Передаточное отношение главной пары
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Передаточное отношение главной пары

Mitsubishi Pajero MansGame › Logbook › Понижение, Главные пары, передаточные числа или все что вы хотели бы знать о передачах внедорожных трансмиссий)

Мой друг озадачился вопросом установки 35-х колес и естественно со мной советовался.
Я в процессе поиска информации наткнулся на очень интересную статью, которую счел нужным перевести и выложить здесь.
Оригинал статьи называется — Crawl Ratios And Off-Road Gearing: Everything You’ve Ever Wanted To Know!

Что означает раздатка четыре к одному (4:1) на Jeep Wrangler Rubicon? Что в этих 4.10 передачах в этих мясистых мостах Dana 44? Почему когда люди ставят большие колеса на свои машины им надо сменить передаточные числа? Хорошо, цель всех этих изменений помочь транспортному средству передать больше силы на поверхность. Попробуем разобраться почему это так важно.

Передача Силы поверхности

Для ускорения любого объекта должна существовать сила приложенная к этому объекту. То же самое верно для Wrangler YJ обутого в 37″ колеса пытающегося залезть на крутую скалу. Что-бы заставить авто двигаться через препятствия колесам необходимо передать силу скале, что-бы скала смогла произвести реактивную силу, которая толкает машину вверх и через препятствие. Максимизация этой силы и есть важная задача всех оффроад энтузиастов с начала времен.

Вероятно самая известная компания, которая наиболее часто заявляет о своем внедорожном кредо — это JEEP. Одно из модных словечек, которое они любят разбрасывать вокруг, когда представляют “Trail Rated” автомобили — это “Crawl Ratio” или конечное передаточное число (КПЧ). Они расскажут вам, как их новые джипы имеют большое КПЧ — 73:1, которое делает их лучшими внедорожниками со времен Willys MB. Но КПЧ не то, что реально имеет значение на бездорожье. Что действительно имеет значение — как много силы ваши шины могут применить против поверхности земли.

Конечно, большее КПЧ помогает получить больше силы на земле, но также существуют другие факторы в игре, такие как например размер шин и крутящий момент двигателя. Мы поговорим об этих “других” факторах, но сперва обсудим КПЧ (crawl ratio).

Конечное/Финальное передаточное число — Crawl Ratio

По простому КПЧ — это отношение момента на колесах к моменту на маховике двигателя. Оно показывает во сколько раз увеличивается крутящий момент двигателя прежде чем он достигнет места его актуального применения. Существует только три компонента которые определяют КПЧ автомобиля: трансмиссия (transmission), раздаточная коробка (transfer case) и дифференциал (differential) (см. картинку выше).

Мощность от двигателя идет через трансмиссию, далее через раздатку и наконец через дифференциал. При этом мощность “законсервирована” в двигателе — вы не можете получить больше мощности просто применив набор шестеренок, но вы можете получить больше крутящего момента. А так как мощность пропорциональна моменту умноженному на обороты (мощность = момент*RPM/5252 (формула для lb-ft)), используя понижение передач мы увеличиваем крутящий моменты на выходе, но должны уменьшить обороты (RPM) на тоже передаточное значение, чтобы сохранить мощность постоянной.

Мощность двигателя проходя через трансмиссию, раздатку и дифы передает угловое ускорение (обороты двигателя) для крутящего момента. Другими словами, каждый раз при передаче мощности через понижение передач выходная скорость оси ниже скорости на входе (на маховике), но Момент на выходе — выше.

Как найти увеличение момента на колесах по сравнению с моментом на маховике? Довольно просто. Умножая крутящий момент на передаточные числа в трех наборах передач мы можем прийти к КПЧ.
В форме уравнения:

В уравнении τwheels — крутящий момент колес, τflywheel — крутящий момент на маховике, ntc — передаточное число пониженной передачи раздатки, ntrans — первая передача трансмиссии (коробки передач) и ndiff -передаточное число дифференциала (главная пара).

Jeep Cherokee 1992 года выпуска имеет AW4 4-скоростную автоматическую коробу со следующими передаточными числами (с первой по четвертую): 2.80, 1.53, 1.00 & 0.75. Jeep оборудован раздаткой NP231 с 2.72 к одному “понижайкой” и 3.55 на мостах.

Для расчета КПЧ (crawl ratio) просто перемножаем самое короткое передаточное числе коробки (первая передача) на передаточные числа раздатки и мостов (одного дифа).

