Передаточное число коробки передач: что это и как узнать показатель

Эксплуатируя автомобиль, водители редко задумываются о малозначительных характеристиках транспортного средства, повлиять на которые они не способны. Однако при тюнинге трансмиссии для улучшения динамических качеств отдельное внимание уделяют передаточному числу КПП и расчёту главной пары, расположенной в коробке передач или редукторе заднего моста.

Общий принцип работы КПП

Коробка передач — неотъемлемый компонент трансмиссии автомобиля, оснащённого двигателем внутреннего сгорания. Она служит для изменения частоты вращения в зависимости от скорости движения и режима работы мотора. Одновременно с вариацией количества оборотов выходного вала происходит увеличение или уменьшение крутящего момента, подаваемого на приводные колёса. Чем больше передаточное число, тем динамичней будет разгон, но предельная скорость будет меньше.

Работает КПП по принципу передачи вращения от одного зубчатого колеса к другому. Для соответствия скорости движения автомобиля оптимальным оборотам двигателя используют несколько пар с разными передаточными числами. Переключение между ступенями осуществляют вручную (МКПП) либо с помощью специального механизма (АКПП).

Как рассчитать передаточное число

Необходимость определить передаточное число (коэффициент) КПП у водителей возникает редко. Основная причина — модернизация трансмиссии для получения лучших динамических характеристик. Коэффициенты передачи коробки передач разных ступеней закладывает конструктор при проектировании автомобиля. Их выбирают на основе мощностных параметров двигателя и целевого назначения транспортного средства. Для среднестатистического водителя закладывают передаточные отношения КПП главной и понижающих передач, обеспечивающие наибольшую экономичность. Те, кто хочет придать автомобилю большей динамики, рассчитывают характеристики самостоятельно.

Расчет без учета сопротивления

Узнать передаточный коэффициент можно в сопроводительной документации на агрегат (коробку или редуктор заднего моста). Когда документа нет, расчёт ведут самостоятельно. Для этого сравнивают количество оборотов на входном и выходном валах. Определение передаточного отношения главной пары редуктора заднего моста:

1. Вывесить приводное колесо, приподняв автомобиль домкратом.
2. На входном валу редуктора или на кардане поставить метку. Вторую отметку наносят на вывешенном колесе.
3. Вращая за ступицу считают обороты карданного вала. Когда колесо повернётся на 360°, оценивают положение второй отметки.
4. Определяют передаточный коэффициент, деля количество оборотов входного вала на 1 (поворот колеса). Полученное значение сравнивают со стандартными величинами.

Для более точного вычисления колесо поворачивают 10 раз.

В переднеприводных автомобилях главная пара размещается в КПП. Определение коэффициента выполняют по схожему принципу:

1. Снимают правое переднее колесо, открывая доступ к шкиву двигателя.
2. Ставят метки на ступице и хвостовике коленвала.
3. Включают 1 передачу и вращают шкив, считая обороты. Когда ступица провернётся на 360°, вычисляют передаточное отношение.
4. Процедуру выполняют для всех скоростей.

Для вычисления передаточного отношения главной передачи необходимо сравнить технические данные с полученными результатами. Для этого в интернете находят справочные таблицы, где указаны характеристики типовых КПП и выбирают совпадающую модель.

КПД зубчатой передачи

Более точный расчёт трансмиссии подразумевает вычисление крутящего момента с учётом всех сопротивлений. Передача вращения от двигателя к колёсам происходит с небольшими потерями на трение в зубчатых парах, подшипниках и уплотнениях. Эти помехи уменьшают выходной крутящий момент, а компенсируют его за счёт увеличения мощности двигателя. При расчёте используют КПД цилиндрической и конической зубчатой передачи. В первом случае он составляет 0,98, во втором — 0,97.

