Как устроена коробка передач автомобиля: Механическая коробка передач: устройство, эксплуатация, неисправности |

9 февраля, 2023
Авто
By alexxlab

Содержание

Как устроена коробка передач: многообразие гениальных форм

Сейчас мы рассмотрим как устроена коробка передач и каких типов они бывают.

Мы знаем, что двигатель автомобиля делает основною работу по перемещению нашей машины в пространстве. Но кроме него есть не менее важные узлы и агрегаты, к этому движению причастные. Например коробка передач.

Оглавление

1 Как устроена коробка передач, многообразие конструкторских решений
- 1.1 Механическая коробка передач
- 1.2 Автоматическая коробка передач
- 1.3 Вариаторная коробка передач
- 1.4 Роботизированная коробка передач

В массовом производстве в настоящее время находятся следующие типы коробок:

Механическая;
Автоматическая;
Роботизированная;
Вариаторная

Надпомню, трансмиссия — это система агрегатов, которая передает крутящий момент от двигателя к колесам, туда обычно входят коробка передач, раздатка (на полноприводных), карданные валы, дифференциал. Если есть непонятные слова, то смотрите другие статьи, описывающие тот или иной механизм.

Механическая коробка передач

Это самая простая и надежная система. Механическая коробка передач начала устанавливаться на автомобили более века назад. В них реализован принцип ручной смены передач с выключением сцепления.

Конструкция системы это объединение двух валов на которых закреплено много-много шестерней разного диаметра где один вал связан с двигателем и крутит свою шестерню, которая связана парой с другой на выходном валу и передает усилие далее на дифференциал и соответственно колеса.

Это кончено упрощенное изложение, но дает представление что не все так страшно в автомобиле. Ах, да еще забыл, что при переключении происходит отключение двигателя от системы с помощью сцепления так как что бы вошла в зацепление новая пара шестеренок, то есть соответственно передача, шестерни должны приостановиться.

Механическая коробка передач на современных автомобилях бывает 5 и 6 ступенчатая, чем больше передач при равных условиях, тем экономичнее машина. Но такие системы отживаю свое, на смену им приходят более удобные – автоматические коробки. Хотя надо признать, механическая коробка никогда не уйдет с автомобильной сцены пока существуют автомобили с двигателем внутреннего сгорания.

Автоматическая коробка передач

Удобно и легко переключать передачи на автомате, но как устроена коробка передач такого типа? Такая коробка передач более дружелюбна для пользователя, а особенно для девушек, коробка передач, которая сама выбирает нужный режим работы.

Хотя, о чем я, такую коробку передач с удовольствием выбирают и матерые профессионалы-мужчины, в больших городах, в пробках, такая коробка просто необходима.

И так про строение этого автомата. Автоматическая трансмиссия состоит из гидротрансформатора и планетарного механизма. Гидротрансформатор является связующим звеном между двигателем и планетарным механизмом который и переключает передачи.

Если вкратце, то гидротрансформатор — это набор из нескольких видов лопастей между которыми переливается масло.

Насосный набор лопастей находится на одном валу с двигателем и передает давление масла на турбину, которая обращает давление в движение валов коробки передач. А между насосным и турбинными лопастями помещен статор — это лопасти, которые при повышении оборотов двигателя притормаживаются и делают работу гидротрансформатора более эффективной.

Но все равно коэффициент полезного действия гидротрансформатора намного меньше нежели в механической коробке передач. Что влечет за собой повышенный расход топлива на автомате в сравнении с механикой.

Зато двигатель находится в более щадящем режиме так как управление коробкой осуществляется с оглядкой на нагрузку двигателя. Само же управление работой коробки сведено к переключению между режимами вперед и назад, ну и некоторым набором специальных режимов:

вперед — режим D, когда коробка сама переключает передачи от первой до последней;
назад — режим R, просто движение задним ходом;
пониженный режим L, когда переключение происходят вверх до определенной ступени, обычно до второй или третьей;
зимний режим W , дает возможность трогаться с места со второй передачи что уменьшает пробуксовку ведущих колес;
режим P (паркинг), блокирует ведущие колеса что бы автомобиль не скатывался на уклоне;
ну и режим N, «нейтраль» — при котором двигатель работает, но машина не едет и колеса не заблокированы.

Это все хорошо, Вы скажете, а как же коробка сама переключает передачи? Ну тут все просто, ранее мы вспоминали планетарный механизм, он то как раз и делает всю работу.