Для сравнения: новый Wrangler Rubicon с механикой имеет ПЧ первой передачи 4.46, 4-к-1 раздатку, и 4.10 на диференциалах. Это дает огромное КПЧ равное 73!
Для Pajero 4 3.8, 3.0 КПЧ=3,789*1,9*4,3=30,95, 3.2 КПЧ=3,789*1,9*3,917=28,19
Prado 150 4.0 КПЧ=3,52*2,56*3.72=33,5
Sequoia 2004 4.7 КПЧ=2,8*2,56*4,1=29,15

Крутящий момент на Low End Torque

Но КПЧ само по себе значит очень мало без упоминания крутящего момента двигателя. Вам нужно знать, какой момент вы реально умножаете с помощью КПЧ, чтобы действительно понять, как хорошо ваш автомобиль будет управляться в тяжелых условиях. КПЧ равное 27, которое мы рассчитали для XJ идеально и достаточно для его 4.0 двигателя производящего около 200 lb-ft (270 Нм) крутящего момента уже на холостых. А мы знаем, что крутящий момент на колесах это КПЧ умноженное на крутящий момент двигателя. Итак для XJ, на холостых при пониженном ряде передач:

Это довольно много момента на колесах. Это хорошо, потому что нет необходимости раскручивать двигатель для получения момента и означает, что Jeep может ехать приятно и медленно через скалы. Если бы мой XJ имел анемичную (читаем дохлую) 2.5-литровую рядную четверку и имея при этом тот-же КПЧ crawl = 27 он получал бы гораздо меньше момента на колесах и скорее ускорял бы камни под колесами — довольно сомнительное удовольствие. Вот почему 4-х цилиндровые XJ идут с главными парами 4.10.

Итак, крутящий момент на колесах это хорошо, но не дает нам общей картины. Шины также играют большую роль в сцеплении.

Переход от лысых 30″ колес к бугристым 37″-м отличное решение для дорожного просвета и сцепления, но это может повлиять на ускорение автомобиля. Почему? Перестраивая второй закон Ньютона мы знаем, что ускорение автомобиля равно силе действующей на машину разделенной на его массу:

Причина почему авто двигается вперед в действительности в том, что земля “толкает” ее благодаря реакции на силу прикладываемую к поверхности колесами. Это третий закон Ньютона: Сила производимая колесами встречается с равной и противоположной силой от дороги к шинам (каждой силе действия есть равная ей сила противодействия):

Как показано на рисунке выше ваш мост производит момент, τwheel, на колесах. Как мы знаем этот момент — это крутящий момент двигателя увеличенный благодаря КПЧ (crawl ratio). Для определения силы, которую шины оказывают на дорогу Ftr, нам надо вспомнить, что момент сокращается от расстояния. Подумайте об этом как о рычаге: если вы прикладывает силу на длинном рычаге — это дает больше момента, чем прикладывание той-же силы на коротком рычаге.

Крутящий момент производимый на колесах приводит к силе у поверхности земли, равной моменту деленному на радиус шины. Это означает, что большие шины производят меньше силы. И так как масса остается неизменной, второй закон Ньютона (см. перестроенное уравнение выше) гласит, что ускорение будет падать. Вот почему возникает желание сменить передачу, когда вы имеете большие колеса: вы хотите увеличить τwheel (момент на колесах) для сохранения силы Frt достаточно высокой для сохранения приличного ускорения.

Также следует отметить, что принципы приведенные выше крайне упрощены и не принимают в расчет увеличивающиеся моменты инерции больших шин. Но большие шины в самом деле имеют более высокие моменты инерции, что требует больше момента для их вращения. Мы не будем углубляться в этот вопрос, но это еще одна причина почему смена передаточных чисел так важна.

Больше контроля при медленном движении

Еще одна огромная выгода от верно подобранных передаточных чисел, кроме большей силы на поверхности это возможность пересекать препятствия более медленно и в более контролируемой манере. Двигатели как правило производят максимум мощности в верхнем диапазоне оборотов (что влияет как, мощность=момент х обороты). Для того, чтобы автомобиль имел достаточно момента для преодоления крутых подъемов на низких скоростях, вы захотите что-бы двигатель мог крутиться быстро при низкой скорости колес. Это удержит двигатель у пиковой мощности в то время как автомобиль будет двигаться на низкой, контролируемой скорости.

