U kterých vozů jsou zavedeny pohony kol? Typy převodovek

Převodovka v automobilu je určena k přenosu točivého momentu motoru na hnací kola a ke změně trakce pohonné jednotky v závislosti na provozních podmínkách automobilu. Vzhledem k tomu, že vývoj automobilového průmyslu nestojí, ale jde kupředu, jsou převodovky automobilů postupně zdokonalovány a obměňovány.

Dnes se rozlišují následující typy převodovek:

• Mechanická (manuální převodovka)
• Automatická (automatická převodovka)
• Robotické (manuální převodovka)
• CVT (variátor)

První manuální převodovka vznikla před více než sto lety a je ideální pro řidiče, kteří chtějí pocítit plnou sílu motoru svého železného koně. Vozy s manuální převodovkou se nejčastěji používají v pouličních závodních soutěžích, kde pilot potřebuje včasné změny točivého momentu motoru. Také vozy vybavené manuální převodovkou se používají pro použití v terénu, ve všech druzích soutěží a show. Auto s manuální převodovkou je pohodlné, protože řidič nezávisle ovládá dynamiku točivého momentu a zrychlení.

Výhody manuální převodovky (mechanika):

• Relativně nízká hmotnost manuální převodovky
• Není potřeba žádné další chlazení
• Nízké náklady
• Vysoká účinnost
• Možnost odtáhnout další vozidlo
• Možnost nastartování vozu pomocí tlačné tyče

Mezi významné nevýhody manuální převodovky patří následující body:

• Pneumatické řazení
• Požadujeme zkušenosti s ovládáním (hladké řazení)
• Dlouhá doba řazení

Je třeba poznamenat, že pro normální provoz manuální převodovky je nezbytná spojka a v důsledku toho třetí pedál v autě. Spojka je přídavná jednotka, která má na starosti hladké řazení. Podle struktury jsou manuální převodovky rozděleny do dvou typů: tříhřídelové a dvouhřídelové převodovky. Tříhřídelový se skládá z mezihřídele, hnacího a hnaného hřídele, u dvouhřídelového typu mezihřídel chybí.

Navzdory všem nevýhodám manuální převodovky se často používá při vytváření automobilů, například v Rusku, v Americe, kupodivu, spotřebitelé preferují auta s automatickou převodovkou.

Robotická převodovka Manuální převodovka (Robot)

Zdálo by se, že podle názvu se manuální převodovka hodí spíše do kategorie automatických převodovek, ale ne. Manuální převodovku lze klasifikovat jako manuální převodovku. Robotická převodovka je sestavena na mechanickém principu, ale hlavním rozdílem je elektronické řazení. Jednoduše řečeno, manuální převodovka je mírně upravená manuální převodovka.

Výkon manuální převodovky bohužel nelze nazvat dobrým, tento typ převodovky je instalován na levných modelech automobilů. Robotická skříň, stejně jako mechanická, se skládá z jednotky s hřídelemi a ozubenými koly a mikroprocesoru, který řídí externí senzory.

Výhody robotické převodovky:

• Usnadňuje proces řízení vozidla
• Hospodárný
• Snadnost použití
• Nízké náklady na mechanismus a komponenty

Spolu s malým počtem pozitivních aspektů má manuální převodovka významnou nevýhodu: v procesu řazení převodovka samotná „přemýšlí“ a změny převodového stupně se vyskytují trhaně, což zase nemá nejlepší vliv na výkon motoru. Při provozu vozu s robotizovanou převodovkou může být při startování pozorováno mírné couvání.

Předpokládá se, že robotické převodovky jsou budoucností, vzhledem k jejich obrovským zdrojům a relativně nízkým nákladům, společnosti jako Ford, Mitsubishi a BMW sázejí na vylepšení tohoto typu převodovky.

Automatické převodovky (automatické)

Automatická převodovka je speciální převodová jednotka, která slouží k přenosu točivého momentu z motoru na kola automobilu bez zásahu řidiče. Automatické převodovky jsou široce používány v globálním automobilovém průmyslu, vozy vybavené tímto typem převodovky preferují lidé všech zemí a věkových kategorií.

Automatické převodovky se liší počtem převodových stupňů, způsobem řazení a typem spojky, jedná se dnes o jediný typ převodovky, který může mít až 8 převodových stupňů.

Automatická převodovka obsahuje:

• Planetová převodovka s ozubenými koly a satelity
• Měnič točivého momentu
• Hydraulický systém

Převodovka je hlavním prvkem automatické převodovky, měnič točivého momentu je zodpovědný za přeměnu točivého momentu a hydraulický systém je zodpovědný za ovládání planetové převodovky. Pro normální provoz automatické převodovky používá speciální převodový olej, který maže hlavní součásti skříně. Značka oleje musí být uvedena na měrce automatické převodovky.

Tento typ převodovky má několik režimů: sportovní, klasický a zimní, což je docela pohodlné při provozu vozu za určitých podmínek a má také funkci ručního řazení.

Výhody provozu automobilu s automatickou převodovkou jsou následující:

• Snadné ovládání. Není třeba přemýšlet, jaký rychlostní stupeň zařadit, můžete se soustředit pouze na pohyb. Jedná se o typ převodovky, který je vhodný pro začínající řidiče a ženy.
• Šetrný chod motoru. Automatická převodovka si kvůli měniči točivého momentu sama volí režim při rozjezdu, při přepínání nedochází k cukání.
• Možnost zvýšení počtu převodových stupňů

Nevýhody provozu automobilu s automatickou převodovkou:

• Zvýšená spotřeba paliva
• Těžká váha
• Vysoké náklady na údržbu a komponenty
• Ztráta dynamiky a rychlosti ve srovnání s manuální převodovkou
• Nedostatek kontroly při driftování/smyku vozu
• Neschopnost odtáhnout jiné vozidlo
• Pokud auto s automatickou převodovkou uvízne v blátě a sněhu, nelze s ním „rozhoupat“

Převodovka CVT (CVT)

Další převodovkou, která zastupuje typy automatických převodovek, je CVT. Variátor je stejný automat, jen bezestupňový. Jeho úkol je stejný – přenos točivého momentu z pohonné jednotky na hnací kola.

