В данной статье подробно расскажем о ступенчатых коробках передач.
Классификация
По подвижности осей и валов бывают: планетарными и с неподвижными валами. Во втором случае подвижными являются оси нескольких шестерён-сателлитов.
По количеству валов:
- двух
- трёх
- многовальные
По количеству ступеней для движения вперёд:
- двух
- трёх
- четырёх
- пяти
- многоступенчатыми (двухступенчатые коробки используются вместе с таким устройством, как бесступенчатый трансформатор)
По способу управления: неавтоматические, полуавтоматические, автоматические.
.jpg)
Переключение передач в планетарной коробке осуществляется без разрыва потока мощности, которая образуется благодаря генератору, что в определённой степени упрощает управление коробкой передач и даёт возможность увеличить количество ступеней, а также улучшить динамические особенности автомобиля. Однако планетарные коробки являются более сложными и дорогими их масса и габариты, как правило, больше габаритных размеров и массы коробок передач с неподвижными валами, которые получили большее распространение. Планетарные коробки передач применяются в качестве механической части бесступенчатых КП, а также в качестве коробок передач, которые оснащены автоматическим управлением.
Коробки передач по количеству ступеней
В настоящее время самое большое распространение получили и коробки передач с 4 и 5 ступенями. Коробки передач, количество ступеней которых составляет от 6 до 15, устанавливаются на грузовые автомобили с высокой проходимостью и большой грузоподъёмностью.
Неавтоматическими устройствами управляют при помощи усилителя, который может быть вакуумным, гидравлическим, электромагнитным, пневматическим или комбинированным.
Требования к коробкам передач:
- Обеспечение самых лучших тяговых и топливно-экономических качеств автомобиля
- Большой КПД
- Лёгкость при управлении
- Переключение передач без ударов
- Бесшумность при работе
- Невозможность включения сразу двух передач или передачи заднего хода, когда автомобиль двигается вперёд
- Надёжное удержание передач во время их нахождения в нейтральном или включенном положениях
- Простота конструкции и небольшая стоимость
- Небольшие масса и габариты
- Удобство при обслуживании и ремонте
- Надёжность конструкции устройства
Для того чтобы удовлетворить первое требование, нужно правильно выбрать количество ступеней в коробке. При увеличении количества ступеней можно обеспечить такие режимы работы автомобильного двигателя, которые близки к самым выгодным, если рассматривать их с точки зрения динамических качеств и топливной экономичности автомобиля. Однако в данном случае конструкция будет более сложной, возрастут габаритные размеры и масса коробки передач, кроме того, затруднится управление машиной. Вместе с тем увеличение количества ступеней, как правило, вызывает увеличение временного промежутка, в течение которого будет происходить разрыв потока мощности, что отрицательно повлияет на динамику автомобиля.
.jpg)
Управление коробкой передачи
Лёгкость при управлении коробкой передач зависит от её конструктивной схемы, способа передвижения передач. Передачи переключают при помощи подвижных шестерён или кареток, муфт синхронизаторов, зубчатых муфт, электромагнитных или фрикционных устройств. Наиболее простыми и компактными являются коробки передач с переключающимися каретками. Однако каретки не способны обеспечить безударное переключение передач, поэтому необходимо применять особые способы переключения, таким образом, ускоряя или притормаживая ведомые части сцепления.
Долговечность коробки передач оказывается при этом абсолютно недостаточной. Зубчатые муфты способны немного повысить её долговечность, так как удары, происходящие во время переключения, воспринимает в этом случае большее число зубьев муфт и включаемых шестерён. Вместе с этим и в данном случае удары не могут быть исключены полностью, а конструкция коробки передач получается несколько сложнее.
Для безударного переключения передач устанавливаются синхронизаторы, которые, между тем, усложняют конструкцию, кроме того, увеличивают массу и габариты коробки передач. По этой причине самое большое распространение получили коробки передач, где высшие передачи переключаются посредством синхронизаторов, а низшие – посредством зубчатых муфт и кареток.
В планетарных коробках передачи переключаются с применением фрикционных или электромагнитных устройств, которые также иногда используются в устройствах, валы которых являются неподвижными.
Шум во время работы коробки передач зависит в основном от типа шестерён, установленных в ней, и при замене прямозубых шестерён косозубыми или шевронными, как правило, значительно уменьшается (последние при этом применяются достаточно редко).
