Передаточное число коробки передач

Переключение коробки передач.

Условно переключение можно разделить на:

1. Переключение вверх в момент разгона, где задача быстрее повысить передачу. При этом не прекращая ускорения.
2. И переключение вниз, которое (в норме) уже происходит в момент торможения.

Наверняка эту статью посетят любители Драг-рейсинга, где собственно кроме трогания и переключения вверх – никакие другие навыки и не нужны.

Участники “Драга” долго напрягаться не привыкли, так – что я тоже постараюсь поторопиться и открою главный секрет…

Человек не искушённый всегда представляет себе автогонщиков, как людей, которые переключаются абсолютно молниеносно. Переключение коробки передач происходит, когда нога давит на педаль газа так, что трещит пол. Короткий пинок по сцеплению (не до полного выжима) и в эту долю секунды рычаг мускулистой рукой, жесточайше вбивается в следующую передачу. Техника Flat Foot Shift без сброса газа.

Если мы будем производить переключение коробки передач быстрее, чем она конструктивно способна, то передача у вас может и включится. А может и нет! И в лучшем случае коробка просто захрустит и вылетит обратно, после чего процедуру нужно начинать по новой. А в худшем…

Бывали случаи, когда люди на разгоне включали третью скорость, вместо пятой. Перекрутив таким образом двигатель выше 10.000 оборотов. После чего случался отрыв шатуна (полный Сталинград под капотом).

Всё по-честному (ГАЗон Next)

Сергей Ухов, фото автора

Обычно поколения грузовиков принято отсчитывать с появлением у машины новой кабины. Хотя сами автопроизводители иногда злоупотребляют термином «новое поколение» и применяют его по отношению к просто модернизированным грузовикам с обновлённой агрегатной базой и подретушированному стайлингу. Но к Горьковскому автозаводу данный упрёк не относится, его среднетоннажник «ГАЗон Next», действительно, является машиной нового поколения.

В истории Горьковского автозавода были и обратные ситуации, когда на практически неизменную агрегатную базу устанавливали новую кабину. Так было, например, в ситуации со сменой послевоенного труженика ГАЗ-51 на семейство среднетоннажников ГАЗ-52, где «пятьдесят второй» первых серий, по сути, представлял собой шасси «пятьдесят первого» с новой кабиной, да и выпускали их параллельно с 1966 аж по 1975 г.

Не оригинальна в этом плане и история появления среднетоннажника четвёртого поколения ГАЗ-3307, сменившего на конвейере ГАЗ-53. По целому ряду узлов и агрегатов новая машина была идентична предыдущей, да и задумывалась она как переходная версия от старого карбюраторного «пятьдесят третьего» к тогда ещё непривычному дизельному ГАЗ-4301.

Правда, как известно, не бывает ничего более постоянного, чем временное. Грузовики семейства ГАЗ-3307, -3309 выпускают до сих пор, а более прогрессивная дизельная модель с воздушным охлаждением двигателя снята с производства ещё в начале 1990-х.

Все последующие дизельные ГАЗ-3309 – интерпретации на базе «3307», а не полноценно новые модели, коей являлся ГАЗ-4301.

Новый «ГАЗон Next» не таков, и изменения в его конструкции не сводятся к одной лишь установке новой кабины. Определённую долю нововведений грузовик позаимствовал у развозного грузовика ГАЗ-3310 «Валдай», другие были впервые апробированы на новом поколении «ГАЗель Next» и на другой продукции «Группы ГАЗ».

В итоге получился вполне современный продукт, к тому же не имеющий аналогов на российском рынке. Все среднетоннажники грузоподъёмностью 5 т, представленные на российском рынке, имеют бескапотную компоновку кабины и городское назначение.

Новый капотный «ГАЗон» же выступает сразу в двух ипостасях: как грузовик общего назначения (так называемая «универсальная» модификация) и в качестве развозного авто (модификация City).