В этом преимущество большого КПЧ crawl ratio: оно не только увеличивает крутящий момент вашего двигателя, но также позволяет получать больше мощности находясь в диапазоне высоких оборотов маховика и низких скоростях авто. Мощность может пройти через большое количество передаточных понижений, что в конечном счете произведет много момента на колесах.

Иметь достаточно мощности для медленного преодоления препятствий одно дело, но даже имея достаточно мощности на холостых вы может быть ограничены в том, как медленно вы можете двигаться прежде чем двигатель заглохнет. А медленное движение по бездорожью может быть именно той разнице между курсированием между сложными препятствиями и срезанием валов моста. Низкие скорости — особенная проблема автомобилей с механической коробкой передач, где колеса жестко соединены с двигателем. Двигатель имеет определенную минимальную скорость холостого хода, обычно около 600-800 rpm. Скорость холостого хода ωEngine напрямую связана с минимальными оборотами колеса следующим уравнением:

Это означает, что высокое КПЧ crawl ratio приводит к низким оборотам колес. Это важно: когда вы имеете действительно короткие передачи, ваши колеса будут крутиться очень медленно по сравнению с коленвалом. И низкие обороты колес означают низкую скорость автомобиля, так как скорость авто связана с RPM шины через радиус, r:

Итак если вы имеете огромные колеса ваша минимальная скорость движения будет довольно высокой, если вы не измените передаточные числа.

При высокой скорости движения можно получить проблемы при движении в тесных, сложных участках. Конечно есть возможность ехать более медленно на механической коробке если у вас “плохие” передаточные числа, но вам придется использовать стартер)) или позволять шинам или сцеплению проскальзывать. Совсем не интересная перспектива, когда под боком обрыв в 50 метров.

Эта минимальная скорость движения не дает столько проблем в случае автоматической коробки передач, так как вы можете двигаться медленно как хотите, без риска заглохнуть, благодаря большому проскальзыванию в гидротрансформаторе. Он позволяет двигателю работать на холостых даже если колеса совсем не будут крутиться, думаю будет иметь место небольшое вспенивание масла, что приведет к значительному нагреву трансмиссии. Радиатор АКПП хорошего размера справится с этим. На самом деле, когда гидротрансформатор проскальзывает и вспенивает жидкость, существенно увеличивается крутящий момент двигателя с коэффициентом до 2-х. А больше момента равняется больше “лучше”.

Управляемость на дороге

Другой аспект — как передаточные числа влияют на то, как автомобиль едет по обычной дороге. Короткие передачи позволят иметь больше крутящего момента на колесах, соответственно лучшего ускорения, но может ограничить максимальную скорость. Высокое КПЧ (читай короткие передачи) означает ваши колеса будут крутиться очень медленно в то время как обороты двигателя будут очень высокими. Это может привести к снижению максимальной скорости, за исключением случая если вы скорректируете размер колес. Вспомним что скорость колеса, равна радиусу умноженному на обороты. Итак, даже с высоким КПЧ crawl ratio, большие шины могут снизить скорости двигателя и сделать езду по трассе достаточно приятной.

Читать еще:  Учусь машину водить

Высокие передаточные теоретически позволяют получить лучшую экономичность, но увеличивают минимальную скорость движения и влияют на скорость разгона. Думаю высокие ПЧ не обязательно приведут к низким оборотам на трассе и лучшей топливной экономичности. Очень часто люди ставят огромные колеса и не утруждаются заменой передач. Большие шины снижают осевую нагрузку? которая двигает машину вперед и когда это сила не может преодолеть сопротивление трансмиссии надо переключиться пониже, что-бы предоставить больше крутящего момента колесам. Это приведет к плохой топливной экономичности и громкой езде по трассе.

Прелесть в том, что КПЧ дает лучшее: достаточно короткое что-бы дать хорошее ускорение и низкую скорость на бездорожье, но достаточно высокое что-бы позволить двигателю сохранить низкие обороты на трассовых скоростях. Понимание баланса между передачами и размером шин ключ к успеху на бездорожье!

Разбирал вопрос бывший Fiat Chrysler инженер и подписчик Jalop David Tracy’s
Оригинал статьи

Передаточное число коробки передач: что нужно знать

В автомобиле коробка переключения передач — агрегат, который позволяет изменять крутящий момент, развиваемый двигателем внутреннего сгорания, перед передачей такого момента на ведущие колеса транспортного средства. Как известно, большинство коробок передач являются ступенчатыми, а в основе КПП лежит зубчатая передача.

