КПД, более высокую цену, а также стоимость ремонта и обслуживания, повышенный расход топлива, ухудшение динамических качеств автомобиля, задержки в переключении передач. Однако с каждым годом эксплуатационные свойства автоматических коробок улучшаются, а число поклонников АКПП уверенно растет.
• Вариатор
Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапециедальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Вместо ремня может применяться цепь, набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.
Главным преимуществом вариатора является то, что двигатель постоянно работает в оптимальном режиме. Как бесспорные плюсы вариатора (по сравнению с АКПП) выступают: экономичность, более плавный ход и динамичный разгон. Вариатор проще по конструкции, чем обычный «автомат». Однако по сравнению с МКПП вариаторы имеют меньшую экономичность и динамику.
Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах для режимов трогания и заднего хода,высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт.
• Роботизированная КПП
Роботизированная коробка – это обычная механическая коробка передач. Для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии также используется стандартное «сухое» однодисковое сцепление. Отличие состоит в том, что процессы включения-выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем, освобождая от необходимости переключать передачи вручную и задумываться о том, какую именно передачу включить в данный момент.
К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.
Этот тип коробки имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь это касается плавности его работы, которая оставляет желать лучшего. Передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме «газ в пол» появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, сцеплением ведь все равно управляет электроника. В четкости переключений «робот» уступает даже простому «автомату». К тому же, «роботу» свойственен небольшой откат при начале движения. Такой тип коробки обычно ставят на недорогие модели.
Более совершенной является роботизированная коробка с двойным сцеплением. В такой коробке одно сцепление включает нечетные передачи, а другое — четные. Во время езды крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут. В то же время диск второго сцепления разомкнут, но в самой коробке следующая передача уже включена. Когда электроника «чувствует», что надо переключаться на другую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Это позволяет избавиться от рывков при переключениях и обеспечивает непрерывный поток мощности от двигателя к колёсам, что недостижимо для обычной механической коробки с одним сцеплением. Режим переключения – как ручной, так и автоматический. Технически это довольно сложный вид коробки (а значит, и недешевый), но по динамике и экономии топлива он превосходит даже простую механику.
Какая КПП лучше?
Как и на любой риторический вопрос, на него нет однозначного ответа. Какой вид КПП выбрать – дело личное, зависящее от приоритетов конкретного человека. Определитесь, что для вас важнее (цена, динамика, комфорт) — и тогда выбор КПП не составит для вас никакого труда!
Назначение и классификация коробок передач
Коробка передач служит для изменения тягового усилия на ведущих элементах движителя автомобилей и тракторов, а также для отключения двигателя от движителя на продолжительный срок и движения задним ходом.
Коробки передач подразделяются по способу изменения передаточного числа на бесступенчатые, а также ступенчатые.
Бесступенчатые коробки передач позволяют получить бесконечное (в определённом интервале) множество передаточных чисел. Данные коробки передач по принципу действия делятся на три типа:
1) – механические КПП;
2) – гидравлические КПП;
3) – электрические КПП.
Ступенчатые коробки передач нашли применение на основной массе отечественных автомобилей и тракторов. В основе ступенчатых коробок передач лежат зубчатые редукторы, которые позволяют получать несколько передаточных чисел, применяя различные типы зацепления шестерён. В ступенчатых коробках передач, в отличие от бесступенчатых, изменение передаточных чисел происходит ступенчато, а не плавно.
Коробки передач грузовых автомобилей оснащаются 5-10 передачами переднего хода. Тракторные коробки передач имеют в несколько раз больше ступеней (7-24), чем автомобильные, что характеризуется спецификой работы тракторов: большое разнообразие работ, для которых требуются различные скоростные и тяговые показатели агрегатов.
Ступенчатые коробки передач подразделяются:
1) – по количеству передач;
2) – по способу зацепления шестерён;
3) – по количеству основных валов, а также их расположению.
По количеству валов коробки передач делятся на двухвальные, трёхвальные и составные.
Двухвальные коробки передач основаны на передаче энергии через пару шестерён от первичного вала к вторичному (передачи заднего хода являются исключением).
Трёхвальные коробки передач имеют при основных вала – первичный, вторичный и промежуточный. Расположение вторичного вала может быть не только соосным первичному валу, но и параллельным ему.
Составные коробки передач используются, когда требуется получение большого количества передач. Данные конструкции основаны на комбинации пары последовательно размещённых коробок, которые выполнены либо в отдельных картерах (трактор Т-4), либо в общем (трактор МТЗ-80).
Коробки передач по способу зацепления могут быть со скользящими шестернями и шестернями постоянного зацепления, причём в автомобильных вальных коробках передач применяются шестерни постоянного зацепления (исключение составляют шестерни заднего хода и I передачи). В автомобильных коробках передач с шестернями постоянного зацепления переключение передачи осуществляется посредством зубчатых муфт, оснащённых синхронизирующими устройствами. На тракторах МТЗ-80, ДТ-75В и Т-74 установлены коробки передач со скользящими шестернями, а на тракторах МТЗ-100, К-700, Т-150 и Т-150К допускается переключение передач без остановки трактора. В них применены шестерни постоянного зацепления, которые свободно посажены на первичном либо вторичном валу, и каждая шестерня может соединяться с валом посредством многодисковой фрикционной муфты.
Основным конструктивным различием между тракторными и автомобильными коробками передач является разница в характере работ, которые выполняются данными машинами.
17*
Похожие материалы:
назначение, устройство, виды и перспективы развития
Создание двигателя внутреннего сгорания способствовало развитию всех типов транспорта и даже появлению новых видов. Первые автомобили именовались самобеглыми колясками и имели достаточно примитивную конструкцию. Передача крутящего момента от силового агрегата на ведущие колеса происходила при помощи очень ненадежного ременного, а позднее и цепного привода.
