Требования к коробкам передач

КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Назначение коробки передач

Как было отмечено выше, характеристики двигателя внутреннего сгорания далеки от оптимальных, а его мощностные (рис. 1.1) и топливно-экономические (рис. 1.2) показатели существенно зависят от режима работы. В процессе движения нагрузка на двигатель зависит от скорости и ускорения автомобиля, количества пассажиров и массы перевозимого груза, качества дорожного покрытия и других факторов. Для каких-либо заранее известных условий движения можно подобрать оптимальное передаточное число трансмиссии, при котором двигатель будет работать на режиме, близком к режиму максимальной мощности (наряду с высокой мощностью этот режим будет характерен малыми удельными расходами топлива). Однако в процессе эксплуатации автомобиля условия движения все время меняются, и если на снижение внешней нагрузки водитель может отреагировать уменьшением подачи топлива (удельный расход топ­лива при этом возрастет), то заметное возрастание нагрузки из-за малого коэффициента приспособляемости двигателя компенсиро­вать будет нечем и двигатель просто заглохнет. Если для снижения вероятности этой ситуации установить в трансмиссию более мощный (развивающий больший крутящий момент) двигатель, то в огово­ренных выше условиях движения он будет потреблять больше топ­лива и, следовательно, ухудшатся топливно-экономические харак­теристики автомобиля.

Поэтому в трансмиссии целесообразно иметь некоторое уст­ройство, способное изменять ее передаточное число и таким образом в случае необходимости преодоления повышенных сопротивлений движению повышать крутящий момент на ведущих колесах. Эту функцию и выполняет коробка передач, обычно представляющая собой переключаемый зубчатый редуктор.

Вторым назначением коробки передач является реверсирование (изменение направления) крутящего момента для обеспечения дви­жения автомобиля задним ходом. И наконец, третья функция ко­робки передач - обеспечение долговременного разобщения двига­теля и движителя, что часто требуется, например, при прогреве двигателя или использовании его на неподвижном автомобиле для привода дополнительного оборудования.

Требования к коробкам передач

Важнейшими показателями, характеризующими коробку пе­редач, являются число передач и диапазон передаточных чи­сел.

Диапазоном передаточных чисел коробки передач называется отношение наибольшего и наименьшего их значений. Чем разно­образнее дорожные условия, для которых предназначен автомобиль, и чем меньше удельная (отнесенная к полной массе автомобиля или автопоезда) мощность его двигателя, тем большим должен быть диапазон передаточных чисел коробки передач. Диапазоны пере­даточных чисел современных коробок передач составляют: 3, 1—4, 2 для легковых автомобилей, 5—8 для автобусов и грузовых автомо­билей, работающих без прицепа, и 10—20 для тягачей и автомобилей высокой проходимости.

Число передач непосредственно связано с диапазоном переда­точных чисел (чем он шире, тем больше передач в коробке). На число передач оказывает влияние не только тип автомобиля и мощ­ность его двигателя, но и характер протекания скоростной харак­теристики (чем меньше коэффициент приспособляемости двигателя, тем большим должно быть число передач).

Число передач и диапазон передаточных чисел во многом оп­ределяют степень реализации предъявляемых к коробке передач требований, среди которых помимо общих, касающихся каждого узла автомобиля, следующие:

1. Обеспечение высоких тягово-скоростных и топливно-экономи-ческих качеств автомобиля. Выполнение этого требования может быть достигнуто увеличением ширины диапазона передаточных чи­сел коробки передач, большим количеством передач и правильным выбором их передаточных чисел.

2. Легкость и удобство управления. Для обеспечения этого тре­бования стараются избегать слишком большого количества передач, что требует частого их переключения, отвлекает и утомляет водителя, а кроме того, может увеличить время разгона. Немаловажно и то, что при большом количестве передач (свыше 6—8) водитель не всегда может правильно определить, какая из них является опти­мальной в данных условиях движения.

3. Высокий коэффициент полезного действия. Для реализации этого требования конструкция должна быть достаточно простой, с минимальным числом работающих (передающих крутящий мо­мент) шестерен на каждой передаче.

4. Низкий уровень шума. Это качество коробки передач оказывает серьезное влияние на комфортабельность автомобиля.