A sebességváltó készüléke és működési elve

Ahhoz, hogy egy autó az úton haladjon, nem elég, ha a motorháztető alatt erős és hatékony motor van. A főtengely nyomatékát valamilyen módon át kell adni a jármű hajtókerekeinek.

Erre a célra létrehoztak egy speciális mechanizmust - sebességváltót. Vegye figyelembe annak felépítését és célját, valamint hogy miben különböznek a különböző KP-módosítások.

A sebességváltó célja

Röviden: a sebességváltót úgy tervezték, hogy a nyomatékot az erőforrásról a meghajtó kerekekre továbbítsa. A sebességváltó átalakítja a főtengely fordulatszámát is, így a sofőr gyorsíthatja az autót anélkül, hogy a motort forgatná a maximális fordulatszámig.

Ez a mechanizmus illeszkedik a belső égésű motor paramétereihez annak érdekében, hogy a motor teljes erőforrását a lehető legjobban kihasználhassa alkatrészeinek károsítása nélkül. A sebességváltónak köszönhetően a gép előre és hátra is tud mozogni.

Minden modern autó rendelkezik olyan sebességváltóval, amely ideiglenesen kikapcsolja a főtengely és a hajtókerekek merev csatlakozását. Ez lehetővé teszi az autó üresjáratát, például gyengéden megközelíti a lámpát. Ez a mechanizmus azt is lehetővé teszi, hogy ne kapcsolja ki a motort, amikor az autó leáll. Erre az akkumulátor feltöltéséhez és további berendezések, például légkondicionáló működtetéséhez van szükség.

Minden kereskedelmi ajánlatnak meg kell felelnie a következő követelményeknek:

• Biztosítsa az autó tapadását és a gazdaságos üzemanyag-fogyasztást a motor teljesítményétől és térfogatától függően;
• Könnyű használat (a jármű sebességének megváltoztatásakor a vezetőt nem szabad elvonni az úttól);
• Működtetés közben ne keltsen zajt;
• Nagy megbízhatóság és hatékonyság;
• Minimális méretek (a lehető legnagyobb mértékben erőteljes járművek esetén).

Sebességváltó készülék

Az autóipar története során ezt a mechanizmust folyamatosan korszerűsítették, aminek köszönhetően manapság sokféle sebességváltó létezik, amelyek sok jelentős különbséggel rendelkeznek.

Bármely sebességváltó készüléke a következőket tartalmazza:

• Ház. Minden szükséges alkatrészt tartalmaz, amelyek biztosítják a motor és a hajtótengely összekapcsolását, amelyből a forgás a kerekekhez jut.
• Olajtartály. Mivel ebben a mechanizmusban az alkatrészek nagy terhelés alatt érintkeznek egymással, a kenés biztosítja a hűtésüket, és olyan olajfilmet hoz létre, amely véd a fogaskerekek idő előtti kopása ellen.
• Sebességátviteli mechanizmus. A doboz típusától függően a mechanizmus tartalmazhat tengelyeket, egy fogaskerék-készletet, egy bolygóművet, egy nyomatékváltót, súrlódó tárcsákat, szíjakat és szíjtárcsákat.

KP osztályozás

Számos paraméter alapján osztályozható az összes mező. Hat ilyen jel van. Mindegyikben a forgatónyomaték a saját elve szerint kerül a hajtókerékhez, és más a sebességváltó-választási módja.

Az áramlás továbbításával

Ez a kategória a következő KP-ket tartalmazza:

• Mechanikus sebességváltó. Ebben a módosításban az erőátvételt hajtómű hajtja végre.
• Hajtómű koaxiális tengelyekkel. A forgást egy fogaskerék-vonaton keresztül is továbbítják, csak annak elemei készülnek kúpos vagy hengeres alakban.
• Bolygó. A forgást egy bolygókerekes halmazon keresztül továbbítják, amelynek fogaskerekei egy síkban helyezkednek el.
• Hidromechanikus. Egy ilyen sebességváltóban mechanikus (többnyire bolygótípusú) erőátvitelt alkalmaznak egy nyomatékváltóval vagy folyadékkapcsolóval együtt.
• CVT. Ez egy olyan sebességváltó, amely nem használ lépcsős sebességváltót. Leggyakrabban egy ilyen mechanizmus egy folyadékkapcsolóval és egy övcsatlakozással együtt működik.

