Enheten och principen för växellådan

För att en bil ska köra på vägen räcker det inte att ha en kraftfull och effektiv motor under huven. Vridmomentet från vevaxeln måste på något sätt överföras till fordonets drivhjul.

För detta ändamål skapades en speciell mekanism - en växellåda. Tänk på dess struktur och syfte, liksom hur olika KP-modifieringar skiljer sig åt.

Växellådans syfte

Kort sagt är växellådan utformad för att överföra vridmoment från kraftenheten till drivhjulen. Växellådan omvandlar också vevaxelns varvtal så att föraren kan accelerera bilen utan att dra motorn till maximalt varvtal.

Denna mekanism är anpassad till parametrarna för förbränningsmotorn för att maximera hela motorns resurs utan skador på dess delar. Tack vare transmissionen kan maskinen röra sig både framåt och bakåt.

Alla moderna bilar har en växellåda som gör att du tillfälligt kan inaktivera den styva kopplingen av vevaxeln till drivhjulen. Detta tillåter bilen att gå på tomgång, till exempel, försiktigt närma sig ett trafikljus. Med denna mekanism kan du inte stänga av motorn när bilen stannar. Detta är nödvändigt för att ladda batteriet och använda ytterligare utrustning, till exempel en luftkonditionering.

Varje kommersiellt förslag måste uppfylla följande krav:

• Ge bilens dragkraft och ekonomisk bränsleförbrukning, beroende på motorns effekt och volym.
• Användarvänlighet (föraren ska inte distraheras från vägen när fordonets hastighet ändras);
• Ljud inte under drift;
• Hög tillförlitlighet och effektivitet;
• Minsta dimensioner (så mycket som möjligt för kraftfulla fordon).

Växellådan

Genom fordonsindustrins historia har denna mekanism ständigt moderniserats, på grund av att det idag finns ett brett utbud av överföringar som har många betydande skillnader.

Enheten i vilken växellåda som helst inkluderar:

• Hus. Den innehåller alla nödvändiga delar som säkerställer kopplingen av motorn till drivaxeln, från vilken rotationen tillförs hjulen.
• Oljereservoar. Eftersom delarna i denna mekanism kommer i kontakt med varandra under tung belastning, garanterar smörjningen deras kylning och skapar en oljefilm som skyddar mot för tidigt slitage på växlarna.
• Hastighetsöverföringsmekanism. Beroende på lådtyp kan mekanismen inkludera axlar, en uppsättning växlar, en planetväxellåda, en vridmomentomvandlare, friktionsskivor, remmar och remskivor.

KP-klassificering

Det finns flera parametrar genom vilka alla rutor klassificeras. Det finns sex sådana tecken. I var och en av dem tillföres vridmomentet till drivhjulet enligt sin egen princip och har en annan metod för växelläge.

Genom överföring av kraftflöde

Denna kategori inkluderar följande KP: er:

• Mekanisk växellåda. I denna modifiering utförs kraftuttaget med en växellåda.
• Växellåda med koaxiella axlar. Rotation överförs också genom ett växeltåg, endast dess element är gjorda i konisk eller cylindrisk form.
• Planet. Rotation överförs genom en planetväxeluppsättning vars växlar är placerade i ett plan.
• Hydromekanisk. I en sådan transmission används en mekanisk transmission (huvudsakligen planettyp) tillsammans med en momentomvandlare eller fluidkoppling.
• CVT. Detta är en typ av växellåda som inte använder en stegväxellåda. Oftast fungerar en sådan mekanism tillsammans med en vätskekoppling och en bandanslutning.

