Uređaj i princip rada mjenjača

Da bi se automobil kretao cestom, nije dovoljno imati snažan i učinkovit motor ispod haube. Obrtni moment radilice mora se nekako prenijeti na pogonske kotače vozila.

U tu svrhu stvoren je poseban mehanizam - mjenjač. Razmotrite njegovu strukturu i svrhu, kao i to kako se razlikuju različite KP modifikacije.

Svrha mjenjača

Ukratko, mjenjač je dizajniran za prijenos okretnog momenta sa pogonske jedinice na pogonske kotače. Mjenjač također pretvara brzinu radilice tako da vozač može ubrzati automobil bez pokretanja motora do maksimalnih okretaja.

Ovaj mehanizam prilagođen je parametrima motora s unutarnjim izgaranjem kako bi se maksimalizirao cjelokupni resurs motora bez oštećenja njegovih dijelova. Zahvaljujući mjenjaču, stroj se može kretati i naprijed i natrag.

Svi moderni automobili imaju mjenjač koji vam omogućuje privremeno onemogućavanje krutog spajanja radilice s pogonskim kotačima. To omogućuje automobilu u praznom hodu, na primjer, lagano se približavajući semaforu. Ovaj mehanizam također vam omogućuje da ne ugasite motor kad se automobil zaustavi. To je potrebno za punjenje baterije i rad dodatne opreme, poput klima uređaja.

Svaki komercijalni prijedlog mora ispunjavati sljedeće uvjete:

• Osigurajte vuču automobila i ekonomičnu potrošnju goriva, ovisno o snazi ​​i zapremini motora;
• Jednostavnost upotrebe (vozač ne smije odvlačiti pažnju s ceste prilikom promjene brzine vozila);
• Ne stvarajte buku tijekom rada;
• Visoka pouzdanost i učinkovitost;
• Minimalne dimenzije (što je više moguće u slučaju snažnih vozila).

Uređaj mjenjača

Kroz povijest automobilske industrije ovaj se mehanizam neprestano modernizirao, zbog čega danas postoji široka paleta mjenjača koji imaju mnoge značajne razlike.

Uređaj bilo kojeg prijenosnika uključuje:

• Kućište. Sadrži sve potrebne dijelove koji osiguravaju spajanje motora na pogonsko vratilo, odakle se okretanje dovodi na kotače.
• Rezervoar za ulje. Budući da u ovom mehanizmu dijelovi dolaze u kontakt jedni s drugima pod velikim opterećenjem, podmazivanje osigurava njihovo hlađenje i stvara uljni film koji štiti od preranog trošenja zupčanika.
• Mehanizam brzine prijenosa. Ovisno o vrsti kutije, mehanizam može uključivati ​​osovine, set zupčanika, planetarni zupčanik, pretvarač momenta, frikcijske diskove, remene i remenice.

KP klasifikacija

Postoji nekoliko parametara po kojima su klasificirani svi okviri. Šest je takvih znakova. U svakom od njih obrtni moment se dovodi na pogonski kotač prema vlastitom principu i ima drugačiji način odabira stupnja prijenosa.

Prenošenjem protoka snage

Ova kategorija uključuje sljedeće KP:

• Mehanički prijenosnik. U ovoj se modifikaciji odvajanje snage izvodi pomoću prijenosnika zupčanika.
• Mjenjač s koaksijalnim osovinama. Rotacija se prenosi i preko zupčanika, samo što su njezini elementi izrađeni u stožastom ili cilindričnom obliku.
• Planetarni. Rotacija se prenosi kroz planetarni komplet zupčanika, čiji se zupčanici nalaze u jednoj ravnini.
• Hidromehanički. U takvom se prijenosniku koristi mehanički prijenosnik (uglavnom planetarni) u sprezi s pretvaračem momenta ili fluidnom spojnicom.
• CVT. Ovo je vrsta mjenjača koji ne koristi stepenasti prijenosnik. Najčešće takav mehanizam djeluje zajedno s spojnicom za tekućinu i remenom.

Po broju glavnih osovina sa zupčanicima

Prilikom razvrstavanja prijenosnika po broju vratila razlikuju se:

• S dvije osovine i jednostupanjskim zupčanicima osovine. U tim mjenjačima nema izravnog pogona. Najčešće se takve preinake mogu naći u automobilima s prednjim pogonom. Neki modeli sa stražnjim motorom također imaju sličnu kutiju.
• S tri vratila i dvostupanjskim prijenosnikom osovine. U ovoj kategoriji postoje izvedbe s koaksijalnim i nekoaksijalnim osovinama. U prvom slučaju postoji izravan prijenos. U presjeku ima manje dimenzije i nešto veću duljinu. Takve se kutije koriste u automobilima sa stražnjim pogonom. Druga potkategorija nema izravan prijenos. U osnovi, ova se izmjena koristi u vozilima s pogonom na sve kotače i traktorima.
• S više osovina. U ovoj kategoriji mjenjača, osovine mogu imati sekvencijalni ili nesekvencijalni broj zahvata. Ovi se prijenosnici uglavnom koriste u traktorima i alatnim strojevima. To omogućuje više brzina.
• Bez osovina. Takve se kontrolne točke ne koriste u uobičajenom prijevozu. Među takvim modelima postoje koaksijalne i nesvrstane verzije. Uglavnom se koriste u spremnicima.

Klasifikacija planetarnih prijenosnika

Planetarni prijenosnici podijeljeni su prema sljedećim parametrima:

• Dva, tri, četiri ili više stupnjeva slobode kada su svi elementi trenja odvojeni;
• Vrsta planetarne opreme koja se koristi u mehanizmu je epiciklična (glavna krunica ima unutarnji ili vanjski raspored zuba).

Metodom kontrole

U ovoj kategoriji postoje takvi okviri:

• Priručnik. U takvim modelima vozač odabire željeni stupanj prijenosa. Dvije su vrste ručnih mjenjača: prebacivanje stupnjeva prijenosa vrši se naporima vozača ili putem servo-servoa. U oba slučaja kontrolu vrši osoba, samo druga kategorija mjenjača ima servo uređaj. Prima signal od vozača, a zatim postavlja odabrani stupanj prijenosa. Strojevi najčešće koriste hidraulični servo pogon.
• Automatski. Elektronička upravljačka jedinica određuje nekoliko čimbenika (stupanj pritiskanja papučice gasa, opterećenje koje dolazi s kotača, broj okretaja radilice, itd.) I na temelju toga sam određuje kada treba uključiti stupanj za pomicanje gore ili dolje.
• Robot. Ovo je elektromehanička kutija. U njemu su zupčanici uključeni u automatskom načinu rada, samo je njegov uređaj sličan onome obične mehanike. Kada robotski mjenjač radi, vozač ne sudjeluje u prebacivanju brzina. Upravljačka jedinica sama određuje kada će se uključiti koji stupanj prijenosa. U ovom slučaju, prebacivanje se događa gotovo neprimjetno.

Po broju brzina

Ova je klasifikacija najjednostavnija. U njemu su sve kutije podijeljene s brojem stupnjeva prijenosa, na primjer, četiri, pet šest itd. Ova kategorija uključuje ne samo ručne, već i automatske modele.

Vrste prijenosa

Najčešća klasifikacija je prema tipu same kutije:

• Mehanika. U ovim modelima odabir stupnja prijenosa i prebacivanje u potpunosti obavlja vozač. U osnovi to je prijenosnik s nekoliko osovina, koji radi kroz zupčanik.
• Mašina. Ovaj mjenjač radi u automatskom načinu rada. Izbor prikladnog stupnja prijenosa temelji se na parametrima koje mjeri sustav upravljanja prijenosnikom.
• Robot je vrsta mehaničkog prijenosnika. Dizajn ove preinake praktički se ne razlikuje od obične mehanike: ima kvačilo, a zupčanici su uključeni spajanjem odgovarajućeg zupčanika na pogonskoj osovini. Računalom kontrolira samo kontrolu stupnja prijenosa, a ne vozač. Prednost takvog mjenjača je najglađe moguće mijenjanje stupnjeva prijenosa.

Mjenjači specifični za dizajn

Osim poznatih mjenjača, u vozilima se mogu koristiti i jedinstvene preinake. Ove vrste kutija imaju specifičan dizajn, a s tim i vlastiti princip rada.

Bezvalnaya KP

Mjenjači koji ne koriste osovine s kompletnim zupčanicima zovu se bez vratila. U svom dizajnu imaju nekoliko redova zupčanika smještenih u dvije paralelne osi. Zupčanici su povezani zaključavanjem kvačila.

Zupčanici su smješteni na dvije osovine. Dvije od njih su čvrsto fiksirane: na vođi je instalirana u prvom redu, a na sljedbeniku - u posljednjem. Srednji zupčanici smješteni na njima mogu igrati ulogu vodećeg ili pogonskog, ovisno o stvorenom omjeru prijenosa.

Ova preinaka omogućuje povećanje prijenosa u oba smjera. Još jedna prednost takvog prijenosa je povećani raspon snage kutije. Jedan od najozbiljnijih nedostataka je obavezna prisutnost pomoćnog automatskog sustava uz pomoć kojeg se vrše promjene brzina.

Nesinkronizirani mjenjač

Druga vrsta specifičnih kutija je nesinkronizirana ili ona koja u svom dizajnu nema sinkronizatore. To može biti vrsta trajne mreže ili tip kliznog zupčanika.

Da bi promijenio brzinu u takvoj kutiji, vozač mora imati određenu vještinu. Mora biti sposoban samostalno sinkronizirati rotaciju zupčanika i spojnica, određujući vrijeme prijelaza iz stupnja prijenosa u zupčanik, kao i izjednačavati brzinu vrtnje radilice s papučicom gasa. Profesionalci ovaj postupak nazivaju ponovnim podmazivanjem ili dvostrukim stiskanjem kvačila.

Da bi mogao izvesti lagano mijenjanje stupnjeva prijenosa, vozač mora imati iskustva u upravljanju takvim mehanizmima. Slična vrsta prijenosa ugrađena je u američke traktore, motocikle, ponekad u traktore i sportske automobile. U modernim nesinkroniziranim mjenjačima kvačilo se može izostaviti.

Cam mjenjač

Kutije za cam su svojevrsni nesinkronizirani model. Razlika je u obliku mrežastih zuba. Da bi se poboljšala učinkovitost mjenjača, koristi se pravokutni oblik ili profil zubaca.

Takve su kutije vrlo bučne, pa se koriste u lakim vozilima uglavnom na trkaćim automobilima. Tijekom natjecanja na ovaj se faktor ne obraća pažnja, ali u običnom automobilu takav prijenos neće pružiti priliku za uživanje u vožnji.

Sekvencijalni KP

Sekvencijalni mjenjač je vrsta prijenosa kod kojeg se pomicanje prema dolje ili unaprijed vrši samo jednim korakom. Da biste to učinili, koristi se ručka ili nožni prekidač (na motociklima), koji vam omogućuje istodobno pomicanje zupčanika u košari samo u jednom položaju.

Automatski mjenjač poput Tiptronic-a ima sličan princip rada, ali on samo simulira djelovanje ovog mjenjača. Klasični sekvencijalni mjenjač ugrađen je u automobile F-1. Prebacivanje brzine u njima vrši se pomoću mjenjača s lopaticama.

Preselektivni CP

U klasičnoj verziji, predselektivni mjenjač zahtijevao je preliminarni odabir sljedećeg stupnja prije nego što je na njega prebačen prijenosnik. Često je izgledalo ovako. Dok se automobil kretao, vozač je stavio sljedeću brzinu na birač. Mehanizam se pripremao za pomicanje, ali to je činio na zapovijed, na primjer, nakon pritiska kvačila.

Prije su se takvi prijenosnici koristili u vojnoj opremi s nesinkroniziranim prijenosnikom bez osovine ili planeta. Takve preinake kutija olakšale su upravljanje složenim mehanizmima sve dok nisu razvijene sinkronizirane mehaničke i automatske kutije.

Trenutno se koristi kutija za unaprijed odabir, ali češće se naziva mjenjačem s dvostrukom spojkom. U tom slučaju računalo samo priprema prijelaz na željenu brzinu spajanjem odgovarajuće osovine s zupčanikom koji je uključen na otključani disk. Drugi naziv za ovu vrstu u modernom dizajnu je robot.

Izbor mjenjača. Što je bolje?

Mnogi od navedenih mjenjača koriste se samo na posebnoj opremi ili u alatnim strojevima. Glavni prijenosnici koji se široko koriste u laganom prijevozu su:

• Ručni mjenjač. Ovo je najjednostavnija vrsta prijenosa. Kako bi se rotacijsko kretanje prenosilo od pogonske jedinice na osovinu mjenjača, koristi se košara kvačila. Pritiskom na papučicu vozač odvaja pogonsko vratilo kutije od motora, što mu omogućuje odabir stupnja prijenosa koji odgovara određenoj brzini bez oštećenja mehanizma.
• Automatski prijenos. Zakretni moment iz motora isporučuje se putem hidrauličkog mjenjača (pretvarača momenta ili spojnice za fluid). Radna tekućina djeluje kao spojka u mehanizmu. Pogoni, u pravilu, planetarni prijenosnik. Cijelim sustavom upravlja elektronička upravljačka jedinica koja analizira podatke mnogih senzora i u skladu s tim odabire prijenosni omjer. Među automatskim kutijama postoje mnoge modifikacije koje koriste različite operativne sheme (ovisno o proizvođaču). Postoje čak i automatski modeli s ručnim upravljanjem.
• Robotski prijenos. Ovi KP imaju i svoje sorte. Postoje električni, hidraulični i kombinirani tipovi. Dizajn je robota u osnovi sličan ručnom mjenjaču, samo s dvostrukom spojkom. Prvi isporučuje okretni moment s motora na pogonske kotače, dok drugi automatski priprema mehanizam za uključivanje sljedećeg stupnja prijenosa.
• CVT mjenjač. U uobičajenoj verziji, varijator se sastoji od dvije remenice, koje su međusobno povezane remenom (jednim ili više). Princip rada je sljedeći. Kolotur se širi ili klizi, zbog čega se remen pomiče na element većeg ili manjeg promjera. Iz toga se mijenja prijenosni omjer.

Evo tablice usporedbe svake vrste kutija s njihovim prednostima i nedostacima.

Vrsta kutije:	Princip rada	dostojanstvo	Ograničenja
MKPP	Ručno prebacivanje, sinkronizirano brzina.	Jednostavna struktura, jeftina za popravak i održavanje, štedi gorivo.	Početnik se mora naviknuti na sinkronizirani rad papučice kvačila i plina, posebno kad kreće uz brdo. Ne može svatko odmah uključiti pravu brzinu. Zahtijeva glatku upotrebu kvačila.
Automatski mjenjač	Hidraulična pumpa stvara tlak radne tekućine koja pokreće turbinu koja prenosi rotaciju na planetarni zupčanik.	Vozite udobno. Ne zahtijeva intervenciju vozača u procesu mijenjanja brzina. Mijenja brzine, maksimalno iskoristivši cjelokupni resurs motora. Eliminira ljudski faktor (kada vozač slučajno uključi prvu brzinu umjesto treće). Glatko mijenja brzine.	Visoki troškovi održavanja. Masa je veća od mase ručnog mjenjača. U usporedbi s prethodnim tipom mjenjača, ovaj će rezultirati većom potrošnjom goriva. Učinkovitost i dinamika su niži, posebno kod sportskog stila vožnje.
Робот	Dvostruka spojka omogućuje vam pripremu sljedećeg stupnja prijenosa za aktiviranje tijekom vožnje. Najčešće su čak i prijenosi vezani za jednu, a neparni prijenosi za drugu skupinu. Iznutra sličan mehaničkoj kutiji.	Maksimalna uglađenost prebacivanja. Ne zahtijeva intervenciju vozača u radnom procesu. Ekonomična potrošnja goriva. Visoka učinkovitost i dinamika. Neki modeli imaju mogućnost odabira načina rada.	Složenost mehanizma dovodi do njegove male pouzdanosti, čestog i skupog održavanja. Loše podnosi teške uvjete na cesti.
Varijator (CVT)	Moment se prenosi pomoću pretvarača momenta, kao u automatskom stroju. Prebacivanje brzina vrši se pomicanjem remenice pogonskog vratila, koja remen potiskuje u željeni položaj, što povećava ili smanjuje prijenosni omjer.	Prebacivanje bez trzaja, dinamičnije u odnosu na konvencionalni automatski. Omogućuje malu uštedu goriva.	Ne koristi se u snažnim pogonskim jedinicama, jer je mjenjač remenski. Visoki troškovi održavanja. Zahtijeva ispravan rad senzora od kojih se prima signal za rad CVT-a. Loše podnosi teške uvjete na cesti i ne voli vuču.

Prilikom odlučivanja o vrsti mjenjača, potrebno je poći ne samo od financijskih mogućnosti, već se više usredotočiti na to je li ovaj okvir pogodan za automobil. Nije uzalud što tvornički tvornici svaku pogonsku jedinicu uparuju s određenom kutijom.

Ručni mjenjač prikladniji je za aktivnog vozača koji razumije zamršenost brze kontrole automobila. Stroj je prikladniji za one koji vole udobnost. Robot će pružiti razumnu potrošnju goriva i prilagođen je za odmjerenu vožnju. Za ljubitelje najglađeg rada stroja prikladan je varijator.

Što se tiče tehničkih specifikacija, nemoguće je ukazati na savršenu kutiju. Svatko od njih je dobar u svojim uvjetima i sa specifičnim vozačkim vještinama. U jednom je slučaju početniku lakše započeti s upravljanjem raznim automatskim mjenjačima, au drugom je poželjno razviti vještinu upotrebe mehanike.

Pitanja i odgovori:

Kako radi mjenjač? Ručni mjenjač sastoji se od niza zupčanika koji tvore različite prijenosne omjere. Automatski mjenjač opremljen je pretvaračem zakretnog momenta i remenicama (varijatorom) promjenjivog promjera. Robot je analog mehanike, samo s dvostrukom spojkom.

Što je unutar mjenjača? Unutar svakog mjenjača nalazi se pogonsko vratilo i pogonsko vratilo. Ovisno o vrsti kutije, na vratila se ugrađuju remenice ili zupčanici.