Cum funcționează transmisiile manuale

Transmisiile auto de astăzi vin în standard, manual, CVT și chiar automat. 00ONE / ISTOCK

Dacă conduci o mașină de tip stick-shift, atunci poți avea mai multe întrebări care îți plutesc în cap.

Cum e amuzant Modelul „H” că mut acest buton de schimbare are vreo legătură cu angrenajele din transmisie? Ce se mișcă în interiorul transmisiei atunci când mut schimbătorul?

Când mă încurc și aud asta oribil măcinare sunet, ce este de fapt măcinare? Ce s-ar întâmpla dacă m-aș schimba din greșeală verso în timp ce mă grăbesc pe autostradă? Ar putea exploda întreaga transmisie?

În acest articol, vom răspunde la toate aceste întrebări și multe altele, în timp ce explorăm interiorul unei transmisii manuale.

Mașinile au nevoie de transmisii din cauza fizicii motorului pe benzină. În primul rând, orice motor are un linie rosie - o valoare maximă a turației peste care motorul nu poate merge fără să explodeze. În al doilea rând, dacă ați citit Cum funcționează puterea, atunci știți că motoarele au valori de rotație restrânse în care puterea și cuplul sunt la maximul lor. De exemplu, un motor poate produce puterea sa maximă la 5.500 rpm. Transmisia permite modificarea raportului de viteză dintre motor și roțile de antrenare pe măsură ce mașina accelerează și încetinește. Schimbați angrenajele astfel încât motorul să poată rămâne sub linia redusă și aproape de banda de rotație cu cele mai bune performanțe ale acestuia.

În mod ideal, transmisia ar fi atât de flexibilă în raportul său, încât motorul ar putea funcționa întotdeauna la valoarea sa de rpm, cu cea mai bună performanță. Aceasta este ideea din spatele transmisiei continuu variabile (CVT). Vom vorbi despre asta în continuare.

cuprins

1. Transmisii variabile continuu
2. O transmisie foarte simplă
3. Trecerea la prima viteză
4. O transmisie reală
5. Ce spuneți despre manualul automat?
6. În cazul în care au terminat manualele?

O transmisie continuă variabilă (CVT) are o gamă aproape infinită de raporturi de viteză. În trecut, CVT-urile nu puteau concura cu transmisiile cu patru viteze și cu cinci viteze în ceea ce privește costul, dimensiunea și fiabilitatea, așa că nu le vedeai în automobilele de producție. În aceste zile, îmbunătățirile în proiectare au făcut ca CVT-urile să fie mai comune.

Transmisia este conectată la motor prin intermediul ambreiajului. Prin urmare, arborele de intrare al transmisiei se rotește la același turație ca motorul, ceea ce îmbunătățește atât puterea de consum cât și economia de combustibil. CVT-urile au devenit obișnuite în mașinile hibride, deoarece sunt considerabil mai eficiente decât transmisiile automate manuale și tradiționale, iar popularitatea lor a izbucnit de acolo, deoarece producătorii auto au concurat pentru cele mai bune ratinguri de economie de combustibil. La sfârșitul anului 2016, una din patru mașini vândute în Statele Unite era echipată cu un CVT.

CVT are dezavantajele sale; cel mai important, poate fi mai lent pentru a conduce, deoarece este conceput pentru eficiență, mai degrabă decât distractiv. Cu toate acestea, având în vedere că mulți șoferi aleg să se îndepărteze de transmisia manuală, ceea ce duce la oferirea a mai puține manuale, CVT continuă să-și crească prezența. CVT funcționează cel mai bine la mașinile mici cu motoare mici, motiv pentru care majoritatea camioanelor și SUV-urilor mari continuă să utilizeze automatisme tradiționale.

Puteți citi Cum funcționează CVT-urile pentru și mai multe informații despre modul în care funcționează transmisiile variabile continuu. Acum să ne uităm la o transmisie simplă.

