Pārnesumkārbas ierīce un darbības princips

Lai automašīna pārvietotos pa ceļu, nepietiek ar jaudīgu un efektīvu motoru zem pārsega. Griezes moments no kloķvārpstas kaut kā jāpārnes uz transportlīdzekļa piedziņas riteņiem.

Šim nolūkam tika izveidots īpašs mehānisms - pārnesumkārba. Apsveriet tā struktūru un mērķi, kā arī to, kā atšķiras dažādas KP modifikācijas.

Pārnesumkārbas mērķis

Īsāk sakot, pārnesumkārba ir paredzēta griezes momenta pārnešanai no spēka agregāta uz piedziņas riteņiem. Pārnesumkārba arī pārveido kloķvārpstas ātrumu, lai vadītājs varētu paātrināt automašīnu, neieliekot motoru līdz maksimālajiem apgriezieniem minūtē.

Šis mehānisms tiek saskaņots ar iekšdedzes dzinēja parametriem, lai maksimizētu visu motora resursu, nesabojājot tā daļas. Pateicoties transmisijai, mašīna var pārvietoties gan uz priekšu, gan atpakaļ.

Visām mūsdienu automašīnām ir transmisija, kas ļauj īslaicīgi atslēgt kloķvārpstas stingro sakabi ar piedziņas riteņiem. Tas ļauj automašīnai darboties tukšgaitā, piemēram, maigi tuvojoties luksoforam. Šis mehānisms ļauj arī neizslēgt motoru, kad automašīna apstājas. Tas ir nepieciešams, lai uzlādētu akumulatoru un darbinātu papildu aprīkojumu, piemēram, gaisa kondicionieri.

Katram komerciālajam piedāvājumam jāatbilst šādām prasībām:

• Nodrošiniet automašīnas saķeri un ekonomisku degvielas patēriņu atkarībā no motora jaudas un tilpuma;
• Lietošanas ērtums (mainot transportlīdzekļa ātrumu, vadītāju nedrīkst novērst no ceļa);
• Darbības laikā netraucējiet;
• Augsta uzticamība un efektivitāte;
• Minimālie izmēri (cik vien iespējams jaudīgu transportlīdzekļu gadījumā).

Pārnesumkārbas ierīce

Visā automobiļu rūpniecības vēsturē šis mehānisms tiek pastāvīgi modernizēts, kā dēļ šodien ir ļoti dažādas transmisijas, kurām ir daudz būtisku atšķirību.

Jebkuras pārnesumkārbas ierīce ietver:

• Mājokļi. Tas satur visas nepieciešamās daļas, kas nodrošina motora savienošanu ar piedziņas vārpstu, no kuras rotācija tiek pārnesta uz riteņiem.
• Eļļas rezervuārs. Tā kā šajā mehānismā detaļas saskaras viena ar otru ar lielu slodzi, eļļošana nodrošina to atdzišanu un izveido eļļas plēvi, kas aizsargā pret priekšlaicīgu zobratu nodilumu.
• Ātruma pārneses mehānisms. Atkarībā no kastes veida mehānisms var ietvert vārpstas, zobratu komplektu, planētu zobratu, griezes momenta pārveidotāju, berzes diskus, siksnas un skriemeļus.

KP klasifikācija

Ir vairāki parametri, pēc kuriem visas rūtiņas tiek klasificētas. Šādas zīmes ir sešas. Katrā no tiem griezes moments tiek piegādāts piedziņas ritenim pēc sava principa, un tam ir atšķirīga pārnesumu izvēles metode.

Ar enerģijas plūsmas pārraides metodi

Šajā kategorijā ietilpst šādi KP:

• Mehāniskā pārnesumkārba. Šajā modifikācijā spēka piedziņu veic pārnesumu piedziņa.
• Pārnesumkārba ar koaksiālajām vārpstām. Rotācija tiek pārsūtīta arī caur zobratu vilcienu, tikai tā elementi ir izgatavoti konusveida vai cilindriskas formas.
• Planētu. Rotācijas pārraidi veic caur planētu pārnesumu komplektu, kura zobrati atrodas vienā plaknē.
• Hidromehāniskais. Šādā transmisijā mehānisko transmisiju (galvenokārt planētu tipa) izmanto kopā ar griezes momenta pārveidotāju vai šķidruma savienojumu.
• CVT. Šis ir pārnesumkārbas veids, kurā netiek izmantota pakāpju pārnesumkārba. Visbiežāk šāds mehānisms darbojas kopā ar šķidruma savienojumu un jostas savienojumu.

