Şanzıman amaçlı cihazın çalışma prensibi. Manuel şanzımanın tasarımı ve çalışma prensibi

Araba veya başka tip tekerlekli araçla uğraşan hemen hemen herkes, aracın tasarımının yanı sıra vites kutusunun da kullanıldığını iyi bilir. Şanzıman (), motordan sonra en önemli ikinci ünitedir. farklı şekiller Araç.

Aynı zamanda, birkaç tür dişli kutusu vardır, ancak bu birimlerin bir arabadaki asıl görevi, motordan arabanın tahrik tekerleklerine almak, dönüştürmek ve daha fazla iletmektir. Daha sonra vites kutusunun amacını ve bir araba şanzıman cihazında neden bir vites kutusuna ihtiyaç duyulduğunu ayrıntılı olarak ele alacağız.

Bu makalede okuyun

Arabada neden vites kutusuna ihtiyaç duyulur?

Dolayısıyla şanzıman, bir otomobilin şanzımanının ana unsuru olarak kabul edilir. Daha önce de belirtildiği gibi asıl amacı, motordan gelen torkun yanı sıra aracın hızını ve hareket yönünü değiştirmektir. Kutu ayrıca vites değiştirme sırasında motorun şanzımanla bağlantısını kesmenize de olanak tanır.

Şanzıman sayesinde aracın ileri ve geri hareket edebilmesi, farklı hızlarda hareket gerçekleştirilebilmesi, motor farklı hız ve yüklerde stabil bir şekilde çalışması ve sürüş sırasında yumuşak vites değişimi sağlanması sağlanır.

Açıkça ifade etmek gerekirse şanzımanın asıl görevi, hem aracın gerekli dinamik performansını hem de motorun yakıt verimliliğini sağlamaktır. Bu, farklı sürüş koşullarını, yükü, hızı vb. dikkate alır.

• Hadi devam edelim. Motor devri aralığı tekerlek dönüş aralığından farklıdır. Ayrıca içten yanmalı motorlarla ilgili olarak maksimum güç ve maksimum tork hızını hesaba katmak gerekir.

Dolayısıyla, başlatmak ve hızlandırmak için torka ihtiyacınız var; yüksek hızlarda sürüş yapmak ve ağır yüklerin üstesinden gelmek için ise güç devirlerine ihtiyacınız var. Aynı zamanda içten yanmalı motorun özelliği, tork hızının “ortalama” (3000-3500 rpm) olması, motorun ise maksimum değerlere (5500-6000 bin rpm) yakın “güç” hızlarına ulaşmasıdır. .

Basit bir ifadeyle motora binen yük fazla ve devir sayısı çok düşükse motor yeterli güç üretemeyecek ve stop edecektir. Hız çok yüksekse ve yüksek hızda sürüş gerekli değilse yakıt tüketimi önemli ölçüde artar. Optimum dengeyi sağlamak için kutuda bir değişiklik bulunur.

Bu özellik sayesinde, hareketsiz haldeyken güvenle hareket edebilir, düşük hızda hareket edebilir, geri gidebilir vb. Sürekli değişen yol koşulları ve yükler için motor devrini optimum aralıkta tutmak da mümkündür.

Örneğin, bir arabayı hızlandırmak, yüksek direnç kuvvetlerinin (artan sürtünme ve atalet kuvvetlerinin üstesinden gelme) üstesinden gelme ihtiyacını içerir. Bir vites kutusunun varlığı, bir duraktan başlayıp orta ve yüksek hızlara çıkmayı mümkün kılar; bu, düşük viteslerden daha yüksek viteslere yumuşak veya kademeli bir geçişi (vites değiştirme) içerir.

Sonuç olarak hız kademeli olarak artar ve motor ve şanzıman üzerindeki dinamik yükler büyük ölçüde azalır. Bu durumda hızı tam olarak yüksek motor tork değerleri aralığında tutmak en uygunudur.

Tasarımcılar, aracın ağırlığını ve özelliklerini, takılı motoru, aracın kullanım amacını ve bir dizi diğer özellik ve özelliği dikkate alarak kutudaki dişli sayısını ve dişli oranlarını vb. seçer. (varlığında).

Dişli kutusu çeşitleri: dişli kutusu türleri

Kutunun amacını anladıktan sonra, dişli kutularının kademeli, sürekli değişken ve kombine edilebildiğine dikkat edilmelidir. Bu tür kutulara daha detaylı bakalım. Öncelikle en yaygın aktarım türü kademeli aktarımdır. Bu tür dişli kutularında tork kademeli olarak değişir. Bu tür (mekanik) ve (robot kutusu) içerir.

• Manuel şanzıman, sürücünün vitesleri manuel olarak değiştirmesine olanak tanıyan çok kademeli silindirik bir şanzımandır. Manuel şanzımanlar dört vitesli, beş vitesli, altı vitesli vb. olarak gelir. Böyle bir kutunun temel avantajı, güvenilirlik ve basitliğin yanı sıra tüm modlarda tam kontrol olarak kabul edilir.

• Robotik bir dişli kutusu (robotik dişli kutusu) hala aynı mekaniktir, ancak debriyajı serbest bırakma ve vites değiştirme işlevleri, kutu tarafından kontrol edilen ayrı aktüatörlerin (örneğin dişli kutusu) kullanılması sayesinde tamamen otomatiktir.

En modern manuel şanzımanlar karmaşık bir tasarıma sahiptir ve bu tasarımla ayırt edilir. Aynı zamanda çift kavrama, geçiş sürecini hızlı ve sorunsuz hale getirir, tork, içten yanmalı motordan tekerleklere giden güç akışını kesintiye uğratmadan iletilir.