Variátor obsahuje: diferenciál zodpovědný za rozdělování točivého momentu, měnič točivého momentu, který převádí ozubená kola, planetový mechanismus, který zase zajišťuje otáčení sekundárního hřídele a řídicí jednotku zodpovědnou za ovládání elektroniky.

Oblíbené typy variátorů jsou řemenové, jmenují se CVT variátor, méně časté jsou variátory sklonoměrné a torusové. Variátor je jediný typ automatické převodovky, který řadí bez charakteristického „vrčení“ motoru.

A přesto, abyste si vybrali vůz s vhodnou převodovkou, musíte si sami určit, co chcete nakonec získat: dynamiku a rychlost, efektivitu, snadnost řízení nebo nízkou cenu vozu. Po nastavení všech priorit můžete učinit správnou volbu ve prospěch jedné nebo druhé převodové jednotky.

Hlavním ozubeným kolem automobilu je převodový prvek, v nejběžnějším provedení, sestávající ze dvou ozubených kol (hnaný a hnaný), určený k přeměně točivého momentu přicházejícího z převodovky a jeho přenosu na hnací nápravu. Konstrukce hlavního převodového stupně přímo ovlivňuje trakční a rychlostní charakteristiky vozidla a spotřebu paliva. Zvažme zařízení, princip činnosti, typy a požadavky na převodový mechanismus.

Princip činnosti

Celkový pohled na hypoidní koncový pohon

Princip činnosti hlavního převodového stupně je poměrně jednoduchý: když se vůz pohybuje, točivý moment z motoru se přenáší na variabilní převodovku (převodovka) a poté přes hlavní převod a hnací hřídele automobilu. Koncový pohon tak přímo mění točivý moment, který se přenáší na kola stroje. V souladu s tím se také mění rychlost otáčení kol.

Hlavní charakteristikou této převodovky je převodový poměr. Tento parametr odráží poměr počtu zubů hnaného ozubeného kola (připojeného ke kolům) k hnacímu kolu (připojeného k převodovce). Čím vyšší je převodový poměr, tím rychleji auto zrychluje (více točivého momentu), ale maximální rychlost klesá. Snížením převodového poměru se zvýší maximální rychlost, zatímco vůz začne zrychlovat pomaleji. U každého modelu vozu je převodový poměr zvolen s ohledem na vlastnosti motoru, převodovky, velikosti kol, brzdového systému atd.

Konstrukce a základní požadavky na hlavní převod

Konstrukce příslušného mechanismu je jednoduchá: hlavní ozubené kolo se skládá ze dvou ozubených kol (převodovka). Hnací kolo je menších rozměrů a je připojeno k výstupnímu hřídeli převodovky. Hnané ozubené kolo je větší než hnací kolo a je spojeno s koly automobilu, a tedy s nimi.

Schéma hlavního ozubeného kola hnací nápravy automobilu: 1 - hnací kola; 2 - hřídel nápravy; 3 - hnané kolo; 4 - hnací hřídel; 5-ti pohon

Podívejme se na základní požadavky na hlavní zařízení:

• minimální hladina hluku a vibrací během provozu;
• minimální spotřeba paliva;
• vysoká účinnost;
• zajištění vysoké trakce a dynamických vlastností;
• vyrobitelnost;
• minimální celkové rozměry (pro zvýšení světlé výšky a nezvyšování úrovně podlahy v autě);
• minimální hmotnost;
• vysoká spolehlivost;
• minimální potřeba údržby.

Účinnost hlavního ozubeného kola lze zvýšit jednak zkvalitněním výroby zubů obou ozubených kol, jednak zvýšením tuhosti dílů a použitím valivých ložisek v konstrukci. Všimněte si, že u reduktorů osobních automobilů je nejčastěji nutné snížit vibrace a hluk během provozu. Vibrace a hluk lze minimalizovat zajištěním spolehlivého mazání zubů, zvýšením přesnosti záběru ozubených kol, zvětšením průměru hřídelí a dalšími opatřeními zvyšujícími tuhost prvků mechanismu.

Klasifikace koncových pohonů

Podle počtu párů ozubených kol

• Single - má pouze jeden pár převodů: poháněný a poháněný.
• Double - má dva páry ozubených kol. Dělené na dvojité centrální nebo dvojité rozmístěné. Dvojitý středový je umístěn pouze v hnací nápravě a dvojitý rozmístěný i v náboji hnacích kol. Používá se u nákladních automobilů, protože vyžadují vyšší převodový poměr.

Jednoduchý a dvojitý koncový pohon

Podle typu připojení převodovky

• Válcový. Používá se u vozidel s pohonem předních kol, ve kterých jsou motor a převodovka umístěny příčně. Tento typ spojení využívá ozubená kola s rybí kostí a spirálovými zuby.
• Kónický. Používá se u vozů s pohonem zadních kol, u kterých není důležitá velikost mechanismů a neexistují žádná omezení hladiny hluku.
• Hypoid je nejoblíbenějším typem připojení převodovky pro vozidla s pohonem zadních kol.
• Šnekové soukolí se při konstrukci převodovek automobilů prakticky nepoužívá.