Pēc galveno vārpstu ar pārnesumiem skaita

Klasificējot pārnesumkārbas pēc vārpstu skaita, tās izšķir:

• Ar divām asīm un vienpakāpes ass pārnesumu. Šajās transmisijās nav tiešas piedziņas. Visbiežāk šādas modifikācijas var atrast priekšpiedziņas automašīnās. Dažiem modeļiem ar aizmugurē uzstādītiem motoriem ir arī līdzīga kaste.
• Ar trim asīm un divpakāpju ass pārnesumu. Šajā kategorijā ir versijas ar koaksiālajām un ne koaksiālajām vārpstām. Pirmajā gadījumā ir tieša pārraide. Šķērsgriezumā tam ir mazāki izmēri un nedaudz lielāks garums. Šādas kastes tiek izmantotas aizmugurējo riteņu piedziņas automašīnās. Otrajai apakškategorijai nav tiešas pārraides. Būtībā šī modifikācija tiek izmantota pilnpiedziņas transportlīdzekļos un traktoros.
• Ar vairākām vārpstām. Šajā pārnesumkārbas kategorijā vārpstām var būt secīgs vai secīgs ieslēgšanās skaits. Šīs pārnesumkārbas galvenokārt izmanto traktoros un darbgaldos. Tas ļauj vairāk pārnesumu.
• Bez vārpstām. Šādi kontrolpunkti netiek izmantoti parastajā transportā. Starp šādiem modeļiem ir koaksiālās un nesaskaņotās versijas. Tos galvenokārt izmanto tvertnēs.

Planētu pārnesumkārbu klasifikācija

Planetārās pārnesumkārbas ir sadalītas pēc šādiem parametriem:

• Divas, trīs, četras vai vairāk brīvības pakāpes, kad visi berzes elementi ir atvienoti;
• Mehānismā izmantotais planētu pārnesumu veids ir epiciklisks (galvenajam vainagam ir iekšējs vai ārējs zobu izvietojums).

Pēc kontroles metodes

Šajā kategorijā ir šādas rūtiņas:

• Manuāli. Šādos modeļos vadītājs izvēlas vēlamo pārnesumu. Ir divu veidu manuālās pārnesumkārbas: pārslēgšana notiek ar vadītāja centieniem vai ar servo. Abos gadījumos vadību veic persona, tikai otrajā pārnesumkārbas kategorijā ir servo ierīce. Tas saņem signālu no vadītāja un pēc tam iestata izvēlēto pārnesumu. Mašīnas visbiežāk izmanto hidraulisko servopiedziņu.
• Automātiska. Elektroniskais vadības bloks nosaka vairākus faktorus (akseleratora nospiešanas pakāpe, slodze, kas rodas no riteņiem, kloķvārpstas ātrums utt.), Un, pamatojoties uz to, pats nosaka, kad ieslēgt augšējo vai lejupējo pārnesumu.
• Robots. Šī ir elektromehāniskā kaste. Tajā pārnesumi tiek ieslēgti automātiskajā režīmā, tikai tā ierīce ir līdzīga parastajai mehānikai. Kad darbojas robotizētā transmisija, vadītājs nepiedalās pārnesumu pārslēgšanā. Vadības bloks pats nosaka, kad kuru pārnesumu ieslēgt. Šajā gadījumā pārslēgšanās notiek gandrīz nemanāmi.

Pēc pārnesumu skaita

Šī klasifikācija ir vienkāršākā. Tajā visas rūtiņas tiek dalītas ar pārnesumu skaitu, piemēram, četri, pieci seši utt. Šajā kategorijā ietilpst ne tikai manuālie, bet arī automātiskie modeļi.

Pārraides veidi

Visizplatītākā klasifikācija ir pēc pašas kastes veida:

• Mehānika. Šajos modeļos pārnesumu izvēli un pārslēgšanu pilnībā veic vadītājs. Būtībā tā ir pārnesumkārba ar vairākām vārpstām, kas darbojas caur zobratu vilcienu.
• Mašīna. Šī transmisija darbojas automātiskajā režīmā. Piemērota pārnesuma izvēle tiek veikta, pamatojoties uz parametriem, kurus mēra pārnesumkārbas vadības sistēma.
• Robots ir sava veida mehāniskā pārnesumkārba. Šīs modifikācijas dizains praktiski neatšķiras no parastās mehānikas: tam ir sajūgs, un pārnesumi tiek ieslēgti, izmantojot attiecīgā pārnesuma savienojumu uz piedziņas vārpstas. Tikai pārnesumu vadību kontrolē dators, nevis vadītājs. Šādas transmisijas priekšrocība ir iespējami vienmērīgāka pārslēgšanās.

Konstrukcijai raksturīgas pārnesumkārbas

Papildus zināmajām transmisijām transportlīdzekļos var izmantot arī unikālas modifikācijas. Šāda veida kastēm ir īpašs dizains, un līdz ar to arī savs darbības princips.

Bezvalnaja KP

Transmisijas, kurās neizmanto iepriekš samontētas vārpstas, sauc par bezvārpstām. Pēc to konstrukcijas viņiem ir vairākas zobratu rindas, kas atrodas divās paralēlās asīs. Zobratus savieno, nofiksējot sajūgus.

Zobrati atrodas uz divām vārpstām. Divi no tiem ir cieši nostiprināti: uz vadītāja tas ir uzstādīts pirmajā rindā, bet uz vergu - pēdējā. Starp tiem esošie starpzobrati var spēlēt vadošo vai piedzīto lomu atkarībā no ģenerētās pārnesuma attiecības.

Šī modifikācija ļauj palielināt pārraides attiecību abos virzienos. Vēl viena šādas transmisijas priekšrocība ir palielināts kastes jaudas diapazons. Viens no nopietnākajiem trūkumiem ir obligāta papildu automātiskās sistēmas klātbūtne, ar kuras palīdzību tiek veikta pārnesumu maiņa.

Nesinhronizēta pārnesumkārba

Cits specifisku lodziņu veids ir nesinhronizēts vai tāds, kura konstrukcijā nav paredzēta sinhronizatoru klātbūtne. Tas var būt pastāvīga acu veids vai slīdoša pārnesuma tips.

Lai pārslēgtu pārnesumu šādā kastē, vadītājam ir jābūt noteiktai prasmei. Viņam jāspēj patstāvīgi sinhronizēt zobratu un sakabju rotāciju, nosakot pārejas laiku no pārnesuma uz pārnesumu, kā arī izlīdzinot kloķvārpstas rotācijas ātrumu ar akseleratoru. Profesionāļi atsaucas uz šo procedūru kā sajūga maiņu vai dubultu saspiešanu.

Lai veiktu vienmērīgu pārslēgšanu, vadītājam ir jābūt pieredzei šādu mehānismu darbināšanā. Līdzīgs transmisijas veids tiek uzstādīts amerikāņu traktoros, motociklos, dažreiz traktoros un sporta automašīnās. Mūsdienu nesinhronizētās transmisijās sajūgu var izlaist.

Sadales ātrumkārba

Cam kastes ir sava veida nesinhronizēts modelis. Atšķirība ir sietu zobu forma. Lai uzlabotu pārnesumkārbas efektivitāti, tiek izmantota taisnstūra forma vai zobu izciļņa profils.

Šādas kastes ir ļoti trokšņainas, tāpēc tās izmanto vieglajos transportlīdzekļos galvenokārt sacīkšu automašīnām. Sacensību laikā šim faktoram netiek pievērsta uzmanība, taču parastajā automašīnā šāda transmisija nedos iespēju izbaudīt braucienu.

Secīgs KP

Secīga pārnesumkārba ir transmisijas veids, kurā lejupvērsto vai augšējo pārslēgšanu veic tikai ar vienu soli. Lai to izdarītu, tiek izmantots rokturis vai pēdas slēdzis (motocikliem), kas ļauj grozā pārvietot pārnesumus tikai vienā pozīcijā vienlaikus.

Automātiskajai pārnesumkārbai, piemēram, Tiptronic, ir līdzīgs darbības princips, taču tā tikai imitē šīs transmisijas darbību. Klasiskā secīgā pārnesumkārba ir uzstādīta F-1 automašīnām. Pārslēgšanās ātrums tajos tiek veikts, izmantojot lāpstiņu pārslēgus.

