Přenos. Porovnání převodovky, výhody a nevýhody | Liqui Moly

O čem to mluvíme? Typy převodovek jsou typy základních prvků, které zajišťují přenos výkonu z motoru na kola a umožňují snadné ovládání vozu. Převodovka je srdcem každého vozidla, určuje jeho výkon, účinnost a snadnost ovládání.

Co je důležité vědět? Abychom vám pomohli učinit informované rozhodnutí při výběru vozidla nebo modernizaci převodovky vašeho stávajícího vozidla, je důležité zvážit vlastnosti, výhody a omezení typů převodovek.

V tomto článku:

1. Účel přenosu
2. Typy automobilových převodovek
3. Typy převodovek traktorů
4. Přenosové zařízení
5. Často kladené otázky o typech převodů

Účel přenosů

Převodovka je jednou z hlavních jednotek vozu a skládá se z velkého množství komponentů a dílů. Úkolem systému je přenášet energii motoru na hnací nápravu. Jedná se však pouze o zjednodušené vysvětlení funkčnosti převodovky a je nutné podrobnější prozkoumání principů činnosti jednotky.

Systém přenáší točivý moment z motoru na převodovky kol, nastavuje směr a rychlost otáčení a řídí distribuci energie mezi přední a zadní nápravu.

Hlavní funkcí převodovky je tedy zajišťovat komunikaci mezi motorem a hnací nápravou, přenášet a rozdělovat točivý moment a řídit otáčení kol.

Právě díky činnosti systému se energie přeměněná spalovacím motorem z paliva přenáší na kola vozu a ta se roztočí. Auto se rozjede a pokračuje v pohybu nastavenou rychlostí.

Jako každý mechanismus mohou části převodovky selhat. První příznaky poruchy systému:

• Spojkový pedál se zadře nebo potopí.
• Při sešlápnutí spojkového pedálu se objeví hluk.
• Auto se trhnutím rozjede.
• Kola prokluzují.
• Byly zjištěny úniky převodové kapaliny.

Převodový systém může vydržet dlouhou dobu a plnit své funkce, pokud jsou jeho prvky pravidelně servisovány, včas identifikovány závady a prováděny opravy.

Typy automobilových převodovek

V současné době existují čtyři hlavní typy přenosů:

Manuální převodovka (MT)

Manuální převodovka je nejstarším zástupcem mezi všemi typy převodovek. Tento převodový systém přenáší točivý moment pomocí převodů, které jsou ručně řízeny řidičem.

Hlavními výhodami manuální převodovky jsou vysoká účinnost, nízká spotřeba paliva, jednoduchá a spolehlivá konstrukce a nízké náklady na údržbu.

Nevýhodou manuální převodovky je relativní obtížnost ovládání. Moderní řidiče už nebaví neustále hýbat klikou při řazení. Vzhledem k tomu, jak jsou městské silnice v dnešní době přeplněné a kolik semaforů je podél cesty, je to obzvláště nepohodlné.

Typy automobilových převodovek

Ačkoliv má manuální převodovka spíše archaický design, mechanický typ převodovky stále zůstává nejčastěji instalovanou převodovkou v moderních autech. Odborníci to vysvětlují tím, že výroba „mechaniky“ je nákladově nejefektivnější.

Manuální převodovka pracuje ve spojení se spojkou. Jednotka může dočasně odpojit převodovku a pohonnou jednotku, což umožňuje rychlé řazení bez poškození motoru nebo převodovky. Řidič seřizuje spojku sešlápnutím pedálu nohou.

„Mechaniku“ tvoří hřídele a hlavně šroubová kola. Tento typ ozubení se vyznačuje nízkou hlučností, vysokou pevností a dlouhou životností. Otáčení hřídelí a ozubených kol je regulováno synchronizátory, umožňujícími řazení bez dvojitého mačkání.

Robotický přenos

Robotická převodovka se od manuální liší tím, že řidič nemusí řídit řazení ručně – to zajišťuje elektronika. Ale „robot“ je také schopen pracovat v poloautomatickém režimu, kdy se rychlostní stupně přepínají pomocí pádel na volantu nebo voliče.

