Как Работает Коробка Передач Автомобиля



как работает коробка передач автомобиля

Доступно об устройстве авто: как работает коробка передач

И это так, потому что трансмиссия Вашего автомобиля должна преобразовывать энергию, поступающую от двигателя (которая происходит в довольно ограниченном диапазоне оборотов в минуту) в нечто более полезное на ведущие колеса в большом диапазоне скоростей. Необходимо получить большую толкающую силу. когда Вы газуете трогаясь с места. И в то же время обороты двигателя должны быть довольно низкими, чтобы можно было эффективно двигаться с крейсерской скоростью.

Как же трансмиссии удается делать это. В зависимости от предусмотренного использования и стоимости отдельного автомобиля, производители предусматривают широкий выбор технологий для того, чтобы удовлетворить все запросы. Знание – сила, и чем больше Вы знаете о том, как работает Ваш автомобиль, тем лучше Вы сможете содержать его и заботиться о нем. Давайте попробуем обсудить, как работает сцепление, хорошо?

Независимо от модели автомобиля, для того, чтобы он работал, необходимо иметь сцепление и трансмиссию. Сцепление позволяет эффективно передавать вращение от вала двигателя и отсоединять его от трансмиссии (и в свою очередь, от ведущих колес) и поэтому автомашина может спокойно стоять без движения во время остановки. Затем, можно будет постепенно включать сцепление, и постепенно увеличивая мощность двигателя, плавно передавать нагрузку и сдвигать автомобиль с места. Задача трансмиссии заключается в том, чтобы обеспечить широких передаточный диапазон коробки скоростей, чтобы обеспечить обычный диапазон скоростей во время движения.

Что такое правильная Передача

Ключевым аспектом любой трансмиссии является ее способность преобразовывать выходную мощность двигателя в полезный вращающий момент, с тем, чтобы эту энергию можно было подавать на колеса с требуемой скоростью. Это достигается путем выбора скоростей коробки передач между двигателем и ведущими колесами. При низкой передаче трансмиссия позволяет двигателю вращаться свободно, несмотря на то, что автомобиль двигается медленно. Это обеспечивает максимальное увеличение вращающего момента для ускорения когда автомобиль трогается с места или когда Вы везете тяжелый груз на очень маленькой скорости.

И, наоборот, при высокой передаче трансмиссия позволяет установить обороты двигателя на нужном уровне, который наиболее эффективен для потребления топлива даже несмотря на то, что скорость движения очень высока. Она обеспечивает высокую скорость при относительно небольшой силе вращения. Но попытайтесь заехать на холм или же ехать против сильного ветра на высокой скорости и увидите, что медленно вращающийся двигатель не будет иметь достаточной мощности, чтобы поддерживать нужную Вам скорость (Единственный выход: переключите рычаг скоростей на более низкую передачу).

Между высокой и низкой скоростями у трансмиссии должно быть доставочное количество промежуточных скоростей, чтобы уметь справится со всеми ситуациями на трассе, которые могут возникнуть. В современных автомобилях с ручной коробкой передач нормой является наличие от четырех до шести передач.

Мельница

Ручные трансмиссии применяются в той или иной форме с первых дней существования автомобиля. В принципе, они не претерпели каких-либо сильных изменений, хотя сильно усовершенствовали и они стали легкими в использовании. Ручное сцепление располагается между двигателем и трансмиссией и состоит из вращающихся пластин (тарелок), которые остаются в контакте (сцепленными) до тех пор, пока водитель их не разъединит, нажав на педаль сцепления. Одна пластина вращается вместе с коленвалом двигателя, в то время как вторая двигается на валу трансмиссии. Мощные пружины сжимают вместе эти пластины. Поэтому педаль сцепления имеет усиление в виде рычага и обеспечивает механическое или гидравлическое соединение. Или же в некоторых случаях сцепление происходит с помощью вакуума, создаваемого двигателем. Сцепление имеет изнашивающуюся поверхность, которая может заменяться, и которая позволяет ей медленно производить сцепление, что необходимо для того, чтобы плавно трогаться с места.

Имея рычаг, установленный на полу автомобиля, водитель может устанавливать вручную в зависимости от обстоятельств, нужную скорость трансмиссии. Шестерни в трансмиссии двигаются с помощью рычага, имеющего вилообразную форму, что позволяет им двигаться по осям трансмиссии. Сцепление спроектировано таким образом, что одновременно может быть задействована только одна скорость - в противном случае трансмиссия производила бы страшный шум. Первая скорость обеспечивает наибольшее число оборотов (или разницы между высокой скоростью двигателя и низкой скоростью вращения колес). На самой высокой скорости все происходит с точностью до наоборот.