Preselektīvais KP

Klasiskajā versijā iepriekšējai pārnesumkārbai bija nepieciešama iepriekšēja nākamā pārnesuma izvēle, pirms pārnesumkārba tika pārslēgta uz to. Tas bieži izskatījās šādi. Kamēr automašīna pārvietojās, vadītājs uzlika selektoram nākamo pārnesumu. Mehānisms gatavojās pārslēgties, taču to izdarīja pēc komandas, piemēram, pēc sajūga nospiešanas.

Iepriekš šādas pārnesumkārbas tika izmantotas militārajā aprīkojumā ar nesinhronizētu, bez vārpstas vai planētas transmisiju. Šādas kastes modifikācijas atviegloja sarežģītu mehānismu darbību, līdz tika izstrādātas sinhronizētas mehāniskās un automātiskās kastes.

Pašlaik tiek izmantota iepriekšējas izvēles kaste, taču to biežāk dēvē par dubultās sajūga transmisiju. Šajā gadījumā dators pats sagatavo pāreju uz vēlamo ātrumu, iepriekš savienojot piemērotu vārpstu ar pārnesumu, kas ieslēgts nefiksētam diskam. Vēl viens šāda veida nosaukums mūsdienu dizainā ir robots.

Pārnesumkārbas izvēle. Kas ir labāks?

Daudzas no uzskaitītajām pārnesumkārbām izmanto tikai īpašam aprīkojumam vai darbgaldos. Galvenās pārnesumkārbas, ko plaši izmanto vieglajā transportā, ir:

• Manuālā ātrumkārba. Šis ir vienkāršākais pārraides veids. Lai rotācijas kustība no spēka agregāta tiktu pārnesta uz pārnesumkārbas vārpstu, tiek izmantots sajūga grozs. Nospiežot pedāli, vadītājs atvieno kastes piedziņas vārpstu no motora, kas ļauj viņam izvēlēties ātrumu, kas piemērots konkrētam ātrumam, nekaitējot mehānismam.
• Automātiskā pārnesumkārba. Griezes moments no motora tiek piegādāts caur hidraulisko transmisiju (griezes momenta pārveidotāju vai hidraulisko sajūgu). Darba šķidrums darbojas kā mehānisma sajūgs. Tas parasti virza planētu pārnesumkārbu. Visu sistēmu kontrolē elektronisks vadības bloks, kas analizē daudzu sensoru datus un attiecīgi izvēlas pārnesumu attiecību. Starp automātiskajām kastēm ir daudz modifikāciju, kurās tiek izmantotas dažādas darbības shēmas (atkarībā no ražotāja). Ir pat automātiski modeļi ar manuālu vadību.
• Robotu transmisija. Šiem KP ir arī savas šķirnes. Ir elektriskie, hidrauliskie un kombinētie veidi. Pēc konstrukcijas robots būtībā ir līdzīgs manuālajai pārnesumkārbai, tikai ar divkāršu sajūgu. Pirmais piegādā griezes momentu no motora uz piedziņas riteņiem, bet otrais automātiski sagatavo nākamā pārnesuma ieslēgšanas mehānismu.
• CVT pārraide. Kopējā versijā variators sastāv no diviem skriemeļiem, kurus savstarpēji savieno josta (viena vai vairākas). Darbības princips ir šāds. Piedziņas skriemelis pārvietojas atsevišķi vai griežas, liekot jostai pāriet uz lielāka vai mazāka diametra elementu. No tā mainās pārnesumskaitlis.

Šeit ir katra kastes veida salīdzināšanas tabula ar to priekšrocībām un trūkumiem.

