Perangkat dan prinsip pengoperasian gearbox

Untuk sebuah mobil yang bergerak di jalan, tidak cukup hanya memiliki mesin yang bertenaga dan efisien di bawah kapnya. Torsi dari poros engkol entah bagaimana harus disalurkan ke roda penggerak kendaraan.

Untuk tujuan ini, mekanisme khusus dibuat - gearbox. Pertimbangkan struktur dan tujuannya, serta perbedaan modifikasi KP.

Tujuan dari gearbox

Singkatnya, gearbox dirancang untuk mentransfer torsi dari unit daya ke roda penggerak. Transmisi tersebut juga mengubah kecepatan poros engkol sehingga pengemudi dapat mengakselerasi mobil tanpa mengengkolkan mesin ke rpm maksimum.

Mekanisme ini disesuaikan dengan parameter mesin pembakaran dalam untuk memaksimalkan seluruh sumber daya mesin tanpa merusak bagian-bagiannya. Berkat transmisinya, alat berat dapat bergerak maju dan mundur.

Semua mobil modern memiliki transmisi yang memungkinkan Anda untuk menonaktifkan sementara kopling crankshaft yang kaku dengan roda penggerak. Ini memungkinkan mobil untuk diam, misalnya mendekati lampu lalu lintas dengan hati-hati. Mekanisme ini juga memungkinkan Anda untuk tidak mematikan mesin saat mobil berhenti. Ini diperlukan untuk mengisi ulang baterai dan untuk mengoperasikan peralatan tambahan, seperti AC.

Setiap proposal komersial harus memenuhi persyaratan berikut:

• Memberikan traksi mobil dan konsumsi bahan bakar yang irit, tergantung pada tenaga dan volume mesin;
• Kemudahan penggunaan (pengemudi tidak boleh teralihkan dari jalan saat mengubah kecepatan kendaraan);
• Jangan membuat suara berisik selama pengoperasian;
• Keandalan dan efisiensi tinggi;
• Dimensi minimum (sebanyak mungkin untuk kendaraan yang kuat).

Perangkat Gearbox

Sepanjang sejarah industri otomotif, mekanisme ini terus dimodernisasi, yang karenanya saat ini terdapat berbagai macam transmisi yang memiliki banyak perbedaan signifikan.

Perangkat gearbox apa pun meliputi:

• Perumahan. Ini berisi semua bagian yang diperlukan yang memastikan kopling motor ke poros penggerak, dari mana rotasi disuplai ke roda.
• Cadangan minyak. Karena dalam mekanisme ini bagian-bagian bersentuhan satu sama lain di bawah beban berat, pelumasan memastikan pendinginannya dan menciptakan lapisan oli yang melindungi dari keausan dini pada roda gigi.
• Mekanisme transmisi kecepatan. Tergantung pada jenis kotak, mekanismenya dapat mencakup poros, satu set roda gigi, kotak roda gigi planetary, konverter torsi, cakram gesekan, sabuk dan katrol.

Klasifikasi KP

Ada beberapa parameter yang mengklasifikasikan semua kotak. Ada enam tanda seperti itu. Di masing-masing, torsi disuplai ke roda penggerak sesuai dengan prinsipnya sendiri dan memiliki metode pemilihan gigi yang berbeda.

Melalui transmisi aliran daya

Kategori ini mencakup KP berikut:

• Gearbox mekanis. Dalam modifikasi ini, power take-off dilakukan dengan transmisi gigi.
• Gearbox dengan poros koaksial. Rotasi juga disalurkan melalui rangkaian roda gigi, hanya elemennya yang dibuat berbentuk kerucut atau silinder.
• Planetary. Rotasi ditransmisikan melalui satu set roda gigi planet, yang persnelingnya terletak dalam satu bidang.
• Hidromekanis. Dalam transmisi semacam itu, transmisi mekanis (terutama tipe planet) digunakan bersama dengan konverter torsi atau kopling fluida.
• CVT. Ini adalah jenis gearbox yang tidak menggunakan transmisi step. Paling sering, mekanisme seperti itu bekerja bersama dengan kopling fluida dan koneksi sabuk.

Dengan jumlah poros utama dengan roda gigi

Saat mengklasifikasikan kotak roda gigi berdasarkan jumlah poros, mereka dibedakan:

• Dengan dua poros dan roda gigi satu tahap pada poros. Tidak ada transmisi langsung dalam transmisi ini. Paling sering, modifikasi semacam itu dapat ditemukan pada mobil penggerak roda depan. Beberapa model dengan motor yang dipasang di belakang juga memiliki kotak serupa.
• Dengan tiga poros dan roda gigi dua tahap pada poros. Dalam kategori ini, ada versi dengan poros koaksial dan non-koaksial. Dalam kasus pertama, ada transmisi langsung. Secara penampang memiliki dimensi yang lebih kecil, dan panjang yang sedikit lebih besar. Kotak semacam itu digunakan pada mobil penggerak roda belakang. Subkategori kedua tidak memiliki transmisi langsung. Pada dasarnya modifikasi ini digunakan pada kendaraan all wheel drive dan traktor.
• Dengan banyak poros. Dalam kategori kotak roda gigi ini, poros dapat memiliki jumlah pengikatan yang berurutan atau tidak berurutan. Gearbox ini terutama digunakan pada traktor dan peralatan mesin. Ini memungkinkan lebih banyak gigi.
• Tanpa poros. Pos pemeriksaan semacam itu tidak digunakan dalam transportasi biasa. Di antara model tersebut ada versi koaksial dan non-selaras. Mereka terutama digunakan dalam tank.

Klasifikasi gearbox planet

Gearbox planet dibagi menurut parameter berikut:

• Dua, tiga, empat atau lebih derajat kebebasan ketika semua elemen gesekan terputus;
• Jenis roda gigi planet yang digunakan dalam mekanisme ini adalah episiklik (mahkota utama memiliki susunan gigi internal atau eksternal).

Dengan metode kontrol

Dalam kategori ini, ada kotak seperti itu:

• Manual. Pada model seperti itu, pengemudi memilih roda gigi yang diinginkan. Ada dua jenis transmisi manual: perpindahan gigi dilakukan dengan upaya pengemudi atau melalui penggerak servo. Dalam kedua kasus, kontrol dilakukan oleh seseorang, hanya kategori kedua dari gearbox yang memiliki perangkat servo. Ini menerima sinyal dari pengemudi, dan kemudian mengatur gigi yang dipilih. Mesin paling sering menggunakan penggerak servo hidrolik.
• Otomatis. Unit kontrol elektronik menentukan beberapa faktor (tingkat tekanan akselerator, beban yang berasal dari roda, kecepatan poros engkol, dll.) Dan atas dasar ini menentukan kapan harus menggunakan gigi naik atau turun.
• Robot. Ini adalah kotak elektromekanis. Di dalamnya, persneling dihidupkan dalam mode otomatis, hanya perangkatnya yang seperti mekanik biasa. Saat transmisi robotik bekerja, pengemudi tidak ikut serta dalam perpindahan gigi. Unit kontrol itu sendiri menentukan kapan harus menggunakan roda gigi mana. Dalam kasus ini, peralihan terjadi hampir tanpa disadari.

Berdasarkan jumlah roda gigi

Klasifikasi ini adalah yang paling sederhana. Di dalamnya, semua kotak dibagi jumlah roda gigi, misalnya empat, lima enam, dan seterusnya. Kategori ini tidak hanya mencakup model manual tetapi juga model otomatis.

Jenis transmisi

Klasifikasi yang paling umum adalah berdasarkan jenis kotak itu sendiri:

• Mekanika. Pada model ini, pemilihan dan pemindahan gigi dilakukan sepenuhnya oleh pengemudi. Pada dasarnya ini adalah kotak roda gigi dengan beberapa poros, yang bekerja melalui rangkaian roda gigi.
• Mesin. Transmisi ini bekerja dalam mode otomatis. Pemilihan roda gigi yang sesuai dilakukan berdasarkan parameter yang diukur oleh sistem kendali kotak roda gigi.
• Robot adalah sejenis kotak roda gigi mekanis. Desain modifikasi ini praktis tidak berbeda dengan mekanik konvensional: ia memiliki kopling, dan roda gigi diaktifkan melalui sambungan roda gigi yang sesuai pada poros penggerak. Hanya kontrol roda gigi yang dikendalikan oleh komputer, bukan pengemudi. Keuntungan dari transmisi semacam itu adalah pemindahan gigi yang paling mulus.

Gearbox khusus desain

Selain transmisi yang dikenal, modifikasi unik juga dapat digunakan pada kendaraan. Jenis kotak ini memiliki desain khusus, dan dengan itu prinsip pengoperasiannya sendiri.

Bezvalnaya KP

Transmisi yang tidak menggunakan poros yang telah dirakit sebelumnya disebut tanpa poros. Dalam desainnya, mereka memiliki beberapa baris roda gigi yang terletak di dua sumbu paralel. Roda gigi dihubungkan dengan mengunci kopling.

Roda gigi terletak di dua poros. Dua di antaranya dipasang dengan erat: pada pemimpin dipasang di baris pertama, dan pada pengikut - di baris terakhir. Roda gigi perantara yang terletak di atasnya dapat memainkan peran sebagai pemimpin atau penggerak, tergantung pada rasio roda gigi yang dihasilkan.

Modifikasi ini memungkinkan rasio transmisi ditingkatkan di kedua arah. Keuntungan lain dari transmisi semacam itu adalah jangkauan daya kotak yang meningkat. Salah satu kelemahan paling serius adalah keberadaan wajib dari sistem otomatis bantu dengan bantuan perubahan gigi yang dilakukan.

Gearbox tidak tersinkronisasi

Jenis kotak spesifik lainnya adalah kotak yang tidak tersinkronisasi, atau kotak yang desainnya tidak menyediakan sinkronisasi. Ini bisa berupa tipe jala permanen atau tipe roda gigi selip.

Untuk mengganti persneling dalam kotak seperti itu, pengemudi harus memiliki keahlian tertentu. Ia harus mampu secara independen menyinkronkan putaran roda gigi dan kopling, menentukan waktu transisi dari gigi ke gigi, serta menyamakan kecepatan putaran poros engkol dengan akselerator. Para profesional menyebut prosedur ini sebagai rebasing atau meremas ganda kopling.

Untuk melakukan perpindahan gigi yang mulus, pengemudi harus memiliki pengalaman dalam mengoperasikan mekanisme tersebut. Jenis transmisi serupa dipasang di traktor Amerika, sepeda motor, terkadang di traktor dan mobil sport. Dalam transmisi unsynchronized modern, kopling dapat dihilangkan.

Kotak roda gigi cam

Kotak cam adalah jenis model yang tidak disinkronkan. Perbedaannya adalah bentuk gigi yang bertautan. Untuk meningkatkan efisiensi kotak roda gigi, bentuk persegi panjang atau profil cam dari gigi digunakan.

Kotak seperti itu sangat bising, oleh karena itu digunakan dalam kendaraan ringan terutama pada mobil balap. Selama kompetisi, faktor ini tidak diperhatikan, tetapi pada mobil biasa transmisi seperti itu tidak akan memberikan kesempatan untuk menikmati pengendaraan.

KP berurutan

Gearbox sekuensial adalah jenis transmisi di mana penurunan atau perpindahan gigi dilakukan secara eksklusif dengan satu langkah. Untuk melakukan ini, gunakan pegangan atau sakelar kaki (pada sepeda motor), yang memungkinkan Anda untuk memindahkan gigi di keranjang hanya satu posisi dalam satu waktu.

Transmisi otomatis seperti Tiptronic memiliki prinsip pengoperasian yang serupa, tetapi hanya meniru aksi transmisi ini. Gearbox sekuensial klasik dipasang di mobil F-1. Kecepatan perpindahan di dalamnya dilakukan dengan menggunakan paddle shifter.

CP Preselektif

Dalam versi klasik, kotak roda gigi pra-selektif memerlukan pemilihan awal gigi berikutnya sebelum kotak roda gigi beralih ke sana. Seringkali terlihat seperti ini. Saat mobil melaju, pengemudi memasang persneling berikutnya pada selektor. Mekanismenya bersiap untuk pindah gigi, tapi dilakukan atas perintah, misalnya, setelah menekan kopling.

Sebelumnya, gearbox semacam itu digunakan dalam peralatan militer dengan transmisi tidak sinkron, tanpa poros, atau planet. Modifikasi kotak seperti itu mempermudah pengoperasian mekanisme yang kompleks sampai kotak mekanis dan otomatis tersinkronisasi dikembangkan.

Saat ini kotak pemilihan awal digunakan, tetapi lebih sering disebut sebagai transmisi kopling ganda. Dalam hal ini, komputer itu sendiri mempersiapkan transisi ke kecepatan yang diinginkan dengan menghubungkan poros yang sesuai dengan roda gigi yang terpasang ke disk yang tidak terpasang terlebih dahulu. Nama lain untuk jenis ini dalam desain modern adalah robot.

Pilihan gearbox. Apa yang lebih baik?

Banyak dari gearbox yang terdaftar hanya digunakan pada peralatan khusus atau peralatan mesin. Gearbox utama, yang banyak digunakan pada kendaraan ringan, adalah:

• Transmisi manual. Ini adalah jenis transmisi yang paling sederhana. Agar gerakan rotasi dapat disalurkan dari unit daya ke poros gearbox, keranjang kopling digunakan. Dengan menekan pedal, pengemudi memutuskan poros penggerak kotak dari motor, yang memungkinkannya, tanpa merusak mekanismenya, untuk memilih roda gigi yang cocok untuk kecepatan tertentu.
• Transmisi otomatis. Torsi dari motor disuplai melalui transmisi hidrolik (konverter torsi atau kopling fluida). Fluida kerja berperan sebagai kopling dalam mekanisme tersebut. Ini menggerakkan, sebagai aturan, gearbox planet. Seluruh sistem dikendalikan oleh unit kontrol elektronik yang menganalisis data dari banyak sensor dan memilih rasio roda gigi yang sesuai. Di antara boks otomatis, ada banyak modifikasi yang menggunakan skema operasi berbeda (tergantung pabrikan). Bahkan ada model otomatis dengan kontrol manual.
• Transmisi robotik. KP ini juga punya varietasnya sendiri. Ada tipe listrik, hidrolik dan gabungan. Secara desain, robot pada dasarnya mirip dengan transmisi manual, hanya dengan kopling ganda. Yang pertama memasok torsi dari motor ke roda penggerak, dan yang kedua secara otomatis menyiapkan mekanisme untuk mengaktifkan gigi berikutnya.
• Transmisi CVT. Pada versi umum, variator terdiri dari dua katrol, yang saling berhubungan dengan sabuk (satu atau lebih). Prinsip operasinya adalah sebagai berikut. Katrol bergerak menjauh atau bergeser, menyebabkan sabuk berpindah ke elemen berdiameter lebih besar atau lebih kecil. Dari sini, rasio roda gigi berubah.

Berikut adalah grafik perbandingan setiap jenis kotak dengan kelebihan dan kekurangannya.

Jenis kotak:	Prinsip operasi	martabat	Kekurangan:
Transmisi manual	Pemindahan gigi manual, persneling tersinkronisasi.	Struktur sederhana, murah untuk diperbaiki dan dirawat, menghemat bahan bakar.	Seorang pemula perlu membiasakan diri dengan pengoperasian kopling dan pedal gas yang disinkronkan, terutama saat memulai menanjak. Tidak semua orang dapat langsung menyalakan peralatan yang tepat. Membutuhkan penggunaan kopling yang mulus.
Transmisi otomatis	Pompa hidrolik menciptakan tekanan fluida kerja, yang menggerakkan turbin, dan mentransmisikan rotasi ke roda gigi planet.	Berkendara dengan nyaman. Tidak membutuhkan campur tangan pengemudi dalam proses perpindahan gigi. Mengubah gigi, mengoptimalkan seluruh sumber daya mesin. Menghilangkan faktor manusia (ketika pengemudi secara tidak sengaja menyalakan kecepatan pertama, bukan yang ketiga). Menggeser gigi dengan mulus.	Biaya perawatan yang tinggi. Massa lebih besar dari pada transmisi manual. Dibandingkan tipe transmisi sebelumnya, yang satu ini akan menghasilkan konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi. Efisiensi dan dinamika lebih rendah, terutama dengan gaya berkendara yang sporty.
robot	Kopling ganda memungkinkan Anda menyiapkan gigi berikutnya untuk pengaktifan saat mengemudi. Paling sering, transmisi genap terikat ke satu grup, dan yang ganjil ke grup lainnya. Secara internal mirip dengan kotak mekanis.	Kehalusan peralihan maksimum. Tidak membutuhkan campur tangan pengemudi dalam proses kerja. Konsumsi bahan bakar ekonomis. Efisiensi dan dinamika tinggi. Beberapa model memiliki kemampuan untuk memilih mode operasi.	Kompleksitas mekanisme menyebabkan keandalan yang rendah, perawatan yang sering dan mahal. Toleransi yang buruk terhadap kondisi jalan yang sulit.
Variator (CVT)	Torsi disalurkan menggunakan konverter torsi, seperti pada mesin otomatis. Perpindahan gigi dilakukan dengan menggerakkan katrol poros penggerak, yang mendorong sabuk ke posisi yang diinginkan, yang meningkatkan atau menurunkan rasio roda gigi.	Beralih tanpa sentakan, lebih dinamis dibandingkan mesin konvensional. Memungkinkan sedikit penghematan bahan bakar.	Itu tidak digunakan pada unit daya yang kuat, karena transmisinya adalah sabuk. Biaya perawatan yang tinggi. Memerlukan pengoperasian sensor yang benar, dari mana sinyal diterima untuk pengoperasian CVT. Toleransi yang buruk terhadap kondisi jalan yang sulit dan tidak suka derek.

Saat memutuskan jenis transmisi, perlu untuk melanjutkan tidak hanya dari kemampuan finansial, tetapi lebih fokus pada apakah boks ini cocok untuk mobil. Bukan alasan mengapa pabrikan dari pabrik memasangkan setiap unit daya dengan kotak tertentu.

Transmisi manual lebih cocok untuk pengemudi aktif yang memahami seluk-beluk pengendalian mobil berkecepatan tinggi. Mesin lebih cocok untuk yang suka kenyamanan. Robot akan memberikan konsumsi bahan bakar yang wajar dan disesuaikan untuk penggerak terukur. Untuk pecinta pengoperasian mesin yang paling mulus, variator cocok.

Dalam hal spesifikasi teknis, tidak mungkin menunjukkan kotak yang sempurna. Masing-masing bagus dalam kondisinya sendiri dan dengan keterampilan mengemudi khusus. Dalam satu kasus, lebih mudah bagi seorang pemula untuk memulai dengan mengoperasikan berbagai transmisi otomatis; dalam kasus lain, lebih disukai untuk mengembangkan keterampilan menggunakan mekanik.

Pertanyaan dan Jawaban:

Bagaimana cara kerja gearbox? Transmisi manual terdiri dari satu set roda gigi yang membentuk rasio roda gigi yang berbeda. Transmisi otomatis dilengkapi dengan konverter torsi dan puli diameter variabel (variator). Robot adalah analog dari mekanik, hanya dengan kopling ganda.

Apa yang ada di dalam gearbox? Di dalam gearbox apa pun ada poros penggerak dan poros yang digerakkan. Tergantung pada jenis kotak, baik katrol atau roda gigi dipasang pada poros.