Для того, чтобы поменять скорость, водителю необходимо на секунду отжать сцепление для того, чтобы отключить трансмиссию и позволить рычагу переключения передач плавно передвинуться и не повредить коробку передач. Полуавтоматическая трансмиссия аналогична той, которая используется в нескорых гоночных автомобилях и в автомобилях марки «Феррари», когда с помощью компьютера осуществляется переключение сцепления и компьютер управляет всем процессом переключения скоростей при нажатии на кнопку. Вы можете переключать скорости, как Вам нравится. Или в некоторых случаях, установите режим работы полного автомата и все что Вам понадобится – это только нажимать на педаль газа и держать ее у нужном положении.

Как работает коробка-автомат?

Нельзя не заметить тот факт, что все больше и больше становится автомобилей с АКПП (автоматической коробкой передач) и они постепенно начинают вытеснять машины с МКПП (механической коробкой передач). Причины этого понятны – с автоматикой процесс управления автомобилем делается проще и доступней, особенно для новичков. Но чтобы АКПП работала долго и надежно и не вызывала бы лишних затрат на свое содержание, лучше всего знать, как работает коробка-автомат.

Содержание статьи

Зачем на автомобиле нужна коробка?

Для любого механизма существует определенный диапазон условий, в пределах которого он работает оптимально. Все это относится и к ДВС (двигателю внутреннего сгорания). Однако условия движения автомобиля меняются в широком интервале – так, скорость может составлять и 20, и 120 км/ч, под колесами бывает прекрасный асфальт или грязь проселочной дороги. И всегда мотор должен обеспечивать уверенное движение машины.

Крутящий момент, развиваемый двигателем, поступает на колеса через ряд механизмов. Одним из них является КПП (коробка передач). В ней, благодаря использованию набора шестерен, величина крутящего момента может изменяться, вследствие чего обеспечивается движение автомобиля при различных внешних условиях. Эти изменения момента – результат определенных действий водителя, при которых ему приходится выжимать сцепление, переключать передачи и нажимать педаль газа. Так все происходит, если автомобиль оснащен МКПП.

Что делает АКПП, ее достоинства и недостатки

Все осуществляется несколько по-другому, если на автомобиле работает коробка-автомат. В этом случае водителю нет необходимости выжимать сцепление и переключать передачи. В машинах с АКПП вообще не предусмотрена педаль сцепления, благодаря чему водитель может основное внимание уделить управлению автомобилем и наблюдению за дорогой.

Поэтому надо сразу отметить, что АКПП заменяет работу сразу двух устройств – сцепления и самой КПП. Кроме того что АКПП избавляет водителя от выполнения нескольких операций, она обеспечивает:

1. Возможность движения автомобиля в заданном режиме. Как правило, предусматриваются такие режимы, хотя могут быть и другие:

  • Sport, являющийся наиболее быстрым и динамичным, при этом двигатель отдает максимальную мощность
  • Kick-down – режим перехода на пониженную передачу, например для раскрутки двигателя перед обгоном
  • Overdrive – переход на повышенную передачу, что обеспечивает экономию топлива
  • Norm – оптимальный или сбалансированный режим
  • Winter – зимний режим, направленный на предотвращение пробуксовки колес при начале движения.

2. Возможность ручной смены передач.

Среди недостатков АКПП стоит отметить:

  • увеличенный расход топлива автомобиля
  • повышенное внимание к поведению коробки
  • увеличенную стоимость технического обслуживания
  • замедленное переключение передач, некоторую «задумчивость» коробки.
к содержанию ↑

Виды АКПП, принцип работы

Такая сложная задача, как автоматическое переключение передач, подразумевает, что возможно несколько ее решений. На сегодняшний день для создания АКПП используются:

  • гидротрансформатор,
  • вариатор,
  • роботизированная КПП.

Поэтому для понимания того, как работает автоматическая коробка передач, придется коснуться всех перечисленных вариантов ее реализации.

АКПП на основе гидротрансформатора

В данном случае происходит некоторая путаница понятий. Подобный автомат является комбинацией таких устройств, как КПП и гидротрансформатор. Причем последний выполняет функции сцепления, а переключение передач осуществляет электроника. Описанную реализацию АКПП называют классической, именно таким образом были построены первые автоматы.

Принцип работы подобного устройства достаточно прост. Понять его поможет пример с двумя вентиляторами, приведенный ниже.

Один из них включен в сеть, другой нет. Несмотря на это, поток воздуха, создаваемый включенным вентилятором, раскручивает лопасти второго. На таком же принципе работает и гидротрансформатор, устройство которого приведено на рисунке.