На что влияет передаточное число

Параметр трансмиссии напрямую влияет на тягово-скоростные свойства автомобиля. Для серийных транспортных средств применяют среднее значение передаточного числа. Это означает, что машина будет умеренно разгоняться в городском цикле и на трассе. В таком режиме происходит равномерный износ деталей трансмиссии, меньше стираются покрышки, а топливо расходуется в оптимальных пределах.

Изменение передаточного коэффициента напрямую влияет на скоростные характеристики автомобиля. Увеличивая параметр, добиваются повышения крутящего момента на приводных колёсах. Это приводит к тому, что машина резвее стартует с места, быстрее разгоняется, а двигатель раньше выходит на пиковую мощность. Однако в этом случае увеличивается потребление горючего, а максимальная скорость снижается. Уменьшение передаточного числа ухудшает динамику авто: машина становится «заторможенной» и медленней набирает скорость. Однако любителям размерной езды такая настройка трансмиссии принесёт выгоду в плане снижения потребления горючего.

Как можно использовать передаточное число

Передаточным числом называется отношение делительных диаметров зубчатых колёс (ведомого и ведущего). В первую очередь этим критерием пользуются проектировщики трансмиссии при разработке автомобиля. Они выбирают оптимальные параметры в связке с силовым агрегатом, которые подойдут для серийного производства.

Некоторые модели, сошедшие с конвейера, могут иметь отличия в трансмиссии, направленные на изменение тягово-скоростных свойств авто.

Водители серийных транспортных средств также могут варьировать передаточное отношение. Если динамика авто неудовлетворительна, а высокая скорость не нужна, выполняют ревизию трансмиссии с заменой главной передачи или КПП. В этом случае добиваются увеличения крутящего момента на приводе колёс. Такая модернизация позволяет двигателю быстрее достигать оборотов, на которых происходит максимальная отдача мощности. Автомобиль станет более резво откликаться на нажатие акселератора, а динамика его значительно улучшится.

Передаточное число оказывает серьезное влияние на динамические показатели и характеристики транспортного средства. В рамках проектирования трансмиссии инженеры отдельно учитывают мощность мотора и целевое назначение автомобиля, а затем подбирают оптимальные параметры для всех передач. При модернизации учитывают целесообразность тех или иных доработок, а также режимы, в каких будет эксплуатироваться машина.

Определение общего передаточного числа привода

Устройство коробки переключения передач

Механическая коробка передач – это многоступенчатый редуктор, предназначенный для увеличения или уменьшения крутящего момента, передаваемого с маховика двигателя, на карданный вал, а в последствие – на ведущие колеса. Управление таким редуктором осуществляется вручную, с помощью специального рычага, установленного в салоне автомобиля. При достижении максимальных оборотов одной передачи, водитель устанавливает рычаг в такое положение, при котором в действие включится вторая передача, таким образом, обороты уменьшаются, а крутящий момент меняется.

Любая МКПП представляет собой совокупность определенных валов и шестерней. Ведущий вал имеет связь с маховиком двигателя через сцепление и принимает на себя основной крутящий момент. Момент передается на промежуточный вал, а с последнего – на ведомый, который соединяется с карданным валом и передает измененный крутящий момент на ведущие колеса автомобиля.

Все передачи автомобиля – это комбинации положения шестерней и отличаются они друг от друга передаточным числом.

Главная передача

Строительные машины и оборудование, справочник

Типы главных передач. Назначение главной передачи — увеличение крутящего момента и передача его на полуоси, расположенные под углом 90° к продольной оси автомобиля. Ее конструкция должна быть компактной, а работа плавной и бесшумной. Детали главной передачи испытывают большие нагрузки, поэтому необходима высокая точность при регулировке ее подшипников и зацепления шестерен. Главные передачи могут быть зубчатые и червячные. Если главная передача имеет одну пару шестерен, то ее называют одинарной, а если две пары, то двойной.

