車のギアボックスは、エンジンのトルクを駆動輪に伝達し、車の運転条件に応じてパワーユニットのトラクションを変化させるように設計されています。 自動車産業の進歩は止まることなく前進しているため、自動車のギアボックスは徐々に改善され、変化しています。
現在、次のタイプのギアボックスが区別されています。
- 機械式（マニュアルトランスミッション）
- オートマチック（オートマチックトランスミッション）
- ロボット（マニュアルトランスミッション）
- CVT（バリエーター）
最初のマニュアル トランスミッションは 100 年以上前に作られ、鉄馬のエンジンのフルパワーを感じたいドライバーに最適です。 マニュアル トランスミッションを備えた車は、パイロットがエンジン トルクをタイムリーに変更する必要があるストリート レース競技で最もよく使用されます。 また、マニュアルトランスミッションを搭載した車両は、オフロード走行や各種競技会、ショーなどでも活躍します。 マニュアルトランスミッションを備えた車は、ドライバーがトルクと加速ダイナミクスを独立して制御できるため便利です。
マニュアルトランスミッションの利点 (メカニック):
- マニュアルトランスミッションの重量が比較的軽い
- 追加の冷却は必要ありません
- 低コスト
- 高効率
- 他の車両を牽引する能力
- プッシュロッドを使用して車を始動する可能性
マニュアルトランスミッションの重大な欠点には、次の点が含まれます。
- 疲れるギアシフト
- 操作経験必須（スムーズな変速）
- 長い変速時間
マニュアルトランスミッションを通常に操作するには、クラッチが必要であり、したがって車内の3番目のペダルが必要であることに注意してください。 クラッチは、スムーズなギアシフトを担う追加ユニットです。 マニュアルトランスミッションは構造により3軸変速機と2軸変速機の2種類に分けられます。 3軸タイプは中間軸、駆動軸、従動軸から構成されますが、2軸タイプは中間軸がありません。
マニュアルトランスミッションにはあらゆる欠点があるにもかかわらず、ロシアやアメリカなどでは自動車の製造によく使用されていますが、奇妙なことに消費者はオートマチックトランスミッションを備えた車を好みます。
ロボットギアボックス マニュアルトランスミッション (ロボット)
名前に基づいて、マニュアルトランスミッションはオートマチックトランスミッションのカテゴリーに適しているように見えますが、そうではありません。 マニュアルトランスミッションはマニュアルトランスミッションに分類されます。 ロボットギアボックスは機械原理に従って組み立てられますが、ロボットギアボックスとの主な違いは、電子的に実行されるギアシフトです。 簡単に言うと、マニュアルトランスミッションを少し改造したものです。
残念ながらマニュアルトランスミッションの性能は決して良いとは言えず、安価な車種に搭載されているタイプの変速機です。 ロボット ボックスは、機械式のボックスと同様、シャフトとギアを備えたユニットと、外部センサーを制御するマイクロプロセッサーで構成されます。
ロボットギアボックスの利点:
- 車両を運転するプロセスを促進します
- 経済的
- 使いやすさ
- 機構や部品のコストが低い
マニュアル トランスミッションには、いくつかの良い面がある一方で、重大なマイナス面もあります。ギアをシフトする過程で、ギアボックス自体が「考え」、ギア変更がぎくしゃくして行われるため、エンジンのパフォーマンスに最良の効果が得られません。 ロボットギアボックスを備えた車を操作する場合、始動時にわずかなロールバックが観察される場合があります。
ロボットギアボックスはその膨大なリソースと比較的低コストを考えると未来であると考えられており、フォード、三菱、BMWなどの企業はこのタイプのギアボックスの改良に賭けている。
オートマチックトランスミッション（オートマチック）
オートマチック トランスミッションは、ドライバーの介入なしにエンジンから車の車輪にトルクを伝達する特別なトランスミッション ユニットです。 オートマチック トランスミッションは世界の自動車産業で広く使用されており、このタイプのギアボックスを搭載した車は、あらゆる国や年齢の人々に好まれています。
オートマチック トランスミッションは、ギアの数、切り替え方法、クラッチの種類が異なりますが、現在最大 8 つのギアを搭載できるギアボックスのタイプはこれだけです。
オートマチックトランスミッションには次のものが含まれます。
- ギアと衛星を備えた遊星ギアボックス
- トルクコンバータ
- 油圧系
ギアボックスはオートマチック トランスミッションの主要要素であり、トルク コンバータはトルクの変換を担当し、油圧システムは遊星ギアボックスの制御を担当します。 オートマチックトランスミッションの通常の動作には、ボックスの主要コンポーネントを潤滑する特別なギアオイルが使用されます。 オイルの銘柄はオートマチックトランスミッションのレベルゲージに表示されなければなりません。
このタイプのギアボックスには、スポーツ、クラシック、ウィンターといういくつかのモードがあり、特定の条件で車を操作する場合に非常に便利で、手動シフトの機能もあります。
オートマチックギアボックスを備えた車を運転する利点は次のとおりです。
- 管理が容易。 どのギアを入れるかを考える必要がなく、動きだけに集中できます。 初心者ドライバーや女性に適したタイプのギアボックスです。
