Pavarų dėžė yra vienas svarbiausių komponentų automobilyje, be kurio tinkamo veikimo tiesiog nebūtų įmanoma važiuoti ar atlikti norimo manevro. Tai yra mechaninis arba robotizuotas įtaisas, atsakingas už galios perdavimą iš variklio į ratus. Pavarų dėžė gali didelio greičio, mažos jėgos įeinantį srautą konvertuoti į mažo greičio, didelio sukimo momento išėjimo srautą.
Pavarų dėžė dažniausiai vadinama mechanizmu, kurio pagrindinė paskirtis yra perduoti variklio alkūninio veleno sukimosi judesį į kardaninį veleną arba priekinės ašies veleną, taip valdant transporto priemonę keičiant parametrus. Nėra dėžės, galinčios padidinti variklio galią, tačiau ją galima pakeisti taip, kad ji geriausiai atitiktų faktines eksploatavimo sąlygas, pakeitus perdavimo santykį tarp jos įvesties ir išėjimo į palankiausias degalų taupymo ir traukos greičio charakteristikas. Be to, pavarų dėžės „pareigos“ apima variklio tuščiosios eigos režimo įgyvendinimą ir transporto priemonės galimybę važiuoti atbuline eiga.
Pavarų Dėžės Paskirtis ir Veikimo Principai
Pavarų dėžių naudojimo būtinybė kyla dėl alkūninio veleno ir varomųjų ratų kampinių greičių skirtumo, kuris neleidžia varomųjų ratų varyti tiesiai iš alkūninio veleno. Šiuolaikinio variklio alkūninio veleno kampinis greitis, kaip taisyklė, svyruoja nuo 500 iki 9000 aps./min., o varomųjų ratų kampinis greitis gali būti nuo 0 iki 1800 aps./min. Iš to išplaukia, kad šiame parametre neįmanoma derinti vieno su kitu nenaudojant pavarų dėžės. Paprasčiausias būdas yra naudoti specialiai parinktas pavaras, kad būtų galima pakeisti tokius parametrus kaip pavaros greitis ir veleno sukimo momentas.
Pradedant judėti, pirmosios pavaros pasirinkimas reiškia, kad pasirinkome pavarų porą, kurių perdavimo skaičius atitinka pirmą įjungtą pavarą. Kadangi, didėjant pavarų skaičiui, pavarų skaičius dažniausiai mažėja, tokiu atveju turėsime didžiausią perdavimo santykį, mažiausią varomųjų ratų sūkių skaičių, bet didžiausią įmanomą sukimo momento vertę. Tolimesnio įsibėgėjimo metu viena po kitos įjungiamos kitos pavaros, dėl kurių didėja ratų greitis, bet mažėja sukimo momentas. Net ir šis trumpas aprašymas rodo, kad pavarų dėžė atlieka svarbias funkcijas, be kurių apie jokį vairavimą nebūtų nė kalbos.
Pagrindiniai elementai
- Krumpliaračiai - perduoda jėgas ir judesį. Automobiliams dažniausiai naudojami cilindriniai krumpliaračiai. Pagal krumplių tipą jie skirstomi į: tiesius ir įstrižus. Pagal krumplių padėtį būna: išorinio sukibimo ir vidinio sukibimo.
- Riedėjimo guoliai - automobilių agregatuose velenai ir krumpliaračiai sukasi guoliuose. Pagal riedėjimo elementų formą jie skirstomi į: rutulinius, cilindrinius ritininius, kūginius ritininius, sferinius ritininius, adatinius. Jie dar skirstomi į radialinius ir ašinius.
- Veleno sandarikliai - pavarų velenai yra sandarinami radialiniais sandarikliais.
Perdavimo skaičius
Perdavimo skaičius reiškia dviejų sąveikaujančių pavarų sukimosi greičių santykį. Kitaip tariant, tai yra pavaros krumpliaračio ir varančiosios pavaros dantų skaičiaus santykis. Skirtingoms pavaroms natūraliai reikalingi skirtingi pavarų skaičiai - aukščiausia pavara įjungiama žemiausia (1 pavara), o žemiausia - aukščiausia. „Tiesioginė“ transmisija atitinka pavarų skaičių, lygų vienetui. Renkantis pavarų padėčių skaičių, jos dažnai pasirenkamos taip, kad jos būtų nepertraukiamos. Galima pateikti pavyzdį: turime dvi viena su kita sujungtas pavaras, ant kurių kiekvienos išilgai žymės uždedame žymeklį - priešais vienas kitą. Jei tam tikros pavarų poros pavarų skaičius yra lygus, pavyzdžiui, dviem, tai reiškia, kad lygiai du apsisukimai nuo sukimosi pradžios, pavarų žymės vėl sutaps. Ir kas du apsisukimus šis paveikslas kartosis - sutaps ta pati dantų pora, tai yra, ši pora apkraunama labiau nei kitos ir dėl šios priežasties nulūš ar susidėvės daug greičiau.