Sonuç olarak böyle bir vites kutusu, profesyonel bir sürücünün veya deneyimli bir yarış sürücüsünün yapabileceğinden daha hızlı vites değiştirir. Böyle bir "robot" (örneğin) olan bir araba, hızlı hızlanmanın yanı sıra, optimum motor devrini ve aynı zamanda yüksek yakıt verimliliğini sürdürmesiyle de ayırt edilir. Dezavantajı, onarımların karmaşıklığı, hizmet ömrünün azalması, bakım kolaylığı ve bireysel yedek parça ve elemanların yüksek maliyeti olarak kabul edilir.

Tork konvertörlü "klasik" otomatik şanzıman ile tek kavramalı robotik şanzıman ve DSG gibi ön seçici robotlar arasındaki fark nedir?

Bulaşma Bir arabanın önemli bir bileşenidir ve motor gücünü tahrik tekerleklerine iletmek için tasarlanmıştır. Gücün tork biçiminde iletilmesi sürecinde dönüştürülür (arttırılır veya azaltılır), yönü değiştirilir vb. Şanzımanın ikinci amacı, manuel şanzıman haricinde, şanzımandaki torku kesmektir. Bu tip dişli kutusunda tork, ayrı bir ünite olan debriyaj kullanılarak kapatılır.

Aşağıda tüm dişli kutusu kavramlarını, bunların ana artılarını, eksilerini ve beklentilerini ele alalım.

Ana dişli kutusu türleri vardır:

Manuel şanzıman (manuel şanzıman)

Otomatik şanzıman (otomatik şanzıman)

Robotik şanzıman (manuel şanzıman)

Değişken kutusu (varyatör)

Manuel şanzıman manuel olarak kontrol edilir, bu daha eski bir tiptir, ancak özellikle demir atlarının tüm gücünü hissetmek isteyen sürücüler arasında kendini çok iyi kanıtlamıştır. Doğal dezavantaj Bu tür dişli kutuları, dişli dişlerinin sürtünmesi ve şanzıman yağının direnci nedeniyle düşük verimliliğe sahiptir.

Binek araçlarda kullanılan iki ana vites kutusu türü vardır: mekanik ve otomatik (hidromekanik). Manuel şanzıman, sürücünün istediği vites de dahil olmak üzere (aracın sürüş moduna bağlı olarak) sürücü tarafından kontrol edilir. Hidromekanik şanzımanda, motor yüküne (krank mili hızı) bağlı olarak vitesler otomatik olarak değiştirilir.

Herhangi bir çalışma prensibi Dişli kutusu, tahrik dişlisinin diş sayısı değiştiğinde tahrik dişlisinin dönüş hızının değişmesine dayanır. Tahrik dişlisindeki diş sayısı azalırsa tahrik dişlisi daha düşük frekansta, artarsa ​​​​daha yüksek frekansta dönecektir. Aynı zamanda tahrik dişlisindeki diş sayısı azaldıkça tahrik dişlisindeki tork artar.

Tipik olarak binek araç şanzımanları farklı dişli oranlarına sahip dört veya beş çift dişliye sahiptir. Numaralarına bağlı olarak şanzımana dört veya beş vitesli denir. (Herhangi bir vites kutusunda zorunlu olmasına rağmen geri vites bu sayıya dahil değildir.) En düşük (birinci) vitesten en yükseğe (dördüncü veya beşinci) vites oranı giderek azalır. Tüm vites kutularındaki dördüncü vites oranı genellikle bire eşittir. Bu tür iletim doğrudan denir.

Birinci vites, aracı en düşük hızda çalıştırmak ve hareket ettirmek için tasarlanmıştır. 10... 15 km/saat hıza hızlanırken, ikinci vitese, ardından 30... 40 km/saat hızla - üçüncü vitese ve son olarak 60... 70 km/saat hıza geçebilirsiniz. h - dördüncü vitese. Belirli bir aracın Kullanım Kılavuzunda her vitesteki maksimum hız belirtilmelidir.

Vitesleri yalnızca sırayla yükseltin (düşükten yükseğe). Yavaşlarken ve vites küçültürken araç hızı izin veriyorsa bazı adımlar atlanabilir. Örneğin düz bir çizgide 60 km/saat hızla gidip virajı dönmeden önce hızı 20 km/saat'e düşürdükten sonra dördüncü vitesten ikinci vitese geçebilirsiniz.

İÇİNDE Son zamanlarda Beş vitesli şanzımanlar daha yaygın hale geliyor. İçlerindeki beşinci vites aşırı hızdır (dişli oranı birden azdır, örneğin 0,8, yani tahrik edilen dişlinin diş sayısı tahrik dişlisinin diş sayısından biraz daha azdır). Bu şanzıman, bir aracı örneğin düz bir otoyolda düşük krank mili hızında 80 km/saat'in üzerinde sabit bir hızda sürmenize olanak tanır ve motor daha az yakıt tüketir.

Modern binek araçların vites kutularında tüm dişli çiftleri sabit geçmeli olup, dayanıklı ve sessiz çalışma için dişli dişleri heliseldir. Senkronizatör sürücünün gerekli vitese sessizce geçmesini sağlar.

Senkronizatör, yüzeyinde dişlerin bulunduğu ikincil şaft üzerine sağlam bir şekilde monte edilmiş bir göbek içerir. Göbeğin dişlerine, kendisi boyunca kayan bir dişli kaplin yerleştirilir. Debriyajın tasarımı, devreye girdiğinde, devreye giren dişlinin frekansını tahrik edilen milin dönme hızıyla düzgün bir şekilde eşitlemeyi sağlar. Kaplinin yüzeyindeki halka oluğu, vites değiştirme mekanizmasının parçalarına bağlanan bir çatal görevi görür. Dişliler ikincil (tahrik edilen) şaft üzerine serbestçe yerleştirilmiştir. Hepsi düz dişli dişli jantlarla tek ünite olarak üretilmektedir.

