Jak fungují manuální převodovky

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 4812
  • 311
Dnešní automobilové převodovky přicházejí ve standardní, manuální, CVT a dokonce i automatické příručce. 00ONE / ISTOCK

Pokud řídíte auto s řadicí pákou, může se vám v hlavě vznášet několik otázek.

Jak zábavné "H" vzor že pohybuji tímto knoflíkem řazení, má nějaký vztah k ozubeným kolům uvnitř převodovky? Co se pohybuje uvnitř přenosu, když pohybuji řadičem?

Když jsem to zkazil a uslyšel to hrozné broušení zvuk, co je vlastně broušení? Co by se stalo, kdybych náhodou přešel do zvrátit zatímco jedu po dálnici? Vybuchla by celá transmise?

V tomto článku odpovíme na všechny tyto otázky a ještě víc, když prozkoumáme interiér manuální převodovky.

Auta potřebují převodovky kvůli fyzice benzínového motoru. Za prvé, každý motor má červená čára - maximální hodnota otáček, nad kterou motor nemůže jít bez exploze. Zadruhé, pokud jste si přečetli, jak funguje výkon Horsepower, pak víte, že motory mají úzké rozsahy otáček, kde je výkon a točivý moment na jejich maximu. Například motor by mohl produkovat maximální výkon při 5 500 ot / min. Převodovka umožňuje měnit převodový poměr mezi motorem a hnacími koly, jak se vůz zrychluje a zpomaluje. Řadíte rychlostní stupeň tak, aby motor mohl zůstat pod rudou čárou a blízko svého nejlepšího výkonu v pásmu otáček.

V ideálním případě by převodovka byla ve svých poměrech natolik flexibilní, že by motor vždy mohl běžet na své jediné hodnotě s nejlepším výkonem za minutu. To je myšlenka nepřetržitě variabilního přenosu (CVT). O tom si povíme dále.

Obsah
  1. Nepřetržitě variabilní převodovky
  2. Velmi jednoduchý převod
  3. Řazení do prvního převodu
  4. Skutečný přenos
  5. A co automatizovaná příručka?
  6. Kde jsou manuály pryč?

Plynulá převodovka (CVT) má téměř nekonečný rozsah převodových poměrů. V minulosti nemohly CVT konkurovat čtyřstupňovým a pětistupňovým převodům, pokud jde o náklady, velikost a spolehlivost, takže jste je neviděli ve výrobních automobilech. V dnešní době díky zdokonalení designu byly CVT běžnější.

Převodovka je spojena s motorem přes spojku. Vstupní hřídel převodovky se proto otáčí při stejných otáčkách za minutu jako motor, což zlepšuje jak výkon, tak i spotřebu paliva. CVT se staly běžnými v hybridních automobilech, protože jsou výrazně účinnější než manuální i tradiční automatické převodovky a jejich popularita se prudce zvýšila, protože výrobci soutěžili o nejlepší možné hodnocení spotřeby paliva. Ke konci roku 2016 bylo každé ze čtyř vozů prodaných ve Spojených státech vybaveno CVT.

CVT má své nevýhody; zejména to může být pomalé řídit, protože je zkonstruováno pro efektivitu spíše než pro zábavu. Protože se však mnoho řidičů rozhodlo odchýlit se od manuální převodovky, což má za následek, že je nabízeno méně příruček, CVT nadále zvyšuje svou přítomnost. CVT také funguje nejlépe v malých vozech s malými motory, proto většina nákladních vozidel a velkých SUV nadále používá tradiční automatiku.

Můžete si přečíst, jak pracují CVT pro ještě více informací o tom, jak průběžně variabilní přenosy fungují. Nyní se podívejme na jednoduchý přenos.

Abychom pochopili základní myšlenku standardní převodovky, ukazuje diagram vlevo velmi jednoduchý dvourychlostní přenos v neutrálu. Podívejme se na každou část v tomto diagramu, abychom pochopili, jak do sebe zapadají:

  • zelený hřídel přichází z motoru přes spojku. Zelený hřídel a zelený převod jsou spojeny jako jedna jednotka. (Spojka je zařízení, které vám umožní připojit a odpojit motor a převodovku.) Když zatlačíte na spojkový pedál, motor a převodovka jsou odpojeny, takže motor může běžet, i když vůz stojí. Když uvolníte spojkový pedál, motor a zelený hřídel jsou vzájemně přímo spojeny. Zelený hřídel a rychlostní stupeň se otáčí stejnými otáčkami jako motor.
  • červený hřídel a zařízení se nazývají layshaft. Ty jsou také spojeny jako jeden kus, takže všechna ozubená kola na hřídeli a samotném hřídeli se točí jako jedna jednotka. Zelený hřídel a červený hřídel jsou přímo spojeny prostřednictvím svých ozubených kol, takže pokud se zelený hřídel otáčí, je to také červený hřídel. Tímto způsobem získává vrtulový hřídel svůj výkon přímo z motoru, kdykoli je spojka zapojena.
  • žlutá šachta je drážkovaná hřídel, která se spojuje přímo s hnací hřídelí přes diferenciál k hnacím kolům automobilu. Pokud se kola točí, žlutá hřídel se točí.
  • modrá kola jezdit na ložiscích, takže se točí na žlutá šachta. Pokud je motor vypnutý, ale vůz dojíždí, může se žlutý hřídel otáčet uvnitř modrých převodových stupňů, zatímco modrá a převodový hřídel jsou nehybné.
  • Účel límec je připojit jeden z těchto dvou modrá kola do žlutá hnací hřídel. Límec je spojen skrz drážky přímo se žlutým hřídelem a otáčí se žlutým hřídelem. Límec se však může posouvat doleva nebo doprava podél žlutého hřídele, aby zapadl do některého z modrých kol. Zuby na límci, zvané psí zuby, zapadají do otvorů po stranách modrých kol a zapadají do nich.