Zjevnou výhodou robotické převodovky je snadné ovládání, protože řidič nemusí pokaždé tahat za páku.

Ale „robot“ má také nevýhodu: při řazení si mnoho motoristů všimne mírného zpoždění. Tento typ převodovky se navíc vyznačuje méně hladkou jízdou. Řidič může při řazení zaznamenat prudké škubnutí vozu.

Tyto nedostatky donutily inženýry výrobců automobilů najít efektivní řešení problému. Robotická převodovka je dnes vybavena a synchronizována dvěma spojkami, díky čemuž je zpoždění při řazení minimální. Tento typ přenosu je známý jako selektivní přenos.

Automatická převodovka

Automatizovaná převodovka je po manuální druhou nejoblíbenější mezi všemi převodovkami. „Automat“ má složitější konstrukci a skládá se z mnoha částí včetně senzorů. Automatická převodovka nemá spojku ve stejném smyslu jako manuální převodovka. Místo toho automatická převodovka pracuje ve spojení s hydrodynamickým transformátorem.

Automatická převodovka je podobná robotizované převodovce tím, že může řadit buď s pomocí řidiče, nebo s pomocí elektroniky. Automatická převodovka však nemá ostré trhnutí vozu, které je typické pro „robota“.

Nevýhodou automatické převodovky je její vysoká cena. Tento typ automatické převodovky navíc spotřebovává hodně motorového oleje. Díly převodovky jsou drahé, takže oprava bude stát majitele vozu nemalé částky.

Existují 2 typy automatické převodovky:

• Převodovka s hydraulickou automatickou převodovkou má poměrně jednoduchou konstrukci a spolupracuje s turbínou a čerpadlem, kterým prochází pracovní kapalina.
• Elektronická automatická převodovka je složitější – hydrodynamický transformátor má další režimy: sportovní, ekonomický (šetrný k životnímu prostředí) a zimní.

Plynulý převod

Tento typ převodového systému je také známý jako CVT. Hlavním rozdílem od ostatních typů je absence spínacích stupňů. Točivý moment je přenášen z motoru přes řemenici a hnací řemen.

Hlavními výhodami bezestupňové převodovky jsou klidný chod vozidla, absence cukání při rozjezdu a jízdě a také výrazné zvýšení životnosti motoru.

Nevýhodou CVT je pomalé zrychlení a drahé opravy a údržba.

Typy převodovek traktorů

Mechanický převod

Mechanický převodový systém se skládá z různých mechanismů, jednotek a ozubených kol. Hlavními konstrukčními prvky jsou převodovka, spojka, hlavní ozubené kolo, rozvodovky, mezispojky a diferenciál.

Typy převodovek používaných u traktorů jsou složitější, protože obě nápravy jsou poháněné. Tento systém má další mechanické prvky – kardanovou převodovku a rozdělovací převodovku a je také vybaven samostatnými koncovými převody, hlavním převodem a diferenciálem. Tyto prvky jsou instalovány na přední nápravě.

Pásový traktor může mít přídavné otočné mechanismy a součástí jejich převodu jsou i zesilovače rotačního pohybu.

Rozdíl mezi mechanickým typem převodovky spočívá v tom, že rychlost otáčení je regulována ve stupních, díky čemuž je účinnost systému obzvláště vysoká. Přitom cena jednotky a její údržba není příliš vysoká.

Elektrický přenos

Elektrický převod pracuje na stejnosměrný proud dodávaný generátorem. Kotva zařízení je připojena ke karburátoru nebo dieselovému motoru traktoru. Motor přenáší energii do generátoru, čímž se roztáčí a vyrábí elektřinu. Proud je rozváděn propojovacími kabely mezi trakční motory, které přeměňují elektrickou energii na točivý moment a přenášejí ji na hnací kola nebo řetězová kola.

Mezi výhody elektrického převodového systému patří plynulá regulace otáček, které je dosaženo díky jednoduchosti přeměny a distribuce energie mezi hlavní jednotky traktoru. Účinnost elektrického přenosu je však na vysokou cenu příliš nízká.