Med antalet huvudaxlar med växlar

Vid klassificering av växellådor utifrån antalet axlar utmärks de:

• Med två axlar och enstegs växel på axeln. Det finns ingen direktöverföring i dessa sändningar. Oftast finns sådana ändringar i framhjulsdrivna bilar. Vissa modeller med bakmonterade motorer har också en liknande låda.
• Med tre axlar och tvåstegs växel på axeln. I denna kategori finns det versioner med koaxiella och icke-koaxiella axlar. I det första fallet finns det en direktöverföring. I tvärsnitt har den mindre dimensioner och något större längd. Sådana lådor används i bakhjulsdrivna bilar. Den andra underkategorin har ingen direkt överföring. I grund och botten används denna modifiering i fordon och traktorer med alla hjul.
• Med flera axlar. I denna växellådakategori kan axlarna ha ett sekventiellt eller icke-sekventiellt antal ingrepp. Dessa växellådor används främst i traktorer och verktygsmaskiner. Detta möjliggör fler växlar.
• Utan axlar. Sådana kontrollpunkter används inte i vanlig transport. Bland sådana modeller finns koaxiella och icke-anpassade versioner. De används främst i tankar.

Klassificering av planetväxellådor

Planetväxellådor är indelade enligt följande parametrar:

• Två, tre, fyra eller fler grader av frihet när alla friktionselement är frånkopplade;
• Den typ av planetväxel som används i mekanismen är epicyklisk (huvudkronan har ett inre eller yttre arrangemang av tänder).

Med kontrollmetod

I den här kategorin finns det sådana rutor:

• Manuell. I sådana modeller väljer föraren önskad växel. Det finns två typer av manuella överföringar: skiftning sker genom förarens ansträngningar eller genom en servo-enhet. I båda fallen utförs kontrollen av en person, endast den andra kategorin av växellådan har en servo-enhet. Den får en signal från föraren och ställer sedan in den valda växeln. Maskinerna använder oftast en hydraulisk servodrift.
• Automatisk. Den elektroniska styrenheten bestämmer flera faktorer (graden av att trycka på gaspedalen, lasten som kommer från hjulen, vevaxelns hastighet etc.) och på grundval av detta avgör den sig själv när man ska koppla in en upp eller ner växel.
• Robot. Detta är en elektromekanisk låda. I den slås växlarna på i automatiskt läge, bara enheten är som den vanliga mekaniken. När robottransmissionen fungerar deltar föraren inte i växling. Styrenheten bestämmer själv när vilken växel som ska kopplas in. I detta fall sker växlingen nästan omöjligt.

Med antalet växlar

Denna klassificering är den enklaste. I den är alla rutor dividerade med antalet växlar, till exempel fyra, fem sex osv. Denna kategori inkluderar inte bara manuella utan även automatiska modeller.

Överföringstyper

Den vanligaste klassificeringen är efter själva rutan:

• Mekanik. I dessa modeller görs växelval och växling helt av föraren. I grund och botten är det en växellåda med flera axlar, som fungerar genom ett växeltåg.
• Maskin. Denna växellåda fungerar i automatiskt läge. Valet av lämpligt växel utförs baserat på parametrarna som mäts av växellådans styrsystem.
• Roboten är en slags mekanisk växellåda. Utformningen av denna modifiering skiljer sig praktiskt taget inte från konventionell mekanik: den har en koppling, och kugghjulen kopplas in genom anslutningen av motsvarande växel på den drivna axeln. Endast växelstyrningen styrs av datorn, inte föraren. Fördelen med en sådan transmission är den smidigaste växlingen som möjligt.

Designspecifika växellådor

Förutom kända överföringar kan unika modifieringar också användas i fordon. Dessa typer av lådor har en specifik design och med sin egen driftsprincip.

Bezvalnaya KP

Växellådor som inte använder förmonterade axlar kallas axelfritt. I sin design har de flera rader med växlar placerade i två parallella axlar. Kugghjulen ansluts genom att låsa kopplingarna.

Kugghjulen är placerade på två axlar. Två av dem är fixerade tätt: på ledaren installeras den i den första raden och på följaren - i den sista. Mellanväxlarna som finns på dem kan spela rollen som en ledande eller driven, beroende på det genererade växelförhållandet.

Denna modifiering gör det möjligt att öka överföringsförhållandet i båda riktningarna. En annan fördel med en sådan transmission är lådans ökade effektområde. En av de allvarligaste nackdelarna är den obligatoriska närvaron av ett automatiskt hjälpsystem med hjälp av vilka växellagor som utförs.

Osynkroniserad växellåda

En annan typ av specifika rutor är en osynkroniserad, eller en i vilken design närvaron av synkroniserare inte tillhandahålls. Det kan vara en permanent maskstyp eller glidväxeltyp.

