Як працює коробка передач в автомобілі?

Просте пояснення, що таке коробка передач.

В автомобілі тисячі запчастин та компонентів. Але деякі частини будь-якого автомобіля, контролюють саме те, що робить вашу машину саме транспортним засобом, який рухається, тому вони грають більш важливу роль у порівнянні з іншими агрегатами автомобіля. Наприклад, до дуже важливих частин будь-якої машини відноситься коробка передач. Без неї крутний момент від двигуна не зміг би досягти коліс і ваш автомобіль не зрушив би з місця.

Так, ми не повинні володіти поглибленими знаннями про будову автомобіля. Але, що таке коробка передач зобов’язаний знати кожен водій. Про це сьогодні й поговоримо.

Дивіться також: Десять самих дивних коробок передач

Є два основних типи коробок передач, які використовуються в більшості автомобілів на світовому авторинку – ручна і автоматична КПП. Сьогодні ми зупинимося на цих двох основних коробках передач, хоча варто відзначити, що в останні роки набирають популярність інші види трансмісій. Приміром, коробка передач з подвійним зчепленням, яка працює за принципом механічної трансмісії, але з комп’ютерним управлінням зчеплення. Електроніка сама автоматично вичавлює зчеплення, але перемикає швидкості водій. Також набули поширення безступінчатий автоматичні коробки варіатор (CVT). Принцип дії такої коробки заснований на ремінному приводі за аналогією з велосипедної ланцюговою передачею. Також в останні роки на ринку стали з’являтися автомобілі без коробок. Як правило, автомашини без трансмісії використовують тільки електричний двигун.

Перш ніж заглибитися в опис принципу роботи коробки передач, давайте позначимо основні терміни:

Передача: В даному розумінні передача представляє в коробці набір певних шестерень, які працюють синхронно разом, регулюють співвідношення між швидкістю двигуна та швидкістю колеса. Також цей термін використовується для опису кожної швидкості коробки передач. Приміром, автоматичної коробки електроніка автоматично вибирає вал із шестернями використовувати для оптимальної передачі крутного моменту. В механічній трансмісії водій самостійно вибирає необхідну швидкість.

Передаточне відношення: це відношення частоти обертання веденого вала до частоти обертання ведучого.

Зчеплення: Механізм підключення або відключення двигуна до (від) системи передачі (коробки).

Коробка передач: Механізм передачі крутного моменту від двигуна на колеса транспортного засобу.

Важіль перемикання передач: Важіль, який водій використовує для керування коробкою передач і вибору потрібної швидкості.

Тепер перейдемо безпосередньо до опису, як працюють дві найбільш поширені коробки передач.

Механічна коробка передач

Безсумнівно, в усьому світі зараз автоматична коробка передач стала найпопулярнішою. Згідно зі статистикою світових продажів автомобілів, левова частка всіх проданих нових транспортних засобів до 2014 року, були оснащені автоматичною трансмісією. Але тим не менше, механічна коробка передач всупереч прогнозам поки, що як і раніше використовується у світовій промисловості. Як правило, механічна трансмісія більш проста по своїй конструкції і за своїм принципом роботи. Саме з неї ми і почнемо.

Технології, що економлять витрату палива

По своїй основній конструкції механічна коробка являє собою набір зубчастих шестерень і валів (вхідні та вихідні вали). Шестерні одного вала взаємодіють з шестернями іншого вала. У результаті співвідношення між включеною передачею на вхідному валу і включеній передачі на вихідному валу визначає загальне передаточне число певної передачі.

Водій вибирає потрібну передачу на механічній коробці передач, переміщаючи важіль перемикання швидкостей. Важіль управляє рухом передач вздовж вхідного вала. Переміщаючи важіль вперед або назад, вибирається потрібний набір шестерень для включення необхідної передачі. Як правило, при перемиканні важеля верх або вниз два набору шестерень знаходяться на одному валу. При перемиканні важеля вліво або вправо вибір набору шестерень відбувається на різних валах.

Як їздити на механіці: Десять простих кроків

Щоб включити передачу в механічній коробці передач водій натискає спочатку на педаль зчеплення, в результаті чого крутний момент двигуна при вичавленому зчепленні не передається на коробку, оскільки двигун відключається від вхідного вала КПП. Це дозволяє за допомогою важеля коробки вибрати потрібну швидкість, підключивши потрібний набір шестерень. Після вибору необхідної передачі водій відпускає педаль зчеплення, і крутний момент починає передаватися на первинний вал і далі на вибраний вал, який у свою чергу передає крутний момент на приводу і колеса.

Автоматична коробка передач

В автоматичній коробці передач процес роботи набагато складніше на відміну від механіки. Одне з найбільш помітних відмінностей між механічною і автоматичною коробкою, це те, що автоматична трансмісія не використовує муфти. Як правило, автоматична коробка використовує гідротрансформатори, які і відключають двигун від коробки (від вала з набором шестерень).

Функція гідротрансформаторів заснована на принципах гідродинаміки, яку в рамках цієї статті пояснити реально складно. Для цього необхідно підключити математику та інші природничі науки. Але основний сенс простий. Коли двигун працює на невеликих обертах, невеликий крутний момент передається за допомогою рідини і різні канали на набір шестерень. Коли двигун працює швидко, то крутний момент передається на вали безпосередньо.

Завдяки перетворенню крутного моменту, шестерні в коробки можуть вільно робити свою роботу без участі водія. Але як коробка автоматично вибирає необхідну швидкість, яку в механічній трансмісії вибирає водій вручну?

На відміну від механіки де, як правило, конструкція коробки представляє два паралельних валу, автоматична коробка використовує планетарне розташування валів з шестернями. На відміну від механічної коробки, в автоматичній трансмісії використовується величезний вибір різних наборів шестерень, які автоматично підключаються до передачі крутного моменту в залежності від швидкості.

Замість ручного перемикання швидкостей використовується гідравлічний автоматичне перемикання швидкостей, яке управляється електронікою. Коробка управляється спеціальним модулем, який запрограмовані всі співвідношення передавальних чисел. Залежно від компонента набору планетарного механізму, електронна програма визначає яку передачу включити за допомогою гідравлічного автоматичного управління.