Введение

Трансмиссия (также называемая коробкой передач) – это механическое устройство, использующее набор шестерен – две или более шестерен, работающих совместно – для изменения скорости или направления вращения в машине. Многие трансмиссии имеют несколько передаточных чисел, но существуют также трансмиссии, использующие одно фиксированное передаточное число. Большинство современных легковых автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями оснащены трансмиссиями с 5–8 передачами вперед и одной передачей назад. Электромобили обычно используют фиксированную передачу или двухступенчатую трансмиссию без передачи заднего хода.

Фиксированный коэффициент

Самые простые трансмиссии использовали постоянное передаточное число для уменьшения скорости или увеличения оборотов, иногда в сочетании с изменением направления выходного вала. Примеры таких трансмиссий применяются в вертолетах и ветряных турбинах. В ветряной турбине первая ступень редуктора обычно представляет собой планетарную передачу, что позволяет минимизировать габариты при одновременном выдерживании высоких входных крутящих моментов от турбины.

Многоразовый

Многие трансмиссии, особенно предназначенные для транспортных применений, имеют несколько передаточных чисел, которые можно переключать во время работы машины. Эти передаточные числа используются для согласования диапазона входных скоростей (например, оборотов двигателя) с требуемой выходной скоростью (например, скоростью автомобиля) в конкретной ситуации.

Руководство

Ручная коробка передач требует от водителя самостоятельно выбирать передачи, используя рычаг переключения и сцепление (обычно педаль в автомобилях или ручной рычаг в мотоциклах). В большинстве современных автомобильных трансмиссий используется синхронизатор для выравнивания скоростей входного и выходного валов. Однако до 1950-х годов в большинстве автомобилей применялись несинхронизированные коробки передач.

Показатель по порядку

Последовательная механическая коробка передач – это тип несинхронизированной трансмиссии, преимущественно используемый в мотоциклах и гоночных автомобилях. Она обеспечивает более быстрое переключение передач по сравнению с синхронизированными механическими коробками передач за счет применения муфт собачьего типа вместо синхронизаторов. Последовательные механические коробки передач также ограничивают водителя выбором только следующей или предыдущей передачи в последовательном порядке.

Автоматические и полуавтоматические

Автоматическая коробка передач не требует вмешательства водителя для переключения передач во время нормальной езды. В полуавтоматической коробке передач часть операций автоматизирована (обычно это управление сцеплением), но для начала движения с места или переключения передач требуется участие водителя.

Гидравлическая автоматическая

Наиболее распространенной конструкцией автоматических трансмиссий является гидроавтоматическая, которая обычно использует планетарные передачи, управляемые гидравликой. Трансмиссия соединяется с двигателем посредством гидротрансформатора (или гидромуфты до 1960-х годов) вместо фрикционного сцепления, применяемого в большинстве механических и роботизированных коробках передач с двойным сцеплением.

Двухсцепление (DCT)

Двухсцепная трансмиссия (DCT) использует два раздельных сцепления для групп нечетных и четных передач. Её конструкция часто аналогична конструкции двух отдельных механических коробок передач с соответствующими сцеплениями, объединенными в одном корпусе и работающими как единое целое. В автомобилях и грузовиках DCT функционирует как автоматическая трансмиссия, не требуя от водителя каких-либо действий для переключения передач.

Постоянно изменяемая (CVT)

Непрерывно изменяемая трансмиссия (CVT) может плавно переключаться по всему диапазону передаточных чисел. Это отличается от других трансмиссий, которые предлагают ограниченное число передач с фиксированными шагами. Благодаря своей гибкости и соответствующему управлению, CVT может поддерживать постоянные обороты двигателя при изменении скорости транспортного средства. CVT применяются в автомобилях, тракторах, квадроциклах, мотороллерах, снегоходах, велосипедах и землеройной технике. Наиболее распространенный тип CVT использует два шкива, соединенных ремнем или цепью, однако в некоторых случаях применяются и другие конструкции.

Автоматическая ручная / ручная без сцепления

Автоматическая механическая коробка передач (AMT) по сути представляет собой обычную механическую коробку передач, в которой для управления сцеплением и/или переключения передач используется автоматическое приведение в действие. Многие ранние версии этих трансмиссий были полуавтоматическими, например, Autostick, которые автоматически управляют только сцеплением, но для инициирования переключения передач все равно требуется вмешательство водителя. Некоторые из этих систем также называют коробками передач с ручным управлением без сцепления. Современные версии этих систем, работающие в полностью автоматическом режиме, такие как Selespeed и Easytronic, могут автоматически управлять как работой сцепления, так и переключением передач, без какого-либо участия водителя.

Раннее использование

Ранние передачи включали в себя угловые редукторы и другие зубчатые передачи в ветряных мельницах, механизмах с лошадиной тягой и паровых машинах. Эти механизмы использовались в насосах, мельницах и подъёмных устройствах.

Автомобили

Необходимость использования нескольких передач в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания обусловлена тем, что двигатели обычно работают в диапазоне примерно от 600 до 7000 об/мин, в то время как скорость автомобиля соответствует скорости вращения колес в диапазоне от 0 до 1800 об/мин. Кроме того, характеристики двигателя требуют разных оптимальных диапазонов оборотов для достижения максимальной мощности и наивысшей топливной экономичности.