Käigukasti seade ja tööpõhimõte

Auto liikumiseks maanteel ei piisa sellest, kui kapoti all on võimas ja tõhus mootor. Väntvõlli pöördemoment tuleb kuidagi edastada sõiduki veoratastele.

Sel eesmärgil loodi spetsiaalne mehhanism - käigukast. Mõelge selle struktuurile ja eesmärgile ning sellele, kuidas erinevad KP modifikatsioonid erinevad.

Käigukasti eesmärk

Lühidalt öeldes on käigukast loodud pöördemomendi ülekandmiseks jõuallikast veoratastele. Käigukast muudab ka väntvõlli pöörlemiskiiruse nii, et juht saab autot kiirendada, ilma et mootor oleks maksimaalse pööreteni pööratud.

See mehhanism on sobitatud sisepõlemismootori parameetritega, et maksimeerida kogu mootori ressurssi, kahjustamata selle osi. Tänu ülekandele saab masin liikuda nii edasi kui ka tagasi.

Kõigil kaasaegsetel autodel on käigukast, mis võimaldab ajutiselt keelata väntvõlli jäiga haakeseadise veoratastega. See võimaldab autol tühikäigul töötada, näiteks läheneb õrnalt foorile. See mehhanism võimaldab teil ka mootorit välja lülitada, kui auto peatub. See on vajalik aku laadimiseks ja lisavarustuse, näiteks kliimaseadme kasutamiseks.

Iga kaubandusettepanek peab vastama järgmistele nõuetele:

• Tagage auto veojõud ja ökonoomne kütusekulu, sõltuvalt mootori võimsusest ja mahust;
• Kasutusmugavus (sõiduki kiiruse muutmisel ei tohiks juhti teelt kõrvale juhtida);
• Ärge tehke töötamise ajal müra;
• Kõrge töökindlus ja efektiivsus;
• Minimaalsed mõõtmed (nii palju kui võimalik võimsate sõidukite puhul).

Käigukasti seade

Kogu autotööstuse ajaloo vältel on seda mehhanismi pidevalt kaasajastatud, tänu millele on tänapäeval väga erinevaid ülekandeid, millel on palju olulisi erinevusi.

Mis tahes käigukasti seade sisaldab:

• Eluase. See sisaldab kõiki vajalikke osi, mis tagavad mootori ühendamise veovõlliga, millest pöörlemine antakse ratastele.
• Nafta reservuaar. Kuna selles mehhanismis puutuvad osad suure koormuse korral üksteisega kokku, tagab määrimine nende jahutamise ja loob õlikile, mis kaitseb hammasrataste enneaegset kulumist.
• Kiiruse ülekandemehhanism. Sõltuvalt kasti tüübist võib mehhanism koosneda võllidest, hammasrataste komplektist, planeetülekandest, pöördemomendi muundurist, hõõrdketastest, rihmadest ja rihmaratastest.

KP klassifikatsioon

Kõik lahtrid on klassifitseeritud mitme parameetri järgi. Selliseid märke on kuus. Mõlemas neist antakse pöördemoment veorattale vastavalt oma põhimõttele ja sellel on erinev käiguvaliku meetod.

Jõuvoolu ülekande meetodil

Sellesse kategooriasse kuuluvad järgmised KP-d:

• Mehaaniline käigukast. Selles modifikatsioonis toimub jõuülekanne käigukastiga.
• Koaksiaalvõllidega käigukast. Pöörlemist edastatakse ka reduktori kaudu, ainult selle elemendid on valmistatud koonusekujulised või silindrikujulised.
• Planeet. Pöörlemist edastatakse läbi planetaarülekande komplekti, mille hammasrattad asuvad ühes tasapinnas.
• Hüdromehaaniline. Sellises ülekandes kasutatakse mehaanilist jõuülekannet (peamiselt planetaartüüpi) koos pöördemomendi muunduri või vedelikuühendusega.
• CVT. See on käigukasti tüüp, mis ei kasuta astmelist käigukasti. Enamasti töötab selline mehhanism koos vedelikuühenduse ja rihmaühendusega.

