Превключвател на кутията. Принципът на работа на ръчна скоростна кутия. Основи на експлоатация и поддръжка на ръчна скоростна кутия

Повечето двигатели с вътрешно горене имат един голям недостатък. Това е несъответствие между скоростта на въртене на маховика и скоростта на въртене на колелата. Често повечето силови агрегати се въртят със скорости до 6000, просто е неприемливо да се въртят колелата при такива скорости. За тези, които познават структурата на автомобила, скоростната кутия е познат механизъм. За тези, които не знаят, тази статия ще изясни ситуацията.

В допълнение, максималният въртящ момент в повечето агрегати е възможен само в малък интервал от обороти. Това е някъде между минималните RPM и максималните RPM. Най-голямата мощност може да се развие само при максимална скорост на маховика.

Например, двигателят VAZ-2106 произвежда показатели за производителност от 800-5400 об / мин. Но максималното ниво на въртящ момент се появява при средни скорости. За да може двигателят да работи в оптимални режими при различни условия, се използват трансмисионни системи. В автомобилите ръчната скоростна кутия се използва като трансмисионна система. Нека да разгледаме предназначението и дизайна на скоростната кутия.

Как работи?

Ако говорим накратко за принципите на работа, тогава тук няколко предавки в корпуса на кутията могат да влизат и излизат от зацепването по желание на водача. В този случай се образуват предавки с различни предавателни отношения.

Винаги се използва ръчна скоростна кутия и тя работи заедно със системата на съединителя. Това е изключване на двигателя с вътрешно горене и трансмисията. Изключете двигателя, когато превключвате предавките. Устройството на ръчната скоростна кутия не предвижда възможността, когато голям въртящ момент преминава през трансмисионната система по време на смяна на предавката.

Валове и зъбни колела

Традиционните ръчни трансмисии са специфичен набор от валове, които са монтирани в корпус или картер. Тези валове се въртят около осите си с помощта на лагери. Зъбните колела са монтирани директно върху валовете. Разположението на скоростната кутия може да бъде различно в зависимост от броя на валовете. Така се разграничават система с два вала и система с три вала.

Три шахтови системи

Тези скоростни кутии се използват в трансмисията на автомобили, оборудвани със задно задвижване. Тук можете да подчертаете наличието на устройства за синхронизация, както и специални колела, които са здрави на конвенционалните предавки. Има и задна скорост за заден ход.

Устройството на скоростната кутия предполага наличието на специални валове. Това са първичните, вторичните валове, както и специален вал между тях.

И така, основният или първичен вал чрез системата на съединителя работи директно с двигателя. Задвижваният вал работи в тандем с кардана. Но междинният е предназначен да прехвърля ротационната енергия от задвижващия вал към задвижвания.

Характеристики на конструкцията на трансмисията

В повечето дизайни на кутии и входящият вал, и вторичният са монтирани един зад друг. В този случай задвижваният се поддържа на базата на лагер, който от своя страна е монтиран в опашната част на задвижващия вал. Устройството за механична трансмисия не осигурява никаква твърда връзка между тези валове. Те могат да работят свободно, независимо един от друг.

Що се отнася до междинния вал, той се намира в повечето конструкции между задвижващия и задвижвания. Всички тези валове са оборудвани с блок от зъбни колела. За да се намалят шума и вибрациите по време на работа на тази система, зъбите на колелата са направени наклонени.

На задвижващия вал има само едно зъбно колело. Той е твърдо свързан. Той е отговорен за предаването на въртящия момент към междинния вал. Вторичният или задвижван вал е оборудван с блок от зъбни колела, които могат да се въртят свободно, но не могат да се движат по надлъжната ос. За да се даде възможност за предаване, те могат да бъдат блокирани с помощта на блокиращо устройство. В това състояние те ще могат да получават ротационна енергия от вала.

Зъбните колела са разположени срещу всяко колело на първичния и вторичния вал, които са твърдо монтирани на междинния вал. Те са постоянно зацепени с други предавки. Задвижващият вал е оборудван само с една предавка, моментът от входящия вал към междинния винаги се предава. Включването на определена предавка се дължи на свързването на определена предавка, монтирана на задвижваната ролка.

Как се сменят скоростите?

Устройството на скоростната кутия не е само набор от валове и зъбни колела. Това също са специални съединители. Те не приличат на зъбни колела и имат различен дизайн. Те са здраво закрепени към всеки вал и се въртят с него. Те могат да се движат по надлъжната ос.

От страната на зъбните колела на задвижвания вал, които са насочени към съединителите, са монтирани специални джанти или вилици. Други корони са разположени директно върху съединителите.

Когато водачът премести лоста и иска да избере друга предавка, тогава чрез специално задвижване с помощта на плъзгачи се задействат вилките, които движат съединителите надлъжно. Специална система за заключване не ви позволява да включите няколко предавки наведнъж. Това е напълно възможно, ако лостът включва два плъзгача. Заключващият механизъм фиксира плъзгачите в неутрално положение в момента, в който третият плъзгач се движи. Това предотвратява работата на две предавки едновременно.

След това съединителят се изпраща на желаната предавка. Короните им се срещат. През цялото това време съединителят се върти с вала си. Той се свързва със зъбното колело, като по този начин го блокира. След това те започват да се въртят заедно, а скоростната кутия предава въртенето на задвижването на колелата.