- 穏やかなエンジン作動。 トルクコンバーターにより、発進時にオートマチックトランスミッション自体がモードを選択するため、切り替え時のギクシャク感がありません。
- ギア数を増やす可能性
オートマチックトランスミッション車を運転するデメリット:
- 燃料消費量の増加
- 重量級
- メンテナンスとコンポーネントのコストが高い
- マニュアルトランスミッションと比較したダイナミクスとスピードの損失
- 車のドリフトや横滑り時のコントロールの欠如
- 他の車両を牽引できない
- オートマチックトランスミッションを搭載した車が泥や雪にはまっても「揺さぶられる」ことはありません。
CVT ギアボックス (CVT)
自動変速機の種類を代表するもう 1 つの変速機は CVT です。 バリエーターは同じ自動ですが、無段階のみです。 その役割は同じで、パワーユニットから駆動輪にトルクを伝達します。
バリエータには、トルク配分を担当するディファレンシャル、ギアを変換するトルクコンバータ、セカンダリシャフトの回転を保証する遊星機構、および電子機器の制御を担当するコントロールユニットが含まれます。
人気のあるタイプのバリエータはベルト駆動で、その名前は CVT バリエータですが、クリノメータやトーラス バリエータはそれほど一般的ではありません。 バリエーターは、エンジン特有の「うなり音」を発生させずに変速する唯一のタイプのオートマチック トランスミッションです。
それでも、適切なギアボックスを備えた車を選択するには、ダイナミクスとスピード、効率、運転のしやすさ、または車の低コストなど、最終的に得たいものを自分で決める必要があります。 すべての優先順位を設定したら、1 つまたは別の送信ユニットを優先して正しい選択を行うことができます。
車のメインギアはトランスミッション要素であり、最も一般的なバージョンでは 2 つのギア (従動ギアと従動ギア) で構成され、ギアボックスからのトルクを変換して駆動軸に伝達するように設計されています。 メインギアの設計は、車両のトラクション特性と速度特性、および燃料消費量に直接影響します。 デバイス、動作原理、伝達機構の種類と要件を検討してみましょう。
動作原理
ハイポイドファイナルドライブの全体図メインギアの動作原理は非常に単純です。車が動いている間、エンジンからのトルクは可変ギアボックス（ギアボックス）に伝達され、その後メインギアと車のドライブシャフトを介して伝達されます。 したがって、ファイナルドライブは、機械の車輪に伝達されるトルクを直接変更します。 したがって、それによって車輪の回転速度も変化します。
このギアボックスの主な特徴はギア比です。 このパラメータは、駆動ギア (ギアボックスに接続) に対する従動ギア (車輪に接続) の歯数の比率を反映します。 ギア比が高くなると加速が速くなります（トルクが増加します）が、最高速度は低下します。 ギア比を下げると最高速度が上がりますが、車の加速はより遅くなります。 車種ごとに、エンジン、変速機、ホイールサイズ、ブレーキシステムなどの特性を考慮して変速比が選択されます。
主歯車の設計と基本要件
問題の機構の設計は単純です。主歯車は 2 つの歯車 (減速機) で構成されています。 ドライブギヤはサイズが小さく、ギヤボックスの出力軸に接続されています。 従動歯車は駆動歯車よりも大きく、車の車輪に接続され、それに応じて車輪に接続されます。
車の駆動軸のメインギアのスキーム： 1 - 駆動輪。 2 - アクスルシャフト; 3 - 駆動ギア; 4 - ドライブシャフト。 5ドライブギア メインギアの基本的な要件を考えてみましょう。
- 動作中の騒音と振動が最小限のレベルであること。
- 最小限の燃料消費量。
- 高効率。
- 高いトラクションと動的特性を確保します。
- 製造可能性。
- 全体の最小寸法（車内の床レベルを上げずに地上高を増やすため）。
- 最小重量;
- 高信頼性;
- メンテナンスの必要性が最小限に抑えられます。
メインギアの効率は、両方のギアの歯の製造品質を向上させるだけでなく、部品の剛性を高め、設計に転がり軸受を使用することによって高めることができます。 乗用車の減速機では、運転中の振動や騒音を低減する必要があることが最も多いことに注意してください。 歯部の確実な潤滑、歯車の噛み合い精度の向上、軸の大径化など機構要素の剛性を高めることで、振動や騒音を最小限に抑えます。
ファイナルドライブの分類
ギアのペアの数によって
- シングル - 駆動ギアと駆動ギアのペアが 1 つだけあります。
- ダブル - 2 組のギアがあります。 中央のダブルまたはスペースのダブルに分割されます。 中央の二重のものは駆動軸のみに配置され、二重間隔のものは駆動輪のハブにも配置されます。 より高いギア比が必要なトラックに使用されます。
シングルおよびダブルファイナルドライブ 歯車接続の種類別
- 円筒形。 エンジンとギアボックスが横に配置された前輪駆動車に使用されます。 このタイプの接続では、ヘリンボーンとはすば歯を備えた歯車が使用されます。
- 円錐形。 機構のサイズが重要でなく、騒音レベルの制限がない後輪駆動車に使用されます。
- ハイポイドは、後輪駆動車のギヤ接続の最も一般的なタイプです。
- ウォームギアは、自動車のトランスミッションの設計には実際には使用されていません。
円筒ファイナルドライブ レイアウト別
- ギアボックスまたはパワーユニットに配置されます。 前輪駆動車では、メイン ギアはギアボックス ハウジング内に直接配置されています。
