Χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων: συσκευή και αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:48

Προς το παρόν, σχεδόν κάθε σύγχρονο αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο γίνεται όλο και πιο περίπλοκο κάθε φορά. Και, παρά το γεγονός ότι αυτές οι μονάδες υπερέχουν σημαντικά από τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων, τα τελευταία έχουν τους θαυμαστές τους. Ορισμένοι οδηγοί εξακολουθούν να προτιμούν οχήματα με μηχανικό (χειροκίνητο) κιβώτιο ταχυτήτων.

Με ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα και αν κάποιος θέλει να κατανοήσει την αρχή λειτουργίας αυτής της μονάδας, αξίζει να ξεκινήσει με ένα μηχανικό. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε αυτήν.

Το πιο απαραίτητο στοιχείο κάθε αυτοκινήτου

Έχοντας ακούσει τον ακατανόητο όρο «μετάδοση» για πρώτη φορά, πολλοί μαθητές αναρωτιούνται αμέσως τι είδους μονάδα είναι και σε τι χρησιμεύει. Όλοι γνωρίζουν ότι ένα αυτοκίνητο χρειάζεται κινητήρα για να κινηθεί. Σχεδόν κάθε οδηγός είναι εξοικειωμένος με την αρχή λειτουργίας του σήμερα:μετατροπή των παλινδρομικών κινήσεων των εμβόλων σε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα, που αλλιώς αναφέρεται ως ροπή.

Ωστόσο, αυτή ακριβώς η περιστροφή πρέπει με κάποιο τρόπο να μεταφερθεί στους τροχούς. Για αυτό είναι η μετάδοση. Όσοι γνωρίζουν τις ιδιαιτερότητες της οδήγησης αυτοκινήτων με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων το γνωρίζουν πολύ καλά.

Κάτω από τον ίδιο τον όρο κρύβονται ειδικοί μηχανισμοί, χάρη στους οποίους το αυτοκίνητο κινείται με διαφορετικές ταχύτητες, εάν χρειάζεται, στηρίζεται (όταν έχει μπει η κατάλληλη ταχύτητα).

Ο σχεδιασμός αυτών των μονάδων πραγματοποιείται από κορυφαίους ειδικούς σε εργοστάσια αυτοκινήτων. Επιπλέον, επιβάλλονται σημαντικές απαιτήσεις στη μετάδοση:

• Ο κόμβος πρέπει να μπορεί να μεταδίδει τη μέγιστη ισχύ κινητήρα.
• Να είστε αξιόπιστοι.
• Η οδήγηση πρέπει να είναι εύκολη.
• Το βάρος όλων των στοιχείων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ελαφρύ.
• Ο θόρυβος κατά τη λειτουργία είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητος.

Εάν το κιβώτιο ταχυτήτων είναι εξαιρετικά αποδοτικό και αξιόπιστο, ο οδηγός δεν πρέπει να ανησυχεί για τίποτα: το καύσιμο θα χρησιμοποιηθεί στο μέγιστο και ο ίδιος ο μηχανισμός θα λειτουργεί πιστά για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αλλά εάν ο έλεγχος ενός χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων σε ένα Nissan (για παράδειγμα) είναι δύσκολος, αυτό προκαλεί σοβαρή ενόχληση στον οδηγό και μειώνει σημαντικά την προσοχή του στο δρόμο. Όλα αυτά απειλούν τον κίνδυνο ατυχήματος.

Και όσον αφορά το βάρος, η πολύ βαριά μονάδα θα είναι αισθητά πιο ακριβή για τους αγοραστές. ΣΤΟΩς εκ τούτου, οι κατασκευαστές προσπαθούν να ελαφρύνουν στο μέγιστο το βάρος των μηχανισμών.

Τι σημαίνει ο ερασιτεχνικός όρος "μηχανική";

Μηχανικό, ή χειροκίνητο, όπως θέλουν να λένε ορισμένοι οδηγοί, το κιβώτιο ταχυτήτων (χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων) παίζει έναν απλό, αλλά ταυτόχρονα σημαντικό ρόλο. Όχι μόνο μεταδίδει τη ροπή από τον κινητήρα στους τροχούς, αλλά συμβάλλει και στην αλλαγή της σχέσης μετάδοσης. Επιπλέον, όλα εξαρτώνται από τον ίδιο τον οδηγό - αυτός αποφασίζει πότε ακριβώς είναι απαραίτητο να αλλάξει για τη σωστή απόδοση ολόκληρου του αυτοκινήτου. Αυτό είναι όλο το νόημα του χειροκίνητου ελέγχου κιβωτίου ταχυτήτων.