A fogaskerekekkel ellátott fő tengelyek száma szerint

A sebességváltók tengelyek szerinti osztályozásakor megkülönböztetik őket:

• Két tengellyel és a tengely egyfokozatú fogaskerekével. Ezekben az átvitelekben nincs közvetlen átvitel. Leggyakrabban ilyen módosítások találhatók az elsőkerék-meghajtású autókban. Néhány hátsó motorral szerelt modellnél is van hasonló doboz.
• Három tengellyel és a tengely kétfokozatú fogaskerekével. Ebben a kategóriában vannak koaxiális és nem koaxiális tengellyel rendelkező változatok. Az első esetben közvetlen közvetítés van. Keresztmetszetében kisebb méretekkel és kissé nagyobb hosszúsággal rendelkezik. Ilyen dobozokat használnak a hátsókerék-meghajtású autókban. A második alkategóriának nincs közvetlen átvitele. Alapvetően ezt a módosítást összkerék-meghajtású járművekben és traktorokban használják.
• Több tengellyel. Ebben a sebességváltó kategóriában a tengelyek egymás utáni vagy nem egymás utáni kapcsolással rendelkezhetnek. Ezeket a sebességváltókat elsősorban traktorokban és szerszámgépekben használják. Ez több sebességfokozatot tesz lehetővé.
• Tengelyek nélkül. Ilyen ellenőrző pontokat nem használnak a közönséges közlekedésben. Az ilyen modellek között vannak koaxiális és nem igazított változatok. Főleg tartályokban használják őket.

A bolygókerekes sebességváltók osztályozása

A bolygókerekes sebességváltók a következő paraméterek szerint vannak felosztva:

• Két, három, négy vagy több szabadságfok, ha az összes súrlódási elem nincs csatlakoztatva;
• A mechanizmusban használt bolygókerekes hajtómű típusa epiciklikus (a fő koronának belső vagy külső elrendezése van).

Ellenőrzési módszerrel

Ebben a kategóriában vannak ilyen mezők:

• Kézikönyv. Ilyen modellekben a vezető kiválasztja a kívánt sebességfokozatot. Kétféle kézi sebességváltó létezik: a sebességváltást a vezető erőfeszítései vagy egy szervo hajtja végre. Mindkét esetben a vezérlést egy személy végzi, csak a sebességváltó második kategóriájában van szervo készülék. Jelet kap a vezetőtől, majd beállítja a kiválasztott sebességfokozatot. A gépek leggyakrabban hidraulikus szervohajtást használnak.
• Automatikus. Az elektronikus vezérlőegység több tényezőt (a gázpedál megnyomásának mértékét, a kerekekből érkező terhelést, a főtengely fordulatszámát stb.) Határozza meg, és ennek alapján maga határozza meg, hogy mikor kell fel- vagy lefelé kapcsolni.
• Robot. Ez egy elektromechanikus doboz. Ebben a sebességváltókat automatikus üzemmódban kapcsolják be, csak a készüléke olyan, mint a hétköznapi mechanikának. Amikor a robotváltó működik, a vezető nem vesz részt a sebességváltásban. A vezérlőegység maga határozza meg, hogy melyik fokozatot kell bekapcsolni. Ebben az esetben a kapcsolás szinte észrevétlenül történik.

A sebességfokozatok száma szerint

Ez a besorolás a legegyszerűbb. Ebben az összes dobozt elosztják a sebességfokozatok számával, például négy, öt hat stb. Ez a kategória nemcsak manuális, hanem automatikus modelleket is tartalmaz.