Hammasratastega peavõllide arvu järgi

Käigukastide klassifitseerimisel võllide arvu järgi eristatakse neid:

• Kahe võlli ja telje üheastmelise ülekandega. Nendes ülekannetes puudub otsene edastamine. Kõige sagedamini võib selliseid modifikatsioone leida esiveolistest autodest. Mõnel tagumise paigaldusega mootoriga mudelil on ka sarnane kast.
• Kolme võlliga ja kaheastmelise teljeülekandega. Selles kategoorias on koaksiaalsete ja mittekoaksiaalsete võllidega versioone. Esimesel juhul toimub otsene edastamine. Ristlõikes on selle mõõtmed väiksemad ja pikkus veidi suurem. Selliseid kaste kasutatakse tagaveolistes autodes. Teisel alamkategoorial puudub otsene edastamine. Põhimõtteliselt kasutatakse seda modifikatsiooni nelikveolistes sõidukites ja traktorites.
• Mitme võlliga. Selles käigukasti kategoorias võib võllidel olla järjestikune või järjestikune lukustus. Neid käigukaste kasutatakse peamiselt traktorites ja tööpinkides. See võimaldab rohkem käike.
• Ilma šahtideta. Selliseid kontrollpunkte tavatranspordis ei kasutata. Selliste mudelite hulgas on koaksiaalseid ja joondamata versioone. Neid kasutatakse peamiselt paakides.

Planetaarsete käigukastide klassifikatsioon

Planetaarsed käigukastid on jagatud järgmiste parameetrite järgi:

• Kaks, kolm, neli või enam vabadusastet, kui kõik hõõrdumiselemendid on lahti ühendatud;
• Mehhanismis kasutatav planeetülekande tüüp on epitsükliline (peakroonil on hammaste sisemine või välimine paigutus).

Kontrollimeetodi järgi

Selles kategoorias on sellised lahtrid:

• Käsitsi. Sellistes mudelites valib juht soovitud käigu. Manuaalkäigukaste on kahte tüüpi: käiguvahetus toimub juhi jõuga või servoajamiga. Mõlemal juhul teostab juhtimist inimene, ainult teises käigukasti kategoorias on servoseade. See võtab juhilt signaali ja seab seejärel valitud käigu. Masinad kasutavad kõige sagedamini hüdraulilist servoajamit.
• Automaatne. Elektrooniline juhtseade määrab mitu tegurit (gaasipedaali vajutamise aste, ratastelt tulev koormus, väntvõlli kiirus jne) ja määrab selle põhjal ise, millal tuleb üles- või allakäik sisse lülitada.
• Robot. See on elektromehaaniline kast. Selles on käigud sisse lülitatud automaatrežiimis, ainult selle seade on nagu tavalisel mehaanikal. Kui robotkäigukast töötab, ei osale juht käiguvahetuses. Juhtseade määrab ise, millise käigu sisse lülitada. Sel juhul toimub vahetamine peaaegu märkamatult.

Käikude arvu järgi

See klassifikatsioon on kõige lihtsam. Selles jagatakse kõik lahtrid käikude arvuga, näiteks neli, viis kuus jne. Sellesse kategooriasse kuuluvad mitte ainult manuaalsed, vaid ka automaatsed mudelid.

Ülekandetüübid

Kõige tavalisem klassifikatsioon on kasti enda tüüp:

• Mehaanika. Nendes mudelites teeb käiguvaliku ja vahetuse täielikult juht. Põhimõtteliselt on see mitme võlliga käigukast, mis töötab läbi reduktori.
• Masin. See ülekanne töötab automaatrežiimis. Sobiva käigu valik toimub parameetrite põhjal, mida mõõdab käigukasti juhtimissüsteem.
• Robot on omamoodi mehaaniline käigukast. Selle modifikatsiooni disain praktiliselt ei erine tavapärasest mehaanikast: sellel on sidur ja hammasrattad lülitatakse veovõlli vastava hammasratta ühendamise kaudu. Ainult käiguvaliku juhtimist kontrollib arvuti, mitte juht. Sellise ülekande eeliseks on võimalikult sujuv vahetamine.

Disainispetsiifilised käigukastid

Lisaks teadaolevatele ülekannetele saab sõidukites kasutada ka unikaalseid modifikatsioone. Seda tüüpi kastidel on konkreetne disain ja koos sellega ka oma toimimispõhimõte.

Bezvalnaja KP

Jõuülekandeid, mis ei kasuta eelnevalt monteeritud võllid, nimetatakse võllita. Nende kujunduses on neil mitu rida hammasrattaid, mis paiknevad kahes paralleelses teljes. Hammasrattad ühendatakse sidurite lukustamisega.

Hammasrattad asuvad kahel võllil. Kaks neist on tihedalt fikseeritud: juhile on see paigaldatud esimesele reale ja orjale - viimasele. Nendel asetsevad vahekäigud võivad sõltuvalt genereeritud ülekandearvust mängida juhi- või juhtrolli.

See modifikatsioon võimaldab ülekandesuhet suurendada mõlemas suunas. Sellise jõuülekande teine ​​eelis on kasti suurenenud võimsusvahemik. Üks tõsisemaid puudusi on abiautomaadi kohustuslik olemasolu, mille abil toimub käiguvahetus.