Hydraulická převodovka s hydrostatickou převodovkou

Tento typ systému využívá ovládání hydraulické převodovky. Převodovým ústrojím, které přenáší energii ze spalovacího motoru na hnací kola nebo řetězová kola, je pracovní kapalina. Existují dva typy takového systému: hydrostatický a hydrodynamický.

Převodovka je nedílnou součástí každého vozu se spalovacím motorem. Účelem převodovky je přenášet a převádět točivý moment z motoru na kola a také provádět pomocný náhon pro pohon dalších agregátů a přídavných zařízení. Tento proces umožňuje zajistit optimální tažnou sílu a rychlost vozidla a také couvání. Box navíc pomáhá odpojit klikový hřídel motoru od hnacích kol, což zajišťuje chod vozu na volnoběh nebo úplné zastavení.

Nutno podotknout, že převodovky se rozšířily nejen ve vozidlech. Spínací skříňky jsou široce používány v průmyslových mechanismech a výrobních strojích.

Od té doby, co auta vyjela na silnice, výrobci vylepšili nejen motory, ale i převodovky. Vývoj tohoto směru vedl ke vzniku moderních automobilů s různými typy převodovek.

Typy převodů

Více než století vývoje automobilismu přineslo do moderního světa nejen ekologické a výkonné motory, ale také vylepšené převodovky. Dnes jsou na autech instalovány čtyři hlavní typy převodovek:

1. Manuální převodovka

2. Automatická převodovka

3. Robotická převodovka

4. Variabilní (plynule měnitelná) převodovka

Podívejme se blíže na jednotlivé typy krabic.

Manuální převodovka (mechanika, manuální převodovka)

Zvláštností činnosti spalovacího motoru je, že provozní výkon se vyvíjí pouze v malém rozsahu otáček. Z tohoto důvodu je pro změnu točivého momentu zapotřebí přídavný mechanismus.

Historie jeho vzniku sahá více než sto let zpět a vynález patří Karlu Bencovi. Strukturálně byl design prvního boxu primitivní a extrémně jednoduchý. Skříňový mechanismus byl realizován z dvojice řemenic různých průměrů, které byly umístěny na hnací hřídeli, řemenice byly spojeny s hřídelí motoru pomocí řemenu. V závislosti na jízdních podmínkách se řemen pohyboval z jedné kladky na druhou pomocí speciálně upravené páky. To umožnilo měnit točivý moment přenášený na hnací kola. Takový jednoduchý mechanismus našel uplatnění v moderním světě na kolech se přepínají podle stejného principu.

Moderní manuální převodovky se od takového mechanismu posunuly mnohem dále. Konstrukčně se skříň skládá ze sady ozubených kol a převodový poměr se mění řazením ozubených kol pomocí páky.

Manuální převodovky mohou být vybaveny různým počtem stupňů. Nejoblíbenější je pětistupňová převodovka. Mechanické převodovky se zase dělí na dvouhřídelové a tříhřídelové převodovky.

Dvouhřídelové manuální převodovky jsou instalovány na vozech vybavených pohonem předních kol. Tříhřídelové převodovky jsou instalovány na osobních a nákladních vozidlech, které mohou být vybaveny pohonem předních nebo zadních kol.

· Jednoduchý a spolehlivý design

· Snadnější jízda v terénu

· Jízda v ekonomickém režimu

· Levná služba

Nevýhody manuální převodovky:

· Nepříjemnost ovládání v komplexním městském režimu

Automatické převodovky (automatická, automatická převodovka)

Myšlenka pohodlné jízdy se zrodila téměř okamžitě s příchodem samotného vozu. Takový komfort by mohlo poskytnout automatické řazení. Tuto myšlenku ale nedokázali hned realizovat. Vozy s automatickou převodovkou se do série dostaly až v roce 1947, automatické převodovky se začaly vybavovat vozy Buick.

I když ve skutečnosti se sériové automatické převodovky objevily o něco dříve. Městské autobusy ve Švédsku byly vybaveny automatickými převodovkami již v roce 1928.

Je třeba poznamenat, že ke vzniku hydromechanické převodovky vedly tři nezávislé vývojové linie, které byly později spojeny do její konstrukce. Automatická převodovka je založena na měniči točivého momentu, vynálezu profesora Fettingera, na který získal patent již v roce 1903. Dalšími dvěma prvky jsou planetová převodovka a hydraulický řídicí systém.

Moderní automatická převodovka na rozdíl od klasické mechaniky pracuje za jiných podmínek a na jiném principu, i když hlavní účel zůstává nezměněn.

Měnič točivého momentu, neboli měnič točivého momentu, zahrnuje čerpadlo, turbínu a stator. Všechny části měniče momentu jsou umístěny ve společné skříni. Měnič točivého momentu je naplněn speciálním olejem, čerpadlo vytváří tok oleje uvnitř měniče točivého momentu, který otáčí statorovým kolem a turbínou. Tím se přenáší točivý moment z motoru.

Planetové soukolí se skládá z několika ozubených kol (nazývaných planetová soukolí nebo pastorky) otáčejících se kolem centrálního ozubeného kola. Planetová kola jsou spolu spojena pomocí unašeče. Kromě toho má další vnější ozubený věnec vnitřní záběr s planetovými koly. Satelity namontované na nosiči rotují kolem centrálního ozubeného kola, vnější ozubené kolo se otáčí kolem satelitů. Převodových poměrů je dosaženo vzájemným upevněním různých dílů. Pro získání většího rozsahu převodových poměrů používají moderní převodovky více planetových převodů.

Hydraulika funguje v naprosté symbióze se zbytkem automatické převodovky a její práci lze přirovnat k oběhové soustavě. Kapalina používaná jako pracovní tekutina má kromě vytváření tlaku v systému také řadu užitečných funkcí. Jako je mazání, odvod tepla a čištění vnitřků automatické převodovky od nečistot.

· Pohodlí a snadné ovládání

· Schopnost měnit rychlostní stupně při plném výkonu motoru

· Hladký chod při řazení

· Ochrana částí motoru před přetížením při volbě špatného převodového stupně

Nevýhody automatické převodovky:

· Náklady a četnost údržby

· Vyšší spotřeba paliva

· Nízká účinnost

· Nižší dynamika vozidla

Robotické převodovky (roboty)

Robotická převodovka je logickým pokračováním vývoje manuální převodovky. Robot není nic jiného než manuální převodovka, ve které se uvolňuje spojka a převody se mění pomocí dvou servopohonů (aktorů) řízených elektronickou jednotkou. Robot ve skutečnosti absorboval všechny pozitivní aspekty manuální převodovky a pohodlí automatické převodovky.

První prototyp robota se objevil v roce 1939, Adolf Kegress vytvořil dvouspojkovou převodovku, ale další vývoj tohoto slibného vynálezu se na dalších 40 let zastavil. To vše je způsobeno nedostatkem finančních prostředků na projekt.

Trvalo dlouho, než byly robotické převodovky zavedeny do série, ale inženýři Porsche se rozhodli technologii otestovat. Roboti se představili na modelech 956 a 962C, vozy byly určeny pro okruhové závody. Bohužel konstrukční chyby a značná hmotnost krabice nedovolily technologii jít za trať.

Sériová robotická krabice se objevila až v roce 2003. K takovému kroku se odvážil Volkswagen instalací předselektivní převodovky na sportovní verzi modelu Golf 4 R32. Krabice byla vyrobena společností BorgWarner. Koncern VAG dodnes tento typ převodovky na svých modelech aktivně prosazuje.

Zvláštnost tohoto boxu spočívá v jeho designu, a to přítomnosti dvou spojek. Princip fungování takové skříňky spočívá v tom, že sudé převody jsou vázány na jednu spojku a liché převody na druhou. Při pohybu se točivý moment přenáší přes jednu spojku, tzn. disk je uzavřen. Současně je otevřen druhý spojkový kotouč, ale uvnitř samotné skříně je již vytvořen další převodový stupeň, a když nastane čas řazení, první kotouč se jednoduše otevře a druhý se synchronně zavírá. Toto provozní schéma zajišťuje plynulé spínání a žádné trhání.

