Výhody a nevýhody různých převodů

Dnes dochází k obnově a rychlému rozvoji speciálního trhu. technologie. Každý řidič vám řekne, že chce pracovat na buldozeru s ovládáním joystickem. Podívejme se očima majitele na řidičovy sny.

Průmyslové traktory 10. trakční třídy mohou být vybaveny třemi typy převodů:

1. MECHANICKÝ převod

Klasická převodovka, používaná na traktorech s tahem do 20 tun. Převodovka přenáší výkon z motoru přes spojku, převodovku a rozvodovku na koncové spojky a čelní koncové převody.

Historicky první typ převodovky se nejlépe hodí do těžkých provozních podmínek pro svou nenáročnost a dobrou udržovatelnost. Lze použít pro jakýkoli typ práce.

Doplňky:
– nízká cena
— vysoká udržovatelnost v polních podmínkách
— vysoká spolehlivost
— vysoká účinnost
– nevyžaduje vysoce kvalifikovaný personál pro opravy

Nevýhody:
— Potřeba ručního řazení
— Přerušení trakce při řazení

2. HYDROMECHANICKÁ převodovka

Nejběžnější přenos. Mechanická spojka je nahrazena měničem točivého momentu, který plynule přenáší točivý moment na planetovou převodovku. Koncové pohony jsou složitější – planetární.

Tím odpadla nutnost ručního řazení. Zároveň se zvýšily ztráty výkonu a snížila se účinnost. Složitější koncové převody snižují riziko poruchy a zvyšují složitost a náklady na opravy. Buldozery s hydromechanickým převodem se používají především pro těžké práce.

Doplňky:
— Snížené rázové zatížení motoru a převodovky
— Snadné ovládání – není třeba měnit rychlostní stupně

Nevýhody:
– vysoká náročnost oprav
— vysoké požadavky na servisní personál
– citlivost na kvalitu oleje
– O 10-15% vyšší výkon ve srovnání s manuální převodovkou

3. HYDROSTATICKÁ převodovka

Poskytuje nejlepší manévrovatelnost a plynulost trakce Nejjednodušší zařízení ze všech převodů: hydraulická čerpadla, hydromotory a planetové koncové převody. Z hydraulického systému je možné napájet přídavná hydraulická příslušenství.

GTS se všemi svými přednostmi je velmi náročný na kvalitu maziv a provozní podmínky. Oprava v terénu je extrémně náročná a náhradní díly jsou velmi drahé.

Doplňky:
— vysoká manévrovatelnost
— kontinuita trakce
— snadné ovládání

Nevýhody:
– vysoké náklady
– sofistikovaná řídicí elektronika
— vysoká citlivost na kvalitu oleje
— vysoké požadavky na servisní personál a vybavení
— neopravitelné v polních podmínkách
– nedostupnost náhradních dílů

Cena přenosu:

Mechanická převodovka 480 000 rublů

Hydrostatická převodovka 1 100 000 rublů

Hydromechanická převodovka 1 800 000 rublů

Téměř hydrostatická převodovka 4x dražší než mechanické způsobuje však potíže při provozu v chladných nebo odlehlých oblastech.

Přes svou jednoduchost je manuální převodovka hospodárnější, protože:
— z důvodu chybějící elektroniky je spolehlivý a opravitelný v terénu pracujícím personálem;
— snadné vyhledání náhradních dílů;
— umožňuje výrazně snížit náklady na nákup náhradních dílů a údržbu.
Pouze vy, znáte podmínky a lidi ve svém podniku, budete schopni posoudit ekonomická rizika a přínosy používání buldozeru s konkrétní převodovkou. Dělejte realistická rozhodnutí.

Manuální převodovka, automatická převodovka, manuální převodovka, CVT, DSG, PDK jsou zkratky, které skrývají stejnou automobilovou jednotku – převodovku. Každý z nich se skládá ze složitých technických mechanismů, které plní jeden úkol.

Převodovka (Gearbox) je převodový prvek vozidla, který přenáší výkon ze spalovacího motoru (ICE) na hnací kola a zároveň rozšiřuje rozsah otáček motoru a točivého momentu. Tato jednotka je zodpovědná za efektivní chod motoru a ovlivňuje jízdní dynamiku a spotřebu paliva. Základem převodovky je přednastavená sada převodových poměrů – to je koeficient, o který se zvyšuje nebo snižuje točivý moment přicházející z motoru. Převodový stupeň a v moderních autech může být od 5 do 10 pomáhá motoru pracovat v každém rozsahu otáček. Pro startování se obvykle používá 1. rychlostní stupeň, ale méně často – 2. (například u nákladních automobilů).

V závislosti na míře účasti řidiče může být „box“ ovládán ručně (mechanicky) nebo automaticky, kde se řazení provádí elektronicky. Takové jednotky zpravidla zahrnují nejen klasickou hydromechaniku, ale také „roboty“ a variátory [1]. Samostatnou třídou jsou sekvenční převodovky, které se nejčastěji používají pro závodní vozy. Pojďme pochopit strukturu každého z nich a jak fungují.

Mechanické

Prototyp „mechaniky“ poprvé použil Karl Benz na svém voze. Dnes se používá na všech značkách od VAZ po Porsche (Foto: Egor Aleev/TASS)

• spojkový koš, který umožňuje „připojit/odpojit“ spalovací motor a převodovku;
• páry spirálových ozubených kol odpovědné za převodový poměr a požadovanou rychlost;
• synchronizátory, které zajišťují plynulé řazení.

Všechny jsou umístěny na šachtách, které mohou být dvě nebo tři.

Při sešlápnutí levého pedálu se hřídel odpojí od spalovacího motoru. Pokud je noha odstraněna, je připojena a točivý moment se přenáší na kola (Foto: wikipedia commons)

Primární nebo hnací hřídel přímo připojený k motoru přes spojku. To se provádí proto, aby bylo možné „odpojit/připojit“ převodovku ke spalovacímu motoru. Pro přenos točivého momentu je na konci vstupního hřídele pevně upevněno ozubené kolo, které otáčí následující, mezilehlý hřídel.

Má na sobě nainstalovaná různě velká hnací kola, která se rovnají počtu ozubených kol. Každý z nich pracuje ve spojení se zapnutými převody (hnanými). sekundární nebo výstupní hřídel. Na něm se ozubená kola na rozdíl od prvních dvou hřídelí otáčejí volně na ose. Vytvořené páry ozubených kol jsou zodpovědné za převodový poměr a dynamické vlastnosti převodovky („krátké“, „dlouhé“ atd.).

U manuální převodovky se řazení provádí ručně. Přesunutím páky v kabině do požadované polohy řidič přesune spojku směrem k odpovídající dvojici převodových stupňů. Aby nedocházelo k nárazům při zavírání, je nutné vyrovnat rychlost otáčení hřídelí – k tomu slouží synchronizátory.

Pros: dlouholeté zkušenosti v automobilovém průmyslu, jednoduchá konstrukce a oprava, schopnost manuálně ovlivňovat dynamiku vozu.

Zápory: zdlouhavé „zasekávání“ převodů a sešlápnutí spojkového pedálu v hustém provozu, omezený rozsah převodů.

Automatické

Tento typ převodovky se objevil na počátku 1940. let XNUMX. století a aktivně nahrazuje „rukojeť“ (Foto: pixabay)

Klasickou automatickou převodovkou máme zpravidla na mysli hydromechanickou převodovku. V tomto případě má řidič pouze dva pedály a místo řadicí páky je volič, který může být vyroben ve formě podložky nebo tlačítek, nebo přepínač režimu sloupku řízení: P – parkování, D – jízda, N – neutrál a R – zpátečka.

Na rozdíl od „mechaniky“ je zde přenos točivého momentu složitější a elektronická řídicí jednotka (ECU) je zodpovědná za výběr převodového stupně. V moderních automatických převodovkách jich může být až 10.

Princip činnosti je založen na tlakové síle převodové kapaliny, proto slovo „hydro“ v názvu. Hlavními pracovními prvky jsou měnič momentu a planetová převodovka [2].

Automatická převodovka je složitý technický mechanismus, který se skládá z několika stovek částí (Foto: wikipedia commons)

1. Měnič točivého momentu nebo „kobliha“ (neoficiální název kvůli svému toroidnímu tvaru) je zodpovědný za přenos točivého momentu z motoru. Skládá se ze tří oběžných kol – čerpadla, turbíny a reaktoru. Všechny prvky jsou uzavřeny v utěsněném pouzdře a ponořeny do pracovní kapaliny. Kolo čerpadla je spojeno s klikovým hřídelem motoru a kolo turbíny je spojeno se vstupním hřídelem převodovky. Po nastartování motoru začne olej v „koblize“, čerpaný čerpadlem, nepřetržitě recirkulovat a procházet oběžnými koly reaktoru. V důsledku toho se mechanická síla ze setrvačníku spalovacího motoru mění na hydraulickou sílu a točivý moment se přenáší na planetový mechanismus.
2. Planetová převodovka – Jedná se o převodový mechanismus skládající se z centrálního ozubeného kola, satelitů a pevného ozubeného věnce. Rotace probíhá v jedné rovině vzhledem k centrálnímu ozubenému kolu, podobně jako pohyb planet kolem Slunce. Satelity otáčejí unašečem, přes který se točivý moment přenáší na výstupní hřídel převodovky. Pro zajištění změny převodových poměrů mají tato ozubená kola různé velikosti, a proto se každé pohybuje uvnitř korunky vlastní rychlostí.

Planetární mechanismus (Foto: shutterstock)

Pros: až na vzácné výjimky – spolehlivá a časem prověřená jednotka; obvykle poskytuje hladkou a tichou jízdu.

nevýhody: velmi náročné na kvalitu převodové kapaliny, jednoduché jednotky mohou být „promyšlené“, drahé a složité opravy v případě poruchy.

Bezestupňové

Funkční princip variátoru vynalezl již v 1950. století Leonardo da Vinci. První vozy s takovou převodovkou byly vyrobeny v XNUMX. letech v závodě DAF (Foto: wikipedia commons)

CVT nebo variátor je z technického hlediska radikálně odlišný typ převodovky [3], který se v podstatě ani převodovkou nedá nazvat, protože nemá žádné převody.

Na rozdíl od klasického „automatu“ nebo „manuálu“ nemá pevný počet přednastavených převodových stupňů a poskytuje v podstatě neomezený počet převodových poměrů. Této flexibility je dosaženo provozem dvou protilehlých kuželových kladek, které jsou spojeny řetězem nebo řemenem.

U převodovky s plynule měnitelným převodem je jeden kužel spojen s hřídelí motoru a druhý směruje výkon na hnací kola. Převodové poměry se mění, jak se řemenice přibližují a vzdalují. O tom, jak moc pohnout kladkami, rozhoduje elektronika.

K těmto změnám teoreticky dochází neustále, aby motor běžel na co nejúčinnější otáčky. Moderní převodovky CVT však mohou simulovat pevné převody, protože toto chování je řidičům známější.

Pros: Teoreticky jsou CVT považovány za rozmarnější než klasické automatické převodovky, ale nejúspěšnější možnosti nejsou z hlediska životnosti horší než hydromechanické převodovky.

Zápory: CVT nemají rády prokluzování a jízdu přes vysoké překážky, což způsobuje opotřebení řetězu (nebo řemene) z povrchu řemenic.

robotický

RCP se používají na nákladních i osobních automobilech (Foto: hippopx)

Manuální převodovka nebo jednoduše „robot“ je hybridem automatické a manuální převodovky. Pro zahájení jízdy volí řidič, stejně jako u automatické převodovky, jeden z režimů (D, P, N, R).

Mechanické schéma v něm je podobné manuální převodovce, ale servopohony jsou zodpovědné za změnu rychlostních stupňů a zavírání / otevírání spojky. Okamžik výběru požadovaného stupně je řízen elektronicky.

Jednoduše řečeno, místo spojkového pedálu a páky převodovky jsou zde elektromotory, které na povel elektroniky „zmáčknou“ spojku a řadí.

Pros: nenáročná na údržbu; zbavuje řidiče nutnosti ručního řazení

Zápory: elektronika potřebuje čas, aby pochopila činnost řidiče a zařadila rychlostní stupeň, kvůli tomu dochází ke zrychlení s charakteristickými poklesy toku výkonu; vysoké náklady na pohony.

Předselektivní

Často se všechny takové boxy nazývají DSG. Přestože se jedná pouze o obchodní značku Volkswagen, stejně jako PowerShift pro Ford, S tronic pro Audi a PDK pro vozy Porsche (Foto: volkswagenag)

V podstatě se jedná o stejnou robotickou převodovku. Jeho hlavní rozdíl je v počtu spojek – jsou dvě [4]. Tento typ přenosu je relativně nový – aktivní implementace začala v roce 2003. Dnes jsou instalovány na všech třídách automobilů: od malých hatchbacků po sportovní vozy.

Princip fungování takové skříně spočívá v tom, že každá ze spojek ovládá vlastní sadu převodů: sudé a liché. Výsledkem je, že když vůz jede na jeden rychlostní stupeň, další je již zařazen a připraven k zařazení.

Auto například jede na druhý rychlostní stupeň a zrychluje. V tuto chvíli vydá elektronika signál a automatika přesune spojku na další, 3. rychlostní stupeň. Až nastane čas, spojka, která byla zapnutá pro 2. rychlostní stupeň, se rozpojí a spojka, která byla dříve zvolena pro 3. rychlostní stupeň, je nyní zařazena. V tuto chvíli již uvolněná spojka volí 4. rychlostní stupeň.

Pros: rychlé řazení; vysoká účinnost.

Zápory: inženýrům se nepodařilo okamžitě zajistit spolehlivost tohoto typu převodovky, proto se motoristé často vyhýbají takovým skříním; „předselektivní“ vozidla nefungují vždy přesně při nízkých rychlostech – v dopravních zácpách lze cítit otřesy.

Sekvenční

Sekvenční boxy jsou instalovány na „nabitých“ modelech, například BMW a Mercedes-Benz (Foto: bmwgroup)

Sekvenční nebo sekvenční převodovka je typ manuální převodovky nejčastěji používaný ve sportovních a závodních vozech.

Na rozdíl od klasické „mechaniky“, kde přepínání probíhá podle vzoru ve tvaru H, je zde „pohyb“ možný pouze sekvenčně [5]. To znamená, že řidič nemůže začít z 2. a hned zařadit 4. rychlostní stupeň. V případě „sekvenčního“ rychlostního stupně bude muset postupně projít všemi rychlostními stupni: od 1. do 4.

Technická struktura takové krabice je podobná klasické „mechanice“, ale existuje řada významných rozdílů:

• neexistuje pedál spojky a elektronika je zodpovědná za deaktivaci hřídele;
• používají se čelní ozubená kola (místo spirálových);
• Přepínání mezi rychlostními stupni se provádí hydraulickými servy.

Pros: velmi vysoká rychlost přepínání mezi rychlostními stupni; žádná ztráta výkonu v době změny; úspora paliva.

Zápory: vysoké opotřebení dílů; drahé na opravu.

Poruchy převodovky

Jako každý pracovní prvek i převodovky podléhají opotřebení. I když s pečlivou péčí jsou některé „krabice“ připraveny vydržet několik set tisíc kilometrů. Je lepší svěřit příčinu poruchy a zejména opravu této jednotky důvěryhodným odborníkům, například oficiálním prodejcům nebo specialistům klubových služeb.

Na co byste měli věnovat pozornost při provozu kontrolního bodu:

• Vibrace. Neměly by existovat. V opačném případě stojí za to zkontrolovat „polštáře“ převodovky, na kterých je celá jednotka připevněna. Nejenže fixují „box“, ale také absorbují některé vibrace z pohybu hřídelí a pohonů.
• Křupání/sípání/klepání. Také vyloučeno. Pokud jsou zvuky přítomny a rostou, je to přímý důvod jít do servisního střediska. V závislosti na typu převodovky mohou být příčiny nepříjemných zvuků různé.
• Kopání a nakopávání přihrávky přímo indikují možnou vážnou poruchu. Neměli byste pokoušet osud a je lepší nastoupit na lyžařský vlek co nejrychleji.
• Chipsy v oleji. Pro správnou funkci „boxu“ by měl být olej pravidelně měněn. Každá značka a model má svá pravidla. Pokud se v něm při výměně oleje najdou kovové hobliny, pravděpodobně budete muset rozebrat celou krabici – ozubená kola se možná opotřebovala.