Sünkroonimata käigukast

Teist tüüpi spetsiifilised kastid on sünkroniseerimata kastid või sellised, mille kujunduses sünkroonijate olemasolu pole ette nähtud. See võib olla püsivõrgusilma või libisemiskasti tüüp.

Sellises kastis käigu vahetamiseks peab juhil olema teatud oskus. Ta peab suutma iseseisvalt sünkroonida hammasrataste ja haakeseadiste pöörlemist, määrates kindlaks üleminekuaja käigult käigule, samuti ühtlustades väntvõlli pöörlemiskiiruse gaasiga. Spetsialistid nimetavad seda protseduuri siduri ümberpaigutamiseks või topeltpressimiseks.

Sujuva vahetuse teostamiseks peab juhil olema kogemusi selliste mehhanismide juhtimisel. Sarnane jõuülekande tüüp on paigaldatud Ameerika traktoritele, mootorratastele, mõnikord traktoritele ja sportautodele. Kaasaegsetes sünkroniseerimata ülekannetes võib siduri ära jätta.

Nukk-käigukast

Nukkkastid on mingi sünkroniseerimata mudel. Erinevus seisneb hammaste kinnivormimises. Käigukasti efektiivsuse parandamiseks kasutatakse hammaste ristkülikukujulist kuju või nukkprofiili.

Sellised kastid on väga lärmakad, seetõttu kasutatakse neid kergsõidukites peamiselt võidusõiduautodel. Võistluse ajal sellele tegurile tähelepanu ei pöörata, kuid tavalises autos ei paku selline käigukast võimalust sõitu nautida.

Järjestikune KP

Järjestikune käigukast on jõuülekande tüüp, mille puhul käiguvahetus või üleslülitamine toimub ainult ühe astmega. Selleks kasutatakse käepidet või jalalülitit (mootorratastel), mis võimaldab korvis käiku korraga ainult ühes asendis liigutada.

Automaatkäigukastil nagu Tiptronic on sarnane tööpõhimõte, kuid see ainult jäljendab selle käigukasti tegevust. Klassikaline järjestikune käigukast on paigaldatud F-1 autodele. Lülituskiirus toimub neis käiguvahetajate abil.

Eelvalik CP

Klassikalises versioonis vajas eelvalik käigukast järgmise käigu eelvalikut, enne kui käigukast sellele üle läks. See nägi sageli välja selline. Auto liikumise ajal pani juht käigukasti järgmise käigu. Mehhanism valmistus ümberlülitumiseks, kuid tegi seda näiteks käsu peale siduri vajutamist.

Varem kasutati selliseid käigukaste sünkroniseerimata, võllita või planeetülekandega sõjavarustuses. Sellised kastimuudatused hõlbustasid keerukate mehhanismide kasutamist seni, kuni töötati välja sünkroniseeritud mehaanilised ja automaatsed kastid.

Praegu kasutatakse eelvalikukasti, kuid seda nimetatakse sagedamini topelt siduriga jõuülekandeks. Sellisel juhul valmistab arvuti ise ette soovitud kiirusele ülemineku, ühendades eelnevalt lukustamata kettaga ühendatud käiguga sobiva võlli. Teine seda tüüpi nimi kaasaegses disainis on robot.

Käigukasti valik. Mis on parem?

Paljusid loetletud käigukastidest kasutatakse ainult spetsiaalsetel seadmetel või tööpinkides. Kergesõidukites laialdaselt kasutatavad peamised käigukastid on järgmised:

• Manuaal käigukast. See on lihtsaim edastamise tüüp. Selleks, et pöörlemisliikumine jõuallikast jõuülekande võllile kanduks, kasutatakse sidurikorvi. Pedaali vajutades lahutab juht kasti veovõll mootorist, mis võimaldab tal mehhanismi kahjustamata valida etteantud kiirusele sobiva käigu.
• Automaat käigukast. Mootori pöördemoment antakse hüdraulilise jõuülekande kaudu (pöördemomendi muundur või hüdrosidur). Töövedelik toimib mehhanismi sidurina. See juhib reeglina planetaarset käigukasti. Kogu süsteemi juhib elektrooniline juhtplokk, mis analüüsib paljude andurite andmeid ja valib vastavalt sellele ülekandearvu. Automaatkastide hulgas on palju modifikatsioone, mis kasutavad erinevaid toimimisskeeme (olenevalt tootjast). Leidub isegi käsitsi juhtimisega automaatseid mudeleid.
• Robotülekanne. Neil KP-del on ka oma sordid. On elektrilisi, hüdraulilisi ja kombineeritud tüüpe. Disainilt sarnaneb robot põhimõtteliselt manuaalkäigukastiga, ainult topeltsiduriga. Esimene annab mootorilt pöördemomendi veoratastele ja teine ​​valmistab automaatselt ette mehhanismi järgmise käigu sisselülitamiseks.
• CVT edastamine. Levinud versioonis koosneb variaator kahest rihmarattast, mis on omavahel ühendatud rihmaga (üks või mitu). Toimimispõhimõte on järgmine. Rihmaratas liigub lahku või pügab, põhjustades rihma liikumist suurema või väiksema läbimõõduga elemendile. Sellest alates muutub ülekandearv.

Siin on igat tüüpi kastide võrdlustabel koos nende eeliste ja puudustega.

Kasti tüüp:	Tööpõhimõte	väärikus	Piirangud
MKPP	Käsitsi vahetamine, sünkroniseeritud ülekanne.	Lihtne struktuur, odav remontida ja hooldada, säästab kütust.	Algaja peab siduri ja gaasipedaali sünkroniseeritud tööga harjuma, eriti mäest üles minnes. Kõik ei saa kohe õiget käiku sisse lülitada. Nõuab siduri sujuvat kasutamist.
Automaatkäigukast	Hüdrauliline pump tekitab turbiini käitava töövedeliku rõhu, mis edastab pöörde planeedikäigule.	Sõitke mugavalt. Ei vaja juhi sekkumist käiguvahetusprotsessi. Vahetab käike, kasutades maksimaalselt ära kogu mootori ressurssi. Kõrvaldab inimfaktori (kui juht lülitab kogemata esimese kiiruse sisse kolmanda asemel). Lülitab käike sujuvalt.	Kõrge hoolduskulu. Mass on suurem kui manuaalkäigukastil. Võrreldes eelmise käigukasti tüübiga toob see kaasa suurema kütusekulu. Efektiivsus ja dünaamika on madalamad, eriti sportliku sõidustiili korral.
Робот	Kahekordne sidur võimaldab teil ette valmistada järgmise käigu sõidu ajal sisselülitamiseks. Kõige sagedamini on paarisülekanded seotud ühe rühmaga ja paarituid teise rühmaga. Sisemiselt sarnane mehaanilise kastiga.	Ülemineku maksimaalne sujuvus. Ei vaja juhi sekkumist tööprotsessi. Ökonoomne kütusekulu. Kõrge efektiivsus ja dünaamika. Mõnel mudelil on võimalus töörežiimi valida.	Mehhanismi keerukus toob kaasa selle madala töökindluse, sagedase ja kuluka hoolduse. Talub halvasti keerulisi teeolusid.
Variaator (CVT)	Pöördemoment edastatakse pöördemomendi muunduri abil, nagu automaadis. Käiguvahetus toimub veovõlli rihmaratta liigutamise teel, mis surub rihma soovitud asendisse, mis suurendab või vähendab ülekandearvu.	Tõmmeteta ümberlülitamine, tavalise masinaga võrreldes dünaamilisem. Võimaldab veidi kütust kokku hoida.	Seda ei kasutata võimsates jõuallikates, kuna ülekanne on rihm. Kõrge hoolduskulu. Nõuab andurite õiget tööd, kust CVT tööks signaal võetakse vastu. Talub halvasti keerulisi teeolusid ja talle ei meeldi vedamine.

Käigukasti tüübi üle otsustamisel tuleb lähtuda mitte ainult rahalistest võimalustest, vaid rohkem keskenduda sellele, kas see kast sobib autole. Pole asjata, et tehase tootjad seovad kõik toiteplokid kindla kastiga.

Manuaalkäigukast sobib rohkem aktiivsele juhile, kes mõistab kiiret autojuhtimist. Masin sobib rohkem neile, kellele meeldib mugavus. Robot tagab mõistliku kütusekulu ja on kohandatud mõõdetud sõiduks. Masina kõige sujuvama töö austajate jaoks sobib variaator.

Tehniliste näitajate osas on võimatu viidata täiuslikule kastile. Igaüks neist on oma tingimustes hea ja spetsiifilise sõiduoskusega. Ühel juhul on algajal lihtsam alustada mitmesuguste automaatkäigukastide kasutamisega, teisel juhul on eelistatav arendada mehaanika kasutamise oskust.

Küsimused ja vastused:

Kuidas käigukast töötab? Manuaalkäigukast koosneb käikude komplektist, mis moodustavad erinevad ülekandearvud. Automaatkäigukast on varustatud pöördemomendi muunduriga ja muutuva läbimõõduga rihmaratastega (variaator). Robot on mehaanika analoog, ainult topeltsiduriga.

Mis on käigukasti sees? Iga käigukasti sees on veovõll ja veovõll. Sõltuvalt kasti tüübist paigaldatakse võllidele kas rihmarattad või hammasrattad.