Вариативность

Универсальный «ГАЗон Next» оснащают колёсами старого формата с разборными дисками и шинами размерностью 8,25 R20, обеспечивающими дорожный просвет на уровне 25,5 см. Развозной вариант автомобиля для городской и шоссейной эксплуатации предполагает установку колёс «европейского формата» с неразборными дисками и резиной размерностью 245/70 R19,5, обеспечивающей значительно меньший дорожный просвет на уровне 19 см и меньшую погрузочную высоту. Изменено и передаточное число главной передачи с 4,55 для универсальной модели до 3,9 для шоссейника City.

Пожалуй, это главные отличия «колхозника» от «шоссейника», так как остальные изменения, адаптирующие машину к той или иной области эксплуатации, можно будет добирать опциями. Взять, к примеру, ту же кабину, пассажирский модуль которой заимствован у «ГАЗели Next»: она может быть короткой 3-местной или удлинённой двухрядной 7-местной.

Вне зависимости от назначения «ГАЗон Next» представлен в двух вариантах по длине колёсной базы: стандартная (3770 мм) и удлинённая до 4515 мм, причём удлинение достигается не очень технологичным методом: распилом рамы посередине и вставкой стального лонжерона-удлинителя. Архаично? Да, но разработка абсолютно новой рамы с постоянной величиной сечения по всей её длине потребовала бы новых финансовых вложений и не позволила бы собирать машины предыдущего и нового поколения на одной нитке конвейера.

Аналогичным образом осуществляется и удлинение заднего свеса рамы на самом длинном бортовом варианте, насчитывающем в длину без малого 8 м. Величина бортовой платформы на такой машине может достигать 5,2 м. В стандартном же варианте длина кузова не дотягивает и до 4 м. В стандартном исполнении, в котором первые «ГАЗоны» и поступили в продажу, бортовая платформа со стальными бортами позаимствована у ГАЗ-3307/ -3309.

Обслуживание, устранение проблем

Ниже приведены ссылки на статьи, с помощью которых вы можете ознакомиться с нужно информацией.

• Какое масло лить в КПП? Виды масел, вязкость, срок службы масла.
• Как снять/заменить КПП? Пошаговая инструкция снятия КПП.
• Дребезжит рычаг КПП, что делать? Избавляемся от дребезга ручки КПП на 2,5-4 тыс. оборотах.
• Как заменить масло в КПП? Пошаговая инструкция по замене масла в коробке.
• Как проверить уровень масла? О том, где находится щуп, как проверить уровень.
• Как заменить датчик заднего хода (дзх)? Не горят фонари заднего хода — вероятнее всего, вышел из строя датчик. Подробная инструкция замены датчика.
• Не включается задняя передача. Что делать? Причины возникновения данной проблемы, и что с этим можно поделать.
• Хрустит вторая передача. Причины возникновения данной проблемы, и что с этим можно поделать.

Надеемся, вы нашли ответы на свои вопросы.

2 Построение внешней скоростной характеристики

Cкоростная
характеристика двигателя представляет
собой зависимость эффективной мощности
и крутящего моментадвигателя при установившемся режиме
его работы от угловой скорости коленчатого
вала двигателяили частоты его вращения.

Для
заполнения «таблицы 2.1 — Данные для
построения графиков внешней скоростной
характеристики двигателя и оценки
тягово-скоростной свойств автомобиля»
будем использовать следующие формулы:

Для
нахождения стендовой мощности:

где
a,b,c
взяты из пункта 1.5 .

Для
нахождения мощности двигателя при его
эксплуатации:

где

Для
нахождения стендового момента:

Для
нахождения момента двигателя при его
эксплуатации:

Для каждой
из передач определяем коэффициент
учета вращающичся масс автомобиля:

Где для одиночных автомобилей при их
номинальной нагрузке можно считать,
что

Для нахождения
скорости автомобиля:

Для нахождения
окружной силы на ведущих колёсах:

Для нахождения
коэффициента сопротивления качению:

Где коэффициент сопротивления качению
при движении автомобиля с малой скоростью
принимаем
.

Для нахождения
силы сопротивления качению:

Для нахождения
силы сопротивления воздуха движению
автомобиля:

Где
берём из пункта 1.4 .

Для нахождения
динамической характеристики автомобиля:

Для нахождения
прямолинейного ускорения автомобиля:

Результаты
расчета сведены в таблицу 2.1.

Таблицы
2.1 — Данные для построения графиков
внешней скоростной характеристики
двигателя и оценки тягово-скоростной
свойств автомобиля.

Параметры	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Обозна-чение	Параметр	600	1300	2000	2823,53	3400	4100	4800	5136
ne\np	—	0,13	0,27	0,42	0,59	0,71	0,85	1,00	1,07
pe ст	кВт	10,73	28,34	48,50	71,33	84,20	93,60	93,27	88,76
pe	кВт	10,19	26,92	46,07	67,76	79,99	88,92	88,61	84,32
M e ст	Нм	170,79	208,17	231,58	241,25	236,51	218,03	185,58	165,04
M e	Нм	162,25	197,76	220,00	229,19	224,69	207,13	176,30	156,79
Передача 1	U1=2.95 ,δ1=1.388	Va		6,06	13,13	20,19	28,51	34,33	41,40	48,47	51,86
Fk		5573,4	6793,3	7557,4	7872,8	7718,3	7115,0	6056,0	5385,8
f	—	0,0070	0,0070	0,0071	0,0072	0,0073	0,0074	0,0076	0,0077
Ff		123,3	123,9	125,0	126,7	128,4	130,7	133,6	135,1
Fв		1,4	6,6	15,7	31,4	45,5	66,1	90,6	103,8
D	—	0,3167	0,3858	0,4287	0,4457	0,4361	0,4007	0,3391	0,3002
ax		2,19	2,68	2,98	3,10	3,03	2,78	2,34	2,07
Передача 2	U2=2.06, δ2=2097	Va		8,68	18,80	28,92	40,83	49,16	59,28	69,40	74,26
Fk		3892,0	4743,8	5277,4	5497,6	5389,7	4968,5	4228,9	3760,9
f	—	0,0070	0,0071	0,0072	0,0074	0,0076	0,0079	0,0082	0,0084
Ff		123,5	124,7	126,9	130,5	133,9	138,7	144,5	147,6
Fв		2,9	13,6	32,3	64,3	93,2	135,6	185,8	212,8
D	—	0,2211	0,2689	0,2981	0,3088	0,3011	0,2747	0,2298	0,2017
ax		1,74	2,12	2,36	2,44	2,38	2,16	1,80	1,57
Передача 3	U3=1.43, δ3=1.128	Va		12,50	27,08	41,66	58,81	70,82	85,40	99,98	106,98
Fk		2701,7	3293,0	3663,4	3816,3	3741,4	3449,0	2935,6	2610,7
f	—	0,0070	0,0072	0,0074	0,0079	0,0083	0,0088	0,0095	0,0099
Ff		124	126	131	138	145	155	167	174
Fв		6,0	28,3	67,0	133,4	193,5	281,4	385,7	441,5
D	—	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,1	0,1
ax		1,28	1,56	1,72	1,76	1,69	1,50	1,18	0,99
Передача 4	U4=1,δ4=1.08	Va		17,87	38,72	59,57	84,10	101,27	122,12	142,97	152,98
Fk		1889,3	2302,8	2561,8	2668,8	2616,4	2411,9	2052,9	1825,7
f	—	0,0071	0,0074	0,0079	0,0088	0,0096	0,0108	0,0122	0,0129
Ff		124,6	129,8	138,9	154,5	168,6	189,3	213,8	226,9
Fв		12,3	57,8	136,9	272,9	395,7	575,4	788,6	902,9
D	—	0,1067	0,1276	0,1378	0,1362	0,1262	0,1044	0,0719	0,0525
ax		0,90	1,09	1,18	1,16	1,06	0,85	0,54	0,36
Передача 5	U5=0.9,δ5=1.0724	Va		19,86	43,02	66,19	93,45	112,52	135,69	158,86	169,98
Fk		1700,4	2072,5	2305,6	2401,9	2354,7	2170,7	1847,6	1643,1
f	—	0,0071	0,0075	0,0081	0,0092	0,0102	0,0116	0,0134	0,0143
Ff		124,9	131,4	142,6	161,9	179,3	204,8	235,0	251,2
Fв		15,2	71,4	169,0	336,9	488,5	710,3	973,6	1114,7
D	—	0,0958	0,1137	0,1215	0,1174	0,1061	0,0830	0,0497	0,0300
ax		0,81	0,97	1,04	0,99	0,88	0,65	0,33	0,14

Влияние передаточного числа на динамику

Передаточное число – величина вычисляемая, она находится отношением числа зубьев ведомой шестерни к количеству ведущей. Чем выше это значение, тем двигатель быстрее накрутит нужное количество оборотов и разгонит автомобиль более стремительно. «Супер!», — скажете вы, но ошибетесь в главном – максимум скорости в этом случае будет меньшим, а переключать передачи вам придется намного чаще. Поэтому производители придерживаются средних значений передаточных чисел КПП, создавая многоступенчатые конструкции.

Сначала конструкции КПП содержали 3 вала, где 3-я передача являлась прямой и позволяла достигать предельной скорости. Последующая же регулировка скорости сводилась к уменьшению оборотов двигателя через подачу топлива, в этом случае эффект управления скоростью достигался, но терялась экономичность авто совершенно. Поэтому количество передач увеличили, и бывшая прямая третья стала четвертой или пятой, а далее достигла и более высоких ступней.

Передаточные числа механической коробки передач самой распространенной 5-скоростной КПП находятся в следующих диапазонах:

• 1-я передача – от 3 до 4;
• 2-я передача – от 2 до 2,9;
• 3-я передача – от 1,2 до 1,9;
• 4-я передача – от 0,9 до 1,2;
• 5-я передача – от 0,7 до 0,9;
• задний ход – от 3 до 4.

Если передаточные числа АКПП будут настроены неправильно, то комфорта от поездки за рулем добиться не удастся. А вот в АКПП передаточные числа при несбалансированности способны равномерное движение автомобиля превратить в езду на упрямом осле, сопровождающуюся постоянными рывками и необоснованно большим расходом топлива.

Оптимальными специалисты считают значения, расположенные близко друг к другу, тогда у автомобиля будет разгон без рывков при переключении скоростей. Такого дробления не удастся осуществить, если передач будет мало, поэтому чем больше передач – тем лучше для вашего комфорта при вождении. Особенно это касается машин с автоматом: если есть возможность выбора, то АКПП с 5-ю, 6-ю, 7-ю скоростями будет намного предпочтительнее 4АКПП. Здесь за вас скорости переключает автоматика, и чем чаще она будет это делать, тем быстрее выйдут из строя дорогостоящие механизмы.

Часто значения передаточных чисел указывают в характеристиках автомобиля. За этими цифрами стоит скрупулезный подбор производителем оптимальных значений. Каких-то идеальных величин, как при оценке других параметров, здесь не существует. Поэтому назвать одно значение плохим, а другое хорошим нельзя, так как коробки передач влияют на динамику машины, а тип вождения и предпочтения у владельцев авто зачастую кардинально различны, и сложно рассматривать КПП отдельно от всего «организма» машины. Все скоростные режимы и рекомендации завода-изготовителя формируются только после определения передаточных чисел, ибо они должны учитывать такие нюансы, как:

• комфорт в управлении автомобилем, исключающий частое переключение передач как на механике, так и на автомате;
• хорошие показатели динамики автомобиля;
• все передачи должны работать слаженно, чтобы ни один режим поездки не выбивался из заданного ритма;
• расход топлива должен быть нормальным и соизмерим заявленной литражности, перегазовок быть не должно;
• длинная последняя передача способна разогнать авто до максимальной скорости;
• должна быть полная совместимость двигателя и передаточных чисел.

Последний пункт поясним немного подробнее. Для каждого двигателя разработчики создают коробку с заданными передаточными числами, поэтому задумываясь о замене КПП, вариант неродной коробки даже не стоит рассматривать. С данной модификацией вы можете приобрести массу проблем. Если новая коробка взята от такого же двигателя, но более мощного, то вам гарантирован больший износ мотора и не слишком удобное переключение скоростей, но к этому со временем можно привыкнуть, а вот преждевременный износ двигателя – вещь малоприятная.

Не лучше ситуация получается и при обратной замене – коробку взяли из пары, где двигатель был слабее. Этой модификацией вы обделите себя по потенциалу машины и увеличите топливные затраты на поездку.

Таким образом, для полноценной работы автомобиля в нем должна располагаться родная трансмиссия. Но народные умельцы автомобильного тюнинга уже научились менять в машине передаточное число, используя новые шестерни в рядах и получая другие характеристики модели. Такие модификации часто проводят с автомобилями ВАЗ. Следствие этого — более интенсивный разгон автомобиля, но приходится жертвовать максимальной скоростью.

Передаточное число гоночных автомобилей также разительно отличается от серийных моделей, ибо перед ними стоят другие задачи эксплуатации.

Секреты экономичности

Самый экономичный расход топлива происходит в режиме работы двигателя от двух с половиной до трех тысяч оборотов в минуту.

Некоторые водители не соглашаются с этой точкой зрения. Они полагают, что расход топлива снижается на тысяче-полутора тысячах оборотов в минуту при удержании частоты вращения и быстром переходе на более высокие ступени передач. Это мнение неверно – чтобы ускориться автомобилю потребуется гораздо больше горючего, а реагировать на изменение ситуации водитель будет гораздо медленнее, чем при оборотах около трех тысяч.

Максимальной скорости можно добиться на четвертой передаче или же на пятой. Если включить повышение передач слишком рано, обороты снизятся, и расход топлива возрастет. Кроме того, последние ступени были созданы для езды по загородным магистралям, а не по городским улочкам.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Передаточные числа КПП

Изменение числа оборотов на разных передачах: давайте представим себе две шестерни у одной будет 10 зубцов, а у второй 20. Так как вторая шестерен больше, она успеет сделать только один оборот, следовательно первая сделает два вращения. Таким образом у разных шестерен разная скорость оборотов за минуту.

Пусть у нас будет 4 шестерни:

• Первая, будет иметь 10 зубцов.
• Вторая, будет иметь 20 зубцов.
• Третья, будет иметь 10 зубцов.
• И четвертая будет также как и вторая – 20 зубцов.

Пусть, первичный вал и первая шестерня будут вращаться со скоростью, к примеру 4000 оборотов за минуту. Тогда вторая шестерня будет вращаться медленней, исходя из вышесказанного, то есть – 2000 оборотов за минуту. Третья шестерня будет тоже делать 2000 оборотов за минуту, так как она закреплена на одном валу со второй шестерней. Получается, что четвертая шестерня будет самой медленной – 1000 оборотов за минуту.

Высчитав обороты за минуту, можно узнать передаточное число. Передаточное число двух пар первой и второй будет 2. Общее передаточное число 4. Это получается, что вторичный вал будет вращаться меньше в 4 раза. Вторичный вал может находится в состоянии покоя, что будет обеспечивать нейтральную передачу. Этого можно достигнуть путем съема зацепенения с третьей и четвертой шестерни. В автомате нейтралка необходима для буксировки автомобиля, используется во время поломки. В механической коробке используется для работы автомобиля если он долго стоит на месте в заведенном состоянии. Так или иначе, эта передача необходима любому автомобилю, но на автомате вы можете ни разу и не включить ее, за все время пользования машиной.

Так как коробка обладает большим набором шестерен, зацепив разные пары мы можем изменять передаточные числа.

Когда передаточное число 1, это обычно так называемая – 4 передача. На ней все валы вращаются одинаково. На самых мощных передачах 1-ой и задней двигатель обычно не испытывает перегрузок, но скорость езды автомобиля очень низкая.

Первая передача включается сразу, как только водитель садится за руль. Первая передача позволяет завести машину и сдвинуть ее с места, далее скорость увеличивается до передачи, комфортной для езды водителю. Водитель может переключаться на слабые и на мощные передачи. Все переключения на слабые передачи происходят последовательно, на сильные передачи можно переключиться перепрыгнув передачу, но так делать нежелательно. Например, с третьей передачи, можно сразу переключиться на пятую, тем самым пропуская четвертую передачу.

Если вы обладатель КПП, то все передачи будут изменяться плавно. За это отвечает гидравлическое или механическое преобразование крутящего элемента.

Чаще всего по трассе ездят на высокой скорости на 4 и 5 передачах, это обусловлено не только экономией времени, но и экономией топлива.

Ни в коем случае нельзя быстро переключать передачи резкими движениями, так как это может навредить корректной работоспособности коробки. Передачи должны переключаться плавно, чтобы успели срабатывать синхронизаторы.

Влияние передаточного на динамику машины

Правильно подобранное передаточное обеспечивает взаимосвязанную работу всех элементов автомобиля. При выборе передаточного числа необходимо руководствоваться характеристиками двигателя, но не стоит забывать и про колеса, точнее про их размер.

Изменяя передаточную величину крутящего момента может увеличиваться или уменьшаться. Это достигается изменением зубьев у каждой шестерни.

Зависимость числа и мощности следующая, чем выше число, тем мощней передача. Это говорит о том, что мотор автомобиля будет в разы быстрее выкручивать заветное количество оборотов. Высокое число обеспечивает быстрое ускорение.

Слишком малая передаточная цифра будет позволять разгонять максимальную скорость, но при этом динамика авто нарушается, поэтому не стоит слишком занижать ее.

Наиболее близкие передаточные числа обеспечивают плавный и быстрый разгон.

Для обычной повседневной езды достаточно количества оборотов в 2000-3000 тыс. Эти значения обычно высвечиваются на тахометре, и если вам все еще не хватает скорости, то нужно всего лишь переключиться на более высокую передачу.

Переключение коробки передач. Чистая математика.

Почему – же такие не достаточно быстрые переключения получаются эффективнее и улучшают время на круге? Здесь нам поможет математика. Чётко отточенная, а главное надёжное переключение – это примерно 0,3 секунды. При одном очень хорошем разгоне до четвёртой передачи, нам будет нужно таким образом переключиться три раза: из первой на вторую, из второй в третью, с третьей на четвёртую. Суммарно три переключения займут менее секунды (0,9 сек.).

И даже если после такого переключения коробка останется жива – водитель потеряет полторы – две секунды на повторном включении. Выгода от экономии десятых, а то и сотых долей секунды – не стоит риска потери двух секунд и риска поломки.

Да, можно всегда переключиться ещё быстрее, но только ограниченное число раз. После определённого количества жестких переключений, коробка устанет и больше не сможет обеспечивать прежней скорости.

Тюнинг КПП с изменением передаточного отношения

Не все знают, что лучшие динамические показатели зависят не от мощности, а достигаются в том диапазоне оборотов, который характернее для максимального крутящего момента. То есть в граничных значениях частоты оборотов коленвала, наименьшем и наибольшем, крутящий момент не достигает своего максимума.

Другими словами, чем большей будет разница между текущими и максимальными оборотами, тем хуже будет происходить набор скорости. В классических коробках передаточные числа стараются подобрать таким образом, чтобы разгон авто был комфортен на низших передачах, а наивысшие использовать для поддержания высокой скорости, экономя при этом горючее.

Если экономичность не является критическим показателем, то можно улучшить динамику, изменяя ПЧ. В этом случае уменьшается диапазон скоростей вращения коленвала при движении на одной передаче, то есть она становится короче, при этом происходит сближение ПЧ рядом расположенных передач. Для этого даже есть свой термин – сближенный ряд КПП.

Что это означает с точки зрения водителя? Двигатель достигает максимальных оборотов на меньшей передаче, но при переходе на более высокую ступень обороты остаются на примерно том же уровне – падают, но не критично, оставаясь в поддиапазоне максимального крутящего момента.

Существует несколько путей решения этой задачи – например, установить колёса меньшего диаметра или изменить передаточное число главной пары (например, увеличить с 3,7 до 4,0). А можно и совместить эти методы.

Многие поступают так: если конкретная модель имеет комплектации с разными силовыми агрегатами (например, 1,1, 1,3 и 1,6 л.), то передаточное число главной пары для автомобиля с 1,6-литровым мотором делают равным ПЧ, характерному младшим версиям.

То есть в результате такого тюнинга при установке ПЧ в значение 4,0 вместо штатных 3,7 передаточное число на пятой передаче станет таким же, как на четвёртой. Если при этом «обуть» машину в покрышки с меньшим диаметром, это ещё больше понизит передаточное число. То есть машина будет разгоняться намного быстрее, но и бензина кушать больше.

После такого апгрейда на 5-й передаче двигатель будет раскручиваться «по полной», что не добавит комфорта пассажирам. Так что подобный тюнинг уместен только в случае острой необходимости с учётом других характеристик машины (её веса, мощности двигателя, режима эксплуатации).

Планетарный редуктор и планетарная передача — теория

Рассмотрен принцип действия планетарной передачи, указаны преимущества и недостатки применения планетарных редукторов. Приведена схема планетарной передачи и расчет передаточного отношения редуктора.

Планетарный редуктор и планетарная передача

Зубчатая передача

Зубчатая передача

Устройство планетарного механизма основано на вращении тел зубчатой передачи, которые непосредственно взаимодействуют с главным двигателем. Именно такое соединение и служит для передачи силы от редуктора до других механизмов с изменением скорости их вращения. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя на колеса через основную ось, главную шестерню и сателлиты.
Вообще устройство зубчатой передачи достаточно простое и понятное. Вот, что входит в конструкцию обычной передачи.
Для соединения с главной передачей имеются две зубчатые шестерни, таким образом происходит зацепление. При движении происходит передача скорости вращения с главной шестерни на ведомую за счет зацепов. Наименьшее колесо в конструкции называется шестерней, а наибольшее будет главным и ведомым колесом.

Планетарный механизм

Схема планетарной передачи

Редукторы с зубчатой передачей, колеса которых имеют движущиеся оси, называются планетарными. Внутри расположены зубчатые колеса, перемещающиеся на своих, геометрических осях. Такие шестерни получили название сателлиты, потому что вся конструкция очень похожа на солнечную систему. Главные шестерни называются центральными колесами. Сателлиты крепятся на своих осях и вращаются вокруг главной передачи при помощи водила, которое движется так же, как и центральное колесо, вокруг главной оси. Центральное колесо остается неподвижным, а другие шестерни можно заблокировать или разблокировать полностью.

Если центральное колесо неподвижно, то второе постоянно движется. Ведущим здесь является вал подвижного колеса, а ведомым-водила. Если разблокировать все зубчатые колеса вместе с ведомым, то такая передача будет дифференциальной. Выделяют два основных и ведущих звена и одно ведомое.

При подробном рассмотрении простейшей планетарной передачи мы видим: ведущее колесо или водило, ведомое с тремя сателлитами, вращающимися вокруг центральной оси и центральное, неподвижное колесо.

Передаточное отношение

Чтобы рассчитать передаточное отношение редуктора, необходимо заметить определенное количество неподвижных звеньев(1,2,3 и Н) и условно задать им поступательное вращение со скоростью wH, равное скорости вращения водила, но с обратным знаком. Скорость зацепления зубчатых колес не изменяется. Таким образом скорость + wH +(- wH)=0, то есть водило будет остановлено. Если водило неподвижно, тогда планетарная передача превращается в зубчатую, где все колеса неподвижны. Сателлиты не учитываются. Их вращение будет положительным при одинаковом вращении шестерен, а отрицательным при противоположном вращении:i=(? 1 -? H)/(? 3 -? H)=-(z 3 /z 1), где z 1 и z. Если колесо 3 закреплено неподвижно, то угловая скорость водила Н = 1 /[1+(z 3 /z 1)], а передаточное отношение i =1+z 3 /z 1.

Как обычно, для работы редуктора с одноступенчатой передачей при больших нагрузках становится мало, поэтому стали изготавливать двух и трех ступенчатые редукторы, а иногда и четырех ступенчатые. Чаще всего применяется двухступенчатая передача.

Двухступенчатая планетарная передача.

Схема двухступенчатой планетарной передачи

Для других редукторов передаточное отношение высчитывается таким же способом. Для двухступенчатого редуктора, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 — ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z 2 z 3 /z 1 z 4.

При всех достоинствах планетарного редуктора, нужно знать, что при сильном вращении шестерни, КПД всего механизма сильно ухудшается.

Нагрузка от центрального колёса водила восприниматься всеми шестеренками (1-6) одинаково, при этом их размеры значительно меньше, чем у обычной передачи. Следовательно, главными преимуществами планетарной передачи являются большая скорость вращения, небольшой вес и компактность. Дифференциальные передачи используются в автомобиле для разложения движения, а так же в различных станках. К минусам такой передачи относится ее трудоемкое изготовление и сложная сборка на предприятии. Такие редукторы благодаря своим преимуществам находят свое применение во многих отраслях производства: в машиностроении, приборах, станкостроении, в транспорте.

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П.Г.

Так же по теме предлагаем статью «Планетарный редуктор» с примером расчета передаточного отношения и анимированными схемами ступеней планетарного редуктора.

Концерн Great Wall готовит сразу пять «Танков»: первые подробности о новых внедорожниках Tank

Great WallНа сегодняшний день схемы передаточного отношения передачи реализуются с использованием определенных механических соединений, а именно:

• за счет использования специальных ремней;
• при помощи червячных соединений;
• с использованием зубчатого зацепления;
• при помощи цепей;
• за счет фрикционных сцеплений.

Здесь необходимо принимать во внимание тот факт, что передача вращения, основывается на двух естественных физических принципах (трение и зацепление). Читайте наc:

Читайте наc:

Учитывая вышесказанное, неудивительно, что практически все современные механизмы изготавливаются производителями с расчетом на замедление или напротив ускорение. В первом случае речь идет про редуктора. Что же касается второго момента, то это мультипликаторы. Каждый представленный вариант может быть выполнен в одноступенчатом, двухступенчатом, а также многоступенчатом исполнении. В частности, если говорить про пространственное расположение отдельных осей, то определяется несколько видов:

• параллельные элементы (валы расположены параллельно);
• пересекающиеся механизмы;
• перекрещивающиеся компоненты.

Во втором случае зацепление осуществляется за счет пересечения, тогда как в третьей ситуации валы должны вступать в перекрестное зацепление.

На практике, практически все механизмы делятся на замедляющие и ускоряющие движения. В современном автомобилестроении чаще всего используются именно первые типы, по той простой причине, что эта разновидность больше всего подходит для взаимодействия с двигателями, вращающимися на большой скорости. Кроме того, такое совмещение обусловлено конечной необходимостью значительно повысить мощность выходного компонента в кинетической схеме. Примечательно, что в настоящее время существует специальная таблица передаточных отношений. Однако, здесь речь идет лишь про сводный документ, где приводятся лишь основные значения и характеристики всех вариантов кинетических соединений.