Предмети:
- Обща информация
- Единична и двойна редукция
- Скоростна кутия в надлъжна или напречна посока
- Зъбни колела и зъбни колела
- Работа със скоростната кутия
- Синхронизиращо устройство
- Разглобете скоростна кутия
- Постоянна мрежа
- Плъзгаща се мрежа
- Предавателни числа
Главна информация:
Целта на скоростната кутия е да адаптира скоростта на двигателя и следователно наличния въртящ момент и мощност на двигателя към различни условия на шофиране. Това може да е при ускоряване или забавяне, транспортиране на тежък товар, шофиране нагоре и надолу по склонове и промени във въздуха и съпротивлението при търкаляне, които могат да възникнат по време на шофиране. Превключването на по-благоприятна предавка при тези различни обстоятелства в повечето случаи ще доведе до по-добър разход на гориво и повече въртящ момент и мощност.
При ниска предавка (напр. втора) има повече въртящ момент на двигателя, отколкото на по-висока предавка (напр. четвърта). Това е така, защото коляновият вал на двигателя прави повече обороти на втора предавка и се върти много по-бързо при ускорение, отколкото при по-висока предавка. Затова е по-разумно да не карате на твърде висока предавка, когато шофирате с тежък товар, като например каравана. Със сигурност не в планината.
В. се намира между двигателя и скоростната кутия свързване който е оборудван с диск на съединителя, група за налягане и освобождаващ лагер. Чрез натискане на педала на съединителя притискателната плоча се управлява чрез кабел. При хидравличен съединител течността се премества от единия цилиндър в другия посредством два цилиндъра на съединителя.
По-долу е дадена блокова диаграма за това как се постига задвижването от двигателя към колелата с предни колела, задни колела и задвижване на четирите колела. За повече информация относно това вижте страницата задвижващи форми.
Единично и двойно намаление:
Ръчните скоростни кутии се разделят на две групи, а именно единични и двойни редуктори. Редукция е друга дума за предаване. Така че всъщност означава „единично и двойно“ предаване. Какво се разбира под това е показано по-долу.
Единично намаление
Зъбните колела на входящия и изходящия вал са директно свързани помежду си.
A: Входящ вал (задвижващ вал, от двигателя)
B: Изходящ вал (основен вал)
Двойно намаление
Включена е първа предавка; движещите сили на първа предавка преминават от A към B и от C към D.
Чрез входящия вал върху зъбно колело A се прилага сила. Тази предавка е в пряка връзка със зъбни колела B, D и E. Тъй като първата предавка е включена, синхронизаторът е свързал изходящия вал към предавка D (вижте сините стрелки). От предавка B задвижващите сили напускат скоростната кутия през изходящия вал. Изходящият вал задвижва диференциала, който може да бъде разположен в скоростната кутия (при автомобили с предно предаване) или диференциалът може да бъде монтиран на друго място, например в автомобил със задно предаване. Повече за това е обяснено по-късно на тази страница.
A: Зъбно колело на входящия вал (задвижващ вал, от двигателя)
B, C & E: Зъбни колела на вторичния вал
D & F: Зъбни колела на изходящия вал (основен вал)
Включена е втора предавка. Устройството за синхронизиране е изключено от предавка D и е свързано към предавка F (вижте сините стрелки). В този момент зъбно колело D се върти, но не е свързано с изходящия вал. Предавка F е, така че движещите сили сега преминават от A към B и от E към F.
Тъй като скоростите C и E имат различни размери, предавателните числа са се променили. Това означава, че оборотите на двигателя са паднали след свързване при същата скорост на превозното средство.
Скоростна кутия в надлъжна или напречна посока:
Фигурата показва диаграма на автомобил със задно задвижване. Блокът на двигателя е разположен надлъжно (по дължина), а скоростната кутия е оборудвана с двоен редуктор. Крайната предавка (диференциалът) е разположена на задната ос и задвижва задните колела. Това е типът задвижване, който BMW, наред с други, използва много.
Това изображение показва диаграма на автомобил с предно предаване. Блокът на двигателя е разположен напречно (по ширина), а скоростната кутия е оборудвана с единичен редуктор.
Задвижващите сили влизат във входящия вал (задвижващия вал) и се предават на изходящия вал чрез включените зъбни колела. Диференциалът е интегриран в корпуса на скоростната кутия. Този тип задвижване се използва, наред с други, Volkswagen Golf и Ford Focus (и разбира се много други марки!)
Фигурата показва диаграма на автомобил с предно задвижване. И блокът на двигателя, и скоростната кутия са разположени по дължина. Блокът на двигателя е разположен пред предния мост, а скоростната кутия зад задния мост. Диференциалът е монтиран на задвижващите валове. Тази система се използва на по-старите VW Passat, Skoda Superb и Audi A4 и др. По-новите модели вече имат напречен блок на двигателя (т.е. ситуацията по-долу).
Зъбни колела и зъбни колела:
С различни размери на предавки могат да се постигнат различни предавателни числа. Ние наричаме тези предавателни отношения предавки. Например, когато голяма предавка се задвижва от малка предавка, малката предавка може да направи 3 оборота, докато голямата предавка се върти само веднъж. Тогава предавателното отношение е 1:1. След това забавянето и увеличаването на мощността са 3 пъти по-големи. Когато малкото зъбно колело има 3 зъба, голямото зъбно колело ще има 20 зъба.
По-долу можете да видите различните предавки, които могат да се превключват. Можете да видите, че с всяка предавка дясната предавка на горния вал (първичния вал) става все по-малка и по-малка при скорости 2 и 3. Зъбното колело от дясната страна на вторичния вал става по-голямо. Това продължава да увеличава предавателното отношение, което е крайната цел за превключване на друга предавка.
Първа предавка:
Задвижващата сила влиза в задвижващия вал отляво при стрелката. Задвижващата сила се предава директно към зъбното колело на вторичния вал. Вторичната ос е долната ос. Най-малкото зъбно колело на вторичния вал е свързано с предпоследното зъбно колело на изходящия вал. Изходният вал се върти много по-бавно от входящия поради размерите на зъбните колела. Това е причинило най-голямото забавяне. Първата предавка има най-голямо забавяне, така че можете да ускорите от място с голямо увеличение на въртящия момент.
Втора предавка:
Скоростите отляво остават включени. Задвижващата сила преминава през третата предавка на вторичния вал към третата предавка на изходящия вал. Изходният вал все още се върти по-бавно от входящия вал. Така че все още има забавяне. Сега забавянето е по-малко, отколкото при първа предавка, така че при една и съща скорост на двигателя може да се постигне по-висока скорост на автомобила, отколкото при първа предавка.
Трета предавка:
Задвижващата сила преминава през втората предавка на вторичния вал и втората предавка на изходящия вал. Изходният вал все още се върти по-бавно от входящия вал. Сега забавянето отново е по-малко, отколкото при втора предавка, така че сега може да се постигне по-висока скорост на автомобила при същите обороти на двигателя, отколкото при втора предавка.
Четвърта предавка:
Това се нарича директна цена. Задвижващата сила преминава от входящия вал директно към изходящия вал. Следователно въртящият момент на двигателя се предава 1 към 1 към колелата. Всъщност в момента скоростната кутия не работи.
При петстепенна скоростна кутия четвъртата предавка винаги е с директно задвижване. При 6-степенна скоростна кутия обаче петата предавка е директно задвижване.
Пета предавка:
При пета предавка двете задни зъбни колела са свързани заедно. Най-голямото зъбно колело на вторичния вал е свързано с най-малкото зъбно колело на изходящия вал. Това се нарича „овърдрайв“. Изходният вал сега се върти по-бързо от входящия вал.
Предавки 1, 2 и 3 са забавяния; входящият вал се върти по-бързо от изходящия вал. При четвърта предавка входящият вал се върти толкова бързо, колкото и изходящият вал (прайз-директно). Следователно тази 5-та предавка е истинско ускорение, защото при тази предавка изходният вал е единственият от всички зъбни колела, който се върти по-бързо от входящия вал. При шофиране по магистрала оборотите на двигателя ще намалеят. Когато трябва да ускорите, често трябва да превключите обратно на по-ниска предавка.
Наопаки:
При избор на заден ход се поставя допълнителна предавка между зъбните колела на вторичния и изходния вал. Обикновено, когато долната предавка се завърти обратно на часовниковата стрелка, горната предавка, монтирана срещу нея, ще се завърти по посока на часовниковата стрелка. Ако поставите друго зъбно колело до въртящото се надясно зъбно колело, то отново ще се завърти обратно на часовниковата стрелка. Това всъщност се прави и в скоростната кутия. Входящият вал просто се задвижва по нормалния начин, а допълнителната предавка ще накара изходящия вал да се върти в обратна посока.
Заключение:
По-горе беше обяснено, че чрез свързване на зъбни колела с различни размери се създава различно предавателно отношение (т.е. ускорение) и как след това работи задвижването. По-долу е обяснение как работи включването и изключването на предавките, когато лостът се задейства.
Работа на скоростната кутия:
При преместване на скоростния лост в купето се разместват жилата или щангите (в зависимост от вида на скоростната кутия/механизма), които отиват към скоростната кутия.
На изображението по-долу можете да видите, че баладюрният вал може да се движи напред и назад. Това пространство е обозначено в розово. Баладжийната ос контролира вилицата за смяна. Вилка за превключване притиска пръстена на синхронизатора към зъбното колело с помощта на пръстена за превключване. При превключване на следващата предавка, баладичният вал се движи назад, поставяйки вилката за превключване в неутрално положение. При смяна на предавките същата вилка за превключване се премества в обратна посока от вала на превключвателя, за да включи другата предавка (например от трета на четвърта предавка) или се използва различен вал на превключване, за да се движат другите вилки на превключване.
В скоростната кутия има няколко баладьорни вала. Всяка баладжийска ос може да включва или изключва две предавки. Управлението на различните баладични оси се извършва чрез преместване на скоростния лост наляво и надясно. Изображението по-долу показва H модела на зъбните колела.
Когато водачът иска да включи първа предавка, той първо ще премести скоростния лост от центъра (N за „неутрално“) наляво. Превключващият вал ще зацепи зъбите на баладьорния вал на първа и втора предавка.
Чрез преместване на лоста нагоре (до първа предавка), оста на баладора се премества назад (горе вдясно на изображението). Вилицата за превключване свързва зъбното колело на първата предавка към оста.
За да превключите на втора предавка, лостът ще трябва да се премести надолу (на неутрално). Скоростната вилка прекъсва връзката между оста и предавката. Чрез преместване на лоста по-надолу, същата вилка за превключване ще свърже другата предавка към оста; втора предавка вече е включена. Следователно тази баладеура ос премества вилката за превключване между първа и втора предавка.
За да превключите на трета предавка, зъбното колело на втората предавка трябва първо да бъде освободено от оста. За да направите това, лостът трябва първо да се премести отново нагоре (в неутрално положение). След това лостът трябва да се премести в центъра на H шаблона. Чрез преместване на лоста отляво към центъра се задейства оста на третата и четвъртата предавка. Натискането на лоста напред и назад ще накара вилките за превключване на третата и четвъртата предавка да бъдат преместени напред или назад, за да включат тези предавки.
При превключване на пета предавка лостът се натиска докрай надясно. Оста Balladeura на пета предавка и заден ход е свързана. За да изберете пета предавка, оста на баладора се избутва напред, за да позволи на вилицата за превключване да свърже зъбното колело към оста.
На снимката е показан превключващ механизъм. Този кабелен механизъм се използва в автомобил с напречен блок на двигателя. Тъй като лостове 1 и 2 се преместват от бутащото или дърпащо движение на кабелите, вилките за превключване се преместват през така наречената кула за превключване.
Устройство за синхронизиране:
Ако не се използва синхронизиращо устройство, зъбните колела няма да зацепват или ще скърцат поради разликата в скоростите. Синхронизиращите пръстени се използват за осигуряване на гладко свързване на зъбните колела. Синхронизиращите пръстени гарантират, че скоростите на вала и предавката са еднакви при включване. Всички предавки (1 до 5 или 6) са синхронизирани, често с изключение на задната предавка. Ще забележите това и защото предавката понякога скърца, когато включите задна предавка. Понякога задните предавки са синхронизирани.
Зъбните колела на зъбните колела, които не са включени, се въртят свободно около изходящия вал. Следователно включването на зъбно колело означава свързване на свободно въртящо се зъбно колело към изходящия вал. Когато предавка е включена, скоростта на изходния вал трябва да съответства на скоростта на предавката, която трябва да се включи. Синхронизиращият пръстен е свързан към изходящия вал посредством шпонкови канали и следователно се върти със същата скорост като този изходящ вал. Предавката, която трябва да бъде включена, има различна скорост от изходния вал, следователно също и различна скорост от синхронизатора. Тъй като вилицата за превключване се движи, тя взема синхронизатора със себе си и коничната част на синхронизиращия пръстен ще бъде притисната към вътрешната конична повърхност на зъбното колело. Коничните части на двете части се притискат една към друга, изравнявайки триенето между коничните повърхности. Когато вече няма разлика в скоростта между двете предавки, превключващата втулка може да се прокара, така че зъбите да се плъзнат един в друг и следователно предавката да се включи без скърцане. Синхронизаторът работи не само при включване на скоростите, но и при смяна на предавки и понижаване.
Много е лошо синхронизиращите пръстени да се превключват много бързо, така че да натискате лоста много силно на предавка. Тогава синхронизаторът няма да има време да се синхронизира. Затова е най-добре да натиснете лоста леко срещу съпротивление при превключване и да го натискате само докато почти автоматично превключи на предавка.
Синхронизиращият пръстен е износваща се част. По време на превключване се получава триене, така че частта ще се износва с времето. При нормална употреба синхронизиращият пръстен може да издържи живота на автомобила, но при неправилна употреба или спортно превключване, синхронизиращите пръстени ще се износят преждевременно. Разстоянието (3) между синхронизиращия пръстен и зъбното колело на изображението по-долу ще стане по-малко. Това е така, защото синхронизиращият пръстен се износва на интерфейса, където докосва зъбното колело. Тази част е обозначена с разстояние 1.
Когато скоростната кутия е разглобена, синхронизиращите пръстени могат да се проверят за износване. Разстоянието между синхронизиращия пръстен и зъбното колело може да се измери с щуп. Предавката не трябва да е включена. Когато синхронизиращият пръстен се износи, разстоянието между синхронизиращия пръстен и зъбното колело става по-малко.
Производителят на автомобила или скоростната кутия описва в сервизната документация каква е границата на износване на синхронизиращия пръстен. Ако измерената стойност е по-малка от максималната стойност на износване в документацията на сервиза, той трябва да се смени.
Демонтаж на скоростната кутия:
Този раздел описва как скоростната кутия може да бъде разглобена. Това може да осигури добра представа за това как всъщност изглежда вътрешността на скоростната кутия и как частите в скоростната кутия могат да бъдат сменени. Това се отнася за скоростна кутия на автомобил със задно предаване, където двигателят е разположен надлъжно.
Няколко болта могат да бъдат свалени в задната част на показаната скоростна кутия. След това задната част може да се плъзне. Естествено, маслото от скоростната кутия трябва първо да се източи, преди да се демонтират части.
Вътрешността с осите и скоростите е прикрепена към гърба. Цялата вътрешност излиза от корпуса на скоростната кутия при демонтаж.
Лагерът на вторичния вал се вижда от вътрешната страна (от дясната страна на отвора, през който минава първичния вал при монтиране).
Пет отвора могат да се видят от лявата страна на отвора на задвижващия вал. Тези пет дупки съдържат четирите края на осите на баладора.
Изображението показва задвижващия вал, зъбните колела и баладьорните валове с вилки за превключване. При превключване съответният баладърен вал се върти и премества, така че вилицата за превключване задейства синхронизиращия пръстен на зъбното колело, за да включи зъбното колело.
След като затегнатите щифтове или винтове, които свързват вилките за смяна на скоростите с осите на балладера, са премахнати, осите на балладера могат да бъдат извадени. Това води до разхлабване на вилките за превключване. Вилиците за превключване могат да се плъзгат от осите.
Изображението по-долу показва как изглеждат зъбните колела. Ако трябва да се сменят зъбни колела или синхронизиращи пръстени, валовете трябва да се отстранят от другата страна на корпуса на скоростната кутия. Зъбните колела и синхронизатора трябва да бъдат натиснати от валовете. След това новите части трябва да се притиснат обратно към оста.
За да проверите дали синхронизиращите пръстени са все още в ред, трябва да се измери разстоянието между зъбното колело и синхронизиращия пръстен. Ако разстоянието е по-голямо от максималната стойност, посочена от производителя, синхронизиращият пръстен е износен. Синхронизиращият пръстен ще трябва да бъде сменен. Как трябва да се извърши измерването е описано в раздела „устройство за синхронизиране“ на тази страница.
Постоянна мрежа:
При скоростна кутия Constant Mesh зъбните колела са „постоянно“ зацепени заедно. Зъбните колела са монтирани на изходящия вал и са свързани помежду си с помощта на превключващи втулки и съединители. Обяснението по-горе винаги обсъжда скоростната кутия Constant Mesh.
На изображението по-долу десният маншон за превключване се премества надясно, за да включите първа предавка, и наляво, за да включите втора предавка.
Плъзгаща се мрежа:
Това са английски думи за „плъзгане“ и „заключване“. При този тип трансмисия предавките се превключват, за да се избере определена предавка. Това все още се използва днес при задни предавки, но никога вече в съвременните скоростни кутии, така че няма да навлизаме твърде далеч в него. Зъбците са прави със скосяване в краищата. При този тип скоростна кутия винаги ще се чува скърцане при превключване, защото естествено не е синхронизирана.
Предавателни числа:
Предавателните числа в скоростната кутия трябва да бъдат точно изчислени и конструирани. Изображението по-долу показва скоростта на превозното средство по оста X и силата върху колелата по оста Y. Вижда се, че 1-ва предавка има голяма сила върху колелата, но спира при ниска скорост на автомобила. Всяка предавка след това има по-малко сила върху колелата и по-висок диапазон на скоростта.
Щракнете тук, за да отидете на страницата с предавателни отношения, където всички предавателни отношения се изчисляват чрез геометричната серия и коригираната геометрична серия (серията на Jante) с K-фактора.
Максималната скорост на автомобила може да бъде изчислена за всяка трансмисия.