Pavarų Dėžių Tipai
Visos pavarų dėžės veikia naudodamos krumpliaračių sistemą, kurie yra apvalūs diskai su dantukais aplink kraštą. Šie krumpliaračiai tarpusavyje sujungti, kad perduotų variklio galią ratams. Apibendrinant galima teigti, kad automobilių pavarų dėžės yra labai svarbi bet kurios transporto priemonės sudedamoji dalis, o kiekvienas skirtingas tipas turi savų privalumų ir trūkumų, tad pavarų dėžės tipo pasirinkimas labai priklauso nuo vairuotojo pageidavimų ir vairavimo stiliaus.
Mechaninė pavarų dėžė
Mechaninė pavarų dėžė yra seniausias ir labiausiai paplitęs automobiliuose naudojamų pavarų dėžių tipas. Su ja vairuotojas turi rankiniu būdu perjungti pavaras naudodamas sankabos pedalą ir pavarų perjungimo svirtį. Jos veikia naudodamos pavarų ir sankabos sistemą, kuri leidžia vairuotojui pasirinkti norimą pavarų santykį, kad variklio galia būtų perduodama ratams. Tradicinė mechaninė pavarų dėžė ir toliau išlieka vyraujanti nedidelės galios, santykinai pigių automobilių segmente.
Privalumai
- Jos leidžia geriau kontroliuoti automobilio greitį ir galią. Vairuotojas gali perjungti pavaras savo nuožiūra, todėl gali pasirinkti optimalią pavarą konkrečioje situacijoje, pavyzdžiui, važiuodamas į kalną ar lenkdamas.
- Tai paprasta, labai patikima, didžiausią naudingumo koeficientą turinti transmisija. Kuo mechanizmas mažiau sudėtingas, tuo jo patikimumas didesnis.
- Taupiems vairuotojams mechaninė pavarų dėžė papildomai reiškia lėčiau tuštėjantį degalų baką.
Trūkumai
- Nepatyrusiems vairuotojams gali būti sunku jas valdyti, ypač esant intensyviam eismui arba važiuojant stačiomis įkalnėmis, kai vairuotojas turi balansuoti tarp sankabos ir akceleratoriaus pedalų. Kai kas taip ir neišmoksta laiku bei tiksliai perjungti reikiamos pavaros. Paradoksalu, bet atrasime ir tokių, kurie neatranda loginio ryšio tarp variklio sūkių, važiavimo greičio ir pavaros.
- Mechanines pavarų dėžes reikia reguliariai prižiūrėti, įskaitant sankabos ir pavarų dėžės alyvos lygio tikrinimą, periodišką sankabos plokštelių ir kitų komponentų keitimą.
Automatinė pavarų dėžė
Automatinės pavarų dėžės pradėtos naudoti XX a. ketvirtajame dešimtmetyje. Jos veikia naudodamos hidraulinio slėgio ir sukimo momento keitiklio sistemą, kuri leidžia automobiliui automatiškai parinkti optimalų pavarų santykį konkrečioje situacijoje. Automatinę transmisiją sudaro hidraulinis transformatorius ir planetinė pavarų dėžė, kurie gali būti sujungti tarpusavyje įvairiais būdais. Automatinėse transmisijose dažniausiai naudojamos planetinės pavarų dėžės. Varikliui veikiant tuščiąją eiga, transmisijai galios srautas neperduodamas.
Automatika jau plačiai paplitusi net ir miesto modeliuose, o daugelyje populiarių segmentų ji netgi yra standartinė įranga. Naujesnės automatinės pavarų dėžės, kurios taip pat gaminamos jau kelerius metus, turi kur kas daugiau privalumų nei senesniuose automobiliuose sumontuotos pavarų dėžės. Pirmiausia jos neerzina vangiu pavarų perjungimu ir nedaro didelės įtakos degalų sąnaudoms - nebent kalbame apie vadinamąsias automatines pavarų dėžes, t. y. mechanines pavarų dėžes su pavarų perjungimo elektronika.
