Трансмиссии принцип работы: Статьи про трансмиссию автомобиля — устройство и как работает

Содержание

Автоматическая трансмиссия — Устройство и принцип работы автоматической трансмиссии

Автоматическая трансмиссия — Устройство и принцип работы автоматической трансмиссии

Устройство и принцип работы автоматической трансмиссии

Примечание: Рекомендуется заменить масляный фильтр при второй смене масла в автоматической трансмиссии после 80000 км пробега, не смотря на то, что в инструкции завода-изготовителя это не предусмотрено.

В состав автоматической коробки передач ZF 4 HP 14 входят:

  • гидротрансформатор крутящего момента 1 (см. рисунок) с демпфером 2;
  • планетарная коробка передач 4 с четырьмя передачами переднего хода и одной передачей заднего хода;
  • блок шестерен понижающей передачи;
  • главная передача и дифференциал;
  • многодисковое сцепление;
  • ленточный тормоз;
  • муфт свободного хода с гидравлическим управлением, и обеспечивающих переключение передач при заданных скоростях движения автомобиля;
  • гидравлический блок управления 3, установленный в верхней части картера коробки передач.

Гидротрансформатор крутящего момента действует при включении I и II передач и заднего хода. На III передаче коробка передач работает по принципу распределения крутящего момента, т.е. гидравлически передается только около 40% крутящего момента (через гидротрансформатор), а остальные 60% передаются механически. На IV передаче крутящий момент передается только механически, через крышку гидротрансформатора и его демпфер.

При ручном переключении на низшую передачу гидравлический блок управления предупреждает работу двигателя на предельных режимах при включении всех передач, за исключением переключения с IV на III передачу.

Автоматическая коробка передач ZF 4 HP 14:

1 — гидротрансформатор крутящего момента; 2 — демпфер; 3 — гидравлический блок управления; 4 — планетарная коробка передач; 5 — вторичный вал; 6 — ведомая шестерня главной передачи; 7 — дифференциал

 


Трансмиссии автомобилей: устройство, принцип | АвтобурУм

26. 12.2016,

Просмотров: 1072

Нередко в процессе выбора автомобиля встает вопрос о выборе отдельных его узлов, которые непосредственно влияют на удобство эксплуатации. Одним из них является коробка передач или сокращенно КПП. Многие автолюбители привычно (но не совсем корректно) разделяют коробки передач на механику и автомат, а споры об удобстве и эффективности использования того или иного вида КПП никак не утихают. Давайте попробуем разобраться, какие виды КПП существуют и что же предпочтительнее для тех или иных условий эксплуатации.

Назначение коробок передач и их виды

Прежде всего, необходимо ответить на вопрос о том, какие функции выполняет коробка передач в автомобиле. Их несколько: изменение частоты вращения и крутящего момента на колесах, движение автомобиля задним ходом, длительное разъединение двигателя и трансмиссии во время стоянки.

Коробки передач, исходя из их устройства и принципа работы, подразделяют на 3 вида: ступенчатые, бесступенчатые, комбинированные. К первым относят механическую и роботизированную КПП. Бесступенчатым устройством является вариатор, а автоматическая коробка с гидротрансформатором относится к комбинированным КПП.

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач или МКПП относится к ступенчатым устройствам переключения передач. Выбор подходящей передачи осуществляется водителем вручную. Механика подразумевает собой наличие сцепления, также управляемого водителем. Такая коробка передач представляет собой набор шестерен, расположенных на валах. Передача крутящего момента осуществляется за счет жесткого зацепления шестерен между собой посредством зубьев.

Традиционно наши автомобили с МКПП имеют от 4 до 6 передач для движения вперед и 1 для движения задним ходом. Исключение составляют многотонные грузовые автомобили, где число передач может достигать 10 и более.

К достоинствам механики можно отнести:- простота конструкции- высокий КПД, а значит и меньший расход топлива для автомобиля (как правило, автомобиль с МКПП расходует на 10-15% меньше топлива, нежели аналогичный, но с автоматом)- высокий ресурс, зачастую больше ресурса двигателя- небольшой вес
В этот список также можно включить полный контроль над динамикой автомобиля, поскольку водитель сам решает, на какой передаче двигаться и в какой момент осуществлять переключение. Также на автомобиле с механикой существует возможность запустить двигатель даже без АКБ.

Однако стоит упомянуть и недостатки. Механическая КПП достаточно сложна для водителей-новичков. Чаще всего сложности возникают с одновременным переключением передач и плавным отпусканием педали сцепления. В результате чего есть риск повреждения не только деталей трансмиссии, но и двигателя. К тому же за счет постоянной работы рычагом переключения и педалью сцепления усталость водителя при движении в городских условиях значительно выше.

Автоматическая коробка передач

По большому счету автоматической можно назвать любую коробку передач, где передачи переключаются без участия водителя. Но на практике фраза «автоматическая коробка» закрепилась за классической планетарной коробкой с гидротрансформатором.

В такой КПП на входе установлен гидротрансформатор. Состоит он из насосного и турбинного колес, а также реактора. Между ними находится масло, которое разгоняется насосным колесом и попадает на лопасти турбинного колеса. За счет этого и осуществляется передача крутящего момента, а неподвижный реактор позволяет увеличить его до 3-х раз.

Далее располагается блок планетарных передач и фрикционов, которые осуществляют переключение передач.

Роботизированная коробка передач

Одним из самых известных представителей «роботов» является разработка концерна VAG – роботизированная коробка DSG. По сути, она представляет собой ту же механику, но с несколькими конструктивными особенностями, позволяющими автоматически переключать передачи.

Первое – это наличие двойного электронно-управляемого сцепления. Один ведущий диск, связанный с маховиком двигателя и два ведомых – с первичным валом КПП. Первый ведомый диск отвечает за нечетные передачи – 1, 3, 5, а второй за четные – 2, 4, 6. В процессе работы оба ведомых диска поочередно прижимаются ведущему, осуществляя плавное переключение передач.

Второе – автоматический электронно-управляемый привод переключения передач, который заменил собой привычный рычаг механики.

В последние годы роботизированные КПП приобретают все большую популярность у автопроизводителей. Объясняется это тем, что покупатель получает желанную и удобную автоматическую трансмиссию, а «робот» значительно дешевле в производстве, нежели классический автомат с гидротрансформатором.

Несмотря на это, роботизированные КПП не блещут надежностью. Поэтому стоит с особой тщательностью подходить к выбору такой коробки, предварительно изучив отзывы реальных владельцев и мнения автоэкспертов.

Вариатор

К автоматическим коробкам передач очень часто относят и вариатор, несмотря на то, что он вообще не является коробкой передач в традиционном понимании. Он представляет собой устройство, способное плавно (бесступенчато) изменять передаточное число.

Устройство вариатора не представляет особой сложности. Он состоит из того же гидротрансформатора на входе, двух шкивов и ремня между ними. Шкивы способны плавно изменять диаметр, за счет чего и осуществляется изменение крутящего момента, передаваемого ремнем. Это обеспечивает высокий уровень комфорта для водителя и пассажиров за счет отсутствия рывков и плавного ускорения автомобиля.

К плюсам автоматических трансмиссий можно отнести:

  • удобство эксплуатации
  • быстрое и плавное переключение передач
  • отсутствие перегрузок деталей трансмиссии и двигателя

Не обошлось и без недостатков:

  • сложность конструкции, а следственно – невысокая надежность
  • высокая стоимость ремонта и отсутствие возможности самостоятельного его проведения
  • ограниченная возможность эксплуатации в сложных дорожных условиях (грязь, снежные заносы, гористая местность)
  • ограниченная или вовсе невозможная буксировка (возможна лишь на эвакуаторе или методом частичной погрузки)

При выборе того или иного типа КПП не стесняйтесь провести тест-драйв всех вариантов и выбрать для себя наиболее оптимальный. Эксплуатация автомобиля с механикой или автоматом имеет свои особенности, с которыми лучше ознакомиться самому еще до момента окончательного выбора.

Трансмиссия ВАЗ, устройство и принцип работы трансмиссии ВАЗ 2114. Из чего состоит и как работает трансмиссия ВАЗ 2114. Устройство и принцип действия трансмиссии ВАЗ 2114.

Транспортные средства, произведенные в Тольятти, довольно не прихотливы в эксплуатации и ремонте, но, некоторые агрегаты автомобиля все-же требуют повышенного внимания и ухода, в частности это относится к трансмиссии, о которой и пойдет речь в данной статье. 

Трансмиссия ВАЗ, из чего состоит и как работает

Трансмиссия ВАЗ состоит из переднего привода, коробки передач и сцепления. Обороты, выдаваемые двигателем автомобиля, «доходят» до колес благодаря элементам трансмиссии и заставляют их вращаться. С помощью трансмиссии сила вращения превращается в силу движения.

Сцепление ВАЗ 2114, устройство

Устройство сцепления

Сцепление является устройством, которое стоит первым в цепочке трансмиссии и принимает крутящий момент от мотора на себя. На данной модели автомобиля оно однодисковое, замкнутое и сухое, с демпфером и нажимной пружиной на ведомом диске. Привод является тросовым, без зазора между нажимной пружиной и подшипником. Управляется педалью, вмонтированной с педалью тормоза на одной оси.

Регулировка сцепления, как отрегулировать сцепление своими руками

Регулировка сцепления

На ВАЗ регулировку сцепления можно произвести самостоятельно, для чего следует:

Регулировка сцепления
  1. В подкапотном пространстве автомобиля вращаем крепежный элемент, то есть гайку, которая расположена на наконечнике привода сцепления, контролируя, при этом, ход педали.

    Регулировка педали сцепления

  2. Когда требуемый результат достигнут, затягиваем контргайку, тем самым зафиксировав необходимое положение педали.

    Регулировка педали сцепления

Привод передних колес ВАЗ, устройство привода передних колес ВАЗ 2114

Привод передних колес является еще одним элементом трансмиссии.

Для каждого колеса предусмотрено 2 шарнира угловых скоростей — внутренний и наружный. В движение они приводятся посредством приводного колесного вала. Вал для левого колеса являет собой пруток, а для правого — трубу. Шарниры не подлежат ремонту, в случае выхода из строя их необходимо заменить.

КПП ВАЗ 2114, устройство и принцип работы, какие требования предъявляют к коробке переключения передач

Ключевой рабочий агрегат трансмиссии — коробка передач, все основные детали которой (передаточные звенья, вращающиеся валы и шестерни) испытывают постоянное трение, в результате чего им требуется хорошая смазка. К коробке передач предъявляются следующие требования:

Устройство синхронизатора КПП
  1. Они должны обеспечивать легкое и простое управление при движении, для максимального снижения утомляемости водителя.
  2. Очень важно, чтобы все агрегаты трансмиссии обеспечивали хорошие тяговые усилия и высокую скорость при езде по прямой и на разворотах.
  3. Небольшой вес и размер — одно из главных требований. Проектировщики борются за каждый миллиметр объема и грамм веса, чтобы облегчить общую конструкцию при повышении мощности, а также при увеличении эффективности ее применения.
  4. Высокая надежность при эксплуатации. Никому не требуется агрегат, обслуживанием которого приходится заниматься постоянно.
  5. Трансмиссия в целом и каждый агрегат отдельно должны иметь оптимальный коэффициент полезного действия.
  6. Все агрегаты трансмиссии после монтажа на автомобиль должны быть удобны в обслуживании и легко доступны на протяжении всего периода эксплуатации.
  7. Необходимо, чтобы простота конструкции сопровождалась при производстве высокой технологичностью, чтобы изделие было экономически выгодным.
  8. Еще одно немаловажное требование — обеспечение бесшумной работы трансмиссии.

Устройство коробки передач ВАЗ 2114 соответствует всем данным требованиям. Она является синхронизированной и имеет пять ступеней. КПП соединяется с главной передачей и дифференциалом.

КПП ВАЗ 2114, из чего состоит привод управления КПП

Привод управления коробки передач включает:

  1. Шток выбора передач.
  2. Шаровую опору и тягу.
  3. Рычаг переключения передач.
  4. Механизм выбора, а также переключения скоростей.

Какое масло заливать в КПП 2114

Для переднеприводных ВАЗ 2114 наиболее лучшим будет масло GL 4, которое по отечественной классификации отвечает ТМ 4. Некоторые автовладельцы отдают предпочтение более лучшему по их мнению маслу GL 5, имеющему более высокую вязкость, но, через некоторый период времени с коробкой начинаются проблемы. Это происходит в результате того, что GL 5 предназначено для трансмиссий заднеприводного транспорта и мостов внедорожников либо грузовых машин, и не способно обеспечить достаточно эффективное смазывание трансмиссий переднеприводных автомобилей.

Вязкость трансмиссионного масла, какая нужна вязкость

Хорошими к использованию для переднеприводных автомобилей ВАЗ считаются «всесезонные» масла GL 4 либо GL 4/5 с вязкостью 75W-80 либо 80W-85.

Масло с повышенной вязкостью, почему нельзя заливать масло с повышенной вязкостью типа 5W-50

Категорически не рекомендуется заливать в КПП масло с показателем вязкости 85W-90, а тем более двигательное масло 5W-50. Повышенная вязкость способна создавать прочную масляную пленку, которой сложно проникнуть между шестеренками, а также их зубьями. В особенности страдают синхронизаторы, поскольку им приходится из-под себя выдавливать плотное масло, а их конструкция не рассчитана на данные механические усилия.

Советы профи: качественная смазка-залог длительной безаварийной работы

Удачно выбранное масло для автомобиля является залогом его долгой и безаварийной работы. Поэтому при выборе автомобильных смазочных материалов будьте предельно внимательны и обращайтесь за советом к профессионалам, которые помогут подобрать смазку для требуемой модели транспортного средства.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Во время покупки транспортного средства каждый автолюбитель уделяет особое внимание выбору типа трансмиссии. Ежегодно все большое количество автовладельцев открывают для себя плюсы автоматической коробки передач (АКПП), кто-то отдает предпочтение проверенной годами механике (МКПП), появляются поклонники вариативной коробки передач.

По селектору не всегда можно определить

На сегодняшний день автомобили с вариатором достаточно редко встречаются на дорогах нашей страны, однако, данный механизм имеет много неоспоримых преимуществ, позволяющих ему уверенно завоевывать все большую популярность у современных водителей. Принцип работы вариаторной коробки передач достаточно выгодно отличает ее как от МКПП, так и от АКПП.

Достоинства

Практически без шума

  • Вариатор является бесступенчатым механизмом, который наиболее оптимально использует всю мощность двигателя внутреннего сгорания, равномерно изменяя передаточное число. В вариаторе отсутствуют фиксированные передачи, поэтому можно говорить о бесступенчатом изменении крутящего момента в процессе его передачи от двигателя к колесному приводу транспортного средства.
  • Работает данный механический узел практически бесшумно. Даже при стремительном наборе скорости двигатель автомобиля издает одинаково ровный звук. Достичь такого эффекта позволяет наличие электронных узлов вариатора, постоянно осуществляющих оптимизацию мотора и предотвращающих возможность возникновения перегрузок в процессе его работы.
  • Вариаторная коробка передач существенно экономит объем потребляемого автомобилем топлива за счет согласования оборотов вращающегося звена в кривошипном механизме (коленвал) с нагрузкой на транспортное средство.
  • Поездка на легковом автомобиле с вариатором гарантирует плавную езду без рывков, которые неизменно возникают при переключении передач во время движения автомобилей с АКПП и с МКПП.
  • Срок эксплуатации вариаторной трансмиссии существенно увеличивается благодаря оптимизированной нагрузке и на составные части привода, и на силовой агрегат в целом.
  • Транспортное средство с вариаторной коробкой передач выбрасывает в окружающую атмосферу значительно меньше различных химических соединений, опасных для здоровья человека.

Работает так

Вариатор в классическом исполнении представляет собой механическую конструкцию, состоящую из двух раздвижных шкивов, которые надежно соединяет клиновидный ремень. Вариаторные коробки, которыми комплектуются современные транспортные средства, отличаются более сложной конструкцией, обусловленной необходимостью наличия пониженных передач и заднего хода автомобиля.

Сегодня существует большое количество типов вариаторов, отличающихся между собой методом передачи крутящего момента. Наиболее стабильным механическим узлом считается клиноременная коробка передач.

Устройство клиноременного вариатора

Схема вариатора старого образца

Раздвижные шкивы. Данные элементы представляют собой пару клиновидных «щек», расположенных на одном валу.

  • Гидроцилиндр. Основная функция устройства заключается в сжатии дисков в зависимости от оборотов двигателя или после сигналов, которые поступают с центрального блока управления.
  • Клиновидный ременьРемень клиновидный. Основу составляют две металлические ленты, к которым присоединены пластины из металла, плотно прилегающие друг к другу. Верхняя часть пластин отличается конусообразной формой, в то время как в их основании расположены специальные пазы, в которые вставляется металлическая лента.
  • Конвертор крутящего момента (гидродинамический трансформатор). Устройство, которое преобразовывает крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, после чего осуществляет его передачу вариатору. Конвертор способствует бесступенчатому изменению частоты вращения и крутящего момента.
  • Дифференциал. Распределяет крутящий момент на ведущие колеса транспортного средства.
  • Планетарный редуктор заднего хода. Осуществляет вращение вторичного вала в противоположном направлении.
  • Гидравлический насос. В своей работе использует потенциальную и кинетическую энергию жидкости для создания определенного давления, позволяющего осуществлять работу гидроцилиндров.
  • Центральный блок управления. В основе его работы находится микропроцессор, который после обработки сигналов, полученных от различных датчиков (ESP, ABS, контроль расхода топливной смеси и т.д.), отдает необходимые команды исполнительным устройствам клиноременного вариатора.

Как работает клиноременной механизм

Работа вариатора начинается с того, что увеличивающиеся обороты двигателя внутреннего сгорания приводят в действие конвертор крутящего момента. Далее гидродинамический трансформатор осуществляет передачу крутящего момента на первичный вал с установленным на нем ведущим шкивом. Под воздействием гидроцилиндра «щеки» ведущего шкива сходятся, увеличивая величину трения, которая образуется в результате взаимодействия «щек» шкива и клиновидного ремня.

Принцип работы

На следующем этапе усилие под действием силы трения поступает на вторичный шкив, который объединен с вторичным валом. В процессе увеличения оборотов осуществляется смена диаметров ведомого и ведущего шкивов, растет значение передаточного числа. Завершает процесс работа ведомого вала, который вертит ведущие колеса транспортного средства методом вращения присоединенного к ним дифференциала.

Пара раздвижных шкивов

Задний ход обеспечивает работа планетарного механического устройства, которое соединяется с ведомым валом.

Из вышеизложенного видно, что вариатор способствует плавному движению автомобиля и существенно экономит потребление топливной смеси, выбирая оптимальное число оборотов двигателя внутреннего сгорания. Вариативная коробка передач имеет огромный потенциал, благодаря которому все большее число автолюбителей предпочитают иметь дело с трансмиссией такого типа.

Видео

Так работает вариатор:

Читайте также:

Принцип работы автоматической коробки передач

Принцип работы и устройство коробки передач. Ремонт коробки передач

Основным недостатком большинства двигателей внутреннего сгорания является несовпадение скоростей вращения колес и маховика. Дополнительным минусом является тот факт, что максимальный крутящий момент в силовых агрегатах достигается только в небольшом промежутке оборотов. На максимальных оборотах маховика набирается предельная мощность.

Системы трансмиссии и ее разные виды применяются для того, чтобы двигатель мог работать в оптимальном режиме при разных условиях. В большинстве автомобилей используется механическая КПП, устройство и принцип работы которой известны далеко не каждому автолюбителю.

Принцип работы коробки передач

В конструкцию коробки переключения передач входят зубчатые шестерни, которые входят и выходят из зацепления по воле водителя, формируя тем самым передачи с разными передаточными отношениями.

Механическая коробка передач в автомобиле функционирует только вместе с системой сцепления, соответственно, в момент переключения передач происходит отключение трансмиссии и двигателя. В момент изменения передачи через трансмиссию не может проходить большой крутящий момент. Такое функционирование достигается за счет устройства коробки переключения передач.

Зубчатые колеса и валы КПП

Классические МКПП состоят из набора валов, собранных в картере или корпусе. При помощи подшипников происходит вращение валов коробки передач. Шестерни крепятся непосредственно к валам КПП. Конструкция коробки передач может меняться в зависимости от количества установленных валов и быть двухвальной или трехвальной.

Трехвальные системы

Заднеприводные автомобили оснащаются подобными трансмиссиями. Общее устройство коробок передач такого типа включает в себя специальные колеса и устройства синхронизации вкупе с реверсивной шестерней, предназначенной для передвижения задним ходом.

Обязательной деталью конструкции КПП являются валы: первичный, вторичный и расположенный между ними специальный.

Главный вал соединен непосредственно с двигателем автомобиля через систему сцепления; вторичный, или ведомый, функционирует с карданом. Энергия вращения с ведущего вала на ведомый передается благодаря промежуточному валу.

Особенности конструкции трансмиссии

В большинстве случаев первичный и вторичный валы в коробке передач установлены друг за другом. Опора ведомого вала выполнена на основе подшипника ведущего вала коробки передач, расположенного в хвостовой части ведущего вала. Жесткая связь между этими валами не предусматривается конструкцией коробки переключения передач, благодаря чему оба вала могут функционировать независимо друг от друга.

Промежуточный вал в конструкции трансмиссии размещается между ведущим и ведомым валам, каждый из которых оснащен зубчатыми колесами. Зубцы на таких колесах косые, что позволяет понизить уровень вибрации и шумов во время работы системы.

Ведущий вал оснащен только однозубчатым колесом, передающим крутящий момент промежуточному валу. Расположение шестеренок вторичного, или ведомого, вала позволяет им свободно вращаться, однако перемещаться по продольной оси они не могут. Для включения передачи они блокируются при помощи специального блокировочного устройства: в таком положении на них передается энергия вращения от вала.

Шестеренки, установленные на промежуточный вал, располагаются напротив каждого из колес первичного и вторичного валов. Они на постоянной основе находятся в зацеплении с прочими шестернями конструкции. На промежуточный вал с первичного крутящий момент передается всегда. Принцип работы коробки передач кроется во включении конкретной передачи посредством подключения определенной шестерни, расположенной на ведомом вале.

Переключение передач трансмиссии

Устройство коробки передач не подразумевает наличие одних только зубчатых колес и валов: в конструкцию входят специальные муфты. Каждая из них имеет отличную от зубчатых колес конструкцию и крепится к определенному валу, вращаясь вместе с ним. При этом возможно их перемещение по продольной оси.

Со стороны направленных к муфтам шестеренок ведомого вала располагаются специальные вилки. Аналогичные им детали находятся непосредственно на самих муфтах.

При переключении водителем рычага передач специальным приводом приводятся в действие вилки, двигающие муфты. Замковая система при этом не позволяет активировать сразу несколько передач, что вполне возможно при условии включения рычагом сразу двух ползунов. Замковый механизм стопорит ползуны в нейтральном положении в тот момент, когда начинает двигаться третий ползун. Аналогичным образом исключается одновременная работа сразу двух передач.

Венцы муфты и нужной для переключения передачи шестеренки соединяются, при этом муфта вращается вместе с валом. После соединения с шестерней происходит блокировка последней и их последующее совместное вращение, в результате чего крутящий момент передается от КПП на колесный привод.

Синхронизаторы

Помимо перечисленных выше компонентов, в устройство коробки передач входят дополнительные детали. Описанный выше принцип работы КПП сопровождается вибрациями, громкими шумами и ударами вкупе с необходимостью для водителя самостоятельно определять момент работы муфты и шестеренки на одинаковых оборотах.

В современных коробках переключения передач используются специальные муфты, именуемые синхронизаторами. Их основная задача — уравнивание скорости вращения муфты и зубчатого колеса и устранение блокировки колеса.

Коробки передач двухвального типа

Подобные трансмиссии обладают той же конструкцией, что и трехвальные КПП, за одним исключением: у них отсутствует промежуточный вал. Такие коробки устанавливаются на автомобили с передним приводом. Вращение валов осуществляется в параллельных осях, при этом крутящий момент с одного из зубчатых колес передается на зафиксированную синхронизаторами ведомую валом шестеренку. Принцип работы двухвальной системы такой же, как и в трехвальной, однако в ней невозможна прямая передача.

Устройство коробок передач автомобилей ВАЗ

Большинство автомобилей марки ВАЗ комплектуются пятиступенчатыми механическими трансмиссиями с двухвальной системой, оснащенной дифференциалом. Первичный вал комплектуется зубчатыми колесами с 1 по 4 передачи, 5-я шестерная передача является съемной. Между собой они соединены ведомыми шестеренками.

Одним из основных преимуществ является легкий ремонт коробки передач такого типа, поскольку она является модернизированной версией четырехступенчатого аналога с унифицированными деталями.

От механической трансмиссии к автоматической

Многие автолюбители-новички придерживаются мнения, что автоматическая трансмиссия представляет собой коробку переключения передач и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор представляет собой систему из двух лопастных механизмов: турбины и центробежного насоса. Между ними располагается направляющий реактор. Коленвал двигателя жестко скреплен с колесом насоса. Аналогичное соединение имеется между турбинным колесом и валом КПП. Реактор может вращаться или быть заблокированным обгонной муфтой в зависимости от того, в каком конкретно режиме функционирует ДВС.

Автоматическая коробка передач обладает более сложной конструкцией. Большая часть вырабатываемой энергии направляется на перекачку масла и работу насоса, создающего давление масла в каналах. КПД автоматической трансмиссии ниже, чем механических.

Масляные потоки передают энергию вращения посредством отбрасывания на турбину насосом. Лопасти насоса и турбины имеют определенную геометрию, что улучшает циркуляцию жидкости. Поскольку между КПП и двигателем отсутствует жесткая сцепка, мотор можно останавливать даже при включенной передаче.

Планетарные передачи

Изменение передаточных чисел происходит при вращении одних деталей и жесткой фиксации других. Вал гидтротрансформатора передает крутящий момент и, соответственно, вращение на планетарные системы.

Основным отличием автомата от механики является то, что включение любой передачи осуществляется без разрыва потока мощности: при дезактивации одной передачи происходит активация другой. Такой переход осуществляется без рывков, которые могут чувствоваться водителем во время езды.

Виды коробок передач

Исключая стандартную механическую трансмиссию, существуют и другие виды КПП — роботизированная, вариаторная и автоматическая.

  1. Вариаторная коробка передач — бесступенчатая. Основными деталями ее конструкции являются раздвижные шкивы и соединяющий их ремень, имеющий трапециевидную форму. Основным преимуществом такой трансмиссии является поддержание оптимального режима работы автомобиля. В качестве дополнительных можно отметить экономичность, плавность движения и динамичность разгона. Если сравнивать с автоматической трансмиссией, то конструкция вариатора значительно проще, соответственно, и ремонт коробки передач такого типа легче. Несмотря на свои достоинства, вариаторная КПП уступает механической в экономичности и динамике. Помимо этого, вариатор не совместим с мощным двигателем, поскольку его ремень отличается небольшой долговечностью. Обслуживание и ремонт такой трансмиссии — дорогостоящее удовольствие, в связи с чем ее проще заменить. Кроме того, для того чтобы тронуться с места и двигаться назад, требуется установка дополнительных механизмов.
  2. Устройство коробки передач — робота практически не отличается от механической: передача крутящего момента к трансмиссии от двигателя осуществляется посредством однодискового сцепления. При этом имеется и свой нюанс: процессы переключения передач и включения/отключения сцепления в роботизированной трансмиссии полностью автоматизированы. Благодаря этому такая КПП значительно упрощает процесс управления автомобилем: водителю не требуется вручную переключать передачи. К дополнительным преимуществам можно отнести небольшой вес и экономичность. Впрочем, имеются у нее и свои минусы: отсутствие плавности работы и задержка при переключении передач. На высокой скорости движения переключение передач может сопровождаться толчками и рывками. Исправить ситуацию в ручном режиме не получится, поскольку управление сцеплением полностью автоматизировано и осуществляется электроникой. В четкости и точности переключения передач роботизированная КПП значительно уступает автоматической. Кроме того, автомобили, оснащенные роботизированной трансмиссией, при начале движения немного откатываются назад. С учетом всех перечисленных недостатков роботизированные коробки чаще всего устанавливаются на бюджетные модели транспортных средств.

Залогом эффективной работы трансмиссии является оптимальный уровень масла в картере. Определить его и подсказать, как проверить масло в коробке передач, поможет специалист автосервиса или информация, указанная в руководстве по эксплуатации транспортного средства.

Основные неисправности и ремонт КП

Оперативный ремонт трансмиссии может потребоваться при диагностике следующих наиболее часто встречаемых неисправностей: самопроизвольного отключения и затрудненного включения передач, утечки масла, перегрева коробки или сторонних шумов в работе.

Затрудненное включение передачи может провоцироваться следующими факторами:

  • деформация вилки или рычага переключения передач;
  • заедает сферический шарнир;
  • тугой ход штока из-за забитых гнезд, что заклинивает блокировочные сухари.

Передачи могут самопроизвольно отключаться, причем причины этого могут быть разными:

  • износ гнезд или шариков штоков;
  • износ колец синхронизатора или зубцов муфты;
  • понижение упругости пружин фиксаторов.

Износ синхронизаторов, шестерен или подшипников, люфт валов, слишком грязное масло или его низкий уровень могут провоцировать появление сторонних шумов при работе трансмиссии.

Многие владельцы отмечают утечку масла из коробки передач, причиной чему может послужить недостаточно прочное крепление картерной крышки, износ прокладок или сальников валов. Низкий уровень масла в коробке приводит к ее перегреву, что может стать причиной полного выхода трансмиссии из строя.

Ремонт коробок переключения передач во всех вышеперечисленных случаях осуществляется либо при помощи специальных ремкомплектов, либо посредством замены поврежденных и вышедших из строя деталей.

Принцип работы коробки передач Tiptronic

Коробку передач

Tiptronic можно рассматривать как гибрид механической и автоматической коробки передач. В этой статье WheelZine мы рассмотрим работу этой системы, а также перечислим ее преимущества и недостатки.

Знаете ли вы?

Коробка передач

Tiptronic относится к категории «механической» трансмиссии, которая на самом деле представляет собой слово-портмоне, образованное от сочетания слов «ручная» и «автоматическая». Другие известные технологии механической трансмиссии включают «geartronic», «sporttronic», «touchshift» и «безмуфтовое ручное управление».

Если вы следите за сериалом «Форсаж», то наверняка заметили одну вещь — в фильме не столько диалогов, сколько выстрелов и переключений передач! Как только камера наводит на актера, он/она выжимает сцепление и переключает передачу. Поверьте, это действительно вызывает выброс адреналина и превращает просмотр этих фильмов в настоящее удовольствие.

Автоматические автомобили предлагают удобство и простоту. Но если бы вы спросили любого водителя-ветерана, он бы наверняка сказал вам, что ручное переключение передач — это то, что действительно приносит «ощущение» вождения.Итак, один вопрос, который многие крупные производители автомобилей задавали на протяжении многих лет, заключался в том, как привнести «ощущение» в автоматическую коробку передач? Ответом на него стала инновационная технология – трансмиссия типтроник.

Коробка передач

Tiptronic буквально объединяет лучшее из обоих миров. Он предлагает удобство автоматического переключения, сохраняя при этом волнение и острые ощущения от ручного переключения. В следующих разделах мы поймем, что именно означает трансмиссия Tiptronic и как она работает.

Что такое коробка передач Tiptronic?

С 1904 года производители автомобилей пытались внедрить автоматическую коробку передач в свои модели, надеясь улучшить впечатления своих клиентов от вождения. Начиная с Ford, General Motors и Chrysler, на протяжении столетия многие экспериментировали с различными технологиями, чтобы воплотить эту концепцию в жизнь. Однако только в конце 1990-х годов, когда полупроводниковые технологии улучшили вычислительные возможности ЭБУ, возможность идеальной автоматической трансмиссии в автомобилях, наконец, стала казаться реальностью.

Первая автоматическая коробка передач с компьютерным управлением покорила автомобильный мир. Это давало водителю комфорт и легкость вождения, поскольку позволяло перекладывать усилия по переключению передач на ЭБУ автомобиля. Это означало, что от водителя требовалось только рулить, ускоряться и тормозить, а остальная работа, связанная с вождением, выполнялась самой машиной. В общем, это казалось лучшим, что случилось с миром автомобилей.

Однако вскоре возникла новая проблема.Водители начали жаловаться, что чувствуют себя пассажирами в своих автомобилях, так как все удовольствие от вождения, а также чувство и чувство контроля, казалось, теряются в автоматической коробке передач. Поэтому автомобильным инженерам снова пришлось вернуться к своим чертежным доскам и переосмыслить свои проекты. На этот раз они столкнулись с проблемой сочетания автоматического переключения передач с ручным.

Немецкий гигант спортивных автомобилей Porsche одним из первых нашел ответ на эту загадку. Впервые использованная в 1990 году в легендарном Porsche 911, их решение называлось трансмиссией типтроник.Он был разработан с целью вызвать чувство контроля в автомобилях с автоматической коробкой передач, позволяя водителю переключать передачи, в то же время сохраняя определенный уровень компьютерного контроля над всем процессом передачи.

Система типтроник торговой марки Porsche добилась большого успеха и завоевала множество поклонников. Видя его популярность, позже аналогичные системы были приняты Chrysler, BMW, Audi и т. д. Сегодня Porsche даже предоставляет лицензии на эту технологию другим крупным производителям автомобилей, включая группу Volkswagen, Land Rover и т. д.

Как работает коробка передач Tiptronic?

Система типтроник имеет два режима – режим ручного переключения передач и режим автоматической коробки передач. В автоматическом режиме вся система трансмиссии автомобиля управляется ЭБУ автомобиля. Поэтому он будет вести себя так же, как и любой другой полностью автоматический автомобиль, а от водителя требуется только разгон и торможение. Это идеальный режим для спокойной езды, особенно в условиях городского движения.

Когда водитель хочет взять на себя управление коробкой передач, он может переключиться в режим ручного переключения передач.В этом режиме компьютер автомобиля передает управление водителю, который затем может свободно переключать передачи в соответствии со своими предпочтениями. Ручное переключение передач осуществляется ручкой переключения передач или специальными педалями на рулевом колесе. Каждый раз, когда нажимается ручка или педаль, компьютер автомобиля регистрирует сигнал, и в зависимости от ее положения происходит переключение на более высокую или более низкую передачу с помощью внутренних приводов трансмиссии автомобиля.

Интересно отметить, что хотя водителю предоставляется свобода выбора передачи по своему выбору, значительная часть управления коробкой передач по-прежнему остается за ЭБУ.Например, рассмотрим внедрение системы трансмиссии типтроник в Audi. Даже в ручном режиме автомобиль по-прежнему автоматически переключается с 1-й на 2-ю передачу. После этого он ждет, пока водитель не переключится на 3-ю, 4-ю и 5-ю передачи соответственно.

Кроме того, большинство автомобилей с этой системой имеют встроенную защиту как от высоких, так и от низких оборотов. Таким образом, если водитель не может переключить передачу, а обороты автомобиля достигают красной линии, ЭБУ автоматически выполняет переключение вместо него.Точно так же, если число оборотов в минуту падает ниже допустимого предела для конкретной передачи, система автоматически выполняет понижение передачи. В современной реализации системы, известной как «Tiptronic S», система возвращается в автоматический режим, если она не обнаруживает никаких действий водителя в течение 8 секунд. Все эти меры были приняты для защиты двигателя и системы трансмиссии.

Как пользоваться коробкой передач Tiptronic

Взгляните на изображение в этом разделе. На нем показана типичная ручка переключения передач в автомобиле с технологией типтроник.По сути, у него две плоскости работы. Левая плоскость — это плоскость автоматического переключения. В нем ручку переключения передач можно перемещать вперед и назад в режиме парковки «P», заднего хода «R», нейтрального «N» или режима «Драйв». Эти режимы есть почти в каждом автомобиле с автоматической коробкой передач, и, таким образом, система типтроник позволяет полностью автоматически переключать передачи в этом режиме.

Для перехода в режим ручного переключения передач водитель должен изменить рабочие плоскости, переведя ручку переключения передач в правую сторону.Как видно на изображении, правая плоскость, или плоскость с ручным переключением, имеет только два положения — сдвиг вверх, обозначенный знаком «+», и сдвиг вниз, обозначенный знаком «-». Для переключения на более высокую передачу водитель переводит ручку в положение «+». Ручка подпружинена и поэтому возвращается в центральное положение, когда водители отпускают ее. Для переключения на более низкие передачи водитель тянет ручку в положение «-».

Преимущества

1) Коробка передач Tiptronic сочетает в себе лучшие качества как автоматической, так и механической коробки передач.При движении в пробке вы можете переключиться на режим автоматической коробки передач и тем самым насладиться удобством автоматического переключения передач. С другой стороны, на свободном шоссе вы можете переключиться в режим ручного переключения передач и, таким образом, воспользоваться преимуществами механической коробки передач, такими как усиленное торможение двигателем, быстрое переключение на пониженную передачу перед обгоном, раннее переключение на повышенную во время круиза. вождение и др.

2) Постоянно контролируя превышение и понижение оборотов, система типтроник позволяет автоматически переключать передачи, тем самым защищая двигатель и систему трансмиссии.

3) Автоматическое переключение в ручном режиме также помогает водителю, предотвращая остановку двигателя в случае невозможности переключения на более низкую передачу.

4) Автомобили с подрулевыми переключателями позволяют водителю держать обе руки на руле при переключении передач. Это максимизирует его/ее контроль над автомобилем.

Недостаток

1) Водителю предоставляется только псевдоуправление трансмиссией автомобиля. Следовательно, некоторые уникальные стили вождения не могут быть реализованы в автомобилях, оснащенных этой системой.

2) В системе Tiptronic вместо обычного механизма сцепления используется гидротрансформатор. Это может привести к определенной степени потери мощности.

3) Так как даже в ручном режиме именно ЭБУ фактически осуществляет переключение передач, при переключениях есть небольшая задержка, которая становится заметной при более агрессивной езде. Более современные системы, такие как коробка передач с прямым переключением и последовательная коробка передач, обеспечивают лучшую производительность, поскольку они быстрее переключают передачи.

Таким образом, система типтроник пытается вернуть «чувство» вождения, которое кажется утраченным в автомобилях с автоматической коробкой передач.Эта система ни в коем случае не идеальна, но она, безусловно, может вернуть вам улыбку, когда вы обнаружите, что можете заблокировать свой автомобиль с автоматической коробкой передач на 3-й передаче, агрессивно ускоряясь на этом повороте.

Что такое CVT — бесступенчатая трансмиссия и как она работает?

Вы когда-нибудь представляли себе, что передаточное отношение возможно без шестерен? Интересно, а что, если система создает бесчисленное количество передаточных чисел? Создать бесконечное передаточное отношение — необычная мысль, но возможно ли это? Да, все возможно, когда речь идет об автомобилях.Механическая коробка передач или традиционная система трансмиссии имеет фиксированное количество передач и передаточные числа. Метаморфозы автомобильной техники непредсказуемы и разрабатываются двухшкивные системы передачи мощности от двигателя к колесу. Автомобиль с бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT ) более популярен в последние годы, и японские автомобильные компании успешно используют эту технологию в своих автомобилях. CVT — это простой и удивительный механизм, предлагающий бесконечные передаточные числа.

Небольшая история:

Формула-1 (F1) — самый престижный вид гонок в мире.В 1993 году на Williams FW15C для испытаний был установлен совершенно другой механизм передачи мощности от двигателя к колесам. Эта тестовая модель технологии бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) была запрещена Формулой-1 еще до того, как она вышла на гоночную трассу. Потому что эта технология, используемая в качестве помощи водителю, которая снижает усилия водителя от переключения передач без каких-либо действий со стороны водителя, и гонка не очень сложна для завершения. Еще одна важная причина запрета заключалась в том, что автомобиль с вариатором быстрее, чем с механической коробкой передач, и в то же время производит больше шума.Японские компании-производители автомобилей приняли эту технологию и очень эффективно внедрили бесступенчатую трансмиссию, успешно предоставив клиентам удовольствие от вождения без усилий.

Читайте также: 

Основные детали 

Базовый вариатор состоит из (1) основного шкива (2) вторичного шкива и (3) ремня

1. Шкив и шкив:

соединения двигателя с колесом. Транспортному средству не всегда требуется одинаковая мощность или постоянная выходная мощность, иногда высокий крутящий момент-низкая скорость и низкий крутящий момент-высокая скорость сделали свое дело.В системе CVT конические шкивы заменяют расположение шестерен, поэтому ее также называют шкивной передачей. Ведущий шкив или первичный шкив непосредственно соединен с коленчатым валом двигателя. Принимая во внимание, что ведомый шкив или вторичный шкив соединен с приводным валом (означает выходной вал — дифференциальное колесо). Оба шкива имеют статический и подвижный шкив, комбинация статического и подвижного шкива называется шкивом. Оба шкива имеют собственную полуось и параллельны друг другу. Бесконечные передаточные числа могут быть достигнуты с помощью обоих шкивов, приводимых в движение ремнем, в то время как диаметр шкивов варьируется в зависимости от движения шкивов.Направление сжатия и расширения шкивов на обоих концах различно. Если ведущий шкив расширяется, то одновременно сжимается ведомый шкив и наоборот; давайте посмотрим, как это работает

На низкой скорости:

 

На начальном этапе транспортному средству требовался больший крутящий момент (не требуется скорость), чтобы двигаться дальше, поэтому использовалась большая передача первая передача в МКПП. В системе бесступенчатой ​​трансмиссии ремень толкает шкивы, и как только коленчатый вал вращается, подвижный шкив основного или ведущего шкива отходит от неподвижного шкива, что уменьшает диаметр ведущего шкива.За счет одинакового движения шкивов при этом вторичный или ведомый шкив становится больше в диаметре, что приводит к созданию большего крутящего момента в исходном положении автомобиля.

На высокой скорости или высокой передаче:

При ускорении транспортному средству требуется высокая скорость (не требуется крутящий момент) для этого ведомого шкива или диаметр вторичного шкива становится меньше (чем меньше диаметр, тем больше оборотов) по мере того, как подвижный шкив удаляется от статический шкив. За счет одинакового движения шкивов одновременно увеличивается диаметр ведущего или ведущего шкива, что создает передаточное отношение между ними.Один оборот на ведущем шкиве равен четырем оборотам на ведомом шкиве.

Как происходит движение шкива?

Внутри конического шкива установлены цилиндрические ролики. На эти ролики действует центробежная сила. Карман для шкива, расположенный на роликах, которые принимают движение внутри и снаружи в соответствии с роликом, получает центробежную силу. Всякий раз, когда обороты увеличиваются или уменьшаются, эти ролики толкают карман внутрь или наружу.

2.Толкающий ремень:

Толкающий ремень передает крутящий момент с ведущего шкива на ведомый шкив. В бесступенчатой ​​трансмиссии используются два типа ремней. В скутере используется резиновый ремень V-образной формы из кевлара, который обладает большей гибкостью, чем обычные резиновые ремни. Резина V-образной формы может легко перемещаться и проталкиваться между двумя шкивами. Стальные ремни широко используются в вариаторах; конструкция этого ремня очень уникальна, он прочнее и гибче, чем V-образный ремень. Сложный стальной ремень имеет тонкие отдельные стальные кольца (круглое стальное кольцо) и целый набор мелких зубчатых стальных элементов, которые могут легко перемещаться и толкать шкивы в любом диапазоне оборотов.

Работа бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT)

Механические и автоматические трансмиссии имеют сложную работу, которая зависит от переключения передач. Там две шестерни могут обеспечить передаточное отношение, но в вариаторе двухшкивный механизм обеспечивает не только одно передаточное число, но бесчисленное или бесконечное передаточное число. Оба соединены нажимным ремнем, один шкив (первичный) соединен с двигателем, а другой (вторичный) шкив с приводным валом. К каждому шкиву прикреплен подвижный шкив, который вызывает расширение и сжатие шкивов на обоих концах.При вращении двигателя размер диаметра первичного и вторичного шкивов изменяется за счет перемещения шкивов обоих шкивов. Если размер одного шкива уменьшается, то одновременно увеличивается размер второго шкива и наоборот. Изменение размеров шкивов означает, что диаметры также различаются, что создает непрерывные передаточные числа. В механической коробке передач входные и выходные зубья шестерен определяют передаточные числа, но здесь передаточное число определяется разницей в диаметре.

Для лучшего объяснения о непрерывно переменной передаче (CVT) Смотрите видео, указанные ниже:

Требования к системе передачи.

Таким образом, система трансмиссии должна отвечать следующим требованиям:

1. Позволяет двигателю оставаться отсоединенным от опорных катков. Они должны подключаться только «по желанию».

2. Позволяет двигателю во время работы подключаться плавно и постепенно, без рывков, к опорным каткам.

3. Включить рычаг между двигателем и опорными катками. Этот рычаг должен быть переменным, чтобы справляться с различными условиями, такими как старт с места, движение с постоянной скоростью или подъем в гору.

4. Включить снижение скорости двигателя.

5. Поверните привод на 90 градусов.

6. Должен обеспечивать работу внутренних и внешних опорных катков с разной скоростью при движении транспортного средства по криволинейной траектории.

7. Должен обеспечивать относительное движение двигателя и опорных катков при их перемещении вверх и вниз из-за неровностей дорожного покрытия.

Компоненты системы трансмиссии

Система трансмиссии состоит из следующих компонентов:

1. Сцепление.

2. Коробка передач.

3. Карданный вал.

4. Дифференциал.

5. Ведущая ось.

1. Сцепление:

Этот компонент позволяет двигателю оставаться отсоединенным от опорных катков.

Вращательное движение коленчатого вала не передается опорным каткам. Это позволяет передавать движение по желанию водителя автомобиля.

Сцепление также позволяет постепенно передавать движение, так что автомобиль начинает двигаться плавно. Работает по принципу трения.

2. Редуктор:

Состоит из нескольких пар зубчатых колес.Они передают движение от коленчатого вала через сцепление на разных скоростях.

Обеспечивает необходимый рычаг между двигателем и опорными катками. Этот рычаг является переменным, чтобы справиться с различными условиями, возникающими во время движения транспортного средства.

3. Карданный вал:

Третий компонент автомобильной трансмиссии, передающий движение от редуктора к дифференциалу. Расстояние между ними может быть большим, и, следовательно, это тонкий и длинный стержень, соединяющий их.

4. Дифференциал:

Одним из требований системы трансмиссии является поворот движения на 90 градусов, так как оси карданного вала и ведущей оси находятся под прямым углом друг к другу. Это осуществляется за счет дифференциала через колесно-шестеренчатую компоновку.

Еще одна функция, которую выполняет дифференциал, — изменение скоростей внутренних и внешних колес при повороте автомобиля.

5. Ведущая ось:

Ось, на которую передается движение от коленчатого вала двигателя, называется ведущей осью.Другая ось воспринимает только нагрузку транспортного средства и поэтому называется мертвой осью или просто осью.

Движение обычно передается на заднюю ось, но может передаваться на переднюю ось или на обе оси. Когда движение передается на обе оси, это называется полным приводом.

Наконец, движение передается на опорные катки на двух концах ведущей оси.

Колеса вращаются, и трение между их поверхностью и поверхностью дороги делает возможным движение автомобиля по дороге.

Это все для автомобильной трансмиссии и компонентов трансмиссионной системы. Я надеюсь тебе понравится. И пожалуйста, не забудьте поделиться. Спасибо!

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) Объяснение

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) хвалят за способность обеспечить плавность вождения и повысить эффективность использования топлива, но как они работают без фиксированных передаточных чисел?

КОРОТКО говоря, бесступенчатая трансмиссия или CVT не предлагает фиксированных передаточных чисел, как механическая коробка передач, автоматическая коробка передач или DSG (Direct Sequential Gearbox, более новый тип автомобиля).Скорее, вариатор позволяет двигателю автомобиля работать с наиболее эффективными оборотами в минуту (об/мин) для различных скоростей автомобиля. Наиболее очевидное применение вариатора — это когда вы пытаетесь обеспечить максимальную топливную экономичность, поэтому Subaru сочетает двигатели Boxer и полный привод (полный привод увеличивает вес и может повлиять на расход топлива, увеличивая относительный расход топлива автомобиля). Subaru по сравнению с полноприводным внедорожником того же сегмента) с вариатором.

В этой статье на простом английском языке объясняется, как работает бесступенчатая трансмиссия, почему производители используют ее и как вождение автомобиля с такой коробкой передач требует некоторого привыкания.

Как работает автоматическая коробка передач

Обычная автоматическая коробка передач использует шестерни для согласования скорости двигателя со скоростью движения. На низкой скорости двигатель вращает маленькую шестерню, которая соединена с большей шестерней, которая вращает колеса через другие компоненты трансмиссии. За каждый оборот маленькой шестерни большая шестерня делает лишь часть оборота. Это похоже на использование пониженной передачи на велосипеде. И когда вы ведете машину на первой (самой низкой) передаче, вы будете знать, что можете крутить двигатель довольно высоко, и машина едет не очень быстро — причина в этой передаче.

На более высокой скорости все наоборот. Теперь двигатель вращает большую шестерню, соединенную с маленькой шестерней, поэтому при каждом обороте большей шестерни меньшая шестерня поворачивается несколько раз. Во время вождения вы узнаете, что на высшей передаче вашему двигателю нужно, скажем, 3000 об/мин для 100 км/ч, тогда как 3000 об/мин на первой передаче позволят вам разогнаться только до 25 км/ч.

Между первой и высшей передачами есть другие передаточные числа, и в наши дни их обычно шесть, но у некоторых новых автоматических передач их целых девять.Комбинации передач тщательно подобраны таким образом, чтобы двигатель мог оставаться в наилучшем диапазоне оборотов по мощности, крутящему моменту (крутящему усилию) или эффективности. Но это всегда компромисс, даже с девятью скоростями. И автопроизводители также прилагают немало усилий, чтобы сгладить переключения передач, а также сделать их быстрее.

Таким образом, стандартная автоматическая коробка передач несколько скомпрометирована, поскольку двигателю приходится выбирать только из нескольких передаточных чисел. Причина, по которой это далеко не идеально, заключается в том, что двигатели лучше всего оптимизированы для работы только в узком диапазоне оборотов.Чем шире диапазон оборотов двигателя, тем больше компромиссов приходится делать конструкторам. Как и все остальное, что является многоцелевым; вы покупаете объектив камеры, который может снимать от 18 мм до 300 мм, и он никогда не будет так же хорош, как два объектива, которые делают только 18 и 300 мм соответственно. Существуют всевозможные технологии, помогающие двигателям работать в диапазоне оборотов, такие как изменение фаз газораспределения, но, тем не менее, основная проблема остается.

Почему вариатор лучше?

Введите CVT или бесступенчатую трансмиссию.В этой конструкции полностью отсутствуют шестерни. Вместо двух шестерен здесь два шкива, соединенных ремнем. Двигатель вращает один шкив, а другой соединен с остальной трансмиссией с колесами. Магия бесступенчатой ​​трансмиссии заключается в том, что размер шкивов может меняться от маленького до большого, а между ними бесконечные размеры.

Итак, для начала шкив двигателя будет маленьким, а другой большим, как первая передача. Но по мере того, как автомобиль набирает скорость, шкив двигателя плавно уменьшается в размерах, точно так же, как другой шкив увеличивается в размерах.По сути, вы все время меняете передачу. Существует несколько различных способов добиться изменения размеров шкивов, но основной принцип всегда один и тот же.

Для водителя это означает, что двигатель может перейти непосредственно к лучшему диапазону оборотов для данной ситуации. Этот диапазон оборотов обычно обеспечивает наибольшую эффективность, наибольшую мощность или наибольший крутящий момент. Оказавшись в своем счастливом диапазоне оборотов, двигатель просто держит свои обороты, а шестерни «переключаются» по мере изменения относительных размеров двух шкивов.Результатом является более плавное, эффективное и быстрое вождение по сравнению с обычным автоматическим приводом. Однако есть и обратная сторона: потери энергии из-за трения больше у вариатора — от 5 до 15% в зависимости от типа, тогда как у обычных передач это больше похоже на 2-5%. Как всегда, разработка сокращает разрыв, и тот факт, что вариатор позволяет двигателю оставаться на оптимальных оборотах, более чем компенсирует дополнительную потерю эффективности.

Значит, все должны быть счастливы, верно?

Нет.

Проблема с вариатором

Вариаторы иногда ужасно себя чувствую; словно резинка растягивается, и многие водители думают, что с машиной что-то не так. Это связано с тем, что когда вы трогаетесь с места, двигатель сразу переходит на точку оборотов и просто остается на ней, пока автомобиль разгоняется. Это ощущается и звучит так, будто в машине пробуксовывает сцепление или неисправна автоматическая коробка передач. Это немного похоже на то, как если бы вы отправились в плавание на лодке с небольшим подвесным двигателем: вы включаете двигатель, и обороты остаются неизменными, пока лодка набирает скорость.Вы также не получаете мгновенного управления дроссельной заслонкой, если увеличиваете или уменьшаете обороты, а это иногда не нравится водителям. Короче говоря, бесступенчатая трансмиссия никому не нравится, по крайней мере поначалу, потому что она ужасно мешает всему, к чему они привыкли.

Поэтому производители обходят проблему, искусственно создавая «шестерни» в своих вариаторах. Проще говоря, это заранее установленные точки, в которых конструкторы решают, что два шкива будут иметь определенные относительные размеры, как обычные шестерни. Затем они настраивают вариатор, чтобы зафиксировать эти размеры шкивов, и когда обороты двигателя заканчиваются, он «переключает передачу» на следующий набор относительных размеров шкивов.

Разве это не разрушает смысл вариатора?

Ну да, но не совсем. Во-первых, эти «шестерни» — не что иное, как настройки программного обеспечения в компьютере, определяющие относительные размеры двух шкивов, а не физически блокирующие шестерни. Таким образом, «передаточные отношения» можно изменить в любое время, что немного проще, чем физически менять куски металла, называемые шестернями. Subaru проделала этот фокус с WRX, который в экономичном режиме имеет шесть скоростей, а в режиме производительности — восемь скоростей.Точно так же Toyota утверждает, что у CVT Corolla семь скоростей. Вроде так и есть, но они могли бы так же легко добавить туда 16 скоростей, но никто бы не воспринял это всерьез — это удивительно, но вариаторы — хороший пример того, как маркетинг превосходит хорошую логическую инженерию.

Во всяком случае, нам нужно изучить, почему Subaru выбрала, по-видимому, нелогично, шесть скоростей для эффективности и восемь для производительности. Почему не по восемь на каждого? Ответные линии в самом сердце системы CVT.В экономичном режиме вариатор WRX не точно соответствует увеличению оборотов при увеличении скорости. Вы можете видеть, как скорость автомобиля меняется, а обороты остаются неизменными в каждом из шести передаточных чисел. Это небольшая, но важная мера эффективности использования топлива. Это не особо заметно, если не искать — потому что иначе водители расстроятся — и, конечно, было бы лучше не иметь передач и держать двигатель только в одном диапазоне оборотов, но мы обсудили, почему это не сделано.

В режиме производительности Subaru заблокировала вариатор — любое изменение оборотов означает изменение скорости.Относительный размер шкивов меняется только в восьми предустановленных соотношениях («шестернях»). Эффект заключается в более прямой связи между педалью газа и скоростью, а также в ощущении роста оборотов точно по мере увеличения скорости — это то, что ищут водители с высокими характеристиками и спортивным мышлением, хотя по иронии судьбы желаемый эффект на самом деле медленнее и менее эффективен. .

Трансмиссии

CVT также не могут выдерживать такую ​​большую мощность, как обычные трансмиссии, хотя ситуация постепенно меняется.Это одна из причин, по которой вы не видите их на высокопроизводительных автомобилях или больших грузовиках. Вариаторы часто встречаются в небольших автомобилях и внедорожниках. Они часто используются в небольших промышленных транспортных средствах, таких как легкие тракторы, и вы также можете увидеть их на снегоходах. Небольшой внедорожник Tomcar