Átviteli típusok

A leggyakoribb osztályozás maga a doboz típusa szerint történik:

• Mechanika. Ezekben a modellekben a sebességváltást és a váltást teljes egészében a vezető végzi. Alapvetően ez egy több tengellyel rendelkező sebességváltó, amely egy sebességváltón keresztül működik.
• Gép. Ez a sebességváltó automatikus üzemmódban működik. A megfelelő sebességfokozat kiválasztása azon paramétereken alapul, amelyeket a sebességváltó vezérlőrendszere mér.
• A robot egyfajta mechanikus sebességváltó. Ennek a módosításnak a kialakítása gyakorlatilag nem különbözik a szokásos mechanikától: tengelykapcsolóval rendelkezik, és a fogaskerekek a hajtott tengely megfelelő fogaskerékének csatlakoztatásán keresztül kapcsolódnak be. Csak a sebességváltó vezérlését vezérli a számítógép, a vezető nem. Az ilyen sebességváltó előnye a lehető legsimább váltás.

Design-specifikus sebességváltók

Az ismert sebességváltók mellett egyedi módosítások is használhatók a járművekben. Az ilyen típusú dobozok sajátos kialakításúak, és ezzel együtt a saját működési elvük is.

Bezvalnaya KP

Azokat a hajtóműveket, amelyek nem használnak előre összeszerelt tengelyeket, tengely nélkülieknek nevezünk. Tervezésük során több fogaskerekes soruk van, amelyek két párhuzamos tengelyben helyezkednek el. A fogaskerekek a tengelykapcsolók reteszelésével vannak összekötve.

A fogaskerekek két tengelyen helyezkednek el. Közülük kettő szorosan rögzítve van: a vezetőn az első sorban, a követőn pedig az utolsóban van felszerelve. A rajtuk elhelyezett közbenső fogaskerekek a generált áttételi aránytól függően vezető vagy hajtott szerepet játszhatnak.

Ez a módosítás lehetővé teszi az átviteli sebesség növelését mindkét irányban. Az ilyen sebességváltó másik előnye a doboz megnövelt teljesítménytartománya. Az egyik legsúlyosabb hátrány az automatikus kiegészítő rendszer kötelező jelenléte, amelynek segítségével a sebességváltást végrehajtják.

Nem szinkronizált sebességváltó

A speciális dobozok egy másik típusa egy nem szinkronizált doboz, vagy olyan, amelynek kialakításakor nincs megadva a szinkronizálók jelenléte. Ez lehet állandó hálós vagy csúszós fogaskerék-típus.

A sebességváltáshoz egy ilyen dobozban a sofőrnek rendelkeznie kell bizonyos képességekkel. Képesnek kell lennie a fogaskerekek és tengelykapcsolók forgásának független szinkronizálására, meghatározva a sebességváltóról a sebességváltóra való átmenet idejét, valamint kiegyenlítve a főtengely és a gázpedál forgási sebességét. A szakemberek ezt az eljárást a tengelykapcsoló újbóli fékezésének vagy kétszeres megnyomásának nevezik.

A zökkenőmentes váltáshoz a vezetőnek gyakorlottnak kell lennie az ilyen mechanizmusok működtetésében. Hasonló típusú sebességváltót telepítenek az amerikai traktorokba, motorkerékpárokba, néha traktorokba és sportautókba is. A modern nem szinkronizált sebességváltókban a tengelykapcsoló elhagyható.

Bütykös sebességváltó

A bütykös dobozok egyfajta nem szinkronizált modellek. A különbség a rögzítő fogak alakja. A sebességváltó hatékonyságának javítása érdekében téglalap alakú vagy bütyökfog-profilt alkalmaznak.

Az ilyen dobozok nagyon zajosak, ezért könnyű járművekben főleg versenyautókon használják őket. A verseny során erre a tényezőre nem figyelnek, de egy hétköznapi autóban egy ilyen sebességváltó nem nyújt lehetőséget az utazás élvezetére.

Szekvenciális KP

A szekvenciális sebességváltó egy olyan sebességváltó, amelynél a le- vagy a sebességváltást kizárólag egy lépésben hajtják végre. Ehhez egy fogantyút vagy lábkapcsolót használnak (motorkerékpárokon), amely lehetővé teszi, hogy a kosárban lévő sebességváltót egyszerre csak egy helyzetben mozgassa.