В состав гидротрансформатора входит несколько колес – насосное, связанное с двигателем, турбинное, закрепленное на валу коробки, и реакторное, расположенное между ними. Колеса находятся достаточно близко друг к другу внутри корпуса, заполненного маслом. Под действием крутящего момента, поступающего от двигателя, масло начинает перекачиваться от насосного колеса к турбинному, на рисунке этот поток обозначен зеленой стрелкой.

Благодаря возникающему центростремительному ускорению поток уходит на края. Под его действием раскручивается турбинное колесо, и соответственно, крутящий момент поступает с первичного на выходной вал гидротрансформатора, соединенного с КПП. Поток масла возвращается к центру гидротрансформатора и отбрасывается обратно в сторону насосного колеса (показан красным цветом). По пути он раскручивает реакторное колесо, также связанное с валом, что дает некоторое повышение КПД устройства.

Переключение передач осуществляется с помощью электроники или иных изделий автоматики, выполняющих эту функцию без помощи водителя, обеспечивая при этом практически непрерывную передачу момента.

Вариаторная АКПП

Подобную коробку часто называют просто вариатор. Принцип, используемый при его работе, известен с давних пор и основан на изменении диаметров шкивов, ведущего и ведомого, при различной их угловой скорости. Приведенный ниже рисунок позволяет лучше представить, как это происходит:

Ведущий и ведомый валы связаны ремнем, расположенным на шкивах специальной конструкции. Каждый из них представляет собой конусы, обращенные друг к другу вершинами. Конусы могут сходиться и расходиться, изменяя диаметр шкива. Различное соотношение диаметров шкивов приводит к изменению величины момента, передаваемого между ними. Причем связь между шкивами не прерывается, и передача усилия ведется непрерывно. Фактически получается бесступенчатая передача момента, или автоматическая бесступенчатая коробка передач.

Ремень может быть разного типа – клиновидный или цепной. В зависимости от передаваемого усилия и условий эксплуатации используется тот или иной вариант. Особенностью вариатора является то, что он не обеспечивает передачу реверсивного момента, поэтому для реализации режима движения заднего хода приходится применять специальные устройства.

Несомненные достоинства вариатора – плавность и неразрывность при передаче усилия от двигателя к колесам.

Роботизированная КПП

Фактически это та же МКПП, только вместо водителя все операции (выжим сцепления и смену передач) выполняет робот (автомат).

Управление такой коробкой осуществляется электроникой: по сигналам от датчиков определяется момент переключения, исполнительным устройством отсоединяется от мотора первичный вал, включается нужная передача, после чего первичный вал опять подсоединяется к двигателю. Для повышения эффективности работы подобной КПП стали использовать двойное сцепление.

При таком подходе по разным валам разнесены шестерни, относящиеся к четным и нечетным передачам. Смена передач происходит за счет включения и отключения нужного сцепления. Такие коробки называются «преселективные», т.е. предваряющие выбор.

Рассматривать работу любого отдельного типа АКПП можно долго, у каждой коробки есть недостатки и достоинства, но объединяет их одно – освобождение водителя от операций по переключению скоростей. Принцип работы рассмотрен выше, а уж выбирать, какая лучше, – дело лично каждого.

Как работает коробка передач в автомобиле?

Простое объяснение, что такое коробка передач.

В автомобиле тысячи запчастей и компонентов. Но некоторые части любого автомобиля, контролируют именно то, что делает вашу машину именно движущимся транспортным средством. поэтому они играют более важную роль по сравнению с другими агрегатами автомобиля. К примеру, к очень важным частям любой машины относится коробка передач. Без нее крутящий момент от двигателя не смог бы достичь колес и ваш автомобиль не тронулся бы с места.

Да, мы не должны владеть углубленными знаниями об устройстве автомобиля. Но, что такое коробка передач обязан знать каждый водитель. Об этом сегодня и поговорим.

Есть два основных типа коробок передач, которые используются в большинстве автомобилей на мировом авторынке - ручная КПП и автоматическая. Сегодня мы остановимся на этих двух основных коробках передач, хотя стоит отметить, что в последние годы набирают популярность другие виды трансмиссий. К примеру, коробка передач с двойным сцеплением, которая работает по принципу механической трансмиссии, но с компьютерным управлением сцепления. Электроника сама автоматически выжимает сцепление, но скорости переключает водитель. Также получили распространение бесступенчатые автоматические коробки вариатор (CVT). Принцип действия подобной коробки основан на ременном приводе по аналогии с велосипедной цепной передачей. Также в последние годы на рынке стали появляться автомобили без коробок. Как правило, автомашины без трансмиссии используют только электрический двигатель.