Válcový koncový převod

Podle rozvržení

• Umístěno v převodovce nebo pohonné jednotce. U vozidel s pohonem předních kol je hlavní ozubené kolo umístěno přímo ve skříni převodovky.
• Umístěno odděleně od kontrolního bodu. U vozidel s pohonem zadních kol je hlavní pár ozubených kol umístěn ve skříni hnací nápravy spolu s diferenciálem.

Všimněte si, že u vozidel s pohonem všech kol závisí umístění hlavního páru ozubených kol na typu pohonu.

Úkosový koncový pohon

Výhody a nevýhody

Šnekový poslední pohon

Každý typ ozubení má své klady a zápory. Pojďme se na ně podívat:

• Válcový hlavní převod. Maximální převodový poměr je omezen na 4,2. Další zvýšení zubového poměru vede k výraznému zvětšení velikosti mechanismu a také ke zvýšení hladiny hluku.
• Hypoidní hlavní převodovka. Tento typ se vyznačuje nízkým zatížením zubů a sníženou hlučností. V tomto případě se v důsledku posunu v záběru ozubených kol zvyšuje kluzné tření a snižuje se účinnost, ale současně je možné snížit hnací hřídel co nejníže. Převodový poměr pro osobní automobily – 3,5-4,5; pro nákladní - 5-7;.
• Šikmé hlavní ozubené kolo. Málo používaný kvůli velkým rozměrům a hlučnosti.
• Šnekový hlavní převod. Tento typ ozubeného spojení se prakticky nepoužívá kvůli složitosti výroby a vysokým nákladům na výrobu.

Hlavní rychlostní stupeň je nedílnou součástí převodovky, na které závisí spotřeba paliva, maximální rychlost a doba zrychlení vozidla. Proto se při ladění převodovky často nahrazuje dvojice ozubených kol vylepšenou verzí. To pomáhá snížit zatížení převodovky a spojky a také zlepšit dynamiku zrychlení.

Přenos auto ( hnací vlak) zajišťuje přenos sil (točivého momentu) z motoru na hnací kola a také transformaci (transformaci) těchto sil v závislosti na jízdních podmínkách. Převodovka zahrnuje všechny součásti a mechanismy vozu, které spojují motor s hnacími koly.

Je třeba rozlišovat převodovky vozů s pohonem zadní nápravy (vozy klasického uspořádání), s pohonem předních kol a vozů s pohonem všech kol. Také převodovka vozidla s pohonem všech kol určeného pro použití v terénních podmínkách (SUV) se bude lišit od převodovky vozidla s pohonem všech kol určeného pro zpevněné cesty.

Kolový vzorec vozů s pohonem zadních nebo předních kol se píše 4x2 (tj. čtyři kola, z toho dvě poháněná). Kolový vzorec vozu s pohonem přední a zadní nápravy je napsán - 4x4 (tj. čtyři kola - všechna poháněná).

Mezi přenosové mechanismy patří: spojka, převodovka(počítaje v to , převodovka A pomocný náhon pro pomocné mechanismy) , kardanová převodovka, rozvodovka, diferenciál, pohony hnacích kol a některé další mechanismy .

K dispozici je koncový převod, převodovka a rozdělovací převodovka (pokud je ve výbavě). celkový převodový poměr převodovka auta.

1). Spojka slouží k připojení motoru k převodovce, jakož i k jejich dočasnému oddělení (například při řazení).

Na automobilech se používají „suché“, jedno- nebo dvoukotoučové třecí spojky s mechanickým (obvykle kabelovým) nebo hydromechanickým pohonem, dále kapalinové spojky a měniče momentu.

Činnost třecích spojek je založena na využití třecích sil mezi pevnými povrchy, zejména mezi přítlačným kotoučem spojky, třecím obložením hnaného spojkového kotouče a setrvačníkem motoru. Konstrukce jednolamelové suché třecí spojky osobního automobilu je znázorněna v výkres. Schéma hydraulického a kabelového pohonu

Hydromechanické spojky a měniče točivého momentu přenášejí točivý moment z motoru do převodovky tím, že vystavují pracovní části mechanismu kapalině (obvykle speciálnímu oleji), která cirkuluje uvnitř skříně měniče točivého momentu. Konstrukce měniče točivého momentu je znázorněna na výkres. O fungování jednoduchého měniče momentu si můžete přečíst Tady.

2). Přenos slouží ke změně tažných sil (momentů) přenášených z motoru na hnací kola, dále k odpojení motoru od převodovky (včetně dlouhodobého) a zajištění pohybu vozidla při zpětném chodu.

Potřeba měnit tažné síly na kolech vzniká při změně jízdních podmínek vozidla (stav vozovky). Největší úsilí na hnací kola je potřeba při startování vozu. Při jízdě v obtížných silničních podmínkách (například v prudkém stoupání nebo v terénu) bude výkon motoru vynaložen na překonání odporu vůči pohybu vozidla. Při jízdě v příznivých podmínkách na silnici (například hladké dálnici) lze výkon motoru „vynaložit“ na zrychlení vozu.

V závislosti na jízdních podmínkách řidič volí (zařazuje) jeden nebo druhý rychlostní stupeň v převodovce, zařazuje rychlostní stupně s různými převodovými poměry a tím mění točivý moment na hnacích kolech. U automatických převodovek jsou převodové stupně řízeny prostřednictvím systémů řízení řazení bez přímého zapojení řidiče.

