Каква роля играе скоростната кутия и как работи автоматичната трансмисия

Скоростната кутия е една от фундаменталните компоненти на всеки автомобил, отговаряща за ефективното предаване на мощността от двигателя към колелата. За да разберем нейната роля, може да си представим принципа на велосипед: когато въртим по-тежко изкачване с ниски скорости, или по-леко на равен терен с по-високи скорости.

На изпита за шофьорска книжка въпросът „Каква е ролята на скоростната кутия?“ често се задава и всички следващи варианти на отговор са верни: осигурява предаването на мощността към колелата, позволява движение на заден ход без да обръща посоката на въртене на двигателя и позволява паркиране с включен двигател.

Система за предаване и ролята на скоростната кутия

Системата за задвижване на автомобила използва скоростната кутия, за да преобразува мощността от двигателя в въртящи се движения на колелата, с цел придвижване на целия автомобил. Процесът започва с горивото в резервоара, което се подава от горивната помпа и се впръсква в цилиндрите чрез инжектори.

Двигателят смесва горивото с въздуха чрез системата за всмукване, а чрез искра (или компресия в дизелите) се произвежда мини експлозия, която поставя поршните в движение. Всеки поршень е свързан към коленчатия вал, наречен поради формата му, който приема силата и я преобразува в движение на въртене.

Завъртането на коленчатия вал достига до маховика - метален диск с маса, който приема това движение и го предава към скоростната кутия чрез съединителя.

Разликата между трансмисията и скоростната кутия

Важно е да уточним, че трансмисията на автомобила не се ограничава само до скоростната кутия. Скоростната кутия е част от по-сложна система, която включва съединител, диференциал, кардан и планетарни механизми. Всички тези компоненти работят заедно, за да осигурят ефективното предаване на мощността.

Принцип на работа и компонентите на скоростната кутия

Всичката мощност от двигателя преминава през скоростната кутия, преди да достигне колелата, независимо от типа задвижване - задвижване върху AWD, предно задвижване, задно задвижване или AWD. Основната задача на скоростната кутия е да контролира скоростта и въртящия момент, предаван към колелата, позволявайки адаптация към условията на трафика.

Структура вътрешност

Скоростна кутия обикновено има две главни оси:

• Главен вал - получава енергия (ротационно движение) от маховика
• Вторичен вал - предава обработената мощност към колелата

Тези два вала са оборудвани с зъбни колела с различни размери, които дават съотношения за всяко предаване.

Съотношения и работата на зъбните колела

Скоростната кутия трябва да се адаптира към две изисквания:

• При ниска скорост - се изисква повече въртящ момент (например при потегляне в първа предавка)
• При високи скорости - вече има инерция, не е необходим толкова въртящ момент, за да продължи движението

За първа предавка зъбното колело на главния вал (около 35 зъба) се зацепва с много по-голямо зъбно колело на вторичния вал (55 зъба), което дава съотношение около 3,5:1.

Обяснение на съотношението: Докато зъбното колело на главния вал върти 3,5 пъти, това на вторичния вал се завърта само веднъж, което води до по-голям въртящ момент на изхода. Така върху колелата скоростната кутия осигурява оборот от 3,5 пъти по-малък от въртенето на двигателя, но с значително по-голям въртящ момент.

Системата за промяна на скоростите

Ръчката за скоростите задвижва една или повече вилки, които преместват зъбните колела между предварително зададени конфигурации за всяко предаване. Когато превключвате на по-високи предавания, зъбните колела, които участват, стават все по-близки по брой зъби и размер, осигурявайки плавно пътуване и линейно ускорение.

В predavania, където съотношението спада под 1:1, зъбното колело на вторичния вал има по-малко зъби от главния, върти се по-бързо и осигурява стабилна крейсерна скорост, допринасяйки за намаляване на разхода.

Влиянието на предавания върху разхода на гориво

Връзката между предаване и разход на гориво е пряка. Конят мощност на автомобила се изчислява според въртящия момент, а разходът на гориво зависи от мощността/ въртящия момент, генериран от двигателя.

За да придвижите автомобил с маса около 1,5 тона от място, са необходими повече мощност (въртящ момент), отколкото за поддържане на постоянна крейсерна скорост от 130 км/ч на магистрала. Затова най-големият разход на гориво се регистрира в градския трафик, където използваме по-големи предавания за потегляне и ускорение.

Преобладаващи схващания за мощност и разход

Има погрешни схващания за автомобили с много конски сили. Например двигател 1.8 турбо бензинов с 220 kс може да консумира толкова, колкото 3.0 битурбо бензинов двигател с 500 kс, когато и двата мотора се използват в една и съща ситуация на движение. Разликата се крие в начина на използване и специфичните изисквания на момента.

Практичен пример за предавателни числа

За по-ясно представяне, ето типичен набор от предавателни числа за скоростна кутия с 6 предавки:

• Първа предавка: 3,78:1
• Втора предавка: 2,12:1
• Трета предавка: 1,36:1
• Четвърта предавка: 0,97:1
• Пета предавка: 0,77:1
• Шеста предавка: 0,65:1
• Обратна скорост: 3,25:1

Обърнете внимание, че обратната скорост има почти същото съотношение като първата предавка, тъй като трябва да тръгнете от място и следователно се нуждаете от по-голям въртящ момент.

Видове модерни скоростни кутии

Съществуват множество имена и типове скоростни кутии, особено когато става дума за автоматичните:

• Секвенциални кутии
• Хидравлични кутии (по-стари автоматични кутии)
• DSG (Direct Shift Gearbox) - много популярен при Volkswagen
• CVT (Continuously Variable Transmission) - популярен при Toyota
• Кутии с конвертор на въртящ момент
• Роботизирани кутии

Разлики в цената и поддръжката

Всички скоростни кутии имат една и съща основна роля - да предават мощността от двигателя към колелата - но не всички струват еднакво и не работят еднакво. Автоматичните кутии винаги са по-скъпи от ръчните поради по-сложното устройство.

Съвременните автоматични кутии идват с допълнителни характеристики:

• Две съединителя, които работят директно в маслото
• Мехатроника
• Конвертор на въртящ момент
• Разширени електронни системи за управление

Поддръжка на скоростната кутия

Разходите за поддръжка варират според марката и модела на автомобила. Но независимо дали става дума за ръчна или автоматична скоростна кутия, важно е да помните, че трябва периодично да се сменя маслото в скоростната кутия.

Концепцията за „Lifetime Oil“ всъщност не съществува и е маркетингова схема на производителите. Маслото в скоростната кутия деградира с времето и се нуждае от замяна, за да осигури оптималното функциониране и дълготрайността на компонентите.

Разбирането на ролята и работата на скоростната кутия може да ви помогне да вземете по-информирани решения при покупка на автомобил и да поддържате трансмисията в оптимално състояние чрез подходящо обслужване.