Home » Misc » Какая передача для какой скорости на механике

Какая передача для какой скорости на механике


Глава 3.2 Переключение передач - Учебник по вождению авто

3.2.1 Как нужно переключать передачи

Несколько слов о том, как собственно нужно переключать передачи. Что такое вообще «передачи»? В любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания (бензиновым или дизельным) есть коробка передач (не важно, механическая или автоматическая). м.

Давайте разберемся на примере обычного велосипеда (думаю, в детстве такой был у каждого). Если помните, на велосипеде есть две шестерни: большая у педалей и маленькая на колесе (повторю, что речь идет о самом обычном велосипеде, например, «Украине» или «Орленке», рис. 3.8а). Так вот, две шестерни обеспечивают одну единственную передачу, поэтому для того, чтобы ехать быстрее, нужно быстрее крутить педали, а чтобы ехать медленнее — p крутить медленнее. Для того чтобы заехать на таком велосипеде на гору, нужно обладать очень неплохим здоровьем, поскольку это задача еще та. В спортивных же велосипедах (которые сейчас стали даже более распространены, чем обычные) и возле педалей, и на колесе шестерен очень много (рис. 3.8b). Если вы когда-нибудь смотрели велогонки, то могли заметить, что спортсмены обычно крутят педали в одном ритме — p так они рационально распределяют свои силы. Количество передач на таких велосипедах очень велико: обычно больше двадцати (гораздо больше, чем в легковых автомобилях). Именно благодаря такому большому количеству передач можно ехать на велосипеде с самыми различными скоростями и на любую горку, постоянно вращая педали в одном ритме.

Рисунок 3.8 На обычном велосипеде две шестерни обеспечивают одну единственную передачу, поэтому для того, чтобы ехать быстрее, нужно быстрее крутить педали, а чтобы ехать медленнее — p крутить медленнее, в спортивных же велосипедах и возле педалей, и на колесе шестерен очень много, что позволяет рационально распределять человеческие силы.

Комментарии пользователей (0)

Задать вопрос преподавателю

3.2.2 Первая передача

Так вот, первая передача на автомобиле самая мощная. Она создает максимальное тяговое усилие, но при этом автомобиль едет небыстро. У инженеров такая закономерность называется «золотым правилом механики» —p выигрываешь в усилии, значит проигрываешь во времени (или скорости), и наоборот —p выигрываешь во времени, значит проигрываешь в усилии. Попытаюсь объяснить это на следующем примере.

Представьте себе, что вы, сидя за рулем автомобиля, захотите открыть дверь (рис. 3.9). Куда при этом лучше приложить руку, чтобы открыть дверь было легче всего —p возле дверных петель или туда, где находится дверная ручка? Конечно же, туда, где ручка. Но, открывая дверь таким образом, вы увидите, что даже после того, как рука будет полностью вытянута, дверь откроется еще далеко не до упора. Зато так открывать легко. Чтобы открыть дверь больше, придется перенести руку где-то на середину двери. Это действие можно сравнить с переключением на вторую передачу. Перенесёте руку еще ближе к дверным петлям —p это третья передача и так далее, пока не откроете дверь полностью.

В автомобиле все происходит подобным образом —p «подтолкнув» машину на первой передаче, мы добиваемся того, что «толкать» ее дальше становится легче. Постепенно разгоняя автомобиль, мы включаем вторую передачу, потом третью и так далее, пока не достигнем нужной скорости движения.

Рисунок 3.9 Открывать дверь автомобиля легче всего, приложив руку возле ручки двери. Но так она откроется не полностью. чтобы открыть дверь больше, нужно перенести руку где-то на середину двери. Если приложить усилие возле дверных петель —p открывать будет тяжело, но дверь откроется полностью. Эти действия можно сравнить с переключением на разные передачи —p первую, вторую и третью соответственно.

Комментарии пользователей (0)

Задать вопрос преподавателю

3.2.3 Вторая передача

Обычно первая передача используется для движения автомобиля на скорости примерно от 0 до 20~25 км/ч. Вторая передача —p от 20~25 км/ч и примерно до 40 км/ч, третья —p от 40 до 60 км/ч; четвертая передача —p для скоростей свыше 60 км/ч. Пятая передача —p это отдельная тема для разговора. Как правило, такая передача обеспечивает «эконом-режим» и используется при движении в интервале скоростей от 90 до 120 км/ч (рис. 3.10).

Рисунок 3.10 Первая передача обычно используется для движения автомобиля на скорости примерно от 0 до 20~25 км/ч, вторая передача —p на скорости от 20~25 км/ч и примерно до 40 км/ч, третья —p от 40 до 60 км/ч, четвертую передачу включают для скоростей свыше 60 км/ч. пятая передача, как правило, обеспечивает «эконом-режим» и используется при движении в интервале скоростей от 90 до 120 км/ч.

Комментарии пользователей (3)

Задать вопрос преподавателю (в обсуждении 3 комментариев)

3.2.4 Чем выше передача, тем выше скорость движения

Есть машины, которые развивают максимальную скорость на четвертой передаче, а есть такие, которые достигают максимума на пятой. Все зависит от конструктивных особенностей каждого отдельно взятого автомобиля и довольно подробно описывается производителем в прилагаемой к автомобилю документации. На самом деле это уже не столь важно — на этапе обучения максимальные скорости движения нас пока интересуют мало. В любом случае, чем выше передача, тем выше скорость движения. Но, если, например, нам необходимо преодолеть крутой подъем, а скорость движения при этом небольшая, то, понятно, на четвертой передаче мы не поедем —p нужно переключиться на вторую, а то и на первую передачу.