Если просто, ступени фактически являются парами шестерен, которые имеют разное передаточное число (передаточное отношение). В этой статье мы рассмотрим, что такое передаточное число коробки передач, на что указывает и влияет данная характеристика.

Что такое передаточное число коробки передач

Передаточное число является основной характеристикой зубчатой передачи. Такая передача передает крутящий момент от двигателя (в случае с автомобилем на ведущие колеса). Также зубчатая передача позволяет как уменьшить, так и увеличить крутящий момент, поступающий от двигателя. Изменение становится возможным благодаря увеличению или уменьшению количества зубцов на шестернях.

Итак, передаточное число (АКПП, МКПП) представляет собой отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни в устройстве коробки передач, редуктора и т.д. Если просто, например, ведущая шестерня имеет 30 зубьев, а ведомая 60. В этом случае передаточное число такой зубчатой пары будет составлять 2, то есть 60:30.

  • Величина передаточного числа в коробке передач и редукторе напрямую оказывает влияние на динамику разгона, а также на показатель максимальной скорости. В ступенчатых КПП имеется несколько зубчатых пар с разными передаточными числами. Чем больше число, тем больше тяги обеспечивает данная передача. При этом мотор быстрее набирает обороты, машина активно разгоняется, однако максимальная скорость не высокая на данной передаче. Для увеличения скорости возникает необходимость в переключении на ступень выше.

На повышенных передачах (4, 5, 6) происходит уменьшение передаточного числа, что повышает максимальную скорость автомобиля. При этом разгон на таких передачах менее интенсивный, чем на пониженных.

Еще добавим, что на динамику разгона также влияет и передаточное число главной пары редуктора. Чем большим оказывается указанное число, тем лучше динамика автомобиля, причем на всех передачах. При этом максимальная скорость ниже. Например, возьмем модели ВАЗ. Если поставить на машину главную пару, которая имеет число 4.1 или 4.3 вместо 3.9, авто будет более динамичным, однако показатель максимальной скорости также будет уменьшен.

  • Также при создании КПП конструкторы пытаются достичь оптимального баланса между разгонной динамикой и экономичностью. Если же за счет изменения передаточного отношения необходимо добиться лучшей разгонной динамики автомобиля, экономичность однозначно пострадает.

Кстати, зачастую в 5-и ступенчатых КПП пятая «повышенная» передача не является передачей для достижения максимальной скорости, как многие ошибочно полагают. Стандартно такая передача позволяет получить максимальную экономию горючего, а также значительно снизить шум и нагрузки на силовой агрегат при езде с высокой скоростью или скоростью, близкой к максимальной для данного ТС.

Изменение передаточного отношения КПП: тюнинг коробки передач

Как известно, наилучшие динамические показатели достигаются в диапазоне оборотов максимального крутящего момента, а не мощности. Фактически, при нижнем и верхнем значении частоты вращения коленчатого вала крутящий момент двигателя меньше максимального.

Получается, чем больше обороты будут отличаться от оборотов максимального крутящего момента, тем медленнее разгоняется автомобиль. В стандартных КПП передаточное отношение каждой ступени подобрано так, чтобы водителю было комфортно разгонять машину на низких передачах, после чего на повышенных можно поддерживать набранную скорость одновременно с экономией топлива.

На практике, мотор в этом случае быстро выходит на максимальные обороты на более низкой передаче, однако после переключения на ступень выше обороты не падают, например, 3500 об/мин. на 1800, а остаются на отметке около 2500. Фактически, после переключения «вверх» обороты все равно остаются в диапазоне максимального крутящего момента.

Для решения такой задачи можно использовать колеса с меньшим радиусом, а также требуется установить другую главную пару редуктора с измененным передаточным числом (например, 3.9 или 4.1 вместо 3.7). Начнем с использования «стоковых» деталей.

Как правило, если модель автомобиля выпускается с разными двигателями (например, моторы 1.2, 1.4 и 1.6 литра), тогда главную пару для КПП в паре с 1.6 литровым двигателем используют от той версии, мотор которой менее мощный (в данном случае двигатель 1.2 или 1.4).

На высоких скоростях двигатель будет на 5-й раскручиваться до максимальных оборотов, что может доставлять дискомфорт водителю и пассажирам. По этой причине ряд передаточных чисел КПП нужно подбирать с учетом конкретных задач и целей, учитывая мощность мотора, вес автомобиля, а также предпочтения водителя.