Když změníte (zvýšíte/snížíte) točivý moment na hnacích kolech, změní se jejich rychlost otáčení nepřímo úměrně o stejnou hodnotu.

Moderní automobilová vozidla používají dvou, tříhřídelové převodovky s jednoduchá převodovka a vnější čelní ozubená kola, stejně jako ozubená kola a redukce planetární typ A variátory. Počet převodových stupňů vpřed může být v rozsahu 3 - 7, vzad - 1 - 2. Převodové poměry jsou uvedeny v technických charakteristikách převodovky konkrétního vozidla.

Obecnou strukturu hřídelové mechanické převodovky si můžete prohlédnout na rýže.

Hlavní části hřídelového převodu jsou hřídele (primární, sekundární, mezilehlé), ozubená kola, synchronizátory, ložiska, části mechanismu řazení (pro „ruční“ skříně - vidlice, tyče atd.). Planetové převodovky zahrnují hřídele (hnací, hnané, centrální), soustavu planetových soukolí skládající se ze soustavy ozubených kol (satelitní, centrální a korunové kolo) a unašeče, třecí brzdná zařízení, hydraulický nebo elektrohydraulický ovládací mechanismus řazení .

Je diskutována činnost jednoduchého soukolí a planetového soukolí Tady.

Převodovka má zařízení podobné převodovce, je instalováno za hlavní převodovkou (někdy jsou převodovka a rozdělovací převodovka konstrukčně spojeny v jedné skříni) a slouží k rozložení (rozdělení) síly na všechny stávající hnací nápravy vozidla. Převodovka má zpravidla dva převodové stupně - vysoký (přímý) a nízký, což zdvojnásobuje celkový počet převodových stupňů a umožňuje vám zvolit převodové poměry pro jízdu v náročných terénních podmínkách. Krabice obsahuje mechanismus pro zapnutí/vypnutí jedné z náprav a koncový převod s mezinápravovým diferenciálem, pokud je zajištěn trvalý pohon všech kol. Může existovat také blokovací mechanismus pro středový diferenciál.

3). Kardanový převod slouží k přenosu rotace z převodovky (převodové skříně) na hlavní ozubené kolo hnací nápravy při neustále se měnících úhlech náklonu a vzdálenosti mezi nápravami vozidla (základny).

Úhel sklonu hnacího hřídele se musí měnit vzhledem k tomu, že hnací náprava automobilu je připevněna ke karoserii (rámu) prostřednictvím závěsných prvků (tedy nikoli napevno) a má určitý stupeň volnosti. Ze stejného důvodu se mění i vzdálenost mezi nápravami vozu. Při akceleraci auta má tedy zadní hnací náprava tendenci „dohánět“ přední část karoserie a při brzdění naopak „zaostávat“.

Kardanová převodovka se může skládat z jednoho nebo více hřídelů, kardanových kloubů, pružných spojovacích a závěsných spojek.

Můžete vidět zařízení kardanové převodovky osobního automobilu .

4). hlavní ozubené kolo přenáší točivý moment pod úhlem 90° z hnacího hřídele na hnací kola, mění točivý moment v souladu s jeho převodovým poměrem.

Existují jednoduché a dvojité hlavní převody. Ozubená kola mohou být kuželová a/nebo válcová. Jednoduchá jednoduchá ozubená kola se skládají z hnacího a hnaného ozubeného kola. Hnací malé ozubené kolo je kuželové soukolí se spirálovými zuby, instalované ve valivých ložiskách a poháněné z kardanové hřídele, nebo přímo z hřídele převodovky. Hnané velké ozubené kolo se spirálovými zuby je přišroubováno ke skříni diferenciálu. U hypoidních převodů je osa malého kuželového kola posunuta směrem dolů vzhledem k ose velkého hnaného kola o 30 - 40 mm.

Hypoidní ozubená kola jsou vyráběna v „párech“ a označena. Výměna ozubených kol by měla být prováděna pouze jako sada.

Konečné hnací zařízení je zobrazeno na výkres.

E). Rozdíl rozděluje točivý moment mezi hnací kola (nápravy) a umožňuje hnacím kolům automobilu otáčet se různými rychlostmi, což je nezbytné při zatáčení automobilu a při různých podmínkách vozovky (například jedno kolo je na rovném povrchu, a druhý se pohybuje po nerovném povrchu).

Nejpoužívanější jsou diferenciály s kuželovými koly. Diferenciál má skříň (skříň diferenciálu), ve které jsou umístěna kuželová boční ozubená kola a satelitní ozubená kola namontovaná na nápravě.

Výše uvedená vlastnost diferenciálu vede v případě rozdílů v přilnavosti hnacích kol k povrchu vozovky často k prokluzu jednoho z kol (kolo s nižším koeficientem adheze k vozovce). Pro eliminaci tohoto nežádoucího jevu se u terénních vozidel používají samosvorné diferenciály nebo uzávěrky diferenciálů.

Diferenciální struktura je znázorněna v výkres.

5). Pohony kol.

Hřídele hnací nápravy jsou instalovány v pouzdrech nápravy nosníku hnací nápravy a slouží k přenosu rotace z diferenciálu na kola. Podle provozních podmínek jsou nápravové hřídele rozděleny do dvou hlavních typů: napůl vyložený A zcela vyloženo.

Polozatížený hřídel nápravy leží na jednom konci ve skříni diferenciálu a na druhém konci v ložisku hřídele nápravy.

Plně nezatížený hřídel nápravy leží na jednom konci ve skříni diferenciálu a na druhém je přes přírubu spojen s nábojem kola. Na druhé straně je náboj kola na ložiskách instalován na konci pouzdra nápravy. Při této instalaci přenáší hřídel nápravy pouze točivý moment. Všechny ostatní síly jsou vnímány nosníkem hnací nápravy přes ložiska.