Интервалы передач не стыкуются между собой строго, то есть нет такого, что по достижении 25 км/ч и ни больше нужно непременно переключиться на вторую. На самом деле все эти диапазоны частично перекрывают друг друга —p на второй передаче автомобиль уверенно едет уже с 10 км/ч, а первую передачу можно «раскрутить» не до 25 км/ч, а до всех 40 км/ч (правда при этом будет очень громко «орать» мотор, но, тем не менее, динамика ускорения будет достаточно высокой). На второй можно разгонять автомобиль до 60~70 км/ч —p большого смысла тоже нет, но если нужно интенсивное ускорение, то вполне можно использовать. Третью можно включить уже на скорости примерно 30 км/ч, но автомобиль будет ехать «тяжеловато». Весь фокус выбора передачи для движения заключается в том, чтобы двигатель автомобиля легко «откликался» на педаль газа. Например, во время движения у нас возник вопрос: «А нужная ли нам передача включена в настоящий момент?» Для того чтобы это проверить, просто легко нажмите на педаль газа и машина должна «побежать» еще быстрее. Если вы чувствуете, что, несмотря на «орущий» двигатель, добавление газа не приводит к увеличению скорости, значит пора переключаться на следующую передачу. Если же при добавлении газа машина «мычит» и не может ускориться, поскольку двигатель начинает работать с перебоями, значит нужно переключиться на одну, а то и на две передачи вниз. Как правило, особых проблем с этим не возникает: постепенно понимание того, когда и какую передачу включать, перерастает в привычку и все необходимые действия производятся на полном автоматизме.

Комментарии пользователей (0)

Задать вопрос преподавателю

3.2.5 Проблемы на этапе обучения

На этапе обучения проблема заключается в том, что на учебной площадке, которая, как правило, не настолько большая, до четвертой передачи дело никогда не доходит. Поскольку мы уже знаем, как именно переключаются передачи (вспомните первое занятие, когда вы учились правильно крутить руль и переключать передачи), то остается лишь освоиться с интервалами переключений, а в этом вам на первом этапе поможет инструктор. Я вам скажу, что спустя какое-то количество повторов, вы уже самостоятельно по шуму двигателя будете понимать, что настало время для переключения передачи, а рука сама будет тянуться к рычагу.

К слову сказать...
Иногда на спидометрах автомобилей рисуют деления, которые разграничивают скорость движения по соответствующим передачам. В других автомобилях с этой целью установлены тахометры —p приборы, показывающие скорость вращения двигателя и имеющие поделенный на зоны циферблат, благодаря которому также можно ориентироваться при выборе передачи (рис. 3.11). Я не призываю вас подробно рассматривать шкалы приборов во время движения —p гораздо лучше ориентироваться по звуку работы двигателя. В идеале, во время движения, глядя на «картинку» в лобовом стекле, прикидывать, с какой скоростью едет автомобиль, и сравнивать собственные предположения со спидометром. Ориентируясь по звуку двигателя и скорости движения, довольно просто (особенно со временем) определить соответствие включенной передачи реальной обстановке.

Рисунок 3.11 При выборе передачи можно ориентироваться по приборам на приборной панели, но гораздо эффективнее ориентироваться по звуку работы двигателя. в идеале, во время движения, глядя на «картинку» в лобовом стекле, прикидывать, с какой скоростью едет автомобиль, и сравнивать собственные предположения со спидометром.

Из опыта обучения вождению
Очень часто (так уж исторически сложилось) ко мне приходят люди, окончившие автошколы и получившие права. «Машину купил, права купил, ездить не купил... Надо что-то с этим делать...». Как правило, при езде по городу происходит следующее: мы едем на первой передаче, потом на второй, потом я предлагаю включить третью, а ученик спрашивает: «А может, не надо?...» После включения третьей, когда настает время включать четвертую, сидящий за рулем человек просто не понимает, что от него хотят: «В смысле четвертую? А мы на курсах никогда не включали четвертую...». О чем это говорит? Полноценно эксплуатировать автомобиль этого человека не научили, зато внушили страх, основанный на мысли: «Если я сейчас включу четвертую передачу, то машина как помчится!...» Очень важно понимать, что скорость движения автомобиля в первую очередь зависит от того, как сильно вы жмете на газ, и лишь где-то десятым пунктом от того, какая сейчас у вас включена передача. Мы сейчас говорим о механической коробке —p в автомате все делается без вашего участия и, как правило, там все зависит ТОЛЬКО от педали газа. Если вы разогнались на третьей передаче до скорости 60 км/ч, то, включив четвертую, вы можете ехать по прежнему те же 60 км/ч —p никто не сказал, что нужно непременно разгоняться дальше. Другой пример. Вы едете на скорости 55 км/ч, но дорога идет на уклон (пусть даже совсем небольшой). Это значит, что необязательно «доводить» третью до 60 км/ч, а можно включить четвертую пораньше —p со временем вы будете это чувствовать, не задумываясь.

Комментарии пользователей (1)

Задать вопрос преподавателю (в обсуждении 1 комментариев)

3.2.6 Главный критерий для переключения передач

Самым главным критерием для переключения всех передач является плавность хода автомобиля. И как раз об этом стоит поговорить подробнее. Как правило, начинающий водитель, двигаясь по дороге, сначала разгоняется на первой передаче, потом при переключении на вторую происходит «спотыкание» — машина «дергается»; худо-бедно разогнавшись на второй, ученик переключается на третью — снова со «скачком» (рис. 3.12). И так продолжается на каждом переключении.

Причиной первого «спотыкания» является то, что человек, разогнавшись, отпускает педаль газа (поскольку двигатель «слишком громко рычит») и только после этого выжимает сцепление. Бывает, что, даже осознавая необходимость выжать сцепление раньше, чем отпустить газ, человек забывает о том, что глубина нажатия педали сцепления гораздо больше, чем глубина нажатия педали газа. То есть выходит, что сцепление только-только начинает выключаться, а газ уже отпущен. Именно поэтому очень полезно сделать следующее (особенно это касается перехода с первой на вторую передачу, поскольку в этом случае все рывки проявляются максимально). Чтобы избежать клевка при сбросе газа на первой передаче, необходимо сначала РЕЗКО выжать сцепление (буквально топнуть левой ногой по педали сцепления) и только вслед за этим отпустить педаль газа. Даже если двигатель при этом недовольно «рыкнет», это будет лишь говорить о том, что случилась другая крайность —p передержали газ; но при этом «клевка» не будет! На мой взгляд, «клевок» гораздо вреднее, чем немного «рыкнувший» мотор. Вам ведь не понравится, если вас взять за плечи и резко встряхнуть? Машине это тоже не нравится. Поэтому, чтобы этого избежать, выжимайте сцепление «пинком», резким «тычком», буквально топнув ногой, и только потом отпускайте газ.

Рисунок 3.12 Ошибки в переключении передач.

После того как вы отпустите педаль газа, двигатель выйдет на режим холостого хода —p нужно дождаться, чтобы он затих. Бояться этой паузы не нужно. Если вы вспомните велосипед, то после того, как вы быстро раскрутили педали и вдруг бросили их, велосипед еще долго будет катиться самостоятельно. То же самое происходит и с автомобилем: в тот момент, когда вы правильно резко выжмете сцепление, не допустив клевка и спотыкания, машина еще долго будет катиться (как минимум секунды три), не теряя скорости.

Рисунок 3.13 Правильное переключение передач.

Дождавшись холостого хода двигателя СПОКОЙНО (заметьте, резко выжимается только сцепление, все остальное переключается бережно и аккуратно!) переключитесь на следующую передачу (рис. 3.13).

Обратите особое внимание
Если вы будете переключать передачи молниеносно, то синхронизаторы в вашей коробке передач выйдут из строя уже «послезавтра» —p не отъездив на автомобиле и 20 тысяч километров, вам придется обратиться на станцию техобслуживания для ремонта коробки. Если вы понаблюдаете за тем, как переключаются передачи в различных машинах на перекрестках, то заметите, что в некоторых из них это происходит с «хрустом». Это как раз из-за того, что человек просто преждевременно «убил» свою коробку передач. Не нужно стараться переключать передачи слишком быстро! Делайте это аккуратно и плавно, чтобы машина успела понять, что вообще от нее хотят. Правильные действия при переключении передач позволят вам проездить на автомобиле столько, сколько вам захочется, а потом продать его так, чтобы купивший был счастлив и еще долго продолжал ездить, вспоминая вас добрым словом.

После того, как вы включите следующую передачу, чтобы сохранить ту же скорость движения и не допустить второго «клевка», вам нужно попасть оборотами двигателя так, чтобы скорость движения на включенной только что передаче строго соответствовала той скорости, которая уже есть в настоящий момент. Нужно понимать, что причиной второго «клевка» является разница в угловой скорости вращения вала двигателя и сцепления, существующая в момент их соединения (рис. 3.14). Для того чтобы справиться с этой проблемой, давайте вспомним наши действия при старте автомобиля (ведь там мы уже сталкивались с этим явлением). Поднимая педаль сцепления с высокой точностью, одновременно с этим постепенно добавляйте газ, пока двигатель не «подхватит» движение автомобиля. В этот самый момент задержите подъем педали сцепления и выдержите ту самую ПАУЗУ, о которой мы говорили при обсуждении старта автомобиля. После того как вы почувствуете, что автомобиль покатился легко, просто отпустите педаль сцепления. Даже если вы отпустите педаль чуть раньше и разница между скоростями вращения будет составлять примерно 200~300 об/мин, то вы практически ничего не почувствуете. Если же разница будет существенной (порядка 1000 об/мин) —p скорее всего, вы очень отчетливо ощутите «рывок».

Рисунок 3.14 Для того чтобы не было рывка при переключении передач, скорости вращения вала двигателя и сцепления должны сравняться.

Комментарии пользователей (3)

Задать вопрос преподавателю (в обсуждении 3 комментариев)

Как правильно переключать передачи в автомобиле: механика и АКПП

Заводить машину и трогаться с места без рывков нетрудно. Но вот ехать в потоке, набирать и сбрасывать скорость куда сложнее. Этот процесс требует понимания и, конечно же, практики.

За переход от низкого передаточного числа к высокому и наоборот в автомобиле отвечает КПП ― коробка переключения передач. Чтобы не запутаться, как переключать передачи, предлагаем запомнить простую формулу: выжать сцепление — переключить скоростной режим — отпустить сцепление ― немного добавить газ.

Что необходимо знать о переключении передач

Важно знать, что при переключении передач автомобиль теряет скорость. Именно поэтому делать это следует плавно, но быстро, чтобы авто попросту не успело заглохнуть. Система переключения передач отличается в зависимости от её механизма: ручная она или автоматическая.

Механическая коробка переключения передач (МКПП) ― предполагает ручное переключение скоростей в связке со сцеплением. Обычно у авто с «механикой» от 5 до 7 семи скоростных режимов. Оптимальным считается наличие 5–6 ступеней для регулирования передаточного числа.

При использовании механической КПП следует придерживаться некоторых правил, чтобы избежать частых ремонтов:

  • переключайтесь между скоростями в рамках минимальных и максимальных показателей спидометра, заявленных производителем;
  • переход на задний ход выполняется при полной остановке автотранспорта;
  • выжимать сцепление для переключения передачи нужно резко, одним быстрым толчком, а отпускать ― плавно и медленно;
  • старайтесь избегать переключения скоростей на крутых поворотах;
  • любая механика нуждается в постоянном контроле масла и своевременном сервисе.

Жёсткой последовательности переключения передач на механической коробке нет: со второй можно переходить прямо на пятую, с третьей — на первую и обратно. Но учтите, что при непоследовательном переключении тратится больше времени на разгон, а обороты двигателя снижаются.

Главное, наработать алгоритм действий при переходе со скорости на скорость на МКПП, чтобы он вошёл в привычку:

  • Резким движением выжать сцепление до упора, и отпустить педаль газа.
  • Быстро, но плавно перевести рычаг через нейтральную передачу в нужное положение.
  • Медленно отпустить сцепление, слегка добавляя обороты двигателя.
  • Отпустить сцепление полностью, добавив газ до нужной отметки.

Когда необходимо переключать передачи в автомобиле

Со временем водители привыкают и интуитивно чувствуют, когда нужно повысить или понизить передачу. Но начинающие автомобилисты могут пользоваться такими приблизительными цифрами:

  1. — 0–25 км/ч;
  2. — 20–40 км/ч;
  3. — 40–60 км/ч;
  4. — 60-90 км/ч;
  5. — свыше 90 км/ч.

Зачастую первую передачу используют, чтобы автомобиль тронулся; вторая ― для разгона. Третья скорость подходит для езды по городу и другим населённым пунктам. Четвёртую используют для обгонов. На пятую рекомендуется переключаться на скоростных магистралях, трассах, автобанах.

Но помните, что это приблизительные параметры и при управлении транспортом нужно учитывать технические характеристики машины, дорожные условия, рельеф и т. д. Главный критерий перехода с передачи на передачу — плавность хода авто.

Всё, что нужно знать про АКПП

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) ― устройство, которое в соответствии с текущими условиями движения, без участия водителя переключает скоростной режим. Бытует мнение, что автомат удобнее и пользуется большим спросом у жителей мегаполисов, где трафик состоит из частых остановок и разгонов, движения в пробках на низких скоростях.

У коробки-автомата есть несколько основных режимов:

  • «P» ― паркинг. Режим позволяет запустить двигатель на холостом ходу, например, для прогрева. Рекомендуется использовать при парковке авто на стоянках.
  • «R» ― задний ход. Включается для движения назад только когда машина стоит.
  • «N» ― нейтральная передача. Разъединяет коробку передач с двигателем, используется в качестве сервисного режима.
  • «D» ― драйв. Езда вперёд с автоматическим переключением передач.
  • «M» ― ручное управление.

Начинающим водителям и тем, кто пересаживается с механики на автомат следует запомнить, как правильно переключать передачи. Не рекомендуется переводить рычаг АКПП на ходу в положения «P» и «R».

Не включайте нейтральную передачу при спуске с горы. Экономии топлива всё равно не будет, а вот проблемы с торможением могут возникнуть. Тормозить двигателем можно не на всех режимах. Каждый производитель по этому поводу даёт свои рекомендации, которые следует изучить.

Как работает механическая коробка передач в автомобилях

Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

Поскольку вы читали «Искусство мужественности», вы знаете, как управлять коробкой передач. Но знаете ли вы, что происходит под капотом всякий раз, когда вы переключаете передачу?

Нет?

Что ж, сегодня твой счастливый день!

В этом выпуске Gearhead 101 мы подробно рассмотрим, как работает механическая коробка передач. К тому времени, когда вы закончите читать эту статью, у вас должно быть общее представление об этой жизненно важной части трансмиссии вашего автомобиля.

Засучим рукава и приступим.

Примечание. Прежде чем вы прочтете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, чтобы узнать все тонкости двигателей и трансмиссий.

Что делают коробки передач

Прежде чем мы углубимся в особенности работы механической коробки передач, давайте поговорим о том, что вообще делают коробки передач.

Как обсуждалось в нашем учебнике по работе автомобильного двигателя, двигатель вашего автомобиля создает мощность вращения. Чтобы двигать машину, нам нужно передать эту мощность вращения колесам. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.

Но есть пара проблем с мощностью, вырабатываемой двигателем внутреннего сгорания. Во-первых, он обеспечивает полезную мощность или крутящий момент только в определенном диапазоне частоты вращения двигателя (этот диапазон называется диапазоном мощности двигателя). Двигайтесь слишком медленно или слишком быстро, и вы не получите оптимального крутящего момента, чтобы заставить машину двигаться. Во-вторых, автомобилям часто требуется больший или меньший крутящий момент, чем тот, который двигатель может оптимально обеспечить в своем диапазоне мощности.

Чтобы понять вторую проблему, нужно понять первую проблему. И чтобы понять первую проблему, нужно понимать разницу между двигателем скорость и двигатель крутящий момент .

Частота вращения двигателя — скорость вращения коленчатого вала двигателя. Измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

Крутящий момент двигателя показывает, какое крутящее усилие двигатель создает на своем валу при определенной скорости вращения.

Автомеханик привел следующую аналогию, чтобы понять разницу между частотой вращения и крутящим моментом двигателя:

Представьте, что вы — двигатель и пытаетесь забить гвоздь в стену:

Скорость = Сколько раз вы попадаете в шляпку гвоздя в минуту.

Крутящий момент = Насколько сильно вы каждый раз попадаете в цель.

Вспомните, когда вы в последний раз забивали гвозди. Если вы били очень быстро, вы, вероятно, заметили, что не забиваете гвоздь с большой силой. Более того, вы, вероятно, утомились от такого количества безумных раскачиваний.

И наоборот, если вы выжидаете время между каждым ударом, но следите за тем, чтобы каждый замах был максимально сильным, вы бы вбили гвоздь с меньшим количеством замахов, но это может занять у вас немного больше времени, потому что вы не качается в постоянном темпе.

В идеале вы должны найти такой темп удара молотком, который позволит вам ударять по шляпке гвоздя несколько раз с хорошей силой при каждом взмахе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто правильно.

Мы хотим, чтобы двигатель нашей машины делал то же самое. Мы хотим, чтобы он вращался со скоростью, которая позволяет ему создавать необходимый крутящий момент, не работая так усердно, чтобы он сам себя разрушил. Нам нужно, чтобы двигатель оставался в своем диапазоне мощности.

Если двигатель вращается ниже своего диапазона мощности, у вас не будет крутящего момента, необходимого для движения автомобиля вперед. Если он превышает свой диапазон мощности, крутящий момент начинает падать, и ваш двигатель начинает звучать так, как будто он вот-вот сломается из-за нагрузки (что-то вроде того, что происходит, когда вы пытаетесь бить молотком слишком быстро — вы попадаете в гвоздь с меньшей мощностью, и вы действительно получаете, действительно устал). Если вы крутите двигатель до тех пор, пока тахометр не станет красным, вы интуитивно понимаете эту концепцию. Ваш двигатель звучит так, будто вот-вот заглохнет, но вы не двигаетесь быстрее.

Хорошо, значит, вы понимаете необходимость поддерживать транспортное средство в рабочем диапазоне мощности, чтобы оно работало эффективно.

Но это подводит нас ко второй проблеме: автомобилям требуется больший или меньший крутящий момент в определенных ситуациях.

Например, когда вы заводите автомобиль на месте, вам нужна большая мощность или крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться. Если вы нажмете педаль газа в пол, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет далеко за пределы своего диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И самое интересное, что вы даже не будете двигать машину так сильно, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы своего диапазона мощности. В этой ситуации нам нужно намного больше крутящего момента, но чтобы получить его, мы должны пожертвовать скоростью.

Хорошо, а что, если ты просто немного нажмешь на газ? Ну, это, вероятно, не заставит двигатель вращаться достаточно быстро, чтобы войти в свой диапазон мощности, в первую очередь, чтобы он мог обеспечить крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться.

Давайте рассмотрим другой сценарий. Допустим, ваша машина движется очень быстро, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя к колесам, потому что автомобиль и так движется в быстром темпе. Чистый импульс делает большую работу. Таким образом, вы можете позволить двигателю вращаться на более высокой скорости, не беспокоясь о количестве мощности, передаваемой на колеса. Нам нужно больше вращения скорость идущая на колеса, и менее оборотная мощность .

Нам нужен какой-то способ увеличить мощность, вырабатываемую двигателем, когда это необходимо (начало движения с места, подъем в гору и т. д.), а также уменьшить мощность, передаваемую двигателем, когда это не требуется. необходимо (спуск или движение очень быстро).

Войти в передачу.

Трансмиссия обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

Он способен эффективно передавать мощность через серию шестерен разного размера, которые используют силу передаточного числа.

Передаточные числа

Внутри трансмиссии находится ряд зубчатых шестерен различного размера, создающих крутящий момент. Поскольку шестерни, которые взаимодействуют друг с другом, имеют разные размеры, крутящий момент можно увеличивать или уменьшать без существенного изменения скорости вращения двигателя. Это благодаря передаточному числу.

Передаточные числа представляют отношение шестерен друг к другу по размеру. Когда шестерни разного размера входят в зацепление, они могут вращаться с разной скоростью и передавать разную мощность.

Чтобы объяснить это, давайте посмотрим на упрощенную версию механизмов в действии. Скажем, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями (под входной шестерней я подразумеваю шестерню, которая генерирует мощность), соединенная с более крупной выходной шестерней с 20 зубьями (под выходной шестерней я имею в виду шестерню, которая получает мощность). Чтобы провернуть эту 20-зубую шестерню один раз, 10-зубчатой ​​шестерне нужно повернуться дважды, потому что она в два раза меньше 20-зубчатой ​​шестерни. Это означает, что хотя 10-зубая шестерня вращается быстро, 20-зубая шестерня вращается медленно. И хотя 20-зубчатая шестерня вращается медленнее, она обеспечивает большую силу или мощность, потому что больше. Соотношение в этой схеме 1:2. Это низкое передаточное число.

Или, скажем, две шестерни, соединенные друг с другом, имеют одинаковый размер (10 зубьев и 10 зубьев). Они оба будут вращаться с одинаковой скоростью, и оба будут выдавать одинаковую мощность. Передаточное отношение здесь 1:1. Это называется передаточным отношением «прямой передачи», потому что две шестерни передают одинаковую мощность.

Или, допустим, входная шестерня была больше (20 зубьев), а выходная шестерня меньше (10 зубьев). Чтобы провернуть 10-зубую шестерню один раз, 20-зубчатой ​​шестерне нужно будет повернуться только наполовину. Это означает, что хотя входная шестерня с 20 зубьями вращается медленно и с большей силой, выходная шестерня с 10 зубьями вращается быстрее и выдает меньшую мощность. Передаточное отношение здесь 2:1. Это называется высоким передаточным числом.

Вернемся к этой концепции к цели передачи.

Ниже вы найдете диаграмму потока мощности при включении различных передач в автомобиле с 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач.

Первая передача. Это самая большая шестерня в трансмиссии, зацепленная с маленькой шестерней. Типичное передаточное число, когда автомобиль находится на первой передаче, составляет 3,166:1. При включении первой передачи подается низкая скорость, но высокая мощность. Это передаточное число отлично подходит для запуска автомобиля с места.

Вторая передача. Вторая шестерня немного меньше первой, но все же находится в зацеплении с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,882:1. Скорость увеличилась, а мощность немного уменьшилась.

Третья передача. Третья передача немного меньше второй, но все же зацеплена с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,296:1.

Четвертая передача. Четвертая передача чуть меньше третьей. Во многих транспортных средствах к моменту включения четвертой передачи выходной вал движется с той же скоростью, что и входной вал. Такая схема называется «прямой привод». Типичное передаточное число 0,9.72:1

Пятая передача. В автомобилях с пятой передачей (также называемой повышающей передачей) она связана со значительно большей передачей. Это позволяет пятой передаче вращаться намного быстрее, чем передача, передающая мощность. Типичное передаточное число составляет 0,78:1.

Детали механической коробки передач

Итак, к настоящему моменту вы должны иметь общее представление о назначении коробки передач: она обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса нужное количество энергии, необходимое им для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют это сделать:

Первичный вал. Первичный вал идет от двигателя. Это вращается с той же скоростью и мощностью двигателя.

Промежуточный вал. Промежуточный вал (также известный как промежуточный вал) находится прямо под выходными валами. Промежуточный вал соединяется непосредственно с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.

Помимо шестерни, принимающей мощность от первичного вала, промежуточный вал также имеет несколько шестерен, по одной на каждую из «передач» автомобиля (1-5-ю), включая задний ход.

Выходной вал. Выходной вал проходит параллельно промежуточному валу. Это вал, который передает мощность на остальную часть трансмиссии. Количество мощности, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни на нем включены. Выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, установленные на нем на шарикоподшипниках. Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти шестерен находится в «передаче» или включена.

1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на вторичном валу с помощью подшипников и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно находится в зацеплении с одной из шестерен на промежуточном валу и постоянно вращается. Это постоянно запутанное расположение — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных автомобилей. (Чуть позже мы рассмотрим, как все шестерни могут вращаться всегда, в то время как только одна из них на самом деле передает мощность на трансмиссию.)

Первая передача является самой большой передачей, и по мере перехода к пятой передаче передачи становятся все меньше. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, с которой она соединена, она может вращаться медленнее, чем первичный вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и первичный вал), но передает большую мощность на выходной вал. По мере повышения передачи передаточное число уменьшается до тех пор, пока вы не достигнете точки, когда входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и передают одинаковую мощность.

Промежуточная шестерня. Промежуточная шестерня (иногда называемая «промежуточной шестерней заднего хода») находится между шестерней заднего хода на выходном валу и шестерней на промежуточном валу. Промежуточная шестерня — это то, что позволяет вашему автомобилю двигаться задним ходом. Задняя передача — единственная передача в синхронизированной трансмиссии, которая не всегда находится в зацеплении или вращается с шестерней промежуточного вала. Он движется только тогда, когда вы действительно переключаете автомобиль на задний ход.

Хомуты/втулки синхронизатора. Большинство современных автомобилей имеют синхронизированную трансмиссию, то есть шестерни, передающие мощность на выходной вал, постоянно находятся в зацеплении с шестернями на промежуточном валу и постоянно вращаются. Но вы можете подумать: «Как все пять шестерен могут быть постоянно запутаны и постоянно вращаться, но только одна из этих шестерен на самом деле передает мощность на выходной вал?»

Другая проблема, возникающая при постоянном вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому она подключена. Как синхронизировать вращение шестерни с другой скоростью, чем выходной вал, и плавно, чтобы не было сильного шлифования?

Ответ на оба вопроса: втулки синхронизатора.

Как уже упоминалось выше, шестерни 1-5 установлены на выходном валу через шарикоподшипники. Это позволяет всем шестерням свободно вращаться одновременно при работающем двигателе. Чтобы задействовать одну из этих шестерен, нам нужно прочно соединить ее с выходным валом, чтобы мощность передавалась на выходной вал, а затем на остальную часть трансмиссии.

Между каждой шестерней находятся кольца, называемые муфтами синхронизатора. В пятиступенчатой ​​трансмиссии есть муфта между 1-й и 2-й передачами, между 3-й и 4-й передачами, а также между 5-й и передачей заднего хода.

Всякий раз, когда вы включаете передачу автомобиля, муфта синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите включить. На внешней стороне шестерни имеется ряд конусообразных зубьев. Воротник синхронизатора имеет канавки для приема этих зубьев. Благодаря отличной механике муфта синхронизатора может соединяться с шестерней с очень небольшим шумом или трением даже во время движения шестерни и синхронизировать скорость шестерни с первичным валом. Как только муфта синхронизатора входит в зацепление с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня передает мощность на выходной вал.

Всякий раз, когда автомобиль находится в нейтральном положении, ни одно из колец синхронизатора не зацеплено с ведущей шестерней.

Ошейники синхронизатора также легче понять визуально. Вот короткий небольшой ролик, который отлично объясняет, что происходит (начинается примерно с отметки 1:59):

Gearshift. Переключение передач — это то, что вы двигаете, чтобы включить передачу автомобиля.

Тяга переключения. Тяги переключения - это то, что перемещает муфты синхронизатора в направлении передачи, которую вы хотите включить. На большинстве автомобилей с пятью скоростями есть три тяги переключения. Один конец тяги переключения передач соединен с рычагом переключения передач. На другом конце штока переключения находится вилка переключения, удерживающая муфту синхронизатора.

Вилка переключения. Вилка переключения удерживает муфту синхронизатора.

Сцепление. Сцепление находится между двигателем и коробкой передач. Когда сцепление выключено, оно отключает поток мощности между двигателем и коробкой передач. Это отключение питания позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает мощности. Когда мощность двигателя отключена от трансмиссии, переключение передач становится намного проще и предотвращается повреждение шестерен трансмиссии. Вот почему всякий раз, когда вы переключаете передачу, вы нажимаете на педаль сцепления и выключите сцепление.

При включении сцепления — нога отрывается от педали — сцепление между двигателем и трансмиссией восстанавливается.

Как работают механические коробки передач

Итак, давайте соберем все вместе и рассмотрим, что происходит, когда вы переключаете передачу в автомобиле. Начнем с запуска автомобиля и переключения на вторую передачу.

При запуске автомобиля с механической коробкой передач перед поворотом ключа сцепление выключается нажатием на педаль сцепления. Это отключает поток мощности между входным валом двигателя и трансмиссией. Это позволяет вашему двигателю работать, не передавая мощность остальной части автомобиля.

При выключенном сцеплении вы включаете рычаг переключения передач на первую передачу. Это приводит к тому, что шток переключения в коробке передач вашей трансмиссии перемещает вилку переключения в направлении первой передачи, которая прикреплена к выходному валу через шарикоподшипники.

Эта первая шестерня выходного вала находится в зацеплении с шестерней, соединенной с промежуточным валом . Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.

К вилке переключения прикреплена втулка синхронизатора . Втулка синхронизатора выполняет две функции: 1) она надежно крепит ведущую шестерню к выходному валу, чтобы шестерня могла передавать мощность на выходной вал, и 2) обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

Когда муфта синхронизатора входит в зацепление с первой передачей, шестерня прочно соединяется с выходным валом, и теперь автомобиль находится на передаче.

Чтобы машина тронулась, вы слегка нажимаете на педаль газа (что увеличивает мощность двигателя) и медленно отпускаете педаль сцепления (что приводит к включению сцепления и воссоединению мощности между двигателем и коробкой передач).

Поскольку первая передача большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но передает большую мощность остальной части трансмиссии. Это благодаря чудесам передаточных чисел .

Если вы все сделали правильно, машина начнет медленно двигаться вперед.

Как только вы заведете машину, вам захочется ехать быстрее. Но с автомобилем на первой передаче вы не сможете ехать очень быстро, потому что передаточное число заставляет выходной вал вращаться с определенной скоростью. Если вы нажмете на педаль газа в пол на первой передаче, вы просто заставите входной вал двигателя очень быстро вращаться (и, возможно, повредить двигатель в процессе), но не увидите увеличения скорости автомобиля.

Чтобы увеличить скорость вторичного вала, нам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы нажимаем сцепление, чтобы отключить питание между двигателем и коробкой передач и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, который имеет вилку переключения и муфту синхронизатора, в сторону второй передачи. Втулка синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и надежно фиксирует ее на вторичном валу. Выходной вал теперь может вращаться быстрее без бешеного вращения входного вала двигателя для производства мощности, необходимой автомобилю.

Для остальных пяти передач промывка, промывка и повторение.

Задняя передача является исключением. В отличие от других передач, при которых вы можете переключаться на более высокую передачу, не останавливая автомобиль полностью, для переключения на заднюю передачу вам нужно стоять на месте. Это связано с тем, что шестерня заднего хода не находится в постоянном зацеплении с шестерней на промежуточном валу. Чтобы вставить шестерню заднего хода в соответствующую шестерню промежуточного вала, необходимо убедиться, что промежуточный вал не движется. Чтобы убедиться, что промежуточный вал не вращается, вам нужно полностью остановить автомобиль.

Конечно, вы можете заставить движущийся вперед автомобиль включить заднюю передачу, но это не будет звучать или чувствоваться красиво, и вы можете сильно повредить трансмиссию.

Теперь, когда вы включаете передачу, вы будете знать, что происходит под капотом. Далее: автоматические коробки передач.

Теги: Автомобили

ПредыдущийСледующий

Сколько скоростей слишком много?

Группа разработчиков медиа-платформ

Ремни, цепи и шестерни : Они используются в трансмиссиях уже 125 лет. Но сегодняшние коробки передач имеют столько же общего с коробкой передач Генри Форда 1896. Квадрацикл, как планер из бальсового дерева вашего ребенка, с пропавшим гиперзвуковым Falcon HTV-2.

Сегодня традиционные механические коробки передач и автоматические коробки передач с гидротрансформатором делят дорогу с бесступенчатыми трансмиссиями (CVT), автоматизированными механическими коробками передач с двойным сцеплением, электрифицированными автоматическими коробками передач и электрическими трансмиссиями с разделением мощности. И хотя десятилетиями господствовали двух- и трехступенчатые автоматы и четырех-пятиступенчатые «механики», новые трансмиссии предлагают семь, восемь и даже девять передач переднего хода. По мере того, как количество передач в новых автомобилях приближается к двузначным числам, мы должны задаться вопросом: что за гонка за увеличением скоростей, и сколько из них слишком много?

Новейшее количество передач

Последнее увлечение производителей — восьмиступенчатая автоматическая коробка передач. BMW, Audi, Lexus и Porsche в настоящее время предлагают восьмиступенчатые автоматические коробки передач с традиционными гидротрансформаторами и планетарными передачами. Ford взял на себя обязательство производить собственную восьмиступенчатую автоматическую коробку передач. Chrysler недавно объявил, что будет лицензировать восьмиступенчатую коробку передач ZF для соединения с Pentastar V6 в качестве опции за 1000 долларов.

Но всегда можно подняться выше. Генеральный директор Fiat/Chrysler Серджио Маркионне говорит, что новая девятиступенчатая автоматическая коробка передач ZF может стать частью новых переднеприводных автомобилей, начиная с 2013 года. модели производительности.

Не только автоматы наблюдают, как количество передач постоянно растет. В последние годы механические коробки передач были отнесены либо к высокопроизводительным, либо к недорогим автомобилям с низким расходом топлива, но даже они видят тенденцию. Компания Porsche представила на автосалоне во Франкфурте свой совершенно новый 911, демонстрируя новую семиступенчатую механическую коробку передач.

[youtube]http://www.youtube.com/v/7eNAUihkOR0?version=3&hl=en_US[/youtube]

Зачем больше передач?

По словам главного инженера Ford Motor Company по трансмиссиям Крейга Реннекера, большее количество передач дает инженерам по силовым агрегатам больший диапазон передач для работы. Это означает, что первая передача может быть короче для лучшего ускорения вне трассы, а высшие передачи могут быть выше для большей экономии топлива. Наличие большего количества передач позволяет меньшим и более экономичным двигателям приводить в действие более крупные автомобили или повышает эффективность существующих двигателей.

«Если бы вы спросили меня пять лет назад, даст ли восьмиступенчатая коробка передач лучшую эффективность, я бы сказал «нет», — говорит Реннекер, — потому что дополнительное шестое сцепление, необходимое для восьмиступенчатой ​​передачи, создавало бы большее внутреннее сопротивление [ паразитные потери энергии], чем может предложить дополнительный диапазон передач. Недавно мы обнаружили, как уменьшить потери на лобовое сопротивление сцепления, чтобы восемь передач были выгодными. Теперь имеет смысл отказаться от пяти сцеплений, необходимых для шестиступенчатой ​​коробки передач, и общий пакет экономит от 2 до 6 процентов экономии топлива».

Представитель Porsche Дэйв Энгельман говорит, что смелый шаг его компании к семиступенчатой ​​механической коробке передач — сильно модифицированной версии нынешней автоматизированной механической коробки передач Porsche PDK — также был мотивирован экономией топлива. «Традиционно модели Porsche с механической коробкой передач достигают максимальной скорости на высшей передаче (шестой). Новая седьмая передача стала выше, она снижает обороты двигателя на любой заданной скорости, тем самым снижая расход топлива и выходную мощность CO 2 без ущерба для ускорения или максимальной скорости. ."

Сколько слишком много?

Каждый производитель отвечает на этот вопрос по-своему. Помимо обеспечения более плавного переключения передач, лучшей топливной экономичности и улучшенного ускорения, более высокое число передач также помогает маркетингу, просто создавая у клиентов впечатление, что автомобиль оснащен сложными технологиями (вау, семь скоростей!). Но некоторые автопроизводители избегают новых и более высоких скоростей. коэффициенты во имя надежности продукта.

Реннекер из Ford говорит: «Несмотря на то, что один из наших конкурентов выпускает девятиступенчатую коробку передач, мы считаем, что дополнительная сложность не приносит пользы. Прямо сейчас мы не можем найти ценность в использовании девяти передач. все, что мы хотим, и то, что, по нашему мнению, нужно покупателю, с восемью».

Что касается более чем девяти передач, Реннекер говорит: «В будущем мы можем найти хорошую схему, скажем, например, для 11-ступенчатой ​​коробки передач. Это может иметь смысл, если мы сможем добиться достаточно низких потерь. , но сначала нам нужно найти хорошее применение 11 скоростям. Возможно, какая-то специальная операция, такая как сверхнизкая первая понижающая передача? Посмотрим».

Движение в будущее

Больше скоростей — это только часть картины. Доступные новые типы трансмиссий также меняют отношение водителей к переключению передач. Бесступенчатая трансмиссия может выбирать из почти безграничного выбора передаточных чисел, что теоретически делает трансмиссии с фиксированной передачей устаревшими. На практике, однако, расширение вариаторов для работы с более крупными двигателями, как правило, сводит на нет их преимущество в эффективности по сравнению с современными обычными автоматами и автоматизированными механическими коробками передач с двойным сцеплением. Бесступенчатые трансмиссии также, как правило, вызывают у клиентов странные ощущения от вождения, поскольку двигатель и трансмиссия ведут себя не так, как привыкло большинство водителей.

Так что прогнозы об окончательном исчезновении механической коробки передач могут быть преждевременными. Механические коробки передач по-прежнему остаются самыми энергоэффективными из доступных коробок передач, независимо от того, что написано на этикетках об экономии топлива. Количество автомобилей с механической коробкой передач будет продолжать сокращаться, но будет часть водителей, которые захотят переключиться на себя.

Электрифицированные трансмиссии, безусловно, станут более распространенными, о чем свидетельствуют модели BMW ActiveHybrid, Mercedes-Benz S400 Hybrid и Honda CRZ. Когда его спросили, будет ли новая восьмиступенчатая коробка передач Ford включать гибридный вариант, Реннекер сказал: «Любая новая трансмиссия, которую мы делаем, разрабатывается с учетом этого. Мы определенно рассматриваем вопрос о том, что потребуется для электрификации этой трансмиссии».

Все эти трансмиссии найдут свое место, говорит Реннекер: «Сегодня в отрасли (трансмиссий) интересно то, что пока разрабатывались трансмиссии с двойным сцеплением, планетарные передачи не стояли на месте.

Learn more