기어 박스의 작동 원리 및 장치

자동차가 도로에서 움직이기 위해서는 강력하고 효율적인 엔진이있는 것만으로는 충분하지 않습니다. 크랭크 샤프트의 토크는 어떻게 든 차량의 구동 휠로 전달되어야합니다.

이를 위해 기어 박스라는 특별한 메커니즘이 만들어졌습니다. 구조와 목적은 물론 KP 수정의 차이점을 고려하십시오.

기어 박스의 목적

요컨대, 기어 박스는 동력 장치에서 구동 휠로 토크를 전달하도록 설계되었습니다. 또한 변속기는 크랭크 축 속도를 변환하여 운전자가 엔진을 최대 rpm으로 돌리지 않고도 차량을 가속 할 수 있도록합니다.

이 메커니즘은 부품 손상없이 엔진의 전체 자원을 최대화하기 위해 내연 기관의 매개 변수와 일치합니다. 변속기 덕분에 기계는 앞뒤로 움직일 수 있습니다.

모든 현대 자동차에는 크랭크 샤프트와 구동 휠의 견고한 커플 링을 일시적으로 비활성화 할 수있는 변속기가 있습니다. 이를 통해 차량이 유휴 상태 (예 : 신호등에 부드럽게 접근) 할 수 있습니다. 이 메커니즘을 사용하면 자동차가 멈출 때 엔진을 끄지 않아도됩니다. 이는 배터리를 재충전하고 에어컨과 같은 추가 장비를 작동하는 데 필요합니다.

각 상업 제안은 다음 요구 사항을 충족해야합니다.

• 엔진의 출력과 볼륨에 따라 자동차의 견인력과 경제적 인 연료 소비를 제공합니다.
• 사용 용이성 (운전자는 차량 속도를 변경할 때 도로에서주의가 산만하지 않아야 함)
• 작동 중에 소음을 내지 마십시오.
• 높은 신뢰성과 효율성;
• 최소 치수 (강력한 차량의 경우 가능한 한 많이).

기어 박스 장치

자동차 산업의 역사를 통틀어이 메커니즘은 지속적으로 현대화되어 왔으며, 그로 인해 오늘날 많은 중요한 차이점을 가진 다양한 변속기가 있습니다.

모든 기어 박스의 장치에는 다음이 포함됩니다.

• 주택. 여기에는 회전이 바퀴로 전달되는 구동축에 모터를 연결하는 데 필요한 모든 부품이 포함되어 있습니다.
• 오일 저장소. 이 메커니즘에서 부품은 무거운 부하에서 서로 접촉하므로 윤활은 냉각을 보장하고 기어의 조기 마모를 방지하는 유막을 생성합니다.
• 속도 전송 메커니즘. 상자 유형에 따라 메커니즘에는 샤프트, 기어 세트, 유성 기어 박스, 토크 컨버터, 마찰 디스크, 벨트 및 풀리가 포함될 수 있습니다.

KP 분류

모든 상자를 분류하는 몇 가지 매개 변수가 있습니다. 그러한 징후가 여섯 가지 있습니다. 각각에서 토크는 자체 원리에 따라 구동 휠에 공급되며 기어 선택 방법이 다릅니다.

동력 흐름 전달 방법으로

이 범주에는 다음 KP가 포함됩니다.

• 기계식 기어 박스. 이 수정에서 동력 인출 장치는 기어 드라이브에 의해 수행됩니다.
• 동축 샤프트가있는 기어 박스. 회전은 또한 기어 트레인을 통해 전달되며 요소 만 원추형 또는 원통형으로 만들어집니다.
• 지구의. 회전은 유성 기어 세트를 통해 전달되며 기어는 한 평면에 있습니다.
• 유체 역학. 이러한 변속기에서 기계적 변속기 (주로 유성형)는 토크 컨버터 또는 유체 커플 링과 함께 사용됩니다.
• CVT. 이것은 스텝 변속기를 사용하지 않는 기어 박스 유형입니다. 대부분의 경우 이러한 메커니즘은 유체 커플 링 및 벨트 연결과 함께 작동합니다.