Egy olyan automata sebességváltó, mint a Tiptronic, hasonló működési elvvel rendelkezik, de csak ennek a sebességváltónak a működését szimulálja. A klasszikus szekvenciális sebességváltót az F-1 autókba telepítik. A kapcsolási sebességet lapátváltókkal hajtják végre.

Előválasztó CP

A klasszikus változatban az előválasztó sebességváltóhoz előzetesen meg kellett választani a következő sebességfokozatot, mielőtt a sebességváltó átállna rá. Gyakran így nézett ki. Amíg az autó mozgott, a vezető a következő sebességfokozatot tette a választóra. A mechanizmus felkészült a váltásra, de ezt parancsra tette, például a tengelykapcsoló megnyomása után.

Korábban az ilyen sebességváltókat nem szinkronizált, tengely nélküli vagy bolygós hajtású katonai felszerelésekben használták. Az ilyen dobozos módosítások megkönnyítették a komplex mechanizmusok működtetését mindaddig, amíg szinkronizált mechanikus és automatikus dobozokat fejlesztettek ki.

Jelenleg egy előválasztó dobozt használnak, de ezt inkább kettős tengelykapcsolós váltóműnek nevezik. Ebben az esetben a számítógép maga készíti elő a kívánt sebességre való átállást azáltal, hogy egy megfelelő tengelyt a rögzítetlen lemezre bekapcsolt fogaskerékkel előre összekapcsol. Az ilyen típusú modern elrendezés másik neve egy robot.

Választható sebességváltó. Mi a jobb?

A felsorolt ​​sebességváltók közül sokat csak speciális berendezéseknél vagy szerszámgépekben használnak. A könnyű járművekben széles körben használt fő sebességváltók a következők:

• Kézi váltó. Ez a legegyszerűbb továbbítási típus. Annak érdekében, hogy a forgási mozgás az erőforrásról a sebességváltó tengelyére továbbítható legyen, tengelykapcsoló kosarat használnak. A pedál megnyomásával a vezető leválasztja a doboz hajtótengelyét a motorról, amely lehetővé teszi, hogy az adott sebességhez megfelelő sebességfokozatot válasszon, a mechanizmus károsítása nélkül.
• Automatikus átvitel. A motor nyomatékát egy hidraulikus sebességváltó (nyomatékváltó vagy hidraulikus tengelykapcsoló) biztosítja. A munkafolyadék tengelykapcsolóként működik a mechanizmusban. Rendszerint egy bolygó sebességváltót hajt. A teljes rendszert egy elektronikus vezérlőegység vezérli, amely számos szenzor adatait elemzi, és ennek megfelelően választja meg az áttételt. Az automatikus dobozok között sok olyan módosítás van, amely különböző működési sémákat használ (gyártótól függően). Vannak még manuális vezérlésű automatikus modellek is.
• Robot átvitel. Ezeknek a KP-knek is vannak saját fajtáik. Vannak elektromos, hidraulikus és kombinált típusok. A robot felépítése alapvetően hasonló a kézi sebességváltóhoz, csak kettős tengelykapcsolóval. Az első biztosítja a motor nyomatékát a meghajtó kerekekhez, a második pedig automatikusan előkészíti a következő sebességfokozat bekapcsolására szolgáló mechanizmust.
• CVT továbbítás. Általános változatban a variátor két csigából áll, amelyeket egy (egy vagy több) öv köt össze. A működés elve a következő. A szíjtárcsa szétválik vagy elnyíródik, ezáltal az öv nagyobb vagy kisebb átmérőjű elemre mozog. Ettől változik az áttétel.

Itt található az egyes doboztípusok összehasonlító táblázata előnyeikkel és hátrányaikkal.

Doboz típusa:	Működési elv	méltóság	Korlátozások
MKPP	Kézi váltás, szinkronizált sebességváltó.	Az egyszerű felépítés, olcsón javítható és karbantartható, üzemanyagot takarít meg.	A kezdőnek meg kell szoknia a tengelykapcsoló és a gázpedál szinkronizált működését, különösen akkor, ha elindul egy domb felől. Nem mindenki tudja azonnal bekapcsolni a megfelelő sebességfokozatot. A tengelykapcsoló zökkenőmentes használatát igényli.
Automatikus sebességváltó	A hidraulikus szivattyú létrehozza a turbinát hajtó munkaközeg nyomását, amely a forgást a bolygóműbe továbbítja.	Vezessen kényelmesen. Nem igényli a vezető beavatkozását a sebességváltás folyamatába. Sebességváltás, a motor teljes erőforrásának maximális kihasználása. Megszünteti az emberi tényezőt (amikor a vezető véletlenül bekapcsolja az első sebességet a harmadik helyett). Simán kapcsolja a sebességfokozatot.	Magas karbantartási költség. A tömeg nagyobb, mint a kézi sebességváltóé. Az előző sebességváltó-típushoz képest ez magasabb üzemanyag-fogyasztást eredményez. A hatékonyság és a dinamika alacsonyabb, különösen sportos vezetési stílus mellett.
Робот	A kettős tengelykapcsoló lehetővé teszi a következő sebességfokozat előkészítését vezetés közbeni kapcsolásra. Leggyakrabban a páros adások az egyik csoporthoz vannak kötve, a páratlanok pedig a másikhoz. Belsőleg hasonló a mechanikus dobozhoz.	A kapcsolás maximális simasága. Nem igényel járművezetői beavatkozást a munkafolyamatba. Gazdaságos üzemanyag-fogyasztás. Nagy hatékonyság és dinamika. Egyes modellek képesek kiválasztani az üzemmódot.	A mechanizmus bonyolultsága alacsony megbízhatósághoz, gyakori és költséges karbantartáshoz vezet. Rosszul tűri a nehéz útviszonyokat.
Variátor (CVT)	A nyomaték átvitele nyomatékváltóval történik, mint egy automata gépnél. A sebességváltást a hajtótengely-tárcsa mozgatásával hajtják végre, amely a szíjat a kívánt helyzetbe tolja, ahonnan az áttételi arány növekszik vagy csökken.	Átkapcsolás rándulások nélkül, dinamikusabb a hagyományos automata gépekhez képest. Kis üzemanyag-megtakarítást tesz lehetővé.	Nem használják erőteljes erőforrásokban, mivel a sebességváltó szíj. Magas karbantartási költség. Megköveteli az érzékelők helyes működését, amelyekből a jelet a CVT működéséhez fogadják. Rosszul tűri a nehéz útviszonyokat, és nem szereti a vontatást.

A sebességváltó típusának eldöntésekor nemcsak az anyagi lehetőségekből kell kiindulni, hanem nagyobb hangsúlyt kell fektetni arra, hogy ez a doboz alkalmas-e az autóra. Nem hiába kapcsolják össze a gyár gyártói az egyes tápegységeket egy-egy külön dobozsal.

A kézi sebességváltó alkalmasabb az aktív vezető számára, aki megérti a nagy sebességű autóvezérlés bonyodalmait. A gép jobban megfelel azoknak, akik szeretik a kényelmet. A robot ésszerű üzemanyag-fogyasztást biztosít, és a mért vezetéshez van adaptálva. A gép legsimább működésének kedvelői számára egy variátor alkalmas.

A műszaki specifikációt tekintve lehetetlen tökéletes dobozra mutatni. Mindegyik jó a maga körülményeiben és sajátos vezetési képességekkel. Az egyik esetben a kezdőnek könnyebb a különféle automatikus sebességváltókkal kezdeni, egy másik esetben előnyösebb a mechanika használatának fejlesztése.

Kérdések és válaszok:

Hogyan működik a sebességváltó? A kézi sebességváltó egy sor fokozatból áll, amelyek különböző áttételi arányokat alkotnak. Az automata sebességváltó nyomatékváltóval és változó átmérőjű szíjtárcsákkal (variátor) van felszerelve. A robot a mechanika analógja, csak kettős tengelykapcsolóval.

Mi van a sebességváltó belsejében? Bármely sebességváltóban van egy hajtótengely és egy hajtott tengely. A doboz típusától függően szíjtárcsákat vagy fogaskerekeket szerelnek fel a tengelyekre.