Hnací náprava je společná skříň (nosník) s centrální klikovou skříní a poloaxiálními pouzdry. V klikové skříni je umístěn hlavní převod a diferenciál. Nápravové hřídele jsou instalovány v poloaxiálních pouzdrech.

Pohony předních kol obsahují takový prvek jako konstantní rychlost kloubu, zajišťující rovnoměrné otáčení kol v jejich různých prostorových polohách při otáčení vozu.

Je zobrazen pohon zadních kol klasického vozu , je zobrazen pohon předních kol výkres. Můžete si přečíst o kloubu konstantní rychlosti Tady.

Stávající typy převodovek jsou v podstatě reakcí na poptávku automobilových nadšenců. Box spolu s volantem umožňuje efektivně ovládat schopnosti moderního vozu. Někdo má rád pohodlí, někoho kontrola rychle omrzí, jiný neumí vůbec nic a všeho se bojí. V moderní klasifikaci existují tři hlavní typy převodovek a jejich varianty:

• mechanický systém, manuální způsob řazení;
• automatická vícestupňová převodovka;
• plynule měnitelný variátorový systém;
• robotický box.

Navzdory skutečnosti, že druhý typ je považován za variantu manuální převodovky, stávající rozdíly od klasického schématu umožňují jeho zvýraznění v samostatné řadě. Klidně ji můžete definovat jako samostatný typ převodovky.

Spalovací motor není schopen efektivně pracovat v širokém rozsahu otáček, proto se používají různé typy převodovek, které snižují otáčky hnacích hřídelů převodovky. To se děje buď pomocí sady ozubených kol a kol, jako u hlavních typů převodovek, nebo pomocí tlačných řemenů a řemenic - v provedení převodovky CVT.

Převodovka CVT nejlépe vyhovuje životnímu stylu moderního člověka a umožňuje vám zcela opustit ovládání převodovky. První vyžaduje maximální účast řidiče na řízení rychlosti a točivého momentu kol. Automatická převodovka výrazně zjednodušila život člověka za volantem, ale vyžaduje pečlivou pozornost k její práci.

Než odpovíte na otázku - jaký typ převodovky je lepší zvolit, měli byste určit svůj postoj k vozu a míru své účasti na řízení vozu.

Jednoduché a spolehlivé manuální systémy

Mechanický systém řazení, nazývaný také „mechanika“ nebo „rukojeť“, je nejběžnějším a nejjednodušším typem převodovky. V moderních autech je prezentován ve dvou typech:

• vícehřídelový, u kterého jsou ozubená kola umístěna na dvou nebo třech paralelních hřídelích a zabírají střídavě v závislosti na požadovaném převodovém poměru;
• planetární, ve kterém jsou ozubená kola a ozubená kola v konstantním záběru v několika řadách, výběr páru s požadovaným převodovým poměrem se provádí pomocí spojek nebo třecích packů.

U kolových vozidel se planetový typ mechaniky používá pouze u automatických převodovek, horských kol a vojenské techniky. Planetové soukolí je kompaktnější a lehčí než vícehřídelový typ mechanismu, ale jeho výroba je mnohem dražší.

Moderní osobní vozy s pohonem předních kol mají dvouhřídelovou konstrukci a minimálně 5 převodových stupňů pro pohyb vpřed a jeden vzad. Dražší modely aut mohou být vybaveny šestistupňovými převodovkami. Zároveň jsou 5. a 6. rychloběh - výstupní hřídel převodovky se otáčí při vyšších otáčkách klikového hřídele motoru. To je pro ruční ovládání více než dostačující.

Hlavním problémem manuální převodovky je to, že při řazení na povel rukojeti hladce a bez rázů zabírají dvojice spirálových ozubených kol s různými úhlovými rychlostmi. Pro vyrovnání otáček ve skříni je každý pár ozubených kol opatřen synchronizačním kroužkem z bronzu.

Při změně převodového stupně řidič uvolní spojku, čímž umožní synchronizátorům vyrovnat rychlost otáčení převodového stupně. Poté se pomocí řadicí páky, buď přímo nebo prostřednictvím soustavy tyčí nebo lanových pohonů, posune převodová spojka uvnitř skříňového tělesa, čímž se zařadí požadovaný pár převodových stupňů. Nezbývá než pustit spojkový pedál a pokračovat v jízdě.

Takové mechanické boxy se nazývají synchronizované. Jejich ovládání je poměrně jednoduché a pohodlné, pokud máte určité řidičské dovednosti. Je pravda, že neúplné vyřazení spojky, prokluzování nebo jiné problémy s vyřazením převodovky vedou k tomu, že se mechanické synchronizátory začnou intenzivně opotřebovávat, a to až do bodu, kdy není možné zařadit rychlostní stupeň bez přechodného nastavení rukojeti do neutrální polohy. . Přechod na další rychlostní stupeň nastává po opětovném sešlápnutí spojky. Tento způsob přepínání byl dříve široce používán a nyní se používá na nákladních vozidlech s mechanikou, která není vybavena synchronizačním systémem.

Důležité! Opotřebované synchronizátory kromě znesnadňování řazení vedou k intenzivnímu opotřebení ozubených věnců a lokálnímu vylamování jednotlivých úseků zubů.