Privalumai
- Vienas iš pagrindinių automatinių pavarų dėžių privalumų yra tai, kad jas labai lengva valdyti. Vairuotojui nereikia rūpintis pavarų perjungimu, o automobilis automatiškai parinks optimalią pavarą konkrečioje situacijoje.
- Dėl to vairuoti esant intensyviam eismui ar važiuojant stačiomis įkalnėmis yra daug lengviau ir patogiau.
- Automobilis su automatine pavarų dėže - tai neabejotinai didesnis kasdienio vairavimo komfortas, nes nereikia spausti sankabos pedalo (jo paprasčiausiai nėra) ir „vėduoti“ pavarų perjungimo svirties, todėl automatinė pavarų dėžė tampa tikru išsigelbėjimu spūstyse.
- Hidrotransformatorius, tolygiai keičiantis ir iki 2,8 karto didinantis perduodamą sukimo momentą, sąlygoja švelnų ir tolygų pajudėjimą iš vietos. Pasiekus atitinkamą greitį arba pradėjus stabdyti varikliu, hidrotransformatoriaus darbo ratai blokuojami specialiu frikciniu stabdžiu, taip mažinamos degalų sąnaudos ir didinamas stabdymo varikliu efektyvumas.
Trūkumai
- Už komfortą sumokėsite didesniais eksploatacijos bei priežiūros kaštais. Hidrotransformatorius didžia dalimi sumažina bendrą pavarų dėžės naudingumo koeficientą.
- Automatinėje pavarų dėžėje gali prireikti pakeisti sukimo momento keitiklį ir reguliariai tikrinti pavarų dėžės alyvos lygį.
- Ji paprastai yra jautresnė nei mechaninė pavarų dėžė vairuotojo klaidoms, padarytoms valdant transmisiją.
- Automatinė pavarų dėžė yra gerokai sudėtingesnė už paprastą mechaninę transmisiją, todėl remonto kaštai kalba ne jos naudai.
- Nereikėtų išbandyti pavarų dėžės galimybių, kai ji neįkaitusi (variklis nėra pasiekęs reikiamos darbinės temperatūros).
Automatinių pavarų dėžių valdymas ir simboliai
Šalia automatinės pavarų dėžės svirties rasite nemažai ženklų (raidės, skaičiai ar kiti simboliai). Norint teisingai vairuoti automobilį su automatine pavarų dėže, būtina žinoti šalia pavarų perjungimo svirties (jungiklio) ir (arba) rankenėlės esančius ženklus. Juos sudaro keturios pagrindinės raidės - P, R, N ir D, tačiau taip pat galima rasti L, M, S, W, B, skaičius (1, 2, 3) arba kitus ženklus (pliusus ir minusus).
- P (Parking): Ši raidė reiškia „stovėjimą“. Tai yra ratų blokavimo pavara, naudojama tik tada, kai automobilis stovi. Jos negalima įjungti, kai automobilis važiuoja ar net lėtai „rieda“. Jos taip pat nereikėtų naudoti per dažnai, pavyzdžiui, kaskart sustojus prie šviesoforo.
- R (Reverse): Ši raidė reiškia „atbulinę eigą“. Trumpai tariant, tai atbulinės eigos pavara.
- N (Neutral): Ši raidė reiškia „neutrali“. Rankinėje pavarų dėžėje tai yra laisvosios eigos atitikmuo. N režimu automatinė pavarų dėžė neperduoda sukimo momento ratams, todėl važiuoti su šiuo pavarų santykiu neįmanoma. Tačiau ja negalima pakeisti P padėties, nes N padėtyje pavarų dėžė neužblokuoja ratų. Važiuoti šiuo režimu nerekomenduojama dėl prastesnio pavarų dėžės tepimo ir galimybės ją negrįžtamai sugadinti. Tačiau galite palikti transporto priemonę laisvoje padėtyje, tačiau nepamirškite įjungti rankinio stabdžio.
- D (Drive): Ši raidė reiškia „pavarą“. Tai priekinės pavaros režimas. Tiesiog įjunkite jį (stovint, nuspaudus stabdį) ir automobilis pradės „važiuoti“ bei pats perjungs pavaras, kai paspausite akceleratoriaus pedalą.
- S (Sport): Ši raidė reiškia „sportas“. Perjungus pavarų svirtį į S padėtį, įjungiamas transmisijos sportinis režimas, t. y. režimas, skirtas geriausioms įmanomoms eksploatacinėms savybėms pasiekti. Įjungus S režimą, transmisija išlaiko žemesnes pavaras, o stipriau paspaudus akceleratoriaus pedalą greičiau perjungia pavaras.
- W (Winter): Ši raidė reiškia „žiemą“. Tai vadinamasis automatinės transmisijos žiemos režimas, rekomenduojamas važiuojant sniegu ar slidžia danga. Kad tokiomis sudėtingomis kelio sąlygomis automobilis neprarastų sukibimo su keliu, esant W nustatymui transmisija dažniausiai važiuoja antra pavara.
- M (Manual): Ši raidė reiškia „mechaninė“. Tai nustatymas, leidžiantis pavaras perjungti rankiniu būdu. Tai galima padaryti keliais būdais - judinant svirtį arba spaudžiant už vairo esančias svirtis, arba abiem būdais.
- Pliusai ir minusai (+/-): Dažnai būna šalia raidės M, nurodantys rankinio perjungimo režimą.
- L (Low): Ši raidė reiškia „žemas“. Įprastai šis nustatymas naudojamas norint išlaikyti aukštą variklio sūkių dažnį, kad padidėtų jo efektyvumas, pvz., važiuojant į kalną. Jis taip pat naudingas padedant stabdyti varikliu. Kai kuriuose automobiliuose L režimas užblokuoja tam tikrus pavarų perdavimo skaičius arba įjungia tam tikrus važiavimo režimus.
- B (Brake): Ši raidė reiškia „stabdžius“. Elektromobiliuose ir hibridiniuose automobiliuose ją galima rasti šalia krypties pasirinkimo svirties. Nustatymas B įjungia maksimalų rekuperacijos lygį.
- „Shift Lock“: Šis tekstas rodo, kad automatinė pavarų dėžė yra užblokuota stovėjimo padėtyje (P), kad būtų išvengta atsitiktinio užvedimo ir automobilio sugadinimo, pvz., garaže.
Belaipsnės transmisijos (CVT)
Belaipsnės transmisijos, dažniausiai suprantamos kaip variatoriai, yra palyginti naujo tipo pavarų dėžė, veikianti naudojant skriemulių ir diržų sistemą. Skirtingai nuo tradicinių pavarų dėžių, kurios turi fiksuotą pavarų skaičių, šios pavarų dėžės gali sklandžiai reguliuoti pavarų santykį, kad jis atitiktų automobilio greitį ir išvystomą galią. Unikalus mazgas toli gražu ne retenybė - jį galima sutikti FIAT, „Ford“, „Renault-Nissan“, „Subaru“, „Volskwagen“, „Volvo“ kompanijų skirtingų laikotarpių ir modelių automobiliuose. Belaipsnis perdavimo skaičiaus keitimas naudojamas ir populiarėjančiuose hibridiniuose automobiliuose su sinergetine pavara („Toyota“, „Honda“, „Ford“), kur vidaus degimo variklio pavara vienu metu sujungiama su elektros variklio pavara.
Privalumai
- Vienas iš pagrindinių šio tipo dėžių privalumų yra tas, kad jos užtikrina sklandžiausią vairavimo patirtį iš visų pavarų dėžių tipų. Automobilio pagreitis yra tolygus ir linijinis, be trūkčiojančio pavarų perjungimo, kuris gali būti būdingas mechaninėms ar automatinėms pavarų dėžėms.
- Vairuotojas ir keleiviai nejaučia pavarų perjungimo momentų, o variklio apkrova visuose darbo režimuose išlieka optimali.
- Tokia transmisija sugeba eliminuoti vairuotojo klaidas, todėl neigiamos pasekmės pačiam agregatui bei varikliui - minimalios. Važiavimo komforto, degalų sąnaudų, dinamikos požiūriu tai bene optimalus variantas.
- Daug degalų galima sutaupyti naudojant bepakopes pavarų dėžes, kurios ne veltui naudojamos hibridiniuose automobiliuose.
Trūkumai
- Jų gamyba gali būti brangesnė nei mechaninių ar automatinių pavarų dėžių, todėl jos nėra tokios paplitusios.
- Be to, jas gali būti sunkiau ir brangiau remontuoti dėl sudėtingesnės bendros sistemos.
- Vienas belaipsnės transmisijos, konkrečiai variatoriaus, trūkumų - riboto dydžio sukimo momento perdavimas.
- Nors belaipsnė transmisija išoriškai paprastesnė už sekvencinę pavarų dėžę, tačiau sudėtingų, preciziškai pagamintų elementų pakanka ir joje.
Dviejų sankabų transmisija (DCT/DSG)
Dviejų sankabų transmisija (DCT/DSG) pasižymi dvejomis atskiromis sankabomis, skirtomis nelyginių ir lyginių pavarų rinkiniams. Tai leidžia daug greičiau perjungti bėgius, užtikrinant dinamiškesnį vairavimą.
Sekvencinės pavarų dėžės (Robotizuotos mechaninės pavarų dėžės)
Egzistuoja tarpinę nišą tarp mechaninių ir automatinių transmisijų užimančios pavarų dėžės. Jose automatizuotas ne pavarų perjungimas, o tik sankabos įjungimas/išjungimas. Tačiau tokių, pavyzdžiui, „General Motors“, „Porsche“ ir nedaugelyje kitų kompanijų mašinų naudotų pavarų dėžių populiarumas išblėso. Sekvencinės pavarų dėžės po truputėlį iš „Premium“ segmento stumia net mechanines transmisijas.
Privalumai
- Su spartesniais kontroleriais ir kokybiškesniais vykdymo elementais jos veikia kur kas sklandžiau nei automatinės transmisijos.
- Padidėjus pavarų skaičiui (iki 5, 6), pagerėjo ekonomiškumas.
- Be to, galima pasirinkti vieną iš kelių valdymo režimų (sportišką, žiemos ar pan.).
- Kaip ir mechaninėje transmisijoje, pavaras galima perjungti svirtimi arba tiesiog jungikliais šalia vairo rato. Visa tai sukuria iliuziją, lyg šią transmisiją valdytum pats.
- Didesnes degalų sąnaudas kompensuoja gerokai didesnis automobilių su šiuolaikinėmis „automatinėmis“ pavarų dėžėmis našumas (šiuo požiūriu pirmauja dinamiškai perjungiamos dvigubos sankabos pavarų dėžės).
Trūkumai
- Tik retais atvejais visas valdymas patikimas vairuotojui. Varikliui dirbant ribiniais režimais, pavaras vis tiek perjungia „budrusis“ kontroleris.
- Net ir tos pačios klasės, panašios galios, tačiau skirtingų gamintojų automobiliuose sekvencinė pavarų dėžė gali turėti skirtingą valdymo programą. Tai galima pasakyti ir apie tos pačios markės automobilius, besiskiriančius variklio galia.
- Didelę įtaką daro variklio galia, jo elastingumas bei automobilio masė. Ganėtinai sunkiame vidutinės (D segmentas) arba vidutinės aukštesnės (E segmentas) klasės automobilyje, jei variklio galia neviršija 200 AG, kažkokio ypatingo efekto rankiniu būdu perjungiant pavaras nebus.
Mechaninės pavarų dėžės restauracija. Pavarų dėžės veikimo principas ir ardymas || RETRO Dirbtuvės
Pavarų Dėžių Priežiūra ir Reikšmė
Nepriklausomai nuo pavarų dėžės tipo, norint, kad pavarų dėžė veiktų tinkamai, būtina reguliari techninė priežiūra. Mechanines pavarų dėžes reikia reguliariai prižiūrėti, įskaitant sankabos ir pavarų dėžės alyvos lygio tikrinimą, periodišką sankabos plokštelių ir kitų komponentų keitimą. Automatinėje pavarų dėžėje gali prireikti pakeisti sukimo momento keitiklį ir reguliariai tikrinti pavarų dėžės alyvos lygį. Nepertraukiamai kintamoje pavarų dėžėje gali tekti keisti skriemulius ir diržus, taip pat reguliariai tikrinti pavarų dėžės alyvos lygį. Prieš įsigydami nenaują automobilį su automatine pavarų dėže šį mazgą būtinai patikrinkite, bent jau alyvos būklę ir jos lygį dėžės karteryje. O prieš keisdami atsiverskite eksploatacijos instrukciją arba pasiteiraukite serviso darbuotojų, kokia alyva numatyta konkrečiai dėžei.
Galiausiai, pavarų dėžės tipo pasirinkimas yra asmeninis, todėl rinkdamiesi pavarų dėžę vairuotojai turėtų atsižvelgti į savo vairavimo stilių, vairavimo būdą ir savo pageidavimus. Nors azartiški vairuotojai niekada neatsisakys patys perjungti pavaros ir didins savo profesionalumą kiekvieną kartą išvažiuodami į trasą, ramiam vairuotojui automatinė transmisija neerzins valdymo algoritmu.