Vačková prevodovka: príležitosti a rozsah

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Optimalizácia pracovných zdrojov motora počas riadenia zamestnávala mysle dizajnérov už od uvedenia prvého auta. Podarilo sa to dosiahnuť mnohými spôsobmi, no jedným zo základných bolo zvýšenie účinnosti pri interakcii s prevodovkou (prevodovkou). Samotná mechanika párovania dvoch uzlov si vyžaduje určité dynamické úsilie, no bez tejto funkcie sa to nedá. Jedným z energeticky najefektívnejších systémov na zmenu frekvencie krútiaceho momentu je vačková prevodovka, ktorá má však značné obmedzenia pri používaní.

Funkcie mechanizmu zariadenia

Hoci vačkové „skrinky“sú v mnohých charakteristikách lepšie ako štandardné prevodovky, ich dizajn možno považovať za zjednodušený v porovnaní s konvenčnou mechanikou. Hlavnou črtou z hľadiska technického zariadenia jezbaviť sa synchronizátorov. Spolu s nimi sa optimalizovalo zariadenie celej skupiny prvkov, ktoré mali uľahčiť ovládanie prevodovky, no zároveň predĺžili lehotu na vydanie príkazu cez viacero uzlov. Výsledkom bolo, že celá infraštruktúra s jemnými zubami bola nahradená sadou vačkových radov. Pri prevodovke tohto typu môže jedna spojka obsahovať až 7 vačiek, čo zväčšuje šírku oblasti závesu. Zároveň je veľkosť ozubenia v tomto systéme väčšia ako u štandardných prevodoviek, nehovoriac o výmene skoseného tvaru zubov za rovné. To posledné bolo spôsobené potrebou znížiť straty trením a minimalizovať axiálne zaťaženie hriadeľa.

Princíp fungovania

Technika môže byť sekvenčná alebo vyhľadávacia. V prvom prípade je implementované sekvenčné radenie a v druhom - obvyklé, ako v štandardnej prevodovke. V praxi sa častejšie používa sekvenčný princíp, pretože umožňuje vo väčšej miere odrážať možnosti konštrukcie vačky. Prepínanie je možné vykonávať hore a dole, ako aj po stranách. Ovládanie z vodiča sa vykonáva pomocou páky spojenej s hriadeľom. Napríklad prepínanie vačkovej prevodovky na VAZ-2108 sa vyznačuje tuhosťou, spoľahlivosťou a jednoduchosťou. Páka pohybuje vlnitým drážkovaným hriadeľom a otáča ho o určitý stupeň. V dôsledku toho sa aktivuje buď „neutrál“alebo prevodovka. Mimochodom, v záujme ďalšej úspory času je samotná hlavica radiacej páky vyrobená veľká a vysoká, takže vodič trávi menej času manipuláciou.s mechanickým ovládaním. Z technického hľadiska zaberajú poloautomatické vačkové systémy najvyšší stupeň vývoja, v ktorom vodič musí iba čakať na požadované prepnutie elektronikou.

Prevádzková schopnosť

Prevádzkový krútiaci moment pri manipulácii so systémom radenia vačiek je výrazne znížený, čo šetrí čas. Bez ohľadu na charakteristiku motora je rýchlosť zmeny krútiaceho momentu pri vačkovej prevodovke rýchlejšia ako pri bežnej prevodovke. Čas na dokončenie operácie je 0,4 - 0,6 s, čo je viditeľné v porovnaní s vypnutím / zapnutím spojky na aute so štandardnou „škatuľkou“. Dôležitejšie je, že dizajn sekvenčných mechanizmov rozširuje možnosti ladenia. Týka sa to prípadov kompletnej prestavby auta na pretekársku úpravu s nožným posunom. V tomto prípade je potrebné inštalovať spolu s pármi prevodoviek aj pár hlavného diferenciálu, ktorý dokáže korigovať dynamické vlastnosti stroja. Opäť, bežný vodič pravdepodobne nebude potrebovať takúto aktualizáciu, ale pre znalca športového tuningu poskytne novú kvalitu jazdy.

Použitie modelov vačkového prevodu

Na osobných autách určených na verejné cesty sa takéto mechanizmy používajú len zriedka. Pre takéto ustanovenie musia existovať určité dôvody súvisiace so zvýšením dynamiky alebo zjednodušením konštrukčného základu prevodovej jednotky. Často vačkové prevodovkypoužívané pri jednotlivých tuningových podujatiach na demonštráciu určitých schopností koncepčných modelov. V prípade japonského športového vozidla Mitsubishi Lancer Evolution umožnila kombinácia sekvenčnej „škatule“a motora s výkonom 420 k najmä zrýchlenie na 100 km/h za 3,5 s.

