Şanzımanın cihazı ve çalışma prensibi

Bir arabanın yolda hareket etmesi için kaputun altında güçlü ve verimli bir motora sahip olmak yeterli değildir. Krank milinden gelen tork bir şekilde aracın tahrik tekerleklerine iletilmelidir.

Bu amaçla özel bir mekanizma oluşturuldu - bir dişli kutusu. Yapısını ve amacını ve farklı KP değişikliklerinin ne kadar farklı olduğunu düşünün.

Vites kutusunun amacı

Kısaca, dişli kutusu, torku güç ünitesinden tahrik tekerleklerine aktarmak için tasarlanmıştır. Şanzıman aynı zamanda krank mili hızını da dönüştürerek sürücünün motoru maksimum rpm'ye çevirmeden aracı hızlandırmasını sağlar.

Bu mekanizma, motorun tüm kaynağını parçalarına zarar vermeden en üst düzeye çıkarmak için içten yanmalı motorun parametreleriyle eşleştirilmiştir. Şanzıman sayesinde makine hem ileri hem de geri hareket edebilmektedir.

Tüm modern arabalarda, krank milinin tahrik tekerlekleriyle sabit bağlantısını geçici olarak devre dışı bırakmanıza izin veren bir şanzıman bulunur. Bu, örneğin bir trafik ışığına yumuşak bir şekilde yaklaşırken aracın rölantide kalmasını sağlar. Bu mekanizma ayrıca araba durduğunda motoru kapatmamanıza da izin verir. Bu, pili şarj etmek ve klima gibi ek ekipmanı çalıştırmak için gereklidir.

Her ticari teklif aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:

• Motorun gücüne ve hacmine bağlı olarak aracın çekişini ve ekonomik yakıt tüketimini sağlayın;
• Kullanım kolaylığı (araç hızını değiştirirken sürücünün dikkatini yoldan ayırmaması gerekir);
• Çalışma sırasında gürültü yapmayın;
• Yüksek güvenilirlik ve verimlilik;
• Minimum boyutlar (güçlü araçlar durumunda mümkün olduğu kadar).

İletim cihazı

Otomotiv endüstrisinin tarihi boyunca, bu mekanizma sürekli olarak modernize edilmiştir, çünkü bugün birçok önemli farklılığa sahip çok çeşitli şanzımanlar bulunmaktadır.

Herhangi bir dişli kutusunun cihazı şunları içerir:

• Konut. Motorun, dönüşün tekerleklere iletildiği tahrik miline bağlanmasını sağlayan gerekli tüm parçaları içerir.
• Yağ haznesi. Bu mekanizmada parçalar ağır bir yük altında birbirleriyle temas ettiğinden, yağlama onların soğumasını sağlar ve dişlilerde erken aşınmaya karşı koruyan bir yağ filmi oluşturur.
• Hız aktarım mekanizması. Kutu tipine bağlı olarak, mekanizma şaftlar, bir dizi dişli, bir planet dişli, bir tork konvertörü, sürtünme diskleri, kayışlar ve kasnaklar içerebilir.

KP sınıflandırması

Tüm kutuların sınıflandırıldığı birkaç parametre vardır. Böyle altı işaret var. Her birinde tork, tahrik tekerleğine kendi prensibine göre verilir ve farklı bir vites seçme yöntemine sahiptir.

Güç akışı iletimi yöntemi ile

Bu kategori aşağıdaki KP'leri içerir:

• Mekanik şanzıman. Bu modifikasyonda, PTO bir dişli tahrik tarafından gerçekleştirilir.
• Koaksiyel şaftlı şanzıman. Dönme ayrıca bir dişli takımı aracılığıyla iletilir, yalnızca elemanları konik veya silindirik bir şekilde yapılır.
• Gezegensel. Dönme, dişlileri bir düzlemde bulunan bir planet dişli takımı aracılığıyla iletilir.
• Hidromekanik. Böyle bir şanzımanda, bir tork konvertörü veya sıvı kuplajı ile birlikte mekanik bir transmisyon (çoğunlukla planet tipi) kullanılır.
• CVT. Bu, kademeli şanzıman kullanmayan bir dişli kutusu türüdür. Çoğu zaman, böyle bir mekanizma bir sıvı bağlantısı ve bir kayış bağlantısı ile birlikte çalışır.

Dişli ana şaft sayısına göre

Dişli kutularını şaft sayısına göre sınıflandırırken, bunlar ayırt edilir:

• İki şaft ve tek kademeli dingil dişlisi ile. Bu yayınlarda doğrudan tahrik yoktur. Çoğu zaman, bu tür değişiklikler önden çekişli araçlarda bulunabilir. Arkaya monte motorlu bazı modellerde de benzer bir kutu bulunur.
• Üç şaft ve iki aşamalı aks dişlisi ile. Bu kategoride, koaksiyel ve koaksiyel olmayan şaftlı versiyonlar vardır. İlk durumda, doğrudan bir iletim var. Enine kesitte, boyutları daha küçük ve uzunluğu biraz daha büyüktür. Bu tür kutular arkadan çekişli arabalarda kullanılır. İkinci alt kategorinin doğrudan aktarımı yoktur. Temel olarak, bu modifikasyon dört tekerlekten çekişli araçlarda ve traktörlerde kullanılır.
• Çoklu şaftlı. Bu dişli kutusu kategorisinde, şaftlar sıralı veya sıralı olmayan sayıda bağlantıya sahip olabilir. Bu dişli kutuları genellikle traktörlerde ve takım tezgahlarında kullanılır. Bu, daha fazla vites sağlar.
• Şaftlar olmadan. Bu tür kontrol noktaları sıradan ulaşımda kullanılmaz. Bu tür modeller arasında koaksiyel ve hizalı olmayan versiyonlar vardır. Genelde tanklarda kullanılırlar.

Planet dişli kutularının sınıflandırılması

Planet dişli kutuları aşağıdaki parametrelere göre bölünmüştür:

• Tüm sürtünme elemanları ayrıldığında iki, üç, dört veya daha fazla serbestlik derecesi;
• Mekanizmada kullanılan planet dişli tipi episikliktir (ana taç, iç veya dış diş düzenlemesine sahiptir).

Kontrol yöntemiyle

Bu kategoride bu tür kutular var:

• Manuel. Bu tür modellerde sürücü istediği vitesi seçer. İki tür manuel şanzıman vardır: vites değiştirme, sürücünün çabasıyla veya bir servo sürücü aracılığıyla yapılır. Her iki durumda da kontrol bir kişi tarafından gerçekleştirilir, sadece vites kutusunun ikinci kategorisinde bir servo cihazı bulunur. Sürücüden bir sinyal alır ve ardından seçilen vitesi ayarlar. Makineler çoğunlukla bir hidrolik servo sürücü kullanır.
• Otomatik. Elektronik kontrol ünitesi birkaç faktörü (gaz pedalına basma derecesi, tekerleklerden gelen yük, krank mili hızı, vb.) Belirler ve buna dayanarak bir yukarı veya aşağı vitese ne zaman geçileceğini belirler.
• Robot. Bu elektromekanik bir kutudur. İçinde, vitesler otomatik modda açılır, sadece cihazı sıradan mekanikler gibidir. Robotik şanzıman çalışırken, sürücü vites değişimine katılmaz. Hangi vitese ne zaman geçileceğini kontrol ünitesi kendisi belirler. Bu durumda, geçiş neredeyse fark edilmeden gerçekleşir.

Vites sayısına göre

Bu sınıflandırma en basit olanıdır. İçinde, tüm kutular dişli sayısına bölünmüştür, örneğin dört, beş, altı vb. Bu kategori sadece manuel değil otomatik modelleri de içerir.

İletim türleri

En yaygın sınıflandırma, kutunun kendisinin türüne göredir:

• Mekanik. Bu modellerde vites seçimi ve vites değişimi tamamen sürücü tarafından yapılmaktadır. Temel olarak, bir dişli treniyle çalışan birkaç şaftlı bir dişli kutusudur.
• Makine. Bu şanzıman otomatik modda çalışır. Uygun bir vites seçimi, vites kutusu kontrol sistemi tarafından ölçülen parametrelere göre gerçekleştirilir.
• Robot bir tür mekanik dişli kutusudur. Bu modifikasyonun tasarımı pratik olarak geleneksel mekanikten farklı değildir: bir debriyaja sahiptir ve dişliler, tahrik edilen şaft üzerindeki karşılık gelen dişlinin bağlantısı yoluyla takılır. Sürücü tarafından değil, yalnızca vites kontrolü bilgisayar tarafından kontrol edilir. Böyle bir aktarımın avantajı, mümkün olan en yumuşak geçiştir.

Tasarıma özel dişli kutuları

Bilinen şanzımanlara ek olarak, araçlarda benzersiz modifikasyonlar da kullanılabilir. Bu tür kutular özel bir tasarıma ve bununla birlikte kendi çalışma prensiplerine sahiptir.

Bezvalnaya KP

Önceden monte edilmiş şaft kullanmayan şanzımanlara şaftsız denir. Tasarımlarında, iki paralel eksende bulunan birkaç sıra dişli var. Dişliler, kavramaları kilitleyerek bağlanır.

Dişliler iki şaft üzerine yerleştirilmiştir. Bunlardan ikisi sıkıca sabitlenmiştir: liderde ilk sıraya ve takipçiye - sonuncusuna monte edilir. Üzerlerinde bulunan ara dişliler, üretilen dişli oranına bağlı olarak önde veya tahrikli rol oynayabilir.

Bu modifikasyon, iletimin her iki yönde de artırılmasına izin verir. Böyle bir iletimin bir başka avantajı, kutunun artan güç aralığıdır. En ciddi dezavantajlardan biri, vites değişikliklerinin gerçekleştirildiği yardımcı bir otomatik sistemin zorunlu varlığıdır.

Senkronize edilmemiş şanzıman

Bir başka spesifik kutu tipi, senkronize edilmemiş veya tasarımında senkronizörlerin mevcudiyetinin sağlanmadığı bir kutudur. Bu kalıcı bir ağ tipi veya bir kayma dişli tipi olabilir.

Böyle bir kutuda vites değiştirmek için sürücünün belirli bir beceriye sahip olması gerekir. Dişlilerin ve kaplinlerin dönüşünü bağımsız olarak senkronize edebilmeli, dişliden vitese geçiş süresini belirleyebilmeli ve krank milinin dönüş hızını hızlandırıcı ile eşitleyebilmelidir. Profesyoneller, bu prosedürü debriyajı yeniden kaplama veya çift sıkma olarak adlandırır.

Düzgün vites değiştirme gerçekleştirmek için, sürücünün bu tür mekanizmaları çalıştırma konusunda deneyime sahip olması gerekir. Amerikan traktörlerine, motosikletlerine, bazen traktörlere ve spor arabalara benzer bir şanzıman takılmıştır. Modern senkronize edilmemiş şanzımanlarda debriyaj ihmal edilebilir.

Kam dişli kutusu

Kam kutuları bir tür senkronize olmayan modeldir. Aradaki fark, birbirine geçen dişlerin şeklidir. Dişli kutusunun verimini artırmak için, dişlerin dikdörtgen şekli veya kam profili kullanılır.

Bu tür kutular çok gürültülüdür, bu nedenle hafif araçlarda ağırlıklı olarak yarış arabalarında kullanılırlar. Yarışma sırasında bu faktöre dikkat edilmez, ancak sıradan bir otomobilde böyle bir şanzıman sürüşün tadını çıkarma fırsatı sağlamayacaktır.

Sıralı KP

Sıralı şanzıman, vites küçültme veya vites büyütmenin yalnızca bir adımda gerçekleştirildiği bir şanzıman türüdür. Bunu yapmak için, bir kol veya ayak anahtarı (motosikletlerde) kullanılır, bu da dişliyi sepet içinde her seferinde yalnızca bir konuma hareket ettirmenize izin verir.

Tiptronic gibi otomatik bir şanzımanın da benzer bir çalışma prensibi vardır, ancak yalnızca bu şanzımanın hareketini taklit eder. Klasik sıralı şanzıman, F-1 araçlarına monte edilmiştir. İçlerindeki anahtarlama hızı, kürek değiştiriciler kullanılarak gerçekleştirilir.

Seçici CP

Klasik versiyonda, önceden seçilmiş vites kutusu, vites kutusu ona geçmeden önce bir sonraki vitesin ön seçimini gerektiriyordu. Genellikle böyle görünüyordu. Araba hareket halindeyken, sürücü bir sonraki vitesi seçiciye koydu. Mekanizma vites değiştirmeye hazırlanıyordu, ancak bunu komutla, örneğin debriyaja bastıktan sonra yaptı.

Daha önce, bu tür dişli kutuları, senkronize edilmemiş, şaftsız veya gezegensel şanzımanlı askeri teçhizatta kullanılıyordu. Bu tür kutu modifikasyonları, senkronize mekanik ve otomatik kutular geliştirilinceye kadar karmaşık mekanizmaları çalıştırmayı kolaylaştırdı.

Şu anda bir ön seçim kutusu kullanılmaktadır, ancak daha yaygın olarak çift kavramalı şanzıman olarak anılmaktadır. Bu durumda, bilgisayar önceden sabitlenmemiş diske takılan dişli ile uygun bir şaft bağlayarak istenen hıza geçişi hazırlar. Modern tasarımda bu tipin bir diğer adı robottur.

Vites kutusu seçimi. Ne daha iyi?

Listelenen dişli kutularının çoğu yalnızca özel ekipmanlarda veya takım tezgahlarında kullanılır. Hafif araçlarda yaygın olarak kullanılan ana şanzımanlar şunlardır:

• Manuel şanzıman. Bu en basit iletim türüdür. Dönme hareketinin güç ünitesinden şanzıman miline iletilmesi için bir debriyaj sepeti kullanılmaktadır. Pedala basarak, sürücü kutunun tahrik milini motordan ayırır ve bu da mekanizmaya zarar vermeden belirli bir hıza uygun bir vites seçmesine izin verir.
• Otomatik şanzıman. Motordan gelen tork bir hidrolik şanzıman (tork konvertörü veya sıvı kaplini) aracılığıyla sağlanır. Çalışma sıvısı, mekanizmada bir kavrama görevi görür. Kural olarak, bir planet dişli kutusunu çalıştırır. Tüm sistem, birçok sensörden gelen verileri analiz eden ve buna göre dişli oranını seçen elektronik bir kontrol ünitesi tarafından kontrol edilir. Otomatik kutular arasında, farklı işletim şemaları kullanan birçok değişiklik vardır (üreticiye bağlı olarak). Manuel kontrollü otomatik modeller bile var.
• Robotik iletim. Bu KP'lerin de kendi çeşitleri var. Elektrikli, hidrolik ve kombine çeşitleri vardır. Robot, tasarımda temelde manuel şanzımana benziyor, yalnızca çift kavramalı. Birincisi motordan tahrik tekerleklerine tork sağlar ve ikincisi otomatik olarak bir sonraki vitese geçmek için mekanizmayı hazırlar.
• CVT iletimi. Yaygın bir versiyonda varyatör, bir kayışla (bir veya daha fazla) birbirine bağlanan iki kasnaktan oluşur. Çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Kasnak, kayışın daha büyük veya daha küçük çaplı bir elemana hareket etmesine neden olarak ayrılır veya kesilir. Bundan dişli oranı değişir.

İşte her kutu türünün avantajları ve dezavantajları ile bir karşılaştırma tablosu.

Kutu türü:	Çalışma prensibi	Değer	Dezavantajları:
Manuel şanzıman	Manuel vites değiştirme, senkronize vites değiştirme.	Basit yapısı, onarımı ve bakımı ucuz, yakıt tasarrufu sağlar.	Yeni başlayan bir kişinin, özellikle bir tepeye çıkarken debriyaj ve gaz pedalının senkronize çalışmasına alışması gerekir. Herkes hemen doğru vitese geçemez. Debriyajın sorunsuz kullanımını gerektirir.
Otomatik şanzıman	Hidrolik pompa, türbini çalıştıran ve dönüşü planeter dişlisine ileten çalışma sıvısının basıncını oluşturur.	Rahatça sürün. Vites değiştirme işleminde sürücü müdahalesi gerektirmez. Tüm motor kaynağından en iyi şekilde yararlanarak vites değiştirir. İnsan faktörünü ortadan kaldırır (sürücü kazara üçüncü hız yerine birinci hıza geçtiğinde). Vitesleri sorunsuz bir şekilde değiştirir.	Yüksek bakım maliyeti. Kütle, manuel şanzımandan daha büyük. Önceki şanzıman türü ile karşılaştırıldığında, bu daha yüksek yakıt tüketimi ile sonuçlanacaktır. Verimlilik ve dinamikler, özellikle sportif bir sürüş tarzıyla daha düşüktür.
Робот	İkili kavrama, sürüş sırasında bir sonraki vitesi geçmeye hazırlamanıza olanak tanır. Çoğu zaman, yayınlar bile bir gruba ve tuhaf olanlar diğerine bağlıdır. Dahili olarak mekanik bir kutuya benzer.	Maksimum anahtarlama düzgünlüğü. İş sürecinde sürücü müdahalesi gerektirmez. Ekonomik yakıt tüketimi. Yüksek verimlilik ve dinamik. Bazı modellerin işletim modunu seçme yeteneği vardır.	Mekanizmanın karmaşıklığı, düşük güvenilirliğine, sık ve pahalı bakımına yol açar. Zor yol koşullarını kötü tolere eder.
Varyatör (CVT)	Tork, otomatik bir makinede olduğu gibi bir tork konvertörü kullanılarak aktarılır. Kayışı istenilen konuma iten, dişli oranını artıran veya azaltan tahrik mili kasnağının hareket ettirilmesi ile vites değişimi gerçekleştirilir.	Sarsıntı olmadan geçiş, geleneksel bir makineye kıyasla daha dinamik. Biraz yakıt tasarrufu sağlar.	Şanzıman kayış olduğu için güçlü güç ünitelerinde kullanılmaz. Yüksek bakım maliyeti. CVT'nin çalışması için sinyalin alındığı sensörlerin doğru çalışmasını gerektirir. Zorlu yol koşullarını zayıf bir şekilde tolere eder ve çekmeyi sevmez.

Şanzıman türüne karar verirken, yalnızca finansal yeteneklerden değil, bu kutunun araç için uygun olup olmadığına daha fazla odaklanılması gerekir. Fabrikadaki üreticilerin her güç ünitesini belirli bir kutuyla eşleştirmesi boşuna değildir.

Manuel şanzıman, yüksek hızlı araç kontrolünün karmaşıklıklarını anlayan aktif bir sürücü için daha uygundur. Makine konforu sevenler için daha uygundur. Robot, makul bir yakıt tüketimi sağlayacak ve ölçülü sürüş için uyarlanmıştır. Makinenin en düzgün çalışmasını sevenler için bir varyatör uygundur.

Teknik özellikler açısından mükemmel bir kutuyu işaret etmek imkansızdır. Her biri kendi koşullarında ve belirli sürüş becerilerinde iyidir. Bir durumda, yeni başlayanların çeşitli otomatik şanzımanları çalıştırarak başlaması daha kolaydır; diğerinde, mekanik kullanma becerisini geliştirmek tercih edilir.

Sorular ve Cevaplar:

Şanzıman nasıl çalışır? Düz şanzıman, farklı dişli oranları oluşturan bir dizi dişliden oluşur. Otomatik şanzıman, bir tork konvertörü ve değişken çaplı kasnaklar (varyatör) ile donatılmıştır. Robot, sadece çift kavramalı bir mekanik analogudur.

Şanzımanın içinde ne var? Herhangi bir dişli kutusunun içinde bir tahrik mili ve tahrik edilen bir mil vardır. Şaftların üzerine kutu tipine göre ya kasnaklar ya da dişliler takılır.