Wie Schaltgetriebe funktionieren

  • Thomas Dalton
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Inhalt
  1. Stufenlose Getriebe
  2. Eine sehr einfache Übertragung
  3. In den ersten Gang schalten
  4. Eine echte Übertragung
  5. Was ist mit dem automatisierten Handbuch??
  6. Wo sind die Handbücher geblieben??

Ein stufenloses Getriebe (CVT) hat einen nahezu unendlichen Bereich von Übersetzungsverhältnissen. In der Vergangenheit konnten CVTs in Bezug auf Kosten, Größe und Zuverlässigkeit nicht mit Vier- und Fünfganggetrieben konkurrieren, sodass Sie sie in Serienautos nicht sahen. Heutzutage haben Verbesserungen im Design CVTs häufiger gemacht.

Das Getriebe ist über die Kupplung mit dem Motor verbunden. Die Eingangswelle des Getriebes dreht sich daher mit der gleichen Drehzahl wie der Motor, was sowohl die Leistung als auch den Kraftstoffverbrauch verbessert. CVTs wurden in Hybridautos üblich, weil sie wesentlich effizienter als manuelle und herkömmliche Automatikgetriebe sind und ihre Popularität von da an sprunghaft anstieg, als die Autohersteller um die bestmöglichen Kraftstoffverbrauchswerte kämpften. Ende 2016 war jedes vierte in den USA verkaufte Auto mit einem CVT ausgestattet.

Das CVT hat seine Nachteile; Vor allem kann das Fahren träge sein, da es eher auf Effizienz als auf Spaß ausgelegt ist. Da sich jedoch viele Fahrer vom Schaltgetriebe entfernen, was dazu führt, dass weniger Handbücher angeboten werden, erhöht das CVT seine Präsenz weiter. Das CVT funktioniert auch am besten in kleinen Autos mit kleinen Motoren, weshalb die meisten LKWs und großen SUVs weiterhin traditionelle Automatiken verwenden.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von stufenlosen Getrieben finden Sie unter Funktionsweise von CVTs. Schauen wir uns nun eine einfache Übertragung an.

Um die Grundidee eines Standardgetriebes zu verstehen, zeigt das Diagramm links ein sehr einfaches Zwei-Gang-Getriebe im Leerlauf. Schauen wir uns die einzelnen Teile in diesem Diagramm an, um zu verstehen, wie sie zusammenpassen:

  • Das grüner Schaft kommt vom Motor durch die Kupplung. Die grüne Welle und das grüne Zahnrad sind als eine Einheit verbunden. (Die Kupplung ist ein Gerät, mit dem Sie den Motor und das Getriebe verbinden und trennen können.) Wenn Sie das Kupplungspedal betätigen, werden Motor und Getriebe getrennt, damit der Motor auch im Stillstand laufen kann. Wenn Sie das Kupplungspedal loslassen, sind Motor und grüne Welle direkt miteinander verbunden. Die grüne Welle und das Getriebe drehen sich mit der gleichen Drehzahl wie der Motor.
  • Das roter Schaft und Zahnräder heißen die Vorgelegewelle. Diese sind ebenfalls einteilig miteinander verbunden, sodass sich alle Zahnräder auf der Vorgelegewelle und der Vorgelegewelle selbst als eine Einheit drehen. Die grüne Welle und die rote Welle sind direkt über ihre kämmenden Zahnräder miteinander verbunden, so dass sich die rote Welle dreht, wenn sich die grüne Welle dreht. Auf diese Weise erhält die Vorgelegewelle ihre Kraft direkt vom Motor, wenn die Kupplung eingerückt ist.
  • Das gelber Schaft ist eine Keilwelle, die über das Differential mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs direkt mit der Antriebswelle verbunden ist. Wenn sich die Räder drehen, dreht sich die gelbe Welle.
  • Das blaue Zahnräder auf Lagern fahren, so dass sie sich auf dem drehen gelber Schaft. Wenn der Motor abgestellt ist, das Auto jedoch im Leerlauf fährt, kann sich die gelbe Welle in den blauen Gängen drehen, während die blauen Gänge und die Vorgelegewelle bewegungslos sind.
  • Der Zweck der Halsband ist es, einen der beiden zu verbinden blaue Zahnräder zum gelbe Antriebswelle. Der Kragen ist über die Keile direkt mit dem gelben Schaft verbunden und dreht sich mit dem gelben Schaft. Der Bund kann jedoch entlang der gelben Welle nach links oder rechts gleiten, um einen der blauen Zahnräder einzurasten. Zähne am Halsband, sogenannte Hundezähne, passen in Löcher an den Seiten der blauen Zahnräder, um sie in Eingriff zu bringen.

Nun wollen wir sehen, was passiert, wenn Sie in den ersten Gang schalten.

Befolgen Sie die schrittweisen Schritte zum Schalten.

Das Bild links zeigt, wie der lila Kragen beim Schalten in den ersten Gang in den blauen Gang rechts einrastet. Wie die Grafik zeigt, dreht die grüne Welle des Motors die Vorgelegewelle, wodurch das blaue Zahnrad nach rechts gedreht wird. Dieses Zahnrad überträgt seine Energie durch den Bund, um die gelbe Antriebswelle anzutreiben. Währenddessen dreht sich das blaue Zahnrad links, aber es läuft frei auf seinem Lager, so dass es keinen Einfluss auf die gelbe Welle hat.

Wenn sich der Bund zwischen den beiden Gängen befindet (wie in der Abbildung auf der vorherigen Seite gezeigt), befindet sich das Getriebe im Leerlauf. Beide blauen Zahnräder laufen auf der gelben Welle mit unterschiedlichen Raten, die durch ihre Übersetzungsverhältnisse zur Vorgelegewelle gesteuert werden.

Aus dieser Diskussion können Sie mehrere Fragen beantworten:

  • Wenn Sie beim Schalten einen Fehler machen und ein schreckliches Knirschen hören, sind Sie es nicht Hören Sie das Geräusch von Zahnradzähnen, die falsch ineinander greifen. Wie Sie in diesen Diagrammen sehen können, sind alle Zahnradzähne jederzeit vollständig ineinandergreifend. Das Schleifen ist der Klang des Hundezähne erfolglos versuchen, die Löcher in der Seite eines blauen Zahnrads einzurasten.
  • Die hier gezeigte Übertragung hat keine "Synchros" (weiter unten in diesem Artikel beschrieben). Wenn Sie diese Übertragung verwenden würden, müssten Sie dies tun Doppelkupplung es. Doppelkupplung war bei älteren Autos üblich und ist bei einigen modernen Rennwagen immer noch üblich. Beim Doppelkuppeln drücken Sie zuerst einmal das Kupplungspedal, um den Motor vom Getriebe zu lösen. Dies entlastet die Hundezähne, sodass Sie das Halsband in den neutralen Zustand bringen können. Dann lassen Sie das Kupplungspedal los und drehen den Motor auf die "richtige Geschwindigkeit". Die richtige Drehzahl ist der Drehzahlwert, bei dem der Motor im nächsten Gang laufen soll. Die Idee ist, das blaue Zahnrad des nächsten Zahnrads und das Halsband mit der gleichen Geschwindigkeit drehen zu lassen, damit die Hundezähne einrasten können. Dann treten Sie das Kupplungspedal erneut ein und verriegeln den Bund im neuen Gang. Bei jedem Gangwechsel muss die Kupplung zweimal gedrückt und losgelassen werden, daher der Name "Doppelkupplung".
  • Sie können auch sehen, wie Sie mit einer kleinen linearen Bewegung im Schaltknauf die Gänge wechseln können. Der Schaltknauf bewegt eine mit der Gabel verbundene Stange. Die Gabel schiebt den Bund auf die gelbe Welle, um einen von zwei Gängen einzulegen.

Im nächsten Abschnitt werden wir uns eine echte Übertragung ansehen.

Die meisten Getriebe haben heute mindestens fünf Geschwindigkeiten.

Viergang-Schaltgetriebe sind weitgehend veraltet, wobei Fünf- und Sechsganggetriebe die gängigsten Optionen sind. Einige Hochleistungsautos bieten möglicherweise noch mehr Gänge an. Sie arbeiten jedoch alle mehr oder weniger gleich, unabhängig von der Anzahl der Gänge. Intern sieht es ungefähr so ​​aus:

Es gibt drei Gabeln, die von drei Stangen gesteuert werden, die vom Schalthebel eingerückt werden. Mit Blick auf die Schaltstangen von oben sehen sie im umgekehrten, ersten und zweiten Gang so aus:

Beachten Sie, dass der Schalthebel a hat Drehpunkt mitten drin. Wenn Sie den Knopf nach vorne drücken, um den ersten Gang einzulegen, ziehen Sie tatsächlich die Stange und die Gabel für den ersten Gang zurück.

Sie können das sehen, wenn Sie den Schalthebel bewegen links und rechts Sie greifen in verschiedene Gabeln (und damit in verschiedene Kragen) ein. Knopf bewegen Vorwärts und Rückwärts Bewegt den Kragen, um einen der Zahnräder einzulegen.

Rückwärtsgang wird von einem kleinen Leerlaufrad (lila) gehandhabt. Der blaue Rückwärtsgang in diesem Diagramm oben dreht sich immer in eine Richtung, die allen anderen blauen Gängen entgegengesetzt ist. Daher wäre es unmöglich, das Getriebe rückwärts zu schalten, während sich das Auto vorwärts bewegt; Die Hundezähne würden niemals einrasten. Sie machen jedoch viel Lärm.

Synchronisierer

Schaltgetriebe in modernen Pkw verwenden Synchronisierer oder Synchros, um die Notwendigkeit einer Doppelkupplung zu beseitigen. Der Zweck einer Synchronisation besteht darin, dem Halsband und dem Zahnrad einen Reibungskontakt zu ermöglichen, bevor die Hundezähne Kontakt aufnehmen. Auf diese Weise können der Kragen und das Zahnrad ihre Geschwindigkeiten synchronisieren, bevor die Zähne einrasten müssen.

Der Kegel des blauen Zahnrads passt in den kegelförmigen Bereich des Kragens, und die Reibung zwischen dem Kegel und dem Kragen synchronisiert den Kragen und das Zahnrad. Der äußere Teil des Halsbandes gleitet dann, so dass die Hundezähne in das Zahnrad eingreifen können.

Jeder Hersteller implementiert Übertragungen und Synchronisierungen auf unterschiedliche Weise, aber dies ist die allgemeine Idee.

Letzte redaktionelle Aktualisierung am 26. März 2018, 15:47:01 Uhr.

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