Enheten og prinsippet for drift av girkassen

For at en bil skal bevege seg på veien er det ikke nok å ha en kraftig og effektiv motor under panseret. Momentet fra veivaksel må på en eller annen måte overføres til kjøretøyets drivhjul.

For dette formålet ble det opprettet en spesiell mekanisme - en girkasse. Vurder struktur og formål, samt hvordan forskjellige KP-modifikasjoner er forskjellige.

Formålet med girkassen

Kort sagt er girkassen designet for å overføre dreiemoment fra kraftenheten til drivhjulene. Girkassen konverterer også veivakselhastigheten slik at sjåføren kan akselerere bilen uten å sveive motoren til maksimalt turtall.

Denne mekanismen er tilpasset parametrene til forbrenningsmotoren for å maksimere hele ressursen til motoren uten skade på delene. Takket være transmisjonen kan maskinen bevege seg både fremover og bakover.

Alle moderne biler har en girkasse som lar deg midlertidig deaktivere den stive koblingen av veivakselen med drivhjulene. Dette gjør at bilen for eksempel går på tomgang, for eksempel å komme seg greit mot et trafikklys. Denne mekanismen lar deg også ikke slå av motoren når bilen stopper. Dette er nødvendig for å lade batteriet og for å bruke tilleggsutstyr, for eksempel et klimaanlegg.

Hvert kommersielle forslag må oppfylle følgende krav:

• Sørg for trekkraft i bilen og økonomisk drivstofforbruk avhengig av motorens kraft og volum;
• Brukervennlighet (sjåføren skal ikke bli distrahert fra veien når du endrer kjøretøyets hastighet);
• Ikke lyd når du bruker den.
• Høy pålitelighet og effektivitet;
• Minimumsdimensjoner (så mye som mulig for kraftige kjøretøyer).

Girkasseenhet

Gjennom bilindustriens historie har denne mekanismen blitt kontinuerlig modernisert, på grunn av hvilken det i dag er et bredt utvalg av overføringer, som har mange betydelige forskjeller.

Enheten til hvilken som helst girkasse inkluderer:

• Housing. Den inneholder alle nødvendige deler som sikrer koblingen av motoren til drivakselen, hvorfra rotasjonen tilføres hjulene.
• Oljereservoar. Siden delene i denne mekanismen kommer i kontakt med hverandre under stor belastning, sikrer smøringen deres avkjøling og skaper en oljefilm som beskytter mot for tidlig slitasje på tannhjulene.
• Hastighetsoverføringsmekanisme. Avhengig av boksens type, kan mekanismen omfatte aksler, et sett gir, en planetarisk girkasse, en momentomformer, friksjonsskiver, belter og remskiver.

KP-klassifisering

Det er flere parametere som alle bokser blir klassifisert etter. Det er seks slike tegn. I hver av dem blir momentet tilført drivhjulet i henhold til sitt eget prinsipp og har en annen metode for valg av gir.

Ved overføring av kraftstrøm

Denne kategorien inkluderer følgende KP-er:

• Mekanisk girkasse. I denne modifikasjonen blir kraftuttaket utført av et girdrev.
• Girkasse med koaksiale sjakter. Rotasjon overføres også gjennom et girtog, bare elementene er laget i en konisk eller sylindrisk form.
• Planetary. Rotasjon overføres gjennom et planetgirutstyr, hvis gir er lokalisert i ett plan.
• Hydro. I en slik overføring brukes en mekanisk girkasse (hovedsakelig planetarisk type) i forbindelse med en momentomformer eller fluidkobling.
• CVT. Dette er en type girkasse som ikke bruker trinnoverføring. Oftest fungerer en slik mekanisme sammen med en væskekobling og en belteforbindelse.

