Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes

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Damit sich ein Auto auf der Straße bewegen kann, reicht es nicht aus, einen leistungsstarken und effizienten Motor unter der Motorhaube zu haben. Das Drehmoment von der Kurbelwelle muss irgendwie auf die Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen werden.

Zu diesem Zweck wurde ein spezieller Mechanismus geschaffen - ein Getriebe. Berücksichtigen Sie die Struktur und den Zweck sowie die unterschiedlichen KP-Modifikationen.

Der Zweck des Getriebes

Kurz gesagt, das Getriebe ist so ausgelegt, dass es das Drehmoment vom Aggregat auf die Antriebsräder überträgt. Das Getriebe wandelt auch die Kurbelwellendrehzahl um, so dass der Fahrer das Auto beschleunigen kann, ohne den Motor auf maximale Drehzahl zu bringen.

Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes

Dieser Mechanismus ist auf die Parameter des Verbrennungsmotors abgestimmt, um die gesamte Ressource des Motors ohne Beschädigung seiner Teile zu maximieren. Dank des Getriebes kann sich die Maschine sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegen.

Alle modernen Autos haben ein Getriebe, mit dem Sie die starre Kupplung der Kurbelwelle mit den Antriebsrädern vorübergehend deaktivieren können. Dadurch kann das Auto beispielsweise im Leerlauf fahren und sich sanft einer Ampel nähern. Mit diesem Mechanismus können Sie den Motor auch nicht abstellen, wenn das Auto anhält. Dies ist erforderlich, um die Batterie aufzuladen und zusätzliche Geräte wie eine Klimaanlage zu betreiben.

Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes

Jeder kommerzielle Vorschlag muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

  • Sorgen Sie für Traktion des Fahrzeugs und sparsamen Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von Leistung und Volumen des Motors.
  • Benutzerfreundlichkeit (der Fahrer sollte beim Ändern der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht von der Straße abgelenkt werden);
  • Machen Sie während des Betriebs keine Geräusche.
  • Hohe Zuverlässigkeit und Effizienz;
  • Mindestabmessungen (so viel wie möglich bei leistungsstarken Fahrzeugen).

Getriebe

Im Laufe der Geschichte der Automobilindustrie wurde dieser Mechanismus ständig modernisiert, weshalb es heute eine Vielzahl von Getrieben gibt, die viele signifikante Unterschiede aufweisen.

Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes

Das Gerät eines Getriebes umfasst:

  • Gehäuse. Es enthält alle notwendigen Teile, die die Kopplung des Motors an die Antriebswelle gewährleisten, von der aus die Drehung auf die Räder übertragen wird.
  • Ölbehälter. Da bei diesem Mechanismus die Teile unter starker Belastung miteinander in Kontakt kommen, sorgt die Schmierung für deren Kühlung und erzeugt einen Ölfilm, der vor vorzeitigem Verschleiß der Zahnräder schützt.
  • Geschwindigkeitsübertragungsmechanismus. Abhängig vom Typ des Kastens kann der Mechanismus Wellen, einen Satz Zahnräder, ein Planetengetriebe, einen Drehmomentwandler, Reibscheiben, Riemen und Riemenscheiben umfassen.

KP-Klassifizierung

Es gibt verschiedene Parameter, nach denen alle Felder klassifiziert werden. Es gibt sechs solcher Zeichen. In jedem von ihnen wird das Drehmoment dem Antriebsrad nach seinem eigenen Prinzip zugeführt und hat eine andere Methode der Gangwahl.

Über die Übertragung des Kraftflusses

Diese Kategorie umfasst die folgenden KPs:

  • Mechanisches Getriebe. Bei dieser Modifikation wird der Nebenabtrieb von einem Zahnradantrieb durchgeführt.
  • Getriebe mit Koaxialwellen. Die Drehung wird auch über einen Getriebezug übertragen, nur seine Elemente sind konisch oder zylindrisch ausgeführt.
  • Planetarisch. Die Drehung wird über einen Planetenradsatz übertragen, dessen Zahnräder sich in einer Ebene befinden.
  • Hydromechanisch. In einem solchen Getriebe wird ein mechanisches Getriebe (meistens vom Planetentyp) in Verbindung mit einem Drehmomentwandler oder einer Fluidkupplung verwendet.
  • CVT. Dies ist ein Getriebetyp, der kein Stufengetriebe verwendet. Meistens arbeitet ein solcher Mechanismus mit einer Flüssigkeitskupplung und einer Riemenverbindung zusammen.
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Entsprechend der Anzahl der Hauptwellen mit Zahnrädern