Если делать более серьезные доработки, тогда можно собрать коробку передач с измененным набором шестерен. Естественно, это дорого, однако удается сблизить ряды на всех передачах, а не только 4 и 5.

Также добавим, что стандартную 5-и ступенчатую коробку иногда переделывают в 6-и ступенчатую (особенно в паре с тюнингованным форсированным двигателем). Фактически, в КПП интегрируется комплект шестой передачи. Важно понимать, что помимо высокой стоимости такой доработки снижается общая надежность такой коробки.

Что в итоге

Как видно, передаточное число коробки передач оказывает серьезное влияние на динамические показатели и характеристики автомобиля. В рамках проектирования КПП инженеры отдельно учитывают мощность мотора, целевое назначение автомобиля и т.д., поле чего подбираются передаточные числа для всего ряда передач.

Также бывает достаточно внести изменения только в трансмиссию, что уже само по себе дает заметные улучшения. В рамках тюнинга трансмиссии необходимо учитывать целесообразность тех или иных доработок, а также учитывать, в каких режимах будет эксплуатироваться конкретный автомобиль.

Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия

Дифференциал коробки передач: что это такое, устройство дифференциала, виды дифференциалов. Как работает дифференциал КПП в трансмиссии автомобиля.

Зубчатые передачи: виды зубчатых передач, их отличительные особенности. Достоинства зубчатых передач и недостатки, изготовление, обслуживание зубчатой пары.

Устройство планетарной передачи (планетарного механизма). Где используется планетарная передача в автомобиле. Планетарная коробка передач, особенности.

Коробка передач “механика”: основные плюсы и минусы данного типа КПП, принцип работы механической трансмиссии автомобиля (МКПП).

Коробка отбора мощности (КОМ): для чего предназначена, как работает КОМ, особенности, виды и типы. Что нужно учитывать при эксплуатации данной коробки.

Чем выше передаточное число редуктора тем

Настройка КПП и редуктора.
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Передаточное число – это основная характеристика отношения передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим колёсам.

Чем больше передаточное число, тем лучше ускорение, но хуже максимальная скорость.
Чем меньше передаточное число, тем хуже ускорение, но максимальная скорость выше.

Передаточные числа механической 6-ти ступенчатой КПП находятся в следующих
диапазонах:
1-я передача – от 4 до 5;
2-я передача – от 2 до 2,6;
3-я передача – от 1,4 до 2;
4-я передача – от 1 до 1,6;
5-я передача – от 0,8 до 1.4;
6-я передача – от 0.6 до 1; (последнюю передачу, как правило, делают длинной для увеличения максимальной скорости)
задний ход – от 3 до 4.

Передаточное число главной пары редуктора.
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Чем оно выше, тем автомобиль лучше тянет на всех передачах, но максимальная скорость при этом ниже и приходится чаще переключать передачи.
Уменьшая передаточное число, повышают максимальную скорость (если двигатель обладает достаточным запасом мощности), но при этом ухудшается разгон.

Передаточное число главной пары редуктора находится в следующем диапазоне:
3.8 – 4.5

Перейти на новый GT форум

Список форумов | Архив GT форума | Поиск
Что такое передаточные числа?
Автор: L.U. [Владивосток] (—.primorye.ru)
Дата: давно

Обьясните пожалуйста, что означают передаточные числа.Много слышал, но конкретно ничего. Пример Mitsubishi Lancer Evo VII
I 2,928
II 1,950
III 1,407
IV 1,031
V 0,720
з.х. 3,416
Главная передача 4,529
Что означают эти цифры? Как узнать склонна ли машина к быстрому разгону или наоборот к достижению максимальной скорости? Возможно ли их изменить? Заранее спасибо.

Re: Что такое передаточные числа?
Автор: valerik (—.sinor.ru)
Дата: давно

Вот коротенько :
Передаточное число – это отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни. Применительно к ступеням КПП с разными передаточными числами – чем оно больше, тем передача «короче» и «тяговитее», то есть мотор быстрее раскручивается до максимальных оборотов – автомобиль интенсивнее ускоряется из-за быстрой раскрутки, но снижается максимальная скорость на данной передаче. Следовательно, возникает необходимость в частом переключении. На разгонную динамику влияет в такой же степени и передаточное число главной пары редуктора. Чем оно выше, тем автомобиль динамичнее, лучше тянет на всех передачах, но максимальная скорость при этом ниже. При уменьшении передаточного числа получают выигрыш в максимальной скорости (если у двигателя есть запас мощности), но проигрывают в разгонной динамике автомобиля. Например, установка главной пары 4,1 или 4,3 вместо 3,9 превращает стандартную «шестерку» в более динамичный автомобиль.