För att byta växel i en sådan låda måste föraren ha en viss skicklighet. Han måste kunna oberoende synkronisera rotationen av växlar och kopplingar, bestämma övergångstiden från växel till växel, liksom jämna ut rotationshastigheten för vevaxeln med gaspedalen. Fackmän hänvisar till den här proceduren som omfasning eller dubbelpressning av kopplingen.

För att utföra smidig växling måste föraren ha erfarenhet av att använda sådana mekanismer. En liknande typ av transmission är installerad i amerikanska traktorer, motorcyklar, ibland i traktorer och sportbilar. I moderna osynkroniserade överföringar kan kopplingen utelämnas.

Kamväxellåda

Camboxar är en typ av osynkroniserad modell. Skillnaden är formen på meshingtänderna. För att förbättra växellådans effektivitet används en rektangulär form eller kamprofil på tänderna.

Sådana lådor är mycket bullriga, därför används de i lätta fordon främst på racerbilar. Under tävlingen uppmärksammas inte denna faktor, men i en vanlig bil ger en sådan transmission inte möjlighet att njuta av åkturen.

Sekventiell KP

En sekventiell växellåda är en typ av växellåda där nedväxlingen eller uppväxlingen exklusivt utförs av ett steg. För att göra detta används ett handtag eller fotomkopplare (på motorcyklar) som gör att du bara kan flytta växeln i korgen bara en position åt gången.

En automatisk växellåda som Tiptronic har en liknande funktionsprincip, men den imiterar bara denna växels verkan. Den klassiska sekventiella växellådan är installerad i F-1-bilar. Omkopplingshastigheten i dem utförs med skovelväxlar.

Preselektiv CP

I den klassiska versionen krävde den förvalda växellådan ett preliminärt val av nästa växel innan växellådan växlade till den. Det såg ofta ut så här. När bilen rörde satte föraren nästa växel på väljaren. Mekanismen förberedde sig på att växla, men den gjorde det på kommando, till exempel efter att ha tryckt på kopplingen.

Tidigare användes sådana växellådor i militär utrustning med en osynkroniserad, axellös eller planetarisk transmission. Sådana lådmodifieringar gjorde det lättare att använda komplexa mekanismer tills synkroniserade mekaniska och automatiska lådor utvecklades.

För närvarande används en förvalslåda, men den kallas mer ofta som en dubbel kopplingstransmission. I detta fall förbereder datorn själv övergången till önskad hastighet genom att ansluta en lämplig axel med växeln kopplad till den oförbundna disken i förväg. Ett annat namn för denna typ i modern design är en robot.

Val av växellåda. Vad är bättre?

Många av de listade växellådorna används endast på specialutrustning eller i maskinverktyg. De viktigaste växellådorna, som ofta används i lätta fordon, är:

• Manuell växellåda. Detta är den enklaste typen av överföring. För att rotationsrörelsen ska överföras från kraftenheten till växellådans axel används en kopplingskorg. Genom att trycka på pedalen kopplar föraren bort lådans drivaxel från motorn, vilket gör att han, utan skada på mekanismen, kan välja ett växel som är lämpligt för en given hastighet.
• Automatisk överföring. Vridmomentet från motorn matas via en hydraulisk växellåda (momentomvandlare eller hydraulkoppling). Arbetsfluiden fungerar som en koppling i mekanismen. Den driver som regel en planetväxellåda. Hela systemet styrs av en elektronisk styrenhet som analyserar data från många sensorer och väljer växelförhållandet därefter. Bland de automatiska rutorna finns det många ändringar som använder olika driftsscheman (beroende på tillverkaren). Det finns även automatiska modeller med manuell styrning.
• Robotic transmission. Dessa KP: er har också sina egna sorter. Det finns elektriska, hydrauliska och kombinerade typer. I designen är roboten i princip liknar en manuell växellåda, endast med en dubbel koppling. Den första levererar vridmoment från motorn till drivhjulen, och den andra förbereder automatiskt mekanismen för att koppla in nästa växel.
• CVT-transmission. I en vanlig version består variatorn av två remskivor som är sammankopplade med ett bälte (en eller flera). Funktionsprincipen är följande. Remskivan rör sig isär eller klipps, vilket får remmen att flytta till ett större eller mindre diameter. Från detta ändras växelkvoten.

