Влияние передаточного числа на динамику
Передаточное число – величина вычисляемая, она находится отношением числа зубьев ведомой шестерни к количеству ведущей. Чем выше это значение, тем двигатель быстрее накрутит нужное количество оборотов и разгонит автомобиль более стремительно. «Супер!», — скажете вы, но ошибетесь в главном – максимум скорости в этом случае будет меньшим, а переключать передачи вам придется намного чаще. Поэтому производители придерживаются средних значений передаточных чисел КПП, создавая многоступенчатые конструкции.
Сначала конструкции КПП содержали 3 вала, где 3-я передача являлась прямой и позволяла достигать предельной скорости. Последующая же регулировка скорости сводилась к уменьшению оборотов двигателя через подачу топлива, в этом случае эффект управления скоростью достигался, но терялась экономичность авто совершенно. Поэтому количество передач увеличили, и бывшая прямая третья стала четвертой или пятой, а далее достигла и более высоких ступней.
Передаточные числа механической коробки передач самой распространенной 5-скоростной КПП находятся в следующих диапазонах:
- 1-я передача – от 3 до 4;
- 2-я передача – от 2 до 2,9;
- 3-я передача – от 1,2 до 1,9;
- 4-я передача – от 0,9 до 1,2;
- 5-я передача – от 0,7 до 0,9;
- задний ход – от 3 до 4.
Если передаточные числа АКПП будут настроены неправильно, то комфорта от поездки за рулем добиться не удастся. А вот в АКПП передаточные числа при несбалансированности способны равномерное движение автомобиля превратить в езду на упрямом осле, сопровождающуюся постоянными рывками и необоснованно большим расходом топлива.
Оптимальными специалисты считают значения, расположенные близко друг к другу, тогда у автомобиля будет разгон без рывков при переключении скоростей. Такого дробления не удастся осуществить, если передач будет мало, поэтому чем больше передач – тем лучше для вашего комфорта при вождении. Особенно это касается машин с автоматом: если есть возможность выбора, то АКПП с 5-ю, 6-ю, 7-ю скоростями будет намного предпочтительнее 4АКПП. Здесь за вас скорости переключает автоматика, и чем чаще она будет это делать, тем быстрее выйдут из строя дорогостоящие механизмы.
Часто значения передаточных чисел указывают в характеристиках автомобиля. За этими цифрами стоит скрупулезный подбор производителем оптимальных значений. Каких-то идеальных величин, как при оценке других параметров, здесь не существует. Поэтому назвать одно значение плохим, а другое хорошим нельзя, так как коробки передач влияют на динамику машины, а тип вождения и предпочтения у владельцев авто зачастую кардинально различны, и сложно рассматривать КПП отдельно от всего «организма» машины. Все скоростные режимы и рекомендации завода-изготовителя формируются только после определения передаточных чисел, ибо они должны учитывать такие нюансы, как:
- комфорт в управлении автомобилем, исключающий частое переключение передач как на механике, так и на автомате;
- хорошие показатели динамики автомобиля;
- все передачи должны работать слаженно, чтобы ни один режим поездки не выбивался из заданного ритма;
- расход топлива должен быть нормальным и соизмерим заявленной литражности, перегазовок быть не должно;
- длинная последняя передача способна разогнать авто до максимальной скорости;
- должна быть полная совместимость двигателя и передаточных чисел.
Последний пункт поясним немного подробнее. Для каждого двигателя разработчики создают коробку с заданными передаточными числами, поэтому задумываясь о замене КПП, вариант неродной коробки даже не стоит рассматривать. С данной модификацией вы можете приобрести массу проблем. Если новая коробка взята от такого же двигателя, но более мощного, то вам гарантирован больший износ мотора и не слишком удобное переключение скоростей, но к этому со временем можно привыкнуть, а вот преждевременный износ двигателя – вещь малоприятная.
Не лучше ситуация получается и при обратной замене – коробку взяли из пары, где двигатель был слабее. Этой модификацией вы обделите себя по потенциалу машины и увеличите топливные затраты на поездку.