1. vitese geçmek için, arka kavramayı, tahrik edilen mil üzerindeki en büyük dişlinin halka dişlisine bağlanana kadar geriye doğru hareket ettirin. Bu durumda motordan gelen dönme kuvveti dişliler vasıtasıyla ikincil mile iletilir.

Geri vitese geçmek için ara vitesi kullanın. Geriye doğru hareket ederken, giriş milinden ikincil mile dönüş, ara mil dişlisi ve dişli aracılığıyla, mil kamaları boyunca sonuna kadar geriye hareket ettirilen hareketli dişliye iletilir. Bu durumda ikincil mil dönme yönünü tersine değiştirir.

Otomatik şanzıman otomotiv sektöründe de uzun süredir bilinmekte ve kullanılmaktadır. Hız seviyelerinin değiştirilmesi otomatik olarak gerçekleşir, ancak hareket etmeye veya geri gitmeye başlama komutu, sürücünün bir komut vermesini gerektirir. Manuel şanzıman gibi, otomatik şanzıman da aynı nedenlerden ve şanzımanda planet dişlilerin bulunmasından dolayı düşük verime sahiptir.

Elbette hanımlarımız bu tür kutuların hayranıdır. Birçoğu eskiden üçüncü bir pedalın, debriyajın olduğunu bilmiyor. Amerikalı tüketici de bir hanımefendi olarak kabul edilebilir; Amerikalılar çok nadiren manuel şanzımanlı araba satın alırlar.

Yukarıda belirtildiği gibi manuel şanzıman en iyi seçenek kutular ve hatta robotik bir dişli kutusu bile temel alınarak, ancak otomatik kontrolle yapılır. Robotun kontrolü sürüş tarzına bile uyum sağlayabiliyor. Dezavantajları mekaniğinkilerle aynıdır, ancak çok daha fazla avantajı vardır. İki şaft kullanarak verimliliği artırmak, genel boyutları azaltmak ve kutunun güvenilirliğini artırmak mümkün oldu.

Otomatik şanzımanlar (AT) esas olarak yabancı (özellikle Amerikan) otomobillerde ve yerli otomobillerde - bazı Volga otomobillerinde bulunur. Otomatik şanzıman ile manuel şanzıman arasındaki temel fark, tork konvertöründeki sıvı akışının basıncı yoluyla torkun motordan şanzımana iletilmesidir (debriyaj mekanizması yoktur).

Tork konvertörü hidrodinamik şanzıman türlerinden biridir. Pompa ve türbin çarkları ile bunların arasına yerleştirilen, sıvıyla dolu bir reaktörden oluşur. Pompa çarkı volana ve tahrik miline sıkı bir şekilde bağlanmıştır ve motor çalışırken türbin çarkını döndüren güçlü bir sıvı akışı oluşturur. Türbin çarkı kanatlarından reaktör kanatlarına sıvı düşer, bu da türbin çarkının dönme yönünde reaktif bir kuvvet oluşmasına neden olur. Motor krank milinin dönme hızına bağlı olarak reaktif kuvvet artar veya azalır ve tahrik edilen mil tarafından tork konvertörüne bağlanan kademe mekanizmasında (şanzıman), otomatik vites değişimi sırasıyla yukarı veya aşağı (yukarı) gerçekleştirilir. veya aşağı).

Tork konvertörünün kullanılması, aracın hızını sürekli değiştirerek, yük altında sorunsuz bir şekilde uzaklaşmanıza ve sorunsuz bir şekilde hızlanmanıza olanak tanır.

Otomatik şanzımanlı bir arabanın kullanımı, manuel şanzımanlı bir arabaya göre kesinlikle daha kolaydır. Bununla birlikte, bu tür arabalar genellikle daha pahalıdır ve bir arıza durumunda otomatik şanzımanın onarılması daha zordur.

Düz şanzımanın parçalarını yağlamak için, belirli bir hacmi dişli kutusu mahfazasına ve nihai tahrik içine dökülen dişli yağı kullanılır. Şanzıman yağı sürtünmenin üstesinden gelmek için enerji maliyetlerini azaltır, parçaların aşınmasını azaltır ve aşırı ısınmayı ve korozyonu önler. Binek araçlarda GL-4 ve GL-5 (uluslararası API sınıflandırmasına göre) gruplarının şanzıman yağları kullanılmaktadır.

TM-4 ve TM-5 gruplarının evsel yağlarına karşılık gelirler. Şanzıman yağları viskozite sınıflarına ayrılır: 75W, 85W, 90 ve 140 (mevsime bağlı olarak SAE sınıflandırmasına göre) veya 9; 12; 18 ve 34 (yerel sınıflandırmaya göre). Sayı ne kadar yüksek olursa viskozite de o kadar yüksek olur. Belirtilen sayılar yağ markasının tanımına dahil edilmiştir. GL-5 grubunun ithal dört mevsim yağı 85W-90, dört mevsim yağı TM-5-18'e karşılık gelir. Bazı otomobiller için üretici, şanzıman ünitelerinde belirli bir viskoziteye sahip motor yağı kullanılmasını önerir.Otomatik şanzımanların tork konvertörlerinde özel bir sıvı kullanılır. Miktarına (seviyesine) ve kalitesine (belirli bir otomatik şanzıman modeline uygunluk) ek olarak, sürücünün çalışma sırasında sıcaklığını da izlemesi gerekir. Otomatik şanzıman sıvısı soğutma sistemi, yapısal olarak motor soğutma sistemi ile birleştirilmiştir, bu nedenle otomatik şanzımanlı bir araba, motor belirli bir süreden daha uzun süre çalışmadan çekilemez: sıvı, yeterli soğutma olmadan aşırı ısınır ve otomatik şanzıman parçaları arızalanabilir.

Şanzıman önemli yapısal eleman araba şanzımanı ve aracın torkunu, hızını ve hareket yönünü değiştirmenin yanı sıra motorun şanzımandan uzun süreli bağlantısının kesilmesi için tasarlanmıştır.

Çalışma prensibine göre kademeli, sürekli değişken ve kombine şanzımanlar bulunmaktadır. Şanzıman tipi büyük ölçüde bir arabanın sahip olduğu şanzıman tipini belirler.

Kademeli şanzımanlarda tork kademeli olarak değişir. Bunlar manuel ve robotik dişli kutularını içerir.

Manuel şanzıman (kısaltılmış ad - manuel şanzıman, ortak ad - mekanik), manuel vites değişimi sağlayan çok kademeli silindirik bir dişli kutusudur. Adım sayısına bağlı olarak dört vitesli, beş vitesli, altı vitesli, yedi vitesli ve daha fazla vites kutusu bulunmaktadır.

Manuel şanzımanın ana avantajları tasarım basitliği, güvenilirlik ve tüm sürüş modlarında manuel kontrol imkanıdır. Bu nitelikleri sayesinde manuel şanzıman en yaygın şanzıman türüdür. Aynı zamanda son yıllarda giderek daha fazla tüketici otomatik kontrol kutularını tercih ediyor.

Robotik şanzıman (başka bir isim otomatik şanzımandır, ortak adı robottur), debriyaj serbest bırakma ve vites değiştirme fonksiyonlarının otomatikleştirildiği manuel bir şanzımandır. Modern robotlarda, güç akışını kesintiye uğratmadan tork iletimini sağlayan çift kavrama bulunur.

Çift kavramalı robotik şanzımanın kullanılması, yakıt tüketiminin azaltılmasını ve yüksek hızlanma dinamiklerini sağlar. Bu nitelikleri sayesinde robotların popülaritesi hızla artıyor. Şu anda, hem ekonomik otomobillere (Volkswagen, Ford) hem de premium otomobillere (Bentley, Porsche) ön seçimli vites kutuları takılmıştır. Robotik dişli kutularının iyi bilinen tasarımları DSG (Doğrudan Vitesli Şanzıman), SMG (Sıralı M Şanzıman) ve Easytronic dişli kutularıdır.

Sürekli değişken şanzımanlar bir değiştirici (genellikle CVT olarak adlandırılır) içerir. Basamak kutularından farklı olarak CVT'lerdeki dişli oranı sorunsuz bir şekilde değişir. Bu, hidrolik veya mekanik tork dönüşümü yoluyla elde edilir.

CVT, tasarımı sayesinde otomobilin optimum dinamik özelliklerini sağlar. Öte yandan, CVT şanzımanın iletilen tork miktarı konusunda sınırlamaları vardır. Bazı tasarımların güvenilirlik ve hizmet ömrü açısından şikayetleri vardır. Çoğunlukla Japonca olmak üzere CVT'ler kullanılır araba şirketleri(Nissan, Honda, Subaru), Avrupa'dan - Audi. Tanınmış CVT tasarımları Multitronic, Extroid'dir.

Kombine çalışma prensibi otomatik şanzımanda kullanılır (kısaltılmış ad - otomatik şanzıman, ortak ad - otomatik şanzıman). Klasik bir otomatik şanzıman, bir tork konvertörü (debriyajın yerini alan ve sürekli değişken tork kontrolü sağlayan) ve bir manuel şanzıman (genellikle bir planet dişli kutusu) içerir. Modern otomatik makinelerde yedi (7G-Tronic) ve hatta sekiz vites kademesi bulunur.

Otomatik şanzıman yumuşak vites değişimi ve yüksek güvenilirlik sağlar. Otomatik şanzıman aynı zamanda yakıt tüketimini ve düşük hızlanma dinamiklerini artırdı. Bir dizi otomatik şanzıman tasarımı, manuel vites değiştirme Tiptronic, Steptronic'in taklidini sağlar.

Şu anda "otomatik şanzıman" terimi yalnızca klasik tork konvertörü kutusunu değil aynı zamanda robotik şanzımanı ve değiştiriciyi de ifade etmektedir. Hepsi elektronik olarak kontrol ediliyor.

Bir tür otomatik şanzıman sözdedir. Belirli bir kişinin sürüş tarzını dikkate alan uyarlanabilir şanzıman.

Yeni başlayanlar, araba sürmeyi öğrenme aşamasında bir arabanın direksiyonuna geçtiklerinde, vites kutusuyla veya daha doğrusu sürekli vites değiştirme ihtiyacıyla ilgili sorunlar yaşarlar. Birçoğu, bu "poker" olmadan arabanın daha ideal olacağını defalarca düşündü. Ancak ne yazık ki bu olmadan araba verimli bir şekilde çalışamazdı. Bu içten yanmalı motorun özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Türlerinin, yapısının ve çalışma prensibinin amacını öğrenelim.

Arabada neden vites kutusuna ihtiyacınız var?

Referans kitaplarını açarsanız, bu mekanizmanın içten yanmalı motorun ürettiği torku değiştirmek için kullanıldığı yazıyor. Şanzıman ayrıca motordaki torkun geçici olarak kesilmesine ve geri vitese alınmasına da hizmet eder.