Παρά τη μεγάλη δημοτικότητα του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων, το μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων δεν πρόκειται να εγκαταλείψει, και να γιατί:

• Το σχέδιο είναι όσο το δυνατόν πιο απλό.
• Οι λεπτομέρειες και τα συγκροτήματα είναι αξιόπιστα όσον αφορά τις μηχανικές κρούσεις και τις υπερφορτίσεις.
• Το κόστος επισκευής και συντήρησης της μονάδας (ακόμη και κεφαλαίου) δεν είναι τόσο υψηλό όσο αυτό του αυτόματου ανταγωνιστή της.

Και ενώ αυτές οι ιδιότητες θα εκτιμηθούν από τους αυτοκινητιστές, ορισμένα αυτοκίνητα θα συνεχίσουν να είναι εξοπλισμένα με "μηχανικούς". Εξάλλου, δεν είναι τυχαίο ότι ορισμένα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων διαθέτουν λειτουργία χειροκίνητης αλλαγής ταχυτήτων. Ένα ζωντανό παράδειγμα αυτού είναι το tiptronic.

Ποικιλίες χειροκίνητου κιβωτίου

Τα μηχανικά κουτιά ταξινομούνται σύμφωνα με τον αριθμό των παρακάτω βημάτων:

• 4;
• 5;
• 6.

Το κιβώτιο ταχυτήτων πέντε σχέσεων είναι το πιο συνηθισμένο, γι' αυτό και τα περισσότερα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με αυτό. Λαμβάνει επίσης υπόψηαριθμός αξόνων:

• 3;
• 2.

Τα μηχανικά κιβώτια ταχυτήτων με τρεις άξονες χρησιμοποιούνται κυρίως σε οχήματα με κίνηση στους πίσω τροχούς, ενώ τα κιβώτια ταχυτήτων με δύο άξονες βρίσκονται μόνο σε οχήματα με κίνηση στους εμπρός τροχούς. Στην πραγματικότητα, εδώ τελειώνει ολόκληρη η ταξινόμηση.

Σχέση μετάδοσης

Το Το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων αναφέρεται σε κλιμακωτούς μηχανισμούς, δηλαδή στο μέγεθος της ροπής που αλλάζει στα βήματα. Ένα βήμα ονομάζεται συνήθως ένα ζεύγος αλληλεπιδρώντων γραναζιών. Κάθε ένα από αυτά τα ζεύγη μεταδίδει την περιστροφή στους τροχούς με μια ορισμένη γωνιακή ταχύτητα. Με άλλα λόγια, κάθε στάδιο έχει μια μεμονωμένη σχέση μετάδοσης.

Κάτω από τη σχέση μετάδοσης πρέπει να νοείται ως η αναλογία του αριθμού των δοντιών του κινούμενου γραναζιού προς τον αριθμό των δοντιών του γραναζιού μετάδοσης κίνησης. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των δοντιών για το γρανάζι κίνησης είναι 60 και για το γρανάζι κίνησης είναι 30, δηλαδή η σχέση μετάδοσης αυτού του ζεύγους είναι 60: 30=2. Για οποιοδήποτε γρανάζι, αυτή η παράμετρος είναι η κύρια.

Η χαμηλότερη σχέση μετάδοσης είναι η μεγαλύτερη, ενώ η υψηλότερη σχέση μετάδοσης είναι η μικρότερη. Στην πραγματικότητα, λόγω αυτού, ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί να αυξήσει και να μειώσει τη ροπή.

Η σχέση μετάδοσης επηρεάζει χαρακτηριστικά του οχήματος όπως η δυναμική της επιτάχυνσης και η μέγιστη ταχύτητα. Δηλαδή, όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας μέχρι τη μέγιστη ταχύτητα και η ίδια η μετάδοση είναι πιο «ισχυρή». Ωστόσο, η ταχύτητα που αναπτύσσεται σε αυτό μειώνεται. Επομένως, με ένα μεγάλο εργαλείοαναλογία, πρέπει να αλλάζετε ταχύτητες πιο συχνά.