Таким образом, для полноценной работы автомобиля в нем должна располагаться родная трансмиссия. Но народные умельцы автомобильного тюнинга уже научились менять в машине передаточное число, используя новые шестерни в рядах и получая другие характеристики модели. Такие модификации часто проводят с автомобилями ВАЗ. Следствие этого — более интенсивный разгон автомобиля, но приходится жертвовать максимальной скоростью.
Передаточное число гоночных автомобилей также разительно отличается от серийных моделей, ибо перед ними стоят другие задачи эксплуатации.
Калькулятор главной пары
R колеса : Ширина колеса : Высота профиля : Главная пара : 3.53.73.94.14.34.54.74.95.16.81-я передача : 3.63 (стандарт)2.92 (5-й ряд)2.92 (6-й ряд) 2.92 (7-й ряд)3.42 (8-й ряд)3.42 (10-й ряд)3.63 (11-й ряд)3.16 (12-й ряд)3.17 (15-й ряд)3.17 (18-й ряд)3.17 (20-й ряд)3.17 (102-й ряд)2.92 (103-й ряд)2.92 (104-й ряд)2.92 (200-й ряд)3.0 (026-й ряд)3.0 (711-й ряд)2.67 (745-й ряд)2.67 (74-й ряд)2-я передача : 1.95 (стандарт)1.81 (5-й ряд)1.81 (6-й ряд)2.05 (7-й ряд)2.05 (8-й ряд)2.05 (10-й ряд)2.22 (11-й ряд)1.95 (12-й ряд)1.81 (15-й ряд)2.11 (18-й ряд)1.9 (20-й ряд)1.95 (102-й ряд)1.95 (103-й ряд)1.95 (104-й ряд)2.22 (200-й ряд)2.53 (026-й ряд)2.53 (711-й ряд)1.93 (745-й ряд)1.93 (74-й ряд)3-я передача : 1.36 (стандарт)1.28 (5-й ряд)1.28 (6-й ряд)1.56 (7-й ряд)1.36 (8-й ряд)1.36 (10-й ряд)1.54 (11-й ряд)1.36 (12-й ряд)1.28 (15-й ряд)1.48 (18-й ряд)1.26 (20-й ряд)1.36 (102-й ряд)1.36 (103-й ряд)1.36 (104-й ряд)1.76 (200-й ряд)2.06 (026-й ряд)2.06 (711-й ряд)1.59 (745-й ряд)1.56 (74-й ряд)4-я передача : 0.94 (стандарт)0.97 (5-й ряд)1.06 (6-й ряд)1.31 (7-й ряд)0.97 (8-й ряд)0.97 (10-й ряд)1.17 (11-й ряд)1.03 (12-й ряд)0.94 (15-й ряд)1.13 (18-й ряд)0.94 (20-й ряд)0.94 (102-й ряд)0.94 (103-й ряд)1.03 (104-й ряд)1.39 (200-й ряд)1.74 (026-й ряд)1.74 (711-й ряд)1.37 (745-й ряд)1.37 (74-й ряд)5-я передача : 0.78 (стандарт)0.78 (5-й ряд)0.94 (6-й ряд)1.13 (7-й ряд)0.78 (8-й ряд)0.78 (10-й ряд)0.89 (11-й ряд)0.78 (12-й ряд)0.73 (15-й ряд)0.89 (18-й ряд)0.73 (20-й ряд)0.73 (102-й ряд)0.69 (103-й ряд)0.73 (104-й ряд)1.17 (200-й ряд)1.48 (026-й ряд)1.48 (711-й ряд)1.2 (745-й ряд)0.79 (74-й ряд)6-я передача : нет0.69 (стандарт)0.94 (7-й ряд)0.78 (18-й ряд)0.94 (200-й ряд)Обороты двигателя ( оборотов в минуту) : belais.ru
Общее определение
Редуктор, как конструкционный элемент, применяется в множестве механизмов. Это технический узел, необходимый для коррекции скорости вращения при передаче движения. Изобретение и распространение редукторов произошло во время развития двигателей разного типа. Это объясняется тем, что появилась необходимость превращать высокую оборотную скорость в усилие крутящего момента, или же наоборот. Для различных целей существует множество разновидностей редукторов, выбор которых играет важнейшую роль для нормального функционирования механизмов.
Передаточное отношение редуктора обозначается мультипликатором, который свидетельствует о типе механизма: понижающий он, или понижающий. Понижающие передаточные редукторы имеют мультипликатор больше 1, редуктор с передаточным числом менее 1 называется повышающим.
В автомобилях редуктора используются для перенаправления силового импульса на колеса с коробки передач, причем всегда скорость вращения снижается. Передаточное число — показатель того, во сколько раз скорость уменьшится. Если передаточное число равняется 4 — это означает, что крутящий момент, передающийся с редуктора на ось, в 4 раза меньше, чем скорость вращения трансмиссии.
Обычно такой механизм устанавливается на ведущую ось, если автомобиль является полноприводным, то устанавливаются два, по одному на каждую ось.
Редуктор не обязательно должен строго соответствовать установленным заводским параметрам, в некоторых случаях при поломке можно заменить на новый узел с меньшим или большим передаточным числом. Как проверить, какой механизм подойдет? Обычно можно делать замену на модели, в которых номинальное передаточное число отличаются не более чем на 0,5 в большую или меньшую сторону. Если взять, к примеру, редукторы автомобилей ВАЗ, есть возможность устанавливать 4 модели. Соответственно скорость работы редуктора уменьшается при увеличении передаточного числа.
Поэтому скорость автомобиля напрямую зависит от скорости работы редуктора, и с помощью замены этого узла можно сделать свой автомобиль более шустрым, например, поставив узел с передаточным числом 20.
При замене узла на модель с большим или меньшим числом, стоит позаботиться о правильной работе спидометра. Так как очень часто он начинает показывать некорректные показатели. Нужно либо заменить тросик, при серьезном сбое, либо просто отрегулировать спидометр.
Что удивительно, при замене редуктора, снять старый и установить новый это самое простое, сложнее всего все правильно отрегулировать и настроить, чтобы общее передаточное число соответствовало необходимым параметрам. Если это не удастся, то даже самый качественный редуктор может быстро выйти из строя.
Эффективность
Цифры в этом разделе относятся к эффективности трансмиссии, включая средства трансмиссии и любую систему зубчатых передач. В этом контексте эффективность связана с тем, какая мощность передается на колесо по сравнению с мощностью педалей. Для хорошо обслуживаемой системы передачи КПД обычно составляет от 86% до 99%, как подробно описано ниже.
Факторы, помимо зубчатой передачи, которые влияют на производительность, включают сопротивление качению и сопротивление воздуху:
- Сопротивление качению может изменяться в 10 или более раз в зависимости от типа и размеров шины, а также давления в шине.
- Сопротивление воздуха значительно увеличивается с увеличением скорости и является наиболее важным фактором на скоростях выше 10–12 миль (15–20 км) в час ( сила сопротивления увеличивается пропорционально квадрату скорости, поэтому мощность, необходимая для ее преодоления, увеличивается. пропорционально кубу скорости).
Человеческий фактор также может иметь значение. Рохлофф утверждает, что в некоторых случаях общая эффективность может быть повышена за счет использования немного менее эффективного передаточного числа, когда это приводит к большей эффективности человека (в преобразовании еды в мощность педали), поскольку используется более эффективная скорость вращения педалей.
Обзор
Энциклопедический обзор можно найти в главе 9 «Велосипедной науки», которая охватывает как теорию, так и экспериментальные результаты. Некоторые детали, извлеченные из этих и других экспериментов, представлены в следующем подразделе со ссылками на исходные отчеты.
Факторы, которые, как было показано, влияют на эффективность трансмиссии, включают тип системы трансмиссии (цепь, вал, ремень), тип системы зубчатой передачи (фиксированная, переключатель, ступица, бесступенчатая регулировка), размер используемых звездочек, величина входной мощности, скорость вращения педалей и степень ржавости цепи. Для конкретной зубчатой передачи разные передаточные числа обычно имеют разный КПД.