Синхронизатори

Устройството на скоростната кутия включва и специални устройства. С принципа на работа, описан по-горе, скоростната кутия ще работи с шум, вибрации и удари. Освен това водачът ще трябва да познае кога съединителят и предавката ще работят на една и съща скорост. В противен случай желаното предаване просто няма да се включи.

Съвременните кутии не използват обичайните и най-прости съединители. В такива модели се използват така наречените синхронизатори. Предназначени са за изравняване скоростта на въртене на предавката и съединителя. Те също така не позволяват на съединителя да блокира колелото.

Устройството и принципът на работа на скоростната кутия с два вала

Има всички същите, вече познати, задвижвани и задвижващи валове, но няма междинен. Тези кутии са инсталирани на автомобили с предно задвижване. Валовете се въртят в успоредни оси и се монтират един след друг. Въртящият момент се подава от едно от зъбните колела към задвижваното зъбно колело, фиксирано на задвижвания вал с помощта на синхронизатор. Няма възможност за директно предаване, а принципът на действие е същият като при триваловата система.

Предимства

Сред предимствата са компактните размери и високата ефективност. Това се дължи на по-малкия брой предавки. Като недостатък можем да откроим невъзможността за използване на директно предаване. И все пак такава кутия може да се използва само с леки автомобили поради трудности с големи предавателни числа.

Устройство на скоростната кутия VAZ

Автомобилите VAZ използват петстепенни ръчни скоростни кутии. Често дизайнът е двувалова система. Тази система също е оборудвана с диференциал. Задвижващите предавки от 1 до 4 предавки са монтирани на входящия вал, а 5-та предавка е подвижна. Те са свързани към задвижвани зъбни колела.

Дизайнът на системата за превключване се състои от лост, сачмен лагер, система от пръти, механизъм за избор на необходимата предавка.

По принцип повечето модели са оборудвани точно с такава кутия. Става дума за модернизирана версия на 4-степенния модел, като частите от там са максимално унифицирани.

От механика до автоматик

Когато устройството и работата на скоростната кутия е повече или по-малко ясно, можете да помислите за работата на автоматична скоростна кутия. Много по-интересно е. Много начинаещи са сигурни, че машината е директно кутия и преобразувател на въртящия момент.

Преобразувателят на въртящия момент е отделна система. Състои се от две машини с ножове. Това е центробежна помпа, както и турбини. Между тези две машини има реактор. Това е специално ръководство. Колелото на помпата е здраво закрепено към коляновия вал на двигателя. Турбинното колело е в твърда връзка с вала на скоростната кутия. В зависимост от режима, в който работи двигателят, реакторът може или да се върти, или да бъде блокиран от свободен ход.

Устройството за автоматична трансмисия е малко по-сложно. Енергията се използва за изпомпване на масло. Тук се яде прилично количество. В допълнение, много полезна енергия се консумира и от работата на помпата, която създава налягане в маслените канали. В тези кутии ефективността е по-ниска, отколкото в механиката.

Ротационната енергия се прехвърля с помощта на маслени потоци. Те се изхвърлят към турбината от помпа. Между помпата и турбината има пролуки, а лопатките имат специална геометрия, която подобрява циркулацията на течността. Тъй като няма твърда връзка между двигателя и скоростната кутия, е възможно двигателят да се спре дори при включена предавка.

планетарни предавки

Ако завъртите някои елементи, но в същото време фиксирате други, тогава можете да промените предавателните числа. Планетарните системи получават въртене от вала на преобразувателя на въртящия момент.

Устройството на автоматичната скоростна кутия се различава от стандартната "механика" по това, че може да се включи всяка предавка и няма да има прекъсване на потоците на мощност. Ако едната предавка е изключена, другата веднага се включва. В този случай водачът не усеща трептене. Но не става въпрос за спортни кутии.

Ръчната скоростна кутия е устройство за стъпаловидна промяна на предавателното отношение на скоростта на въртене от двигателя към задвижващите колела. Когато използвате ръчна скоростна кутия, водачът избира и включва желаната предавка ръчно (за разлика от автоматичната скоростна кутия). Името на това устройство също така отразява факта, че цялата му функционалност се реализира само от механични елементи, без участието на хидравлика или електроника (за разлика от хидравличните или електрически трансмисии). Популярният, но технически надежден принцип на работа на ръчната скоростна кутия е разгледан в тази публикация.

Защо производителите на автомобили трябваше да въведат скоростна кутия? Защото всеки двигател с вътрешно горене на всяка кола може да работи само в някакъв ограничен и доста малък диапазон на скоростта. А честотата на въртене на колелата - от потегляне до шофиране при високи скорости - се среща в много по-широк диапазон. И не е възможно да се избере едно универсално предавателно отношение, което да осигури целия този диапазон, като същевременно се използва разумно диапазонът на оборотите на двигателя.

За потегляне и прогресивно ускорение на автомобила, както и при движение извън пътя, е необходимо да се изразходва повече работа във физически смисъл, тоест да се приложи повече мощност към колелата му. Тоест при ниски обороти са необходими високи обороти на двигателя.

Напротив, при равномерно движение на ускоряваща се кола по равен път, нейната скорост е висока и вече не са необходими висока мощност и високи обороти на двигателя - за поддържане на желаната скорост са достатъчни както ниската мощност, така и ниските обороти на двигателя. С увеличаване на скоростта се увеличава и аеродинамичното съпротивление на движението на двигателя, което изисква високи обороти и по-значителна консумация на енергия. Същото нещо - когато карате нагоре, трябва да увеличите теглителната сила.

Следователно възниква необходимостта от прехвърляне на въртенето от двигателя към колелата с определено предавателно отношение, което може да се променя в зависимост от условията на шофиране. Един от пионерите на световната автомобилна индустрия, немският инженер Карл Бенц, се убеди в това още при първото дълго (80 км) пътуване с автомобил по негова собствена конструкция.

Това пътуване се състоя през 1887 г. Карл Бенц и съпругата му Берта и техните синове бяха на гости на тъщата на изобретателя. 80-километровото пътуване се оказа много трудно поради несъвършенството на дизайна на първата кола. На някои, привидно малки, възвишения трябваше да се бута ръчно: нямаше достатъчно сцепление. След това пътуване Бенц подобрява автомобила, като му предоставя допълнителна спомагателна предавка - "по-ниска", за да увеличи сцеплението.

Тази идея се използва в скоростната кутия и до днес: предавателното отношение трябва да бъде променливо, което ви позволява да използвате различни съотношения между скоростите на въртене на коляновия вал на двигателя и задвижващите колела.

Разбира се, първата ръчна скоростна кутия на Карл Бенц първоначално беше много примитивно устройство. Това бяха макари с различни диаметри, прикрепени към задвижващата ос. Те бяха свързани с двигателя чрез колан и с помощта на лостове коланът можеше да се прехвърля от една шайба на друга. Впоследствие коженият колан и макара бяха заменени с метална верига и звездичка, както при съвременните "напреднали" велосипеди.

Зъбна предавка и скоростна кутия на зъбни колела са поставени за първи път на автомобил от Вилхелм Майбах. Паралелно с немските автомобилни инженери, около същите години, французите също се занимават с подобни изследвания. Механичната скоростна кутия, създадена от Emile Levassor и Louis Panhard, вече използва цял набор от предавки с различни предавателни числа за движение напред и една предавка за движение назад. Както в наше време, зъбните колела на предните предавки бяха монтирани на вторичния вал, който се движеше по оста си. Това позволява на зъбни колела с различни диаметри да се захващат с фиксирана предавка на входния вал.

Официално Луис Рено стана изобретател на механична скоростна кутия, подобна на съвременната: през 1899 г. този млад начинаещ автомобилен индустриалец патентова първата в света скоростна кутия, базирана на система от подвижни зъбни колела и валове. Беше с три скорости.

Първият, който патентова ръчната скоростна кутия - Луис Рено - в своята "лаборатория".

Отвъдокеанският пионер на автомобилната индустрия - Хенри Форд - не копира постиженията на немските и френските инженери, а върви по свой път. Неговата ръчна скоростна кутия се състоеше от няколко планетарни зъбни колела (сателити), които се въртяха около централната („слънчева“) предавка и бяха фиксирани към носача. Именно тази планетарна скоростна кутия беше оборудвана с първите масово произвеждани автомобили Ford A.

Не по-малко важно техническо решение от изобретяването на кутия на зъбни колела с различни диаметри беше изобретяването на синхронизатор, направен през 1928 г. от Чарлз Кетеринг от General Motors. Улесни управлението на ръчните трансмисии, даде им нов тласък за развитие и „техническо дълголетие“.

Изминаха повече от 120 години от изобретяването на Луис Рено, но основният принцип на стъпаловидна скоростна кутия остава същият. Съвременните ръчни трансмисии, разбира се, са много по-съвършени: те имат предавки не с директно, а с винтова предавка и са по-удобни, по-тихи и по-издръжливи. Като цяло колите с "механика" са по-икономични от колите с автоматична скоростна кутия.

Ръчната скоростна кутия се състои от набор от спираловидни зъбни колела с различни размери, които са зацепени за създаване на различни предавателни отношения между коляновия вал на двигателя и задвижващите колела. Предавателното отношение става различно чрез преместване както на самите зъбни колела, така и на специално устройство - синхронизатор. Неговата задача е да изравнява (синхронизира) периферните скорости на зъбните колела, включени в зацепването.

Принципът е, че колкото по-високо е предавателното число, толкова по-ниска е предавката. Първата предавка се нарича най-ниската предавка, а нейното предавателно число е най-голямото. При него предаването на въртене се извършва от малка предавка към голяма и при висока скорост на коляновия вал скоростта на автомобила остава ниска, а теглителната сила остава висока. На най-висока предавка съответно е обратното. В неутрално положение въртящият момент от двигателя не се предава на задвижващите колела и колата се търкаля по инерция или стои неподвижно.

Повечето масово произвеждани съвременни автомобили, оборудвани с ръчна скоростна кутия, имат 5 "скорости" или скорости за движение напред. Преди няколко десетилетия повечето автомобилни ръчни трансмисии бяха четиристепенни. Ръчните скоростни кутии с шест или повече скорости, като правило, са оборудвани с „заредени“ спортни автомобили или джипове.

От техническа гледна точка ръчната скоростна кутия е затворена стъпаловидна кутия. Работните елементи на неговия дизайн са зъбни колела - зъбни колела, които се зацепват последователно, променяйки скоростта на входящия и изходящия вал, както и тяхната честота. Превключването на връзките и комбинациите от предавки се извършва ръчно.

Ръчната скоростна кутия може да работи само в тандем със съединителя. Този възел е предназначен за временно разединяване на двигателя и трансмисията. Тази операция е необходима за безболезнено и безопасно преминаване на предавките от една предавка на друга, без спиране на оборотите на двигателя и с пълното им запазване.

Оформленията на механичните скоростни кутии, които станаха широко разпространени, са двувалови и тривалови. Наричат ​​се така по броя на успоредните валове, на които са разположени спираловидните зъбни колела.

В триваловата ръчна скоростна кутия има три вала: задвижващ, междинен и задвижван. Първият е свързан към съединителя, на повърхността му има шлици. Дискът на съединителя се движи по тях. От този вал енергията на въртене се прехвърля към междинен вал, твърдо свързан с него чрез зъбно колело.

Задвижваният вал е коаксиален на задвижващия вал, свързан с него чрез лагер, който се намира вътре в първия вал. Следователно тези оси са снабдени с независимо въртене. Блокове от "различни по размер" зъбни колела на задвижвания вал нямат твърда фиксация с него и също така са ограничени от специални съединители на синхронизатора. Тук те са здраво фиксирани върху задвижвания вал, но могат да се движат по вала по шлиците.

В краищата на съединителите са поставени зъбни венци, които могат да бъдат свързани към подобни джанти в краищата на зъбните колела на задвижвания вал. Съвременните стандарти за производство на скоростни кутии изискват наличието на такива синхронизатори във всички предавки.

При двуваловата ръчна скоростна кутия задвижващият вал също е свързан към съединителя. За разлика от триосния дизайн, задвижващият мост има набор от предавки вместо само една. Няма междинен вал, а задвижваният вал е успореден на водещия. Зъбните колела на двата вала се въртят свободно и винаги са зацепени.

На задвижвания вал има твърдо фиксирано задвижващо зъбно колело на главното зъбно колело. Между останалите предавки има синхронизиращи съединители. Подобна схема на механична скоростна кутия по отношение на работата на синхронизаторите е подобна на триваловата подредба. Разликата е, че няма директно предаване и всяка степен има само една двойка свързани зъбни колела, а не две двойки.

В единия край на задвижвания вал главното зъбно колело е в твърдо зацепване. Диференциалът работи в кутията на главната скоростна кутия.

Двуваловото разположение на ръчната трансмисия има по-висока ефективност от триваловото, но има ограничения при увеличаване на предавателното отношение. Поради тази характеристика двуваловата конструкция на ръчната трансмисия се използва изключително в леки автомобили.

В редки случаи при съвременните автомобили могат да се използват и четиривалови скоростни кутии. Но според принципа на тяхната работа те също съответстват на двувалови - без междинен вал, с прехвърляне на въртене от входящия вал директно към вторичните. Най-често това са ръчни трансмисии с 6 предавки напред. При тях въртящият момент се предава от входящия вал към крайното задвижване през първия, втория и третия вторичен вал, крайните зъбни колела на които са постоянно зацепени с крайното задвижващо зъбно колело.

Осигуряването на задната предавка на автомобила е поверено на допълнителен вал със собствена специална предавка. Когато влезе в зацепване, въртенето на задвижвания вал започва в обратна посока. Няма синхронизатор на задна предавка, тъй като задна предавка се активира само когато автомобилът е напълно спрял. Във всеки случай така трябва да се постъпва. Следователно ръчната трансмисия на автомобили от много производители има защита срещу случайно превключване на задна предавка в движение (трябва да повдигнете специален пръстен на лоста, за да го преместите в задна позиция).

Когато неутралния режим е включен, предавките се въртят свободно и всички съединители на синхронизатора са в отворено положение. Когато водачът натисне съединителя и премести лоста на едно от стъпалата, специална вилка в скоростната кутия премества съединителя в зацепване със съответната двойка в края на предавката. А зъбното колело е здраво фиксирано с вала и не се върти върху него, а осигурява предаването на енергията на въртене и сила.

По време на шофиране механизмът за смяна на скоростите се задейства от седалката на водача с помощта на лоста за смяна на скоростите. Този лост движи плъзгачите с вилиците, които от своя страна движат синхронизаторите и включват желаната скорост.

Двойките предавки на двете по-ниски предавки имат най-големи предавателни числа (при леките автомобили - обикновено от 5: 1 до 3,5: 1) и се използват за потегляне и ускорение напред, както и когато е необходимо постоянно да се движите на ниско скорост или по офроуд. При движение на по-ниски предавки, дори и при високи обороти на двигателя, колата ще се движи доста бавно, но нейната мощност и въртящ момент ще бъдат използвани напълно. Напротив, колкото по-висока е предавката, толкова по-висока е скоростта на автомобила при едно и също ниво на оборотите на двигателя и неговата теглителна сила е по-малка. При по-високи предавки колата няма да може да запали или да се движи с ниска скорост. Но може да се движи с високи, до максималните предвидени скорости, при средни обороти на двигателя.

В по-голямата част от съвременните ръчни трансмисии са разположени зъбни колела с наклонен зъб, които са в състояние да издържат на по-големи сили от цилиндричните зъбни колела и освен това са по-малко шумни при работа. Спиралните зъбни колела са изработени от високолегирана стомана, като в последния етап на производство се извършва HDTV закаляване и нормализиране за облекчаване на напрежението, което гарантира издръжливостта на частите.

Преди появата на синхронизатора, за безпроблемно превключване на по-висока предавка, водачите трябваше да стиснат двойно, със задължителната работа за няколко секунди на неутрално, за да изравнят периферните скорости на предавките. И за да се превключи на по-ниска предавка, беше необходимо да се направи прегаз, за ​​да се изравнят оборотите на задвижващия и задвижвания вал. След въвеждането на синхронизаторите необходимостта от тези манипулации изчезна. А зъбните колела са защитени от ударни натоварвания и преждевременно износване.

Тези „умения от миналото“ обаче могат да бъдат полезни и за модерен лек автомобил. Например, те ще помогнат за превключване на същата предавка в случай на повреда на съединителя или ако има нужда от внезапно спиране на двигателя, когато работещата спирачна система е повредена.

Трансмисията на всеки автомобил е система, която изпълнява функциите за преобразуване, разпределение и пренасяне на въртящия момент от двигателя към задвижващите колела. Скоростната кутия е най-важният елемент на тази система.

Скоростна кутия: функции и основни видове

Скоростната кутия на автомобила е предназначена да преобразува и разпределя въртящия момент на двигателя за последващото му привеждане към задвижващите колела, както и да променя количеството на теглителното усилие при различни условия на движение на превозното средство. В допълнение, той е предназначен да осигури изключена работа на задвижващите колела и двигателя (например, когато двигателят загрява или работи на неутрално).

В момента има четири основни вида кутии:

1. механични;
2. роботизирани;
3. автоматичен;
4. задвижване с променлива скорост.

Ръчната трансмисия ("механика", ръчна трансмисия) има най-простия принцип на работа. Това е цилиндрична скоростна кутия, за която е предвиден метод за ръчно превключване на предавките.

Основните видове ръчни трансмисии

Ние се фокусираме върху "механиката". Това ще бъде най-оптималното, дори само защото познаването на ръчната скоростна кутия ще позволи, с определени умения и способности, да извършва текущата си поддръжка и дори ремонти.

"Механика" е ръчна скоростна кутия. С други думи, принципът на работа на механиката е следният: въртящият момент на двигателя се променя на стъпки - двойки зъбни колела, взаимодействащи помежду си. Всеки етап има определено предавателно отношение, което преобразува скоростта на въртене на коляновия вал на двигателя и осигурява въртене с необходимата ъглова скорост.

Броят на стъпките, с които е оборудвана скоростната кутия, е основата за класификацията на ръчните трансмисии. И така, разпределете:

1. четиристепенен;
2. пет скорости;
3. шест или повече.

Най-оптималният вариант сред специалистите е петстепенна скоростна кутия, която е най-често срещаната сред „механиката“.


Вторият критерий за класифициране на механична кутия е броят на валовете, използвани при преобразуването и разпределението на въртящия момент на двигателя. Съществуват скоростни кутии с три вала (използвани главно при превозни средства със задно задвижване) и скоростни кутии с два вала (използвани при превозни средства с предно предаване).

Устройството на двувалова скоростна кутия и принципът на нейната работа

Ограничаваме се до анализа на най-често срещания тип механична скоростна кутия - двувалова. Механичното предавателно устройство включва следните части и възли:

1. първичен (или задвижващ) вал;
2. зъбен блок на входния вал;
3. вторичен (или задвижван) вал;
4. блок зъбни колела на вторичния вал;
5. механизъм за смяна на скоростите;
6. синхронизаторни съединители;
7. картер;
8. основна предавка;
9. диференциал.

Функциите на входния вал се свеждат до предаване на въртящия момент на двигателя (чрез свързване към съединителя). Блокът от зъбни колела на първичния вал е твърдо фиксиран върху вала.

Вторичният вал е успореден на първичния. Неговите зъбни колела, свободно въртящи се на вала, са зацепени със зъбните колела на входящия вал. В допълнение, зъбното колело е в твърдо фиксирано състояние на задвижвания вал - елемент на основното зъбно колело.

Целта на главната предавка и диференциала е да предават въртящия момент към задвижващите колела на автомобила. Механизмът за превключване осигурява избор на необходимата предавка при специфични условия на движение на автомобила.
Въпреки факта, че устройството на кутията (дву- и тривалово) е различно, принципът на тяхната работа е същият.


Неутралното изключва подаването на въртящ момент от двигателя към колелата. Преместването на лоста (превключване) означава преместване на съединителя на синхронизатора със специална вилка. Съединителят синхронизира ъгловите скорости на изходящия вал и съответната предавка. След това зъбният венец на съединителя зацепва зъбния венец на зъбното колело, което заключва зъбното колело на изходния вал върху самия вал. В резултат на това кутията предава въртящ момент с определено предавателно отношение от двигателя на автомобила към задвижващите колела.

Принципът на работа на ръчна скоростна кутия при превключване на предавки е абсолютно идентичен.

Основните неизправности на ръчната скоростна кутия

Неизправностите в ръчната трансмисия се определят от характеристиките на нейния дизайн и работа. Най-често срещаните технически проблеми с механичната трансмисия са както следва.

1. Трудност при превключване (или включване) на предавките.
Посочената неизправност се дължи на повреда на механизма за превключване на скоростите, износване на синхронизатори или зъбни колела, недостатъчно ниво или ниско качество на трансмисионното масло в картера.

2. Неволно изключване на предавките.
Това обстоятелство (разговорно наричано „скоростни мухи“) се определя от неизправности на заключващото устройство (например заключващи топки) и критично износване на синхронизатори и зъбни колела.

3. Стабилен фонов шум по време на работа.
Тази грешка трябва да бъде уточнена. Експертите разграничават три негови проявления:

• шум по време на работа на кутията;
• шум при работа само на една конкретна предавка;
• шум от кутията в неутрално положение на лоста за управление.

Общият шум на кутията се дължи на износване или повреда на лагери, зъбни колела, синхронизатори, шлицови връзки, както и ниско ниво на трансмисионно масло в картера. Шумът при работа на една от предавките е индикатор за износване или повреда на определени предавки и синхронизатори. Но фонът на шума в "неутрално" положение най-често показва износване на лагера на задвижващия (първичен) вал.

4. Теч на трансмисионно масло.
Този проблем със скоростната кутия е свързан с излишък на смазка в скоростната кутия или общ теч в картера, причинен от повреда на маслени уплътнения, уплътнения и разхлабени капаци.
Най-често описаните по-горе неизправности, свързани с износване и повреда на части и възли, се елиминират изключително чрез тяхната подмяна. Освен това най-добре в този случай е да се свържете със специализиран автосервиз.

Основи на експлоатация и поддръжка на ръчна скоростна кутия

При спазване на правилата за експлоатация, правилна поддръжка и обслужване водачът не би трябвало да има проблеми със скоростната кутия на автомобила. В този случай тя работи до края на живота на автомобила.


По време на работа на кутията е необходимо постоянно да се следи нивото на смазване - редукторно масло - и да се поддържа необходимия индикатор, като не се допуска превишаването или подценяването му. В първия случай в скоростната кутия ще се концентрира прекомерно налягане, във втория няма да се осигури правилно смазване на триещите се компоненти и части, което ще доведе до намаляване на техния живот. Освен това важна превантивна мярка е периодичната пълна подмяна на смазката, която се извършва в съответствие с техническата документация на автомобила. Този принцип на работа на скоростната кутия може да се контролира от водача самостоятелно, без участието на специалист.

Много чести са случаите на механични повреди на кутията в резултат на необосновано агресивна и груба работа на водача със скоростния лост. Важно е да запомните, че превключването на предавки е промяна в режимите на работа на кутията (смяна на стъпки). Рязкото и бързо превключване на предавките може да доведе до бърза повреда на механизма за превключване, синхронизаторите и зъбните валове.

И още нещо: важно е да контролирате как работи скоростната кутия. Никой никога няма да замени човешкия фактор: шофьор, който усеща нестандартната работа на контролно-пропускателния пункт, трябва или самостоятелно да намери и отстрани причината за неизправността, или (за предпочитане) да се свърже със сервизен човек в сервиза.

Устройството и предназначението на скоростната кутия

Предназначение

Скоростна кутия (съкратено като скоростна кутия) е предназначена да променя въртящия момент по големина и посока и да го прехвърля от съединителя (ще се запознаем с механизма на съединителя в следващия раздел) към задвижващите колела. С други думи, с помощта на скоростната кутия при постоянна мощност на двигателя се променя теглителната сила на задвижващите колела на автомобила. Също така скоростната кутия ви позволява да включите задна предавка и за неограничено време (за разлика от съединителя) да изключите двигателя от задвижващите колела. Автомобилите могат да бъдат оборудвани с ръчна или автоматична скоростна кутия. Обърнете внимание, че ръчната скоростна кутия е по-често срещана днес, тя е инсталирана на всички автомобили преди изобретяването на "автоматичното", което се появи около средата на миналия век. кутия смяна трансмисия вал

устройство

Ръчната скоростна кутия съдържа следните основни елементи: картер, входящ вал, вторичен вал, междинен вал, зъбни колела, допълнителен вал, задни предавки, синхронизатори, механизъм за превключване на предавките, заключващо устройство, блокиращо устройство, скоростен лост. Обърнете внимание, че лостът за смяна на скоростите (съкратено лост за смяна на скоростите) е единственият от изброените елементи, който е достъпен от купето.

Корпусът на скоростната кутия е монтиран върху корпуса на съединителя, който от своя страна е монтиран върху картера на двигателя. Половината от обема на корпуса на скоростната кутия е заета от трансмисионно масло, използвано за смазване на частите на скоростната кутия. Смяната на маслото в скоростната кутия е рядка, при много съвременни автомобили не е необходимо да се сменя (напълва се фабрично и е предназначено за целия живот на автомобила). Това се дължи на факта, че в скоростната кутия, в сравнение с двигателя, частите се въртят много по-бавно. Следователно те не се износват толкова интензивно и много по-малко продукти от тяхната работа (метални стружки, талаш и др.) попадат в маслото. Поради това маслото в скоростната кутия остава в годно за употреба състояние по-дълго.

Корпусът на скоростната кутия съдържа лагери, върху които се въртят валовете. Тези валове имат комплекти зъбни колела с различен брой зъби. За да се превключват предавките плавно и безшумно, в скоростната кутия се използват синхронизатори. Същността на тяхната работа е, че те изравняват ъгловите скорости на въртящите се зъбни колела.

Основният възел на скоростната кутия е механизмът за превключване на предавките, с помощта на който всъщност се извършва смяната на предавките. Този механизъм се управлява с помощта на лост, разположен в кабината. Обикновено лостът за смяна на скоростите се намира между предните седалки и същевременно пред тях, но може да се намира и например на кормилната колона.

Блокиращото устройство предотвратява включването на две предавки едновременно, а блокиращото устройство предотвратява спонтанното изключване на предавки.

работа

Основният принцип на скоростната кутия се основава на факта, че различните зъбни колела имат различен брой зъби. Да предположим, че коляновият вал се върти с 3000 оборота в минута и предава този въртящ момент към входящия вал със зъбно колело, което зацепва с друго зъбно колело, което е по-голямо и има два пъти повече зъби. Валът, на който е монтирана тази втора предавка, ще се върти с половината от скоростта, т.е. 1500 оборота в минута. Когато използвате различни комбинации от предавки (монтирани на различни валове), този принцип ви позволява да получавате и предавате различен въртящ момент към задвижващите колела. В резултат на това, когато коляновият вал се върти със скорост 3000 об / мин, задвижващите колела, когато са включени съответните предавки, могат да се въртят например със скорост 1500 об / мин или 2000 об / мин и т.н.

За движение на заден ход скоростната кутия осигурява възможност за включване на задна предавка. В този случай изходящият вал на скоростната кутия се върти в обратна посока поради използването на нечетен брой зъбни колела, влизащи в зацепване (в този случай посоката на въртящия момент е обърната). Тази "странна" предавка се намира на спомагателния вал на скоростната кутия.

Водачът на автомобила самостоятелно превключва предавките с помощта на лоста в зависимост от условията на шофиране, режима на работа на двигателя, неговите възможности, както и други фактори. Съвременните леки автомобили най-често са оборудвани с петстепенна скоростна кутия: това означава, че автомобилът има пет предавки за движение напред и една предавка за движение назад.

Не забравяйте, че колкото по-ниска е предавката, толкова по-силна е тя, но в същото време и по-бавна. Следователно най-силните предавки, използвани за потегляне и шофиране при ниски скорости, са първа и задна предавка. Когато са включени, моторът лесно завърта задвижващите колела, но няма да можете да ускорите до висока скорост: двигателят ще „реве“ силно, но колата няма да се движи по-бързо от 10-20 км / ч. Следователно, след като започнете да се движите и зададете минималната скорост, е необходимо да превключите на втора предавка - по-малко мощна, но по-бърза. След това можете да развиете скорост от 40-50 км / ч, за да превключите на трета предавка - дори по-бързо и по-малко мощно и т.н.

Когато начинаещите се качат зад волана на автомобил, те имат проблеми със скоростната кутия на етапа на обучение за шофиране или по-скоро с необходимостта от постоянно превключване. Мнозина са мислили повече от веднъж, че без този "покер" колата би била по-идеална. Но, за съжаление, без колата не може да работи ефективно. Това се дължи на характеристиките на двигателя с вътрешно горене. Нека да разберем целта на неговите видове, устройство и принцип на работа.

Защо ви е необходима скоростна кутия в кола?

Ако отворите справочниците, там пише, че този механизъм се използва за промяна на въртящия момент, генериран от двигателя с вътрешно горене. Скоростната кутия служи и за временно изключване на въртящия момент от двигателя и за движение на заден ход.

А сега помислете за назначаването от гледна точка на хора, далеч от устройството и теорията на автомобила. Също така си струва да разберете защо всеки път, когато шофирате, трябва да сменяте стъпките на скоростната кутия.

Необходимостта от постоянна смяна на предавките е пряко свързана с характеристиките на двигателите с вътрешно горене. За разлика от електрическите агрегати, въртящият момент на двигателя с вътрешно горене има неравномерна характеристика.

ДВГ и електродвигател

Основната разлика между електродвигателите и двигателите с вътрешно горене е в характеристиките на тягата. Тази характеристика описва как мощността и въртящият момент се променят с оборотите в минута. При електродвигателите въртящият момент е наличен веднага и с увеличаване на скоростта въртящият момент ще спадне.

Тази характеристика е по-подходяща за автомобил - в момента на започване на движението и по време на ускорение, когато трябва да положите много усилия, за да преодолеете инерцията, по-добре е да имате голям въртящ момент. За по-нататъшно равномерно движение са необходими много по-малко усилия. Мощността на електродвигателите във всеки диапазон от скорости на ротора е близка до максималната и във всички режими се реализира и използва почти напълно. Следователно електрическите двигатели са по-подходящи за използване като система за задвижване на превозни средства. В ICE нещата са малко по-различни. Когато оборотите на коляновия вал са ниски, мощността също е ниска. Моментът на въртене практически не се променя.

Ако съпротивлението на движение се увеличи и скоростта започне да намалява, тогава електрическият мотор ще увеличи въртящия момент. В случай на двигател с вътрешно горене моментът ще се увеличи само малко и след това ще намалее.

Теглителната характеристика на двигателя с вътрешно горене се счита за напълно незадоволителна. Но дори и сега, по отношение на ефективността, общите размери и други качества, те значително превъзхождат съвременните електрически агрегати. Въз основа на тези съображения инженерите приемат липсата на двигатели с вътрешно горене и създават скоростна кутия, за да решат този проблем. Целта му е да промени предавателното отношение между коляновия вал и задвижващата двойка колела. В резултат на това максималният въртящ момент е наличен в тесен диапазон от оптимални обороти, но при различни предавки. Така двигателят работи по-ефективно.

предавателни числа

За по-добро разбиране на предназначението на скоростната кутия в автомобила, трябва да си спомните училищния курс по физика и някои раздели на механиката.

В трансмисионни системи, базирани на зъбни колела, където работят две предавки, диаметърът и броят на зъбите ще определят оборотите в минута и въртящия момент. Съотношението на броя на зъбите на задвижваното зъбно колело към броя на зъбите на задвижващото зъбно колело е предавателното отношение. Когато задвижващото зъбно колело има по-малък диаметър от задвижваното, оборотите на последното ще бъдат по-ниски, а въртящият момент, напротив, ще бъде по-висок.

С увеличаване на силата ще има загуба на скорост. И след като спечелихме в скоростта, ще забележим загуби в силата. Ако в трансмисионния механизъм има няколко предавки, тогава предавателното отношение се определя чрез умножаване на числата на всяка двойка предавки. Целта на скоростната кутия е именно да променя предавателните числа.

За да получите различния въртящ момент, който е необходим за управление на автомобила при различни пътни условия, в скоростната кутия има няколко чифта предавки. Те идват с различни предавателни числа. Ако инсталирате междинна предавка в двойка задвижващи и задвижвани зъбни колела, тогава последната ще се върти в обратна посока - това е задна предавка.

Всякакъв вид скоростна кутия на превозното средство е необходима, за да може двигателят с вътрешно горене да работи с оптимална скорост и в нормалните си работни режими, както и за да може ефективно да използва мощността на двигателя във всички ситуации на шофиране чрез проста промяна на предавателното отношение.

Кога и как да превключите скоростите?

За да започнете да карате кола и да вдигнете начална ниска скорост, както и да се движите в условия на офроуд, е необходим близък до максималния въртящ момент. Може да се постигне в средния диапазон на оборотите на коляновия вал на двигателя. В този случай няма нужда от висока скорост. За да направите това, в контролно-пропускателния пункт има по-ниски предавки - първа, втора, понякога трета. В същото време, дори при високи скорости на първа предавка, колата ще се движи доста бавно.

За да се движат равномерно с по-висока скорост, колелата трябва да се въртят с висока честота. В този случай оборотите на двигателя трябва да бъдат оптимални. За това има по-високи предавки - четвърта, пета (а ако скоростната кутия е 6-степенна, тогава шеста). Тук предавателните числа са по-ниски. Автомобилът ще се движи бързо със същата оптимална скорост, докато двигателят с вътрешно горене достигне максималната или максимално допустимата скорост. При по-високи предавки ускорението вече няма да е толкова ефективно. Освен това на по-високи предавки няма да можете да карате с ниска скорост. Колата няма да може да се движи. Двигателят просто не може да осигури необходимия въртящ момент.

Принцип на действие

Устройство за ръчна трансмисия

Сега в света има много различни дизайни на ръчни трансмисии. Повечето автомобили с предно задвижване имат механизми с два вала. Тривалът е монтиран на задвижване на задните колела. Трябва да кажа, че дори в наше време, когато технологията се развива много бързо, механиката е много популярна. Факт е, че ремонтите от този тип са прости и евтини, за разлика от автоматичните трансмисии и CVT.

Кутия с двоен вал

Тя се основава на първичния и вторичния вал на скоростната кутия. Също така в устройството на скоростната кутия на автомобила има и блок от предавки заедно със синхронизатори. Механизмът на главната предавка и диференциалът са монтирани в металния корпус на трансмисията.

С помощта на входния вал трансмисията на автомобила може да бъде свързана към съединителя. На вала е здраво закрепен блок със зъбни колела. Скоростната кутия има и вторичен вал. Разположен е успоредно на първичния. Снабден е и със зъбен блок. Последните са постоянно в твърдо зацепване с елементите от блока на входящия вал. Също така, изходящият вал на трансмисията е свързан чрез зъбно колело към главното зъбно колело. Предавателният блок е оборудван със синхронизатори. В различни конструкции може да има няколко вторични вала.

Освен това кутията е оборудвана с механизъм за смяна на скоростите. Най-често е дистанционно. Тъй като кутията на трансмисията на автомобила е малка, елементите са разположени под капака.

Контролен пункт с три вала

Входящият вал служи за свързване на механизма на скоростната кутия към съединителя. На вала има шлици, върху които се поставя задвижваният диск. Моментът от двигателя се предава през зъбното колело на скоростната кутия, което е зацепено с този елемент. Успоредно е разположен междинен елемент. Той е оборудван с блок от зъбни колела, които са в твърдо зацепване с вала.

Вторичният вал е на същата ос като първичния. Зъбните колела не са твърдо зацепени и се въртят свободно. Зъбните колела на междинния и изходящия вал, както и частта на входящия вал са постоянно зацепени.

Между зъбните колела са монтирани синхронизатори. Механизмът за превключване е монтиран директно в корпуса на трансмисията на автомобила. Това е лост за смяна, както и плъзгачи и вилки.

Заключение

И така, разбрахме какво е скоростна кутия. Както можете да видите, това е много важен възел в дизайна на всяка кола. Именно той позволява движението на автомобила с различно усилие и скорост. Движението на автомобила до голяма степен се определя от скоростната кутия.