- チェックポイントとは別に設置されています。 後輪駆動車では、メイン ペアのギアがディファレンシャルとともにドライブ アクスル ハウジング内に配置されています。
全輪駆動車の場合、メイン ペアのギアの位置は駆動方式によって異なることに注意してください。
ベベルファイナルドライブ 長所と短所
ワームファイナルドライブ ギア接続の各タイプには、独自の長所と短所があります。 それらを見てみましょう:
- 円筒形のメインギヤ。 最大ギア比は 4.2 に制限されます。 さらに歯数比を大きくすると機構が大幅に大型化するとともに、騒音レベルも増加します。
- ハイポイドメインギヤ。 このタイプは歯の負荷が低く、騒音レベルが低いのが特徴です。 この場合、ギヤの噛み合いのずれにより、滑り摩擦が増大し、効率が低下するが、同時にドライブシャフトを可能な限り低くすることが可能となる。 乗用車のギア比 – 3.5-4.5。 貨物の場合 – 5-7;。
- ベベルメインギア。 サイズが大きく騒音が大きいため、ほとんど使用されません。
- ウォームメインギア。 このタイプの歯車接続は、製造が複雑で製造コストが高いため、実際には使用されません。
メインギアはトランスミッションの不可欠な部分であり、車両の燃料消費量、最高速度、加速時間が左右されます。 そのため、トランスミッションをチューニングする際には、一対のギアが改良版と交換されることがよくあります。 これにより、ギアボックスとクラッチの負荷が軽減され、加速ダイナミクスが向上します。
伝染 ; 感染 車 （ パワートレイン）エンジンから駆動輪への力（トルク）の伝達と、走行状況に応じた力の変換（変形）を確保します。 トランスミッションには、エンジンと駆動輪を接続する車のすべてのコンポーネントと機構が含まれます。
後輪駆動車（クラシック車両）のトランスミッションと、前輪駆動車および全輪駆動車を区別する必要があります。 また、オフロード条件での使用を目的として設計された全輪駆動車 (SUV) のトランスミッションは、舗装道路用に設計された全輪駆動車のトランスミッションとは異なります。
後輪または前輪駆動の車のホイール式は 4x2 (つまり、4 つの車輪で、そのうち 2 つが駆動される) と表記されます。 前後の車軸に駆動装置を備えた車の車輪の式は、4x4 (つまり、4 つの車輪がすべて駆動される) と書かれます。
送信メカニズムには次のものが含まれます。 クラッチ、ギアボックス（含む 、 トランスファーケースそして パワーテイクオフ補助機構用） 、カルダントランスミッション、ファイナルドライブ、ディファレンシャル、駆動輪駆動およびその他のメカニズム .
ファイナルドライブ、ギアボックス、トランスファーケース（装備されている場合）は、 トータルギア比車のトランスミッション。
1). クラッチエンジンとトランスミッションを接続したり、変速時などに一時的に切り離したりする役割を果たします。
自動車では、機械式 (通常はケーブル) または油圧機械式駆動装置を備えた「乾式」のシングルディスクまたはダブルディスクの摩擦クラッチ、および流体カップリングやトルクコンバータが使用されます。
摩擦クラッチの動作は、固体表面間、特にクラッチプレッシャープレート、被動クラッチディスクの摩擦ライニング、およびエンジンフライホイールの間の摩擦力の使用に基づいています。 乗用車の単板乾式摩擦クラッチの設計を図に示します。 描画。 油圧およびケーブル駆動の図
油圧機械式クラッチとトルクコンバータは、機構の作動部分をトルクコンバータハウジング内を循環する流体（通常は特殊なオイル）にさらすことにより、エンジンからトランスミッションにトルクを伝達します。 トルクコンバータの設計を以下に示します。 描画。 簡単なトルクコンバータの動作について読むことができます。 ここ.
2). 伝染 ; 感染エンジンから駆動輪に伝達される牽引力（トルク）を変更するとともに、エンジンをトランスミッションから切り離し（長期を含む）、車両が確実に後進するように機能します。
車両の走行条件 (道路状況) が変化すると、車輪にかかる牽引力を変更する必要が生じます。 車を発進させるとき、駆動輪に最も大きな力がかかります。 困難な道路状況 (急な登りやオフロードなど) を走行する場合、エンジン出力は車両の動きに対する抵抗を克服するために費やされます。 良好な道路状況 (滑らかな高速道路など) で走行する場合、車を加速するためにエンジン出力が「消費」されることがあります。
運転状況に応じて、ドライバーはギアボックス内の 1 つまたは別のギアを選択 (接続) し、異なるギア比のギアを接続することで、駆動輪のトルクが変化します。 オートマチック トランスミッションでは、ギアは、ドライバーが直接関与することなく、締結制御システムを通じて制御されます。
駆動輪のトルクを変化（増減）すると、反比例して同じ量だけ駆動輪の回転速度が変化します。
最新の自動車では、2 つの 3 シャフト ギアボックスが使用されています。 シンプルなギアトランスミッションおよび外付け平歯車、歯車および減速機 惑星型そして バリエーター。 前進ギアの数は 3 ～ 7、後進ギアは 1 ～ 2 の範囲にあります。ギア比は、特定の車両のトランスミッションの技術的特性に基づいて指定されます。
シャフトメカニカルギアボックスの一般的な構造は、次のサイトで確認できます。 米.