Vačkový mechanizmus prevodovky VAZ

V Rusku výrobu komponentov pre prevodové vačkové jednotky vykonáva závod Lada Special Transmission. Táto skupina vyrába sekvenčné mechanizmy vhodné pre automobily VAZ. Podľa používateľov domáce výrobky vykazujú vysokú stabilitu, jasnosť prevádzky a spoľahlivosť. Môžete sa však obrátiť aj na riešenia od východoeurópskych výrobcov ako TST a Dogbox. V radoch týchto spoločností nájdete najbližšie sekvenčné prevodovky na VAZ. Vačkové mechanizmy zahraničnej výroby sa zvyčajne dodávajú v skladacej forme. Často sú napríklad ponúkané súpravy bez montážneho hardvéru, čo nás núti hľadať dodatočne príslušenstvo na upevnenie jednotky na základňu nosiča. Niekedy sa ako darcovské súpravy berú automatické prevodovky.

Prevody vačiek pre „klasiku“

Potreba vybavenia vačkovými „skrinkami“sa samozrejme neobmedzuje len na domáce autá. Klasické sedany a hatchbacky používané na verejných komunikáciách je možné prestavať na sekvenčné radenie. Na tento účel použite špeciálne úpravy vačkových prevodoviek na VAZ a„klasické“v tej či onej konfigurácii. Spravidla ide o mechanizmy s vačkovou spojkou a prevodové jednotky s 5-7 prvkami na povrchu. Čím viac vačiek, tým vyšší je zdroj jednotky v páre spojky a ozubeného kolesa. Na druhej strane zložitosť dizajnu zvyšuje cenu a komplikuje proces integrácie zariadenia. A aj keď základ produktu parametrami zapadá do montážnej základne, ďalšie ťažkosti môžu spôsobiť zdokonalenie vidlice radenia prevodových stupňov. Často sa na tieto účely používajú štandardné prípravky, ktoré sa finalizujú zváraním alebo frézovaním. Je možné použiť hotové zostavy „krabice“, ale to platí najmä pre zastarané 5-vačkové mechanizmy.

Vačkové boxy a pretekárski mechanici

Športové autá sú stále cieľovým miestom pre vačkové prevody. Príklad športového auta od Mitsubishi už bol uvedený a použitie tohto agregátu v automobiloch sa neobmedzuje len na toto. V tejto praxi pokračuje Subaru Impreza, vybavené sekvenčnou „škatuľkou“. A pokiaľ ide o tento model, stojí za zmienku rozdiely v prístupoch k dokončeniu vačkovej jednotky. V civilných verziách športového auta sa využíva práve dôsledný princíp zmeny krútiaceho momentu. Ale v modifikácii rally je toto rozhodnutie zakázané, takže základný mechanizmus prepínania vyhľadávania zostáva. Pozoruhodným príkladom použitia tohto dizajnu je rad vačiek prevodovky Toyota MR2. Jedná sa o dvojmiestne športové auto, ktorého najnovšie úpravy dostali päťstupňovú sekvenčnú „skriňu“SMT. K funkciám tejto stránkytvrdenie, že je schopné odolať zaťaženiu motormi s výkonom okolo 800 hp

Obmedzenia používania sekvenčných kontrolných bodov

Aj keď odmyslíme fakt, že s vačkovými „skrinkami“môžu manipulovať iba vodiči s relevantnými skúsenosťami s fyzickým ovládaním prevodovky, existuje niekoľko zásadne dôležitých kinematických nuancií ovládania takýchto zariadení. Sekvenčné radenie znižuje manévrovateľnosť vozidla pri vykonávaní zložitých zmien jazdných pruhov na verejných komunikáciách. Inými slovami, aj svižný pretekársky pilot bude mať veľkú stratu pri preraďovaní vidlice kvôli nutnosti preplynovania s ostrými prechodmi z nižších do vyšších stupňov. Na rovnej trati, kde je nevyhnutné neustále a sebavedomé udržiavanie vysokej rýchlosti, ukazuje vačková prevodovka svoju najlepšiu stránku, no v civilnom aute sa jej výhody menia na nevýhody.

Záver

Koncept sekvenčného radenia so všetkými jeho vlastnosťami zachováva perspektívu technologického rozvoja. Potvrdzuje to aktívne spájanie takýchto prevodových mechanizmov s elektronikou. Napríklad dnes existujú vačkové jednotky, ktoré pracujú podľa príkazov programovacieho počítača Motec. Jednou z hlavných funkcií elektronickej jednotky v aute s takouto náplňou, ako hovoria vývojári, bude automatické ovládanie zapaľovacieho systému a výkon preplynovania.