Bei der Klassifizierung von Getrieben nach der Anzahl der Wellen werden folgende unterschieden:

  • Mit zwei Wellen und einstufigem Getriebe der Achse. In diesen Getrieben ist kein Direktantrieb vorhanden. Am häufigsten finden sich solche Modifikationen in Fahrzeugen mit Frontantrieb. Einige Modelle mit Heckmotoren haben auch eine ähnliche Box.
  • Mit drei Wellen und zweistufigem Achsgetriebe. In dieser Kategorie gibt es Versionen mit koaxialen und nicht koaxialen Wellen. Im ersten Fall erfolgt eine direkte Übertragung. Im Querschnitt hat es kleinere Abmessungen und eine etwas größere Länge. Solche Boxen werden in Fahrzeugen mit Hinterradantrieb verwendet. Die zweite Unterkategorie hat keine direkte Übertragung. Grundsätzlich wird diese Modifikation in Allradfahrzeugen und Traktoren eingesetzt.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes
  • Mit mehreren Wellen. In dieser Getriebekategorie können die Wellen eine sequentielle oder nicht sequentielle Anzahl von Eingriffen aufweisen. Diese Getriebe werden hauptsächlich in Traktoren und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Dies ermöglicht mehr Gänge.
  • Ohne Wellen. Solche Kontrollpunkte werden im normalen Transport nicht verwendet. Unter solchen Modellen gibt es koaxiale und nicht ausgerichtete Versionen. Sie werden hauptsächlich in Tanks eingesetzt.

Klassifizierung von Planetengetrieben

Planetengetriebe werden nach folgenden Parametern unterteilt:

  • Zwei, drei, vier oder mehr Freiheitsgrade, wenn alle Reibungselemente getrennt sind;
  • Die Art des Planetengetriebes, das in dem Mechanismus verwendet wird, ist epizyklisch (die Hauptkrone hat eine innere oder äußere Anordnung von Zähnen).

Nach Kontrollmethode

In dieser Kategorie gibt es solche Felder:

  • Handbuch. Bei solchen Modellen wählt der Fahrer den gewünschten Gang. Es gibt zwei Arten von Schaltgetrieben: Das Schalten erfolgt durch die Bemühungen des Fahrers oder über einen Servoantrieb. In beiden Fällen wird die Steuerung von einer Person durchgeführt, nur die zweite Kategorie des Getriebes verfügt über eine Servovorrichtung. Es empfängt ein Signal vom Fahrer und legt dann den gewählten Gang ein. Die Maschinen verwenden meistens einen hydraulischen Servoantrieb.
  • Automatisch. Das elektronische Steuergerät bestimmt verschiedene Faktoren (den Grad des Drückens des Gaspedals, die von den Rädern kommende Last, die Kurbelwellendrehzahl usw.) und bestimmt auf dieser Grundlage selbst, wann ein Hoch- oder Runtergang eingelegt werden muss.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes
  • Roboter. Dies ist eine elektromechanische Box. Darin werden die Zahnräder im Automatikmodus eingeschaltet, nur das Gerät ist wie das der normalen Mechanik. Wenn das Robotergetriebe arbeitet, nimmt der Fahrer nicht am Schalten teil. Das Steuergerät selbst bestimmt, wann der Gang eingelegt werden soll. In diesem Fall erfolgt das Umschalten fast unmerklich.

Durch die Anzahl der Gänge

Diese Klassifizierung ist die einfachste. Darin werden alle Boxen durch die Anzahl der Zahnräder geteilt, z. B. vier, fünf, sechs usw. Diese Kategorie umfasst nicht nur manuelle, sondern auch automatische Modelle.