シャフトトランスミッションの主要部品は、シャフト（プライマリ、セカンダリ、中間）、ギア、シンクロナイザー、ベアリング、ギアシフト機構の部品（「マニュアル」ボックスの場合 - フォーク、ロッドなど）です。 遊星ギアボックスには、シャフト (ドライブ、ドリブン、セントラル)、一連のギア (サテライト、サン、クラウン ギア) とキャリアから構成される一連の遊星ギア、摩擦ブレーキ装置、油圧式または電気油圧式ギア シフト制御機構が含まれます。 。
単純な歯車と遊星歯車の動作について説明します ここ.
トランスファーケースギアボックスに似た装置があり、メインギアボックスの後ろに取り付けられ（ギアボックスとトランスファーケースが構造的に1つのハウジングに結合されている場合もあります）、車両の既存のすべての駆動軸に力を分配（分配）する役割を果たします。 トランスファーケースには、原則としてハイ（ダイレクト）とローの 2 つのギアがあり、ギアの総数が 2 倍になり、厳しいオフロード条件での走行に適したトランスミッション比を選択できるようになります。 このボックスには、車軸の 1 つをオン/オフするための機構と、恒久的な全輪駆動が提供されている場合は車軸間ディファレンシャルを備えたファイナルドライブが含まれています。 センターディファレンシャルのロック機構もある場合があります。
3). カルダン伝達車両（ベース）の傾斜角と車軸間の距離を常に変化させながら、ギアボックス（トランスファーケース）からドライブアクスルのメインギアに回転を伝達する役割を果たします。
車の駆動軸はサスペンション要素を介して（つまり、堅固ではなく）ボディ（フレーム）に取り付けられており、ある程度の自由度があるため、ドライブシャフトの傾斜角は変化する必要があります。 同じ理由で、車の車軸間の距離も変化します。 そのため、車が加速するとき、後部駆動軸は車体の前部に「追いつく」傾向があり、ブレーキをかけるときは逆に「遅れる」傾向があります。
カルダン トランスミッションは、1 つまたは複数のシャフト、カルダン ジョイント、弾性接続およびサスペンション カップリングで構成されます。
乗用車のカルダントランスミッションの装置が見られます .
4). メインギアドライブシャフトから駆動輪まで90度の角度でトルクを伝達し、ギヤ比に応じてトルクが変化します。
メインギアにはシングルギアとダブルギアがあります。 歯車はベベル歯車や円筒歯車にすることができます。 単一の単純な歯車は、駆動歯車と従動歯車で構成されます。 駆動用の小さな歯車は、スパイラル歯を持つかさ歯車で、転がり軸受に取り付けられ、カルダン シャフトから、またはギアボックス シャフトから直接駆動されます。 らせん状の歯を備えた従動大型ギアは、ディファレンシャル ボックスにボルトで固定されています。 ハイポイドギヤでは、小型ベベルギヤの軸が大型ドリブンギヤの軸に対して30～40mm下方にシフトします。
ハイポイドギヤは「ペア」で製造され、マークが付けられています。 ギアの交換はセットでのみ行ってください。
最終的な駆動装置を図に示します。 描画.
e)。 ディファレンシャル駆動輪 (車軸) 間でトルクを分配し、車の駆動輪が異なる速度で回転できるようにします。これは、車がコーナリングするときや、車輪がさまざまな道路状況に遭遇するときに必要です (たとえば、1 つの車輪が平らな面にあり、 2 つ目は平らでない表面を移動する場合です)。
かさ歯車を備えた差動装置が最も広く使用されています。 デファレンシャルは、車軸に取り付けられたベベルサイドギヤやサテライトギヤが収納されるハウジング（デフボックス）を備えています。
ディファレンシャルの上記の特性により、駆動輪の路面に対する粘着力に差がある場合、一方の車輪（路面に対する粘着係数が低い車輪）がスリップすることがよくあります。 この望ましくない影響を排除するために、オフロード車両では、リミテッドスリップディファレンシャル（セルフロックディファレンシャル）が使用されるか、またはディファレンシャルロック機構が使用されます。
差動構造を次のように示します。 描画.
5). 車輪駆動。
ドライブアクスルシャフトはドライブアクスルビームのアクスルスリーブに取り付けられ、ディファレンシャルからホイールに回転を伝達する役割を果たします。 作動条件に応じて、アクスルシャフトは主に 2 つのタイプに分類されます。 半分降ろされたそして 完全に降ろされた.
半負荷状態のアクスル シャフトは、一端がディファレンシャル ボックス内にあり、もう一端がアクスル シャフト ベアリング内にあります。
完全に負荷がかかっていないアクスル シャフトは、一端がディファレンシャル ボックス内にあり、もう一端はフランジを介してホイール ハブに接続されています。 次に、ベアリング上のホイールハブがアクスルスリーブの端に取り付けられます。 この取り付けでは、アクスルシャフトはトルクのみを伝達します。 他のすべての力は、ベアリングを介してドライブアクスルビームによって感知されます。
ドライブアクスルは、中央のクランクケースとセミアキシャルスリーブを備えた共通のケーシング（ビーム）です。 クランクケースにはメインギヤとディファレンシャルが収納されています。 アクスルシャフトはセミアキシャルスリーブに取り付けられます。
前輪駆動には次のような要素が含まれています。 等速ジョイント、車の回転時にさまざまな空間位置でホイールが均一に回転するようにします。
クラシックカーの後輪駆動が示されています 、前輪駆動は に示されています。 描画。 等速ジョイントについて読むことができます ここ.