Nyní se podívejme, co se stane, když zařadíte na první rychlostní stupeň.

Postupujte krok za krokem při řazení.

Obrázek vlevo ukazuje, jak fialový límec při řazení na první rychlostní stupeň zapojí modrý převodový stupeň doprava. Jak je znázorněno na obrázku, zelený hřídel motoru otáčí lajnovým hřídelem, který otáčí modrým převodem doprava. Toto ozubené kolo přenáší svou energii skrz límec k pohonu žlutého hnacího hřídele. Mezitím se modrá převodovka vlevo otáčí, ale na ložisku je volnoběžné, takže nemá vliv na žlutou hřídel.

Pokud je obojek mezi dvěma rychlostními stupni (jak je znázorněno na obrázku na předchozí stránce), je převodovka v neutrálu. Obě modré převody volnoběžky na žlutém hřídeli při různých rychlostech řízených jejich poměry k hřídeli.

Z této diskuse můžete odpovědět na několik otázek:

  • Když uděláte chybu při řazení a uslyšíte hrozné broušení, jste ne slyšet zvuk nesprávného zabírání zubů ozubených kol. Jak je vidět na těchto diagramech, všechny zuby ozubených kol jsou vždy v plné velikosti. Broušení je zvuk psí zuby neúspěšně se snaží zapojit díry do boku modrého převodu.
  • Zde zobrazený přenos nemá „synchros“ (diskutováno dále v článku), takže pokud byste tento přenos používali, museli byste dvojitá spojka to. Dvojité svírání bylo běžné u starších automobilů a stále je běžné u některých moderních závodních automobilů. Při dvojitém spojování nejprve sešlápnete pedál spojky, abyste odpojili motor od převodovky. Tím se sníží tlak psích zubů, takže můžete obojek přesunout do neutrální polohy. Poté uvolníte spojkový pedál a otočíte motor na „správnou rychlost“. Správná rychlost je hodnota otáček za minutu, při které by měl motor běžet na dalším rychlostním stupni. Cílem je, aby se modré kolo dalšího kola a obojek otáčely stejnou rychlostí, aby se zuby psů mohly zabírat. Pak znovu sešlápnete pedál spojky a zajistíte límec do nového rychlostního stupně. Při každé změně rychlostního stupně musíte spojku stisknout a uvolnit dvakrát, odtud název „dvojité spojky“.
  • Můžete také vidět, jak malý lineární pohyb v knoflíku řadicí páky umožňuje měnit rychlostní stupně. Knoflík řadicí páky posouvá tyč připojenou k vidlici. Vidlice posune límec na žlutém hřídeli, aby zapadl do jednoho ze dvou rychlostních stupňů.

V další části se podíváme na skutečný přenos.

Většina přenosů dnes má nejméně pět rychlostí.

Čtyřstupňové manuální převodovky jsou z velké části zastaralé, přičemž pět a šestistupňové přenosy nahrazují své obvyklé možnosti. Některá výkonná auta mohou nabídnout ještě více rychlostních stupňů. Všichni však pracují víceméně stejně, bez ohledu na počet rychlostních stupňů. Interně to vypadá takto:

Existují tři vidlice ovládané třemi tyčemi, které jsou zapojeny řadicí pákou. Při pohledu na řadicí tyče shora, vypadají takto na zpátečce, na prvním a druhém rychlostním stupni:

Mějte na paměti, že řadicí páka má bod rotace uprostřed. Když zatlačíte knoflík dopředu, abyste zařadili první rychlostní stupeň, ve skutečnosti zatáhnete za tyč a vidličku za první rychlostní stupeň zpět.

Můžete to vidět při pohybu řadicí páky doleva a doprava zapojujete různé vidlice (a proto různé límce). Posunutím knoflíku vpřed a vzad pohne límcem tak, aby zařadil jedno z ozubených kol.

Zpátečka je ovládáno malým volnoběžným kolem (fialová). Modrý zpětný chod ve výše uvedeném diagramu se vždy otáčí ve směru opačném ke všem ostatním modrým převodům. Proto by nebylo možné zahodit převodovku zpět, zatímco se auto pohybuje vpřed; zuby psa by nikdy nezapadly. Budou však vydávat hodně hluku.

Synchronizátory

Ruční převodovky v moderních osobních automobilech používají synchronizátory nebo synchronizátory, eliminovat potřebu dvojitého spojování. Účelem synchro je umožnit obojku a lovnému zařízení, aby se dotýkaly třecího kontaktu dříve, než se zuby psa dotknou. To umožňuje, aby límec a ozubené kolo synchronizovaly své rychlosti před tím, než se zuby musejí zabrzdit, takto:

Kužel na modrém kolečku zapadá do oblasti tvaru kužele v límci a tření mezi kuželem a límcem synchronizuje límec a ozubené kolo. Vnější část obojku se potom posune, takže zuby psa mohou zabírat s ozubeným kolem.

Každý výrobce implementuje přenosy a synchra různými způsoby, ale toto je obecná myšlenka.

Sedmistupňový převod Audi S tronic umožňuje řidičům používat režimy D (Drive) nebo S (Sport). Řidiči mohou použít volicí páku nebo řadicí páky na volantu, aby se mohli sami řadit. Audi

Automatizovaná manuální převodovka je možná lépe známa a přesněji popsána jako automatická dvojspojka a je stále populárnější možností. Ačkoli se automatická převodovka s dvojitou spojkou stala populárnější u vysoce výkonných automobilů, jako jsou Porsches a Audis, je stále častěji k dispozici u více tradičních modelů.

Automat s dvojitou spojkou pracuje pomocí dvou spojek, které jsou ovládány počítačovou sítí vozidla a nevyžadují od řidiče žádné vstupy. Jak jsme diskutovali, když je spojka v manuální převodovce zapnutá, odpojí motor od převodovky, aby umožnil řazení. Automat s dvojitou spojkou ovládá dva různé převodové stupně najednou, čímž se dokončí řazení a obchází stupeň odpojení napájení. To umožňuje převodovce s dvojitou spojkou dokončit řazení mnohem rychleji, protože nedochází k „pauze“, zatímco se motor a převodovka snaží vyrovnat zpět nahoru.

Auto je rychlejší, protože nedochází k přerušení napájení, jízda je plynulejší, protože je nemožné přesně určit okamžik řazení a úspora paliva je lepší, protože nedochází ke ztrátě energie pro neefektivní řazení. Podrobnější informace o převodech s dvojitou spojkou najdete zde.

Stojí za povšimnutí, že některá auta s automatikou s dvojitou spojkou nabízejí režim ručního řazení, obvykle přes řadicí páky na volantu, ale zážitek není stejný. Někteří nadšenci výkonu mohou obtěžovat ztrátu zážitku „veslování sami“, protože manuální řazení je zábavná dovednost procvičování a perfektní, ale pokud je konečný cíl rychlost, je těžké se hádat s výsledky automatizované manuální převodovky..

Manuální převodovky, známé také jako 5-rychlostní, ve Spojených státech klesaly v oblibě a v roce 2016 představovaly pouze 5 procent prodaných automobilů. Vladdeep / Thinkstock

Na konci roku 2016 bylo podle manuálu pro USA prodáno pouze 5 procent nových vozidel s manuální převodovkou. To je z maxima okolo 25 procent v roce 1987.

I když patříte mezi kupce vzácných automobilů, kteří dávají přednost řízení manuálu, budete mít těžký čas najít si příště, když půjdete do autorizovaného servisu. Někteří výrobci udržují tuto příručku jako výmluvu, aby si mohli účtovat více za automatický nebo CVT, ale na druhou stranu je obtížné získat dobře vybavené auto s manuální převodovkou. Pokud chcete možnosti, jako je upgrade motoru nebo pohon všech kol, tyto funkce často přicházejí pouze u modelů nebo úrovní výbavy, které nenabízejí manuální převodovky. Sportovní vozy, které byly jistými způsoby, jak získat manuální převodovky, se také obracejí k rychlejším a účinnějším automatickým možnostem.

Výrobci automobilů říkají, že automatické převodovky jsou ve všech směrech lepší, zejména možnosti CVT a dual-spojky, které jsme popsali na předchozích stránkách. Skutečný zájem o vlastnictví automobilu s manuální převodovkou také klesá, zejména proto, že američtí řidiči tráví více času sezením v hustém provozu, kde se neustále prolnutí pedálu spojky může znervóznit. Jak uvádějí americké zprávy, „protože řidiči naráží na více z těchto vynikajících moderních automatů, méně lidí má zájem naučit se řídit příručku“.

Poslední redakční aktualizace 26. března 2018 15:47:01.

Související články

  • Jak spojky fungují
  • Jak Gears funguje
  • Jak fungují automatické převodovky
  • Jak fungují měniče točivého momentu
  • Jak fungují CVT

Další skvělé odkazy

  • 20 nejlepších automobilů, které stále nabízejí manuální převodovku
  • Jaký je skutečný dopad dvojspojkových převodů na časy kola??
  • Proč je CVT v zásadě perfektním převodem
  • Proč ruší manuální převodovky?
  • Proč výkonové modely Audi nemají manuální převodovky



Zatím žádné komentáře

Nejzajímavější články o tajemstvích a objevech. Spousta užitečných informací o všem
Články o vědě, prostoru, technologii, zdraví, životním prostředí, kultuře a historii. Vysvětlete tisíce témat, abyste věděli, jak všechno funguje