Συσκευή χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων

Ο κινητήρας οποιουδήποτε αυτοκινήτου λειτουργεί συνεχώς, κάτι που είναι ανεπιθύμητο για την πλήρη και αποτελεσματική λειτουργία του κιβωτίου ταχυτήτων. Η αλλαγή ταχυτήτων με τον κύριο άξονα να περιστρέφεται συνεχώς θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε αστοχία του κιβωτίου ταχυτήτων λόγω θραύσης των δοντιών και άλλων αρνητικών συνεπειών. Για το λόγο αυτό, χρειάζεται ένας ακόμη κόμβος - ο συμπλέκτης, με τη βοήθεια του οποίου η μονάδα ισχύος και το κιβώτιο ταχυτήτων διαχωρίζονται για λίγο την κατάλληλη στιγμή.

Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, για αρχάριους οδηγούς, θα αναλύσουμε κάθε τύπο του με περισσότερες λεπτομέρειες.

Κιβώτιο ταχυτήτων με τρεις άξονες

Η σχεδίαση ενός κουτιού τριών αξόνων περιλαμβάνει τρία κύρια στοιχεία - άξονες:

• Κύριο (πρωτεύον) - συνδεδεμένο με τον μηχανισμό συμπλέκτη, για τον οποίο διαθέτει ειδικές υποδοχές για τον κινούμενο δίσκο του. Η μετάδοση της ροπής πραγματοποιείται μέσω ενός παρόμοιου γραναζιού που είναι σε άκαμπτη εμπλοκή με αυτό.
• Ενδιάμεσο - βρίσκεται παράλληλα με τον πρώτο άξονα. Διαθέτει επίσης ένα μπλοκ γραναζιών σε άκαμπτη εμπλοκή.
• Κινητό (δευτερεύον) - βρίσκεται στον ίδιο άξονα με τον κινητήριο άξονα. Έχει επίσης ένα μπλοκ γραναζιών, αλλά, σε αντίθεση με άλλους άξονες, δεν είναι σταθερό και επομένως μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα. Ανάμεσα στα γρανάζια του υπάρχουν συγχρονιστές που χρειάζονται για να συγχρονίσουν τις γωνιακές ταχύτητες των γραναζιών του κινούμενου άξονα με την περιστροφή του εαυτού του. Με τον άξονα χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων του αυτοκινήτου, στερεώνονται επίσης άκαμπτα,αλλά μπορεί να κινηθεί στο διάμηκες επίπεδο μέσω μιας σύνδεσης spline. Όλες οι σύγχρονες μονάδες διαθέτουν συγχρονιστές σε κάθε ταχύτητα.

Εκτός αυτού, υπάρχει και ο ίδιος ο μηχανισμός μεταγωγής, και όλα αυτά βρίσκονται στον στροφαλοθάλαμο της μονάδας, που ονομάζεται περίβλημα. Όσο για το πρώτο, βρίσκεται απευθείας στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων. Ο μηχανισμός παρουσιάζεται ως μοχλός ελέγχου και ολισθητήρες με πιρούνια. Υπάρχει επίσης μια συσκευή κλειδώματος για να αποτρέπεται η ταυτόχρονη εμπλοκή δύο ταχυτήτων.

Για την κατασκευή του ίδιου του στροφαλοθαλάμου, το κουτί χρησιμοποιεί αλουμίνιο ή κράμα μαγνησίου. Εκτός από όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα και μηχανισμούς, αποθηκεύει λάδι.

Κιβώτιο ταχυτήτων με δύο άξονες

Αυτό το κουτί έχει σχεδόν ίδια διάταξη, αλλά με μια μικρή προσθήκη. Περιέχει επίσης δύο άξονες:

• οικοδεσπότης;
• slave.

Και τα δύο έχουν ένα σετ γραναζιών με συγχρονιστές και είναι διατεταγμένα παράλληλα, όπως στο σχέδιο που περιγράφεται παραπάνω. Και η αναφερόμενη προσθήκη είναι η παρουσία του κύριου γραναζιού και του διαφορικού στον στροφαλοθάλαμο ενός μηχανικού κιβωτίου ταχυτήτων. Η λειτουργία τους είναι να μεταδίδουν ροπή στους κινητήριους τροχούς του αυτοκινήτου. Επιπλέον, το διαφορικό, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να παρέχει διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες.

Φυσικά, δεν κάνει χωρίς μηχανισμό μεταγωγής, ο οποίος είναι συνήθως απομακρυσμένος. Με άλλα λόγια, βρίσκεται έξω από το σώμα του κουτιού. Και για τη σύνδεσή τους χρησιμοποιούνται έλξη ή καλώδια. Επιπλέον, η σύνδεση του καλωδίου είναι βέλτιστη και επομένως πιο συχνάισχύει.