Прежде чем углубиться в описание принципа работы коробки передач, давайте обозначим основные термины:

Передача: В данном понимании передача представляет в коробке набор определенных шестерёнок, которые работая синхронно вместе, регулируют соотношение между скоростью двигателя и скоростью колеса. Также этот термин используется для описания каждой скорости коробки передач. К примеру, в автоматической коробки электроника автоматически выбирает какой вал с шестернями использовать для оптимальной передачи крутящего момента. В механической трансмиссии водитель самостоятельно выбирает необходимую скорость.

Передаточное отношение: это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего.

Сцепление: Механизм подключения или отключения двигателя к (от) системы передачи (коробки).

Коробка передач: Механизм передачи крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Рычаг переключения передач: Рычаг, который водитель использует для управления коробкой передач и выбора нужной скорости.

Теперь перейдем непосредственно к описанию, как работают две наиболее распространенные коробки передач.

Механическая коробка передач

Несомненно, во всем мире в настоящий момент автоматическая коробка передач стала самой популярной. Согласно статистике мировых продаж автомобилей, львиная доля всех проданных новых транспортных средств в года, были оснащены автоматической трансмиссией. Но тем не мене, механическая коробка передач вопреки прогнозам пока, что по-прежнему используется в мировой промышленности. Как правило, механическая трансмиссия более проста по своей конструкции и по своему принципу работы. Именно с нее мы и начнем.

По своей основной конструкции механическая коробка представляет собой набор зубчатых шестерен и валов (входные и выходные валы). Шестерни одного вала взаимодействуют с шестернями другого вала. В результате соотношения между включенной передачей на входном валу и включенной передачи на выходном валу определяет общее передаточное число определенной передачи.

Водитель выбирает нужную передачу на механической коробке передач. перемещая рычаг переключения скоростей. Рычаг управляет движением передач вдоль входного вала. Перемещая рычаг вперед или назад, выбирается нужный набор шестеренок для включения необходимо скорости. Как правило, при переключении рычага верх или вниз два набора шестерней находятся на одном валу. При переключении рычага влево или вправо выбор набора шестеренок происходит на разных валах.

Чтобы включить передачу в механической коробке передач водитель нажимает сначала на педаль сцепления, в результате чего крутящий момент двигателя при выжатом сцеплении не передается на коробку, поскольку двигатель отключается от входного вала КПП. Это позволяет с помощью рычага коробки выбрать нужную скорость, подключив нужный набор шестерен. После выбора необходимой передачи водитель отпускает педаль сцепления, и крутящий момент начинает передаваться на первичный вал и далее на выбранный вал, который в свою очередь передает крутящий момент на привода и колеса.

Автоматическая коробка передач

В автоматической коробке передач процесс работы намного сложнее в отличие от механики. Одно из самых заметных различий между механической и автоматической коробкой, это то, что автоматическая трансмиссия не использует муфты. Как правило, автоматическая коробка использует гидротрансформаторы, которые и отключают двигатель от коробки (от вала с набором шестерен).

Функция гидротрансформаторов основана на принципах гидродинамики, которую в рамках этой статьи объяснить реально сложно. Для этого необходимо подключить математику и другие естественные науки. Но основной смысл прост. Когда двигатель работает на небольших оборотах, небольшой крутящий момент передается с помощью жидкости и различные каналы на набор шестеренок. Когда двигатель работает быстро, то крутящий момент передается на валы напрямую.

Благодаря преобразованию крутящего момента, шестерни в коробки могут свободно делать свою работу без участия водителя. Но как коробка автоматически выбирает необходимую скорость, которую в механической трансмиссии выбирает водитель вручную?

В отличие от механики где, как правило, конструкция коробки представляет два параллельных вала, автоматическая коробка использует планетарное расположение валов с шестернями. В отличие от механической коробки, в автоматической трансмиссии используется огромный выбор различных наборов шестерен, которые автоматически подключаются к передаче крутящего момента в зависимости от скорости.

Вместо ручного переключения скоростей используется гидравлическое автоматическое переключение скоростей, которое управляется электроникой. Коробка управляется специальным модулем, в который запрограммированы все соотношения передаточных чисел. В зависимости от подключаемого набора планетарного механизма, электронная программа определяет какую передачу включить с помощью гидравлического автоматического управления.

Источники: http://sanekua.ru/dostupno-ob-ustrojstve-avto-kak-rabotaet-korobka-peredach/, http://thedifference.ru/kak-rabotaet-korobka-avtomat/, http://www.1gai.ru/publ/514516-kak-rabotaet-korobka-peredach-v-avtomobile.html








Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением