Скоростната кутия

скоростната кутия

За какво е проектирана скоростната кутия

Скоростната кутия е важен структурен елемент на трансмисията на автомобила. И е проектирана да променя въртящия момент, скоростта и посоката на движение на автомобила. Както и продължителното отделяне на двигателя от трансмисията. В зависимост от принципа на работа, има стъпаловидни, без степенни и комбинирани скоростни кутии. Типът на скоростната кутия до голяма степен определя вида на трансмисията на автомобила. В скоростните скоростни кутии въртящият момент се променя на стъпки. Те включват механични и роботизирани скоростни кутии. Ръчната скоростна кутия е многостъпална цилиндрична скоростна кутия, която осигурява ръчно превключване на предавките. В зависимост от броя на степените се разграничават четири степенни, пет степенни, шест степенни, седем степенни и повече скоростни кутии. Основните предимства на механичната скоростна кутия са простотата на дизайна, надеждността и възможността за ръчно управление във всички режими на управление.

Ръчна скоростната кутия

Благодарение на тези качества ръчната трансмисия е най-често срещаният тип скоростна кутия. В същото време все повече потребители през последните години избират кутии с автоматично управление. Роботизирана скоростна кутия е механична скоростна кутия, в която функциите за изключване на съединителя и превключване на предавките са автоматизирани. Съвременните роботи имат двоен съединител, който осигурява предаване на въртящ момент, без да прекъсва потока на мощност. Използването на роботизирана скоростна кутия с двоен съединител осигурява намаляване на разхода на гориво, висока динамика на ускорението. Благодарение на тези качества популярността на роботите расте бързо. Понастоящем селективни скоростни кутии са инсталирани както на бюджетни автомобили, така и на премиум автомобили. Известни дизайни на роботизирани скоростни кутии са DSG, SMG, скоростните кутии Izitronic.

Принцип на работа на скоростната кутия

Под непрекъснато променлива трансмисия се отнася вариатор. За разлика от скоростните скоростни кутии, предавката в CVT се променя плавно. Това се постига чрез хидравлично или механично преобразуване на въртящия момент. Поради своя дизайн, вариаторът осигурява оптимални динамични характеристики на автомобила. От друга страна, CVT има ограничения за размера на предаващият въртящ момент. Отделните дизайни имат оплаквания по отношение на надеждността и ресурса. Известна конструкция на вариатор е мултитроник, Екстроид. Комбинираният принцип на работа се използва в автоматична скоростна кутия. Класическата автоматична трансмисия включва преобразувател на въртящия момент и ръчна трансмисия. Съвременните машини имат седем и дори осем предавки. Автоматичната трансмисия осигурява плавно превключване на предавките и висока надеждност. В същото време автоматичната трансмисия има увеличен разход на гориво и ниска динамика на ускорението. В редица дизайни на автоматична трансмисия се предлага имитация на ръчна смяна на предавките Tiptronic, Steptronic.

Електронен контрол на скоростната кутия

В момента терминът автоматична трансмисия се отнася не само за класическата кутия за преобразувател на въртящия момент, но и за роботизирана скоростна кутия и вариатор. Всички те имат електронен контрол. Един вид автоматична трансмисия е така наречената адаптивна скоростна кутия, като се вземе предвид стилът на шофиране на конкретен човек. Ръчната скоростна кутия все още е най-често срещаното устройство, което променя въртящия момент на двигателя. Кутията получи името си от механичния метод на превключване на предавките. Ръчната скоростна кутия се отнася до скоростни скоростни кутии. Тоест въртящият момент в него варира на стъпки. Трансмисията е двойка взаимодействащи предавки. Всеки от етапите осигурява въртене с определена ъглова скорост или, с други думи, има собствено предавателно отношение. Предавателното число е съотношението на броя на зъбите на задвижваната предавка към броя на зъбите на зъбното колело.

Степени на скоростната кутия

Различните степени на скоростната кутия имат различни предавки. Най-ниската предавка има най-високото предавателно число, най-високата предавка – най-малката. В зависимост от броя стъпки се разграничават четиристепенни, петстепенни, шестстепенни скоростни кутии и по-високи. Най-разпространеният в съвременните автомобили е получил петстепенна скоростна кутия. От цялото разнообразие от дизайни на MKPP могат да се разграничат два основни типа кутии. Тривалкови и двувалкови. Предавката с три вала е инсталирана по правило на автомобили със задно задвижване. Дву вала с ръчна скоростна кутия се използва за автомобили с предно предаване. Устройството и принципът на работа на тези скоростни кутии имат значителни разлики, така че те се разглеждат отделно. Триходовата скоростна кутия се състои от водещ, междинен, задвижван вал, върху който са поставени предавки със синхронизатори.