Рис. 1. Схемы главных передач: а — коническая с шестернями, имеющими спиральные зубья; б — гипоидная; в — двойная центральная (пара конических и пара цилиндрических шестерен)

Одинарную главную передачу, состоящую из пары находящихся в постоянном зацеплении конических шестерен, применяют преимущественно на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Малая ведущая шестерня в ней соединена с карданным валом, а большая ведомая — с коробкой дифференциала и через дифференциал — с полуосями. Шестерни одинарной главной передачи могут быть гипоидными или со спиральными зубьями. Гипоидная передача работает более надежно, плавно и бесшумно, чем обычная передача конических шестерен со спиральными зубьями. Одинарные передачи из конических шестерен со спиральными зубьями применяют на автомобилях, выпускаемых ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные одинарные передачи на автомобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-24 «Волга», «Жигули». Гипоидная передача позволяет ниже опустить пол кузова легкового автомобиля, так как ось ее ведущей шестерни можно расположить ниже оси ведомой шестерни (оси заднего моста). Вследствие этого опустится центр тяжести автомобиля и улучшится его устойчивость.

Двойные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности и на некоторых автомобилях средней грузоподъемности, когда общее передаточное число трансмиссии должно быть значительным, так как передаются большие крутящие моменты. В двойной главной передаче крутящий момент увеличивается последовательно двумя парами шестерен, из которых одна — коническая, а другая — цилиндрическая. Общее передаточное число двойной передачи равно произведению передаточных чисел составляющих пар.

Двойная главная передача при сравнительно небольших размерах шестерен позволяет получить значительное передаточное число. Пара цилиндрических шестерен двойкой главной передачи часто имеет косые зубья. Обычно обе пары шестерен устанавливают в общем картере (автомобили ЗИЛ, КамАЗ, КрАЗ), чтобы большая коническая шестерня сидела на одном валу с малой цилиндрической шестерней.

На автомобилях МАЗ и БелАЗ двойная главная передача разделена и состоит из пары конических шестерен и планетарных редукторов, расположенных снаружи ступиц колес.

Одинарная гипоидная главная передача. На рис. 2 показана одинарная гипоидная главная передача автомобиля ГАЗ-53А. Крутящий момент от карданной передачи через закрепленную корончатой гайкой втулку-фланец и внутренние шлицы передается ведущей шестерне, а от нее ведомой шестерне. Ось ведущей шестерни смещена вниз на 32 мм. Спиральные зубья ведущей шестерни имеют левое направление, а ведомой — правое. Передаточное число равно 6,83. Шестерни подбирают на заводе по контакту в зацеплении, поэтому они работают бесшумно. Изношенные или поврежденные шестерни главной передачи заменяют только парами.

Передача размещена в картере, отлитом из ковкого чугуна и прикрепленном болтами к картеру заднего моста. Для большей прочности этот неразъемный картер имеет ребра жесткости. Ведущая шестерня изготовлена как одно целое с валом, который опирается на цилиндрический роликоподшипник и на конические роликоподшипники, установленные для устранения зазора между кольцами и роликами с предварительным натягом и и закрытые крышкой. Роликоподшипник напрессован до упора в торец зубчатого венца и застопорен кольцом. Наружные кольца роликоподшипников установлены в стакане, закрепленном болтами в картере главной передачи. Роликоподшипники воспринимают возникающие при работе главной передачи осевые силы. Эти подшипники регулируют, используя прокладки и распорное кольцо. Конструкция опор вала ведущей шестерни обеспечивает малые деформации, поэтому главная передача отличается высокой долговечностью.

Ведомая шестерня закреплена на картере дифференциала. Зацепление шестерен регулируют прокладками. Регулировка не нарушается благодаря достаточной жесткости картера и наличию предварительного натяга подшипников. Радиальные и осевые силы, действующие на ведомую шестерню главной передачи, воспринимаются роликоподшипниками картера дифференциала. Гайки служат для регулировки подшипников и зацепления гипоидной передачи.

Винт упора, ввернутый в картер напротив зоны зацепления шестерен, ограничивает деформацию ведомой шестерни при передаче больших крутящих моментов. Эта деформация определяется величиной зазора между шестерней и упором; зазор можно регулировать, ввертывая или вывертывая винт.