В некоторых экспериментах использовался электродвигатель для привода вала, к которому прикреплены педали, в то время как в других использовались средние значения ряда реальных велосипедистов. Неясно, как стабильная мощность, выдаваемая двигателем, сравнивается с циклической мощностью, обеспечиваемой педалями. Рохлофф утверждает, что постоянная мощность двигателя должна соответствовать пиковой мощности педали, а не средней (которая составляет половину максимальной мощности).
Имеется мало независимой информации, касающейся эффективности ременных передач и бесступенчатых зубчатых передач; даже производители / поставщики не хотят предоставлять какие-либо цифры.
Подробности
Механизмы типа переключателя типичного продукта среднего класса (типа, используемого серьезными любителями) достигают от 88% до 99% механического КПД при 100 Вт. В механизмах переключения передач самый высокий КПД достигается за счет более крупных звездочек. Эффективность обычно снижается с уменьшением размеров звездочки и передней звезды. Эффективность переключателя также снижается из-за перекрестной цепи или перехода от большого кольца к большой звездочке или от малого кольца к маленькой звездочке. Это перекрестное соединение также приводит к повышенному износу из-за бокового прогиба цепи.
Честер Кайл и Фрэнк Берто сообщили в “Human Power” 52 (лето 2001 г.), что испытания трех систем переключения (от 4 до 27 передач) и восьми ступичных трансмиссий (от 3 до 14 передач), выполненные с мощностью 80 Вт, 150 Вт, Входы 200 Вт дали следующие результаты:
| Тип трансмиссии | Средняя эффективность при 150 Вт |
|---|---|
| Переключатели | 93–95% |
| 3 ступицы скоростей | 92–95% |
| 7- и 14-ступенчатые ступицы | 89% – 91% |
Проверка эффективности велосипедных зубчатых передач осложняется рядом факторов – в частности, все системы имеют тенденцию быть лучше при более высоких значениях мощности. 200 Вт будут управлять типичным велосипедом со скоростью 20 миль в час, в то время как спортсмены могут достичь 400 Вт, при этом заявленная эффективность “приближается к 98%”.
При более типичной мощности 150 Вт, ступичные шестерни, как правило, примерно на 2% менее эффективны, чем система переключения скоростей, если обе системы находятся в хорошем состоянии.
Устройство механической коробки передач
Устройство механической КПП Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:
- ведущий или первичный вал;
- ведомый или вторичный вал;
- промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
- шестерни первичного и вторичного валов;
- механизм выбора передач;
- муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
- картер;
- главная передача;
- дифференциал.
При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.
Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.
Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:
- В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
- При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
- Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
- Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
- Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.
Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:
Нейтральное положение
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
5-я передача
Задний ход
Трехвальная КПП: устройство и принцип работы
Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.
Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.
Устройство трехвальной МКПП
Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.
На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.
Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.
Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.
В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.
Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.
Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.
Цепная передача
В отличие от ременного аналога не подвержена проскальзыванию. Расчет передаточного отношения выполняется по аналогии с зубчатой передачей, ведь звездочки передачи, по сути, представляют собой те же зубчатые колеса.
Характерная особенность цепной передачи – вращение передается исключительно при наличии параллельных валов. Между осями звёздочек расстояние необходимо принимать не менее величины полутора диаметров большой звездочки. При этом передаточное число может достигать показателя 1:15.
Также важно заметить, что цепь надевается на звездочки не с натягом, как ремни, а с определенной степенью провисания. Регулировка натяжения проводится с помощью специального винта
Достоинства передачи таковы:
- Небольшая чувствительность к неточностям установки валов.
- Передача вращения может осуществляться одной цепью сразу же нескольким звездочкам.
- Вращение может передаваться на большие расстояния.
Недостатком же является высокий шум и износ цепей в случае некачественного монтажа и при плохом техническом обслуживании.
Устройство и основные требования к главной передаче
Устройство рассматриваемого механизма простое: главная передача состоит из двух шестерен (зубчатый редуктор). Ведущая шестерня имеет меньший размер, при этом она имеет связь с вторичным валом коробки передач. Ведомая шестерня больше ведущей, а связана она с дифференциалом и, соответственно, с колесами машины.
Схема главной передачи ведущего моста автомобиля: 1 – ведущие колеса; 2 – полуось; 3 – ведомая шестерня; 4 -ведущий вал; 5 -ведущая шестерня Рассмотрим основные требования, предъявляемые к главной передаче:
- минимальный уровень шума и вибраций при работе;
- минимальный расход топлива;
- высокий КПД;
- обеспечение высоких тягово-динамических характеристик;
- технологичность;
- минимальные габаритные размеры (чтобы увеличить клиренс и не повышать уровень пола в автомобиле);
- минимальная масса;
- высокая надежность;
- минимальная необходимость в обслуживании.
Увеличить КПД главной передачи можно повысив качество изготовления зубьев обоих шестерен, а также увеличив жесткость деталей и применив в конструкции подшипники качения. Отметим, что максимально сокращать вибрации и шум при работе чаще всего требуется для зубчатых редукторов легковых автомобилей. Вибрации и шум можно минимизировать, обеспечив надежное смазывание зубьев, повысив точность зацепления зубчатых колес, увеличив диаметр валов, а также прочими мерами, которые повышают жесткость элементов механизма.
По числу пар зацеплений
- Одинарная – имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
- Двойная – имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.
Одинарная и двойная главная передача
По виду зубчатого соединения
- Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
- Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
- Гипоидная – самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
- Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.
Цилиндрическая главная передача
По компоновке
- Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
- Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.
Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.
Коническая главная передача
Изменение передаточного отношения КПП: тюнинг коробки передач
Как известно, наилучшие динамические показатели достигаются в диапазоне оборотов максимального крутящего момента, а не мощности. Фактически, при нижнем и верхнем значении частоты вращения коленчатого вала крутящий момент двигателя меньше максимального.
Получается, чем больше обороты будут отличаться от оборотов максимального крутящего момента, тем медленнее разгоняется автомобиль. В стандартных КПП передаточное отношение каждой ступени подобрано так, чтобы водителю было комфортно разгонять машину на низких передачах, после чего на повышенных можно поддерживать набранную скорость одновременно с экономией топлива.
Если же отбросить экономичность, тогда путем ряда доработок коробки можно улучшить динамику. Прежде всего, сужается диапазона частот, которые мотор развивает при езде на одной передаче. Фактически, передачи делаются более короткими, а также сближаются передаточные отношения передач, которые расположены рядом (сближенный ряд КПП).
На практике, мотор в этом случае быстро выходит на максимальные обороты на более низкой передаче, однако после переключения на ступень выше обороты не падают, например, 3500 об/мин. на 1800, а остаются на отметке около 2500. Фактически, после переключения «вверх» обороты все равно остаются в диапазоне максимального крутящего момента.
Для решения такой задачи можно использовать колеса с меньшим радиусом, а также требуется установить другую главную пару редуктора с измененным передаточным числом (например, 3.9 или 4.1 вместо 3.7). Начнем с использования «стоковых» деталей.
Как правило, если модель автомобиля выпускается с разными двигателями (например, моторы 1.2, 1.4 и 1.6 литра), тогда главную пару для КПП в паре с 1.6 литровым двигателем используют от той версии, мотор которой менее мощный (в данном случае двигатель 1.2 или 1.4).
В результате после установки главной пары 3.9 или 4.1 передаточное число на 5-й передаче будет почти таким же, как и на 4-й при главной паре 3.7. Также дополнительно понизит общее передаточное число трансмиссии использование шин меньшего радиуса. В результате динамика автомобиля станет лучше, однако будет потеряна экономичность 5-й передачи.
На высоких скоростях двигатель будет на 5-й раскручиваться до максимальных оборотов, что может доставлять дискомфорт водителю и пассажирам. По этой причине ряд передаточных чисел КПП нужно подбирать с учетом конкретных задач и целей, учитывая мощность мотора, вес автомобиля, а также предпочтения водителя.
Если делать более серьезные доработки, тогда можно собрать коробку передач с измененным набором шестерен. Естественно, это дорого, однако удается сблизить ряды на всех передачах, а не только 4 и 5.
Кстати, подбором передаточных чисел трансмиссии можно или улучшить разгонную динамику, или же повысить экономичность. При этом на практике во втором случае изменения в устройство КПП вносятся достаточно редко, так как штатно передаточное отношение зачастую подобрано достаточно удачно.
Также добавим, что стандартную 5-и ступенчатую коробку иногда переделывают в 6-и ступенчатую (особенно в паре с тюнингованным форсированным двигателем). Фактически, в КПП интегрируется комплект шестой передачи
Важно понимать, что помимо высокой стоимости такой доработки снижается общая надежность такой коробки
Выбор — передаточное число
Выбор передаточных чисел основной и дополнительной коробок передач производится при тяговом расчете автомобиля.
Выбор передаточного числа зависит от требуемой скорости движения автомобиля и мощности двигателя. У легковых автомобилей передаточное число колеблется в пределах от 3 2: 1 до 6 2: 1, у грузовых автомобилей — от 5 2: 1 до 7 5: I, а иногда и выше.
При выборе передаточного числа следует избегать общих множителей между числом ходов червяка и числом зубьев червячного колеса. В этом случае с помощью цилиндрической фрезы получают более чистую боковую поверхность и более высокую точность в положении начальной окружности червячного колеса, а также более благоприятные условия для работы и меньшего износа червячной передачи.
Вопрос о выборе передаточного числа мультипликатора представляет собой отдельную задачу.
Некоторые рекомендации по выбору передаточных чисел помещены в табл. 6.4. Наибольшие значения передаточных чисел следует принимать лишь в крайних случаях, так как передачи с наибольшими значениями i имеют большие габариты.
Может быть несколько причин, вызывающих желательность выбора передаточного числа у нижнего предела допустимых значений. Например, если нагрузка от трения составляет небольшую часть от общей нагрузки, то зубчатая передача может быть сделана более простой и экономичной.
К этим значениям и следует стремиться путем выбора передаточного числа кинематической схемы соединения электромагнита с исполнительным устройством при заданной противодействующей характеристике последнего и заданных размерах полюсного наконечника.
Вторым шагом при предварительном выборе основных параметров электропривода является выбор передаточного числа / редуктора, связывающего основной вал проектируемого механизма с двигателем.
Приведенные оптимальные передаточные числа являются лишь отправными величинами при выборе рабочего передаточного числа. Последнее выбирается после производства ряда расчетов с различными передаточными числами и сопоставления результатов с учетом максимально допустимой скорости механизма и требуемой мощности двигателя.
Если для привода используется высокоскоростной двигатель, то возникает проблема выбора передаточного числа механизма, связывающего двигатель с исполнительным звеном.
Таким образом, отмечая возможность улучшения тягово-сцепных свойств и экономичности автомобилей выбором оптимального передаточного числа межосевого дифференциала, необходимо констатировать, что окончательно эту задачу можно решить после проведения широких экспериментальных исследований по оценке фактических режимов работы автомобилей в различных дорожных условиях и выявлению истинного статистического распределения динамических реакций на осях и крутящих моментов, подводимых к ним, в том числе и при отборе мощности.
Средние значения КПД отдельных передач приведены в табл. 5.4, а рекомендации по выбору передаточных чисел — в табл. 5.5. Так как передачи с большими передаточными числами имеют большие габариты, их следует применять лишь в крайних случаях.
Если в системе привода с неизменным потоком возбуждения оптимальное значение передаточного числа редуктора не зависело от полного пути перемещения, то в рассматриваемой — системе эта зависимость — явно имеет место. Следовательно, выбор оптимального передаточного числа редуктора следует производить с учетом гистограммы перемещений рассматриваемого механизма.
| Кривые статической характеристики муфты типа свключено — выключено. а — момент в функции скорости. б — момент в функции сигнала управления.| Видоизмененная характеристика момент — сигнал управления ( с учетом гистерезиса муфты типа включено — выключено.| Кривые нелинейных статических Характеристик, типичные для некоторых муфт вихревых токов и фрикционно-дисковых муфт. а — момент в функции скорости. о — момент в функции сигнала управления. |
Если действительный рабочий цикл совершается в растянутый период времени, то значительное количество тепла может быть удалено путем естественного охлаждения; но если рабочий цикл уплотнен в малый отрезок времени и включает высокие ускорения, то следует выбирать муфту увеличенного размера или прибегать к искусственному охлаждению. Способность муфты управлять заданной нагрузкой рассматривается в связи с выбором передаточного числа зубчатой передачи в § 14 — 7; здесь будет рассмотрена лишь энергия, рассеиваемая в муфте.