Правильный подбор передаточных чисел главной пары редуктора, пар шестерен КПП – залог согласованной работы трансмиссии. Эти числа подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы, а в процессе тюнинга автомобиля еще и учитываются пожелания автовладельца

и еше
Автор: valerik (—.sinor.ru)
Дата: давно

Установка передаточного числа.

При постоянной выходной мощности двигателя ускорение и максимальная скорость, зависит от передаточного числа.

Передаточное число — это сколько оборотов двигателя ведущей шестерни приходится на один оборот шестерни двигателя.

Высокое передаточное число (п.ч.) обеспечивается шестерней с наименьшим количеством зубьев, а малое — шестерней с наибольшим количеством зубьев. С высоким передаточным числом вы получаете хорошие ускорение, но маленькую максимальную скорость. Машина же с низким п.ч. будет обладать хорошей максимальной скоростью, но будет медленно разгоняться. Машина с высоким п.ч. годится для трассы состоящей из сложных кривых, где прохождение трассы осуществляется на малых скоростях, машина же с низким п.ч. будет фаворитом на скоростных трассах. Но слишком низкое п.ч. может перегрузить двигатель и вызвать его перегрев, впоследствии выход его (двигателя) из строя.

Большое п. ч. Маленькое п. ч.
Максимальная скорость Маленькая Высокая
Ускорение Хорошее Не большое
Срок службы
двигателя Продолжительный Короткий
Трасса Техническая Скоростная

Re: Что такое передаточные числа?
Автор: Kartingist (—.online.nsk.su)
Дата: давно

Передаточноые числа — это отношение оборотов на входе и на выходе коробки передач (немного утрировано). Т. е. если на первой у Эво 6 отношение 2,928, то обороты выходного вала коробки будут почти в 3 раза меньше, чем обороты лвигателя. то же самое и с главной парой.

Читать еще:  Как правильно двигатели или двигателя

Соответственно получаем — максималка выше — если эти отношения меньше (т. е. главная передача , ну, допустим 4, а не 4,529) и наоборот.

Изменить в машине, тем более в Эво можно все, но это как говориться вопрос времени и денег.

Re: Что такое передаточные числа?
Автор: L.U. [Владивосток] (—.primorye.ru)
Дата: давно

Спасибо за ответы.

Архив GT форума
ToyotaNissanMitsubishiHondaMazdaSubaruSuzukiIsuzuDaihatsu
1990 — 1991 — 1992 — 1993 — 1994 — 1995 — 1996 — 1997 — 1998 — 1999 — 2000 — 2001 — 2002 — 2003 — 2004 — 2005 — 2006 — 2007 — 2008 — 2009 — 2010 — 2011 — 2012 — 2013 — 2014 — 2015 — 2016 — 2017 — 2018 — 2019

Прежде всего, необходимо разобраться, что такое передаточное число редуктора. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора Ч-100-40. В данном случае цифра 40 обозначает передаточное число (отношение) редуктора. Что это значит: при вращении быстроходного вала (входного) тихоходный вал (выходной) должен сделать один оборот вокруг своей оси за 40 оборотов входного вала.

Далее необходимо понимать различие между двумя понятиями: передаточное число фактическое и передаточное число номинальное. Номинальное передаточное число – это округленное фактическое передаточное число, это необходимо для удобства и стандартизации обозначения. Пример: редуктор Ч-100 может иметь передаточное отношение фактическое 7,75, а номинальное будет равно 8 и так далее: 10=10; 12=12,5; 15,5=16; 20=20; 24=25; 31=31,5; 40=40; 48=50; 64=63; 84=80.

Теперь рассмотрим способы определения передаточного числа редуктора, в случае если не читается бирка и отсутствует, какая либо документация на оборудование.

  1. Первый способ универсален для практически любого типа редуктора или редукторной части оборудования, будь то червячный, цилиндрический, конический, планетарный и так далее редуктор. Для этого необходимо покрутить быстроходный вал и количество его оборотов за один оборот тихоходного вала и будет означать фактическое передаточное число.
  2. Второй способ применяется в случае первого варианта и отсутствием возможности прокрутить и посчитать обороты выходного вала. Здесь существуют различия между методами определения передаточного числа червячного редуктора и, например цилиндрического:

А. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора 1Ч-160.