Залитое в картер до определенного уровня масло захватывается ведомой шестерней и по маслоприемной трубке и каналу подается к подшипникам ведущей шестерни. Трубка прижата к шестерне пружиной и застопорена болтом. От подшипников масло отводится по нижнему каналу в маслоуловитель. Остальные детали главной передачи смазываются разбрызгиваемым маслом. Нормальное давление в полости картера поддерживается при помощи сапуна.

Двойная неразделенная главная передача. На рис. 3 показана двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130, состоящая из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями. Ведущая коническая шестерня, изготовленная как одно целое с валом, приводится во вращение от карданной передачи через фланец. Ведомая коническая шестерня прикреплена заклепками к фланцу промежуточного вала. Ведущая цилиндрическая шестерня изготовлена как одно целое с валом, а находящаяся с ней в зацеплении ведомая цилиндрическая шестерня привернута болтами к коробке дифференциала, состоящей из левой и правой чашек. В коробке размещены сателлиты, крестовина, полуосевые шестерни и опорные шайбы полуосевых шестерен и сателлитов.

Рис. 3. Двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130: 1 — фланец; 2 — сальник; 3, 13 и 32 — крышки; 4 — шайба; 5 — уплотнительная прокладка; 6, 9, 14, 24 и 31 — роликоподшипники; 7 — стакан; 8 — регулировочные шайбы; 10 и J3 — регулировочные прокладки; 11 — ведущая коническая шестерня; 12 — ведомая коническая шестерня; 15 — промежуточный вал; 16 — ведущая цилиндрическая шестерня; 17 — картер; 19 и 29 — опорные шайбы полуосевых шестерен; 20 — правая чашка коробки дифференциала; 21 — ведомая цилиндрическая шестерня; 22 — полуосевая шестерня; 23 — левая чашка коробки дифференциала; 25 — гайка; 26 — полуось; 27 — кожух полуоси; 28 — сателлиты; 30 — крестовина; 33 — распорная втулка

Опорами вала ведущей конической шестерни и служат роликоподшипники, расположенные в стакане, привернутом болтами к картеру главной передачи. К стакану болтами прикреплена крышка с сальником. Между крышкой и стаканом помещена уплотнительная прокладка, а между втулкой фланца и роликоподшипником шайба. Между внутренними кольцами роликоподшипников находится распорная втулка, а между этой втулкой и роликоподшипником помещены шайбы для регулировки затяжки роликоподшипников. Положение ведущей комической шестерни регулируют прокладками, устанавливаемыми между картером и стаканом. В боковых крышках картера размещены конические роликоподшипники, на которые опирается промежуточный вал. Под фланцы крышек подложены прокладки для регулировки положения роликоподшипников и ведомой конической шестерни. Жесткость стакана увеличивают его внешние ребра.

Коробка дифференциала вращается на двух конических роликоподшипниках, закрытых крышками. Эти роликоподшипники регулируют гайками. Внутри кожухов проходят полуоси. Отверстие для заливки масла находится на задней крышке балки моста, а для его слива — в нижней части балки. Масло к подшипникам малой конической шестерни поступает по каналам, отлитым в картере.

Двойная разделенная главная передача. В случае применения разделенной главной передачи уменьшаются размеры средней части ведущего моста и разгружаются полуоси от большого крутящего момента. Задний мост с колесными редукторами может быть использован на автомобилях различных модификаций, так как он позволяет получить разные передаточные числа изменением чисел зубьев цилиндрических шестерен колесного редуктора. Ведущая шестерня колесного редуктора автомобиля MA3-5335 приводится во вращение от центральной передачи, состоящей из конических шестерен, через полуось и находится в зацеплении с сателлитами, свободно сидящими на осях. Сателлиты входят в зацепление с ведомой шестерней, имеющей вид зубчатого венца и прикрепленной к ступице колеса.