Etter antall hovedaksler med gir

Når du klassifiserer girkasser etter antall aksler, skiller de seg ut:

• Med to aksler og ett-trinns giring av akselen. Det er ingen direkte stasjon i disse sendingene. Oftest kan slike modifikasjoner finnes i forhjulsdrevne biler. Noen modeller med bakmontert motor har også en lignende boks.
• Med tre aksler og totrinns giring av akselen. I denne kategorien er det versjoner med koaksiale og ikke-koaksiale sjakter. I det første tilfellet er det en direkte overføring. I tverrsnitt har den mindre dimensjoner, og litt større i lengde. Slike bokser brukes i bakhjulsdrevne biler. Den andre underkategorien har ingen direkte sending. I utgangspunktet brukes denne modifiseringen i firehjulsdrevne kjøretøyer og traktorer.
• Med flere sjakter. I denne girkassekategorien kan akslene ha et sekvensielt eller ikke-sekvensielt antall engasjement. Disse girkassene brukes hovedsakelig i traktorer og maskinverktøy. Dette gir mulighet for flere gir.
• Uten sjakter. Slike sjekkpunkter brukes ikke i ordinær transport. Blant slike modeller er det koaksiale og ikke-justerte versjoner. De brukes hovedsakelig i stridsvogner.

Klassifisering av planetariske girkasser

Planetgearkasser er delt inn etter følgende parametere:

• To, tre, fire eller flere grader av frihet når alle friksjonselementer er koblet fra;
• Den typen planetarisk utstyr som brukes i mekanismen er epicyklisk (hovedkronen har en intern eller ekstern ordning av tenner).

Etter kontrollmetode

I denne kategorien er det slike bokser:

• Håndbok. I slike modeller velger sjåføren ønsket gir. Det er to typer manuelle girkjøringer: skifting gjøres av førerens innsats eller gjennom en servostasjon. I begge tilfeller utføres kontrollen av en person, bare den andre kategorien av girkassen har en servo-enhet. Den mottar et signal fra føreren, og stiller deretter inn det valgte giret. Maskinene bruker ofte en hydraulisk servo-stasjon.
• Automatisk. Den elektroniske kontrollenheten bestemmer flere faktorer (graden av trykk på gasspedalen, belastningen som kommer fra hjulene, veivakselhastigheten, etc.), og på bakgrunn av dette bestemmer den når du skal koble inn et opp- eller nedgir.
• Robot. Dette er en elektromekanisk boks. I den er tannhjulene slått på i automatisk modus, bare enheten er som den for vanlig mekanikk. Når robotoverføringen fungerer, deltar ikke sjåføren i girskift. Kontrollenheten bestemmer selv når gearet skal kobles inn. I dette tilfellet skjer bytte nesten umerkelig.

Etter antall gir

Denne klassifiseringen er den enkleste. I den er alle boksene delt på antall gir, for eksempel fire, fem seks, og så videre. Denne kategorien inkluderer ikke bare manuelle, men også automatiske modeller.

Overføringstyper

Den vanligste klassifiseringen er av typen boks i seg selv:

• Mekanikk. I disse modellene gjøres girvalg og giring helt av føreren. I utgangspunktet er det en girkasse med flere aksler, som fungerer gjennom et girtog.
• Maskin. Denne transmisjonen fungerer i automatisk modus. Valg av passende gir utføres basert på parametrene som måles av girkassens kontrollsystem.
• Roboten er en slags mekanisk girkasse. Utformingen av denne modifikasjonen er praktisk talt ikke forskjellig fra konvensjonell mekanikk: den har en kobling, og tannhjulene kobles inn gjennom tilkoblingen av det tilsvarende giret på den drevne akselen. Bare girkontrollen styres av datamaskinen, ikke driveren. Fordelen med en slik overføring er den jevneste skiftingen som mulig.

Designspesifikke girkasser

I tillegg til kjente sendinger, kan unike modifikasjoner også brukes i kjøretøy. Disse boksene har en spesifikk design, og med det sitt eget driftsprinsipp.

Bezvalnaya KP

Overføringer som ikke bruker ferdigmonterte sjakter kalles skaftløse. I utformingen har de flere rekker med gir plassert i to parallelle akser. Girene kobles til ved å låse clutchen.

Girene er plassert på to sjakter. To av dem er festet tett: på lederen er det installert i den første raden, og på slaven - i den siste. Mellomhjulene som er plassert på dem kan spille rollen som en ledende eller drevet, avhengig av det genererte girforholdet.

Denne modifiseringen gjør at overføringen kan økes i begge retninger. En annen fordel med en slik girkasse er det økte effektområdet til kassen. En av de mest alvorlige ulempene er den obligatoriske tilstedeværelsen av et hjelpesystem automatisk ved hjelp av hvilke girskift som utføres.

