Naprava in princip delovanja menjalnika

Za premikanje avtomobila po cesti ni dovolj, da ima pod pokrovom močan in učinkovit motor. Navor iz ročične gredi je treba nekako prenesti na pogonska kolesa vozila.

V ta namen je bil ustvarjen poseben mehanizem - menjalnik. Razmislite o njegovi strukturi in namenu ter o tem, kako se različne spremembe KP razlikujejo.

Namen menjalnika

Skratka, menjalnik je zasnovan za prenos navora iz pogonske enote na pogonska kolesa. Menjalnik tudi pretvori hitrost ročične gredi, tako da lahko voznik pospeši avto, ne da bi motor zagnal do največjih vrtljajev.

Ta mehanizem je prilagojen parametrom motorja z notranjim zgorevanjem, da se maksimira celoten vir motorja brez poškodb njegovih delov. Zahvaljujoč menjalniku se lahko stroj premika naprej in nazaj.

Vsi sodobni avtomobili imajo menjalnik, ki vam omogoča začasno onemogočanje togega spenjanja ročične gredi z pogonskimi kolesi. To avtomobilu omogoča, da v prostem teku na primer nežno pristopi k semaforju. Ta mehanizem vam omogoča tudi, da ne ugasnete motorja, ko se avto ustavi. To je potrebno za polnjenje baterije in upravljanje dodatne opreme, na primer klimatske naprave.

Vsak komercialni predlog mora izpolnjevati naslednje zahteve:

• Zagotovite oprijem avtomobila in ekonomično porabo goriva, odvisno od moči in prostornine motorja;
• Enostavnost uporabe (voznika pri spreminjanju hitrosti vozila ne smete odvrniti od ceste);
• Med delovanjem ne povzročajte hrupa;
• Visoka zanesljivost in učinkovitost;
• Najmanjše mere (kolikor je mogoče pri močnih vozilih).

Naprava z menjalnikom

Skozi zgodovino avtomobilske industrije se je ta mehanizem nenehno posodabljal, zaradi česar je danes na voljo veliko različnih menjalnikov, ki imajo veliko pomembnih razlik.

Naprava katerega koli menjalnika vključuje:

• Nastanitev. Vsebuje vse potrebne dele, ki zagotavljajo spenjanje motorja na pogonsko gred, s katere se vrtenje prenese na kolesa.
• Rezervoar za olje. Ker se v tem mehanizmu deli med veliko obremenitvijo med seboj stikajo, mazanje zagotavlja njihovo hlajenje in ustvarja oljni film, ki ščiti pred prezgodnjo obrabo zobnikov.
• Mehanizem za prenos hitrosti. Glede na vrsto škatle lahko mehanizem vključuje gredi, komplet zobnikov, planetarni menjalnik, pretvornik navora, torne kolute, jermene in jermenice.

Klasifikacija KP

Obstaja več parametrov, po katerih so razvrščena vsa polja. Takih znakov je šest. V vsakem od njih se navor dovaja na pogonsko kolo po svojem principu in ima drugačen način izbire prestav.

Prenos moči

Ta kategorija vključuje naslednje KP:

• Mehanski menjalnik. Pri tej modifikaciji odjem moči izvaja zobniški pogon.
• Menjalnik s koaksialnimi gredmi. Vrtenje se prenaša tudi skozi zobniški mehanizem, le da so njegovi elementi izdelani v stožčasti ali valjasti obliki.
• Planetarni. Vrtenje se prenaša preko planetarnega kompleta zobnikov, katerega zobniki se nahajajo v eni ravnini.
• Hidromehanski. Pri takem menjalniku se v povezavi s pretvornikom navora ali sklopko tekočine uporablja mehanski prenos (večinoma planetarni tip).
• CVT. To je vrsta menjalnika, ki ne uporablja stopničastega menjalnika. Najpogosteje tak mehanizem deluje v povezavi s spojko za tekočino in jermensko povezavo.

Po številu glavnih gredi z zobniki

Pri razvrščanju menjalnikov po številu gredi jih ločimo:

• Z dvema gredema in enostopenjskim zobnikom osi. V teh oddajah ni neposrednega prenosa. Najpogosteje takšne spremembe najdemo v avtomobilih s prednjim pogonom. Nekateri modeli z zadaj nameščenimi motorji imajo tudi podobno škatlo.
• S tremi gredmi in dvostopenjskim zobnikom osi. V tej kategoriji obstajajo izvedbe s koaksialnimi in neosnimi gredi. V prvem primeru gre za neposreden prenos. V prerezu ima manjše dimenzije in nekoliko večjo dolžino. Takšne škatle se uporabljajo v avtomobilih z zadnjim pogonom. Druga podkategorija nima neposrednega prenosa. V bistvu se ta sprememba uporablja v vozilih s pogonom na vsa kolesa in traktorjih.
• Z več jaški. V tej kategoriji menjalnikov imajo gredi lahko zaporedno ali nesekvenčno število vklopov. Ti menjalniki se uporabljajo predvsem v traktorjih in obdelovalnih strojih. To omogoča več prestav.
• Brez jaškov. Takšne kontrolne točke se ne uporabljajo v običajnem prevozu. Med takšnimi modeli obstajajo koaksialne in neusklajene različice. Uporabljajo se predvsem v rezervoarjih.

Klasifikacija planetarnih menjalnikov

Planetarni menjalniki so razdeljeni glede na naslednje parametre:

• Dve, ​​tri, štiri ali več stopenj svobode, ko so vsi torni elementi odklopljeni;
• Tip planetarnega orodja, ki se uporablja v mehanizmu, je epiciklični (glavna krona ima notranjo ali zunanjo razporeditev zob).

Z nadzorno metodo

V tej kategoriji obstajajo taka polja:

• Priročnik. Pri takih modelih voznik izbere želeno prestavo. Obstajata dve vrsti ročnih menjalnikov: prestavljanje poteka po voznikovem trudu ali s servo. V obeh primerih nadzor izvaja oseba, le druga kategorija menjalnika ima servo napravo. Sprejema signal od voznika in nato nastavi izbrano prestavo. Stroji najpogosteje uporabljajo hidravlični servo pogon.
• Samodejno. Elektronska krmilna enota določa več dejavnikov (stopnjo pritiska na plin, obremenitev koles, hitrost ročične gredi ipd.) In na podlagi tega sama določi, kdaj naj vklopi prestavo gor ali dol.
• Robot. To je elektromehanska škatla. V njem se prestave vklopijo v samodejnem načinu, le njegova naprava je kot običajna mehanika. Ko robotski menjalnik deluje, voznik ne sodeluje pri prestavljanju. Krmilna enota sama določa, kdaj katero prestavo vklopiti. V tem primeru se preklop zgodi skoraj neopazno.

Po številu prestav

Ta razvrstitev je najpreprostejša. V njem so vsa polja razdeljena na število prestav, na primer štiri, pet šest itd. Ta kategorija ne vključuje le ročnih, ampak tudi samodejnih modelov.

Vrste menjalnikov

Najpogostejša razvrstitev je po vrsti same škatle:

• Mehanika. Pri teh modelih izbiro prestave in prestavljanje v celoti opravi voznik. V bistvu gre za menjalnik z več gredmi, ki deluje skozi zobniški mehanizem.
• Stroj. Ta menjalnik deluje v samodejnem načinu. Izbira ustrezne prestave temelji na parametrih, ki jih nadzorni sistem menjalnika meri.
• Robot je neke vrste mehanski menjalnik. Zasnova te spremembe se praktično ne razlikuje od običajne mehanike: ima sklopko, zobniki pa so vključeni s povezavo ustrezne prestave na gnani gredi. Računalnik nadzoruje samo nadzor izbire prestave, voznik pa ne. Prednost takega menjalnika je v čim bolj gladkem prestavljanju.

Zasnova specifični menjalniki

Poleg znanih menjalnikov se lahko v vozilih uporabljajo tudi edinstvene modifikacije. Tovrstne škatle imajo posebno zasnovo in z njo tudi lasten princip delovanja.

Bezvalnaya KP

Menjalniki, ki ne uporabljajo vnaprej sestavljenih gredi, se imenujejo brez gredi. V svoji zasnovi imajo več vrst zobnikov, ki se nahajajo v dveh vzporednih oseh. Zobniki so povezani z zaklepanjem sklopk.

Zobniki so nameščeni na dveh gredih. Dva od njih sta tesno pritrjena: na vodilu je nameščena v prvi vrstici in na pomožni - v zadnji. Vmesni zobniki, nameščeni na njih, lahko igrajo vlogo vodilnega ali gnanega, odvisno od ustvarjenega prestavnega razmerja.

Ta sprememba omogoča povečanje prenosa v obe smeri. Druga prednost takega prenosa je povečan razpon moči škatle. Ena najresnejših pomanjkljivosti je obvezna prisotnost pomožnega samodejnega sistema, s pomočjo katerega se izvaja menjava prestav.

Nesinhroniziran menjalnik

Druga vrsta posebnih škatel je nesinhronizirana ali tista, pri kateri ni predvidena prisotnost sinhronizatorjev. To je lahko vrsta trajnega očesa ali vrsta drsnega orodja.

Če želite v takšni škatli zamenjati prestavo, mora imeti voznik določeno znanje. Imeti mora možnost samostojne sinhronizacije vrtenja zobnikov in sklopk, določanja časa prehoda iz prestave v prestavo, pa tudi izenačevanje hitrosti vrtenja ročične gredi s plinom. Strokovnjaki se na ta postopek sklicujejo kot na ponovno namestitev ali dvojno stiskanje sklopke.

Za nemoteno prestavljanje mora imeti voznik izkušnje z uporabo takšnih mehanizmov. Podoben tip menjalnika je nameščen v ameriških traktorjih, motociklih, včasih v traktorjih in športnih avtomobilih. Pri sodobnih nesinhroniziranih menjalnikih lahko sklopko izpustite.

Odmični menjalnik

Odbojniki so nekakšen nesinhroniziran model. Razlika je v obliki očesnih zob. Za izboljšanje učinkovitosti menjalnika se uporablja pravokotna oblika ali odmični profil zob.

Takšne škatle so zelo hrupne, zato se v lahkih vozilih uporabljajo predvsem na dirkalnih avtomobilih. Med tekmovanjem na ta dejavnik niso pozorni, v običajnem avtomobilu pa takšen menjalnik ne bo omogočil uživanja v vožnji.

Zaporedni KP

Sekvenčni menjalnik je vrsta menjalnika, pri katerem se prestavljanje navzgor ali navzgor izvaja izključno v enem koraku. Za to se uporablja ročaj ali nožno stikalo (na motociklih), ki omogoča premikanje orodja v košari samo za en položaj hkrati.

Samodejni menjalnik, kot je Tiptronic, ima podobno načelo delovanja, vendar le posnema delovanje tega menjalnika. Klasični sekvenčni menjalnik je nameščen v avtomobilih F-1. Hitrost preklapljanja v njih se izvaja s pomočjo prestavnih ročic.

Preselektivni CP

V klasični različici je predselektivni menjalnik zahteval predhodno izbiro naslednje prestave, preden je menjalnik preklopil nanjo. Pogosto je bilo videti tako. Medtem ko se je avto vozil, je voznik dal naslednjo prestavo na izbirnik. Mehanizem se je pripravljal na prestavljanje, vendar je to storil na ukaz, na primer po pritisku na sklopko.

Prej so bili takšni menjalniki uporabljeni v vojaški opremi z nesinhroniziranim, brez gredi ali planetarnim prenosom. Takšne modifikacije škatel so olajšale upravljanje kompleksnih mehanizmov, dokler niso razvili sinhroniziranih mehanskih in avtomatskih škatel.

Trenutno se uporablja predizbirna omarica, ki pa se pogosteje imenuje menjalnik z dvojno sklopko. V tem primeru računalnik sam pripravi prehod na želeno hitrost, tako da primerno gred z orodjem, ki je vpeto na odklenjen disk, vnaprej poveže. Drugo ime te vrste v sodobnem oblikovanju je robot.

Izbira menjalnika. Kaj je boljše?

Številni navedeni menjalniki se uporabljajo samo na posebni opremi ali v obdelovalnih strojih. Glavni menjalniki, ki se pogosto uporabljajo v lahkih vozilih, so:

• Ročni menjalnik. To je najpreprostejša vrsta prenosa. Da se rotacijsko gibanje prenese iz pogonske enote na gred menjalnika, se uporablja košara sklopke. S pritiskom na pedal voznik odklopi pogonsko gred škatle od motorja, kar mu omogoča, da brez poškodb mehanizma izbere prestavo, primerno za določeno hitrost.
• Avtomatski menjalnik. Navor iz motorja se napaja preko hidravličnega menjalnika (pretvornik navora ali hidravlična sklopka). Delovna tekočina deluje kot sklopka v mehanizmu. Praviloma poganja planetarni menjalnik. Celoten sistem nadzira elektronska krmilna enota, ki analizira podatke številnih senzorjev in ustrezno izbere prestavno razmerje. Med samodejnimi škatlami je veliko sprememb, ki uporabljajo različne sheme delovanja (odvisno od proizvajalca). Obstajajo celo samodejni modeli z ročnim upravljanjem.
• Robotski prenos. Tudi ti KP imajo svoje sorte. Obstajajo električni, hidravlični in kombinirani tipi. V zasnovi je robot v osnovi podoben ročnemu menjalniku, le z dvojno sklopko. Prva dovaja navor iz motorja na pogonska kolesa, druga pa samodejno pripravi mehanizem za vklop naslednje prestave.
• Menjalnik CVT. V običajni različici je variator sestavljen iz dveh jermenic, ki sta med seboj povezani s pasom (enim ali več). Načelo delovanja je naslednje. Jermenica se loči ali striže, zaradi česar se jermen premakne na element večjega ali manjšega premera. Od tega se prestavno razmerje spremeni.

Tu je primerjalna tabela vsake vrste škatel z njihovimi prednostmi in slabostmi.

Vrsta škatle:	Princip delovanja	dostojanstvo	Omejitve
MKPP	Ročno prestavljanje, sinhronizirano prestavljanje.	Preprosta struktura, poceni za popravilo in vzdrževanje, prihrani gorivo.	Začetnik se mora navaditi na sinhronizirano delovanje stopalke sklopke in plina, še posebej pri speljevanju v klanec. Nihče ne more takoj vklopiti prave prestave. Zahteva gladko uporabo sklopke.
Avtomatski menjalnik	Hidravlična črpalka ustvarja tlak delovne tekočine, ki poganja turbino, in ta prenaša vrtenje na planetno gonilo.	Vozite udobno. Ne zahteva posega voznika v postopek prestavljanja. Menja prestave in tako kar najbolje izkoristi celoten vir motorja. Odpravlja človeški faktor (ko voznik po naključju vklopi prvo hitrost namesto tretje). Gladko prestavlja prestave.	Visoki stroški vzdrževanja. Masa je večja od mase ročnega menjalnika. V primerjavi s prejšnjim tipom menjalnika bo ta povzročil večjo porabo goriva. Učinkovitost in dinamika sta manjši, zlasti pri športnem načinu vožnje.
Робот	Z dvojno sklopko lahko med vožnjo pripravite naslednjo prestavo za vklop. Najpogosteje so celo prenosi povezani z eno skupino, nenavadni pa z drugo. Notranji podoben mehanski škatli.	Največja gladkost preklopa. Ne zahteva posredovanja voznika v delovnem procesu. Ekonomična poraba goriva. Visoka učinkovitost in dinamika. Nekateri modeli imajo možnost izbire načina delovanja.	Zapletenost mehanizma vodi do nizke zanesljivosti, pogostega in dragega vzdrževanja. Slabo prenaša težke razmere na cesti.
Variator (CVT)	Navor se prenaša s pretvornikom navora, kot pri avtomatskem stroju. Prestavljanje prestave se izvede s premikanjem jermenice pogonske gredi, ki potisne jermen v želeni položaj, iz katerega se prestavno razmerje poveča ali zmanjša.	Preklapljanje brez sunkov, bolj dinamično v primerjavi z običajnim strojem. Omogoča majhen prihranek goriva.	Ne uporablja se v močnih pogonskih enotah, saj je prenos jermenski. Visoki stroški vzdrževanja. Zahteva pravilno delovanje senzorjev, od katerih je sprejet signal za delovanje CVT. Slabo prenaša težke razmere na cesti in ne mara vleke.

Pri odločanju o vrsti menjalnika je treba izhajati ne le iz finančnih zmožnosti, temveč se bolj osredotočiti na to, ali je to polje primerno za avto. Ni zastonj, da proizvajalci iz tovarne vsako napajalno enoto povežejo s posebno škatlo.

Ročni menjalnik je bolj primeren za aktivnega voznika, ki razume zapletenost nadzora hitrega avtomobila. Stroj je bolj primeren za tiste, ki imajo radi udobje. Robot bo zagotovil primerno porabo goriva in je prilagojen za izmerjeno vožnjo. Za ljubitelje najbolj tekočega delovanja stroja je primeren variator.

Kar zadeva tehnične specifikacije, je nemogoče pokazati na popolno škatlo. Vsak od njih je dober v svojih razmerah in s posebnimi vozniškimi sposobnostmi. V enem primeru je začetniku lažje začeti z uporabo različnih samodejnih menjalnikov; v drugem pa je boljše razviti veščino uporabe mehanike.

Vprašanja in odgovori:

Kako deluje menjalnik? Ročni menjalnik je sestavljen iz niza prestav, ki tvorijo različna prestavna razmerja. Samodejni menjalnik je opremljen s pretvornikom navora in jermenicami (variator) s spremenljivim premerom. Robot je analog mehanike, le z dvojno sklopko.

Kaj je znotraj menjalnika? Znotraj katerega koli menjalnika sta pogonska gred in gnana gred. Glede na vrsto škatle so na gredi nameščene jermenice ali zobniki.