Şimdi gelin arabanın tasarımından ve teorisinden uzak insanların bakış açısından amaca bakalım. Ayrıca her sürüşte vites kutusu aşamalarını neden değiştirmeniz gerektiğini anlamakta fayda var.

Sürekli vites değiştirme ihtiyacı motorların özellikleriyle doğrudan ilgilidir. içten yanma. Elektrik ünitelerinin aksine, içten yanmalı bir motorun torku dengesiz bir özelliğe sahiptir.

BUZ ve elektrik motoru

Elektrik motorları ile içten yanmalı motorlar arasındaki temel fark, itme özellikleridir. Bu karakteristik, hıza bağlı olarak güç ve torkun nasıl değiştiğini açıklar. Elektrik motorlarında tork hemen elde edilir ve hız arttıkça tork düşer.

Bu özellik bir araba için daha uygundur - harekete başladığı anda ve hızlanma sırasında, ataletin üstesinden gelmek için çok fazla çaba harcamanız gerektiğinde, büyük bir torka sahip olmak daha iyidir. Daha eşit bir şekilde ilerlemek için çok daha az çaba gerekir. Herhangi bir rotor hızı aralığında elektrik motorlarının gücü maksimuma yakındır ve herhangi bir modda neredeyse tamamen gerçekleştirilip kullanılır. Bu nedenle elektrik motorlarının taşıt tahrik sistemi olarak kullanılması daha uygundur. İçten yanmalı bir motorda her şey biraz farklıdır. Krank mili hızı düşük olduğunda güç de düşüktür. Tork neredeyse hiç değişmeden kalır.

Harekete karşı direnç artar ve hız azalmaya başlarsa elektrik motoru torku artıracaktır. İçten yanmalı motorlarda tork sadece biraz artacak ve sonra azalacaktır.

İçten yanmalı bir motorun çekiş performansı tamamen yetersiz kabul edilir. Ancak şimdi bile verimlilik, genel boyutlar ve diğer nitelikler açısından modern elektrik güç ünitelerinden önemli ölçüde üstünler. Mühendisler bu değerlendirmelerden yola çıkarak içten yanmalı motorun eksikliğini kabul ettiler ve bu sorunu çözecek bir vites kutusu yarattılar. Amacı, krank mili ile tahrik tekerlek çifti arasındaki dişli oranını değiştirmektir. Sonuç olarak maksimum tork, dar bir optimum hız aralığında, ancak farklı viteslerde elde edilebilir. Bu, motorun daha verimli çalışmasını sağlar.

Dişli oranları

Arabadaki vites kutusunun amacını daha iyi anlamak için okuldaki fizik dersini ve mekaniğin bazı bölümlerini hatırlamalısınız.

İki dişlinin çalıştığı dişli bazlı transmisyon sistemlerinde hızı ve torku diş çapı ve sayısı belirleyecektir. Tahrik dişlisindeki diş sayısının tahrik dişlisindeki diş sayısına oranı dişli oranıdır. Tahrik dişlisinin çapı tahrik edilenden daha küçük olduğunda, ikincideki hız daha düşük olacak ve tam tersine tork daha yüksek olacaktır.

Güçte bir artış olurken, hızda bir kayıp olacaktır. Hız kazandıktan sonra güçte bir kayıp fark edeceğiz. Şanzıman mekanizmasında birden fazla dişli varsa, dişli oranı her bir dişli çiftinin sayısı çarpılarak belirlenir. Şanzımanın amacı tam olarak dişli oranlarını değiştirmektir.

Arabayı farklı yönlerde hareket ettirmek için gereken farklı torkları elde etmek yol koşullarıŞanzımanın birkaç çift dişlisi vardır. Farklı dişli oranlarıyla gelirler. Bir çift tahrik ve tahrik dişlisine bir ara dişli takarsanız, ikincisi ters yönde dönecektir - bu geri vitestir.

İçten yanmalı motorun optimum hızlarda ve normal çalışma modlarında çalışabilmesi ve ayrıca yalnızca vites oranını değiştirerek motor gücünün her türlü sürüş koşulunda etkili bir şekilde kullanılabilmesi için her türlü araba vites kutusu gereklidir.

Şanzıman ne zaman ve nasıl değiştirilir?

Bir arabayı hareket ettirmeye başlamak ve başlangıçta düşük bir hız elde etmek ve ayrıca arazi koşullarında hareket etmek için maksimuma yakın bir tork gereklidir. Orta motor devri aralığında elde edilebilir. Bu durumda yüksek hıza gerek yoktur. Bu amaçla vites kutusunda daha düşük vitesler bulunur - birinci, ikinci, bazen üçüncü. Aynı zamanda birinci viteste yüksek hızlarda bile araç oldukça yavaş gidecektir.

Daha yüksek hızlarda eşit şekilde hareket etmek için tekerleklerin yüksek frekansta dönmesi gerekir. Bu durumda motor devrinin optimal olması gerekir. Bunun için daha yüksek vitesler vardır - dördüncü, beşinci (ve vites kutusu 6 vitesliyse altıncı). Burada dişli oranları daha düşüktür. İçten yanmalı motor izin verilen maksimum veya maksimum hıza ulaşana kadar araç aynı optimum hızda hızlı bir şekilde hareket edecektir. Daha yüksek viteslerde hızlanma artık o kadar etkili olmayacaktır. Ayrıca yüksek viteslerde düşük hızlarda sürüş mümkün olmayacaktır. Araba hareket edemeyecek. Motor gerekli torku sağlayamayacaktır.

Çalışma prensibi

Manuel iletim cihazı

Artık dünyada pek çok farklı manuel şanzıman tasarımı var. Çoğu önden çekişli otomobilin iki şaftlı mekanizması vardır. Arkadan çekişli araçlara üç şaftlı olanlar takılıdır. Teknolojinin çok hızlı geliştiği günümüzde dahi mekaniğin oldukça popüler olduğunu söylemek gerekir. Gerçek şu ki, bu tür onarımlar, otomatik şanzımanlardan ve CVT'lerden farklı olarak basit ve ucuzdur.

İkiz şaft kutusu

Şanzımanın birincil ve ikincil şaftına dayanmaktadır. Ayrıca aracın vites kutusunda senkronizatörlerle birlikte bir dişli bloğu bulunmaktadır. Metal şanzıman mahfazası ana dişli mekanizmasını ve diferansiyeli barındırır.

Giriş milini kullanarak aracın şanzımanı debriyaj grubuna bağlanabilir. Dişlilere sahip bir blok mile sağlam bir şekilde sabitlenmiştir. Şanzıman ayrıca ikincil bir mile sahiptir. Birincil'e paralel olarak bulunur. Aynı zamanda bir dişli bloğu ile donatılmıştır. İkincisi, giriş mili üzerindeki bloktaki elemanlarla sürekli olarak sıkı bir bağlantı halindedir. Ayrıca şanzımanın ikincil mili bir dişli aracılığıyla ana dişliye bağlanır. Dişli bloğu senkronizatörlerle donatılmıştır. İÇİNDE farklı tasarımlar Birkaç ikincil şaft olabilir.

Ek olarak, kutu bir vites değiştirme mekanizması ile donatılmıştır. Çoğu zaman uzaktır. Otomobilin şanzıman mahfazası küçük olduğundan elemanlar kaputun altında yer alıyor.

Üç şaftlı şanzıman

Giriş mili, dişli kutusu mekanizmasını kavrama grubuna bağlamaya yarar. Tahrik diskinin yerleştirildiği mil üzerinde yivler bulunmaktadır. Motordan gelen tork, bu elemanlarla iç içe olan dişli kutusu aracılığıyla iletilir. Paralel olarak yerleştirilmiş bir ara eleman vardır. Şafta sıkı bir şekilde bağlanan bir dişli bloğu ile donatılmıştır.

İkincil şaft birincil ile aynı eksendedir. Dişliler sıkı bir şekilde birbirine geçmemiştir ve serbestçe dönmektedir. Ara ve ikincil mil dişlileri ile giriş milindeki parça sürekli olarak devrededir.

Senkronizatörler dişliler arasına monte edilmiştir. Vites değiştirme mekanizması doğrudan aracın şanzıman mahfazasına monte edilir. Bir vites kolunun yanı sıra sürgü ve çatallardan oluşur.

Çözüm

Böylece vites kutusunun ne olduğunu öğrendik. Gördüğünüz gibi bu, herhangi bir arabanın tasarımında çok önemli bir bileşendir. Aracın farklı kuvvet ve hızlarla hareket etmesini sağlayan şey budur. Arabanın hareketi büyük ölçüde vites kutusu tarafından belirlenir.

İçten yanmalı motorun yaratılması, her türlü ulaşımın gelişmesine ve hatta yeni türlerin ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur. İlk arabalara kendi kendine koşan bebek arabaları deniyordu ve oldukça ilkel bir tasarıma sahipti. Torkun güç ünitesinden tahrik tekerleklerine aktarımı, çok güvenilmez bir kayış tahriki ve daha sonra bir zincir tahriki kullanılarak gerçekleşti.

Araçlarda kullanılan içten yanmalı motorların çalışma menzili nispeten kısadır. Düşük krank mili hızlarında, güç ünitesi yeterli güç üretmez ve yük altında durur. Yüksek hızlarda parçalar üzerindeki yük keskin bir şekilde artar ve motor kontrolden çıkabilir. Şanzıman, farklı koşullarda motorun optimum çalışmasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu ünite, aracın tahrik tekerleklerindeki hızı ve torku geniş bir aralıkta değiştirmenize olanak sağlayan bir dişli kutusudur. Elektrikli ve buharlı motorlarla donatılmış araçlarda bu tür mekanizmalara ihtiyaç yoktur.

Bu güç ünitelerinin çekiş özellikleri, ek cihazlar olmadan yapmayı mümkün kılar. İdeal olarak motor doğrudan tekerleğin içine yerleştirilebilir; bu tür tahriklerin endüstriyel tasarımları zaten mevcuttur.

Şanzıman terimi artık pratikte kullanılmıyor; bunun yerine daha modern bir isim kullanılıyor: şanzıman.

Ana amacına ek olarak, bu mekanizma bir dizi işlevi yerine getirir:

• tersine çevirmeyi, yani tersine çevirmeyi sağlamak;
• uzun bir durma veya park etme sırasında çalışan güç ünitesinin ve şanzımanın ayrılması;
• Motorun çalıştırılması için koşulların sağlanması.

Vites kutusunun kullanılması, araç sürücüsünün dış koşullara bağlı olarak güç ünitesinin en uygun çalışma modunu seçmesine olanak tanır.

Bu tür mekanizmaların tasarımı ve seri üretimi esas olarak otomobil üreticileri tarafından gerçekleştirilmektedir. Ek olarak, dünyada uzmanlığı şanzıman elemanları ve özellikle dişli kutuları üretimi olan çok sayıda şirket var:

• Allison Motor Şirketi;
• BorgWarner Inc;
• Delphi Şirketi;
• Robert Bosch GmbH;
• Wulf Gaertner Autoparts AG;
• ZF Friedrichshafen AG.

Bu şirketler genellikle otomobil üreticilerinden gelen siparişleri yerine getirerek orijinal ve lisanslı mekanizmaların seri üretimini gerçekleştiriyor. Genellikle geliştirme çalışmaları yürütürler ve şirketlerin ortak projelerine, ekipmanların ince ayarına katılırlar. Bu üreticilerin ürünleri farklı en yüksek kalite ve güvenilirlik.

Dişli kutularının sınıflandırılması

Otomotiv endüstrisinin gelişimi sırasında mühendisler, farklı çalışma prensiplerini ve kontrol yöntemlerini uygulayan çeşitli mekanizma türleri önerdiler. Mühendislik ortamında genel olarak kabul edilen kutuların sınıflandırılması, yukarıdaki özellikleri ayırt edici özellikler olarak kullanır:

Çalışma prensibine göreŞanzımanlar üç tipe ayrılır:

• adım attı;
• kademesiz;
• birleştirildi.

Cihaz kontrol yöntemiyle ayırt etmek:

• mekanik;
• otomatik;
• robotik.

Bu sınıflandırma, çeşitli koşullar nedeniyle yaygın olarak kullanılmayan bazı dişli kutusu türlerini içermemektedir.

Bu nedenle engellilere yönelik bazı otomobiller yarı otomatik şanzımanlarla donatıldı. Özünde, bu, otomatikleştirilmiş bir kavrama ile birleştirilmiş, manuel vites değiştirme özelliğine sahip normal bir şanzımandır.

Şu anda birçok otomobil üreticisi, çevre programlarının bir parçası olarak hibrit güç aktarma organlarına sahip otomobiller üretiyor. Bu tür makinelerin oldukça fazla tasarımı var, en çok farklı şemalar düzen. Bazılarında dişli kutuları bulunurken, diğerleri tork aktarımı için ek cihazlar gerektirmeyen elektrik motorlarını tahrik olarak kullanıyor.

Video - araba vites kutusu çeşitleri, artıları ve eksileri:

Dişli kutularının büyük çoğunluğu birkaç çift dişliye sahip dişli kutularıdır. Dişli oranı bunlarda ayrı ayrı değişir ve çift sayısı adım sayısına karşılık gelir.

Buna karşılık iki ana tasarım diyagramları bu tür mekanizmalar: koaksiyel ve gezegensel. İlk düzenleme esas olarak manuel şanzımanlarda, ikincisi ise otomatik şanzımanlarda kullanılır.

Kademesiz mekanizmalara değiştiriciler denir, bunlarda tahrik edilen milin tahrik miline göre dönme hızı sarsıntı olmadan düzgün bir şekilde değişir. Sürtünme kuvvetini kullanarak torkun bir ara eleman üzerinden iletilmesi prensibini uygularlar. Buna göre, değiştiriciler iletim bağlantısının tipine göre sınıflandırılır: V kayışı, V zinciri, makaralı ve bilyeli şanzımanlar.

Mekanik

Bu tür birimler Eski Dünya'da en yaygın olanıdır; toplam araç sayısının yaklaşık %80'i bunlarla donatılmıştır. İÇİNDE teknik açıklamalar Arabalarda manuel şanzımanlar genellikle manuel şanzıman olarak kısaltılır. Sadelikleri ve yüksek tasarım güvenilirliği ile ayırt edilirler. Detaylı Açıklama Mekanik kutunun çalışma prensibi ve tasarımına buradan ulaşabilirsiniz.

Ünitenin çalışmasını kısaca şu şekilde tarif edebiliriz: Motor volanına kavrama mekanizması monte edilmiştir. Tahrik edilen diski, tahrik mili boyunca kamalı olarak hareket etme özelliğine sahiptir. farklı şekiller. Debriyaj vites değiştirirken güç akışının kesilmesini sağlar. Tork, giriş mili aracılığıyla kutunun tahrik milini sabit bir nihai tahrik yoluyla tahrik eder.

Dişli sayısına göre dişliler ve geri vites için bir tane daha dişliler takılır ve üzerine sağlam bir şekilde sabitlenir. Tahrik edilen şaftın karşılık gelen parçaları bunlarla sürekli temas halindedir. Yataklar üzerinde serbestçe dönerler ve aralarında senkronizörlü tespit halkaları bulunur. Bu parçalar, tahrik eden ve tahrik edilen dişlilerin dönüş hızlarını birbirine eşitleyerek belirli bir vitese geçildiğinde devreye girmeyi sağlar.

Kaplin, özel bir mekanizma tarafından tahrik edilen özel çatallarla hareket ettirilir. İki vitesin aynı anda etkinleştirilmesine karşı koruma, diğer cihazların hareketini önleyen bir kilittir. Sürücü, kabinin farklı noktalarına takılabilen özel bir kolu kullanarak kutunun çalışmasını kontrol eder:

• yerde;
• orta konsolda;
• direksiyon kolonunda;
• gösterge panelinde.

Kontrol eyleminin manuel şanzımana aktarımı doğrudan veya özel kablo mekanizmaları veya sahneler aracılığıyla iletilebilir.

Robotik

Elektroniğin gelişmesi ve oldukça güvenilir işlemcilerin ve kontrolörlerin ortaya çıkması, bunların araç şanzımanlarının çalışma modlarının seçiminde kullanılmasını mümkün kılmıştır. Robotik dişli kutuları, elektronik bir ünite kullanılarak kontrol edilen, zaman içinde test edilmiş ve güvenilir mekaniklerdir.

Bu tür kutuların tasarımının ayrıntılı bir açıklaması ve çalışma prensibi bulunabilir. Metodoloji, Formula 1 yarışmalarına katılmak için özel olarak oluşturulmuş otomobiller üzerinde test edildi. Bu arabalarda servolar debriyajı ve vites değişimlerini kontrol eder. İçlerindeki vites değiştirme süresi 0,01 ila 0,02 saniye arasında değişmektedir.

Robotik dişli kutusunun çalışmasını kontrol etmenin iki yolu vardır: hidrolik ve elektrik. İlk seçenek minimum yanıt süresi sağlar ancak üretimi daha zordur. Öncelikle pahalı iş sınıfı arabalarda kullanılır. Elektrikli servo motorlar bütçe modellerinde kullanılır ve önemli bir performansa sahip olamaz.

Robotik dişli kutularının ana avantajı: motor ile tahrik tekerlekleri arasında sağlam bir mekanik bağlantı. Otomatik şanzımanlarla karşılaştırıldığında, bu tür şanzımanın en iyi özellikler ve daha az kayıp. Ana dezavantajı, yüksek karmaşıklık ve buna bağlı olarak mekanizmanın maliyetidir.

Otomatik

Bu tür birimler için genel kabul görmüş tanımlar otomatik şanzımanlar veya otomatik şanzımanlardır, bütün bir cihaz kompleksini temsil ederler. Hidromekanik bir kavrama ve planet dişli kutusu içerir. Bu tasarım, seçilen çalışma moduna bağlı olarak farklı dişli oranları oluşturmanıza olanak tanır. Cihazın ayrıntılı bir açıklamasını ve otomatik şanzımanın çalışma prensibini bulabilirsiniz.

Gezegen mekanizması, merkezi ve harici olmak üzere iki dişlinin yanı sıra aralarında bulunan uydulardan oluşur. Özel bir üniteye (taşıyıcı) monte edilirler. Parçalar, tasarım olarak debriyaj kavramalarına veya bant frenlerine benzer özel mekanizmalar kullanılarak kutu gövdesine göre sabitlenebilir.

Otomatik şanzıman, seçici kullanılarak seçilen mod ile hidrolik tahrikler kullanılarak kontrol edilir. Bu tür araçlarda gaz pedalının motor gaz kelebeği valfi ile doğrudan mekanik bağlantısı yoktur. Bastığınızda, kutunun çalışmasını kontrol eden valfin hidrolik sistemdeki konumu değişir.

Video - otomatik şanzıman nasıl çalışır:

Modern otomatik şanzımanlarda mod seçimi, sürüş tarzına uyum sağlayabilen bir işlemci tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu, bu tip dişli kutusunun olumsuz yönlerini bir miktar azaltmayı mümkün kıldı.

Böylece, gaz pedalına keskin bir şekilde basılması, önemli ölçüde daha yüksek krank mili hızlarında vites büyütmeye geçişin gerçekleştiği kickdown modunun etkinleştirilmesine neden olur. Aynı zamanda hızlanma dinamikleri de önemli ölçüde artıyor.

CVT'ler

Sürekli değişken şanzıman, güç ünitesine sabit hızlarda çalışma yeteneği sağlar. Böylece seçilen moda bağlı olarak güç, verimlilik veya tork açısından maksimum performans elde edilir.

Güç, akış kesintisi olmadan motordan tahrik tekerleklerine aktarılır. Varyatör tasarımının ve çalışma prensibinin tam ve doğru bir tanımını burada bulabilirsiniz.

Bu cihazın adı nereden geliyor? ingilizce kelime değişken – yapının adında yer alan bir değişken. CVT, çalışmasını en iyi şekilde tanımlayan Sürekli Değişken İletim anlamına gelir. Tasarımın sağladığı kavrama, yalnızca motorun durdurulması sırasında çalıştırılması ve çalışmasının sağlanması için kullanılır.

Birkaç çeşit değiştirici tasarımı vardır:

• V kayışı;
• kama zinciri;
• toroidal.

Birinci cihazda kuvvet, birbirine doğru yönlendirilmiş iki koni arasında bulunan bir kayış kullanılarak iletilir. Aralarındaki mesafe, merkezkaç kuvvetinin etkisi altında en basit cihazda ve daha fazlasında değişir. karmaşık yapılar elektronik bir kontrolörün kontrolü altındadır.

Video - sürekli değişken şanzıman (varyatör) nedir:

V kayışı merkeze doğru düşer ve kasnakla temas bölgesinin yarıçapı buna göre değişir. Yapının başka bir bölümünde ise tam tersi bir tablo görülüyor. Sonuç olarak dişli oranı sorunsuz bir şekilde değişir. V-kayışı tahrikleri scooter gibi nispeten küçük araçlarda kullanılır.

Polimer malzemeler ağır yüklere dayanamaz ve otomobil şanzımanlarında pek kullanışlı değildir. V-kayışı tahrikinin gücü, içinden sentetik bağlantı elemanlarının geçtiği kesikli, özel olarak şekillendirilmiş çelik plakalardan oluşan bir paket kullanılarak arttırılır. Bu tür elemanlar, Honda H-RV modelinin nispeten küçük geçitlerinde bile kullanılır.

Nissan mühendisleri tarafından geliştirilen torus değiştiriciler sayesinde büyük kuvvetler aktarılabiliyor. Bu cihaz, aynı eksen üzerinde yer alan içbükey yüzeye sahip iki koniden oluşur. Bunlardan biri sırasıyla efendi, diğeri köledir. Tork, onları birbirine bağlayan ve bir akor oluşturan iki silindir aracılığıyla iletilir. Bu elemanların eğimi, temas noktalarındaki yarıçapları ve dişli oranını değiştirir.