Robotické boxy jsou zase rozděleny do dvou typů:

· S mokrou spojkou – používá se u vozů s výkonným motorem, jehož točivý moment přesahuje 350 Nm.

· Se suchou spojkou – používá se u vozů s motory s nízkým výkonem do točivého momentu 250 Nm.

Výhody robota:

· Hladké řazení a chod

· Vysoká účinnost

· Ekonomická spotřeba paliva

· Vysoká dynamika

· Možnost volby provozních režimů převodovky

Nevýhody robota:

· Nízká spolehlivost jak samotné konstrukce, tak i mechatroniky

· Náklady na údržbu a opravy

· Citlivost na drsné podmínky vozovky

CVT převodovky (variátory)

Převodovky CVT jsou považovány za přímé nástupce klasických hydromechanických převodovek. Panuje silný názor, že CVT převodovky jsou budoucností, opět s přihlédnutím k městskému využití aut. Japonští výrobci jako Nissan a Subaru kladou zvláštní důraz na převodovky CVT. První převodovka CVT se sériově objevila na voze DAF v 50. letech XNUMX. století. Ukázalo se, že toto auto není náklaďák, jak si mnozí mohli myslet, ale malý osobní automobil.

Bohužel konstrukce nebyla nijak zvlášť spolehlivá a měla dlouhou životnost. Volvo se zase snažilo vyvíjet technologii řadu let, ale vše skončilo utlumením vývoje. Japonsko poskytlo nečekané pokračování historie variátoru.

Důvodem návratu a úpravy variátoru byla potřeba přizpůsobit automatické převodovky provozním podmínkám v městských zácpách. Činnost řazení v automatické převodovce přímo souvisí s otáčkami motoru. Klasická automatická převodovka v městských zácpách, na krátké vzdálenosti a v nízkých rychlostech začala řadit z jedničky na druhou, když to nebylo absolutně nutné. V jiném případě při jízdě setrvačností automatická převodovka držela rychlostní stupeň, aniž by přeřadila na nižší rychlostní stupeň, a dlouho čekala na povel řidiče ke zrychlení. Toto chování boxu více zatěžovalo vlastní komponenty, což vedlo ke zvýšené spotřebě paliva, zvýšenému opotřebení a brzkému selhání. To vše vedlo k intenzivní úpravě automatické převodovky, ale výsledkem byl zásadně nový typ převodovky – CVT.

Nejúžasnější je, že první variátor vynalezl Leonardo da Vinci v roce 1490. Na výkresech vynálezce můžete vidět schéma rovnoběžných kuželů a mezi nimi vrženého pásu, schopného pohybu přes osu otáčení kuželů, což umožnilo změnit převodový poměr dvojice.

Převodovka typu CVT nebo CVT je převodovka s plynule měnitelným převodem. Hlavní části skříně CVT jsou měnič točivého momentu a dvě kluzné řemenice plus řemen spojující je (řemenice). Část pásu má lichoběžníkový tvar. Princip činnosti je následující – pohyblivé poloviny hnací řemenice tlačí řemen směrem ven, což vede ke zvětšení poloměru řemenice, podél které řemen působí, zvyšuje převodový poměr; Při požadavku na snížení převodového poměru se hnaná řemenice oddálí a řemen se posune na menší poloměr. Měnič točivého momentu v tomto provedení zajišťuje startování, po kterém se zablokuje. Kladky jsou ovládány elektronicky.

Výhody variátoru:

· Řazení probíhá plynule, bez cukání

· Ekonomická spotřeba paliva

· Vysoká dynamika

Nevýhody variátoru:

· Nekompatibilní s výkonnými motory

· Náklady na údržbu a opravy

· Velký počet senzorů ovlivňujících činnost CVT

· Citlivost na těžký stav vozovky, tažení

Podívali jsme se na hlavní typy převodovek. Identifikovali jsme hlavní nevýhody a výhody každého typu. Nelze však jednoznačně odpovědět, která jednotka bude nejlepší. Každý z nich je dobrý ve svém vlastním rozsahu úkolů a výběr jednotky, kterou bude vůz vybaven, s ohledem na rozsah úkolů, již leží na bedrech konstruktérů automobilu a spotřebitele.