Прежде всего, необходимо посчитать количество зубов червячного колеса фото № 1.

У нас получилось 32 зуба.

Затем количество заходов витка на червячном валу фото № 2.

Количество заходов 1.

Теперь 32 делим на 1 получается фактическое передаточное число редуктора 1Ч-160 равное 32.

Теперь рассмотрим способ подсчета передаточного числа червячного редуктора на примере Ч-125.

Считаем количество зубов на червячном колесе фото № 3.

У нас получается 52 зуба.

И считает количество заходов витка на червячном валу фото № 4 и № 5.

У нас получилось число равное 4.

Теперь 52 делим на 4 получается фактическое передаточное число редуктора Ч-125 равное 13.

Тюнинг КПП с чего начать?

Преобразить ходовые характеристики автомобиля можно абсолютно не вмешиваясь в двигатель. Так что-же может машину быть более быстрой? Это трансмиссия, коробка передач другими словами…

На самом деле трансмиссия и КПП это не одно и то же, но рядом. В трансмиссию, в случае с переднеприводными ВАЗами, входит собственно сама КПП и приводы (ШРУСы). Кроме динамики автомобиля трансмиссия влияет также и на сохранение траектории при прохождении поворота. На этом пожалуй закончим с теорией, перейдем к практике, которая более интересна 🙂

Никогда не пренебрегайте тюнингом КПП! даже если вы на данном этапе не понимаете почему это важно и почему это стоит не дешего!

Не расстраивайтесь и не отказывайтесь от тюнинга КПП. На самом деле все предельно просто, по крайней мере в плане выбора. Есть так называемые «спортивные ряды КПП». Это готовый набор всех нужных шестеренок с измененными передаточными числами.

Что же можно сделать со стандартной КПП?

Для начала меняется передаточное отношение главной пары на более высокое.
Передаточное число коробки передач — это отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни. Чем оно выше, тем передача «короче» и «мощнее», то есть мотор очень быстро выкручивает положенное количество оборотов, набор скорости происходит так же стремительно, но возникает необходимость в частом переключении передач. Как следствие — некоторое снижение максимальной скорости на данной передаче. При такой замене машина заметно прибавляет в динамике. Двигателю легче набирать обороты при более высоком передаточном коэффициенте главной пары.
Есть своя оборотная сторона – приходится чаще переключать передачи, да и максимальная скорость автомобиля с более высоким передаточным отношением главной пары (ГП) КПП значительно уменьшается. Можно даже примерно подсчитать, на сколько уменьшается максимальная скорость. Поэтому и существует в доводке автомобиля некоторое разграничение на тюнинг и чистый спорт. То есть, как уже упоминалось, нужно придерживаться «золотой середины», выиграть в динамике ровно столько, чтобы не страдать от снижения максимальной скорости.

Далее, можно поменять шестерни передач на тюнинговые. Делается это для того, чтобы сделать разгон как можно более эффективным. Владельцы «восьмерок», «девяток» и «десяток» наверняка знают, что, даже если сильно выкрутить двигатель на первой передаче, при переключении на вторую обороты резко падают, снижается и динамика автомобиля. Виной тому — слишком большой разрыв между передаточными числами 1-ой и 2-ой передач. Тюнинговые же ряды могут быть рассчитаны так, чтобы обеспечивать равномерный разгон автомобиля на всех передачах. Для этого передаточные числа некоторых передач изменяются по сравнению со стандартными, в итоге двигатель при разгоне работает в достаточно узком и наиболее удобном для себя диапазоне оборотов.

Для гонок, применяется несколько другая схема: первая передача делается как можно «длиннее». На длинной первой передаче двигатель легко набирает высокую скорость. Остальные передачи наоборот, сближаются, что позволяет оптимально реализовать мощность двигателя. При этом, чтобы не страдать от нехватки максимальной скорости, возможна установка дополнительно 6 передачи. Передаточные числа подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес и самое главное – от пожеланий владельца автомобиля. После такой доработки КПП ей требуется максимально быстрое и четкое включение выбранной передачи. Конструкция с тяговым включением передач, обычная для переднеприводных автомобилей ВАЗ не обеспечивает четкого «попадания в передачу», и она существенно модернизируется путем применения более жестких карданчиков и короткоходной кулисы. Это позволит водителю быстрее передвигать рычаг. Четкое включение передач может понадобиться не только в условиях соревнований, но и в повседневном движении по городу (особенно водителям, предпочитающим жесткий, активный стиль езды).