Здесь так же присутствуют шестеренки, но размещаются они как планеты внутри большой шестерни. В зависимости от того какую передачу нужно сейчас включить механизм с помощью масла управляемый электроникой через специальные каналы подтормаживает одни шестеренки и отпускает другие.

На данный момент самое большое количество ступеней, которое встречаться в автоматической коробке передач это 9, но и они не дают такой экономии как механические коробки передач с электронным управлением.

Вариаторная коробка передач

Как устроена коробка передач с вариатором? Принцип работы вариатора можно представить следующим образом. Все видели как устроено переключение передач на велосипеде. Там переключение передач осуществляется путем перескакивания цепи на звездочки разных диаметров, тем самым меняя момент сила на колесо.

Такой же принцип и применен на коробке с вариатором, но только вместо звездочек там применяются раздвижные конусообразные шкивы, которые сдвигаются и раздвигаются на одной оси, то выдавливая специальную наборную цепь, то впуская на меньший диаметр соприкосновения со шкивами. Вместо цепи применяется и клиноременная передача.

Управление коробкой передач вариатор происходит при помощи электроники, которая получает информацию от множества датчиков, которые в свою очередь считывают обороты коленчатого вала, скорость вращения ведущих валов, ABS, и даже давление в шинах.

Управляющий компьютер анализирует всю информацию и дает команду как сдвинуть или раздвинуть шкивы, тем самым определяя оптимальное передаточное число.

Коробка с такой конструкцией по значению КПД и уровню экономии топлива приближена к механической коробке передач. А иногда даже и превышает показатели конкурента. А плавно меняющиеся угловые скорости между шкивами обеспечивают плавность, которая не в одной из перечисленных видов коробок не возможна.

Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка с двумя сцеплениями – верх совершенства. Как устроена коробка передач с такой перспективной системой?

Электроуправляемая механическая коробка передач с двумя сцеплениями являет собой обычную коробку передач только со значительными доработками. В её строении имеются два сцепления и два набора валов с шестернями четных и нечетных передач. То есть одновременно включены в коробке две передачи, но одно сцепление разомкнуто чтобы работала одна передача.

Если же есть необходимость включить следующую передачу размыкается первое сцепление, а второе, с уже давно включённой нужной передачей смыкается. Из-за этого скорость переключений просто поразительная и не ощущается в машине.

Такая коробка хоть и отличается от классической автоматической трансмиссии, но режим роботы селектора передач чисто автоматический.

Нужно отметить, что экономичность роботизированных коробок на высоте, и такая же как у механической коробки. Это и понятно, так как нет потерь на работу классического гидротрансформатора с его сниженным КПД.

В заключении хочется отметить что все выше перечисленные виды трансмиссии имеют место быть в современном автомобилестроении, так как у каждого типа авто свои задачи и особенности.

Если Вам было интересно подписывайтесь на обновление блога и рекомендуйте статью друзьям в соц.сетях, будет еще много интересного.

До встречи!

Как работает АКПП | Устройство автоматической коробки передач

НОВОГОДНЯЯ СКИДКА! -20% НА РЕМОНТ АКПП!

Записаться на БЕСПЛАТНУЮ диагностику АКПП

записаться

Эвакуатор бесплатно
Гарантия до 2-х лет
Ремонт до 2-х дней
Бесплатная диагностика

86.000

90.000

85.000

92.000

77. 000

77.000

97.000

85.000

92.000

79.000

85.000

90.000

84.000

92.000

95.000

82.000

98.000

94.000

90.000

88. 000

88.000

86.000

89.000

84.000

Запишитесь на БЕСПЛАТНУЮ диагностику АКПП

Просто напишите свое имя и номер телефона и нажмите «Записаться». Мы Вам перезвоним и запишем Ваше авто на диагностику в удобное для Вас время. Это не рекламный трюк. Это действительно БЕСПЛАТНО! (Наш адрес Москва, ул.Подольских Курсантов д.22)

Не секрет, что трансмиссия оказывает основное влияние на динамику автомобиля. Производители постоянно испытывают и внедряют новейшие технологии в наши автомобили. Тем не менее большинство автомобилистов предпочитают эксплуатировать автомобили с механической коробкой передач, так как считают, что головной боли последняя приносит гораздо меньше. Впрочем скорее всего многие просто опасаются автоматической коробки передач, т.к не знают устройства акпп, принцип действия, и не подозревают как просто работает АКПП.