Двигатели внутреннего сгорания, используемые на транспортных средствах, имеют относительно небольшой рабочий диапазон. При малой частоте вращения коленчатого вала силовой агрегат не развивает достаточной мощности и под нагрузкой просто глохнет. При больших оборотах резко возрастают нагрузки на детали, и мотор может просто пойти вразнос. Коробка перемены передач призвана обеспечить оптимальный режим работы двигателя в разных условиях.
Этот агрегат представляет собой редуктор, позволяющий в широком диапазоне изменять частоту оборотов и крутящий момент на ведущих колесах автомобиля.
Такие механизмы не нужны на транспортных средствах, оснащенных электрическими и паровыми двигателями.
Тяговые характеристики данных силовых агрегатов позволяют обходиться без дополнительных устройств. В идеале двигатель может быть встроен непосредственно в колесо, в настоящее время уже существуют промышленные образцы приводов такого рода.
Термин коробка перемены передач в настоящее время практически не используется, вместо него применяется более современное название: коробка переключения передач.
Помимо основного назначения этот механизм выполняет еще ряд функций:
- обеспечение реверса, иными словами, движения задним ходом;
- разобщение работающего силового агрегата и трансмиссии во время длительной остановки или стоянки;
- обеспечение условий для запуска двигателя.
Применение коробки переключения передач позволяет водителю автомобиля выбирать наиболее оптимальный режим работы силового агрегата в зависимости от внешних условий.
Проектированием и серийным изготовлением такого рода механизмов занимаются в основном производители автомобилей. Кроме того, в мире существует ряд компаний, специализацией которых является производство элементов трансмиссий и, в частности, коробок переключения передач:
- Allison Engine Company;
- BorgWarner Inc;
- Delphi Corporation;
- Robert Bosch GmbH;
- Wulf Gaertner Autoparts AG;
- ZF Friedrichshafen AG.
Указанные компании обычно выполняют заказы автопроизводителей, осуществляя при этом серийное изготовление оригинальных и лицензионных механизмов. Нередко они осуществляют опытно-конструкторские работы и участвуют в совместных проектах корпораций, занимаясь доводкой техники. Продукция данных производителей отличается высочайшим качеством и надежностью.
Классификация коробок переключения передач
В процессе развития автомобилестроения инженерами были предложены несколько типов механизмов, реализующих разные принципы действия и способы управления.
Общепринятая в инженерной среде классификация коробок использует названные выше признаки в качестве отличительных:
По принципу работы коробки переключения передач делятся на три вида:
- ступенчатые;
- бесступенчатые;
- комбинированные.
По способу управления устройством различают:
- механические;
- автоматические;
- роботизированные.
Данная классификация не включает в себя некоторые типы коробок переключения передач, которые в силу ряда обстоятельств не получили широкого распространения.
Так, некоторые автомобили, предназначенные для людей с ограниченными физическими возможностями, оснащались полуавтоматическими трансмиссиями. По сути это обычная коробка с ручным переключением передач, агрегатированная с автоматизированным сцеплением.
В настоящее время многие автопроизводители в рамках экологических программ выпускают автомобили с гибридными силовыми установками. Конструкций таких машин достаточно много, используются самые разные схемы компоновки. В некоторых из них присутствуют коробки переключения передач, в других же в качестве привода используются электрические двигатели, не нуждающиеся в дополнительных устройствах для передачи крутящего момента.
Видео — виды коробок переключения передач автомобиля, их плюсы и минусы:
Подавляющее большинство коробок переключения передач представляют собой редуктор, с несколькими парами шестеренок. Изменение передаточного числа в них происходит дискретно, а число пар соответствует количеству ступеней.
В свою очередь, существует две основных конструктивные схемы механизмов такого рода: соосные и планетарные. Первая компоновка в основном применяется в механических коробках, а вторая – в автоматических.
Бесступенчатые механизмы называются вариаторами, в них изменение частоты вращения ведомого вала по отношению к ведущему происходит плавно без рывков.
В них реализуется принцип передачи крутящего момента через промежуточный элемент, используя силу трения. Соответственно вариаторы классифицируются по типу передающего звена: клиноременные, клиноцепные, роликовые и шариковые передачи.
Механические
Агрегаты такого типа получили наибольшее распространение в Старом Свете ими оснащено около 80% от общего количества транспортных средств. В технических описаниях автомобилей механические коробки часто обозначаются аббревиатурой МКПП. Они отличаются простотой и высокой надежностью конструкции. Подробное описание принципа действия и устройства механической коробки можно найти здесь.
Вкратце работу агрегата можно описать следующим образом: на маховике двигателя установлен механизм сцепления. Ведомый диск его имеет возможность перемещаться вдоль ведущего вала в шлицах разной формы. Сцепление обеспечивает прерывание потока мощности в момент переключения передачи. Через первичный вал крутящий момент приводит в действие через постоянную главную передачу ведущий вал коробки.
На нем установлены и жестко зафиксированы шестерни по количеству передач и еще одна для заднего хода. В постоянном зацеплении с ними находятся соответствующие детали ведомого вала. Они свободно вращаются на подшипниках, а между ними имеются стопорные кольца с синхронизаторами. Эти детали выравнивают скорости вращения ведущих и ведомых шестерней между собой и обеспечивают зацепление при включении определенной передачи.
Перемещение муфты производится специальными вилками, которые приводятся в действие специальным механизмом. Защитой от одновременного включения двух передач является замок, исключающий перемещение других устройств. Водитель осуществляет управление работой коробки при помощи специального рычага, который может устанавливаться в разных точках салона:
- на полу;
- на центральной консоли;
- на рулевой колонке;
- на панели приборов.