Принцип на действие на скоростната кутия

Редукторът включва и скоростна кутия. Всички елементи са разположени в корпуса на трансмисията. Задвижващият вал осигурява съединител. На вала на диска на съединителя има слотове. Въртящ момент от задвижващия вал се предава чрез съответната предавка, която е в твърда връзка с него. Междинният вал е успореден на входящия вал. Върху вала е разположен блок от предавки, който е в твърда връзка с него. Задвижваният вал е разположен на същата ос като задвижващия вал. Технически това става поради крайния лагер на задвижващия вал, който включва задвижвания вал. Предавателният блок на задвижвания вал не е фиксиран към вала и следователно се върти свободно върху него. Предавателният блок на междинния и изходния вал, както и предавката на задвижващия вал са в постоянна предавка. Синхронизаторите са разположени между зъбните колела на задвижвания вал.

Как работи синхронизатора на скоростната кутия на автомобила

Работата на синхронизаторите се основава на подравняването на ъгловите скорости на зъбните колела на задвижвания вал с ъгловата скорост на самия вал поради силите на триене. Синхронизаторите са закрепени неподвижно с задвижвания вал и могат да се движат по него в надлъжна посока поради шлицовата връзка. На съвременните скоростни кутии на всички предавки са инсталирани синхронизатори. Механизмът за смяна на скоростна кутия с три вала обикновено се намира директно върху тялото на кутията. Конструктивно се състои от контролен лост и плъзгачи с вилици. За да се предотврати едновременното включване на две предавки, механизмът е оборудван със заключващо устройство. Механизмът на превключване на предавките може да има и дистанционно управление. Корпусът на зъбното колело служи за поместване на конструктивни части и механизми, както и за съхранение на масло.

Картер на скоростната кутия

Картерът е изработен от алуминиева или магнезиева сплав. Когато лостът за управление е неутрален, от двигателя към задвижващите колела не се предава никакъв въртящ момент. При преместване на лоста за управление съответната вилка движи съединителя на синхронизатора. Съединителят осигурява синхронизация на ъгловите скорости на съответната предавка и задвижвания вал. След това зъбите на зъбното колело на съединителя се захващат със зъбното колело на зъбното колело и предавката се фиксира върху задвижвания вал. Скоростната кутия предава въртящ момент от двигателя към задвижващите колела с дадено предавателно отношение. Заден ход се осигурява от съответната скоростна кутия. Промяната на посоката на въртене се дължи на междинното задно предаване, монтирано на отделна ос. Предавателната кутия с два вала се състои от задвижващи и задвижвани валове с редуктори и синхронизатори.

Устройство на скоростната кутия

В допълнение, основната предавка и диференциалът са разположени в корпуса на скоростната кутия. Задвижващият вал, както и в кутията с три вала, осигурява връзка към съединителя. Блок зъбни колела е неподвижно фиксиран към вала. Успоредно с задвижващия вал е задвижван вал с блок предавки. Скоростите на задвижвания вал са в постоянна връзка с зъбните колела на задвижващия вал и се въртят свободно върху вала. Задвижващият механизъм на основната предавка е неподвижно фиксиран върху задвижвания вал. Между предавките на задвижвания вал, монтирани синхронизатори на съединителя. За да се намалят линейните размери, да се увеличи броят на стъпките в редица конструкции на скоростни кутии. Вместо един задвижван вал са монтирани два или дори три задвижвани вала. На всеки от валовете зъбката на основната предавка е неподвижно фиксирана. Която е свързана с една задвижвана предавка – всъщност три основни предавки.

Механизъм за превключване на скоростната кутия на автомобила

Основната предавка и диференциалният въртящ момент от вторичния вал на кутията до задвижващите колела на автомобила. Диференциалът, ако е необходимо, осигурява въртенето на колелата с различни ъглови скорости. Механизмът на превключване на предавките на скоростна кутия с два вала, като правило, с дистанционно действие. Тоест разположени отделно от тялото на кутията. Връзката между кутията и механизма може да се осъществи с помощта на пръти или кабели. Най-простата е кабелна връзка, така че по-често се използва при превключващи механизми. Механизмът на превключване на предавките на скоростна кутия с два вала се състои от лост за управление, свързан с кабели към лостове за избор на предавка и превключващи лостове. Лостчетата са от своя страна свързани с централните зъбни колела с вилици. Под избора на предаване се разбира напречното движение на контролния лост спрямо оста на автомобила, под включването на предаване – надлъжно движение на лоста.

Характеристика на скоростната кутия

Принципът на работа е подобен на кутия с три вала. Основната разлика е в характеристиките на механизма за превключване на предавките. Движението на лоста за управление при задействане на определена предавка се разделя на напречна и надлъжна. При напречното движение на лоста за управление силата се предава на кабела за избор на предавка. Това от своя страна действа на селектора на предавките. Лостът завърта централния прът около оста и по този начин осигурява избор на предавка. С по-нататъшно надлъжно движение на лоста, силата се предава към кабела за превключване на предавката и след това към скоростния лост. Лостът прави хоризонтално движение на пръта с вилици. Съответната вилка на пръта премества съединителя на синхронизатора и блокира предавките на задвижвания вал. Въртящият момент от двигателя се предава на задвижващите колела.