Pentru a înțelege ideea de bază din spatele unei transmisii standard, diagrama din stânga arată o transmisie cu două viteze foarte simplă în neutru. Să ne uităm la fiecare dintre părțile din această diagramă pentru a înțelege cum se potrivesc:

• puț verde provine din motor prin ambreiaj. Arborele verde și angrenajul verde sunt conectate ca o singură unitate. (Ambreiajul este un dispozitiv care vă permite să conectați și să deconectați motorul și transmisia.) Când apăsați pe pedala de ambreiaj, motorul și transmisia sunt deconectate, astfel încât motorul să funcționeze chiar dacă mașina este în picioare. Când eliberați pedala de ambreiaj, motorul și arborele verde sunt conectate direct unele cu altele. Arborele verde și angrenajul se rotește la același rotație cu motorul.
• arbore roșu iar angrenajele se numesc layshaft. Acestea sunt, de asemenea, conectate ca o singură piesă, astfel încât toate angrenajele de pe arborele de strat și arborele de la însuși se învârte ca o singură unitate. Arborele verde și arborele roșu sunt conectate direct prin angrenajele lor de ochi, astfel încât dacă arborele verde se învârte, la fel este și arborele roșu. În acest fel, arborele de la capăt își primește puterea direct de la motor ori de câte ori ambreiajul este cuplat.
• arbore galben este un arbore plin care se conectează direct la arborele de antrenare prin diferențial la roțile de antrenare ale mașinii. Dacă roțile se învârtesc, axul galben se învârte.
• angrenaje albastre plimbare pe rulmenți, astfel încât să se rotească pe arbore galben. Dacă motorul este oprit, dar mașina este în coastă, arborele galben se poate întoarce în interiorul angrenajelor albastre în timp ce angrenajele albastre și arborele de strat sunt nemișcate.
• Scopul guler este de a conecta unul dintre cei doi angrenaje albastre la arbore de antrenare galben. Gulerul este conectat, prin intermediul șireturilor, direct la arborele galben și se învârte cu axul galben. Cu toate acestea, gulerul poate aluneca la stânga sau la dreapta de-a lungul arborelui galben pentru a angaja oricare dintre angrenajele albastre. Dinții pe guler, numiți dinți de câine, se potrivesc în găuri pe părțile laterale ale uneltelor albastre pentru a le angaja.

Acum, să vedem ce se întâmplă când treceți la prima treaptă.

Urmați procesul pas cu pas al schimbării angrenajelor.

Imaginea din stânga arată cum, atunci când este mutat în primul angrenaj, gulerul violet angajează angrenajul albastru la dreapta. După cum demonstrează graficul, arborele verde de la motor transformă arborele de bord, care transformă roata albastră spre dreapta. Acest angrenaj își transmite energia prin guler pentru a conduce arborele de acționare galben. Între timp, angrenajul albastru din stânga se întoarce, dar este rulant pe rulment, astfel încât nu are efect asupra arborelui galben.

Când gulerul se află între cele două viteze (așa cum se arată în figura din pagina anterioară), transmisia este în poziție neutră. Ambele roți ale roților de viteze albastre de pe arborele galben, la diferitele viteze controlate de raporturile lor la arborele de strat.

Din această discuție, puteți răspunde la mai multe întrebări:

• Când faceți o greșeală în timp ce schimbați și auziți un sunet oribil de măcinat, sunteți nu auzind zgomotul dinților angrenajului care se încurcă greșit. După cum puteți vedea în aceste diagrame, toți dinții angrenajului sunt în permanență ochiuri în întregime. Șlefuirea este sunetul dinții de câine încercând fără succes să angajeze găurile din lateralul unei unelte albastre.
• Transmisia prezentată aici nu are „sincros” (discutat mai târziu în articol), așa că dacă utilizați această transmisie, va trebui să dublu-ambreiaj aceasta. Îmbrăcarea dublă a fost obișnuită la mașinile mai vechi și este încă comună la unele mașini de curse moderne. În cazul ambreiajului dublu, apăsați mai întâi pedala de ambreiaj o dată pentru a deconecta motorul de transmisie. Acest lucru ia presiunea de pe dinții câinelui, astfel încât să puteți muta gulerul în neutru. Apoi eliberați pedala de ambreiaj și rotați motorul la „viteza corectă”. Viteza corectă este valoarea turației la care motorul ar trebui să funcționeze în următoarea treaptă de viteză. Ideea este să obțineți roata albastră a următoarei unelte și gulerul să se rotească cu aceeași viteză, astfel încât dinții de câine să se poată angaja. Apoi împingeți din nou pedala de ambreiaj și blocați gulerul în noua viteză. La fiecare schimbare de viteză trebuie să apăsați și să eliberați ambreiajul de două ori, de unde și denumirea de „ambreiaj dublu”.
• Puteți vedea, de asemenea, cum o mișcare liniară mică în butonul schimbător de viteze vă permite să schimbați angrenajele. Butonul schimbător de viteze deplasează o tijă legată de furcă. Furca alunecă gulerul pe arborele galben pentru a angaja una dintre cele două viteze.

În secțiunea următoare, vom arunca o privire asupra unei transmisii reale.

Cele mai multe transmisii de astăzi au cel puțin cinci viteze.

Transmisiile manuale cu patru viteze sunt în mare măsură depășite, transmisiile cu cinci și șase viteze ocupându-le locul ca opțiuni mai comune. Unele mașini performante pot oferi și mai multe viteze. Cu toate acestea, toate lucrează mai mult sau mai puțin la fel, indiferent de numărul de viteze. Pe plan intern, seamănă astfel:

Există trei furci controlate de trei tije care sunt angrenate de maneta schimbătoare. Privind spre tije de schimbare din partea de sus, acestea arată astfel în sens invers, primul și al doilea:

Rețineți că pârghia de schimbare are o punct de rotație in mijloc. Când împingeți butonul în față pentru a angaja primul angrenaj, trageți de fapt toiagul și furculița pentru prima treaptă înapoi.

Puteți vedea asta în timp ce mutați schimbătorul stânga și dreapta angajezi furci diferite (și, prin urmare, diferite gulere). Mișcând butonul înainte și înapoi mișcă gulerul pentru a angaja unul dintre angrenaje.

Angrenaj invers este manevrat de un reductor mic (mov). În orice moment, angrenajul înapoi albastru din această diagramă de mai sus se întoarce într-o direcție opusă tuturor celorlalte angrenaje albastre. Prin urmare, ar fi imposibil să aruncați transmisia în sens invers în timp ce mașina se deplasează înainte; dinții de câine nu s-ar angaja niciodată. Cu toate acestea, vor face mult zgomot.

sincronizatoarele

Transmisiile manuale în autoturismele moderne de utilizare sincronizatoare sau sincrone, pentru a elimina nevoia de ambreiaj dublu. Scopul unui sincron este de a permite gulerului și angrenajului să facă contact cu frecare înainte ca dinții de câine să intre în contact. Acest lucru permite gulerului și angrenajului să-și sincronizeze viteza înainte ca dinții să fie angajați, astfel:

Conul de pe angrenajul albastru se încadrează în zona în formă de con din guler, iar frecarea dintre con și guler sincronizează gulerul și angrenajul. Porțiunea exterioară a gulerului apoi alunecă astfel încât dinții câinelui să poată angaja angrenajul.

Fiecare producător pune în aplicare transmisii și sincrone în moduri diferite, dar aceasta este ideea generală.

Transmisia S tronic a șapte viteze Audi permite șoferilor să folosească modurile D (Drive) sau S (Sport). Șoferii pot folosi pârghia selectorului sau paletele de deplasare de pe volan pentru a se deplasa. Audi

Transmisia manuală automatizată este poate mai bine cunoscută și descrisă mai precis ca fiind automatul cu dublu ambreiaj și este o opțiune din ce în ce mai populară. Deși transmisia automată cu dublu ambreiaj a devenit populară pentru mașinile performante, cum ar fi Porsches și Audis, aceasta este tot mai disponibilă pe modele mai mainstream.

