Перейти к содержанию
Honda Club Belarus

Заархивировано

Эта тема находится в архиве и закрыта для дальнейших ответов.

OEMovich

Передаточные числа КПП и главная пара.

Recommended Posts

OEMovich    199

Взято отсюда: http://www.autoclub-kazan.ru/publication/?id=461

"Каждый из нас, выбирая для покупки новый автомобиль, смотрит на технические характеристики. Если их уметь анализировать, то мы можем спрогнозировать (пусть и не очень точно) характер машины. Таким образом, нам легче будет подобрать «обновку под себя» (ведь мы все разные, как и предлагаемые нам машины). А правильный выбор положительно скажется как на удовольствии от езды, так и на безопасности. Частенько в характеристиках встречаются передаточные числа каждой из передач, а также цифра главной пары. Что они обозначают?

В каждой КПП несколько передач, например, в «механике» чаще всего 5. Для чего их столько нужно? Представьте себе, что 1-я передача — это спринтер. Мощный человек, огромные мускулы ног. Свою «стометровку» 1-я передача (спринтер) пробежит лучше всех. А 5-я передача — это марафонец, который мощным телосложением не выделяется, зато жилист и вынослив. С дистанцией 42 км 5-я передача (марафонец) справится гораздо лучше спринтера (1-я передача). Но вот сдвинуть тяжелую машину с места у марафонца (5-ой передачи) может не хватить сил. Все остальные передачи (2-я, 3-я, 4-я) — это бегуны по своим дистанциям, каждый из них тоже важен.

Даже с относительно слабым мотором машина может быть быстрой из-за правильно подобранных передаточных чисел КПП. Чтобы машина ехала благодаря расходу топлива (а не только накатом с горки), прежде всего нужно передать крутящий момент от двигателя к колесам. Обычно это делается с помощью приводных валов с зубчатыми шестеренками. Например, если на ведущем валу (двигатель) 20 зубьев, а на ведомом (КПП) их 60, то передаточное число будет равно 3 (60:20=3). Соответственно, ведомый вал будет крутиться в 3 раза медленнее ведущего, зато и крутящий момент будет увеличен в 3 раза. В трансмиссии дважды происходит такая трансформация: от двигателя к КПП, с использованием разного количества зубьев (передаточных чисел) для каждого номера передачи; и от КПП к колесам (так называемая главная пара). Чем больше передаточное число каждой передачи и главная пара, тем меньше получается максимально возможная скорость на каждой передаче. «Максималка» считается очень просто. Допустим, главная пара равна 5.0, передаточное число у первой передачи 3.0, какая скорость у машины будет при 6000 об/мин двигателя? Легко определим, что колесо будет вращаться 400 об/мин (6000:5:3=400). А дальше – из учебников школы: V(скорость)=2*3,1418*R(радиус колеса в сборе)*N(об/мин колеса). Отметим, что если вместо первой передачи мы выберем 2-ю (пусть ее передаточное число равно 2.0), то скорость вращения колеса (ну и скорость машины, конечно) при тех же 6000 об/мин двигателя вырастет в 1.5 раза (6000:5:2=600). То есть уменьшая передаточное число, мы автоматически увеличиваем скорость.

А как влияет главная пара? Для ответа интересно сделать обратный подсчет. Допустим, у нас две абсолютно одинаковые машины, но главная пара у первой – 5, а у второй – 4. Каковы будут обороты двигателей этих машин на второй передаче при одинаковой скорости? Одинаковая скорость машин (при тех же колесах) означает одинаковую скорость вращения колеса (допустим, 600 об/мин). Далее просто 600*2*5=6000 у первой машины и 600*2*4=4800 у второй, с уменьшенной главной парой.

После всех этих выкладок мы можем сделать первый вывод: если производитель хочет, чтобы машина не требовала излишней раскрутки двигателя и обладала увеличенной максимальной скоростью на каждой передаче, значит надо уменьшать передаточные числа и главную пару, не помешает и увеличить радиус колеса в сборе.

Ну а если производитель хочет улучшить динамику разгона, то все надо делать наоборот.

Этот принцип действует для всех типов КПП, будь то механика, АКПП, робот или вариатор. В последнем случае вместо двух сопряженных зубчатых передач мы имеем два конуса с непрерывным изменением передаточного числа.

Перед тем, как идти дальше, нам надо сделать одну важную оговорку. Все выводы, к которым мы приходим, сделаны на основе упрощений (без учета аэродинамики, веса авто, ширины покрышек, требований экологичности, и так далее, и тому подобное). Понятно, например, что увеличить скорость обычного серийного автомобиля с 200 до 400 км/ч только с помощью изменения КПП невозможно. Приводить кучу формул для обоснования роста аэродинамической силы смысла нет, нам это и так понятно из жизненного опыта. Зато теперь, рассматривая только КПП без наложения других «сложностей», мы лучше поймем работу именно этого агрегата.

Теперь поближе рассмотрим передаточные числа, забыв на время о главной паре (но примем ее равной 5). Вы, конечно, знаете, что при 5000 об/мин машина разгоняется веселее, чем при 2500. А это значит, что для хорошего разгона очень важно, чтобы при переключении передачи вверх обороты двигателя падали не слишком низко. Самый лучший разгон получается, если мы уложимся в отрезок между оборотами максимального крутящего момента (у 16-клапанных бензиновых двигателей обычно — 4000 об/мин) и максимальной мощности (обычно — 6000 об/мин). Это напрямую зависит от передаточных чисел каждой передачи. Заметим, что ряды передач (если за главный критерий взять «лучший разгон») будут абсолютно разными на таких двух двигателях: первый — максимальный момент при 4500, мощность — при 6000; и второй — момент при 4000 и мощность при 6300. Допустим, что передаточное число у первой передачи – 4, у второй – 2. Значит, при переключении на 2-ю передачу обороты двигателя упадут в 2 раза. Почему? А давайте посчитаем, на 1 передаче колесо при 5000 об/мин двигателя вращается 250 об/мин (5000:5:4=250) и при переключении на 2-ю передачу мы получим 2500 об/мин на двигателе (250*2*5=2500). Как Вы заметили, от величины главной пары здесь ничего не зависит. Обороты, при таких передаточных числах, всегда упадут в 2 раза. Как известно, на 9-ках была та же самая проблема, из-за неграмотного подбора передаточных чисел двух первых передач (3.64 и 1.95 соответственно), что приводило к потере динамики разгона. Поэтому на 1-ой передаче приходилось сильно выкручивать обороты двигателя вверх, что, при постоянном использовании такого приема, плохо сказывалось на синхронизаторе 2-й передачи.

Отсюда вывод: чем ближе передаточные числа, тем более плавным и быстрым будет разгон при последовательном переключении передач. А вот во сколько раз меньше станут обороты двигателя при изменении передачи, сосчитать легко: просто поделите два передаточных числа (низшей и высшей передачи соответственно).

Теперь пора достать из шкафа забытую нами на время главную пару. Как Вы уже заметили, для определения скорости (или при обратной задаче – расчет оборотов двигателя) нам всегда приходится использовать произведение передаточного числа на главную пару. Назовем это произведение ОПЧ (общее передаточное число). Эта величина характеризует, насколько уменьшится скорость вращения колес (по отношению к оборотам двигателя) и, как Вы помните, увеличение крутящего момента. Допустим, ОПЧ меняется от 2.8 до 16.5 (цифры, естественно, приблизительные, для каждой машины есть свой оптимальный отрезок). И вот здесь возникает конфликт в нарезке передаточных чисел. Для плавного разгона передачи должны быть достаточно близкими, как итог – разница между первым и последним передаточным числом получается небольшой. Но тогда, чтобы уместиться в пределы ОПЧ, просто необходимо увеличить главную пару. Это, как Вы помните, ведет к лучшей динамике разгона, но и к уменьшению скорости на каждой передаче, и увеличению необходимых оборотов двигателя (что приводит к увеличенному расходу топлива). Такой выбор (особенно для чисто городских машин) не является оптимальным, ибо приходится чаще переключать передачи, к тому же заставляет держать, даже при спокойной езде, необоснованно большие обороты двигателя. С другой стороны, если уменьшить главную пару, то (вспомните – надо уместиться в промежуток изменения ОПЧ) приходится увеличивать разницу между передаточными числами в КПП. Ага, хвост вытянули – нос завяз. Теперь при переключении вверх обороты двигателя падают слишком сильно. И хороший разгон у нас не получается. Подумаем. А почему бы не уменьшить отрезок ОПЧ? Тогда мы сможем и передачи сблизить, и главную пару уменьшить, получая экономичный автомобиль с хорошим разгоном. В каких-то пределах, не существенно, так и делают производители. Малые изменения в ОПЧ, естественно, ведут к несущественным изменениям в характере машин. А если изменить отрезок ОПЧ кардинально? Например, уменьшить верхний предел ОПЧ с 16.5 (соответствует 1-ой передаче) до 10.5? Оценить подобное «нововведение» Вы сможете и сами лично, особенно, если у Вас «механика». Просто попробуйте стартовать с места не на 1-ой передаче, а на 2-ой. Можно ли так сделать? Конечно. Педаль сцепления в пол, предварительная подгазовка (чтобы увеличить обороты), отпуск сцепления с одновременным нажатием на газ. А будет ли это удобным при каждом трогании с места? Увы, надоест быстро. Но есть и другой аспект: крутящий момент (при передаче от двигателя на колеса) в данном случае увеличится не в 16.5, а только в 10.5 раз, что не лучшим образом скажется при буксировании прицепа, или увеличении массы нагруженного автомобиля, или на плохой грязевой дороге. Каков же выход?

Да просто увеличить количество передач! Передач стало больше, значит их можно разместить ближе друг к другу.

Меня часто спрашивают: почему 4АКПП Вы считаете хуже, чем 5АКПП? Теперь, после вдумчивого обсуждения всех нюансов, Вы и сами, без моей помощи, ответите на этот вопрос. Ибо 4 передачи всегда огромный компромисс: или мы вынуждены максимально удалять друг от друга передаточные числа (недостатки такого подхода мы уже рассматривали), или увеличивать главную пару (со всеми минусами такого решения). При переходе с 4АКПП даже на 5АКПП (6 и 7, конечно, еще лучше) мы получаем «лишний» коэффициент 1.25, который по своему усмотрению мы можем употребить для существенного улучшения «нарезки» передаточных чисел.

Еще раз, очень коротко, повторим выводы:

1. Если требуется:

- реже переключать передачи

- при спокойной езде держать небольшие обороты двигателя

- увеличить максимальную скорость на каждой передаче,

значит производитель уменьшает передаточные числа и главную пару. Ну а если требуется улучшить разгонную динамику, то все надо делать наоборот.

2.Чем ближе передаточные числа, тем более плавным будет разгон при последовательном переключении передач.

3.Чем больше количество передач в КПП, тем лучше."

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

×