Понятия: передаточное число; понижающая, повышающая, прямая передача КПП

Итак, КПП предназначена для изменения крутящего момента путем уменьшения или увеличения передаточного числа.

Для уяснения понятия передаточного числа обратимся к схеме зубчатой передачи (рис. 1).

Рисунок 1 – Схема зубчатой передачи

Передаточным отношением (u) называется отношение количества зубьев ведомой шестерни z_{ведомой}  к количеству зубьев ведущей шестерни z_{ведущей}:

u=z_{ведомой} / z_{ведущей}=40/20=2

Передаточное отношение можно также определить отношением частоты вращения ведущего вала n_{ведущего}  к ведомому n_{ведомого}:

u=n_{ведущего} / n_{ведомого}=2000/1000=2

Ну а что-же при этом происходит с крутящим моментом? Крутящий момент М_{ведомого} на ведомом валу равен крутящему моменту на ведущем валу M_{ведущего}, умноженному на передаточное отношение u, т. е.:

М_{ведомого} = M_{ведущего} х u

Т.о. для зубчатой передачи, приведенной на рисунке 1, момент на ведомом валу в 2 раза больше, чем на ведущем, т.е если передаточное отношение увеличивается, то увеличивается и крутящий момент, а частота вращения ведомого вала уменьшается.

Во время работы коробки передач (трехвальной), при включении любой передачи (кроме прямой), в передаче крутящего момента с первичного(ведущего) вала КПП, который соединен через сцепление с коленчатым валом двигателя), ко вторичному (ведомому), который соединен через элементы трансмиссии с колёсами, участвует две пары зубчатых колёс, в таком случае передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных пар шестерен:

u_общее = u1 х u₂

Крутящий момент М_{вторичного} на вторичном (ведомом) валу равен крутящему моменту на первичном (ведущем) М_{первичного}, умноженному на общее передаточное отношение u_общее, т. е.:

М_{вторичного} = М_{первичного} х u_общее

Если передаточное отношение увеличивается, то увеличивается и крутящий момент, а частота вращения вторичного вала коробки передач и ведущих колес уменьшается.

В КПП автомобиля может быть от 3х и выше передач.

Передача, при которой передаточное отношение в КПП u_общее > 1 называется понижающей. Пользуются ею при трогании с места, разгоне и движении в трудных дорожных условиях, так как тяговые усилия на ведущих колесах наибольшие.

Передача, при которой u_общее = 1 называется прямой. С включением такой передачи частота вращения коленчатого вала равна частоте вращения карданного вала. Прямая передача является основной передачей, используемой при движении автомобиля по хорошей, ровной дороге с высокой установившейся скоростью.

Передача, при которой u_общее <1 называется повышающей. Её используют на длинных пологих спусках и на горизонтальных участках дороги для достижения максимальных скоростей.

Пример передаточных чисел для 4х ступенчатой коробки передач автомобиля ГАЗ 53: 1я передача: 6,55; 2я передача 3,09; 3я передача 1,71; 4я 1,0; задняя 7,9.

Следует отметить, что первую передачу водители ГАЗ 53 используют при трогании с места с гружёным кузовом (до 3т), если автомобиль не загружен, то тронуться с места можно и на 2й передаче. Это правило касается всех грузовиков.