Manuální převodovka je nejspolehlivější a nejekonomičtější, vyžaduje od řidiče dostatečnou kvalifikaci a tvrdou práci, aby neustále řadil v tandemu s prací na spojkovém pedálu. Ale kupodivu mnoho řidičů vědomě volí ve prospěch mechaniků. Podle jejich názoru mechanici i při zvýšené fyzické aktivitě poskytují větší potěšení z řízení auta než robotické nebo automatické převodovky.

Sekvenční převodovka, jako nejvyšší bod ve vývoji mechaniky

Přesnější by bylo nazvat tuto skříň manuální převodovkou se sekvenčním nebo řadovým způsobem řazení. Nápad vzešel z oblasti vývoje sportovních vysokorychlostních vozů. Moderní sekvenční převodovka je postavena na základě konvenční manuální převodovky s elektronicky řízeným spojkovým pohonem a hydraulickým řazením. Zvláštností sekvenční převodovky je dodržování přísného pořadí převodů.

Mezi výhody sekvenčního mechanismu patří:

• nejvyšší rychlost řazení;
• dodržování spínací sekvence umožňuje „bezbolestně“ pracovat s velmi vysokými otáčkami a výkonem motoru;
• Způsob ovládání pomocí pádel na volantu umožňuje celkem pohodlně ovládat pohyb i při vysokých rychlostech nebo v obtížných silničních podmínkách.

V takových skříních se používají čelní ozubená kola a nepoužívají se spínací synchronizátory. Vyrovnání rychlostí otáčení ozubeného kola a kola se provádí počítačem pomocí snímače rychlosti. Místo ozubené spojky je zde vačkový mechanismus řazení. Díky tomu je doba aktivace rychlosti přibližně o 70-80 % kratší než u běžné mechaniky. K ovládání hydraulických pohonů slouží samostatná jednotka - vysokotlaký akumulátor pracovní kapaliny.

Robotické přenosové systémy

Na rozdíl od sekvenčních systémů má robotický typ skříně elektromechanický pohon, který zabírá dvojici ozubených kol. Základem schématu je manuální převodovka, postavená na systému dvou pracovních hřídelí-řad ozubených kol. Sudá čísla se shromažďují na jedné šachtě, lichá - na druhé. Každý hřídel má svůj vlastní spojkový kotouč a lze jej zapínat a vypínat nezávisle.

Tento typ boxu používá předselektivní režim. Trik návrhu spočívá v tom, že počítač pomocí údajů o provozním režimu převodovky předem vypočítá další rychlostní stupeň nejvhodnější pro zařazení. Pomocí elektromagnetu se při vyřazení spojky zařadí do opačné řady převodových stupňů. V okamžiku přepnutí zbývá jen sepnout spojku a pokračovat v jízdě. Díky tomu dochází k přepínání velmi vysokou rychlostí.

Robotické boxy svým způsobem zaujímají mezipolohu mezi automatickými boxy a mechanikou. Navíc, pokud jde o vykonávané funkce a stupeň počítačového vybavení, lze tento typ krabice nazvat automatičtější než stávající hydromechanické systémy.

Nejznámějším a inzerovaným robotickým typem převodovky je sedmistupňová převodovka DSG, instalovaná na modelech VW s malým objemem motoru. Recenze o práci se pohybují od reklamy a pochvalného nadšení až po otevřeně negativní.

Pokud uvažujete o koupi vozu s podobným převodovým systémem, měli byste zvážit následující:

1. Robotická převodovka je velmi složitý mechanismus, nejméně ze všeho je tento typ převodovky určen pro vysokorychlostní spalování gumy v bláznivých závodech. Boxy jsou náročné na obsluhu, údržbu a opravy.
2. Na jízdu s DSG byste si měli zvykat alespoň dva týdny. Příznivcům mechaniky se tento typ zdá pomalý a nevyzpytatelný, řidičům, kteří přešli z hydromechanických převodovek, se zdá, že trhá náhodně.
3. Již nyní nám kvalita robotů umožňuje poskytovat záruku 5 let a 150 tisíc najetých kilometrů.

Zajímavý! Přes všechny výtky jsou roboty levnější na výrobu, mají vyšší efektivitu a podle odborníků možná tento typ vytlačí z trhu osobních aut zastaralou hydraulickou mechaniku.

Nejsložitějším typem převodovky je automatická a CVT

Čím více funkcí převodovka plní, tím složitější je její výroba, tím nižší je její spolehlivost a tím vyšší je její cena. Všechny typy automatických převodovek automobilů vždy byly a zůstávají nejdražší a neekonomické. Konstrukci tohoto typu představují hydromechanické a adaptivní převodovky. Schéma je založeno na dvou hlavních jednotkách – měniči točivého momentu a planetové převodovce.

V moderních automatických převodovkách hraje měnič točivého momentu roli kompenzátoru, který o malé množství zvyšuje nebo snižuje hlavní rychlostní stupeň planetového mechanismu. Společný provoz obou jednotek tak zajišťuje optimální počet převodových stupňů v konkrétních podmínkách.

Velké ztráty v hydraulice přinutily inženýry poněkud zlepšit provoz tohoto typu stroje. Nyní je činnost měniče točivého momentu při rychlostech nad 20 km/h blokována spojkou a točivý moment je přenášen přímo přes spojky na planetovou převodovku.

V některých případech místo připojení měniče momentu zajišťuje jeho funkce v přechodových režimech prokluzování paketů třecích obložení, což je jednodušší a efektivnější.

Jedním z typů automatických převodovek je adaptivní automatická převodovka, u které řídicí jednotka počítače volí nejvhodnější převodový poměr v planetové převodovce.

Tento typ automatické převodovky stále zůstává bezkonkurenční v převodovce terénních vozů, SUV a vozů s velkým objemem motoru. Je náročný na údržbu a opravy a vyžaduje vysokou kvalifikaci a vysoce kvalitní spotřební materiál.

CVT systémy

V důsledku 30 let evoluce prvních variátorů pro kočárky a koloběžky s nízkým výkonem se technologům podařilo dostat úroveň spolehlivosti a životnosti tlačného řemene (hlavního prvku plynule měnitelného variátoru) na zcela přijatelný kilometrový výkon. 150tis km. Samotný tlačný pás je technický zázrak. Je vyroben z velkého množství naprosto identických kovových prvků, díky kterým může být pás pružný a tuhý zároveň.

Při provozu spolupracuje se dvěma řemenicemi - vstupní a výstupní, čímž poskytuje téměř jakýkoli převodový poměr převodovky. Moderní CVT získaly přijatelnou vysokou účinnost a schopnost pracovat s motory do 100 koní. CVT lze nazvat prvním ze systémů skutečně schopných plynule měnit převodový poměr.

Tento typ automatizace nemá rád prokluzování a je extrémně zranitelný, pokud je kvalita hydraulické kapaliny nízká. Ve většině případů je variátor vybaven měničem momentu.

Výhody - velmi přesná volba požadovaného převodového poměru převodovky. Tento typ boxu je vrtošivý, drahý na výrobu a údržbu a je nepravděpodobné, že v blízké budoucnosti opustí výklenek malých automobilů.

Více informací o různých typech převodovek ve videu:

V. Mamedov

Točivý moment je přenášen z motoru na několik hnacích náprav vozidla přes rozdělovací převodovku, což ve většině případů také zvyšuje počet převodových stupňů v převodovce. Převodové skříně jsou navrženy tak, aby vykonávaly následující funkce:

• rozdělovat točivý moment mezi hnací nápravy tak, aby byla zajištěna nejlepší průchodnost vozidla bez výskytu negativního jevu - „cirkulace výkonu“ v převodovce;
• zvýšit točivý moment na hnacích kolech na míru nezbytnou k překonání valivého odporu kol při jízdě na špatných silnicích a v terénu, jakož i ve strmých stoupáních;
• zajistit stabilní pohyb vozidla při nízké rychlosti, když motor běží na maximální točivý moment.

Rozdělovací převodovky jsou vyráběny podle schémat s blokovaným, diferenciálním nebo smíšeným pohonem. Zvláštností skříně s uzamčeným pohonem je, že zajišťuje synchronní otáčení kol různých náprav a krouticí momenty jsou rozdělovány úměrně silám valivého odporu. Pokud má tedy zadní náprava hmotnostní zatížení 60 % celkové hmotnosti vozidla 4x4 a přední náprava 40 %, pak síly valivého odporu kol zadní a přední nápravy budou mít poměr 60 :40 navzájem. Momenty aplikované na hřídele budou na ploché dálnici ve stejném poměru.

V praxi v důsledku nerovností vozovky a nelinearity pohybu ujíždějí kola různých náprav různé vzdálenosti a synchronizace jejich otáčení vyvolává „cirkulaci výkonu“ v převodovce, ve které jsou navíc ozubená kola, ložiska a hřídele zatížené, což v konečném důsledku vede k jejich zvýšenému opotřebení při paralelním zvyšování spotřeby paliva. Pneumatiky, které částečně snižují závažnost negativních účinků „cirkulace energie“, podléhají zvýšenému zahřívání a opotřebení.

U převodových skříní s diferenciálním pohonem je krouticí moment přenášen z hnacího hřídele na hnané hřídele přes diferenciál. Proto se výstupní (hnané) hřídele takové rozdělovací převodovky mohou otáčet nestejnými úhlovými rychlostmi. Rozdělení momentů mezi hnací nápravy vozu je určeno konstrukcí diferenciálu a jeho umístěním v kinematickém diagramu. Diferenciál umístěný v rozdělovací převodovce se nazývá mezinápravový diferenciál, na rozdíl od mezinápravového diferenciálu instalovaného v hnací nápravě.

Při otáčení vozu s rozdělovací převodovkou vybavenou diferenciálem se kola řízené nápravy otáčejí rychleji než kola neřízených náprav, protože ujedou delší dráhu. Rozdíl v rychlosti je kompenzován středovým diferenciálem. Je třeba poznamenat, že poměr mezi točivými momenty na hřídelích diferenciálu zůstává konstantní a rovný vnitřnímu převodovému poměru diferenciálu. Protože tok výkonu nelze přenášet diferenciálem, je „cirkulace výkonu“ zcela vyloučena.

U převodových skříní se smíšeným pohonem jsou některé hnané hřídele navzájem spojeny tak, že mají stejnou úhlovou rychlost, zatímco jiné jsou propojeny přes diferenciál. „Smíšené“ také zahrnují boxy s uzamčeným diferenciálem nebo se zařízeními zvyšujícími tření v diferenciálu.

Tok výkonu přiváděný z hlavní převodovky nebo hydromechanického převodu lze rozdělovací převodovkou rozdělit na jednu přední a jednu nebo dvě zadní nápravy vozidla (4x4 nebo 6x6), na dvě přední a dvě zadní nápravy - na podvozky (8x8), na hnací kola jednoho ze stran, na pravou a levou stranu vozu. V souladu s tím se rozdělovací převodovky nazývají: mezinápravová, mezinápravová, mezikolová, mezinápravová.

Existují dvě schémata pohonu všech kol: s konstantním přísunem výkonu na přední kola a s přepínatelnou přední nápravou. V druhém případě je při jízdě po dobré silnici přední náprava odpojena od převodovky, což má vliv na zvýšení spotřeby paliva automobilu.

