Механическая коробка передач - Manual transmission

Механическая коробка передач для полноприводного автомобиля - вид со стороны двигателя
Устройство механической коробки передач для переднеприводного автомобиля

А механическая коробка передач (также известный как механическая коробка передач; сокращенно MT, иногда называемый стандартная передача) - многоскоростной средство передвижения коробка передач где для переключения передач требуется, чтобы водитель вручную выбирал передачи с помощью рычаг переключения передач и сцепление (обычно это ножная педаль для автомобилей или ручной рычаг для мотоциклов).

Подержанные ранние автомобили раздвижная сетка механические коробки передач с тремя передаточными числами переднего хода. С 1950-х годов постоянная сетка механические коробки передач становятся все более обычным явлением, а количество передаточных чисел увеличилось до 5-ступенчатой ​​и 6-ступенчатой ​​механической трансмиссии для современных автомобилей.

Альтернативой механической коробке передач является автоматическая коробка передач; распространенными типами автоматических трансмиссий являются гидравлическая автоматическая трансмиссия (В), автоматическая механическая коробка передач (AMT), трансмиссия с двойным сцеплением (DCT), а бесступенчатая трансмиссия (Вариатор).

Поочередно есть более старые полуавтоматический (в частности безмуфтовый ручной) передачи, которые основаны на конструкции обычной механической трансмиссии с переключателем передач и механически аналогичны традиционной механической трансмиссии, и для переключения передач вручную по-прежнему требуются управление и ввод со стороны водителя, как в стандартной механической коробке передач, но сцепление система полностью автоматизированный, а механическая связь педали сцепления полностью заменена на привод или сервопривод и датчики которые управляют системой сцепления автоматически, когда водитель перемещает рычаг переключения передач, устраняя необходимость в физической педали сцепления. Любая трансмиссия, которая частично приводится в действие автоматически (обычно сцепление) и частично управляется вручную (рукой или ногой), считается полуавтоматической. Другие конструкции полуавтоматических трансмиссий были основаны на стандартных гидравлические автоматические трансмиссии, а не обычная МКПП.

Обзор

Работа 4-ступенчатой ​​механической коробки передач
Несинхронная «аварийная» коробка передач; с участием раздвижная сетка дизайн. Используется в старых автомобилях.
Работа 4-ступенчатой ​​секвентальной механической коробки передач; обычно используется в мотоциклы и гоночные машины.
1936 фильм автомобильной коробки передач

Механическая коробка передач требует, чтобы водитель управлял рычаг переключения передач и сцепление чтобы переключать передачи (в отличие от автоматическая коробка передач или полуавтоматическая трансмиссия, где одна (обычно муфта) или обе эти функции автоматизированный ). Большинство механических трансмиссий для автомобилей позволяют водителю в любое время выбрать любое передаточное число, например, переключаться со 2-й на 4-ю или с 5-й на 3-ю передачу. Однако, последовательные механические коробки передач, которые обычно используются в мотоциклы и гоночные автомобили, разрешите водителю только выбрать следующую более высокую или более низкую передачу.

В автомобиле с механической коробкой передач маховик прикреплен к двигателю коленчатый вал, поэтому вращается с частотой вращения двигателя. Муфта находится между маховиком и входным валом трансмиссии, контролируя, подключена ли трансмиссия к двигателю (сцепление включено- педаль сцепления не нажата) или не подключена к двигателю (сцепление выключено- педаль сцепления нажата). Когда двигатель работает и сцепление включено (т.е. педаль сцепления поднята), маховик вращает диск сцепления и, следовательно, трансмиссию.

Конструкция большинства механических трансмиссий для автомобилей заключается в том, что передаточные числа выбираются путем фиксации выбранных зубчатых пар на выходном валу внутри трансмиссии. Это принципиальное отличие от типичного гидравлическая автоматическая трансмиссия, который использует эпициклический (планетарный) дизайн, и гидротрансформатор. Автоматическая трансмиссия, которая позволяет водителю управлять выбором передачи (например, переключателями передач или положением «+/-» на селекторе передач), называется трансмиссией. мануальный трансмиссия, и не считается механической коробкой передач. Некоторые автоматические трансмиссии основаны на механической конструкции и внутренней конструкции механической трансмиссии, но имеют добавленные компоненты (такие как компьютер -управляемый приводы и датчики ) которые автоматически контролируют синхронизацию и скорость переключения передач и сцепления; этот дизайн обычно называют автоматическая механическая коробка передач (или иногда безмуфтовая механическая коробка передач).

Современные механические трансмиссии для автомобилей обычно используют пять или шесть передаточных чисел передних передач и одну передачу заднего хода, однако время от времени производятся коробки передач с двумя и семью передачами. Коробки передач для грузовиков и другой тяжелой техники часто имеют от восьми до двадцати пяти передач,[нужна цитата ] чтобы поддерживать обороты двигателя в оптимальных диапазон мощности для всех типичных скоростей движения. При работе таких трансмиссий часто используется одна и та же схема движения переключателя с одним или несколькими переключателями для включения следующей последовательности передач.

История

1890-40-е годы

Двухскоростная передача Cherrier, около 1900 г.[1]

Многие из первых автомобилей были с задним расположением двигателя, с простым ременным приводом, работающим как односкоростная трансмиссия. 1891 г. Panhard et Levassor считается значительным достижением в автомобильных трансмиссиях, поскольку использовалась трехступенчатая механическая коробка передач.[2][3] Эта трансмиссия, наряду со многими подобными дизайнами, которые она вдохновила, была несинхронный (также называется раздвижная сетка) конструкция, в которой переключение передач включало скольжение шестерен вдоль их валов, так что желаемые зубцы входили в зацепление. Поэтому от водителя требовалось тщательно рассчитывать время и дроссель манипуляции при переключении, чтобы при включении шестерни вращались примерно с одинаковой скоростью; в противном случае зубы не будут сцепляться. Этого было трудно добиться, поэтому переключение передач часто сопровождалось скрежетом или хрустом, в результате чего коробки передач прозвали «аварийными коробками».[4] Даже после того, как легковые автомобили перешли на синхронные трансмиссии (то есть с синхронизаторами), многие трансмиссии для тяжелых грузовиков, мотоциклов и гоночных автомобилей оставались несинхронными, чтобы выдерживать необходимые усилия или обеспечивать более быструю передачу. время смены.

1950-1980-х гг.

Типичная механическая коробка передач, в данном случае Ford, вид сверху и сбоку Верхний загрузчик, используется в автомобилях с внешними напольными переключателями.

Первый автомобиль с механической коробкой передач синхронизатор был 1929 Кадиллак,[5] однако большинство автомобилей продолжали использовать несинхронные трансмиссии, по крайней мере, до 1950-х годов. В 1947 году Porsche запатентовал разрезное кольцо Система синхронизатора, ставшая впоследствии самой распространенной конструкцией для легковых автомобилей.[6] 1952 год Порше 356 был первым автомобилем, который использовал трансмиссию с синхронизатором на всех передних передачах.[7][8] В начале 1950-х годов у большинства автомобилей был синхронизатор только для переключения с третьей передачи на вторую (в руководствах для водителей транспортных средств говорилось, что если водителю нужно переключаться со второй на первую, лучше всего полностью остановиться заранее).

Вплоть до конца 1970-х годов большинство трансмиссий имело три или четыре передних передаточных числа, хотя пятиступенчатые механические коробки передач иногда использовались в спортивных автомобилях, таких как 1966 год. Феррари 166 Интер и 1953 г. Альфа Ромео 1900 Супер Спринт. Пятиступенчатая трансмиссия получила широкое распространение в 1980-х годах, как и использование синхронизаторов на всех передних передачах.

1990-е годы, чтобы представить

Шестиступенчатые механические коробки передач начали появляться в высокопроизводительных транспортных средствах в начале 1990-х годов, таких как 1990-е. BMW 850i и 1992 Феррари 456. Первая 7-ступенчатая механическая коробка передач была представлена ​​в 2012 году. Порше 911 (991).[9]

В 2008 году 75,2% автомобилей, произведенных в Западной Европе, были оснащены механической коробкой передач, против 16,1% - автоматической и 8,7% - другой.[10]

Внутренности

16-ступенчатая (2x4x2) ZF 16С181 - картер трансмиссии открытый (2x4x2)
16С181 - открытый планетарный корпус диапазона (2x4x2)

Валы

Механическая коробка передач имеет несколько валов с прикрепленными к ним различными шестернями и другими компонентами. В большинстве современных легковых автомобилей используются коробки передач с постоянным зацеплением, состоящие из трех валов: Входной вал, а промежуточный вал (также называемый промежуточный вал ) и выходной вал.[11]

В Входной вал подключен к двигателю и вращается с частотой вращения двигателя при включении сцепления.[12] В промежуточный вал имеет шестерни различных размеров, которые постоянно находятся в зацеплении с соответствующей шестерней на первичном валу.[13] Шестерни на выходной вал также постоянно находятся в зацеплении с соответствующей шестерней на промежуточном валу, однако шестерни выходного вала могут вращаться независимо от самого выходного вала (за счет использования подшипников, расположенных между шестернями и валом).[14] За счет использования воротники (работает с рычаги переключения передач), частота вращения выходного вала временно фиксируется на скорости выбранной передачи.[15] Некоторые конструкции трансмиссии - например, Volvo 850 и S70 - имеют два промежуточных вала, оба приводят в движение ведомую шестерню, входящую в зацепление с зубчатым венцом трансмиссии переднего привода. Это позволяет получить более узкую трансмиссию, поскольку длина каждого промежуточного вала уменьшена вдвое по сравнению с тем, который содержит четыре шестерни и два переключателя.

Фиксированная и свободная шестерни могут быть установлены на входном или выходном валу или на обоих. Например, пятиступенчатая трансмиссия может иметь селектор с первого на второй на промежуточном валу, но селектор с третьего на четвертый и пятый селектор на главном валу. Это означает, что когда автомобиль остановлен и работает на холостом ходу на нейтрали с включенным сцеплением и вращающимся первичным валом, пары третьей, четвертой и пятой передач не вращаются.

Когда нейтральный выбрана, ни одна из шестерен на выходном валу не заблокирована на валу, что позволяет входному и выходному валам вращаться независимо. Для передачи заднего хода используется промежуточная шестерня для изменения направления вращения выходного вала. Во многих трансмиссиях входной и выходной валы могут быть напрямую заблокированы вместе (в обход промежуточного вала) для создания передаточного числа 1: 1, которое называется прямой привод.

В передаче для продольный двигатель транспортных средств (например, большинство автомобилей с задним приводом), входной и выходной валы обычно расположены на одной оси, поскольку это снижает скручивающие силы которому должен выдерживать картер трансмиссии. Узел, состоящий из входного и выходного валов, называется главный вал (хотя иногда этим термином обозначают только входной или выходной вал). Независимое вращение входного и выходного валов возможно за счет того, что один вал расположен внутри полого отверстия другого вала, а подшипник расположен между двумя валами.

В передаче для поперечный двигатель транспортных средств (например, автомобилей с передним приводом) обычно есть только два вала: входной и промежуточный (иногда называемые входным и выходным). Входной вал проходит по всей длине коробки передач, и отдельная ведущая шестерня отсутствует. Эти трансмиссии также имеют встроенный дифференциал блок, который соединен через шестерню на конце вторичного / выходного вала.

  • Выбор передач в трансмиссии с постоянным зацеплением

  • Первая передача (синяя, назад)

  • Вторая передача (синяя, вперед)

  • Третья передача (фиолетовый, назад)

  • Четвертая передача (фиолетовый, вперед)

  • Реверс (зеленый включен)

  • Нейтраль (все выключены)

Клатч для собак

В современной механической коробке передач с постоянным зацеплением зубья шестерни постоянно находятся в контакте друг с другом, и клатчи для собак (иногда называют собачьи зубы) используются для выбора передаточного числа трансмиссии. Когда кулачковые муфты для всех шестерен выключены (т.е. когда трансмиссия находится в нейтральном положении), все шестерни могут свободно вращаться вокруг выходного вала. Когда водитель выбирает передачу, включается кулачковая муфта для этой передачи (через стержни переключателя передач), блокируя выходной вал трансмиссии на определенной передаче. Это означает, что выходной вал вращается с той же скоростью, что и выбранная передача, тем самым определяя передаточное число трансмиссии.[16]

Кулачковая муфта - это скользящий механизм переключения, который установлен вокруг выходного вала. У него есть зубцы, чтобы вписаться в шлицы на валу, заставляя этот вал вращаться с той же скоростью, что и ступица шестерни. Однако муфта может двигаться вперед и назад на валу, чтобы зацепить или расцепить шлицы. Это движение контролируется вилкой переключения, которая связана с рычагом переключения передач. Вилка не вращается, поэтому она прикреплена к подшипнику с буртиком на селекторе. Селектор обычно симметричен: он скользит между двумя шестернями и имеет синхронизатор и зубья с каждой стороны, чтобы зафиксировать любую шестерню на валу. В отличие от некоторых других типов сцеплений (таких как педаль сцепления автомобиля с механической коробкой передач), кулачковая муфта обеспечивает нескользящее сцепление и не подходит для преднамеренного проскальзывания.

Synchromesh

Кольца синхронизатора

Чтобы обеспечить плавное переключение передач, не требуя от водителя вручную сопоставить обороты двигателя Для каждого переключения передач в большинстве современных трансмиссий легковых автомобилей используется «синхронизатор» (также называемый «кольцами синхронизатора») на передних передачах. Эти устройства автоматически согласовывают скорость входного вала со скоростью выбранной передачи, что устраняет необходимость для водителя использовать такие методы, как двойное сцепление. Синхронизирующая передача была изобретена в 1919 г. Эрл Эйвери Томпсон и впервые использовался на серийных автомобилях Cadillac в 1928 году.[17]

Необходимость в синхронизаторах в трансмиссии с постоянным зацеплением обусловлена ​​тем, что кулачковые муфты требуют, чтобы частота вращения входного вала соответствовала скорости выбранной передачи, в противном случае собачьи зубья не войдут в зацепление и будет слышен громкий скрежет, когда они стучат вместе . Поэтому для ускорения или замедления входного вала по мере необходимости к каждой шестерне прикреплены латунные синхронизирующие кольца конической формы. Когда водитель перемещает рычаг переключения передач в сторону следующей передачи, эти кольца синхронизатора давят на конусообразную втулку на кулачке, так что силы трения могут уменьшить разницу в скоростях вращения.[18] Как только эти скорости выровнены, кулачковая муфта может включиться, и, таким образом, теперь используется новая передача. В современной коробке передач действие всех этих компонентов настолько плавное и быстрое, что это практически незаметно. Многие трансмиссии не включают синхронизатор на задней передаче (см. Задний ход раздел ниже).

Система синхронизатора также должна препятствовать тому, чтобы хомут перекрыл стопорные кольца, пока скорости все еще синхронизируются. Это достигается с помощью «блокирующих колец» (также называемых «запирающими кольцами»). Кольцо синхронизатора слегка поворачивается из-за момента трения конической муфты. В этом положении собачья муфта не включается. Как только скорости синхронизируются, трение на блокирующем кольце уменьшается, и блокирующее кольцо слегка поворачивается, совмещая определенные канавки или выемки, которые позволяют кулачковой муфте входить в зацепление.

Обычные металлы для колец синхронизатора: латунь и сталь, и производятся либо ковка или профилирование листового металла. Последний включает в себя штамповку детали из полосы листового металла, а затем механическая обработка для получения необходимой формы. Иногда кольца покрываются противоизносными накладками (также называемыми фрикционными накладками), изготовленными из молибден, утюг, бронза или углерод (причем последние обычно предназначены для высокопроизводительных трансмиссий из-за их высокой стоимости).[19]

Механический износ колец и втулок синхронизатора может со временем вывести из строя синхронизирующую систему. Эти кольца и втулки должны преодолевать импульс всего входного вала и диска сцепления во время каждого переключения передач (а также импульс и мощность двигателя, если водитель пытается переключить передачи без полного выключения сцепления). Большая разница в скорости между входным валом и шестерней требует более высоких сил трения со стороны компонентов синхронизатора, потенциально увеличивая степень их износа.

Задний ход

Даже в современных трансмиссиях, где все передние передачи находятся в конфигурации с постоянным зацеплением, часто в передаче заднего хода используются более старые раздвижная сетка ("аварийный ящик") конфигурация. Это означает, что перемещение рычага переключения передач в положение заднего хода приводит к тому, что шестерни перемещаются вместе. Еще одна уникальная особенность задней передачи состоит в том, что она состоит из двух передач: Промежуточная шестерня на промежуточном валу и другую шестерню на выходном валу - и оба они непосредственно прикреплены к валу (т.е. они всегда вращаются с той же скоростью, что и вал). Эти шестерни обычно прямозубые шестерни с прямыми зубьями, которые, в отличие от косозубых зубьев, используемых для передней передачи, издают воющий звук при движении автомобиля задним ходом.

Когда выбрана передача заднего хода, промежуточная шестерня физически перемещается для зацепления с соответствующими шестернями на входном и выходном валах. Чтобы избежать скрежета при зацеплении шестерен, они должны быть неподвижными. Поскольку первичный вал часто все еще вращается из-за импульса (даже после того, как автомобиль остановился), необходим механизм для остановки первичного вала, такой как использование синхронизирующих колец для 5-й передачи. Тем не менее, в некоторых автомобилях используется система синхронизатора для передачи заднего хода, что предотвращает возможный хруст, если задняя передача включена, когда первичный вал все еще вращается.[20]

Большинство трансмиссий оснащены механизмом блокировки, предотвращающим случайное переключение передачи заднего хода при движении автомобиля вперед. Это может иметь форму воротника под ручкой переключения передач, который необходимо поднять или требующего дополнительной силы, чтобы толкнуть рычаг переключения передач в плоскость задней передачи.

Несинхронная передача

Основная статья: несинхронная передача
3-ступенчатая несинхронная «аварийная» коробка передач; использовался в автомобилях до 1950-х годов

Альтернативная конструкция трансмиссии, которая используется в старых легковые автомобили, грузовые автомобили, и тракторы, это несинхронная передача (также известный как коробка передач). В несинхронных передачах используется раздвижная сетка конструкции и имеют прозвище «авария», потому что трудности с переключением передач могут привести к переключению передач, сопровождающемуся грохотом / треском.

Сцепление

Основная статья: Сцепление
Покомпонентное изображение маховика, фрикционного диска и комплекта сцепления

В автомобилях с механической коробкой передач используется сцепление для управления связью между двигателем и трансмиссией, а также для отсоединения трансмиссии от двигателя во время переключения передач и когда автомобиль неподвижен. Без сцепления двигатель заглох бы каждый раз, когда автомобиль остановился, и переключение передач было бы затруднено (отмена выбора передачи, когда трансмиссия требует, чтобы водитель отрегулировал дроссельную заслонку, чтобы трансмиссия не находилась под нагрузкой, а для выбора передачи требуется двигатель. Обороты должны быть с точной скоростью, которая соответствует скорости движения для выбранной передачи).

Большинство автомобилей используют педаль управлять сцеплением; кроме мотоциклов, у которых обычно есть рычаг сцепления на левом руле.

Рычаг переключения передач

Основная статья: Рычаг переключения передач
Напольный рычаг переключения передач в легковом автомобиле
Обычная схема переключения передач для 5-ступенчатой ​​коробки передач

В большинстве автомобилей с механической коробкой передач водитель выбирает передачи, манипулируя рычагом, называемым рычаг переключения передач (также называемый коробка передач, рычаг переключения передач или оборотень). В большинстве автомобилей рычаг переключения передач расположен на полу между водителем и передним пассажиром, однако в некоторых автомобилях рычаг переключения передач крепится к рулевой колонке или центральной консоли.

Перемещение рычага переключения передач передается (через жесткие рычаги или тросы) на вилки переключения в трансмиссии.

На мотоциклах обычно используются последовательные механические коробки передач, хотя схема переключения немного изменена из соображений безопасности. Выбор передачи обычно осуществляется левым рычагом переключения передач с расположением 1 - N - 2 - 3 - 4 - 5 - 6.

Внешний овердрайв

Основная статья: Овердрайв

В 1950-х, 1960-х и 1970-х годах экономичное движение по шоссе с низкой частотой вращения двигателя в некоторых случаях было возможно на транспортных средствах, оснащенных 3- или 4-ступенчатой ​​коробкой передач, с помощью отдельного овердрайв блок в задней части корпуса трансмиссии или за ней. Это приводилось в действие либо вручную на высокой передаче путем нажатия переключателя или нажатия кнопки на ручке переключения передач или на рулевой колонке, либо автоматически, путем кратковременного снятия ноги с педали акселератора при движении автомобиля со скоростью выше определенной дорожной скорости. Автоматические повышающие передачи были отключены путем нажатия педали акселератора, и был предоставлен контроль блокировки, позволяющий водителю отключать повышенную передачу и управлять трансмиссией как нормальной (без повышающей передачи).[21]

Термин «повышающая передача» также используется для описания передачи с передаточным числом меньше единицы (например, если передаточное число верхней передачи трансмиссии составляет 0,8: 1).

Нажать запуск

Транспортные средства с механической коробкой передач часто могут быть толчок начался когда стартер не работает, например, когда в автомобиле разряжена аккумуляторная батарея.

При запуске с толчком энергия, генерируемая колесами, движущимися по дороге, передается на карданный вал, затем на трансмиссию и, в конечном итоге, на коленчатый вал. Когда коленчатый вал вращается в результате энергии, генерируемой при качении транспортного средства, двигатель проворачивается. Это имитирует то, для чего предназначен стартер, и работает аналогично кривошипной рукоятке на очень старых автомобилях начала 20 века, при этом проворачивающее движение заменяется толчком автомобиля.

Техника вождения

Автомобили с механической коробкой передач и опытный водитель могут ускоряться более эффективно, чем автомобили с автоматической коробкой передач. Это связано с тем, что механические трансмиссии позволяют водителю выбирать определенные обороты / мощность для шин, нажимая на сцепление и регулируя выходную мощность во время выключения сцепления, чтобы учесть перенос веса, износ шин, температуру и дорожные условия. [22]. Автоматические трансмиссии не позволяют выбирать частоту вращения во время переключения передач или модулировать передачу мощности на шины после переключения передач. Эти способности позволяют опытному водителю полностью использовать доступное сцепление с дорогой, максимизировать ускорение и уменьшать (или способствовать) пробуксовке колес.

В последнее время многие автоматические трансмиссии имеют больше передаточных чисел, чем их ручные аналоги.[23][24]

Управлять автомобилем с механической коробкой передач сложнее, чем с автоматической, по нескольким причинам. Во-первых, педаль сцепления - это дополнительный механизм управления для работы, и в некоторых случаях «тяжелое сцепление» требует значительного усилия для работы (это также может помешать некоторым людям с травмами или нарушениями управления транспортными средствами с механической коробкой передач). Работа рычага переключения передач - еще одна функция, которая не требуется в автомобилях с автоматической коробкой передач - означает, что водитель должен убрать одну руку с рулевого колеса при переключении передач. Другая проблема заключается в том, что плавное вождение требует скоординированного времени включения сцепления, акселератора и переключения передач. Наконец, очевидно, что автомобиль с автоматической коробкой передач не требует от водителя принятия каких-либо решений о том, какую передачу использовать в любой момент времени. С другой стороны, возможность вручную выбирать конкретную передачу и частоту вращения двигателя дает водителю полный контроль над крутящим моментом, прилагаемым шинами, что является критически важной способностью для гонок и важной для энергичного вождения.

В некоторых странах водительские права, выданные для автомобилей с автоматической коробкой передач, недействительны для управления автомобилями с механической коробкой передач, но лицензия для механических коробок передач распространяется на обе.[25]

Холм начинается

В автомобиле с механической коробкой передач запуск из неподвижного положения является сложной задачей из-за дополнительной силы, необходимой для ускорения транспортного средства на подъеме, и возможности для автомобиля откатиться назад за время, необходимое для того, чтобы убрать ногу водителя с педали тормоза. на педаль акселератора (для увеличения оборотов двигателя до отпускания сцепления). Традиционный метод трогания с места в автомобиле с механической коробкой передач - это ручной тормоз (также называется "ручник", "Аварийный тормоз "или" электронный тормоз "), чтобы удерживать автомобиль в неподвижном состоянии. Это означает, что правая нога водителя не нужна для нажатия педали тормоза, и ее можно использовать вместо педали газа. Как только будет достигнута необходимая частота вращения двигателя , водитель может отпустить сцепление, а также отпустить стояночный тормоз при включении сцепления.

Устройство под названием холмист был представлен на Студебеккере 1936 года. Во многих современных транспортных средствах используется стояночный тормоз с электронным управлением, который часто включает в себя функцию удержания холма, при которой стояночный тормоз автоматически отпускается, когда ведущие колеса начинают получать мощность от двигателя.[26]

Другая техника вождения

  • Rev-сопоставление это эффективный способ понизить передачу в автомобиле. Это особенно полезно на трассе, когда вам нужно оптимальное ускорение. Согласование оборотов также может снять некоторую нагрузку на ваше сцепление, так как оно будет выполнять меньше работы по согласованию скорости вашего двигателя с колесами.[27]
  • Двойное сцепление может быть выгодным для плавного переключения на пониженную передачу для ускорения, и, если все сделано правильно, это предотвращает износ «синхронизаторов», которые обычно уравнивают входные и выходные скорости передачи, чтобы обеспечить переключение на пониженную передачу.
  • Перемещение пяток и носков представляет собой передовую технику вождения, которая в основном используется для динамичного вождения с механической коробкой передач, хотя некоторые водители используют ее на дороге в повседневных условиях в интересах эффективности. Этот метод позволяет водителю увеличивать обороты двигателя / мощность во время фазы торможения кривой, готовясь к фазе выхода / ускорения.
  • Гребля - это техника переключения на более низкую передачу более чем одной передачи вместе с техникой «пятки и носки» для обеспечения торможения двигателем и более плавного замедления / торможения на промежуточных передачах. Это обеспечивает максимальное торможение при переходе с высшей передачи на гораздо более низкую передачу и оптимальные обороты двигателя для выхода из поворота.

Трансмиссии для грузовиков

Некоторые грузовики имеют трансмиссии, которые выглядят и ведут себя как трансмиссии обычных потребительских автомобилей - эти трансмиссии используются на более легких грузовиках, обычно имеют до 6 передач и обычно имеют синхронизатор.

Для грузовиков, которым требуется больше передач, стандартная схема "H" может быть очень сложной, поэтому для выбора дополнительных передач используются дополнительные элементы управления. Шаблон «H» сохраняется, затем дополнительный элемент управления выбирает среди альтернатив. В старых грузовиках управление часто представляет собой отдельный рычаг, установленный на полу, или, в последнее время, пневматический переключатель, установленный на рычаге «H»; в более новых грузовиках управление часто представляет собой электрический переключатель, установленный на рычаге «H». Коробки передач с множественным управлением имеют гораздо более высокую мощность, но синхронизаторы используются редко.

Есть несколько распространенных альтернатив для схемы переключения передач. Обычные типы:

  • Передачи диапазона используйте шаблон «H» для узкого диапазона передач, затем регулятор «диапазона» сдвигает шаблон «H» между высокими и низкими диапазонами. Например, 8-ступенчатая коробка передач имеет схему переключения передач H с четырьмя передачами. Доступ с первой по четвертую передачи осуществляется при выборе низкого диапазона. Чтобы получить доступ к пятой и восьмой передачам, селектор диапазонов перемещается в верхний диапазон, а рычаг переключения передач снова переключается через положения с первой по четвертую. В высоком диапазоне первая передача становится пятой, вторая передача становится шестой и так далее.
  • Сплиттер трансмиссии используйте H-образную схему с широким диапазоном передач, а другой селектор разделяет каждое положение последовательной передачи на две: первая передача находится в первом положении / низком делении, вторая передача находится в первом положении / высоком делении, третья передача - во втором положении / делении низких частот, четвертая передача находится во втором положении / делении высоких частот и так далее.
  • Передачи с разделителем диапазона сочетать разделение диапазона и разделение передач. Это позволяет еще больше передаточных чисел. Предусмотрены как селектор диапазона, так и селектор разделителя.

Несмотря на то, что существует множество положений передач, переключение передач обычно происходит по стандартной схеме. Например, серия переключений на повышенную передачу может использовать «прямое перемещение на разветвитель; перемещение на повышающую передачу сплиттера; перемещение рычага переключения передач в положение № 2 и перемещение разветвителя на пониженную передачу; перемещение разветвителя на прямую передачу; перемещение разветвителя на повышенную передачу; перемещение переключателя в положение №. 3 и переведите сплиттер на понижающую передачу »; и так далее.В более старых грузовиках, использующих напольные рычаги, более серьезная проблема заключается в том, что обычное переключение передач требует от водителей перемещать руки между рычагами переключения передач за одну смену, а без синхронизатора переключения должны быть тщательно рассчитаны по времени, иначе трансмиссия не включится. По этой причине некоторые передачи с разделителем имеют дополнительный диапазон «ниже нижнего», поэтому, когда разделитель уже находится в «нижнем положении», его можно снова быстро переключить на пониженную передачу без задержки двойного переключения.

Трансмиссии сегодняшних грузовиков чаще всего являются «разделителями диапазона». Наиболее распространенная 13-скоростная модель имеет стандартный H-образный рисунок, а рисунок из левого верхнего угла выглядит следующим образом: R, вниз к L, вверх и вверх до 1, вниз до 2, вверх и снова до 3, вниз до 4. Рычаг диапазона «бабочка» в центре передней части ручки поднимается в верхний диапазон в 4-м положении, затем возвращается в положение 1. Положение ручки с 1 по 4 повторяется. Кроме того, каждый из них может быть разделен с помощью рычага понижающей передачи, приводимого в действие большим пальцем, на левой стороне ручки, находясь в высоком диапазоне. Рычаг «большой палец» недоступен в низком диапазоне, за исключением 18 скоростей; От 1 до 4 в нижнем диапазоне можно разделить с помощью большого пальца, а L можно разделить с помощью рычага «бабочка». L нельзя разделить с помощью большого пальца ни на 13-, ни на 18-ступенчатую. 9-ступенчатая трансмиссия - это в основном 13-ступенчатая коробка без рычага понижающей передачи.

В трансмиссиях грузовиков используется множество физических схем. Например, выходной сигнал трансмиссии с N-скоростью может приводить в действие вторичную трансмиссию с M-скоростью, что дает всего N * M комбинаций передач; например, основная коробка с 4 скоростями и сплиттер с 3 скоростями дают 12 передаточных чисел. Коробки передач могут быть в отдельных случаях с валом между ними; в отдельных случаях скреплены болтами; или все в одном случае, используя одно и то же смазочное масло. Вторую коробку передач часто называют «Домовой» или «Коробка для домового» в честь популярного бренда. С третьей трансмиссией передачи снова умножаются, увеличивая диапазон или уменьшая расстояние между ними. Таким образом, некоторые грузовики имеют десятки положений передач, хотя большинство из них дублируются. Иногда вторичная трансмиссия интегрируется с дифференциалом задней оси, что называется «двухскоростной задней частью». Двухступенчатые дифференциалы всегда делители. В более новых трансмиссиях может быть два промежуточных вала, поэтому каждая шестерня главного вала может приводиться в движение от одного или другого промежуточного вала; это позволяет использовать короткие и прочные промежуточные валы, в то же время позволяя использовать множество комбинаций шестерен внутри одной коробки передач.

Трансмиссии для тяжелых условий эксплуатации почти всегда несинхронизация. Одним из аргументов является то, что синхронизация увеличивает вес, который может быть полезной нагрузкой, это еще одна причина отказа, и водители тратят тысячи часов на вождение, поэтому могут найти время, чтобы научиться эффективно водить с несинхронизированной коробкой передач. Переключение поплавка (также называемая «плавающая передача») - это переключение передач без выключения сцепления, обычно на несинхронизированной трансмиссии, используемой большими грузовиками. Поскольку сцепление не используется, легко не согласовать скорости передач, и водитель может быстро вызвать серьезные (и дорогостоящие) повреждения шестерен и трансмиссии.

В городском потоке часто ездят тяжелые грузовики, такие как бетономешалки, которые необходимо очень часто менять и в условиях движения с остановками. Поскольку немногие трансмиссии для тяжелых условий эксплуатации имеют синхронизатор, автоматические трансмиссии вместо них обычно используются, несмотря на их увеличенный вес, стоимость и потерю эффективности.

Тяжелые грузовики обычно оснащены дизельные двигатели. Дизельные двигатели для грузовиков 1970-х годов и ранее, как правило, имеют узкий диапазон мощности, поэтому для них требуется много близко расположенных шестерен. Начиная с 1968 г. Максидайн В дизельных двигателях грузовиков все чаще используются турбокомпрессоры и электронные элементы управления, которые расширяют диапазон мощности, позволяя все меньше и меньше передаточных чисел. Коробка передач с меньшим передаточным числом легче и может быть более эффективной, поскольку в серии меньше передач. Меньшее количество смен также делает грузовик более управляемым. По состоянию на 2005 год операторы автопарков часто используют 9, 10, 13 или 18-ступенчатые коробки передач, но автоматические механические коробки передач становятся все более распространенными на тяжелых транспортных средствах, поскольку они могут повысить эффективность и управляемость, снизить барьер для входа для новых водителей и может повысить безопасность, позволяя водителю сосредоточиться на дорожных условиях.[нужна цитата ]

Смазка

Смазка МКПП: трансмиссионное масло (или машинное масло в некоторых автомобилях), который в некоторых автомобилях необходимо периодически менять, хотя и не так часто, как жидкость в автоматической коробке передач. Трансмиссионное масло имеет характерный аромат, так как содержит добавленные серосодержащие противоизносные соединения. Эти соединения используются для снижения высоких трение скольжения посредством косозубая шестерня срез зубьев (этот срез устраняет характерное нытье прямолинейного прямозубые шестерни ). На мотоциклах с «мокрым» сцеплением (сцепление залито моторным маслом) обычно ничто не отделяет нижнюю часть двигателя от двигателя. коробка передач, поэтому одно и то же масло смазывает оба двигатель и трансмиссия.

Смотрите также

Автомобильные трансмиссии
Руководство по эксплуатации
Автоматический / Полуавтоматический

использованная литература

  1. ^ Wikisource: Popular Science Monthly / Volume 57 / август 1900 / Эволюция и современное состояние автомобиля
  2. ^ "Панара и Левассора 1891 года". www.themotormuseuminminiature.co.uk. Получено 2 июля 2020.
  3. ^ "Коробка передач - 1891 Panhard et Levassor". www.youtube.com. Получено 2 июля 2020.
  4. ^ "Панар и Левассор 1902 года". www.howstuffworks.com. 7 декабря 2007 г.. Получено 2 июля 2020.
  5. ^ "Синхронизирующая коробка передач". www.hemmings.com. Получено 5 июля 2020.
  6. ^ «Синхромикс - как это работает». www.uniquecarsandparts.com.au. Получено 5 июля 2020.
  7. ^ "Справочник модели: 356 - Простой Porsche". www.pca.org. Получено 5 июля 2020.
  8. ^ «История 356-го». www.356.dk. Получено 5 июля 2020.
  9. ^ "Сколько передач в вашей машине слишком много?". www.popularmechanics.com. 29 сентября 2011 г.. Получено 5 июля 2020.
  10. ^ «Почему технология двойного сцепления станет большим бизнесом». Dctfacts.com. Получено 7 февраля 2010.
  11. ^ Босх, Роберт (2004). Автомобильный справочник (6-е изд.). Издательство Bentley. п. 741. ISBN  978-0-8376-0333-9. Получено 10 марта 2020.
  12. ^ «Как работают механические коробки передач». www.howstuffworks.com. 1 апреля 2000 г.. Получено 13 марта 2020.
  13. ^ «Основы анатомии - как работает механическая коробка передач». www.gotodobbs.com. 29 апреля 2017 г.. Получено 13 марта 2020.
  14. ^ «Как это работает: механические коробки передач». www.driving.ca. 12 сентября 2018 г.. Получено 13 марта 2020.
  15. ^ «Основы механической трансмиссии». www.edmunds.com. 25 апреля 2001 г.. Получено 13 марта 2020.
  16. ^ «Как работают механические коробки передач». www.howstuffworks.com. 1 апреля 2000 г.. Получено 7 июн 2020.
  17. ^ "Синхронизирующая коробка передач - как это работает?". hooniverse.com. 29 апреля 2014 г.. Получено 23 сентября 2019.
  18. ^ «Синхронизаторы; графическая иллюстрация того, как они работают». Howstuffworks.com. Апрель 2000 г.. Получено 18 июля 2007.
  19. ^ Компания Diehl Metall Stiftung & Co. KG. "Кольца синхронизатора: Diehl Metall". Diehl.com. Получено 6 марта 2017.
  20. ^ "Руководство для покупателей Alfa Romeo Spider и GTV 916". Alfisti.net. Получено 16 октября 2010.
  21. ^ «Разъяснение трансмиссии Borg-Warner Overdrive». FORDification.com. Получено 22 апреля 2012.
  22. ^ «5 шагов к идеальному подбору оборотов - полное руководство». FlowRacers.com. Получено 1 октября 2020.
  23. ^ «Вот что действительно убивает МКПП». roadandtrack.com. 10 марта 2014 г.. Получено 17 июн 2020.
  24. ^ «Почему Ford Mustang GT 2018 с автоматической коробкой передач намного быстрее, чем с механической коробкой передач». motortrend.com. Получено 17 июн 2020.
  25. ^ «Категории водительских прав - GOV.UK». Gov.uk. Получено 6 марта 2017.
  26. ^ Лэмптон, Кристофер (5 октября 2009 г.). «Как работает Hill-Start Control | HowStuffWorks». Auto.howstuffworks.com. Получено 6 марта 2017.
  27. ^ «5 шагов к идеальному подбору оборотов - полное руководство». FlowRacers.com. Получено 1 октября 2020.