В дополнение к изменению передаточных чисел передач и ГП – установка дифференциала повышенного трения. Обычно дифференциал помогает колесам вращаться с разными угловыми скоростями, что полезно при поворотах, когда внутреннее колесо должно крутиться медленнее наружного, но иногда это серьезно мешает. Например, когда одно колесо буксует, второе вообще не двигается. В отличие от стандартного, в дифференциале повышенного трения часть крутящего момента от двигателя всё равно будет передаваться на колесо, имеющее лучшее сцепление. При установке дифференциала повышенного трения уменьшается пробуксовывание колес при старте (колеса вращаются с одинаковыми угловыми скоростями), автомобиль увереннее входит в повороты. Небольшие минусы, конечно, тоже есть — машина становится более «нервной» и водителю надо привыкнуть к изменившемуся поведению автомобиля.

Блокиратор (блокирующий дифференциал): улучшает проходимость автомобиля как зимой по сугробам, так и летом по бездорожью, позволяет уменьшить или убрать пробуксовку на скользкой дороге…
Червячный (винтовой) — повышает проходимость автомобиля по бездорожью, при пробуксовке одного колеса, автоматически включается второе (так же он вкл. при поворотах)
Дисковый (фрикционный) — обеспечивает постоянное вращение 2-х колес, рекомендуется использовать на серьезных соревнованиях или только по бездорожью.

Исходя из личного опыта моего, и многих моих друзей! Можно с увереностью сказать!

Оптимальная конфигурация кпп для гражданского атмосферного двигателя: 18 ряд кпп + главная пара 3,9.
Если вы в городе больше передвигаетесь чем по трассе и на трассе не гоняете с бешенной скоростью, то можно и выбрать пару покороче 4.1 или 4.3

Оптимальная конфигурация кпп для более спортивного атмосферного двигателя: 7 ряд кпп + главная пара 4,3.
Так же был опыт езды на 7мом ряду с парой 4.1 и 4.5, особой разницы между парой 4.3 и 4.1 нету, 4.5 конечно борщ. Для меня это самый идеальный ряд в условиях города. Самое удачно и без проигрошное сочетание 7ряд и 4.3 пара, практически под любой мотор, как моментный так и мощностной.

Оптимальная конфигурация кпп для турбового гражданского двигателя: 104 ряд + главная пара 3,5.

Тюнинг коробки передач ВАЗ – процесс творческий.


Главная передача и все,что нужно о ней знать.

Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.

Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

  • цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
  • коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
  • гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
  • червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП .

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

Принцип работы

Основная характеристика этого редуктора — передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д. Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.

Читать еще:  Сколько литров электролита в аккумуляторе 60

Основные требования. Современные тенденции

Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:

  • Надежность;
  • Минимальная потребность в обслуживании;
  • Высокие показатели КПД;
  • Плавность и бесшумность;
  • Минимально возможные габаритные размеры.

Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.

Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.

Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.

Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.

Схема коробки передач DSG

Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.

Двойные главные передачи

Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93…0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

По виду зубчатого соединения

  • По компоновке Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
  • Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
  • Гипоидная — самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
  • Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.
  • Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
  • Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Преимущества и недостатки

Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума. Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:

  • Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
  • Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
  • Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

8.4: Передаточное отношение

Передачи используются не только для передачи мощности, но также для обеспечения возможности настройки механического преимущества для механизма. Как обсуждалось во введении к данному блоку, в некоторых случаях электромотор сам по себе обладает достаточной мощностью для выполнения конкретной задачи, но выходные характеристики электромотора не соответствуют требованиям. Электромотор, который вращается ОЧЕНЬ быстро, но при очень малом крутящем моменте , не подходит для подъема тяжелого груза. В таких случаях возникает необходимость использования передаточного отношения для изменения выходных характеристик и создания баланса крутящего момента и скорости.

Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.

Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.

В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.

Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4

Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.

В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?

Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:

Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м

Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:

Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон

Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!

Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.

Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.

Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.

В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).

Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.

Из примеров 8.1 – 8.4 видно, что отношение между размерами двух зацепляющихся между собой шестерен пропорционально изменению крутящего момента и скорости между ними. Это называется передаточным числом.

Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.

Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67

Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5

Глядя на пример, представленный выше.

Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число

Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м

Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.

Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.

Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector