Власникам автомобілів з АКПП буде цікаво дізнатися, що таке овердрайв та як його використовувати.

Незважаючи на те, що будь-яка коробка зміни передач, що змінює передавальні відносинивідповідно до швидкості руху автомобіля та оборотів двигуна без безпосереднього втручання водія, може називатися автоматичною (АКПП), ця назва закріпилася тільки за гідромеханічною планетарною коробкою зміни передач. Хоча в останні кілька десятків років з'явилися машини з автоматичним перемиканнямпередач механічних коробок, що мають електромеханічні або електропневматичні виконавчі пристрої, їх не називають "автомат". Для них вигадали назву «робот». Варіатор ж зовсім не є коробкою зміни передач, тому що не має набору сходів з фіксованим передатним ставленням, а плавно змінює його при необхідності, тому відноситься до безступінчастої трансмісії.

Підвищуюча передача

Розглянемо автомат автомобіля, який має 3 передачі та овердрайв. Причому третій ступінь завжди прямий, тобто її передатне відношення дорівнює 1. А овердрайв в АКПП - це підвищує щабель з передатним ставленням меншим 1. Щоб було зрозуміліше про що йдеться, розглянемо механіку. У механічній коробці четверта швидкість - пряма, а п'ята - підвищує. Це означає, що вторинний вал обертається швидше за первинний. Автомат теж має щабель, що підвищує. І включатися вона повинна в тих же випадках, що і в механічній коробці, тобто після розгону і досягнення автомобілем достатньої швидкості. Зазвичай автомат включає овердрайв на швидкості понад 50 км/годину, як тільки водій послабить тиск на педаль акселератора.

Водій може вмикати або вимикати режим overdrive. Для цього на важелі селектора АКПП є кнопка з написом O/D on/off. Увімкнений overdrive не має світлової індикації, а при його відключенні на щитку приладів спалахує жовтий напис. O/Doff. Вимкнути цей режим також можна, натиснувши педаль акселератора до підлоги. Так включається режим АКПП kick down, під час дії якого автомат перемикається на нижчу передачу та встановлює режим заборони увімкнення режиму овердрайв. Щоб не запам'ятовувати, у якому положенні має бути кнопка при включеному та вимкненому овердрайві, орієнтуйтеся за світловою індикацією. Напис O/D off, що світиться, говорить про те, що АКПП не буде включати підвищуючу передачу ні за яких умов.

Для включення овердрайву використовується та сама кнопка, що і для вимикання. Якщо напис погас, значить режим увімкнувся, і АКПП чекає відповідних умов, щоб перейти на передачу, що підвищує.

Коли необхідно вимикати овердрайв

Овердрайв у місті

Чи потрібно вимикати режим овердрайву у місті? Із цього приводу існує дві діаметрально протилежні думки, які разом з аргументацією тієї та іншої сторони ми зараз і наведемо.

Думка перша – у місті цей режим необхідно вимикати. Пояснюється це тим, що по місту на відміну від автостради неможливо тривалий час рухатися з постійною швидкістю, тому коробка не зможе більшу частину часу працювати на передачі, що підвищує. Відбувається це через велику кількість інших учасників руху та світлофорів. Оскільки автомобіль не може довго рухатися на підвищувальній передачі, його автомат здійснює велику кількість перемикань швидкостей і блокувань гідротрансформатора. Тому, по-перше, зростає витрата палива, по-друге, збільшується знос деталей та вузлів АКПП.

Думка друга, як неважко здогадатися, полягає в тому, що режим, що підвищує передатне відношення АКПП, не потрібно вимикати. Аргумент водіїв, які використовують режим овердрайв у наступному місті. У міському циклі автомат робить більше перемикань, ніж на трасі незалежно від того, включений овердрайв чи ні. Аналогічно справи і з витратою палива, який за однакового стилю їзди в одну і ту ж пору року по місту вищий, ніж на автостраді. Тому рух на підвищувальній передачі хоч трохи нехай скоротить витрату палива.

Робота коробки з включеним IV ступенем

Якщо овердрайв не вимкнений, то при розгоні автомобіля коробка послідовно перемикає передачі з I до IV.

Під час роботи підвищуючого ступеня включається блокування гідротрансформатора. У цей момент можна відчути невеликий поштовх, який деякі автолюбителі асоціюють з переходом на передачу, що підвищує.

Хоча цей поштовх і не є наслідком переходу в овердрайв, його наявність побічно підтверджує перемикання коробки на щабель, що підвищує. Під час гальмування відбувається розблокування гідротрансформатора та перемикання на нижчі передачі.

Навіщо потрібна підвищуюча щабель

Овердрайв потрібен для більш комфортного та економного пересування на далекі відстані. Його слід включати у таких умовах:

Інші режими роботи автомата

Рукояткою селектора можна вибрати такі режими роботи:

1. P (parking) – Паркування. У цьому режимі автоматично блокується проміжний валкоробки, що призводить до гальмування провідних коліс. Пуск двигуна зазвичай можливий лише у цьому режимі.
2. R (rear) – задній хід.
3. N (Neutral) - Нейтраль. У цьому режимі допускається буксирування автомобіля на невеликі відстані.
4. D (drive) – Рух уперед. Зазвичай працюють усі щаблі трансмісії.
5. 2 – діапазон знижених передач(1 і 2 або тільки 2) для їзди по снігу або бруду.
6. S (snow) – допомагає рухатись у режимах зниженого коефіцієнта зчеплення з дорожнім полотном.
7. L (low) або 1 – другий знижений діапазон (тільки 1 щабель).

Передавальні відносини

Передавальне число зубчастої передачі обчислюється, як відношення числа зубців веденої шестерні до зубів ведучої. Воно показує, у скільки разів момент сили на веденому валу більше ніж на ведучому і обернено пропорційно відношенню кутових швидкостейведеного та провідного валів. Іншими словами, передатне відношення нижче одиниці, яке має овердрайв, говорить про те, що момент сили на вторинному валу коробки менший ніж на первинному. А швидкість обертання вторинного валу навпаки більша ніж первинного.

Підвищуюча передача є прискореною передачею. Якщо ця передача включена, карданний валобертається швидше, ніж колінчастий валдвигуна.
Використовується головним чином при тривалому русі автомобіля з високою швидкістю, підвищуюча передача забезпечує кращу економію палива, зменшує знос двигуна та знижує рівень шумів.

В даний час системи підвищують передач найчастіше встановлюються в коробках. Це відносно недорогий пристрій забезпечує ще одну передачу, і якщо застосовується чотириступінчаста коробка, п'ята передача буде підвищує.
У минулому в багатьох трьох- і чотириступінчастих коробках передач встановлювалася окрема передача, що підвищує, зазвичай в якості опції, і вона розташовувалася над коробкою передач. Найбільш широко використовувався пристрій Laycock, який був модифікацією пристрою Normanville. Саме цей тип ми і розглянемо у цьому розділі.
Встановлюється або в задній частині подовжувача коробки передач, або в передній частині головної передачі, передача, що підвищує, бере участь у передачі потужності при всіх передачах. Це означає, що вона досить міцна для того, щоб витримувати момент, що крутить, що розвивається на низьких передачах.
Розташована в цих місцях, підвищуюча передача може знаходитися в зачепленні, коли вибраний набір проміжних шестерень в основній коробці передач. Такий пристрій забезпечувало перетворення звичайної триступінчастої коробки передач п'ятиступінчасту. Для дорожніх умов, для яких вища передача була надто високою, а друга передача була надто низькою, можна було вибрати другу передачу та підвищуючу передачу, щоб отримати передатне число, проміжне між основними передатними числами. Яка спрацьовує від електричного перемикача, що підвищує передача могла бути швидко увімкнена без використання зчеплення. Крутний момент, що розвивається низькими передачами, був занадто великим для вузла підвищувальної передачі, тому встановлювався зовнішній перемикач блокування для відключення підвищувальної передачі під час роботи передачі заднього ходу і задньої передачі.

Підвищуюча передача типу Laycock

У цьому типі підвищувальної передачі використовується простий планетарний механізм, який забезпечує пряму або передачу, що підвищує, і керується електрогідравлічно. Керована водієм електрична системаактивізує гідравлічну систему, переміщуючи конусну муфту вперед та назад, а також утримуючи або забезпечуючи привід сонячної шестерні.
Пристрій підвищує передачі зображено на рис. 8.1. Привід прикладається до водила планетарного механізму, а сонячна шестерня, що встановлюється на підшипнику вхідного валуможе бути з'єднана за допомогою фрикційної конічної муфти з кільцевою шестернею або корпусом.

Механічна коробка передач (МКП) - механізм зміни моменту, що крутить, що передається з валу двигуна через механізми трансмісії на провідні колеса автомобіля. Від інших типів відрізняється тим, що МКП передачі перемикаються вручну або напівавтоматично (при використанні сервоприводів зчеплення або гідромуфти). Найпоширеніший тип. Відрізняється довговічністю, простотою обслуговування та найбільшим ККД.

Принцип дії та призначення

Необхідність застосування обумовлена ​​різницею частоти обертання валу двигуна та провідних коліс автомобіля, що не дозволяє з'єднувати провідні колеса безпосередньо з колінвалом. Двигуни внутрішнього згоряннямають певний діапазон частоти обертання коленвала - від 500 до 9000 об/хв, а частота обертання провідних коліс автомобіля коливається від 0 до 1800 об/хв. Служить підвищення чи зниження частоти обертання валів механізмів трансмісії, і навіть забезпечення оптимального крутного моменту провідних коліс. Найбільший крутний момент ДВЗ видають при середніх і високих оборотах- від 3000 до 7000 об/хв. Дозволяє якнайкраще використовувати можливості двигуна, узгоджуючи їх зі швидкістю пересування автомобіля.
Зміна частоти обертання і крутного моменту відбувається за допомогою ступінчастої зміни передавального відношення пар шестерень. На початку руху водій включає першу передачу. При цьому вибирається пара шестерень з найбільшим передатним ставленням - провідні колеса крутяться з набагато меншою частотою, ніж колінчастий вал двигуна, в той же час момент, що крутить, на першій передачі буде досить високим, щоб забезпечити торкання з місця, рух у гору або у важких дорожніх умовах. При розгоні автомобіля водій послідовно включає вищі щаблі, підвищуючи частоту обертання провідних коліс. На високій швидкості водій включає пряму передачу, коли частота обертання коліс визначається передатним ставленням головної передачі провідного моста. У деяких автомобілях оснащується передачею, що підвищує, при якій частота обертання коліс буде ще більше (але в будь-якому випадку нижче, ніж частота обертання колінчастого валу ДВС) при зниженні тягового зусилля двигуна (в цьому режимі руху використовуються сили інерції).
Крім цього призначення полягає ще можливості плавного зниження швидкості руху - вибором нижчих передач, та у тривалому роз'єднанні працюючого двигуна від механізмів трансмісії при короткочасних стоянках автомобіля.

Пристрій

МКП є частиною трансмісії автомобіля і працює в парі зі зчепленням, Якого в коробках передач іншого типу (автоматичних) може і не бути. У минулому у легкових автомобілях високого класузамість зчеплення використовувалась гідромуфта, але в наші дні цей тип напівавтоматичної трансмісії не застосовується через високі втрати потужності двигуна і низький ККД гідромуфти. У теперішній час механічні коробкипередач без зчеплення застосовуються лише у металообробних верстатах.
Зчеплення необхідне вирівнювання частоти обертання пар шестерень. Без застосування зчеплення перемикання передач МКП неможливе. Так само зчеплення використовується для плавного початку руху автомобіля та короткочасного від'єднання двигуна від механізмів трансмісії при зупинках.
Основні вузли МКП: картер, набір паралельних валів, що обертаються, насаджені на вали шестерні, синхронізатор. На сьогоднішній момент найбільшого поширенняотримали МКП двох типів - тривальні (більшість задньопривідних автомобілів класичного компонування і, частково, передньопривідні автомобілі) та двовальні (значна частина передньопривідних автомобілів).
У тривальній коробці встановлені три вали - первинний, проміжний та вторинний. Передній вал через зчеплення з'єднаний з колінчастим валом (маховиком) двигуна. Вторинний - з карданним валом, що передає крутний момент на головну передачу, або з найголовнішою передачею (у задньопривідних автомобіляхі в машинах із рознесеною трансмісією). Проміжний вал служить передачі обертаючого моменту за допомогою шестерень з первинного на вторинний вал. Первинний і вторинний вали встановлюють М співвісно - передня частина вторинного валу входить в паз в задній частині первинного валуі обертається у ньому на підшипнику. Механічно первинний і вторинний вали пов'язані лише шестернями проміжного валу і обертаються незалежно друг від друга.
На первинному валу жорстко закріплена одна провідна шестерня, яка входить у зачеплення із шестернею проміжного валу. На вторинному валу розташовується блок шестерень, що вільно обертається. Кожна з шестерень вторинного валу знаходиться на певній ділянці валу, її поздовжнє (по валу) переміщення виключається. В той же час механізм перемикання передачблокує обрану шестерню на вторинному валу, передаючи йому крутний момент від первинного валу через шестерню проміжного так відбувається включення передачі.
На проміжному валу жорстко закріплений набір шестерень, які завжди перебувають у постійному зачепленні. Шестерня первинного валу передає обертання першої (відомої) шестерні проміжного валу. Разом з проміжним валом обертаються і його шестерні, передаючи обертання парам узгоджених шестерень вторинного валу, що постійно знаходяться в зачепленні. Таким чином, при включеному зчепленні і працюючому двигуні всі шестерні первинного, проміжного і вторинного валу знаходяться в обертанні незалежно від обраної передачі.
Для зменшення зносу і компенсації шестерень сил, що впливають на зуби, всі шестерні сучасних МКП виконані косозубими.

Муфта перемикання

На вторинний вал з боками, що вільно обертаються, шестерень насаджені муфти перемикання передач. Оскільки муфти з'єднані з вторинним валом шліцами, їх називають муфтами шліцевими. На відміну від шестерень вторинного валу, що вільно обертаються на підшипниках, муфти здатні переміщатися в поздовжньому напрямку.
На бічних поверхнях шестерень вторинного валу та шліцевих муфт знаходяться зубчасті вінці. При переміщенні шліфами муфта входить зубчастим вінцем в зачеплення із зубчастим вінцем шестерні, блокуючи її на валу. Обертання з проміжного валу передається на провідну шестірню вторинного валу, а з неї через зубчастий вінець і шліци муфти на вторинний вал.
Поздовжнє переміщення шліцевих муфт по вторинному валу проводиться вилками перемикання передач, які повзуни з'єднані з важелем. Оскільки муфт дві (у чотириступінчастій коробці, в шести-або восьмиступінчастій муфт більше), передбачений механізм блокування, що запобігає можливості одночасного включення двох передач.
При з'єднанні зубчастих вінців муфти і певною вибором передачі шестірні вторинного валу момент, що крутить, передається через карданний вал і головну передачу на провідні колеса. Автомобіль рухається. Якщо жодна муфта з шестернею вторинного валу не з'єднана, коробка передач стоїть на "нейтралі", двигун відключений від механізмів трансмісії, автомобіль стоїть на місці або рухається лише силами інерції.

Синхронізовані МКП

При перемиканні передач на ходу найбільше навантаження приймають він поверхні зубів шестерень, що у зачепленні, і бічні зубчасті вінці шлицевых муфт і шестерень вторинного валу. Це відбувається через розбіжність частоти обертання зубчастих вінців щодо один одного. В результаті передачі включаються зі скреготом, вінці та зуби шестерень зазнають руйнівних ударних навантажень. При великому розбіжності частоти обертання включення передачі взагалі неможливе.
Для подолання цього ефекту в тридцяті роки ХХ століття були винайдені синхронізатори - фрикційні конічні муфти, що розташовуються з обох боків шліцевих муфт. Наближаючись до зубів вінця шестерні вторинного валу, бронзовий конус синхронізатора, встановлений у муфті, входить у конусний паз на шестірні, за короткий час за рахунок сил тертя вирівнює швидкість обертання муфти та шестерні. У цей момент синхронізатор блокує рух муфти. Коли швидкості обертання вирівнюються, переміщення розблокується, зубчастий вінець муфти входить у зачеплення із зубчастим вінцем шестірні вторинного валу – перемикання передачі відбувається безшумно та плавно. Синхронізатори збільшують час перемикання передач, але це збільшення настільки несуттєве, що його важко помітити. Разом з тим синхронізовані МКП набагато довговічніші та комфортніші в роботі, ніж не синхронізовані.
У недорогих масових автомобіляхзастосовуються частково синхронізовані МКП, у яких синхронізатори не встановлюються у муфту включення заднього ходу (приклад – автомобілі ВАЗ «класичної» серії). У минулому синхронізатори встановлювалися лише у муфту включення вищих передач (приклад - автомобіль «Газ 21», у якому синхронізовано були лише 2-а та 3-я передачі 3-ступінчастої МКП).

"Задній хід"

Для реалізації можливості руху автомобіля заднім ходом у двовальні та тривальні МКП встановлюють ще один проміжний вал та пару шестерень проміжного та вторинного валу, яка не знаходиться у постійному зачепленні. При цьому шестерня заднього ходу на вторинному валу єдина, яка жорстко насаджена на вал (через шліцеве з'єднання).
Включення передачі заднього ходу відбувається без застосування муфти – тому ця передача, як правило, виявляється не синхронізованою (синхронізатори заднього ходу встановлюються у двовальні М). Переміщуючи важіль перемикання передач, водій впливає на відповідний повзун, який переміщує вал заднього ходу та вводить у зачеплення з шестернями проміжного валу та вторинного валу спеціальну шестірню. Утворюється зчленування непарної кількості шестерень – трьох. В результаті вторинний вал починає обертатися у зворотний бік.
Сумарне передатне відношення шестерень заднього ходу зазвичай більше, ніж пари шестерень першої передачі, тому задній хіднайтихохідніший, але й самий «тяговитий» режим руху автомобіля.

Пряма передача

У тривальних коробках вищою передачеюпряма передача. Вона названа прямою, тому що муфта перемикання входить у зачеплення із зубчастим вінцем не вторинного валу, а з вінцем шестірні первинного валу. В результаті частота обертання вторинного валу збігається з частотою обертання маховика двигуна (і відповідно колінчастого валу). Частота обертання провідних коліс при цьому визначається передавальним співвідношенням конічних шестерень головної передачі.
Рух на прямій передачі - найбільш оптимальний режим руху автомобіля з погляду експлуатаційних витрат та зносу механізмів трансмісії. У цьому режимі двигун споживає менше палива, працює в оптимальному тепловому режимі, МКП схильна до найменшого зносу через відсутність навантаження на шестірні.
Прямої передачі немає у двовальних М, у яких відсутній проміжний вал, а первинний та вторинний вали встановлені паралельно. На відміну від тривальної, тут шестерні навантажені завжди. Але при цьому ККД двовальної коробки вище, ніж тривальної, оскільки немає втрат на сили тертя у проміжному валу.

Підвищуюча передача

Підвищуюча передача (овердрайв) - це пара шестерень проміжного та вторинного валу, передатне відношення якої менше одиниці. Внаслідок використання підвищуючої передачі вторинний вал має більшу частоту обертання, ніж маховик двигуна. Підвищуюча передача - 5-та або (і) 6-та у більшості сучасних легкових автомобілів- Вмикається муфтою, як і всі інші передачі. Її використання, як правило, не підвищує максимальну швидкість(Вона досягається на прямій передачі), але дозволяє рухатися на великої швидкостіпри середніх оборотах двигуна – відповідно, при меншому рівні акустичного шуму та вібрацій. Таким чином, застосування підвищуючої передачі більше маркетинговий хідніж необхідність.

Сторінка 1

Підвищуюча передача (що погоджує редуктор) служить для забезпечення нормальної передачі спільної роботидизеля та гідротрансформатора.

Підвищуюча передача складається з двох шестерень 8 і 14 з'єднують валик регулятора з кулачковим валом насоса. Застосування підвищує передачі покращує роботу регулятора на малій частоті обертання колінчастого валу.

Підвищувальні передачі (мультиплікатори) для відцентрових компресорів, що наводяться від електродвигунів із синхронною швидкістю обертання 3000 або 1500 об/хв, мають, як правило, одну пару зубчастих колісшевронний тип. Підвищуюча передача є відповідальним механізмом, складним виготовлення.

Передача дільника, що підвищує, включається при переміщенні синхронізатора вліво. У цьому випадку шестерня 3 блокується синхронізатором на провідному валу дільника, а момент, що крутить, передається з шестерні 3 на шестерню / проміжного валу і далі на проміжний вал коробки передач. При цьому відбувається зменшення переданого крутного моменту на передавальне число дільника і частота обертання зростає на таку ж величину. Це дає можливість працювати автомобілю при невеликих навантаженнях з підвищеною швидкістюрухи, що сприяє економії палива.

Для підвищувальних передач необхідно підставляти в розрахункові рівняння 1, для понижуючих - u l і відповідну цим передавальним числамчастоту обертання зубчастих коліс.

Відсутність підвищуючих передач на шпиндель сприяє більш плавній роботі в умовах перехідних процесів, що особливо важливо для високоточних верстатів. Таким чином, структура та конструктивні особливостікоробки швидкостей повинні враховувати динамічні процеси у приводі, особливо в режимах роботи з частими включеннями верстата.

Проміжною передачею, що підвищує, між двигуном і компресорною машиною служить зазвичай зубчата передачаз косим чи шевронним зубом. Останнім часом знайшли застосування співвісні передачі планетарного типу, які дозволяють суттєво зменшити площу, яку займає компресорний агрегат.

Погана робота підвищуючих передач - вібрації, шум - пояснюється тим, що при однаковій помилці виготовлення двох зчеплюваних коліс провідне колесо більшого діаметра (у прискорювальній передачі) викликає великі кутові прискорення на малому веденому колесі, тоді як у знижувальній передачі зворотне положення.

Подальше включення чотирьох передач, що підвищують, відбувається аналогічно включенню чотирьох понижуючих передач.

Коробка передач має одну передачу, що підвищує, і переробляється з коробки передач двигуна ГАЗ-51А шляхом зміни зубчастих зачеплень.

У механічну частину гідропередачі входять: підвищуюча передача першого та другого ступенів, реверс-режимна передача, яка здійснюється за допомогою шестерень реверс-режимного та роздавального валів шляхом включення відповідного напрямку руху та режиму роботи муфти. Вмикання муфт відбувається за допомогою сервоциліндрів подвійної дії через систему важелів.

У механічну частину гідропередачі входять: підвищуюча передача першого та другого ступенів, реверс-режимна передача, яка здійснюється за допомогою зубчастих коліс реверс-режимного та роздавального валів шляхом включення відповідних напрямків руху та режиму роботи муфт. Вмикання муфт відбувається за допомогою сервоциліндрів подвійної дії через систему важелів. Гідравлічна та механічна частини гідропере - дачі розташовані в загальному корпусі, що складається з п'яти різних частин, з'єднаних болтами.

Мастило підшипників компресора і електродвигуна, а також підвищує передачі зазвичай циркуляційна, від зубчастого насоса, вбудованого в редуктор. Для подачі мастила під час пуску та зупинки машини служить спеціальний пусковий насос.