Temos:
- Bendra informacija
- Vienkartinis ir dvigubas sumažinimas
- Pavarų dėžė išilgine arba skersine kryptimi
- Krumpliaračiai ir krumpliaračiai
- Pavarų dėžės valdymas
- Sinchronizuojantis įrenginys
- Išardykite pavarų dėžę
- Pastovus tinklelis
- Stumdomas tinklelis
- Pavarų skaičiai
Bendra informacija:
Pavarų dėžės paskirtis – pritaikyti variklio sūkius, taigi ir turimą variklio sukimo momentą bei galią prie skirtingų važiavimo sąlygų. Taip gali nutikti greitėjant arba lėtėjant, vežant sunkų krovinį, važiuojant aukštyn ir žemyn nuokalnėmis bei keičiantis oro ir pasipriešinimo riedėjimui, kurie gali atsirasti vairuojant. Perjungus į palankesnes pavaras tokiomis skirtingomis aplinkybėmis, daugeliu atvejų sunaudosite daugiau degalų ir daugiau sukimo momento bei galios.
Įjungus žemą pavarą (pvz., antrąją), variklio sukimo momentas yra didesnis nei naudojant aukštesnę pavarą (pvz., ketvirtą). Taip yra todėl, kad variklio alkūninis velenas daro daugiau apsisukimų antrąja pavara, o greitėjant – daug greičiau nei su aukštesne pavara. Todėl važiuojant su dideliu kroviniu, pavyzdžiui, priekaboje, protingiau nevažiuoti per aukšta pavara. Tikrai ne kalnuose.
Yra tarp variklio ir pavarų dėžės nuorodą kuriame yra sankabos diskas, slėgio grupė ir atleidimo guolis. Paspaudus sankabos pedalą, slėgio plokštė valdoma kabeliu. Naudojant hidraulinę sankabą, skystis iš vieno cilindro į kitą perkeliamas dviem sankabos cilindrais.
Žemiau pateikiama blokinė schema, kaip važiuojant nuo variklio iki ratų pasiekiama priekinių, galinių ir keturių ratų pavara. Daugiau informacijos apie tai rasite puslapyje pavaros formos.
Vienkartinis ir dvigubas sumažinimas:
Mechaninės pavarų dėžės skirstomos į dvi grupes – viengubas ir dvigubas reduktorius. Sumažinimas yra dar vienas žodis, reiškiantis perdavimą. Taigi tai iš tikrųjų reiškia „vieną ir dvigubą“ transmisiją. Kas tai reiškia, parodyta žemiau.
Vienkartinis sumažinimas
Įėjimo ir išėjimo velenų pavaros yra tiesiogiai sujungtos viena su kita.
A: įvesties velenas (varantis velenas, iš variklio)
B: išėjimo velenas (pagrindinis velenas)
Dvigubas sumažinimas
Įjungta pirmoji pavara; varomosios jėgos važiuojant pirmąja pavara pereina iš A į B ir iš C į D.
Per įvesties veleną A pavara veikiama jėga. Ši pavara yra tiesiogiai sujungta su B, D ir E pavaromis. Kadangi įjungta pirmoji pavara, sinchronizatorius sujungė išėjimo veleną su pavara D (žr. mėlynas rodykles). Iš pavaros B varomosios jėgos palieka pavarų dėžę per išėjimo veleną. Išėjimo velenas varo diferencialą, kuris gali būti pavarų dėžėje (priekiniais ratais varomuose automobiliuose) arba diferencialas gali būti montuojamas kitoje vietoje, pavyzdžiui, galiniais ratais varomame automobilyje. Daugiau apie tai bus paaiškinta vėliau šiame puslapyje.
A: įvesties veleno pavara (varančiojo veleno, iš variklio)
B, C ir E: antrinio veleno pavaros
D ir F: išėjimo veleno pavaros (pagrindinis velenas)
Įjungta antra pavara. Sinchronizavimo įrenginys atjungtas nuo pavaros D ir sujungtas su F pavara (žr. mėlynas rodykles). Tuo metu pavara D sukasi, bet nėra sujungta su išėjimo velenu. F pavara yra, todėl varomosios jėgos dabar pereina iš A į B ir iš E į F.
Kadangi pavarų C ir E išmatavimai skiriasi, pavarų skaičiai pasikeitė. Tai reiškia, kad variklio sūkiai sumažėjo po sukabinimo tuo pačiu automobilio greičiu.
Pavarų dėžė išilgine arba skersine kryptimi:
Paveikslėlyje parodyta galiniais ratais varomo automobilio schema. Variklio blokas dedamas išilgai (išilgai), o pavarų dėžėje sumontuotas dvigubas reduktorius. Galutinė pavara (diferencialas) yra ant galinės ašies ir varo galinius ratus. Tokio tipo pavara, be kita ko, dažnai naudojama BMW.
Šiame paveikslėlyje parodyta priekiniais ratais varomo automobilio schema. Variklio blokas dedamas skersai (pločiai), o pavarų dėžėje sumontuota viena redukcija.
Varančiosios jėgos patenka į įėjimo veleną (varantįjį veleną) ir per įjungtas pavaras perduodamos į išėjimo veleną. Diferencialas integruotas į pavarų dėžės korpusą. Šio tipo pavara naudojama, be kita ko, „Volkswagen Golf“ ir „Ford Focus“ (ir, žinoma, daugelyje kitų markių!)
Paveikslėlyje parodyta priekiniais ratais varomo automobilio schema. Tiek variklio blokas, tiek pavarų dėžė dedami išilgai. Variklio blokas yra priešais priekinę ašį, o pavarų dėžė – už galinės ašies. Diferencialas montuojamas prie pavaros velenų. Ši sistema, be kita ko, naudojama senesniuose VW Passat, Skoda Superb ir Audi A4 modeliuose. Naujesni modeliai dabar turi skersinį variklio bloką (t. y. situacija žemiau).
Pavaros ir pavaros:
Skirtingi pavarų skaičiai gali būti pasiekti naudojant skirtingus pavarų dydžius. Šiuos perdavimo santykius vadiname pavaromis. Pavyzdžiui, kai didelė pavara varoma maža pavara, mažoji pavara gali padaryti 3 apsisukimus, o didelė pavara apsisuka tik vieną kartą. Tada perdavimo santykis yra 1:1. Tada vėlavimas ir galios padidėjimas yra 3 kartus didesni. Kai mažoji krumpliaratis turi 3 dantų, didelė krumpliaratis turės 20 dantų.
Žemiau galite pamatyti įvairias pavaras, kurias galima perjungti. Matote, kad su kiekviena pavara dešinė viršutinio veleno (pirminio veleno) pavara tampa vis mažesnė ir mažesnė 2 ir 3 pavarose. Dešinėje antrinio veleno pusėje esanti krumpliaratis didėja. Tai nuolat didina pavarų skaičių, o tai yra pagrindinis tikslas perjungiant į kitą pavarą.
Pirma pavara:
Varomoji jėga patenka į pavaros veleną kairėje ties rodykle. Varomoji jėga perduodama tiesiai į antrinę veleno pavarą. Antrinė ašis yra apatinė ašis. Mažiausia antrinio veleno pavara yra sujungta su priešpaskutine išėjimo veleno pavara. Dėl krumpliaračių matmenų išėjimo velenas sukasi daug lėčiau nei įėjimo velenas. Tai sukėlė didžiausią vėlavimą. Pirmoji pavara turi didžiausią lėtėjimą, todėl galite įsibėgėti iš vietos, kai sukimo momentas labai padidėja.
Antra pavara:
Pavaros kairėje lieka įjungtos. Varomoji jėga eina per trečiąją antrinio veleno pavarą į trečiąją išėjimo veleno pavarą. Išėjimo velenas vis tiek sukasi lėčiau nei įėjimo velenas. Taigi vėlavimas vis dar yra. Dabar lėtėjimas yra mažesnis nei įjungus pirmą pavarą, todėl esant tokiam pat variklio greičiui galima pasiekti didesnį automobilio greitį nei su pirmąja pavara.
Trečia pavara:
Varomoji jėga eina per antrinio veleno antrąją ir išėjimo veleno antrąją pavarą. Išėjimo velenas vis tiek sukasi lėčiau nei įėjimo velenas. Dabar lėtėjimas vėl mažesnis nei su antrąja pavara, todėl dabar galima pasiekti didesnį automobilio greitį esant tokiam pačiam variklio sūkių skaičiui nei su antrąja pavara.
Ketvirta pavara:
Tai vadinama tiesiogine kaina. Varomoji jėga eina iš įvesties veleno tiesiai į išėjimo veleną. Todėl variklio sukimo momentas 1:1 perduodamas ratams. Tiesą sakant, greičių dėžė šiuo metu neveikia.
Su penkių greičių pavarų dėže ketvirtoji pavara visada yra tiesioginės pavaros. Tačiau su 6 greičių pavarų dėže penkta pavara yra tiesioginės pavaros.
Penkta pavara:
Penktoje pavaroje dvi galinės žvaigždutės yra sujungtos kartu. Didžiausia antrinio veleno pavara yra sujungta su mažiausia išėjimo veleno pavara. Tai vadinama „overdrive“. Išėjimo velenas dabar sukasi greičiau nei įėjimo velenas.
1, 2 ir 3 pavaros yra lėtėjimas; įėjimo velenas sukasi greičiau nei išėjimo velenas. Įjungus ketvirtąją pavarą, įvesties velenas sukasi taip pat greitai, kaip ir išėjimo velenas (tiesioginis). Todėl ši 5-oji pavara yra tikras pagreitis, nes šioje pavaroje išėjimo velenas yra vienintelis iš visų pavarų, kuris sukasi greičiau nei įėjimo velenas. Važiuojant greitkeliu sumažės variklio sūkiai. Kai reikia įsibėgėti, dažnai tenka vėl perjungti žemesnę pavarą.
Atgal:
Pasirinkus atbulinę eigą, tarp antrinio ir išėjimo velenų pavarų įdedama papildoma pavara. Paprastai, kai apatinė pavara sukasi prieš laikrodžio rodyklę, prieš ją pritvirtinta viršutinė pavara sukasi pagal laikrodžio rodyklę. Jei šalia į dešinę besisukančios pavaros įdėsite kitą pavarą, ji vėl suksis prieš laikrodžio rodyklę. Tiesą sakant, tai taip pat daroma pavarų dėžėje. Įvesties velenas tiesiog varo įprastu būdu, o dėl papildomos pavaros išėjimo velenas pasisuks priešinga kryptimi.
Išvada:
Aukščiau buvo paaiškinta, kad sujungus skirtingų dydžių pavaras, sukuriamas skirtingas perdavimo santykis (t. y. pagreitis) ir kaip tada veikia pavara. Žemiau pateikiamas paaiškinimas, kaip veikia pavarų įjungimas ir išjungimas, kai veikia svirtis.
Pavarų dėžės veikimas:
Pajudinus pavarų svirtį viduje, perkeliami trosai arba strypai (priklausomai nuo pavarų dėžės/mechanizmo tipo), kurie eina į pavarų dėžę.
Žemiau esančiame paveikslėlyje matote, kad baladeuros kotas gali judėti pirmyn ir atgal. Ši vieta pažymėta rausva spalva. Baladeur ašis valdo pavarų perjungimo šakę. Perjungimo šakė perjungimo žiedo pagalba prispaudžia sinchronizavimo žiedą prie žvaigždutės. Perjungiant kitą pavarą, baladerio velenas pasislenka atgal, perjungimo šakę nustatydamas į neutralią padėtį. Keičiant pavaras, ta pati perjungimo šakė perjungiama priešinga kryptimi, kad būtų įjungta kita pavara (pvz., iš trečios į ketvirtą pavarą) arba kitoms perjungimo šakėms perstumti naudojamas kitas baladeurinis velenas.
Pavarų dėžėje yra keli baladūriniai velenai. Kiekviena Baladeur ašis gali įjungti arba išjungti dvi pavaras. Įvairių baladeurinių ašių valdymas atliekamas perkeliant pavarų svirtį į kairę ir dešinę. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas krumpliaračių H modelis.
Kai vairuotojas nori įjungti pirmą pavarą, jis pirmiausia perkelia pavarų svirtį iš centro (N – „neutrali“) į kairę. Perjungimo velenas sujungs pirmosios ir antrosios pavarų baladerio veleno dantis.
Perkeliant svirtį aukštyn (į pirmą pavarą), baladeurinė ašis perkeliama atgal (vaizdo viršuje dešinėje). Perjungimo šakė sujungia pirmosios pavaros žvaigždutę su ašimi.
Norint perjungti į antrą pavarą, svirtį reikės nustumti žemyn (į neutralią). Perjungimo šakė nutraukia ryšį tarp ašies ir pavaros. Pasukus svirtį toliau žemyn, ta pati perjungimo šakė sujungs kitą pavarą su ašimi; dabar įjungta antra pavara. Todėl ši „balladeura“ ašis perjungia šakę tarp pirmos ir antros pavaros.
Norint perjungti trečią pavarą, antros pavaros žvaigždutė pirmiausia turi būti atjungta nuo ašies. Norėdami tai padaryti, pirmiausia svirtį vėl reikia pakelti aukštyn (į neutralią padėtį). Tada svirtis turi būti perkelta į H modelio centrą. Perkeliant svirtį iš kairės į centrą, įjungiama trečios ir ketvirtos pavarų baladeura ašis. Paspaudus svirtį į priekį ir atgal, trečios ir ketvirtos pavarų perjungimo šakės bus perkeltos į priekį arba atgal, kad įjungtų šias pavaras.
Perjungiant iki penktos pavaros, svirtis nustumiama iki galo į dešinę. Sujungta penktos ir atbulinės eigos baladeura ašis. Norint pasirinkti penktąją pavarą, baladeurinė ašis stumiama į priekį, kad perjungimo šakė galėtų sujungti žvaigždutę su ašimi.
Nuotraukoje parodytas perjungimo mechanizmas. Šis kabeliu valdomas mechanizmas naudojamas automobilyje su skersiniu variklio bloku. Kadangi svirtys 1 ir 2 yra perkeliamos stumiant arba traukiant trosus, perjungimo šakės perkeliamos per vadinamąjį perjungimo bokštą.
Sinchronizuojantis įrenginys:
Jei nenaudojamas joks sinchronizavimo įrenginys, dėl greičio skirtumo krumpliaračiai nesusijungs arba girgždės. Norint užtikrinti sklandų krumpliaračių sujungimą, naudojami sinchroniniai žiedai. Sinchronizavimo žiedai užtikrina, kad veleno ir krumpliaračio apsisukimai įjungiant būtų vienodi. Visos pavaros (nuo 1 iki 5 arba 6) yra sinchronizuotos, dažnai išskyrus atbulinę pavarą. Taip pat tai pastebėsite, nes įjungus atbulinę pavarą pavara kartais girgžda. Kartais atbulinės eigos pavaros yra sinchronizuojamos.
Neįjungtų krumpliaračių krumpliaračiai laisvai sukasi aplink išėjimo veleną. Todėl pavaros įjungimas reiškia laisvai besisukančios pavaros prijungimą prie išėjimo veleno. Kai įjungta pavara, išėjimo veleno greitis turi atitikti įjungiamos pavaros greitį. Sinchronizavimo žiedas yra sujungtas su išėjimo velenu pleištais ir todėl sukasi tokiu pat greičiu kaip ir šis išėjimo velenas. Pavara, kurią reikia įjungti, turi skirtingą greitį nei išėjimo velenas, taigi ir sinchronizavimo greitis. Kadangi perjungimo šakė juda, ji pasiima sinchronizaciją ir sinchronizavimo žiedo kūginė dalis bus prispausta prie vidinio kūginio krumpliaračio paviršiaus. Abiejų dalių kūginės dalys prispaudžiamos viena prie kitos, išlyginant trintį tarp kūginių paviršių. Kai nebėra greičio skirtumo tarp dviejų pavarų, perjungimo rankovę galima perstumti taip, kad dantys slystų vienas į kitą ir pavara būtų įjungta be girgždėjimo. Sinchronizacijos įrenginys veikia ne tik perjungiant pavaras, bet ir perjungiant pavaras bei perjungiant žemyn.
Labai blogai, kad sinchronizavimo žiedai labai greitai persijungia, todėl labai stipriai spaudžiate svirtį į pavarą. Tada sinchronizacija neturės laiko sinchronizuoti. Todėl geriausia perjungiant svirtį švelniai spausti prieš pasipriešinimą ir spausti tik tol, kol ji beveik automatiškai perjungs pavarą.
Sinchroninis žiedas yra susidėvinti dalis. Perjungimo metu atsiranda trintis, todėl dalis laikui bėgant susidėvės. Įprastai naudojant sinchronizavimo žiedas gali tarnauti automobiliui, tačiau netinkamai naudojant arba sportiškai perjungus sinchronizavimo žiedai susidėvės anksčiau laiko. Atstumas (3) tarp sinchronizavimo žiedo ir krumpliaračio toliau pateiktame paveikslėlyje sumažės. Taip yra todėl, kad sinchronizavimo žiedas susidėvi sąsajoje, kurioje jis liečia žvaigždutę. Ši dalis pažymėta atstumu 1.
Išardžius pavarų dėžę, galima patikrinti, ar nesusidėvėję sinchronizavimo žiedai. Atstumas tarp sinchronizavimo žiedo ir žvaigždutės gali būti išmatuotas jutikliu. Pavara neturėtų būti įjungta. Kai susidėvi sinchronizavimo žiedas, atstumas tarp sinchronizavimo žiedo ir krumpliaračio tampa mažesnis.
Automobilio ar pavarų dėžės gamintojas dirbtuvių dokumentacijoje aprašo, kokia yra sinchroninio žiedo nusidėvėjimo riba. Jei išmatuota vertė yra mažesnė už didžiausią susidėvėjimo vertę dirbtuvės dokumentuose, ją reikia pakeisti.
Pavarų dėžės išmontavimas:
Šiame skyriuje aprašoma, kaip galima išardyti pavarų dėžę. Taip galima susidaryti gerą vaizdą, kaip iš tikrųjų atrodo pavarų dėžės vidus ir kaip galima pakeisti pavarų dėžės dalis. Tai taikoma galiniais ratais varomo automobilio pavarų dėžei, kurioje variklis yra išilgai.
Pavaizduotos pavarų dėžės gale galima nuimti daugybę varžtų. Tada galima nustumti galinę dalį. Natūralu, kad prieš išmontuojant bet kokias dalis pavarų dėžės alyva turi būti išleista.
Vidus su ašimis ir krumpliaračiais pritvirtintas prie nugaros. Išmontuojant iš pavarų dėžės korpuso išeina visas vidus.
Antrinio veleno guolis matomas vidinėje pusėje (dešinėje skylės pusėje, pro kurią sumontuotas praeina pirminis velenas).
Kairėje pavaros veleno angos pusėje matomos penkios skylės. Šiose penkiose skylėse yra keturi baladeurinių ašių galai.
Nuotraukoje parodytas pavaros velenas, krumpliaračiai ir baladerio velenai su pavarų perjungimo šakėmis. Perjungiant, atitinkamas baladerio velenas sukasi ir juda taip, kad perjungimo šakė valdo sinchroninį pavaros žiedą, kad įjungtų pavarą.
Pašalinus prispaustus kaiščius arba varžtus, jungiančius pavarų perjungimo šakes su baladerinėmis ašimis, baladerines ašis galima išstumti. Dėl to pavarų perjungimo šakės atsilaisvina. Perjungimo šakes galima nustumti nuo ašių.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta, kaip atrodo pavaros. Jei reikia pakeisti pavaras ar sinchronizavimo žiedus, velenus reikia nuimti iš kitos pavarų dėžės korpuso pusės. Pavaros ir sinchronizatorius turi būti nuspausti nuo velenų. Tada naujos dalys turi būti prispaustos atgal ant ašies.
Norint patikrinti, ar sinchronizavimo žiedai vis dar tvarkingi, reikia išmatuoti atstumą tarp žvaigždutės ir sinchronizavimo žiedo. Jei atstumas yra didesnis už didžiausią gamintojo nurodytą vertę, sinchronizavimo žiedas yra nusidėvėjęs. Sinchronizavimo žiedą reikės pakeisti. Kaip turėtų būti atliekamas matavimas, aprašyta šio puslapio skiltyje „Sinchronizacijos įrenginys“.
Pastovi tinklelis:
Naudojant „Constant Mesh“ pavarų dėžę, krumpliaračiai „nuolat“ sujungiami. Pavaros yra sumontuotos ant išėjimo veleno ir yra sujungtos viena su kita naudojant perjungimo rankoves ir šunų jungtis. Aukščiau pateiktame paaiškinime visada aptariama „Constant Mesh“ pavarų dėžė.
Žemiau esančiame paveikslėlyje dešinė perjungimo rankovė perjungiama į dešinę, kad įjungtumėte pirmą pavarą, ir į kairę, kad įjungtumėte antrą pavarą.
Stumdomas tinklelis:
Tai yra angliški žodžiai, reiškiantys „sliding“ ir „interlocking“. Naudojant šio tipo transmisiją, pavaros perjungiamos, norint pasirinkti konkrečią pavarą. Tai vis dar naudojama atbulinės eigos pavarose, bet daugiau niekada moderniose pavarų dėžėse, todėl per daug nesigilinsime. Dantys tiesūs su nuožulniais galais. Su tokio tipo pavarų dėže visada girdėsite girgždėjimą perjungdami pavaras, nes ji, žinoma, nėra sinchronizuota.
Pavarų skaičius:
Pavarų skaičiai pavarų dėžėje turi būti tiksliai apskaičiuoti ir sukonstruoti. Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas transporto priemonės greitis X ašyje ir jėga, veikianti ratus Y ašyje. Matyti, kad 1 pavara turi didelę jėgą prie ratų, tačiau sustoja esant mažam automobilio greičiui. Po to kiekviena pavara turi mažesnę jėgą prie ratų ir didesnį greičio diapazoną.
Spustelėkite čia, kad patektumėte į pavaros koeficientų puslapį, kur visi perdavimo koeficientai apskaičiuojami naudojant geometrines eilutes ir pataisytas geometrines eilutes (Jantės eilutes) su K koeficientu.
Tada kiekvienai transmisijai taip pat galima apskaičiuoti maksimalų automobilio greitį.