Рис. 4. Колесный редуктор автомобиля МАЗ: а — схема; 6 — конструкция; I — большая крышка; 2 — наружная чашка; 3 — резиновая прокладка; 4 — ведущая шестерня; 5 и 20 — стопорные кольца; 6 — упор; 7 — малая крышка; 8 — сателлит; 9 — ось сателлита; 10 — роликоподшипник: 11 — пробка отверстия для заливки масла; 12 — стопорный болт; 13 — ведомая шестерня; 14 — маслоотражчтель: 15 — ступица колеса; 16 — полуось; 17 — внутренняя чашка, 18 — труба полуоси; 19 и 21 гайки; 22 — ограничитель

Колесный редуктор помещают в совместно обработанных чашках — наружной и внутренней. Стопорное кольцо и гайки удерживают чашки от осевых перемещений. Ведущая шестерня сидит на шлицах полуоси и фиксирована стопорным кольцом и ограничителем. Шестерня передает вращение трем сателлитам, установленным на роликоподшипниках на осях. Ведомая шестерня соединена болтами со ступицей колеса. Колесный редуктор снаружи закрыт малой и большой крышками. Горловина для заливки масла расположена в штампованной крышке, закрывающей заднее отверстие балки моста.

Читать далее: Передний ведущий мост

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Как определить передаточное число (ПЧ)?

Как вы уже поняли, передаточное число является отношением количества зубьев ведомой шестерни к количеству зубьев ведущей. Таким образом, рассчитать передаточное число не составляет никакого труда. Рассмотрим на примере. Предположим, имеется пара шестерней, со следующими передаточными числами: 40 и 20. Для того, чтобы произвести расчет, необходимо знать, какая из них является ведущей, а какая ведомая и обозначим их буквами А и В, соответственно.

Предположим, что А=40, а В=20. Получается, что число зубьев ведущей равно 40, а число зубьев ведомой равняется 20. Соответственно, чтобы узнать передаточное число данной передачи, необходимо разделить 20 на 40 и получится 0,5. Это означает, что передаточное число данной передачи равно 0,5. В случае, если поменять шестерни местами, то число зубьев ведущей шестерни будет равно 20, а ведомой – 40. Тогда, разделив 40 на 20, мы получаем число 2. В этом случае, передаточное число данной передачи будет равно 2.

Такой метод расчета используется при проектировании трансмиссии автомобиля. Чтобы автомобиль имел прекрасные динамические характеристики и развивал большую скорость, необходимо правильно подобрать передаточные числа коробки передач.

Чтобы узнать передаточное число трансмиссии своего автомобиля, достаточно взглянуть в техническую литературу к вашей модели машины. В других случаях, определение передаточного числа можно провести и без применения специальных расчетов и литературы. Достаточно знать принцип выполнения одного метода расчета передаточного числа.

Установите автомобиль на смотровую яму, под колеса обязательно поставьте противооткатные упоры. Коробка передач должна быть установлена в нейтральном положении. Возьмите мел и обозначьте специальные метки на колесе и полу, чтобы они имели совпадения. Такие же метки поставьте на корпусе и фланце редуктора заднего моста.

Попросите помощника из ямы пронаблюдать за совпадением меток на редукторе и фланце, а вы вращайте ведущее колесо. После повторного совпадения меток, подсчитывается количество оборотов (оно может быть равно даже 1) колеса, делится пополам и затем, полученное числовое значение разделите на количество оборотов, совершенных карданным валом. Конечный результат и будет передаточным числом.

Передаточное число коробки передач – вы знаете, как оно работает?

Передаточное число коробки передач является основной характеристикой зубчатых передач, обеспечивающих перенаправление крутящего момента между шестернями редуктора, который отвечает за распределение усилия мотора во время нашего движения. Разберемся, что же все это значит?

Как устроена коробка передач?

