Het apparaat en het werkingsprincipe van de versnellingsbak

Om een ​​auto over de weg te laten rijden, is het niet voldoende om een ​​krachtige en efficiënte motor onder de motorkap te hebben. Het koppel van de krukas moet op de een of andere manier worden overgebracht op de aandrijfwielen van het voertuig.

Voor dit doel is een speciaal mechanisme gemaakt - een versnellingsbak. Overweeg de structuur en het doel ervan, evenals hoe verschillende KP-wijzigingen verschillen.

Het doel van de versnellingsbak

Kortom, de versnellingsbak is ontworpen om koppel over te brengen van de krachtbron naar de aandrijfwielen. De transmissie zet ook de krukassnelheid om zodat de bestuurder de auto kan accelereren zonder de motor naar het maximale toerental te draaien.

Dit mechanisme is afgestemd op de parameters van de verbrandingsmotor om de volledige bron van de motor te maximaliseren zonder schade aan de onderdelen ervan. Dankzij de transmissie kan de machine zowel vooruit als achteruit rijden.

Alle moderne auto's hebben een transmissie waarmee je de starre koppeling van de krukas met de aangedreven wielen tijdelijk kunt uitschakelen. Hierdoor kan de auto stationair draaien, bijvoorbeeld bij het naderen van een stoplicht. Dit mechanisme zorgt er ook voor dat u de motor niet uitzet wanneer de auto stopt. Dit is nodig om de batterij op te laden en om extra apparatuur te gebruiken, zoals een airconditioner.

Elk commercieel voorstel moet aan de volgende vereisten voldoen:

• Zorg voor tractie van de auto en een zuinig brandstofverbruik, afhankelijk van het vermogen en het volume van de motor;
• Gebruiksgemak (de bestuurder mag bij het wijzigen van de voertuigsnelheid niet van de weg worden afgeleid);
• Maak geen lawaai tijdens het gebruik;
• Hoge betrouwbaarheid en efficiëntie;
• Minimale afmetingen (zoveel mogelijk in het geval van krachtige voertuigen).

Zendapparaat

Door de geschiedenis van de auto-industrie is dit mechanisme voortdurend gemoderniseerd, waardoor er tegenwoordig een grote verscheidenheid aan transmissies is met veel significante verschillen.

Het apparaat van elke versnellingsbak omvat:

• Huisvesting. Het bevat alle benodigde onderdelen die zorgen voor de koppeling van de motor aan de aandrijfas, van waaruit de rotatie wordt overgebracht op de wielen.
• Olie reservoir. Doordat bij dit mechanisme de onderdelen onder zware belasting met elkaar in aanraking komen, zorgt de smering voor koeling en ontstaat er een oliefilm die beschermt tegen voortijdige slijtage van de tandwielen.
• Versnellingsbak mechanisme. Afhankelijk van het type doos, kan het mechanisme assen, een set tandwielen, een planeetwiel, een koppelomvormer, wrijvingsschijven, riemen en katrollen bevatten.

KP-classificatie

Er zijn verschillende parameters waarmee alle boxen worden geclassificeerd. Er zijn zes van dergelijke tekens. In elk van hen wordt het koppel volgens zijn eigen principe aan het aandrijfwiel geleverd en heeft het een andere methode van versnellingskeuze.

Door middel van overdracht van krachtstroom

Deze categorie omvat de volgende KP's:

• Mechanische versnellingsbak. Bij deze modificatie wordt de krachtafnemer uitgevoerd door een tandwieloverbrenging.
• Versnellingsbak met coaxiale assen. De rotatie wordt ook overgedragen via een tandwieltrein, alleen de elementen zijn in een conische of cilindrische vorm gemaakt.
• Planetair. De rotatie wordt overgebracht via een planetaire tandwielset, waarvan de tandwielen zich in één vlak bevinden.
• Hydromechanisch. Bij een dergelijke overbrenging wordt een mechanische overbrenging (meestal planetair type) gebruikt in combinatie met een koppelomvormer of vloeistofkoppeling.
• CVT. Dit is een type versnellingsbak dat geen stapsgewijze overbrenging gebruikt. Meestal werkt een dergelijk mechanisme samen met een vloeistofkoppeling en een riemverbinding.

Door het aantal hoofdassen met tandwielen

Bij het classificeren van versnellingsbakken op basis van het aantal assen, worden ze onderscheiden:

• Met twee assen en eentraps overbrenging van de as. Deze transmissies hebben geen directe aandrijving. Meestal zijn dergelijke wijzigingen te vinden in auto's met voorwielaandrijving. Sommige modellen met motoren aan de achterkant hebben ook een soortgelijke doos.
• Met drie assen en tweetraps asoverbrenging. In deze categorie zijn er versies met coaxiale en niet-coaxiale assen. In het eerste geval is er een directe transmissie. In doorsnede heeft het kleinere afmetingen en iets groter in lengte. Dergelijke dozen worden gebruikt in auto's met achterwielaandrijving. De tweede subcategorie heeft geen directe transmissie. In principe wordt deze aanpassing gebruikt in voertuigen met vierwielaandrijving en tractoren.
• Met meerdere schachten. In deze versnellingsbakcategorie kunnen de assen een opeenvolgend of niet-opeenvolgend aantal ingrepen hebben. Deze versnellingsbakken worden voornamelijk gebruikt in tractoren en werktuigmachines. Dit zorgt voor meer versnellingen.
• Zonder assen. Dergelijke checkpoints worden niet gebruikt bij gewoon transport. Onder dergelijke modellen zijn er coaxiale en niet-uitgelijnde versies. Ze worden voornamelijk gebruikt in tanks.

Classificatie van planetaire tandwielkasten

Planetaire tandwielkasten zijn onderverdeeld volgens de volgende parameters:

• Twee, drie, vier of meer vrijheidsgraden wanneer alle wrijvingselementen zijn losgekoppeld;
• Het type planetaire versnelling dat in het mechanisme wordt gebruikt, is epicyclisch (de hoofdkroon heeft een interne of externe opstelling van tanden).

Door controlemethode

In deze categorie zijn er dergelijke vakken:

• Handleiding. Bij dergelijke modellen kiest de bestuurder de gewenste versnelling. Er zijn twee soorten handgeschakelde transmissies: schakelen gebeurt door de inspanningen van de bestuurder of via een servo-aandrijving. In beide gevallen wordt de besturing door een persoon uitgevoerd, alleen de tweede categorie van de versnellingsbak heeft een servo-apparaat. Hij ontvangt een signaal van de bestuurder en stelt vervolgens de geselecteerde versnelling in. De machines gebruiken meestal een hydraulische servo-aandrijving.
• Automatisch. De elektronische regeleenheid bepaalt verschillende factoren (de mate waarin het gaspedaal wordt ingetrapt, de belasting van de wielen, de krukassnelheid, enz.) En bepaalt op basis hiervan wanneer een op- of afschakeling moet worden ingeschakeld.
• Robot. Dit is een elektromechanische kast. Daarin worden de versnellingen ingeschakeld in de automatische modus, alleen het apparaat is als dat van gewone mechanica. Als de robottransmissie werkt, schakelt de bestuurder niet mee. De regeleenheid bepaalt zelf wanneer welke versnelling wordt ingeschakeld. In dit geval gebeurt het schakelen bijna onmerkbaar.

Door het aantal versnellingen

Deze classificatie is de eenvoudigste. Daarin worden alle vakken gedeeld door het aantal versnellingen, bijvoorbeeld vier, vijf, zes, enzovoort. Deze categorie omvat niet alleen handmatige maar ook automatische modellen.

Transmissietypen

De meest voorkomende indeling is naar het type doos zelf:

• Mechanica. Bij deze modellen wordt het schakelen en schakelen volledig door de bestuurder gedaan. In feite is het een versnellingsbak met meerdere assen, die werkt via een tandwieltrein.
• Machine. Deze transmissie werkt in automatische modus. De selectie van een geschikte versnelling wordt uitgevoerd op basis van de parameters die worden gemeten door het besturingssysteem van de versnellingsbak.
• De robot is een soort mechanische versnellingsbak. Het ontwerp van deze modificatie verschilt praktisch niet van conventionele mechanica: het heeft een koppeling en de tandwielen worden ingeschakeld door de verbinding van het overeenkomstige tandwiel op de aangedreven as. Alleen de versnellingsbediening wordt bestuurd door de computer, niet door de bestuurder. Het voordeel van een dergelijke transmissie is dat u zo soepel mogelijk schakelt.

Ontwerpspecifieke versnellingsbakken

Naast bekende transmissies kunnen ook unieke modificaties worden toegepast in voertuigen. Dit soort dozen hebben een specifiek ontwerp, en daarmee een eigen werkingsprincipe.

Bezvalnaya KP

Overbrengingen die geen voorgemonteerde assen gebruiken, worden asloos genoemd. In hun ontwerp hebben ze verschillende rijen tandwielen die zich in twee parallelle assen bevinden. De versnellingen worden verbonden door de koppelingen te vergrendelen.

De tandwielen bevinden zich op twee assen. Twee van hen zijn stevig bevestigd: op de leider is het geïnstalleerd in de eerste rij en op de volger - in de laatste. De tussenliggende versnellingen die erop zijn geplaatst, kunnen de rol spelen van een voorste of aangedreven, afhankelijk van de gegenereerde overbrengingsverhouding.

Door deze aanpassing kan de overbrengingsverhouding in beide richtingen worden vergroot. Een ander voordeel van een dergelijke overbrenging is het grotere vermogensbereik van de box. Een van de meest ernstige nadelen is de verplichte aanwezigheid van een automatisch hulpsysteem met behulp waarvan versnellingswisselingen worden uitgevoerd.

Ongesynchroniseerde versnellingsbak

Een ander type specifieke box is een niet-gesynchroniseerde box of een in het ontwerp waarvan de aanwezigheid van synchronizers niet is voorzien. Het kan een permanent mesh-type of een slip-gear-type zijn.

Om in zo'n bak te schakelen, moet de chauffeur over een bepaalde vaardigheid beschikken. Hij moet in staat zijn om de rotatie van tandwielen en koppelingen onafhankelijk te synchroniseren, de overgangstijd van versnelling naar versnelling te bepalen en de rotatiesnelheid van de krukas gelijk te maken met het gaspedaal. Professionals noemen deze procedure een rebase of dubbele squeeze.

Om soepel te kunnen schakelen, moet de bestuurder ervaring hebben met het bedienen van dergelijke mechanismen. Een soortgelijk type transmissie is geïnstalleerd in Amerikaanse tractoren, motorfietsen, soms in tractoren en sportwagens. Bij moderne niet-gesynchroniseerde transmissies kan de koppeling worden weggelaten.

Cam versnellingsbak

Cam boxes zijn een soort niet-gesynchroniseerd model. Het verschil is de vorm van de in elkaar grijpende tanden. Om de efficiëntie van de versnellingsbak te verbeteren, wordt een rechthoekige vorm of nokprofiel van de tanden gebruikt.

Dergelijke dozen zijn erg luidruchtig, daarom worden ze gebruikt in lichte voertuigen, voornamelijk op racewagens. Tijdens de wedstrijd wordt hier geen aandacht aan besteed, maar in een gewone auto biedt zo'n transmissie geen mogelijkheid om van de rit te genieten.

Opeenvolgende KP

Een sequentiële versnellingsbak is een type transmissie waarbij het terugschakelen of opschakelen uitsluitend in één stap wordt uitgevoerd. Om dit te doen, wordt een hendel of voetschakelaar (op motorfietsen) gebruikt, waarmee u de versnelling in de mand slechts één positie tegelijk kunt verplaatsen.

Een automatische transmissie zoals Tiptronic heeft een soortgelijk werkingsprincipe, maar imiteert alleen de actie van deze transmissie. De klassieke sequentiële versnellingsbak is geïnstalleerd in F-1-auto's. De schakelsnelheid daarin wordt uitgevoerd met behulp van paddle-shifters.

Preselectieve CP

In de klassieke versie vereiste de preselectieve versnellingsbak een voorafgaande selectie van de volgende versnelling voordat de versnellingsbak erop overschakelde. Zo zag het er vaak uit. Terwijl de auto reed, zette de bestuurder de volgende versnelling op de keuzeschakelaar. Het mechanisme was zich aan het voorbereiden om te schakelen, maar deed dat bijvoorbeeld op commando na het indrukken van de koppeling.

Eerder werden dergelijke versnellingsbakken gebruikt in militair materieel met een niet-gesynchroniseerde, asloze of planetaire overbrenging. Dergelijke doosmodificaties maakten het gemakkelijker om complexe mechanismen te bedienen totdat gesynchroniseerde mechanische en automatische dozen waren ontwikkeld.

Momenteel wordt een voorselectiebox gebruikt, maar deze wordt vaker een transmissie met dubbele koppeling genoemd. In dit geval bereidt de computer zelf de overgang naar de gewenste snelheid voor door vooraf een geschikte as met het tandwiel ingeschakeld te verbinden met de niet-gefixeerde schijf. Een andere naam voor dit type in modern design is een robot.

Keuze uit versnellingsbak. Wat is beter?

Veel van de genoemde versnellingsbakken worden alleen gebruikt op speciale apparatuur of in werktuigmachines. De belangrijkste versnellingsbakken, die veel worden gebruikt in lichte voertuigen, zijn:

• Handgeschakelde versnellingsbak. Dit is de eenvoudigste manier van verzenden. Om de rotatiebeweging van de aandrijfeenheid naar de versnellingsbakas over te brengen, wordt een koppelingskorf gebruikt. Door het pedaal in te drukken, koppelt de bestuurder de aandrijfas van de bak los van de motor, waardoor hij, zonder schade aan het mechanisme, een versnelling kan kiezen die geschikt is voor een bepaalde snelheid.
• Automatische transmissie. Het koppel van de motor wordt geleverd via een hydraulische overbrenging (koppelomvormer of vloeistofkoppeling). De werkvloeistof werkt als een koppeling in het mechanisme. Het drijft in de regel een planetaire versnellingsbak aan. Het hele systeem wordt bestuurd door een elektronische regeleenheid die gegevens van vele sensoren analyseert en de overbrengingsverhouding overeenkomstig selecteert. Onder de automatische dozen zijn er veel wijzigingen die verschillende bedieningsschema's gebruiken (afhankelijk van de fabrikant). Er zijn zelfs automatische modellen met handmatige bediening.
• Robotachtige transmissie. Deze KP's hebben ook hun eigen varianten. Er zijn elektrische, hydraulische en gecombineerde typen. Qua ontwerp lijkt de robot in wezen op een handgeschakelde versnellingsbak, alleen met een dubbele koppeling. De eerste levert koppel van de motor naar de aandrijfwielen, en de tweede bereidt het mechanisme automatisch voor op het inschakelen van de volgende versnelling.
• CVT-transmissie. In een gewone versie bestaat de variator uit twee poelies, die met elkaar zijn verbonden door een riem (een of meer). Het werkingsprincipe is als volgt. De poelie beweegt uit elkaar of knipt, waardoor de riem naar een element met een grotere of kleinere diameter beweegt. Hieruit verandert de overbrengingsverhouding.

Hier is een vergelijkingstabel van elk type doos met hun voor- en nadelen.

Type doos:	Werking	waardigheid	Beperkingen
Handmatige verzending	Handmatig schakelen, gesynchroniseerd schakelen.	Eenvoudige structuur, goedkoop te repareren en te onderhouden, bespaart brandstof.	Een beginner moet wennen aan de gesynchroniseerde werking van het koppelingspedaal en het gaspedaal, vooral bij het starten van een heuvel. Niet iedereen kan meteen de juiste versnelling aanzetten. Vereist soepel gebruik van de koppeling.
Automatische transmissie	De hydraulische pomp zorgt voor de druk van de werkvloeistof, die de turbine aandrijft, en die de rotatie overbrengt op het planeetwiel.	Rijd comfortabel. Er is geen tussenkomst van de bestuurder vereist tijdens het schakelen. Schakelt tussen versnellingen en haalt het beste uit de hele motorbron. Elimineert de menselijke factor (wanneer de bestuurder per ongeluk de eerste versnelling inschakelt in plaats van de derde). Schakelt soepel.	Hoge onderhoudskosten. De massa is groter dan die van de handgeschakelde versnellingsbak. In vergelijking met het vorige type transmissie zal deze resulteren in een hoger brandstofverbruik. De efficiëntie en dynamiek zijn lager, vooral bij een sportieve rijstijl.
Robot	Met de dubbele koppeling kunt u tijdens het rijden de volgende versnelling voorbereiden op inschakeling. Meestal zijn zelfs transmissies gekoppeld aan de ene groep en vreemde aan de andere. Intern vergelijkbaar met een mechanische doos.	Maximale soepelheid van schakelen. Vereist geen tussenkomst van de bestuurder in het werkproces. Zuinig brandstofverbruik. Hoge efficiëntie en dynamiek. Sommige modellen hebben de mogelijkheid om de bedieningsmodus te selecteren.	De complexiteit van het mechanisme leidt tot lage betrouwbaarheid, frequent en duur onderhoud. Verdraagt ​​slecht moeilijke wegomstandigheden.
Variateur (CVT)	Het koppel wordt overgebracht met behulp van een koppelomvormer, zoals bij een automatische machine. Het schakelen wordt uitgevoerd door de aandrijfaspoelie te verplaatsen, die de riem naar de gewenste positie duwt, van waaruit de overbrengingsverhouding toeneemt of afneemt.	Schakelen zonder schokken, dynamischer dan bij een conventionele machine. Maakt een kleine brandstofbesparing mogelijk.	Het wordt niet gebruikt in krachtige krachtbronnen, omdat de transmissie een riem is. Hoge onderhoudskosten. Vereist de juiste werking van de sensoren, waarvan het signaal wordt ontvangen voor de werking van de CVT. Verdraagt ​​slecht moeilijke wegomstandigheden en houdt niet van slepen.

Bij het beslissen over het type transmissie, moet u niet alleen uitgaan van financiële mogelijkheden, maar ook meer aandacht besteden aan de vraag of deze box geschikt is voor de auto. Niet voor niets koppelen fabrikanten uit de fabriek elke power unit aan een specifieke box.

Een handgeschakelde versnellingsbak is meer geschikt voor een actieve bestuurder die de fijne kneepjes van snelle autobesturing begrijpt. De machine is meer geschikt voor wie van comfort houdt. De robot zorgt voor een redelijk brandstofverbruik en is aangepast voor afgemeten rijden. Voor liefhebbers van de meest soepele bediening van de machine is een variator geschikt.

Qua technische specificaties is het onmogelijk om een ​​perfecte doos aan te wijzen. Elk van hen is goed in zijn eigen omstandigheden en met specifieke rijvaardigheden. In het ene geval is het gemakkelijker voor een beginner om te beginnen door verschillende automatische transmissies te bedienen; in een ander geval verdient het de voorkeur om de vaardigheid van het gebruik van mechanica te ontwikkelen.

Vragen en antwoorden:

Hoe werkt de versnellingsbak? De handgeschakelde versnellingsbak bestaat uit een set versnellingen die verschillende overbrengingsverhoudingen vormen. De automatische transmissie is uitgerust met een koppelomvormer en poelies met variabele diameter (variator). De robot is een analoog van mechanica, alleen met een dubbele koppeling.

Wat zit er in de versnellingsbak? In elke versnellingsbak bevindt zich een aandrijfas en een aangedreven as. Afhankelijk van het type bak zijn er poelies of tandwielen op de assen gemonteerd.