Här är en jämförelsetabell för varje typ av låda med deras fördelar och nackdelar.

Låda typ:	Funktionsprincip	värdighet	Begränsningar
Manuell växellåda	Manuell växling, synkroniserad växel.	Enkel struktur, billig att reparera och underhålla, sparar bränsle.	En nybörjare måste vänja sig vid synkroniseringen av kopplingen och gaspedalen, särskilt när man startar upp en kulle. Inte alla kan sätta på rätt utrustning direkt. Kräver smidig användning av kopplingen.
Automatväxellåda	Den hydrauliska pumpen skapar trycket på arbetsvätskan, som driver turbinen, och som överför rotationen till planetväxeln.	Kör bekvämt. Kräver inte förarens ingripande i växlingsprocessen. Ändrar växlar och gör det bästa av hela motorresursen. Eliminerar den mänskliga faktorn (när föraren av misstag slår på den första hastigheten i stället för den tredje). Skiftar växlar smidigt.	Hög underhållskostnad. Massan är större än den manuella växellådan. Jämfört med den föregående typen av överföring kommer den här att resultera i högre bränsleförbrukning. Effektivitet och dynamik är lägre, särskilt med en sportig körstil.
Робот	Den dubbla kopplingen gör att du kan förbereda nästa redskap för koppling under körning. Oftast är även överföringar knutna till en grupp och udda till den andra. Internt liknar en mekanisk låda.	Maximal jämnhet vid omkoppling. Kräver inte förarens ingripande i arbetsprocessen. Ekonomisk bränsleförbrukning. Hög effektivitet och dynamik. Vissa modeller har möjlighet att välja driftsläge.	Mekanismens komplexitet leder till dess låga tillförlitlighet, ofta och dyra underhåll. Tåler dåligt svåra vägförhållanden.
Variator (CVT)	Momentet överförs med hjälp av en vridmomentomvandlare, som i en automatisk maskin. Växling sker genom att manövrerar drivaxelns remskiva, som skjuter remmen till önskat läge, vilket ökar eller minskar växelförhållandet.	Omkoppling utan ryck, mer dynamisk jämfört med en konventionell maskin. Medger lite bränslebesparing.	Det används inte i kraftfulla kraftaggregat, eftersom transmissionen är bälte. Hög underhållskostnad. Kräver korrekt funktion av sensorerna, från vilka signalen tas emot för drift av CVT. Tåler dåligt svåra vägförhållanden och gillar inte bogsering.

När man beslutar om typ av överföring är det nödvändigt att inte bara gå från finansiella förmågor, utan mer fokusera på om denna ruta är lämplig för bilen. Det är inte för ingenting att tillverkare från fabriken kopplar ihop varje enhet med en specifik låda.

En manuell växellåda är mer lämpad för en aktiv förare som förstår svårigheterna med höghastighetsbilsstyrning. Maskinen är mer lämpad för dig som gillar komfort. Roboten kommer att ge rimlig bränsleförbrukning och är anpassad för uppmätt körning. För älskare av maskinens mest smidiga drift är en variator lämplig.

När det gäller tekniska specifikationer är det omöjligt att peka på en perfekt låda. Var och en av dem är bra i sina egna förhållanden och med specifika körfärdigheter. I ett fall är det lättare för en nybörjare att börja med att använda olika automatiska växellådor; i ett annat är det att föredra att utveckla färdigheten att använda mekanik.

Frågor och svar:

Hur fungerar växellådan? Den manuella växellådan består av en uppsättning växlar som bildar olika utväxlingsförhållanden. Automatväxellådan är utrustad med en momentomvandlare och remskivor med variabel diameter (variator). Roboten är en analog till mekanik, endast med dubbelkoppling.

Vad finns inuti växellådan? Inuti valfri växellåda finns en drivaxel och en driven axel. Beroende på typ av låda är antingen remskivor eller kugghjul installerade på axlarna.