Η αρχή λειτουργίας του σημείου ελέγχου

Όταν ο μοχλός ελέγχου βρίσκεται στην ουδέτερη θέση, δεν μεταδίδεται ροπή από τον στροφαλοφόρο άξονα στους τροχούς. Όταν ξεκινά ο κινητήρας, ο άξονας εισόδου περιστρέφεται μαζί με τον στροφαλοφόρο άξονα. Για να ενεργοποιήσετε την επιθυμητή ταχύτητα, φροντίστε να πατήσετε το πεντάλ του συμπλέκτη για να αποδεσμεύσετε τους άξονες.

Τώρα μπορείτε να μετακινήσετε τον μοχλό ελέγχου προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Σε αυτή την περίπτωση, ο συμπλέκτης του συγχρονιστή μετακινείται μέσω ενός πιρουνιού και ενεργοποιείται το απαιτούμενο ζεύγος γραναζιών. Αυτό σας επιτρέπει να επιλέξετε τη βέλτιστη ροπή ανάλογα με τις συνθήκες του δρόμου.

Η οδήγηση αυτοκινήτου με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων θα συζητηθεί αργότερα, αλλά προς το παρόν η αρχή λειτουργίας ενός διαφορετικού σχεδιασμού.

Πώς λειτουργεί ένα κιβώτιο ταχυτήτων με δύο άξονες

Τα κιβώτια ταχυτήτων με δύο άξονες λειτουργούν σχεδόν με την ίδια αρχή, αλλά υπάρχει ακόμα μια διαφορά: η ροπή μεταδίδεται χρησιμοποιώντας μόνο ένα ζεύγος γραναζιών, ενώ σε σχέδιο τριών αξόνων, συμμετέχει η τρίτη ταχύτητα του αντίθετου άξονα. Επιπλέον, δεν υπάρχει άμεση μετάδοση και η σχέση μετάδοσης είναι 1: 1.

Εξάλλου, δεν είναι το πιρούνι, αλλά το κοντάκι, που κάνει την εναλλαγή των σταδίων. Είναι αυτός που σπρώχνει το απαραίτητο γρανάζι, και εμπλέκεται με το άλλο, και μετά στερεώνεται. Για να ενεργοποιήσετε την όπισθεν, ενεργοποιείται μια ξεχωριστή ταχύτητα στον άξονά της. Και αυτό ισχύει και για τους δύο τύπους χειροκίνητων κιβωτίων ταχυτήτων.

Χειροκίνητα οφέλη

Μερικά θετικά σημεία έχουν ήδη αναφερθεί παραπάνω, οπότε ας κάνουμε ένα είδος γενίκευσης. Χαρακτηριστικά πλεονεκτήματα του κουτιού:

• σχετικάελαφρύ;
• χαμηλό κόστος;
• Ο σχεδιασμός είναι απλός και ξεκάθαρος;
• υψηλή αξιοπιστία;
• η συντήρηση και οι επισκευές είναι φθηνές.

Για μηχανές με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, ο κινητήρας συνδέεται άκαμπτα με το κιβώτιο ταχυτήτων, επιτυγχάνοντας έτσι τη μέγιστη απόδοση όταν ταξιδεύετε σε πάγο ή εκτός δρόμου. Επιπλέον, το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί, εάν είναι απαραίτητο, να αποσυνδεθεί εντελώς από τον κινητήρα για ανεμπόδιστη ρυμούλκηση ή ώθηση.

Υπάρχουν επίσης ελαττώματα

Δυστυχώς, δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς μειονεκτήματα, αν και δεν υπάρχουν τόσα πολλά από αυτά. Πρώτα απ 'όλα, αυτό αφορά την ανάγκη για συνεχείς περιοδικές αλλαγές ταχυτήτων, που μπορεί να κουράσουν τον οδηγό σε μεγάλα ταξίδια.

Άλλα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:

• Η σχέση μετάδοσης αλλάζει στα βήματα.
• Η διάρκεια ζωής του συμπλέκτη δεν είναι αρκετά υψηλή.

Επομένως, αν και η "μηχανική" είναι ο κύριος τύπος μετάδοσης, απέχει πολύ από το να είναι ο πιο δημοφιλής. Ίσως σε μερικές δεκαετίες θα χάσει εντελώς τη συνάφειά του και τελικά.

