Трансмиссия (также называемая коробкой передач ) — это механическое устройство, которое использует шестерни для изменения скорости или направления вращения машины . [1] [2] Многие трансмиссии имеют несколько передаточных чисел , но есть также трансмиссии, в которых используется одно фиксированное передаточное число.
В большинстве выпускаемых в настоящее время легковых автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями используются трансмиссии с 5–8 передаточными числами переднего хода и одним передаточным числом заднего хода. В электромобилях обычно используется односкоростная или двухскоростная трансмиссия.
В самых простых трансмиссиях использовалось фиксированное передаточное число, обеспечивающее либо понижение передачи, либо увеличение скорости, иногда в сочетании с изменением ориентации выходного вала. Примеры таких трансмиссий используются в вертолетах и ветряных турбинах . В случае ветряной турбины первая ступень коробки передач обычно представляет собой планетарную передачу, чтобы минимизировать размер и при этом выдерживать высокий крутящий момент от турбины. [3] [4]
Многие трансмиссии, особенно для транспортных средств, имеют несколько передаточных чисел, которые можно переключать во время работы машины. Множественные передаточные числа используются для согласования диапазона входных скоростей (например, оборотов двигателя) с выходной скоростью (например, скоростью автомобиля), необходимой для данной ситуации.
Механическая коробка передач требует от водителя вручную выбирать передачи [5] с помощью рычага переключения передач и сцепления (обычно это ножная педаль для автомобилей или ручной рычаг для мотоциклов).
В большинстве трансмиссий современных автомобилей используется синхронизатор для синхронизации скоростей входного и выходного валов. Однако до 1950-х годов в большинстве автомобилей использовались асинхронные трансмиссии .
Секвентальная механическая коробка передач — это тип асинхронной коробки передач, используемый в основном в мотоциклах и гоночных автомобилях. Он обеспечивает более быстрое переключение передач, чем синхронизированные механические коробки передач, за счет использования кулачковых сцеплений , а не синхронизаторов. [6] Секвентальные механические коробки передач также ограничивают водителя возможностью выбора следующей или предыдущей передачи в последовательном порядке.
Автоматическая коробка передач не требует вмешательства водителя для переключения передач переднего хода в нормальных условиях вождения. В полуавтоматической трансмиссии часть операций автоматизирована (часто приведение в действие сцепления), но для трогания с места или переключения передач требуется участие водителя.
Наиболее распространенной конструкцией автоматических трансмиссий является гидравлическая автоматическая, в которой обычно используются планетарные передачи , приводимые в действие гидравликой . [7] [8] Трансмиссия соединена с двигателем через гидротрансформатор (или гидромуфту до 1960-х годов) вместо фрикционной муфты , используемой в большинстве механических коробок передач и коробок передач с двойным сцеплением. [9]
Трансмиссия с двойным сцеплением (DCT) использует два отдельных сцепления для нечетных и четных передач . [10] Конструкция часто аналогична двум отдельным механическим коробкам передач , в которых соответствующие сцепления содержатся в одном корпусе и работают как один блок. [11] [12] В легковых и грузовых автомобилях DCT функционирует как автоматическая коробка передач, не требуя вмешательства водителя для переключения передач.
Бесступенчатая трансмиссия (CVT) может плавно переключаться посредством непрерывного диапазона передаточных чисел . Это контрастирует с другими трансмиссиями, которые обеспечивают ограниченное количество передаточных чисел с фиксированными ступенями. Гибкость вариатора с подходящим управлением может позволить двигателю работать с постоянными оборотами , в то время как автомобиль движется с различной скоростью.
Вариаторы используются в автомобилях, тракторах, мопедах , мотороллерах, снегоходах , велосипедах и землеройной технике .
В наиболее распространенном типе вариатора используются два шкива , соединенные ремнем или цепью ; однако иногда использовались и несколько других конструкций.
Автоматизированная механическая коробка передач (АМТ) по сути представляет собой обычную механическую коробку передач, в которой используется автоматическое срабатывание для управления сцеплением и/или переключения передач.
Многие ранние версии этих трансмиссий были полуавтоматическими в работе, такие как Autostick , которые автоматически управляют только сцеплением , но все же требуют вмешательства водителя для инициирования переключения передач. Некоторые из этих систем также называются ручными системами без сцепления. [13] Современные версии этих систем, которые работают полностью автоматически, такие как Selespeed и Easytronic , могут управлять как работой сцепления, так и переключением передач автоматически, без какого-либо участия водителя. [14] [15]
Ранние трансмиссии включали прямоугольные приводы и другие передачи в ветряных мельницах , устройствах с лошадиным приводом и устройствах с паровым приводом. Применение этих устройств включало насосы , мельницы и подъемники . [ нужна цитата ]
Необходимость в нескольких передаточных числах в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания обусловлена тем, что двигатели обычно работают в диапазоне примерно 600-7000 об/мин , а скорость движения автомобиля обычно соответствует скорости вращения колес в диапазоне 0-7000 об/мин. 1800 об/мин. Кроме того, характеристики двигателя обеспечивают различные оптимальные диапазоны оборотов для данного диапазона мощности и обеспечивают максимальную топливную экономичность . [16]
