Przekładnia krzywkowa: możliwości i zakres

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:17

Optymalizacja zasobów roboczych silnika podczas zarządzania zaprzątała umysły konstruktorów od momentu premiery pierwszego samochodu. Osiągnięto to na wiele sposobów, ale jednym z podstawowych było zwiększenie wydajności podczas interakcji ze skrzynią biegów (skrzynią biegów). Sama mechanika parowania dwóch węzłów wymaga pewnego wysiłku dynamicznego, ale bez tej funkcji nie można się obejść. Jednym z najbardziej energooszczędnych systemów zmiany częstotliwości momentu obrotowego jest przekładnia krzywkowa, która jednak ma spore ograniczenia w użytkowaniu.

Cechy mechanizmu urządzenia

Chociaż "skrzynki" krzywkowe są lepsze od standardowych przekładni pod wieloma cechami, ich konstrukcję można uznać za uproszczoną w porównaniu z konwencjonalną mechaniką. Główną cechą z punktu widzenia urządzenia technicznego jest:pozbycie się synchronizatorów. Wraz z nimi zoptymalizowano urządzenie całej grupy elementów, które miały ułatwić sterowanie transmisją, ale też wydłużyły czas wydawania polecenia przez kilka węzłów. W rezultacie cała infrastruktura z drobnymi zębami została zastąpiona zestawem rzędów krzywek. W skrzyni tego typu jedno sprzęgło może zawierać do 7 krzywek, co zwiększa szerokość obszaru zaczepu. Jednocześnie rozmiar przekładni w tym układzie jest większy niż w standardowych skrzyniach biegów, nie mówiąc już o zastąpieniu skośnego kształtu zębów prostym. To ostatnie wynikało z potrzeby zmniejszenia strat tarcia i zminimalizowania obciążenia osiowego na wale.

Zasada działania

Technika może być sekwencyjna lub wyszukiwania. W pierwszym przypadku realizowana jest sekwencyjna zmiana biegów, a w drugim zwykła, jak w standardowej skrzyni biegów. W praktyce częściej stosowana jest zasada sekwencyjna, która pozwala w większym stopniu odzwierciedlić możliwości konstrukcji krzywki. Przełączanie może odbywać się w górę iw dół, a także po bokach. Sterowanie ze sterownika odbywa się za pomocą dźwigni połączonej z wałem. Na przykład przełączenie przekładni krzywkowej na VAZ-2108 charakteryzuje się sztywnością, niezawodnością i prostotą. Dźwignia przesuwa wał rowkowany w kształcie fali, obracając go do pewnego stopnia. W rezultacie aktywowana jest albo „neutralna” albo transmisja. Swoją drogą, aby jeszcze bardziej zaoszczędzić czas, sama gałka zmiany biegów jest duża i wysoka, dzięki czemu kierowca mniej czasu poświęca na manipulacjeze sterowaniem mechanicznym. Pod względem technicznym półautomatyczne systemy krzywkowe zajmują najwyższy etap rozwoju, w którym kierowca musi tylko czekać na pożądane przełączenie przez elektronikę.

Możliwości operacyjne

Moment roboczy podczas obsługi systemu zmiany krzywek jest znacznie zmniejszony, co oszczędza czas. Bez względu na charakterystykę silnika tempo zmian momentu obrotowego w przekładni krzywkowej jest szybsze niż w przekładni konwencjonalnej. Czas do zakończenia operacji to 0,4-0,6 s, co jest zauważalne w porównaniu z wysprzęglaniem/zaciąganiem sprzęgła w aucie ze standardową „skrzynią”. Co ważniejsze, konstrukcja mechanizmów sekwencyjnych rozszerza możliwości tuningu. Dotyczy to przypadków całkowitej przebudowy samochodu na modyfikację wyścigową z przesunięciem stopy. W takim przypadku konieczne jest zainstalowanie wraz z parami przekładni głównej pary mechanizmu różnicowego, która może korygować właściwości dynamiczne maszyny. Znowu zwykły kierowca raczej nie będzie potrzebował takiej aktualizacji, ale dla konesera sportowego tuningu zapewni to nową jakość jazdy.

Zastosowanie modeli kół zębatych krzywkowych

W samochodach osobowych przeznaczonych na drogi publiczne takie mechanizmy są rzadko stosowane. Dla takiego zapisu muszą istnieć przesłanki związane ze zwiększeniem dynamiki lub uproszczeniem bazy strukturalnej jednostki przesyłowej. Często przekładnie krzywkoweużywane w pojedynczych zdarzeniach strojenia, aby zademonstrować pewne możliwości modeli koncepcyjnych. W przypadku japońskiego samochodu sportowego Mitsubishi Lancer Evolution połączenie sekwencyjnej „skrzynki” i silnika o mocy 420 KM w szczególności umożliwiło przyspieszenie do 100 km/hw 3,5 s.

Mechanizm krzywkowy skrzyni biegów VAZ

W Rosji produkcja komponentów do zespołów krzywkowych transmisyjnych jest realizowana przez fabrykę Łada Special Transmission. Ta grupa produkuje sekwencyjne mechanizmy odpowiednie dla samochodów VAZ. Według użytkowników produkty krajowe charakteryzują się wysoką stabilnością, przejrzystością działania i niezawodnością. Ale możesz również skorzystać z rozwiązań producentów z Europy Wschodniej, takich jak TST i Dogbox. W liniach tych firm można znaleźć najbliższe sekwencyjne skrzynie biegów w VAZ. Mechanizmy krzywkowe produkcji zagranicznej są zwykle dostarczane w formie składanej. Na przykład często oferowane są zestawy bez elementów montażowych, co zmusza nas do dodatkowego poszukiwania akcesoriów do mocowania urządzenia do podstawy nośnej. Czasami automatyczne skrzynie biegów są traktowane jako zestawy dawcy.

Przekładnie krzywkowe do "klasyków"

Oczywiście zapotrzebowanie na wyposażenie z „pudełkami” na krzywki nie ogranicza się do samochodów krajowych. Klasyczne sedany i hatchbacki używane na drogach publicznych można przekształcić w system sekwencyjnej zmiany biegów. Aby to zrobić, użyj specjalnych modyfikacji przekładni krzywkowych w VAZ i„klasyczny” w takiej czy innej konfiguracji. Z reguły są to mechanizmy ze sprzęgłem krzywkowym i przekładniami z 5-7 elementami na powierzchni. Im więcej krzywek, tym wyższy zasób jednostki w parze sprzęgłowej. Z drugiej strony złożoność projektu podnosi cenę i komplikuje proces integracji urządzenia. I nawet jeśli podstawa produktu pasuje pod względem parametrów do podstawy montażowej, to dodatkowe trudności może spowodować dopracowanie widelca zmiany biegów. Często do tych celów wykorzystywane są standardowe uchwyty, które są wykańczane przez spawanie lub frezowanie. Można używać gotowych zespołów „pudełkowych”, ale dotyczy to głównie przestarzałych mechanizmów 5-krzywkowych.

Skrzynki krzywkowe i mechanika wyścigowa

Samochody sportowe nadal stanowią niszę docelową dla kół zębatych. Podano już przykład samochodu sportowego Mitsubishi, a zastosowanie tej jednostki w samochodach nie ogranicza się do tego. Praktykę tę kontynuuje Subaru Impreza, zaopatrzona w sekwencyjne „pudełko”. A w odniesieniu do tego modelu warto zwrócić uwagę na różnice w podejściu do kompletowania zespołu krzywkowego. W cywilnych wersjach samochodu sportowego stosowana jest właśnie konsekwentna zasada zmiany momentu obrotowego. Ale w modyfikacji rajdu ta decyzja jest zabroniona, więc podstawowy mechanizm przełączania wyszukiwania pozostaje. Uderzającym przykładem zastosowania tego projektu jest rząd krzywek skrzyni biegów Toyota MR2. Jest to dwumiejscowy samochód sportowy, którego najnowsze modyfikacje otrzymały pięciobiegową sekwencyjną „pudełko” SMT. Do funkcji tej stronytwierdzą, że jest w stanie wytrzymać obciążenia z silników o mocy około 800 KM

Ograniczenia w korzystaniu z sekwencyjnych punktów kontrolnych

Nawet jeśli odrzucimy fakt, że tylko kierowcy z odpowiednim doświadczeniem w fizycznym sterowaniu skrzynią biegów mogą obsługiwać „skrzynki” krzywkowe, istnieje kilka fundamentalnie ważnych niuansów kinematycznych obsługi takich urządzeń. Sekwencyjna zmiana biegów zmniejsza zwrotność pojazdu podczas wykonywania skomplikowanych zmian pasów ruchu na drogach publicznych. Innymi słowy, nawet zwinny pilot wyścigowy poniesie duże straty podczas przesuwania widelca ze względu na konieczność ponownego napełnienia gazem przy ostrych przejściach z niższych do wyższych stopni. Na prostym torze, gdzie konieczne jest stałe i pewne utrzymywanie dużej prędkości, krzywkowa skrzynia biegów pokazuje swoje najlepsze strony, ale w samochodzie cywilnym jej zalety przeradzają się w wady.

Wniosek

Koncepcja sekwencyjnego przesuwania, ze wszystkimi jej cechami, zachowuje perspektywy rozwoju technologicznego. Potwierdza to aktywne scalanie takich mechanizmów transmisji z elektroniką. Na przykład obecnie istnieją jednostki krzywkowe, które działają zgodnie z poleceniami komputera programującego Motec. Jedną z głównych funkcji jednostki elektronicznej w samochodzie z takim wypełnieniem, jak mówią twórcy, będzie automatyczne sterowanie układem zapłonowym i wydajnością ponownego gazowania.