Передача управляющего воздействия на МКПП может передаваться непосредственно либо через специальные тросовые механизмы или кулисы.
Роботизированные
Развитие электроники и появление достаточно надежных процессоров и контролеров сделало возможным их применение в выборе режимов работы трансмиссии автомобилей. Роботизированные коробки переключения передач представляет собой проверенную временем и надежную механику, управление которой осуществляется при помощи электронного блока.
Подробное описание устройства таких коробок и принципа их действия можно найти здесь. Отработка методики осуществлялась на болидах, специально созданных для участия в соревнованиях Формулы -1. В данных автомобилях сервоприводы управляют работой сцепления и переключениями передач. Время перемены передачи в них составляет от 0,01 до 0,02 с.
Существуют два способа управления функционированием роботизированной коробки передач: гидравлический и электрический. Первый вариант обеспечивает минимальное время срабатывания, но более сложен в изготовлении. Используется преимущественно на дорогих автомобилях бизнес-класса. Электрические сервомоторы применяются на бюджетных моделях и не могут похвастаться значительным быстродействием.
Основное достоинство роботизированных коробок переключения передач: жесткая механическая связь между двигателем и ведущими колесами. В сравнении с автоматическими коробками данный тип трансмиссии обладает лучшими характеристиками и меньшими потерями. Основным недостатком ее является высокая сложность и соответственно стоимость механизма.
Автоматические
Общепринятые обозначения агрегатов такого рода АКП или АКПП, они представляют собой целый комплекс устройств. В его состав входит гидромеханическое сцепление и планетарный редуктор. Данная конструкция позволяет создавать разные передаточные соотношения в зависимости от выбранного режима работы. Развернутое описание устройства и принципа работы АКП можно найти здесь.
Планетарный механизм состоит из двух шестерней – центральной и внешней, а также расположенных между ними сателлитов. Они устанавливаются на специальном узле – водиле. Детали могут фиксироваться относительно корпуса коробки при помощи специальных механизмов, по устройству аналогичных фрикционам сцепления или ленточным тормозам.
Управление работой АКПП осуществляется при помощи гидроприводов, при этом выбор режима производится селектором. Педаль акселератора на таких автомобилях не имеет прямой механической связи с дроссельной заслонкой двигателя. При нажатии на нее происходит изменение положения клапана в гидросистеме, которая управляет работой коробки.
Видео — как устроена автоматическая коробка передач:
На современных АКП выбор режима выполняется процессором, который способен адаптироваться под манеру вождения. Это позволило несколько уменьшить негативные стороны данного типа коробок переключения передач.
Так, резкое нажатие на педаль газа вызывает включение режима кикдаун, при котором переход на повышенную передачу происходит при значительно больших оборотах коленчатого вала. Разгонная динамика при этом значительно возрастает.
Вариаторы
Бесступенчатая передача обеспечивает силовому агрегату возможность работы на постоянных оборотах. Таким образом, достигаются максимальные показатели по мощности, экономичности или крутящему моменту в зависимости от выбранного режима.
Передача усилия от двигателя на ведущие колеса осуществляется без разрывов потока. С полным и точным описанием конструкции вариатора и принципа действия можно ознакомиться здесь.
Название этого устройства происходит от английского слова variable – переменная, которое входит в наименование конструкции. CVT расшифровывается как непрерывная переменная трансмиссия, что наилучшим образом характеризует ее работы. Предусмотренное конструкцией сцепление используется исключительно для запуска и обеспечения работы двигателя во время остановки.
Существует несколько разновидностей конструкций вариаторов:
- клиноременный;
- клиноцепной;
- тороидальный.
В первом устройстве передача усилия осуществляется при помощи ремня, который находится между двумя направленными своими вершинами друг к другу конусами. Расстояние между ними изменяется в простейшем устройстве под воздействием центробежной силы, а в более сложных конструкциях под управлением электронного контролера.
Видео — что такое бесступенчатая трансмиссия (вариатор):
Клиновый ремень проваливается к центру и соответственно меняется радиус зоны его соприкосновения со шкивом. Обратная картина наблюдается на другой части конструкции. В результате передаточное соотношение плавно изменяется. Клиноременные передачи используются на относительно небольших транспортных средствах скутерах.
Полимерные материалы не способны выдержать больших нагрузок, и малопригодны для автомобильных трансмиссий. Прочность клиноременной передачи увеличивается за счет использования пакета стальных пластин особой формы с вырезами, через которые пропущены синтетические соединительные элементы. Такие элементы применяются даже на относительно небольших кроссоверах модели Honda H-RV.
Большие усилия могут передавать торовые вариаторы, разработанные инженерами компании Ниссан. Данное устройство состоит из двух конусов с вогнутой поверхностью, находящихся на одной оси. Один из них является ведущим, а другой соответственно ведомым. Передача крутящего момента осуществляется через два ролика, которые соединяются их и образуют хорду. Наклоном этих элементов изменяются радиусы в точках соприкосновения и передаточное отношение.
Перспективы развития КПП
Объемы производства автомобилей постоянно нарастают, а продукция постоянно совершенствуется. Общие тенденции развития коробок перемены передач наглядно демонстрируют следующее:
- Используемые конструктивные схемы усложняются и автоматизируются, яркий пример — роботизированная КПП.
- Автоматические коробки переключения передач модернизируются для максимального снижения механических потерь — применение блокиратора.
- Все более широкое использование вариаторов, как устройств, обеспечивающих оптимальные условия работы двигателя.
На общие тенденции развития автотранспорта оказывают большое влияние новые экологические требования и ограниченность запасов природных ресурсов. В частности, речь идет о жидких и газообразных углеводородах, которые служат сырьем для производства топлива. На смену двигателям внутреннего сгорания по логике вещей должны прийти электромоторы.
В настоящее время уже налажено серийное производство переходных моделей, так называемых гибридных автомобилей. Так, Lexus RX400h имеет мощный бензиновый двигатель, агрегатированный с вариатором, и два электромотора. Существуют и другие модели, где у ДВС нет прямой механической связи с ведущими колесами. В движение они приводятся электрическими двигателями.
Нужна ли промывка двигателя при замене масла? Однозначного ответа нет.
Как ездить на автоматической коробке передач здесь рассказано простыми словами.
Рассчитать маршрут на автомобиле (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/interesnoe-dlya-voditelej/raschet-rasstoyanij.html) используя кратчайший или оптимальный путь.
Видео о гибридных автомобилях:
Может заинтересовать:
Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля
Добавить свою рекламу
Сравнить стоимость ОСАГО для своего авто
Добавить свою рекламу
Выбрать видеорегистратор: незаменимый гаджет для водителя
Добавить свою рекламу
Некоторые водители предпочитают видеорегистратор в виде зеркала
Добавить свою рекламу
ZF KAMA — ZF
Быстро, безопасно и экономично доставлять тяжелые грузы в место назначения… С легкостью справляться со сложным рельефом и условиями бездорожья… Чтобы отвечать всем этим требованиям, коммерческим автомобилям нужен мощный двигатель и коробка передач, позволяющая с максимальной эффективностью передавать поток мощности, – Ecosplit.
Проверено временем: классика для тяжелых грузовиков. Коробка передач облегченной конструкции, имеющая двенадцать передач, обеспечивает оптимальную передачу крутящего момента для всех типов двигателей и в любой ситуации позволяет поддерживать оптимальную мощность для всех типов двигателей и в любой ситуации – в момент, когда автомобиль трогается с места, при ускорении или во время движения по трассе.
16-ступенчатая, полностью синхронизированная механическая коробка передач Ecosplit наглядно демонстрирует свои преимущества в условиях бездорожья, например, на стройплощадках или для спецтранспорта.
Коробка передач может быть оснащена различными КОМами ZF для привода дополнительных надстроек. Компактный алюминиевый корпус позволяет сэкономить вес и повысить полезную нагрузку транспортного средства. Косозубое зацепление обеспечивает при этом минимальный уровень шума во время эксплуатации. Благодаря применению пневмоусилителя Servoshift водитель может переключать передачи быстро и без лишних усилий. Для этого в его распоряжении имеется ряд различных вариантов и схем переключения. Дополнительное повышение уровня безопасности обеспечивает опционально устанавливаемый тормоз-замедлитель, который разгружает рабочую тормозную систему – и не только при движении по склону.
В России коробки передач Ecosplit (16-ступенчатое исполнение, третьего поколения) производятся на совместном предприятии ООО «ЦФ КАМА» в г. Набережные Челны.
Преимущества
Ecosplit – оптимальная передача сил от двигателя:
- полностью синхронизированная базовая коробка передач
- поддержка Servoshift
- 12 или 16 передач
- низкий уровень шума
- опция: тормоз-замедлитель ZF-Intarder для повышения уровня безопасности
- коробки отбора мощности для дополнительных надстроек
: когда использовать коробку передач
Если вы пропустили первую часть этой серии, возможно, вам стоит взглянуть на нее, прежде чем двигаться дальше. Мы обсудили, как различаются скорости вращения двигателей переменного и постоянного тока, а также способы изменения скорости. В этой статье мы обсудим коробки передач и то, как они могут помочь резко изменить скорость, когда предыдущих вариантов недостаточно.
Что такое коробка передач?
Коробка передач, также известная как зубчатый редуктор или редуктор скорости, представляет собой набор зубчатых колес, которые могут быть добавлены к двигателю для резкого снижения скорости и / или увеличения крутящего момента.Groschopp предлагает четыре различных типа редукторов: планетарный, с параллельным валом, прямоугольный червячный и прямоугольный планетарный (конический). Редукторы каждого типа работают в унисон с двигателем для достижения желаемой выходной скорости и крутящего момента.
Коробки передач и ступени
Для приложений только с двигателем: чем ниже скорость двигателя, тем больше должен быть двигатель. Большие двигатели могут быть дорогими и могут не умещаться в допустимом пространстве приложения. Использование коробки передач с двигателем меньшего размера позволяет устройству работать на более низких скоростях.
Чтобы понять важность использования коробки передач для снижения скорости двигателя, рассмотрим этот сценарий. У вас есть кондитерский конвейер, который добавляет вишневую начинку по мере прохождения выпечки. Поскольку это довольно небольшая нагрузка, вам нужно , а не , чтобы конвейер работал со скоростью 5000 об / мин. Если бы это было так, везде была бы выпечка и вишневая начинка!
Коробки передач и крутящий момент
Крутящий момент прямо пропорционален объему двигателя (квадрат диаметра, умноженный на длину).Это означает, что очень большой двигатель и относительно маленькая коробка передач могут обеспечить одинаковый выходной крутящий момент.
Давайте еще раз посмотрим на наш пример конвейерного приложения. Допустим, ваш клиент перегружает двигатель конвейера крутящим моментом. Если у вас есть автономный двигатель, ему может не хватить крутящего момента для перемещения 50 тяжелых бутылок. Вам понадобится дополнительный крутящий момент, обеспечиваемый коробкой передач.
Выходной крутящий момент двигателей по сравнению с мотор-редукторами
Давайте посмотрим на эти концепции с другой стороны.В приведенной ниже таблице показано, что обычно вы получаете менее 5 фунт-дюймов крутящего момента при каждом увеличении размера двигателя. Чтобы значительно увеличить крутящий момент, коробка передач была бы меньшим по размеру и, вероятно, более экономичным решением.
| Двигатель | Напряжение | Скорость | Крутящий момент |
| PM6013 | 12v | 915 об / мин | 1,54 дюйм-фунт |
| PM8014 | 12v | 934 об / мин | 4.75 дюйм-фунтов |
| PM8018 | 12v | 982 об / мин | 6,8 дюйм-фунт |
Давайте погрузимся глубже и выделим средний размер, двигатель PM8014 12 В постоянного тока, работающий при 934 об / мин и крутящий момент 4,75 фунт-дюйма.
| Двигатель | Напряжение | Скорость | Крутящий момент |
| PM6013 | 12v | 915 об / мин | 1.54 дюйм-фунт |
| PM8014 | 12v | 934 об / мин | 4,75 дюйм-фунт |
| PM8018 | 12v | 982 об / мин | 6,8 дюйм-фунт |
При небольшой нагрузке этот двигатель будет работать эффективно и на высокой скорости; если он перегружен, двигатель будет бороться за то, чтобы иметь достаточный крутящий момент для перемещения нагрузки. Это может повредить двигатель. Если к двигателю добавить редуктор с параллельными валами с передаточным числом 10: 1, скорость снизится с 934 об / мин до 93 об / мин, а крутящий момент увеличится до 36 фунт-дюймов.Это гораздо больший скачок крутящего момента без значительного увеличения размера двигателя.
На этой диаграмме показано, как добавление коробки передач может повлиять на скорость и крутящий момент.
| Двигатель | Напряжение | Скорость | Крутящий момент |
| 12 В PM8014 | Без коробки передач | 934 об / мин | 4,75 дюйм-фунт |
| 12 В PM8014-PS | 10: 1 | 93.4 об / мин | 40,45 дюйм-фунт |
| 12 В PM8014-PS | 15: 1 | 62,3 об / мин | 59,81 дюйм-фунт |
Когда вы начинаете искать, какой двигатель или мотор-редуктор лучше всего подходит для вашего применения, важно подумать, какой фактор более важен: скорость или крутящий момент. Если требуются высокая скорость и низкий крутящий момент (или наоборот), мотор-редуктор с дробной мощностью может быть для вас хорошим решением. Но если приложению необходимо быстро перемещаться, и несут большую нагрузку, гораздо более мощный двигатель с более высоким выходным крутящим моментом может быть лучшим вариантом.Обязательно учитывайте физическое пространство и стоимость при сравнении вариантов двигателя.
О коробках передач
Нажмите здесь, чтобы найти производителей редукторов
Коробки передач, обычно называемые трансмиссиями, представляют собой механические или гидравлические устройства, используемые для передачи мощности от двигателя или двигателя к различным компонентам в одной и той же системе. Обычно они состоят из ряда шестерен и валов, которые могут быть включены и отключены оператором или автоматической системой. Термин «коробка передач» также относится к корпусу, заполненному смазкой, который удерживает систему трансмиссии и защищает ее от различных загрязнений.
Большинство редукторов используются для увеличения крутящего момента и снижения выходной скорости вала двигателя; такие трансмиссии, многие из которых также включают возможность выбора из ряда передач, регулярно встречаются в автомобилях и других транспортных средствах. Шестерни с более низкой скоростью имеют повышенный крутящий момент и, следовательно, способны перемещать определенные объекты из состояния покоя, которые невозможно было бы перемещать при более высоких скоростях и меньших крутящих моментах; это объясняет полезность пониженных передач при буксировке и подъеме.В некоторых случаях шестерни предназначены для обеспечения более высоких скоростей, но меньшего крутящего момента, чем у двигателя, что позволяет быстро перемещать легкие компоненты или повышать передачу для определенных транспортных средств. Самые простые трансмиссии просто перенаправляют выходной сигнал двигателя / вала двигателя.
Автомобильные трансмиссии делятся на три основные категории: автоматические, полуавтоматические и ручные. Механические коробки передач, как правило, являются наиболее экономичными, поскольку при переключении передач расходуется меньше топлива; в этих системах оператор определяет, когда следует переключать передачи, и включает механизм сцепления.Автоматические трансмиссии переключают передачи в зависимости от давления жидкости в коробке передач, и оператор имеет ограниченный контроль над системой. Полуавтоматические трансмиссии теперь находят более широкое применение и позволяют пользователю при необходимости задействовать систему ручного переключения передач, в то время как обычные передачи управляются автоматически.
В редукторах используется широкий спектр типов шестерен, включая червячные, конические и спирально-конические, косозубые и прямозубые. Каждый из этих механизмов разработан для выполнения определенной задачи в коробке передач, от снижения скорости до изменения направления выходного вала.Однако каждая дополнительная передача приводит к потере мощности из-за трения, а эффективность является ключом к правильной конструкции системы.
Анимация в сборе коробки передач:Разъяснение по редукторам
— Insight — Acorn Industrial Services ltd
Коробка передач (или Трансмиссия, для наших американских собратьев) может быть зубчатой или гидравлической системой, которая передает механическую мощность от двигателя или мотора к выходному устройству, которое будет выполнять требуемую функцию.
Коробки передачиспользуются во всех сферах жизни, от бытовых инструментов и кухонной техники до автомобилей, самолетов, горнодобывающего и промышленного оборудования, хотя большинство людей, вероятно, не осознают, что они наткнулись на коробку передач в очень молодом возрасте на своем первом велосипеде.Ранние коробки передач также использовались в ветряных мельницах и различных паровых двигателях, приводя в движение различную сельскохозяйственную технику.
Посмотреть доступные редукторы
В простой коробке передач было бы всего две передачи, вперед и назад, что достигается за счет изменения направления, в котором передается мощность. В более сложной коробке передач будет изменяться скорость входного вала, кроме того, коробка передач будет поставляться с передаточными числами (обычно называемыми просто шестернями), поэтому крутящий момент и / или выходную скорость можно увеличивать или уменьшать по желанию.Это может помочь, когда от коробки передач может потребоваться замедление и ускорение по желанию, как от автомобиля. Современные редукторы обычно используются для увеличения крутящего момента при уменьшении скорости первичного выходного вала, хотя их можно настроить на обратное.
Подшипникииграют важную роль в коробках передач, и они внесли значительный вклад в повышение эффективности в отношении соотношения веса редуктора и крутящего момента. Существует множество типов подшипников, используемых для зубчатых передач, включая радиальные шарикоподшипники, цилиндрические роликоподшипники и конические роликоподшипники, и это лишь некоторые из них.В разных отраслях промышленности требуются разные критерии в отношении подшипников, используемых в зубчатых передачах, поскольку они должны соответствовать определенным требованиям, поэтому их следует обсудить с поставщиками подшипников. Например, подшипники промышленных зубчатых передач должны иметь простую конструкцию, иметь высокий КПД и требовать минимального обслуживания. В то время как подшипники для зубчатых колес станков придают большое значение высокой точности, жесткости и способности работать на высоких скоростях. Поэтому важно найти поставщиков подшипников, которые могут предложить подходящие подшипники для правильных передач и назначения.
Редукторы и редукторы скорости для приложений управления движением
Продукты / Услуги
Быстрый выбор:ВЫБЕРИТЕ КАТЕГОРИЮ Элементы управления Компоненты управленияДвигатели и усилителиКомпоненты привода и усилителяДвигателиКомпоненты двигателяПередача энергии, приводы и механикаОбратная связь и датчики Сырье (железо, сталь, магнит, редкоземельные элементы, медь и т. Д.) Вспомогательные продуктыСистемная интеграцияПоддержка / обслуживание
ВЫБЕРИТЕ ПОДКАТЕГОРИЮ Приводы / Редукторные двигатели Шариковинтовые и ходовые винты Муфты / ТормозаСоединения / Хомуты Редукторы / Редукторы Скоростные ступени / Пневматические подшипниковые системы Линейные направляющие / Подшипники / Салазки для позиционирования валов / Линейные блоки Роботы
Редукторы и редукторы скорости — это механическое редукторное оборудование, используемое в системах управления автоматикой.
Редукторы скорости — это механические устройства, обычно используемые для двух целей. Основное использование — умножение крутящего момента, создаваемого источником входной мощности, для увеличения объема полезной работы. Они также снижают скорость входного источника питания для достижения желаемой выходной скорости.
Редукторы используются для увеличения крутящего момента при снижении скорости выходного вала первичного двигателя (например, коленчатого вала двигателя). Выходной вал коробки передач вращается медленнее, чем входной, и это снижение скорости дает механическое преимущество, увеличивая крутящий момент.Коробку передач можно настроить так, чтобы она действовала наоборот и обеспечивала увеличение скорости вала при уменьшении крутящего момента.
Редукторы скорости с закрытым приводом, также известные как зубчатые передачи и коробки передач, имеют две основные конфигурации: рядный и прямоугольный, в которых используются различные типы зубчатых передач. Линейные модели обычно состоят из косозубых или прямозубых шестерен, планетарных шестерен, циклоидальных механизмов или генераторов гармонических волн. Прямоугольные конструкции обычно изготавливаются с червячной или конической передачей, хотя также доступны гибридные приводы.Тип применения определяет, какая конструкция редуктора скорости наилучшим образом удовлетворяет требованиям.
Редукторы / редукторы, поставляемые компаниями-членами MCMA
Высокоточные валы редукторов | Специальные валы коробки передач
Проектирование и спецификация коробки передач и валов коробки передач
Правильная конструкция коробки передач может повлиять на производительность, эффективность, надежность и стоимость. Каждая коробка передач содержит четыре основных компонента: входной вал, выходной вал, шестерни и подшипники.Валы поддерживаются подшипником, уменьшающим трение. Это могут быть цельные валы или валы с полым отверстием. Коробка передач с полым отверстием позволяет использовать валы разной длины, диаметра и материала вала.Шестерни являются важным компонентом коробок передач, поскольку они передают мощность от одного вала к другому. В зависимости от размера коробки передач изменяется передаточное число или соотношение между скоростями вращения последней и первой передач. Если передаточное число больше единицы, выходной вал вращается с меньшей скоростью, чем входной.Обратное верно, если передаточное число меньше единицы.
При разработке коробки передач в соответствии с вашими потребностями важно помнить об этих компонентах, а также о предполагаемом применении. Чтобы обеспечить максимальную долговечность и эффективность вашей коробки передач, учитывайте следующие критерии:
Основные характеристики
В зависимости от предполагаемого применения основные характеристики будут отличаться. Технические характеристики, которые могут быть разработаны, включают передаточные числа и номинальные люфты. Большинство коробок передач имеют передаточное число от 1: 1 до 120: 1, но при необходимости оно может быть выше.Аналогичным образом, большинство редукторов имеют номинальный люфт менее 1 градуса (или 60 угловых минут). Они могут быть спроектированы с низким люфтом или менееРабочий цикл
Типичный полный рабочий цикл коробки передач составляет от 8 до 12 часов 5 дней в неделю, но это может быть изменено в зависимости от условий эксплуатации. В некоторых случаях требуется низкий рабочий цикл, что может повлиять на размер коробки передач. Редукторы меньшего размера могут использоваться в определенных ситуациях, чтобы обеспечить малые рабочие циклы без снижения срока службы или разрушения зубьев шестерен.Окружающая среда
Температура и общие условия окружающей среды, в которых будет работать коробка передач, повлияют на ее конструкцию. В зависимости от температуры может потребоваться специальная смазка или масло. Например, при температуре окружающей среды -20 градусов Цельсия и ниже требуется специальная смазка, чтобы выдерживать низкие температуры. Влага также влияет на конструкцию, а для работы с соленой водой и смывом потребуется коробка передач, которая лучше защищена от проникновения.Входные и выходные потребности
Отверстия, валы и выходное вращение можно изменить в соответствии с вашими потребностями.При необходимости отверстия и валы могут быть шестигранными, квадратными, D и шлицевыми. Выходные вращения могут быть созданы по часовой стрелке или против часовой стрелки и даже могут быть двойными валами, вращающимися в противоположных направлениях.Ondrives предлагает различные конструкции валов коробки передач
Мы производим редукторы и валы редукторов в соответствии с вашими потребностями. Наши валы редукторов, изготовленные из высококачественных материалов и оснащенные канавками, плоскостями, фасками и т. Д., Идеально подходят для всех ваших областей применения. Предлагаем два вала коробки передач, в том числе:Валы червячной коробки
Валы с червячной коробкой от Ondrives доступны в одностороннем и двустороннем исполнении и предназначены для использования с червячными редукторами P и PF.Мы обеспечиваем высочайшее качество инструментов и производим наши валы из устойчивой к коррозии, прочной нержавеющей стали.Червячный редуктор сконструирован с червяком, который находится в зацеплении с червячной передачей. Червяк — это шестерня в виде винта, который может легко поворачивать шестерню. Однако червячная передача не может вращать червяк, что позволяет червячной передаче выполнять функцию торможения. Эти редукторы используются в таких отраслях, как текстильная, химическая, сахарная, агитаторная, горнодобывающая, небольшие шаровые мельницы, промышленное оборудование, а также нефть и нефть.
Выходные валы с поперечной осью
Выходные валы с поперечной осью от Ondrives доступны в одностороннем и двустороннем исполнении для использования с прямоугольными цилиндрическими редукторами типа E. Эти валы редукторов, изготовленные из нержавеющей стали высочайшего качества, устойчивы к коррозии, изготовлены с высокой точностью и надежны даже в суровых условиях.Редукторы с поперечной осью, также называемые косозубыми редукторами, являются наиболее распространенным типом редукторов для трансмиссий транспортных средств и оборудования. Они могут создавать большие осевые нагрузки, используя подшипники для поддержки осевой нагрузки.При установке на перпендикулярные валы косозубые редукторы можно использовать для регулировки угла поворота на 90 градусов.
Применения коробки передач
Коробки передач находят широкое применение. Это могут быть стационарные установки, такие как ветряные турбины, а также сельскохозяйственное, промышленное, строительное, горнодобывающее и автомобильное оборудование. К популярным промышленным применениям редукторов относятся:- Энергетика
- Нефтепереработка
- Погрузочно-разгрузочные работы
- Военный
- Морской
- Целлюлоза и бумага
- Аэрокосмическая промышленность
- Офисные машины
- Конвейеры
- Производственное оборудование
- Радар
- Солнечная
- Химическая промышленность
- Управление водными ресурсами
Контактные приводы валов коробки передач
В дополнение к нашим стандартным валам и редукторам мы также можем изготовить нестандартные валы для удовлетворения ваших потребностей. Наши высокоточные валы могут изготавливаться из различных материалов, а также иметь индивидуальные особенности, такие как канавки, шейки, лыски, резьбовые отверстия и т. Д.Червячные редукторы и наши цилиндрические редукторы доступны для немедленной доставки.Валы коробки передач могут быть изготовлены по индивидуальному заказу из любой длины и материала, а диаметр вала, выступающего из коробки, может быть больше или меньше диаметра отверстия коробки передач. Эти нестандартные валы редукторов могут иметь резьбу, канавки, отверстия, лыски или другие функции в соответствии с конкретными потребностями клиентов.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших валах коробки передач или запросить коммерческое предложение сегодня. Мотор-редукторы
| Принцип работы | Ресурсы для инженеров
Что такое коробка передач?
Коробка передач использует механическое преимущество для увеличения выходного крутящего момента и снижения частоты вращения.Вал двигателя подается в коробку передач и через ряд внутренних зацеплений обеспечивает преобразование крутящего момента и скорости. Наши редукторы доступны в различных размерах и передаточных числах, чтобы удовлетворить широкий диапазон требований к крутящему моменту. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов. Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.
Основные сведения о коробке передач
РедукторыSaia motors доступны в различных размерах, чтобы удовлетворить широкий диапазон требований к крутящему моменту.Доступны передаточные числа от 4 1/6 до 6.048.000. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов. Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.
Редукторы вращаются двигателем, поток энергии идет от входного вала к выходному. Это означает, что их нельзя приводить в движение выходным валом (например, вращая вручную).
Это может привести к повреждению некоторых внутренних компонентов!
Направление вращения
В зависимости от количества ступеней направление вращения может быть как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки.Направление вращения мотор-редукторов обычно определяется выходным валом редуктора (сторона привода, см. DIN EN60034-7, IEC 60050-411).
Передаточное число
Коробка передач характеризуется своим передаточным числом i или своим временем T. Передаточное число i — это отношение входной скорости ne и выходной скорости na. T — время одного оборота выходного вала.
Допустимая сила FA и FR на выходном валу
Допустимые силовые нагрузки на выходном валу:- Осевая нагрузка FA, тянущая или толкающая в осевом направлении вала
- Радиальная нагрузка FR, действующая на вал сбоку.Каталожное значение относится к расстоянию 1 см до подшипника .
Коробка передач характеризуется своим передаточным числом i или своим временем T. Передаточное число i — это отношение входной скорости ne и выходной скорости na. T — время одного оборота выходного вала.
Допустимый крутящий момент
Срок службы коробки передач определяется нагрузкой на зубья шестерни и числом оборотов шестерен.
Максимально допустимый крутящий момент Mn определяется нагрузкой на конечную ступень редуктора и устойчивостью корпуса.
У некоторых коробок передач есть графики срока службы. Он показывает взаимосвязь между передаточным числом i и соответствующим крутящим моментом в течение фиксированного периода времени, например 1000 или 10000 часов. Условным параметром является входная скорость (эквивалентная скорости двигателя), соответствующая общему количеству оборотов всех шестерен. Поэтому в каталоге мы показываем две кривые — для двигателя 250/300 об / мин и 500/600 об / мин.
Например: Максимальный выходной крутящий момент Mx1 допустим при соотношении ix1. При меньших передаточных числах макс.допустимый крутящий момент необходимо уменьшить, так как в противном случае первые ступени коробки передач будут перегружены.
В дополнение к кривой срока службы показан крутящий момент двигателя Mm, умноженный на передаточное отношение и уменьшенный на коэффициент полезного действия редуктора (что приводит к выходному крутящему моменту Mi).
Example1: Применение двигателя 1 в сочетании с редуктором с передаточным числом ix1 приводит к выходному крутящему моменту Mx1 в точке A. Редуктор может передавать этот крутящий момент, сохраняя свой срок службы.
Если выбрано соотношение i> ix1, фактический крутящий момент будет M> Mx1.Однако срок службы не может быть гарантирован, поскольку рабочая точка теперь находится выше кривой срока службы.
Пример 2: Двигатель 1 с передаточным числом ix2. Создаваемый крутящий момент равен Mx2. Это ниже кривой срока службы. Трансмиссия может без проблем работать в течение длительного периода.
Пример 3: Двигатель 2 и передаточное число ix3 дают крутящий момент Mn. При использовании передаточного числа i> ix3 — коробка передач не может быть нагружена больше, чем Mn.
КПД
Количество ступеней в коробке передач определяет КПД.При высоких коэффициентах i этот коэффициент будет ниже 10%, как показано на графике ниже. (Для UGO / UGP, UGR см. Таблицу в главе)
Saia Motors Коробки передач Муфты
Коробки передач типов UGA, UGB и UGD могут оснащаться муфтами свободного хода или проскальзывающими муфтами.
Freewheels передают макс. крутящий момент M в заблокированном направлении, <1 cNm в обратном направлении. Муфты одностороннего проскальзывания ведут себя аналогичным образом, за исключением того, что момент скольжения имеет более высокое значение. Двусторонние скользящие муфты могут передавать только ограниченное значение крутящего момента в любом направлении, меньшее, чем крутящий момент скольжения.
Проскальзывающие муфты используются для: защиты коробки передач от перегрузок по крутящему моменту или для регулировки нагрузки путем поворота со стороны нагрузки (помните: прямое вращение выходного вала может привести к повреждению коробки передач).
| Проскальзывающая муфта | В одну сторону | В одну сторону | Двусторонняя |
| Механизм свободного хода | да | да | № |
| Крутящий момент по часовой стрелке | полный крутящий момент | <момент проскальзывания | <момент проскальзывания |
| Крутящий момент против часовой стрелки | <момент проскальзывания | полный крутящий момент | <момент проскальзывания |
| Поворот выходного вала по часовой стрелке | возможна отгрузка | блокировка | возможна отгрузка |
| Вращение выходного вала против часовой стрелки | блокировка | возможна отгрузка | возможна отгрузка |
Редукторы — бороскопы SPI
Типы промышленных редукторов и их применение
Доступны различные типы редукторов, и они могут использоваться в ряде механических приложений.В конечном итоге все редукторы работают, передавая энергию и взаимодействуя с выходным источником, чтобы определять скорость вращения внутри механизма. Вот самые распространенные типы промышленных редукторов и для чего они используются.
Коаксиальный спиральный рядный
Этот редуктор особенно полезен в тяжелых условиях эксплуатации, таких как подъем или транспортировка, поскольку они известны своей долговечностью и эффективностью. Коаксиальный цилиндрический редуктор изготовлен из закаленных материалов, таких как закаленная сталь, которые помогают минимизировать трение.
Конический цилиндрический редуктор
Эта уникальная коробка передач оснащена набором изогнутых зубцов на конической поверхности. Конический цилиндрический редуктор, рекомендуемый для карьеров и конвейеров, в первую очередь используется для создания вращательных движений между перпендикулярными валами.
Планетарный редуктор
Этот редуктор доступен как в полом, так и в сплошном входном формате и может иметь различные варианты монтажа, что делает его универсальным вариантом, известным своей надежностью и точностью в таких приложениях, как точилки для карандашей или 3D-принтеры.
Червячный редуктор
Этот редуктор в основном используется для работы в тяжелых условиях, таких как лифты. Коробка передач оснащена большим червячным колесом (отсюда и название), которое входит в зубья в области вокруг коробки передач. В некоторых случаях он может даже выглядеть как винт с гайкой. Червячные редукторы используются для обеспечения значительного передаточного отношения.
Цилиндрическая коробка передач
Этот редуктор меньшего размера представляет собой маломощное приложение, которое может использоваться в тяжелых условиях, таких как строительство или конвейеры, хотя его можно использовать в широком спектре промышленного оборудования.Винтовой редуктор расположен под углом, который позволяет большему количеству зубьев зацепляться в одном направлении, что приводит к более прямому контакту в течение длительного периода времени.