Агрессивность
Залог агрессивного вождения – «короткие» передачи, определяющие необходимость частых переключений. Это означает, что чем интенсивнее разгон, тем ниже предельная скорость, которую может развить автомобиль на одной передаче. Поскольку для спортивной модели важна не только динамика, но и максимальная скорость, в их коробках, как правило, существенно больше ступеней, чем в гражданских версиях. Однако в этом правиле есть и исключения, поскольку наиболее мощные машины не нуждаются в низких передаточных числах нескольких первых передач — их тяги вполне достаточно для того, чтобы гарантировать интенсивный разгон и не утомлять водителя необходимостью частых переключений.
Например, Dodge Challenger Hellcat имеет первую передачу, которая позволяет разогнаться до 101,3 км/час. Это сделано специально, чтобы при измерении времени, необходимого для набора 100 км/час, не нужно было совершать переключения и терять драгоценные доли секунды, так и достигается наилучший результат.
Наиболее ярким примером такого подхода к подбору передаточных чисел коробки передач является Koenigsegg Regera, который достигает 402 км/час на 1-й передаче. И дело здесь вовсе не в стремлении поставить какой-либо рекорд, а в разумном подходе и учёте потенциала двигателя и сцепления с поверхностью дороги. То есть, если на этом автомобиле установить коробку передач с более «короткими» ступенями, то выигрыш в динамике достигнут не будет, поскольку на переключения потребуется дополнительное время, а излишняя тяга и крутящий момент попросту приведут к пробуксовке колёс.
Стоит также отметить, что при большом числе передач от конструкторов требуется провести большую работу, позволяющую удержать обороты при переключении на высшую ступень в зоне достижения наибольшей мощности и крутящего момента, что также усложняет конструкцию. Давно доказано, что до 300 км/час разгон спортивных автомобилей вполне обеспечивается тягой мощных моторов — им попросту не нужны пониженные передаточные отношения шестерней.
Что же касается гражданских машин, предназначенных для повседневной эксплуатации, то первые передачи, как правило, делают довольно короткими, с низким передаточным числом, что позволяет при достаточно скромном двигателе уверенно трогаться на подъём, ехать по рыхлому покрытию, разгоняться при сильной загрузке.
Не менее важны и такие показатели как полная и ходовая масса, поскольку их разница и определяет фактически допустимую грузоподъёмность, и чем она выше, тем более короткими должны быть начальные передачи в ряду.
Что в итоге
Как видно, передаточное число коробки передач оказывает серьезное влияние на динамические показатели и характеристики автомобиля. В рамках проектирования КПП инженеры отдельно учитывают мощность мотора, целевое назначение автомобиля и т.д., поле чего подбираются передаточные числа для всего ряда передач.
Также бывает достаточно внести изменения только в трансмиссию, что уже само по себе дает заметные улучшения. В рамках тюнинга трансмиссии необходимо учитывать целесообразность тех или иных доработок, а также учитывать, в каких режимах будет эксплуатироваться конкретный автомобиль.
Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия
Зубчатые передачи: виды зубчатых передач, их отличительные особенности. Достоинства зубчатых передач и недостатки, изготовление, обслуживание зубчатой пары.
Дифференциал коробки передач: что это такое, устройство дифференциала, виды дифференциалов. Как работает дифференциал КПП в трансмиссии автомобиля.
Устройство планетарной передачи (планетарного механизма). Где используется планетарная передача в автомобиле. Планетарная коробка передач, особенности.
Коробка отбора мощности (КОМ): для чего предназначена, как работает КОМ, особенности, виды и типы. Что нужно учитывать при эксплуатации данной коробки.
Коробка передач «механика»: основные плюсы и минусы данного типа КПП, принцип работы механической трансмиссии автомобиля (МКПП).