Ιδιαιτερότητες οδήγησης με μηχανικό κιβώτιο

Για τη σωστή λειτουργία οχημάτων με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, απαιτούνται ορισμένες δεξιότητες και ικανότητες. Πολλοί αρχάριοι, ειδικά οι γυναίκες (ίσως όχι όλες), μπορεί να έχουν δυσκολίες. Είναι απαραίτητο να θυμάστε τη θέση του μοχλού ελέγχου για κάθε ταχύτητα. Δεν είναι δύσκολο, αφού έχει ένα διάγραμμα πάνω του. Επιπλέον, θα πρέπει να γνωρίζετε σε ποιο εύρος ταχύτηταςκάθε μετάδοση λειτουργεί.

Λειτουργίες ταχύτητας ανάλογα με τη μετάδοση:

• 1η ταχύτητα - 15-20 km/h.
• 2η ταχύτητα - 30-40 km/h.
• 3η ταχύτητα - 50-60 km/h.
• 4η ταχύτητα - όχι περισσότερο από 80 km/h.
• 5η ταχύτητα - πάνω από 80 km/h.

Αλλά είναι καλύτερα να εστιάσετε στις ενδείξεις του στροφόμετρου. Συνιστάται η αλλαγή ταχύτητας σε υψηλότερη ταχύτητα πριν φτάσετε σε έναν ορισμένο αριθμό στροφών του στροφαλοφόρου άξονα, ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα:

• για ντίζελ - 1500-2000;
• για βενζίνη - 2000-2500.

Για να αποφύγετε την πρόωρη επισκευή ενός μηχανικού κιβωτίου ταχυτήτων, βεβαιωθείτε ότι ο μοχλός είναι στη νεκρά πριν εκκινήσετε τον κινητήρα. Το αριστερό πόδι ελέγχει μόνο το πεντάλ του συμπλέκτη και το δεξί πόδι είναι υπεύθυνο για τα άλλα δύο - αυτός είναι ο μόνος τρόπος που δεν μπορείτε να μπερδέψετε τίποτα.

Πριν από την εκκίνηση, πατιέται ο συμπλέκτης, μπαίνει η πρώτη ταχύτητα, μετά ο συμπλέκτης απελευθερώνεται ομαλά με το αριστερό πόδι, ενώ το πεντάλ γκαζιού πιέζεται επίσης ομαλά με το δεξί πόδι. Περαιτέρω, η εναλλαγή πραγματοποιείται μόλις φτάσει το όριο ταχύτητας: το πεντάλ του συμπλέκτη είναι πατημένο (το πόδι πρέπει να αφαιρεθεί από το γκάζι), η δεύτερη ταχύτητα είναι ενεργοποιημένη - τότε όλα είναι ίδια.

Οι κύριες δυσλειτουργίες της "μηχανικής"

Παρά την απλότητά του, το χειροκίνητο κιβώτιο είναι ένα αρκετά περίπλοκο σύστημα με μεγάλο αριθμό κινούμενων μερών. Εξαιτίας αυτού, μπορεί να έχει διάφορες δυσλειτουργίες, αλλά συχνά πρόκειται για αστοχία των κύριων εξαρτημάτων της μονάδας, έλλειψη λαδιού στον στροφαλοθάλαμο ή αποδυνάμωσηστερέωση των στοιχείων του κουτιού.

Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω ακατάλληλης λειτουργίας, κακής ποιότητας εξαρτημάτων, φυσικής φθοράς τους. Επιπλέον, επισκευές κακής ποιότητας ή παντελής έλλειψη συντήρησης μπορούν επίσης να συμπεριληφθούν εδώ.

Μπορείτε να καθορίσετε εάν ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να αντικατασταθεί ή να επισκευαστεί ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του. Αν κάνει θόρυβο όταν ο μοχλός βρίσκεται στη νεκρά, σημαίνει ότι το ρουλεμάν του άξονα μετάδοσης έχει φθαρεί. Μπορεί επίσης να οφείλεται σε έλλειψη λαδιού. Και αν παρουσιαστεί θόρυβος κατά την αλλαγή ταχυτήτων, τότε το πρόβλημα μπορεί να βρίσκεται στους συμπλέκτες του συγχρονιστή.

Αποτέλεσμα

Γνωρίζοντας τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας ενός μηχανικού κιβωτίου, θα είναι λίγο πιο εύκολο να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Το μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων ήταν και παραμένει μια πρακτική και οικεία μονάδα για πολλούς οδηγούς, παρά ορισμένες αποχρώσεις. Γενικά, πρέπει να γνωρίζετε το αυτοκίνητό σας μέσα και έξω, κάτι που θα σας εμπλουτίσει με ανεκτίμητη εμπειρία.