Как правильно ездить на вариаторе, советы по эксплуатации

Проблемы DSG — симптомы и разновидности

Самая надежная и лучшая АКПП | Рейтинг по показателю надежности

Прогрев АКПП зимой | Как правильно прогревать коробку? + Видео

S-Tronic Audi коробка передач, отзывы и характеристики

Коробка Powershift | Форд Фокус 3

Роботизированная коробка передач — что это?

Как пользоваться АКПП? Режимы работы | Управление

Акпп 722.9 Мерседес | Характеристики | Неисправности | Устройство | Отзывы

Лада Гранта с АКПП | Автоматическая коробка переключения передач Лада — Отзывы, Видео

Типичные неисправности АКПП | Причины поломки автомата | Симптомы

Масло для вариатора — какое лучше заливать в CVT?

Какое масло заливать в АКПП (автоматическую коробку передач)?

Замена масла в АКПП Шевроле Авео

Замена масла в АКПП Ford Fusion (Фьюжн) + Видео

Замена масла в АКПП (PowerShift) Форд Мондео

Замена масла в АКПП Пежо 308 и 307 (AL4)

Замена масла в АКПП Ниссан Альмера

Замена масла в АКПП Peugeot 206 (DP0, AL4)

Замена масла в АКПП Опель Инсигния своими руками

АКПП встает в аварийный режим: причины и способы их устранения

Толчки и рывки при включении АКПП – причины и пути исправления

Буксует АКПП | Устранение пробуксовки автоматической коробки передач

Пинки, рывки и недостатки АКПП U660E / U760E — перепрошивка

Ремонт АКПП DP0, AL4 (гидроблок) своими руками — советы, видео

Стук в АКПП — причины неисправности

Перегрев АКПП — симптомы и причины

Ремонт АКПП 01N | Переборка автомата Volkswagen Passat B5

Как заменить детали мехатроника (DSG 6) ремонт — подробный отчет

Датчик переключения передач АКПП | Принцип работы, возможные поломки и их устранение

Автомобильные коробки передач: как работают механические и автоматические коробки передач

(Изображение предоставлено: Getty Images)

Коробка передач является одним из строительных блоков современного автомобиля. Неудивительно, что это также одна из самых сложных частей оборудования внутри любого автомобиля.

Двигатель автомобиля соединяется с его коленчатым валом, который вращается тысячи раз в минуту, согласно книге «Трибологические процессы в системах клапанного механизма с облегченными клапанами» (открывается в новой вкладке). Это слишком быстро для колес, поэтому шестерни преобразуют мощность в скорости, с которыми колеса могут справиться. В шестернях используются блокирующиеся зубья, соединяющие маленькие быстро движущиеся шестерни с более крупными шестернями с большим количеством зубьев, и эта большая шестерня вращается с меньшей скоростью.

Нижние передачи имеют более крупные зубья и позволяют двигателю развивать высокое усилие без быстрого движения автомобиля, что идеально, если вы едете медленно или в гору, согласно журналу Transportation Research Part A: General (opens in new tab ).

Более высокие передачи обеспечивают большую скорость, а не крутящий момент, что отлично подходит для плавного движения по автостраде.

Низкие передачи обеспечивают большую мощность, а более высокие передачи обеспечивают большую скорость, но чтобы достичь этих высоких скоростей, вам нужно переключаться между передачами вверх. Большинство автомобилей имеют как минимум пять передач, что дает водителям более точный контроль над мощностью и скоростью.

Механические коробки передач

Механические коробки передач сложны — вот как работает коробка передач в большинстве автомобилей.

История шестерен

Коробки передач существуют уже давно. Согласно материалам конференции AIP , первую современную механическую коробку передач продемонстрировали французские изобретатели Луи-Рене Панар и Эмиль Лавассор в 1894 году, а Луи Рено усовершенствовал конструкцию в 1898 году. В 1928 году Cadillac представила синхронизированную систему. для более плавного переключения передач.

Связанный: Формула 1: технологии, формат и факты о Формуле-1

Шестерни для других целей даже старше, чем автомобили, и остатки древних шестерен были обнаружены в Китае 4-го века. Старейшие в мире рабочие часы используют шестеренки для определения времени в Солсберийском соборе с 1386 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

Большинство автомобилей по-прежнему используют либо механическую, либо автоматическую коробку передач, но некоторые новые автомобили оснащены современными системами вариатора или двойного сцепления, по данным Driving.ca .