기어가있는 주축의 수

샤프트 수로 기어 박스를 분류 할 때 다음과 같이 구분됩니다.

• 두 개의 샤프트와 액슬의 XNUMX 단계 기어링. 이러한 변속기에는 직접 구동이 없습니다. 대부분의 경우 이러한 수정은 전륜 구동 자동차에서 찾을 수 있습니다. 후면 장착 모터가있는 일부 모델에도 유사한 상자가 있습니다.
• XNUMX 개의 샤프트와 XNUMX 단계 액슬 기어링. 이 범주에는 동축 및 비 동축 샤프트가있는 버전이 있습니다. 첫 번째 경우에는 직접 전송이 있습니다. 단면에서는 치수가 작고 길이가 약간 큽니다. 이러한 상자는 후륜 구동 자동차에 사용됩니다. 두 번째 하위 범주에는 직접 전송이 없습니다. 기본적으로이 수정은 XNUMX 륜 구동 차량과 트랙터에 사용됩니다.
• 여러 개의 샤프트로. 이 기어 박스 카테고리에서 샤프트는 순차적 또는 비 순차적 결합 수를 가질 수 있습니다. 이 기어 박스는 주로 트랙터 및 공작 기계에 사용됩니다. 이것은 더 많은 기어를 허용합니다.
• 샤프트없이. 이러한 체크 포인트는 일반 운송에는 사용되지 않습니다. 이러한 모델 중에는 동축 및 비 정렬 버전이 있습니다. 그들은 주로 탱크에 사용됩니다.

유성 기어 박스 분류

유성 기어 박스는 다음 매개 변수에 따라 나뉩니다.

• 모든 마찰 요소가 분리되었을 때 XNUMX, XNUMX, XNUMX 또는 그 이상의 자유도;
• 메커니즘에 사용되는 유성 기어의 유형은 에피 사이 클릭입니다 (메인 크라운에는 내부 또는 외부 톱니 배열이 있음).

제어 방법 별

이 카테고리에는 다음과 같은 상자가 있습니다.

• 설명서. 이러한 모델에서는 운전자가 원하는 기어를 선택합니다. 수동 변속기에는 두 가지 유형이 있습니다. 변속은 운전자의 노력에 의해 이루어 지거나 서보를 통해 이루어집니다. 두 경우 모두 제어는 사람이 수행하며 기어 박스의 두 번째 범주에만 서보 장치가 있습니다. 운전자로부터 신호를 받아 선택한 기어를 설정합니다. 기계는 가장 자주 유압 서보 드라이브를 사용합니다.
• 자동적 인. 전자 제어 장치는 여러 요소 (가속기를 누르는 정도, 바퀴에서 오는 하중, 크랭크 샤프트 속도 등)를 결정하고이를 기반으로 업 또는 다운 기어를 결합 할시기를 스스로 결정합니다.
• 로봇. 이것은 전자 기계 상자입니다. 그 안에서 기어는 자동 모드로 켜지고 장치 만 일반 기계와 같습니다. 로봇 변속기가 작동 중일 때 운전자는 기어 변속에 참여하지 않습니다. 제어 장치 자체가 결합 할 기어를 결정합니다. 이 경우 전환은 거의 눈에 띄지 않게 발생합니다.

기어 수로

이 분류가 가장 간단합니다. 여기에서 모든 상자는 예를 들어 XNUMX, XNUMX, XNUMX 등과 같이 기어 수로 나뉩니다. 이 범주에는 수동 모델뿐만 아니라 자동 모델도 포함됩니다.

전송 유형

가장 일반적인 분류는 상자 자체의 유형에 따라 다릅니다.

• 역학. 이 모델에서 기어 선택 및 변속은 전적으로 운전자가 수행합니다. 기본적으로 기어 트레인을 통해 작동하는 여러 개의 샤프트가있는 기어 박스입니다.
• 기계. 이 변속기는 자동 모드에서 작동합니다. 적합한 기어의 선택은 기어 박스 제어 시스템이 측정하는 매개 변수를 기반으로합니다.
• 로봇은 일종의 기계식 기어 박스입니다. 이 수정의 디자인은 기존의 역학과 실질적으로 다르지 않습니다. 클러치가 있고 기어가 구동축의 해당 기어 연결을 통해 결합됩니다. 기어 선택 제어는 운전자가 아닌 컴퓨터에 의해 제어됩니다. 이러한 변속기의 장점은 가능한 가장 부드러운 변속입니다.

디자인 별 기어 박스

알려진 변속기 외에도 차량에 고유 한 수정을 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 상자에는 특정 디자인이 있으며 자체 작동 원리가 있습니다.

Bezvalnaya KP

완전한 기어 세트와 함께 샤프트를 사용하지 않는 변속기를 샤프트리스라고합니다. 그들의 디자인에는 두 개의 평행 축에 여러 줄의 기어가 있습니다. 기어는 클러치를 잠그면 연결됩니다.

기어는 두 개의 샤프트에 있습니다. 그중 두 개는 단단히 고정되어 있습니다 : 리더에는 첫 번째 행에, 슬레이브에는 마지막에 설치됩니다. 그 위에 위치한 중간 기어는 생성 된 기어비에 따라 선두 또는 구동 역할을 할 수 있습니다.

이 수정은 전송을 양방향으로 증가시킬 수 있습니다. 이러한 변속기의 또 다른 장점은 상자의 출력 범위가 증가한다는 것입니다. 가장 심각한 단점 중 하나는 기어 변경이 수행되는 보조 자동 시스템의 필수 존재입니다.

동기화되지 않은 기어 박스

또 다른 유형의 특정 상자는 동기화되지 않은 상자 또는 디자인에 동기화 장치가없는 상자입니다. 이것은 영구 메쉬 유형 또는 슬립 기어 유형일 수 있습니다.

이러한 상자에서 기어를 변경하려면 운전자가 특정 기술을 가지고 있어야합니다. 그는 기어와 커플 링의 회전을 독립적으로 동기화하고 기어에서 기어로의 전환 시간을 결정하고 크랭크 샤프트의 회전 속도를 가속기와 균등화 할 수 있어야합니다. 전문가들은이 절차를 클러치를 리베이스 또는 이중 압착이라고합니다.

부드러운 변속을 수행하려면 운전자가 이러한 메커니즘을 작동하는 경험이 있어야합니다. 유사한 유형의 변속기가 미국 트랙터, 오토바이, 때로는 트랙터 및 스포츠카에 설치됩니다. 현대식 비동기 변속기에서는 클러치를 생략 할 수 있습니다.

캠 기어 박스

캠 박스는 일종의 비동기 모델입니다. 차이점은 맞 물리는 치아의 모양입니다. 기어 박스의 효율성을 높이기 위해 톱니의 직사각형 모양 또는 캠 프로파일이 사용됩니다.

이러한 상자는 매우 시끄럽기 때문에 주로 경주 용 자동차의 경 차량에 사용됩니다. 경쟁 중에이 요소는주의를 기울이지 않지만 일반 자동차에서는 이러한 변속기가 타기를 즐길 기회를 제공하지 않습니다.

순차 KP

시퀀셜 기어 박스는 다운 시프트 또는 업 시프트가 한 단계 만 수행되는 변속기 유형입니다. 이를 위해 핸들 또는 풋 스위치 (오토바이의 경우)를 사용하여 바구니의 기어를 한 번에 한 위치 만 움직일 수 있습니다.

Tiptronic과 같은 자동 변속기는 작동 원리가 비슷하지만이 변속기의 동작을 모방 할뿐입니다. 클래식 시퀀셜 기어 박스는 F-1 차량에 설치됩니다. 전환 속도는 패들 시프터를 사용하여 수행됩니다.

사전 선택적 CP

클래식 버전에서 사전 선택 기어 박스는 기어 박스를 전환하기 전에 다음 기어를 미리 선택해야했습니다. 종종 이렇게 보였습니다. 차가 움직이는 동안 운전자는 선택기에 다음 기어를 놓았습니다. 메커니즘은 변속을 준비하고 있었지만 예를 들어 클러치를 누른 후 명령에 따라 수행했습니다.

이전에는 이러한 기어 박스가 비동기식, 무축 또는 유성 변속기가있는 군사 장비에 사용되었습니다. 이러한 상자 수정으로 인해 동기화 된 기계 및 자동 상자가 개발 될 때까지 복잡한 메커니즘을 더 쉽게 작동 할 수있었습니다.

현재 사전 선택 상자가 사용되지만 일반적으로 이중 클러치 변속기라고합니다. 이 경우 컴퓨터 자체는 사전에 잠금 해제 된 디스크에 연결된 기어와 적절한 샤프트를 연결하여 원하는 속도로의 전환을 준비합니다. 현대적인 디자인에서이 유형의 또 다른 이름은 로봇입니다.

기어 박스 선택. 무엇이 더 낫습니까?

나열된 기어 박스의 대부분은 특수 장비 또는 공작 기계에서만 사용됩니다. 경 운송에 널리 사용되는 주요 기어 박스는 다음과 같습니다.

• 수동 변속기. 이것은 가장 간단한 유형의 전송입니다. 회전 운동이 동력 장치에서 기어 박스 샤프트로 전달되기 위해 클러치 바스켓이 사용됩니다. 페달을 밟으면 운전자가 상자의 구동축을 모터에서 분리하여 메커니즘에 해를 끼치 지 않고 주어진 속도에 적합한 기어를 선택할 수 있습니다.
• 자동 변속기. 모터의 토크는 유압 변속기 (토크 컨버터 또는 유압 클러치)를 통해 공급됩니다. 작동 유체는 메커니즘에서 클러치 역할을합니다. 일반적으로 유성 기어 박스를 구동합니다. 전체 시스템은 많은 센서의 데이터를 분석하고 그에 따라 기어비를 선택하는 전자 제어 장치에 의해 제어됩니다. 자동 상자 중에는 제조업체에 따라 다른 운영 체계를 사용하는 많은 수정 사항이 있습니다. 수동 제어가 가능한 자동 모델도 있습니다.
• 로봇 전송. 이 KP에는 고유 한 품종도 있습니다. 전기, 유압 및 복합 유형이 있습니다. 설계 상 로봇은 기본적으로 듀얼 클러치가있는 수동 변속기와 유사합니다. 첫 번째는 모터에서 구동 휠로 토크를 공급하고 두 번째는 다음 기어를 결합하기위한 메커니즘을 자동으로 준비합니다.
• CVT 전송. 일반적인 버전에서 가변 장치는 벨트 (하나 이상)로 상호 연결된 두 개의 풀리로 구성됩니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 풀리가 확장되거나 미끄러 져 벨트가 더 크거나 더 작은 직경 요소로 이동합니다. 이로부터 기어비가 변경됩니다.

다음은 각 상자 유형의 장점과 단점을 비교 한 표입니다.