Übertragungsarten

Die häufigste Klassifizierung erfolgt nach dem Typ der Box selbst:

  • Mechanik. Bei diesen Modellen erfolgt die Gangwahl und das Schalten vollständig vom Fahrer. Grundsätzlich handelt es sich um ein Getriebe mit mehreren Wellen, das über einen Getriebezug arbeitet.
  • Maschine. Dieses Getriebe arbeitet im Automatikmodus. Die Auswahl eines geeigneten Gangs basiert auf den Parametern, die die Getriebesteuerung misst.
  • Der Roboter ist eine Art mechanisches Getriebe. Das Design dieser Modifikation unterscheidet sich praktisch nicht von der normalen Mechanik: Sie hat eine Kupplung und die Zahnräder werden durch die Verbindung des entsprechenden Zahnrads auf der angetriebenen Welle eingelegt. Nur die Gangsteuerung wird vom Computer gesteuert, nicht vom Fahrer. Der Vorteil eines solchen Getriebes ist das reibungsloseste Schalten.

Konstruktionsspezifische Getriebe

Neben bekannten Getrieben können auch einzigartige Modifikationen in Fahrzeugen verwendet werden. Diese Arten von Boxen haben ein spezifisches Design und damit ein eigenes Funktionsprinzip.

Bezvalnaya KP

Getriebe, die keine Wellen mit einem kompletten Satz von Zahnrädern verwenden, werden als wellenlos bezeichnet. In ihrer Konstruktion haben sie mehrere Zahnradreihen, die in zwei parallelen Achsen angeordnet sind. Die Zahnräder werden durch Verriegeln der Kupplungen verbunden.

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Die Zahnräder befinden sich auf zwei Wellen. Zwei davon sind fest fixiert: Auf dem Vorfach wird es in der ersten Reihe und auf dem Nachfolger - in der letzten - installiert. Die darauf befindlichen Zwischenräder können je nach erzeugtem Übersetzungsverhältnis die Rolle eines Vorlaufs oder eines Antriebs spielen.

Diese Modifikation ermöglicht es, das Übersetzungsverhältnis in beide Richtungen zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil einer solchen Übertragung ist der vergrößerte Leistungsbereich der Box. Einer der schwerwiegendsten Nachteile ist das obligatorische Vorhandensein eines automatischen Hilfssystems, mit dessen Hilfe Gangwechsel durchgeführt werden.

Nicht synchronisiertes Getriebe

Ein anderer Typ spezifischer Boxen ist eine nicht synchronisierte oder eine Box, in deren Design keine Synchronisierer vorhanden sind. Dies kann ein permanenter Maschentyp oder ein Gleitgetriebetyp sein.

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Um in einer solchen Box den Gang zu wechseln, muss der Fahrer über eine bestimmte Fähigkeit verfügen. Er muss in der Lage sein, die Drehung von Zahnrädern und Kupplungen unabhängig voneinander zu synchronisieren, die Übergangszeit von Zahnrad zu Zahnrad zu bestimmen und die Drehzahl der Kurbelwelle mit dem Gaspedal auszugleichen. Fachleute bezeichnen dieses Verfahren als erneutes Basen oder doppeltes Drücken der Kupplung.

Um ein reibungsloses Schalten durchzuführen, muss der Fahrer Erfahrung im Bedienen solcher Mechanismen haben. Ein ähnlicher Getriebetyp wird in amerikanischen Traktoren, Motorrädern, manchmal in Traktoren und Sportwagen installiert. Bei modernen nicht synchronisierten Getrieben kann die Kupplung weggelassen werden.

Nockengetriebe

Cam-Boxen sind eine Art nicht synchronisiertes Modell. Der Unterschied ist die Form der ineinandergreifenden Zähne. Um die Effizienz des Getriebes zu verbessern, wird eine rechteckige Form oder ein Nockenprofil der Zähne verwendet.

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Solche Boxen sind sehr laut, daher werden sie in leichten Fahrzeugen hauptsächlich in Rennwagen verwendet. Während des Wettbewerbs wird dieser Faktor nicht berücksichtigt, aber in einem normalen Auto bietet ein solches Getriebe keine Gelegenheit, die Fahrt zu genießen.

Sequentielle KP

Ein sequentielles Getriebe ist eine Art Getriebe, bei dem das Herunterschalten oder Hochschalten ausschließlich in einem Schritt erfolgt. Zu diesem Zweck wird ein Griff oder Fußschalter (bei Motorrädern) verwendet, mit dem Sie das Zahnrad im Korb jeweils nur um eine Position bewegen können.

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Ein Automatikgetriebe wie Tiptronic hat ein ähnliches Funktionsprinzip, ahmt jedoch nur die Wirkung dieses Getriebes nach. Das klassische sequentielle Getriebe ist in F-1-Fahrzeugen eingebaut. Die Schaltgeschwindigkeit in ihnen erfolgt mit Schaltwippen.

Vorauswahl CP

In der klassischen Version erforderte das vorselektive Getriebe eine Vorauswahl des nächsten Gangs, bevor das Getriebe darauf geschaltet wurde. Es sah oft so aus. Während sich das Auto bewegte, legte der Fahrer den nächsten Gang auf den Wahlschalter. Der Mechanismus bereitete sich auf das Schalten vor, dies jedoch auf Befehl, beispielsweise nach Drücken der Kupplung.

Zuvor wurden solche Getriebe in militärischen Geräten mit einem nicht synchronisierten, wellenlosen oder Planetengetriebe verwendet. Solche Boxmodifikationen erleichterten die Bedienung komplexer Mechanismen, bis synchronisierte mechanische und automatische Boxen entwickelt wurden.

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Gegenwärtig wird eine Vorauswahlbox verwendet, die jedoch üblicherweise als Doppelkupplungsgetriebe bezeichnet wird. In diesem Fall bereitet der Computer selbst den Übergang zur gewünschten Geschwindigkeit vor, indem er eine geeignete Welle mit dem Zahnrad verbindet, das vorab mit der nicht fixierten Scheibe in Eingriff steht. Ein anderer Name für diesen Typ im modernen Design ist ein Roboter.

Wahl des Getriebes. Was ist besser?

Viele der aufgeführten Getriebe werden nur für spezielle Geräte oder Werkzeugmaschinen verwendet. Die Hauptgetriebe, die im leichten Transport weit verbreitet sind, sind:

  • Schaltgetriebe. Dies ist die einfachste Art der Übertragung. Damit die Drehbewegung vom Aggregat auf die Getriebewelle übertragen werden kann, wird ein Kupplungskorb verwendet. Durch Drücken des Pedals trennt der Fahrer die Antriebswelle des Kastens vom Motor, wodurch er ohne Beschädigung des Mechanismus einen für eine bestimmte Geschwindigkeit geeigneten Gang wählen kann.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes
  • Automatische Übertragung. Das Drehmoment vom Motor wird über ein Hydraulikgetriebe (Drehmomentwandler oder Flüssigkeitskupplung) geliefert. Das Arbeitsfluid wirkt als Kupplung im Mechanismus. Es treibt in der Regel ein Planetengetriebe an. Das gesamte System wird von einem elektronischen Steuergerät gesteuert, das Daten von vielen Sensoren analysiert und das Übersetzungsverhältnis entsprechend auswählt. Unter den automatischen Boxen gibt es viele Modifikationen, die unterschiedliche Betriebsschemata verwenden (je nach Hersteller). Es gibt sogar automatische Modelle mit manueller Steuerung.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes
  • Roboterübertragung. Diese KPs haben auch ihre eigenen Sorten. Es gibt elektrische, hydraulische und kombinierte Typen. Im Design ähnelt der Roboter grundsätzlich einem Schaltgetriebe, nur mit einer Doppelkupplung. Der erste liefert Drehmoment vom Motor an die Antriebsräder und der zweite bereitet automatisch den Mechanismus zum Einlegen des nächsten Gangs vor.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes
  • CVT-Übertragung. In einer gängigen Version besteht der Variator aus zwei Riemenscheiben, die durch einen Riemen (eine oder mehrere) miteinander verbunden sind. Das Funktionsprinzip ist wie folgt. Die Riemenscheibe bewegt sich auseinander oder schert, wodurch sich der Riemen zu einem Element mit größerem oder kleinerem Durchmesser bewegt. Daraus ändert sich das Übersetzungsverhältnis.Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Getriebes

Hier ist eine Vergleichstabelle für jeden Kartentyp mit seinen Vor- und Nachteilen.

Kastentyp:ArbeitsprinzipVorteileNachteile
MKPPHandschaltung, Synchrongetriebe.Einfache Struktur, billig zu reparieren und zu warten, spart Kraftstoff.Ein Anfänger muss sich an den synchronisierten Betrieb von Kupplung und Gaspedal gewöhnen, insbesondere beim Anfahren eines Hügels. Nicht jeder kann sofort den richtigen Gang einlegen. Erfordert eine reibungslose Verwendung der Kupplung.
Automatische ÜbertragungDie Hydraulikpumpe erzeugt den Druck des Arbeitsmediums, das die Turbine antreibt und das die Drehung auf das Planetengetriebe überträgt.Bequem fahren. Erfordert keinen Eingriff des Fahrers in den Schaltvorgang. Schaltet die Gänge und nutzt die gesamte Motorressource optimal aus. Beseitigt den menschlichen Faktor (wenn der Fahrer versehentlich die erste statt die dritte Geschwindigkeit einschaltet). Schaltet sanft.Hohe Wartungskosten. Die Masse ist größer als die des Schaltgetriebes. Im Vergleich zum vorherigen Getriebetyp führt dieses zu einem höheren Kraftstoffverbrauch. Effizienz und Dynamik sind geringer, insbesondere bei sportlichem Fahrstil.
RoboterMit der Doppelkupplung können Sie den nächsten Gang für das Einlegen während der Fahrt vorbereiten. Meistens sind gerade Übertragungen an eine Gruppe gebunden und ungerade an die andere. Intern ähnlich einer mechanischen Box.Maximale Laufruhe. Erfordert kein Eingreifen des Fahrers in den Arbeitsprozess. Sparsamer Kraftstoffverbrauch. Hohe Effizienz und Dynamik. Einige Modelle können den Betriebsmodus auswählen.Die Komplexität des Mechanismus führt zu seiner geringen Zuverlässigkeit, häufigen und teuren Wartung. Verträgt schlechte Straßenverhältnisse schlecht.
Variator (CVT)Das Drehmoment wird wie bei einer automatischen Maschine über einen Drehmomentwandler übertragen. Das Schalten erfolgt durch Bewegen der Antriebswellenscheibe, wodurch der Riemen in die gewünschte Position gedrückt wird, wodurch das Übersetzungsverhältnis erhöht oder verringert wird.Schalten ohne Ruckeln, dynamischer im Vergleich zu einer herkömmlichen Maschine. Ermöglicht ein wenig Kraftstoffeinsparung.Es wird nicht in leistungsstarken Aggregaten verwendet, da das Getriebe ein Riemen ist. Hohe Wartungskosten. Erfordert den korrekten Betrieb der Sensoren, von denen das Signal für den Betrieb des CVT empfangen wird. Verträgt schlechte Straßenverhältnisse schlecht und schleppt nicht gern.

Bei der Entscheidung über die Art des Getriebes muss nicht nur von den finanziellen Möglichkeiten ausgegangen werden, sondern es muss mehr darauf geachtet werden, ob diese Box für das Auto geeignet ist. Nicht umsonst koppeln Hersteller ab Werk jedes Aggregat mit einer bestimmten Box.

Ein Schaltgetriebe ist besser für einen aktiven Fahrer geeignet, der die Feinheiten der Hochgeschwindigkeits-Fahrzeugsteuerung versteht. Die Maschine ist eher für diejenigen geeignet, die Komfort mögen. Der Roboter liefert einen angemessenen Kraftstoffverbrauch und ist für gemessenes Fahren angepasst. Für Liebhaber des reibungslosesten Betriebs der Maschine ist ein Variator geeignet.

In Bezug auf die technischen Daten ist es unmöglich, auf die perfekte Box zu verweisen. Jeder von ihnen ist gut in seinen eigenen Bedingungen und mit spezifischen fahrerischen Fähigkeiten. In einem Fall ist es für Anfänger einfacher, eine Vielzahl von Automatikgetrieben zu bedienen, in einem anderen Fall ist es vorzuziehen, die Fähigkeit zur Verwendung von Mechanik zu entwickeln.

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