Je třeba mít na paměti, že deaktivace přední nápravy na nekvalitních silnicích není vždy vhodná, protože ztráty v odpojeném pohonu přední nápravy mohou být velmi významné, což ovlivní celkovou odolnost vozidla proti pohybu a následně jeho palivová účinnost. Příklad z domácí automobilové historie: na autě 6x6 Ural-375 byla nejprve nainstalována spojka pro odpojení přední nápravy a poté byla opuštěna.

Pokud není potřeba mít v rozdělovací převodovce dvě ozubená kola, pak se vyrábí s jedním přímým ozubeným kolem s převodovým poměrem rovným jedné, nebo s jedním redukčním ozubeným kolem. Krabice prvního typu byly použity na amerických vojenských vozidlech "Willis", německý Unimog S 404, domácí GAZ-67 a -67B; boxy druhého typu byly instalovány na armádní vozidla ZIL.

Rozdělovací převodovky jsou zpravidla vyráběny jako samostatná jednotka, která se montuje nezávisle na rámu nebo přímo na skříni převodovky. Méně často jsou rozdělovací převodovky a převodovky spojeny společnou klikovou skříní.

Nejčastěji se rozdělovací převodovky vyrábějí se dvěma převody, přímými a redukčními, což představuje čtyřhřídelovou řadu uloženou v jediném pouzdře. Například rozdělovací převodovka GAZ-63 byla spojena s hlavní skříní pomocí hnacího hřídele a měla speciální ozubenou spojku pro záběr přední nápravy. V tomto případě byla vyloučena možnost „cirkulace energie“, která by nastala, když se vůz pohyboval v přímém směru.

Při vytváření převodovky nové generace pro vůz GAZ-66 bylo možné upustit od ozubené spojky a zapojit nápravu pohybem vozíku sedícího na mezihřídeli. Celková hmotnost jednotky se snížila o 5 kg a zároveň se zjednodušila konstrukce dílů. V převodovce vozidel UAZ se dvěma redukčními převody je zavedeno blokování hřídelů napojených na přední a zadní hnací nápravu vozidla. Pokud dojde k „cirkulaci výkonu“ mezi nápravami, tok výkonu nebude procházet ozubenými koly, ale půjde přímo podél vzájemně propojených hřídelí. To snižuje opotřebení dílů skříně a zvyšuje její účinnost.

Rozdělovací převodovka vozu ZIL-157K má dva redukční stupně. Převody se přepínají horním vozíkem. Přední náprava je odpojena pomocí ozubené spojky. Při sepnutí spojky jsou přední a střední náprava spojeny přímo. Mezi těmito nápravami je oběhový výkon největší, protože přední náprava je řiditelná. Mezi střední a zadní nápravou je množství oběhového výkonu malé, protože jsou neovladatelné a jsou umístěny blízko sebe.

V USA, západoevropských zemích i u nás je v současnosti u třínápravových vozidel hojně využíván tandemový pohon, u kterého je točivý moment přenášen na zadní nápravu průchozím hřídelem přes střední nápravu. Rozdělovací převodovka se třemi hnacími nápravami má v tomto případě dva výstupní hřídele. Příkladem takové konstrukce je převodová skříň vozu ZIL-131. V něm se v přímém převodu tok výkonu beze ztrát přenáší na střední a zadní nápravu a při záběru pravé spodní ozubené spojky na přední nápravu jedním záběrovým pólem. V první fázi je tok výkonu přenášen na střední a zadní nápravu přes dva póly (sepnutá levá spodní spojka) a na přední nápravu přes jeden pól. S tímto provedením má box vysokou účinnost a je konstrukčně jednoduchý.

Rozdělovací převodovky s asymetrickým diferenciálem se používají u těžkých nákladních vozidel. U dvounápravových a třínápravových vozidel může být točivý moment rozdělen v následujícím poměru: na přední nápravu - 1/3, na zadní (nebo zadní) - 2/3. Toho je dosaženo volbou planetového diferenciálu, jehož průměr je dvojnásobkem průměru centrálního kola v planetovém mechanismu.

Příkladem je rozdělovací převodovka s asymetrickým diferenciálem dvounápravového vozu MAZ-502. Box má dva redukční převody. Diferenciál rozděluje točivý moment: na přední nápravu - 1/3, na zadní nápravu - 2/3. V těžkém terénu lze diferenciál rozdělovací převodovky uzamknout. Přední náprava v tomto provedení není deaktivována.

Převodová skříň vozů Ural-375 prvních vzorků, stejně jako skříň terénního vozidla MAZ-502, má dvě redukční převody a planetový asymetrický diferenciál. Pomocí ozubené spojky namontované na spodním hřídeli lze provést tři operace: spojka je v krajní pravé poloze - přední náprava je v záběru, tok výkonu se rozděluje mezi nápravy přes diferenciál. V současné době v krabicích tohoto typu spojka blokuje pouze diferenciál, zatímco hřídel z rozdělovací převodovky na přední nápravu je neporušená.

U rozdělovací převodovky čtyřnápravových vozidel MAZ se symetrickým diferenciálem instalovaným mezi dvěma předními a zadními hnacími nápravami je tok výkonu přiváděn přes dva spodní výstupní hřídele skříně, na které jsou napojeny přídavné rozdělovací převodovky. Od těchto převodovek jde pohon na hnací nápravy. Skříň má přímé a redukční převody a je vyrobena podle schématu s vloženým hřídelem. Převodové stupně se zařazují horní spojkou a diferenciál se zamyká spodní spojkou pomocí pneumatického pohonu.