상자 유형 :	운영 원칙	존엄	제한
수동 변속기	수동 변속, 동기화 된 기어링.	간단한 구조, 수리 및 유지 비용이 저렴하여 연료가 절약됩니다.	초보자는 특히 언덕을 시작할 때 클러치와 가스 페달의 동기화 된 작동에 익숙해 져야합니다. 모든 사람이 바로 올바른 장비를 켤 수있는 것은 아닙니다. 클러치의 원활한 사용이 필요합니다.
자동 변속기	유압 펌프는 작동 유체의 압력을 생성하여 터빈을 구동하고 회전을 유성 기어로 전달합니다.	편안하게 운전하십시오. 기어 변속 과정에서 운전자의 개입이 필요하지 않습니다. 기어를 변경하여 전체 엔진 리소스를 최대한 활용합니다. 인적 요소 제거 (운전자가 실수로 세 번째 속도 대신 첫 번째 속도를 켰을 때) 기어를 부드럽게 변속합니다.	높은 유지비. 질량은 수동 변속기보다 큽니다. 이전 유형의 변속기에 비해 이것은 더 높은 연료 소비를 초래합니다. 특히 스포티 한 드라이빙 스타일에서는 효율성과 역 동성이 떨어집니다.
로봇	듀얼 클러치를 사용하면 운전 중에 다음 기어를 준비 할 수 있습니다. 대부분의 경우 전송조차도 한 그룹에 연결되고 홀수 전송은 다른 그룹에 연결됩니다. 내부적으로 기계 상자와 유사합니다.	전환의 최대 부드러움. 작업 과정에서 운전자의 개입이 필요하지 않습니다. 경제적 인 연료 소비. 고효율 및 역 동성. 일부 모델에는 작동 모드를 선택할 수있는 기능이 있습니다.	메커니즘의 복잡성은 낮은 신뢰성, 빈번하고 값 비싼 유지 보수로 이어집니다. 어려운 도로 조건을 잘 견디지 못합니다.
Variator (CVT)	토크는 자동 기계에서와 같이 토크 컨버터를 사용하여 전달됩니다. 기어 변속은 벨트를 원하는 위치로 밀고 기어비를 높이거나 낮추는 구동축 풀리를 움직여 수행됩니다.	저크없이 전환, 기존 자동에 비해 더 역동적입니다. 약간의 연료 절약이 가능합니다.	변속기가 벨트이기 때문에 강력한 동력 장치에는 사용되지 않습니다. 높은 유지비. CVT 작동을 위해 신호가 수신되는 센서의 올바른 작동이 필요합니다. 어려운 도로 조건을 잘 견디지 못하고 견인을 좋아하지 않습니다.

전송 유형을 결정할 때 재정적 능력뿐만 아니라이 상자가 자동차에 적합한 지 여부에 더 중점을 둘 필요가 있습니다. 공장의 제조업체가 각 전원 장치를 특정 상자와 페어링하는 것은 아무것도 아닙니다.

수동 변속기는 고속 차량 제어의 복잡성을 이해하는 능동적 인 운전자에게 더 적합합니다. 이 기계는 편안함을 좋아하는 사람들에게 더 적합합니다. 로봇은 합리적인 연료 소비를 제공하며 측정 된 주행에 적합합니다. 기계의 가장 부드러운 작동을 좋아하는 사람들에게는 바리 에이터가 적합합니다.

기술 사양 측면에서 완벽한 상자를 가리키는 것은 불가능합니다. 그들 각각은 자신의 조건과 특정 운전 기술이 좋습니다. 어떤 경우에는 초보자가 다양한 자동 변속기를 작동하여 시작하는 것이 더 쉬우 며, 다른 경우에는 역학 사용 기술을 개발하는 것이 바람직합니다.

질의 응답 :

기어 박스는 어떻게 작동합니까? 수동 변속기는 다른 기어비를 형성하는 기어 세트로 구성됩니다. 자동 변속기에는 토크 컨버터와 가변 직경 풀리(바리에이터)가 장착되어 있습니다. 로봇은 이중 클러치만 있는 역학의 아날로그입니다.

변속기 내부에는 무엇이 있습니까? 모든 기어박스 내부에는 구동축과 종동축이 있습니다. 상자의 유형에 따라 풀리 또는 기어가 샤프트에 설치됩니다.