Usynkronisert girkasse

En annen type spesifikke bokser er en usynkronisert en, eller en i utformingen som tilstedeværelsen av synkronisatorer ikke er gitt. Dette kan være en permanent masketype eller en glattgirtype.

For å skifte gir i en slik kasse, må sjåføren ha en viss ferdighet. Han må kunne synkronisere rotasjonen av gir og koblinger uavhengig av hverandre, bestemme overgangstiden fra gir til gir, samt utjevne rotasjonshastigheten på veivakselen med gasspedalen. Fagpersoner refererer til denne prosedyren som omføring eller dobbel klemming av koblingen.

For å utføre jevn skifting, må sjåføren ha erfaring med å betjene slike mekanismer. En lignende type girkasse er installert i amerikanske traktorer, motorsykler, noen ganger i traktorer og sportsbiler. I moderne usynkroniserte sendinger kan koblingen utelates.

Kamgirkasse

Cambokser er en slags usynkronisert modell. Forskjellen er formen på de nettende tennene. For å forbedre girkassens effektivitet brukes en rektangulær form eller kamprofil på tennene.

Slike kasser er veldig støyende, derfor brukes de i lette kjøretøy hovedsakelig på racerbiler. Under konkurransen blir ikke denne faktoren tatt hensyn til, men i en vanlig bil vil en slik girkasse ikke gi en mulighet til å glede seg over turen.

Sekvensiell KP

En sekvensiell girkasse er en type girkasse der nedskiften eller oppskiftingen utføres utelukkende med ett trinn. For å gjøre dette, brukes et håndtak eller fotbryter (på motorsykler), som lar deg flytte giret i kurven bare en stilling av gangen.

En automatgir som Tiptronic har et lignende driftsprinsipp, men den imiterer bare handlingen til denne girkassen. Den klassiske sekvensielle girkassen er installert i F-1-biler. Byttehastigheten i dem utføres ved hjelp av skovlskift.

Preselektiv CP

I den klassiske versjonen krevde den forhåndsvalgte girkassen et forhåndsvalg av neste gir før girkassen gikk over til den. Det så ofte slik ut. Mens bilen beveget seg, satte sjåføren neste gir på velgeren. Mekanismen forberedte seg på å skifte, men den gjorde det på kommando, for eksempel etter å ha trykket på koblingen.

Tidligere ble slike girkasser brukt i militært utstyr med en usynkronisert, skaftløs eller planetarisk overføring. Slike kassemodifiseringer gjorde det lettere å betjene komplekse mekanismer inntil synkroniserte mekaniske og automatiske kasser ble utviklet.

For øyeblikket brukes en forhåndsvalgskasse, men den er mer ofte referert til som en dobbel kobling. I dette tilfellet forbereder datamaskinen selv overgangen til ønsket hastighet ved å koble en passende aksel med giret koblet til den ulåste disken på forhånd. Et annet navn på denne typen i moderne design er en robot.

Valg av girkasse. Hva er bedre?

Mange av de listede girkassene brukes bare på spesialutstyr eller i maskinverktøy. De viktigste girkassene, som er mye brukt i lette kjøretøy, er:

• Manuell girkasse. Dette er den enkleste typen overføring. For at rotasjonsbevegelsen skal overføres fra kraftenheten til girkassen, brukes en koblingskurv. Ved å trykke på pedalen kobler føreren koblingsakselens kasse fra motoren, noe som lar ham velge giret som er egnet for en gitt hastighet uten skade på mekanismen.
• Automatisk overføring. Momentet fra motoren tilføres gjennom en hydraulisk girkasse (momentomformer eller fluidkobling). Arbeidsfluidet fungerer som en kobling i mekanismen. Den driver som regel en planetarisk girkasse. Hele systemet styres av en elektronisk kontrollenhet som analyserer data fra mange sensorer og velger girforhold deretter. Blant de automatiske boksene er det mange modifikasjoner som bruker forskjellige driftsordninger (avhengig av produsent). Det er til og med automatiske modeller med manuell kontroll.
• Robotoverføring. Disse KP-ene har også sine egne varianter. Det er elektriske, hydrauliske og kombinerte typer. I design ligner roboten i utgangspunktet en manuell girkasse, bare med en dobbel kobling. Den første leverer dreiemoment fra motoren til drivhjulene, og den andre forbereder automatisk mekanismen for innkobling av neste gir.
• CVT-overføring. I en vanlig versjon består variatoren av to trinser, som er sammenkoblet av et belte (en eller flere). Prinsippet om drift er som følger. Remskiven beveger seg fra hverandre eller klipper, og får beltet til å bevege seg til et større eller mindre diameterelement. Fra dette endrer girforholdet.

Her er et sammenligningskart over hver type boks med fordeler og ulemper.

Boks type:	Prinsippet om drift	verdighet	Begrensninger
Manuell girkasse	Manuell giring, synkronisert giring.	Enkel struktur, billig å reparere og vedlikeholde, sparer drivstoff.	En nybegynner må venne seg til den synkroniserte driften av clutch og gasspedalen, spesielt når du starter opp en bakke. Ikke alle kan skru på riktig utstyr med en gang. Krever smidig bruk av koblingen.
Automatisk girkasse	Den hydrauliske pumpen skaper trykket fra arbeidsfluidet, som driver turbinen, og som overfører rotasjonen til planetgiret.	Kjør komfortabelt. Krever ikke driverinngrep i girskifteprosessen. Bytter gir, og får mest mulig ut av hele motorressursen. Eliminerer den menneskelige faktoren (når sjåføren ved et uhell slår på den første farten i stedet for den tredje). Skifter gir jevnt.	Høye vedlikeholdskostnader. Massen er større enn den manuelle girkassen. Sammenlignet med den forrige transmisjonstypen, vil denne føre til høyere drivstofforbruk. Effektivitet og dynamikk er lavere, spesielt med en sporty kjørestil.
Робот	Den doble koblingen lar deg forberede neste gir for engasjement mens du kjører. Oftest er til og med overføringer knyttet til en gruppe, og rare til den andre. Internt lik en mekanisk boks.	Maksimal glatthet ved å bytte. Krever ikke driverintervensjon i arbeidsprosessen. Økonomisk drivstofforbruk. Høy effektivitet og dynamikk. Noen modeller har muligheten til å velge driftsmodus.	Kompleksiteten i mekanismen fører til dens lave pålitelighet, hyppige og dyre vedlikehold. Tåler dårlig vanskelige veiforhold.
Variator (CVT)	Momentet overføres ved hjelp av en momentomformer, som i en automatisk maskin. Girskift utføres ved å flytte drivakselen remskive, som skyver beltet til ønsket stilling, noe som øker eller reduserer girforholdet.	Bytte uten rykk, mer dynamisk sammenlignet med en vanlig automat. Lar litt drivstoffbesparelser.	Den brukes ikke i kraftige kraftenheter, siden girkassen er belte. Høye vedlikeholdskostnader. Krever riktig bruk av sensorene, fra hvilket signalet mottas for drift av CVT. Tåler dårlig vanskelige veiforhold og liker ikke sleping.

Når du bestemmer deg for type overføring, er det nødvendig å gå ikke bare ut fra økonomiske evner, men mer fokus på om denne boksen passer for bilen. Det er ikke for ingenting at produsenter fra fabrikken kobler sammen hver enkelt enhet med en spesifikk boks.

En manuell girkasse er mer egnet for en aktiv sjåfør som forstår vanskelighetene med høyhastighets bilstyring. Maskinen er mer egnet for de som liker komfort. Roboten vil gi rimelig drivstofforbruk og er tilpasset målt kjøring. For vifter med den mest jevne bruken av maskinen er en variator egnet.

Når det gjelder tekniske spesifikasjoner, er det umulig å peke på en perfekt eske. Hver av dem er gode i sine egne forhold og med spesifikke kjøreferdigheter. I ett tilfelle er det lettere for en nybegynner å starte med å betjene en rekke automatiske transmisjoner; i et annet er det å foretrekke å utvikle ferdigheten til å bruke mekanikk.

Spørsmål og svar:

Hvordan fungerer girkassen? Den manuelle girkassen består av et sett med gir som danner forskjellige girforhold. Automatgiret er utstyrt med momentomformer og trinser med variabel diameter (variator). Roboten er en analog av mekanikk, bare med dobbel clutch.

Hva er inne i girkassen? Inne i enhver girkasse er det en drivaksel og en drevet aksel. Avhengig av type boks, er enten trinser eller gir installert på akslingene.