Automatul cu dublu ambreiaj funcționează prin intermediul a două ambreiaj, care sunt controlate de rețeaua de calculatoare a mașinii și nu necesită nicio intrare de la șofer. După cum am discutat, atunci când ambreiajul unei transmisii manuale este cuplat, acesta deconectează motorul de la transmisie pentru a permite schimbarea. Automatul cu dublu ambreiaj operează două trepte de viteză diferite simultan, ceea ce finalizează schimbarea în timp ce ocolește etapa de deconectare a puterii. Aceasta permite o transmisie cu dublu ambreiaj să completeze schimburile mult mai rapid, deoarece nu există o „pauză” în timp ce motorul și transmisia încearcă să se potrivească.

Mașina este mai rapidă, deoarece nu există nicio întrerupere a puterii, mersul este mai ușor, deoarece este imposibil de identificat momentul schimbării angrenajului, iar economia de combustibil este mai bună, deoarece nu se pierde puterea la schimburile ineficiente. Puteți citi despre transmisiile cu dublu ambreiaj mai detaliat aici.

Este demn de remarcat faptul că unele mașini cu automate cu dublu ambreiaj oferă un mod de schimbare manuală, de regulă prin comutatoare cu palete pe volan, dar experiența nu este aceeași. Unii pasionați de performanță pot compromite pierderea experienței „rând-it-yourself”, deoarece deplasarea manuală este o abilitate plăcută de a exersa și perfecționa, dar dacă viteza este obiectivul final, este greu de argumentat cu rezultatele unei transmisii automate manual..

Transmisiile manuale, cunoscute și sub numele de 5 viteze, au scăzut în popularitate în Statele Unite, iar în 2016 au reprezentat doar 5% din mașinile vândute. Vladdeep / Thinkstock

La sfârșitul anului 2016, doar 5 la sută din vehiculele noi au fost vândute cu transmisii manuale, potrivit US News and World Report. Aceasta a scăzut de la un vârf de aproximativ 25 la sută în 1987.

Chiar dacă sunteți printre cei mai rari cumpărători de mașini care preferă să conducă un manual, va fi dificil să găsiți unul la data viitoare când mergeți la un dealer. Unii producători păstrează manualul ca o scuză pentru a percepe mai mult pentru un automat sau CVT, dar partea rabatabilă este dificil să obțineți o mașină bine echipată, cu transmisie manuală. Dacă doriți opțiuni, precum upgrade-urile motorului sau tracțiunea integrală, aceste funcții vin adesea doar pe modele sau niveluri de decupare care nu oferă transmisii manuale. Mașinile sport, care au fost modalități sigure de a obține transmisii manuale, se îndreaptă, de asemenea, către opțiuni automate mai rapide și mai eficiente.

Producătorii auto spun că transmisiile automate sunt pur și simplu mai bune în orice mod, în special opțiunile CVT și cu dublu ambreiaj pe care le-am acoperit în paginile anterioare. Interesul real de a deține o mașină cu transmisie manuală este în scădere, de asemenea, mai ales că șoferii americani petrec mai mult timp stând în traficul greu, în care înfășurarea constantă a unei pedale de ambreiaj poate deveni obositoare. După cum a raportat Știrile din SUA, „pe măsură ce șoferii se întâlnesc cu mai multe dintre aceste automate moderne excelente, mai puțini sunt interesați să învețe să conducă un manual”.

Ultima actualizare editorială pe 26 martie 2018 03:47:01 pm.

Articole similare

• Cum funcționează Ambreiajele
• Cum funcționează angrenajele
• Cum funcționează transmisiile automate
• Cum funcționează convertorii de cuplu
• Cum funcționează CVT-urile

Mai multe legături grozave

• Cele mai bune 20 de mașini care oferă încă o transmisie manuală
• Care este impactul real al transmisiilor cu dublu ambreiaj asupra timpilor de curgere?
• De ce un CVT este practic transmisia perfectă
• De ce dispar transmisiile manuale?
• De ce modelele de performanță ale Audi nu au transmisii manuale