CVT означает «бесступенчатая трансмиссия». Это разновидность автоматической коробки передач, но она отличается от обычного оборудования одним ключевым моментом. Согласно данным Международного журнала научных и инженерных исследований, вместо обычных передач, при которых водитель может чувствовать переходы, коробки передач CVT имеют конусообразную конструкцию и систему шкивов для создания плавного перехода вверх и вниз в диапазоне мощности автомобиля. в новой вкладке). Это эффективная система, которая часто используется в гибридных автомобилях.

Системы двойного сцепления часто встречаются в полуавтоматических автомобилях, позволяя автомобилю предварительно выбирать передачи, а это означает, что водитель может переключать передачи невероятно быстро. Эта система часто присутствует на высокопроизводительных автомобилях и автомобилях с лепестками переключения передач на рулевом колесе.

Механические коробки передач также не застрахованы от инноваций. Volkswagen выпустил новую механическую коробку передач под названием MQ281, которая повышает эффективность и снижает выбросы , согласно веб-сайту Volkswagen .

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач появились в продаже в 1940-х годах, согласно Международному журналу автомобильного дизайна , и сейчас они часто более популярны, чем механические коробки передач. По данным Readers’ Digest (открывается в новой вкладке), на самом деле подавляющее большинство водителей в США используют транспортное средство с механической коробкой передач.

Связанный: Центральный замок: как работает электрическое запирание дверей автомобиля

В автоматических коробках передач отпадает необходимость в педали сцепления, которая отключает двигатель от трансмиссии для переключения передач. Вместо этого они используют систему гидротрансформатора, полагаясь на трансмиссионное масло для передачи энергии от входного вала к шестерням. Компьютеры в автомобиле точно определяют, когда нужно переключать передачи.

Это обеспечивает плавное переключение передач и более легкое вождение, а автоматические коробки передач часто более эффективны, чем их аналоги с механической коробкой передач.

Дополнительные ресурсы

Наглядную демонстрацию механической коробки передач можно посмотреть в этом видео от Lesics (откроется в новой вкладке). Чтобы узнать больше о будущем автомобильных передач, прочитайте эту статью на веб-сайте Volkswagen (откроется в новой вкладке).

Библиография

«Принципы работы клапанного механизма (откроется в новой вкладке)». Трибологические процессы в системах клапанного механизма с облегченными клапанами. Новые исследования и моделирование (2016).
«Оптимальное вождение для экономии топлива на одном автомобиле (откроется в новой вкладке)». Транспортные исследования Часть A: Общие.
«Расчет передаточного числа и сравнение между спортивным внедорожником (внедорожником) и гоночным приложением (откроется в новой вкладке)». Материалы конференции AIP (2018 г.).
«Автоматизация вождения: изучение философии дизайна у авиации (откроется в новой вкладке)». Международный журнал дизайна транспортных средств (2007 г.).
«Вариатор конического типа с высокоскоростными вариантами (открывается в новой вкладке)». Международный журнал научных и инженерных исследований (2015 г.).

Майк — независимый журналист и консультант по технологиям, увлекающийся играми, футуристическими технологиями и автоспортом. Ранее Майк работал писателем в журнале PC Pro и публиковал статьи о технологиях для многих других СМИ, включая TechRadar, Wired, PC Advisor, Stuff, The Inquirer и Red Bull Gaming.

Автомобильные коробки передач: как работают механические и автоматические коробки передач

(Изображение предоставлено: Getty Images)

Двигатель автомобиля соединяется с его коленчатым валом, который вращается тысячи раз в минуту, согласно книге «Трибологические процессы в системах клапанного механизма с легкими клапанами» (открывается в новой вкладке). Это слишком быстро для колес, поэтому шестерни преобразуют мощность в скорости, с которыми колеса могут справиться. В шестернях используются блокирующиеся зубья, соединяющие маленькие быстро движущиеся шестерни с более крупными шестернями с большим количеством зубьев, и эта большая шестерня вращается с меньшей скоростью.

Нижние передачи имеют более крупные зубья и позволяют двигателю развивать высокие уровни мощности без быстрого движения автомобиля, что идеально, если вы едете медленно или в гору, согласно журналу Transportation Research Part A: General (opens in new tab ).