Как известно, механическая коробка переключения передач (МКПП) есть не что иное, как многоступенчатый шестеренный редуктор, в функции которого входит изменение крутящего момента. При этом переключение передач (скоростей) можно осуществлять только вручную, поэтому ее довольно часто называют еще и ручной коробкой передач.

Абсолютно любая КПП состоит из набора валов и расположенных на них шестерен. Ведущий вал соединен с маховиком посредством сцепления, а ведомый вал, в свою очередь, имеет жесткое соединение с карданным валом. Между ними расположен промежуточный вал, который и направляет вращение от ведущего к ведомому валу. Причем между собой все три этих узла взаимодействуют посредством расположенных на них шестеренок. Для того чтобы уменьшить шум, эти шестерни делают косозубыми.

Таким образом, принцип работы КПП можно свести к кинематическому соединению ведущего и ведомого валов, обусловленному различными комбинациями шестерен с разным передаточным числом (ПЧ).

Считаем передаточное число коробки передач

ПЧ является отношением количества зубьев ведомой к числу зубьев ведущей шестеренки. Таким образом, рассчитывается оно довольно просто. Допустим, если первая имеет 50 зубьев, а вторая – 25, то, разделив первое на второе число (50:25), получим 2. Последняя цифра и будет значением ПЧ данной пары. Но если вы понятия не имеете, какое значение ПЧ у вашей коробки передач, то вычислить его можно довольно легко. Для этого понадобится смотровая яма и домкрат.

Поставив машину на смотровую яму, установите противооткатный башмак во избежание разных неприятных моментов. Затем поставьте рычаг КПП в нейтральное положение и немного приподнимите с помощью домкрата одно из ведущих колес. Далее необходимо сделать отметки мелом на полу и колесе так, чтобы они четко совпадали. Аналогичные отметки необходимо поставить и на корпусе и фланце редуктора.

В дальнейших шагах вам понадобится помощник, кто-то (например, вы) должен вращать колесо и считать количество сделанных оборотов, напарник (ваш друг) же считает количество оборотов карданного вала. Как только метки совпадут снова, необходимо прекратить подсчет. В результате вы получите два значения, количество оборотов колеса делится пополам, а затем на полученное значение необходимо разделить обороты кардана. В результате будет нужное передаточное число.

Влияние передаточного числа на динамику авто

Правильно подобранное передаточное число коробки передач является залогом согласованной работы всей трансмиссии. При его подборе стоит руководствоваться, прежде всего, мощностью и моментными характеристиками двигателя, а также размерами колес и, безусловно, личностными пожеланиями водителя. Изменяя ПЧ, можно уменьшить либо увеличить величину перенаправляемого крутящего момента. Это осуществляется изменением числа зубьев на каждой из шестеренок.

Чем выше значение данного числа, тем «мощнее» и «короче» будет передача, а значит, мотор намного быстрее будет выкручивать необходимое количество оборотов, при этом набор скорости осуществляется так же быстро, но возникает потребность в более частом переключении передач, и, следовательно, максимальное значение скорости на каждой ступени будет несколько снижено. Повышенное ПЧ способствует более стремительному ускорению.

Уменьшение же значения передаточного числа приводит к увеличению максимальной скорости, однако это хорошо только в том случае, когда двигатель имеет достаточный запас мощности. Но это негативно сказывается на разгонной динамике авто. Чем ближе значения ПЧ, тем более быстрым и плавным будет разгон при переключении передач. При обычной езде количество оборотов должно находиться в пределах 2-2,5 тысячи, это значение можно увидеть на тахометре, как только обороты превышают данное значение, а вам при этом еще необходимо набрать скорость, нужно перейти на более повышенную передачу. Безусловно, переключение передач, должно быть только последовательным.

Источник http://moyidorogi.ru/peredatochnoe-chislo-korobki-peredach/
Источник http://akki-carsh.ru/kpp/peredatochnye-chisla.html
Источник Источник Источник Источник http://carnovato.ru/peredatochnoe-chislo-korobki-peredach/