既存のタイプのギアボックスは、基本的に自動車愛好家の要求に応えたものです。 ボックスとステアリングホイールを組み合わせることで、現代の車の機能を効果的に制御できるようになります。 快適さを好む人もいれば、コントロールすることにすぐに飽きてしまう人もいます。また、何もする方法がまったくわからず、すべてを恐れている人もいます。 最新の分類では、ギアボックスには主に 3 つのタイプとそのバリエーションがあります。
- 機械式、手動変速方式。
- 自動マルチスピードギアボックス;
- 連続可変バリエータシステム。
- ロボットボックス。
後者のタイプはマニュアルギアボックスの変形とみなされているという事実にもかかわらず、古典的なスキームとの既存の違いにより、それを別の行で強調表示することが可能になります。 別個のタイプのギアボックスとして安全に定義できます。
内燃機関は広範囲の回転速度にわたって効率的に動作することができないため、トランスミッション作動軸の回転速度を減速させるさまざまなタイプのギアボックスが使用されます。 これは、主要なタイプのギアボックスの場合のように、一連のギアとホイールの助けを借りて、または CVT ギアボックス設計では、押しベルトとプーリーの助けを借りて行われます。
現代人のライフスタイルに最適で、変速制御を完全に放棄できるCVTトランスミッション。 1 つ目は、車輪の速度とトルクの制御にドライバーが最大限に参加することを必要とします。 オートマチック トランスミッションは、ハンドルを握る人の生活を大幅に簡素化しましたが、その動作には細心の注意が必要です。
どのタイプのギアボックスを選択するのが良いかという質問に答える前に、車に対する自分の態度と車の運転への参加の程度を判断する必要があります。
シンプルで信頼性の高い手動システム
「メカニクス」または「ハンドル」とも呼ばれる機械式シフト システムは、最も一般的で最も単純なタイプのギアボックスです。 現代の自動車では、次の 2 つのタイプで提供されます。
- マルチシャフトでは、ギアが 2 つまたは 3 つの平行なシャフトに配置され、必要なギア比に応じて交互に噛み合います。
- 遊星歯車では、歯車と歯車が複数の列で常に噛み合っており、必要な歯車比を持つペアの選択は、クラッチまたはフリクションパックを使用して行われます。
車輪付き車両では、遊星型機構はオートマチック トランスミッション、マウンテン バイク、軍事機器でのみ使用されます。 遊星歯車は多軸タイプの機構よりもコンパクトで軽量ですが、製造コストがはるかに高くなります。
前輪駆動の現代の乗用車は 2 シャフト設計で、前進用に少なくとも 5 段、後進に 1 段のギア段を備えています。 より高価な車種には 6 速ギアボックスが装備されている場合があります。 同時に、5番目と6番目はオーバードライブです。ギアボックスの出力シャフトは、より高いエンジンクランクシャフト速度で回転します。 手動制御にはこれで十分です。
マニュアルトランスミッションの主な問題は、コマンドに応じてシフトするときに、ハンドルが角速度の異なる一対のはすば歯車にスムーズかつショックなく噛み合うことです。 ボックス内の速度を均等にするために、各ギアペアには青銅製の同期リングが取り付けられています。
ギアを変更するとき、ドライバーはクラッチを切ることで、シンクロナイザーがギアの回転速度を等しくすることができます。 その後、シフトノブを直接使用するか、ロッドまたはケーブルドライブのシステムを介して、ギアクラッチがボックス本体内で移動し、それによって必要なギアのペアが噛み合います。 あとはクラッチペダルを放して運転を続けるだけです。
このような機械的なボックスは同期型と呼ばれます。 一定の運転スキルがあれば、操作は非常に簡単で便利です。 クラッチの不完全な切断、スリップ、またはトランスミッションの無効化に伴うその他の問題により、機械的シンクロナイザーが集中的に摩耗し始め、途中でハンドルをニュートラル位置に設定しないとギアを接続することが不可能になるという事実につながります。 。 次のギアへの移行は、クラッチを再度握ると発生します。 この切り替え方法は以前は広く使用されていましたが、現在ではシンクロナイザー システムが装備されていないメカニックを備えたトラックで使用されています。
重要！ シンクロナイザーが摩耗すると、ギアの噛み合いが困難になるだけでなく、ギアのリムが激しく摩耗したり、歯の個々の部分が局所的に欠けたりする原因になります。
マニュアル トランスミッションは最も信頼性が高く経済的であり、ドライバーはクラッチ ペダルを踏みながら常にギアを変更するための十分な資格と努力が必要です。 しかし、奇妙なことに、多くのドライバーは意識的に整備士を優先する選択をします。 彼らの意見では、整備士は、たとえ身体活動が増えたとしても、ロボットやオートマチックトランスミッションよりも車を運転することで大きな喜びを得ることができます。
メカニック開発の最高峰であるシーケンシャルギアボックス
このボックスは、シーケンシャルまたはインラインシフト方式のマニュアルギアボックスと呼ぶ方が正確です。 このアイデアは、高速スポーツカーの開発分野から生まれました。 最新のシーケンシャル ギアボックスは、電子制御クラッチ ドライブと油圧ギア シフト ドライブを備えた従来のマニュアル ギアボックスに従って構築されています。 シーケンシャル ギアボックスの特別な特徴は、ギアの順序が厳密に守られていることです。
シーケンシャル メカニズムには次のような利点があります。
- 最高のギアシフト速度。
- スイッチングシーケンスの順守により、非常に高いエンジン回転数と出力で「苦痛なく」作業が可能になります。
- ステアリングホイールのパドルを使用した制御方法により、高速時や困難な道路状況でも非常に快適に動きを制御できます。
このようなボックスでは、平歯車が使用され、スイッチングシンクロナイザーは使用されません。 歯車と車輪の回転速度の調整は、速度センサーを使用したコンピューターによって行われます。 ギアカップリングの代わりにカムギアシフト機構を搭載。 これにより、スピード発動時間が従来のメカに比べて約70～80％短縮されました。 油圧ドライブを操作するには、高圧作動流体アキュムレータという別のユニットが使用されます。
ロボット伝送システム
シーケンシャル システムとは異なり、ロボット タイプのボックスには、一対のギアと噛み合う電気機械ドライブが備わっています。 このスキームの基礎は、2 つの作動シャフトとギア列のシステムに基づいて構築されたマニュアル ギアボックスです。 偶数は一方のシャフトに集められ、奇数はもう一方のシャフトに集められます。 各シャフトには独自のクラッチディスクがあり、独立してオン/オフできます。
このタイプのボックスは事前選択モードを使用します。 この設計のコツは、コンピューターがトランスミッションの動作モードに関するデータを事前に使用して、組み込むのに最適な次のギアを計算することです。 ソレノイドを使用して、クラッチが切断されると反対列のギアに噛み合います。 切り替えの瞬間はクラッチを繋いで走り続けるだけです。 このおかげで非常に高速にスイッチングが行われます。
彼らのやり方では、ロボット ボックスは自動ボックスと機械の中間的な位置を占めます。 さらに、実行される機能とコンピュータ化の程度の点で、このタイプのボックスは既存の油圧機械システムよりも自動化されていると言えます。
最も有名で宣伝されているロボットタイプのギアボックスは、エンジン容量の小さな VW モデルに搭載されている 7 速 DSG ギアボックスです。 作品についてのレビューは、広告や熱意を称賛するものから、あからさまに否定的なものまで多岐にわたります。
同様のトランスミッションシステムを搭載した車の購入を検討している場合は、次の点を考慮する必要があります。
- ロボット ギアボックスは非常に複雑な機構であり、何よりもこのタイプのギアボックスは、クレイジーなレースでゴムを高速で燃焼させることを目的としています。 ボックスは操作、保守、修理が困難です。
- 少なくとも 2 週間は DSG の運転に慣れる必要があります。 メカニックのファンにとって、このタイプは遅くて予測不能に見える一方、油圧機械式ギアボックスから切り替えたドライバーにとっては、ランダムにぎくしゃくしているように見えます。
- ロボットの品質により、すでに 5 年間の保証と 15 万マイルの走行距離を提供できます。
面白い！ あらゆる批判にもかかわらず、ロボットは製造コストが安く、効率も高く、専門家によれば、おそらくこのタイプのロボットは乗用車市場から時代遅れの油圧機構に取って代わられるだろうという。
最も複雑なタイプのトランスミッションはオートマチックと CVT です
ギアボックスが実行する機能が増えるほど、その製造はより複雑になり、信頼性が低下し、コストが高くなります。 あらゆる種類のオートマチック車トランスミッションは、これまでも、そしてこれからも最も高価で不経済なものです。 このタイプの設計は、油圧機械式ギアボックスとアダプティブギアボックスによって表されます。 このスキームは、トルクコンバータと遊星ギアボックスという 2 つの主要ユニットに基づいています。
最新のオートマチック トランスミッションでは、トルク コンバーターがコンペンセータの役割を果たし、遊星機構のメイン ギアをわずかに増減させます。 したがって、2 つのユニットの連携動作により、特定の条件下で最適な変速ギア数が保証されます。
油圧の損失が大きいため、技術者はこのタイプの機械の操作を多少改善する必要がありました。 時速 20 km を超える速度でのトルク コンバーターの動作はクラッチによってブロックされ、トルクはクラッチを介して遊星ギアボックスに直接伝達されます。
場合によっては、トルクコンバータを接続する代わりに、摩擦ライニングパッケージの滑りによって過渡モードでの機能が提供されますが、これはより簡単で効率的です。
オートマチック トランスミッションのタイプの 1 つはアダプティブ オートマチック トランスミッションで、コンピュータ制御ユニットが遊星ギアボックスの最適なギア比を選択します。
このタイプのオートマチックトランスミッションは、オフロード車、SUV、大排気量車のトランスミッションとしては今でも他の追随を許しません。 メンテナンスと修理が難しく、高度な資格と高品質の消耗品が必要です。
CVTシステム
低出力ベビーカーおよびスクーター用の最初のバリエータの 30 年間の進化の結果、技術者はプッシュ ベルト (連続可変バリエータの主要要素) の信頼性と耐久性のレベルを、完全に許容可能な走行距離にまで引き上げることに成功しました。 15万キロ。 プッシュベルト自体はエンジニアリングの驚異です。 ベルトは多数の完全に同一の金属要素で作られており、そのおかげでベルトは柔軟性と剛性を同時に持つことができます。
動作中は、入力と出力の 2 つのプーリーと相互作用し、ギアボックスのほぼすべてのギア比を提供します。 最新の CVT は許容できる高効率を実現し、最大 100 馬力のエンジンで動作する能力を備えています。 CVTは、本当に変速比を連続的に変化させることができる初めてのシステムと言えます。
このタイプのオートメーションは滑りを嫌い、作動油の品質が低い場合には非常に脆弱になります。 ほとんどの場合、バリエータにはトルクコンバータが装備されています。
利点 - 必要なトランスミッションギア比を非常に正確に選択できます。 このタイプのボックスは気まぐれで、製造と維持に費用がかかり、近い将来、小型車というニッチ市場から抜け出す可能性は低いです。
さまざまなタイプのギアボックスの詳細については、ビデオをご覧ください。
V.マメドフ
トルクはエンジンからトランスファー ケースを介して車両のいくつかの駆動軸に伝達されますが、ほとんどの場合、トランスミッションのギア数も増加します。 トランスファー ケースは、次の機能を実行するように設計されています。
- トランスミッション内の「動力循環」というマイナスの現象を発生させることなく、車両の最高のクロスカントリー能力を保証するような方法で駆動軸間でトルクを配分します。
- 悪路やオフロード、急な坂道を走行する際に、車輪の転がり抵抗を克服するために必要な範囲まで駆動輪のトルクを増加します。
- エンジンが最大トルクで動作しているときに、低速での車両の安定した動作を保証します。
トランスファーケースは、ブロックドライブ、ディファレンシャルドライブ、または混合ドライブのスキームに従って作成されます。 ロックされたドライブを備えたボックスの特別な機能は、異なる車軸のホイールの同期回転が保証され、トルクが転がり抵抗力に比例して分配されることです。 したがって、リアアクスルの重量負荷が 4x4 車両の総重量の 60%、フロントアクスルの重量負荷が 40% である場合、リアアクスルとフロントアクスルの車輪の転がり抵抗力の比率は 60 になります。お互いに：40分。 シャフトにかかるモーメントは、平坦な高速道路では同じ比率になります。
実際には、道路の凹凸や動きの非線形性により、異なる車軸の車輪は異なる距離を移動し、その回転の同期により、トランスミッション内でギヤ、ベアリング、シャフトが追加的に作用する「動力循環」が発生します。これは、燃料消費量の増加と並行して、最終的に摩耗の増加につながります。 タイヤは、「動力循環」の悪影響の深刻さを部分的に軽減しますが、加熱と摩耗が増加する可能性があります。
ディファレンシャルドライブを備えたトランスファーケースでは、トルクはディファレンシャルを介してドライブシャフトからドリブンシャフトに伝達されます。 したがって、このようなトランスファー ケースの出力 (被駆動) シャフトは異なる角速度で回転する可能性があります。 車の駆動軸間のモーメントの分布は、ディファレンシャルの設計と運動学図におけるその位置によって決まります。 ドライブアクスルに設置されるインターアクスルディファレンシャルに対して、トランスファーケースに設置されるディファレンシャルはインターアクスルディファレンシャルと呼ばれます。
ディファレンシャルを備えたトランスファーケースを備えた車を方向転換する場合、操舵車軸の車輪は非操舵車軸の車輪よりも長い距離を移動するため、より速く回転します。 速度差はセンターデフで補われます。 ディファレンシャルシャフト上のトルク間の比は一定のままであり、ディファレンシャルの内歯車比と等しいことに注意してください。 デフを介して動力の流れが伝達されないため、「動力循環」が完全に排除されます。
混合駆動のトランスファー ケースでは、一部の被駆動シャフトは同じ角速度になるように相互に接続されていますが、他の駆動シャフトは差動装置を介して接続されています。 「混合」には、ロックされたディファレンシャルを備えたボックス、またはディファレンシャルの摩擦を増加させる装置を備えたボックスも含まれます。
メインギアボックスまたは油圧機械トランスミッションから供給されるパワーフローは、トランスファーケースによって車両の前車軸 1 つと後車軸 1 つまたは 2 つ (4x4 または 6x6)、前車軸 2 つと後車軸 2 つ (8x8) に分配できます。車の左右の側面から片方の駆動輪に。 これに従って、トランスファーケースは、車軸間、台車間、車輪間、サイドボード間と呼ばれます。
全輪駆動方式には 2 つあり、前輪に常時電力を供給する方式と、切り替え可能なフロント アクスルを備えた方式があります。 後者の場合、良好な道路を走行する場合、前車軸がトランスミッションから切り離されるため、車の燃費の向上に影響します。
路面状態の悪い道路でフロントアクスルを無効にすることは必ずしも得策ではないことに留意する必要があります。切断されたフロントアクスルドライブの損失は非常に大きくなる可能性があり、車両の動きに対する全体的な抵抗に影響を及ぼし、その結果、その燃費。 国内の自動車の歴史からの例: 6x6 ウラル-375 車には、フロントアクスル切断クラッチが最初に取り付けられましたが、その後放棄されました。
トランスファーケースに 2 つのギヤを設ける必要がない場合は、ギヤ比が 1 の 1 つの直動ギヤ、または 1 つの減速ギヤで製造されます。 最初のタイプのボックスは、アメリカの軍用車両「ウィリス」、ドイツのウニモグ S 404、国産の GAZ-67 および -67B で使用されました。 2番目のタイプのボックスはZIL軍車両に設置されました。
トランスファーケースは、原則として別個のユニットとして製造され、フレームに独立して、またはギアボックスのハウジングに直接取り付けられます。 あまり一般的ではありませんが、トランスファー ケースとギアボックスが共通のクランクケースによって統合されています。
ほとんどの場合、トランスファー ケースは、直動ギアと減速ギアの 2 つのギアを備えて製造され、単一のハウジングに取り付けられた 4 つのシャフト範囲を表します。 たとえば、GAZ-63 のトランスファー ケースはドライブシャフトによってメイン ボックスに接続されており、前車軸を接続するための特別なギア クラッチが備えられていました。 この場合、クルマが直進する際に発生する「力の循環」の可能性は排除された。
GAZ-66車用の次世代ギアボックスを作成する場合、ギアカップリングを放棄し、中間シャフト上にあるキャリッジを移動させることによって車軸に係合することが可能でした。 部品設計の簡素化により、ユニット総重量を5kg軽量化しました。 2 つの減速ギアを備えた UAZ 車両のギアボックスでは、車両の前後ドライブアクスルに接続されたシャフトのブロックが発生しました。 車軸間で「動力循環」が発生すると、動力の流れはギアを通らず、連動したシャフトに直接伝わります。 これにより、ボックス部品の磨耗が軽減され、効率が向上します。
ZIL-157K車のトランスファーケースには減速段が2段あります。 ギアの切り替えは上部のキャリッジで行います。 フロントアクスルはギアクラッチによって切り離されます。 クラッチがつながると、フロントアクスルとミドルアクスルが直結されます。 フロントアクスルは操縦可能であるため、これらのアクスル間で循環力が最大になります。 中間車軸と後車軸の間は、制御不能で互いに近い位置にあるため、循環する動力の量は小さくなります。
米国、西ヨーロッパ諸国、そしてここでは、現在、タンデムドライブが 3 軸車両で広く使用されており、トルクは中間車軸を介してスルーシャフトによって後車軸に伝達されます。 この場合、3 つのドライブアクスルを備えたトランスファーケースには 2 つの出力シャフトがあります。 このような設計の一例は、ZIL-131 車のトランスファー ケースです。 その中で、ダイレクトトランスミッションでは、動力の流れがロスなくミドルアクスルとリアアクスルに伝達され、右下のギアカップリングが係合すると1つの係合ポールを介してフロントアクスルに伝達されます。 第 1 段階では、動力の流れは 2 つのポールを介して中間および後車軸に伝達され (左下のクラッチが接続されています)、1 つのポールを介して前車軸に伝達されます。 この設計により、ボックスは効率が高く、構造がシンプルです。
非対称ディファレンシャルを備えたトランスファーケースは大型車両に使用されます。 2 軸および 3 軸の車両では、トルクは次の比率で配分されます: フロント アクスル - 1/3、リア (またはリア) へ - 2/3。 これは、遊星機構の太陽歯車の直径の 2 倍の直径を持つ遊星歯車差動歯車を選択することによって実現されます。
一例は、2 軸車 MAZ-502 の非対称ディファレンシャルを備えたトランスファー ケースです。 ボックスには減速機が 2 つあります。 ディファレンシャルはトルクをフロントアクスルに 1/3、リアアクスルに 2/3 配分します。 困難な地形では、トランスファーケースの差動装置がロックされることがあります。 この設計のフロント アクスルは無効になりません。
最初のサンプルのウラル 375 車両のトランスファー ケースは、MAZ-502 全地形万能車のボックスと同様に、2 つの減速ギアと遊星非対称ディファレンシャルを備えています。 下部シャフトに取り付けられたギア カップリングを使用して、3 つの操作を実行できます。クラッチは右端の位置にあり、フロント アクスルが接続され、パワー フローがディファレンシャルを介してアクスル全体に分配されます。 現在、このタイプのボックスでは、クラッチはディファレンシャルをブロックするだけであり、トランスファー ケースからフロント アクスルまでのシャフトは無傷です。
前後 2 つのドライブアクスル間に対称ディファレンシャルが取り付けられた 4 アクスル MAZ 車両のトランスファー ケースでは、追加のトランスファー ギアボックスに接続されたボックスの下部 2 つの出力シャフトを介して動力の流れが供給されます。 これらのギアボックスからドライブがドライブアクスルに送られます。 ボックスには直接ギアと減速ギアがあり、中間シャフトを備えたスキームに従って作られています。 ギアは上部クラッチによって接続され、差動装置は空気圧駆動を使用する下部クラッチによってロックされます。