Kastes tips:	Kā tas darbojas	cieņa	Ierobežojumi
MKPP	Manuāla pārslēgšana, sinhronizēta pārnesumu kārba.	Vienkārša struktūra, lēta remonts un apkope ļauj ietaupīt degvielu.	Iesācējam ir jāpierod pie sajūga un gāzes pedāļa sinhronizētas darbības, it īpaši, startējot kalnā. Ne visi var uzreiz ieslēgt pareizo pārnesumu. Nepieciešama vienmērīga sajūga izmantošana.
Automātiskā pārnesumkārba	Hidrauliskais sūknis rada darba šķidruma spiedienu, kas virza turbīnu, un tas pārraida rotāciju uz planētas pārnesumu.	Brauciet ērti. Nav nepieciešama vadītāja iejaukšanās pārnesumu pārslēgšanas procesā. Maina pārnesumus, maksimāli izmantojot visu motora resursu. Novērš cilvēcisko faktoru (kad vadītājs nejauši ieslēdz pirmo ātrumu, nevis trešo). Gludi pārslēdz pārnesumus.	Augstas uzturēšanas izmaksas. Masa ir lielāka nekā manuālās pārnesumkārbas. Salīdzinot ar iepriekšējo transmisijas veidu, šī radīs lielāku degvielas patēriņu. Efektivitāte un dinamika ir zemāka, īpaši ar sportisku braukšanas stilu.
Робот	Divkāršais sajūgs ļauj sagatavot nākamo pārnesumu ieslēgšanai braukšanas laikā. Visbiežāk pāra pārraides ir saistītas ar vienu grupu, bet nepāra - ar otru. Iekšēji līdzīgs mehāniskai kastei.	Maksimāla pārslēgšanās vienmērība. Neprasa vadītāja iejaukšanos darba procesā. Ekonomisks degvielas patēriņš. Augsta efektivitāte un dinamika. Dažiem modeļiem ir iespēja izvēlēties darbības režīmu.	Mehānisma sarežģītība izraisa tā zemo uzticamību, biežu un dārgu apkopi. Slikti panes sarežģītus ceļa apstākļus.
Variators (CVT)	Griezes moments tiek pārsūtīts, izmantojot griezes momenta pārveidotāju, tāpat kā automātiskajā mašīnā. Pārnesumu pārslēgšana tiek veikta, pārvietojot piedziņas vārpstas skriemeli, kas nospiež siksnu vēlamajā pozīcijā, kas palielina vai samazina pārnesumu attiecību.	Pārslēgšanās bez paraušanās, dinamiskāka salīdzinājumā ar parasto automātisko. Ļauj nedaudz ietaupīt degvielu.	Nelieto jaudīgos spēka blokos, jo transmisija ir josta. Augstas uzturēšanas izmaksas. Nepieciešama pareiza sensoru darbība, no kuras tiek saņemts signāls CVT darbībai. Slikti pacieš sarežģītus ceļa apstākļus un nepatīk vilkt.

Izlemjot par transmisijas veidu, ir jāturpina ne tikai finansiālās iespējas, bet vairāk jākoncentrējas uz to, vai šī kaste ir piemērota automašīnai. Ne velti ražotāji no rūpnīcas savieno katru barošanas bloku ar noteiktu kārbu.

Manuālā pārnesumkārba ir vairāk piemērota aktīvam vadītājam, kurš saprot ātrgaitas automašīnas vadības sarežģījumus. Mašīna ir vairāk piemērota tiem, kam patīk komforts. Robots nodrošinās saprātīgu degvielas patēriņu un ir pielāgots izmērītai braukšanai. Lai vienmērīgāk darbotos ar mašīnu, ir piemērots variators.

Tehnisko specifikāciju ziņā nav iespējams norādīt uz perfektu lodziņu. Katrs no viņiem ir labs savos apstākļos un ar īpašām braukšanas prasmēm. Vienā gadījumā iesācējam ir vieglāk sākt, darbinot dažādas automātiskās pārnesumkārbas, citā vēlams attīstīt prasmi izmantot mehāniku.

Jautājumi un atbildes:

Kā darbojas pārnesumkārba? Manuālā pārnesumkārba sastāv no pārnesumu komplekta, kas veido dažādus pārnesumu skaitļus. Automātiskā pārnesumkārba ir aprīkota ar griezes momenta pārveidotāju un mainīga diametra skriemeļiem (variatoru). Robots ir mehānikas analogs, tikai ar dubulto sajūgu.

Kas atrodas pārnesumkārbas iekšpusē? Jebkuras pārnesumkārbas iekšpusē ir piedziņas vārpsta un piedziņas vārpsta. Atkarībā no kastes veida uz vārpstām ir uzstādīti skriemeļi vai zobrati.