Zablokowanie skrzyni biegów wydaje się banalnym zadaniem. Naciskasz przycisk. Metalowy kołek opada. Koła zatrzymują się. Jednak inżynieria wymagana do osiągnięcia tego procesu bez niszczenia przekładni i uszkadzania zawieszenia jest zaskakująco złożona.
Rozważ fizykę procesu. Kiedy zostawiasz samochód na wzniesieniu, cały ciężar samochodu przenosi skrzynia biegów. Mechanizm hamulca postojowego musi być w stanie bezawaryjnie wytrzymać to obciążenie. Powinien się również włączyć, nawet jeśli wał wejściowy nie jest idealnie ustawiony. A po włączeniu dźwignia powinna pozostać na swoim miejscu. Nie powinien wyskakiwać z powodu wibracji lub grawitacji.
Rozwiązaniem jest zapadka. Jest to prosta część metalowa, ale jej interakcja z przekładnią wyjściową skrzyni biegów ma kluczowe znaczenie.
Zmiana mechaniki
Większość automatycznych skrzyń biegów wykorzystuje małą dźwignię zwaną zapadką blokującą do blokowania wału wyjściowego. Oto jak to działa:
- Wyłączanie na pochyłościach: Zapadka powinna rozłączać się płynnie nawet przy dużym obciążeniu przekładni spowodowanym ciężarem pojazdu na wzniesieniu.
- Tolerancja niewspółosiowości: Mechanizm pozwala na włączenie nawet wtedy, gdy dźwignia nie jest idealnie wyrównana z rowkiem przekładni. Zapobiega to uszkodzeniom podczas zmiany biegów.
- Niezawodne blokowanie: Po włączeniu zapadki zatrzask lub mechanizm sprężynowy zapobiega jej ponownemu wyskoczeniu. Dzięki temu samochód pozostaje nieruchomy.
Zapadka blokująca sprzęga się z kołem zębatym na wale wyjściowym skrzyni biegów. Po włączeniu biegu w położenie Park zapadka wsuwa się w ząb przekładni. To fizycznie blokuje obrót wału. Koła zatrzymują się.
Ale jest niuans. Jeśli nie zaciśniesz hamulców wcześniej, samochód może się lekko przechylić, zanim zapadka się załączy. Może to spowodować wstrząsy i zużycie metalu. Zawsze używaj hamulca.
Dlaczego to jest ważne?
Bez zapadki parkingowej Twój pojazd nie byłby w stanie zaparkować na pochyłości. Obróciłby się. Pies to ostatni środek bezpieczeństwa. To drobny szczegół, ale odgrywa ogromną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa pojazdu.
Na następnej stronie znajdują się zdjęcia zapadki i przekładni w akcji. Przeanalizujemy szczegółowo, jak dokładnie współdziałają. I dlaczego ignorowanie tego systemu może prowadzić do kosztownych napraw.
Jak zapadka parkingowa blokuje skrzynię biegów
Poniższe zdjęcia pokazują szczegółowo, w jaki sposób mechanizm parkowania zapobiega niezamierzonemu poruszaniu się pojazdu. To nie jest magia, ale prosta przeszkoda mechaniczna.
Rysunek 1 przedstawia zespół wyjściowy skrzyni biegów. Jest to ostatni etap przenoszenia momentu obrotowego przed przeniesieniem go na wał napędowy. Kiedy ustawisz dźwignię zmiany biegów w położeniu Park, mała stalowa dźwignia zwana zapadką postojową zostanie opuszczona, aby zazębić się z zębami wału wyjściowego. Zęby przekładni zazębiają się. Wał zatrzymuje się. Jeśli wał się nie obraca, wał napędowy również nie może się obracać. A jeśli wał napędowy się nie obraca, koła pozostają nieruchome.
Jest to bezpośrednie blokowanie fizyczne. Brak hydrauliki. Nie wymaga oprogramowania. Tylko kawałek metalu utrzymujący swoją pozycję względem obracającego się koła zębatego.
Jak zwężające się zatrzaski radzą sobie ze zboczami
Przyjrzyj się dokładnie mechanizmowi wystającemu z obudowy, w której znajdują się koła zębate. To nie tylko płaski blok metalu. Boki mają kształt stożkowy. Ten kąt jest zamierzony. Rozwiązuje konkretny problem. Parkowanie na stromym zboczu powoduje obciążenie układu hamulcowego. Bez tej konstrukcji zakładka blokująca może się zablokować. Zwężane boki zmieniają fizykę procesu. Ciężar samochodu wywiera nacisk na skrzynię biegów. Siła ta wypycha mechanizm parkujący z pozycji zablokowanej. Kąt pomaga jej się rozłączyć. Próbując włączyć bieg do przodu, unikasz walki z grawitacją.
„Siła wynikająca z ciężaru pojazdu pomaga wypchnąć mechanizm parkujący z pozycji ze względu na kąt stożka.”
Dlaczego geometria jest ważna przy zwalnianiu hamulca postojowego
Wielu kierowców uważa, że zaczep hamulca postojowego to prosty zamek. To coś więcej niż tylko zamek. Stożek zachowuje się jak nachylona płaszczyzna. Kiedy samochód stoi na wzniesieniu, ma tendencję do staczania się. Ten ruch powoduje obciążenie przekładni. Łapa przyjmuje cios. Gdyby boki były pionowe, metal by się zaciął. Bardzo by utknął. Zwężana konstrukcja umożliwia lekkie uniesienie stopki przez ładunek. Wychodzi z biegu. Dzieje się to automatycznie. Nie musisz przytrzymywać pedału hamulca, aby zapobiec zmiażdżeniu stopy przez ciężar samochodu. Geometria wykonuje całą pracę.
Zapobieganie uszkodzeniom przekładni na pochyłościach
Mechanizm parkowania ma kluczowe znaczenie dla utrzymania pojazdu w miejscu. Ale może spowodować uszkodzenie, jeśli zostanie nieprawidłowo zaprojektowany. Stopa bez stożka może pęknąć pod dużym obciążeniem. Albo, co gorsza, może wyrwać zęby mechanizmu parkowania. Zwężana strona rozkłada siłę. Kieruje mechanizm od zębów koła zębatego. Zmniejsza to zużycie. Ułatwia to również rozpoczęcie ruchu. Nie musisz walczyć z kilkutonowym pojazdem. Konstrukcja pozwala na płynne uwalnianie. Chroni wewnętrzne elementy przekładni.
Prawdziwe konsekwencje dla kierowców
Parkując samochód, możesz nie myśleć o zwężających się bokach. Ale inżynieria ma znaczenie. Jeśli Twój samochód ma trudności z wyruszeniem z parkingu na wzniesieniu, mechanizm może być zużyty. Lub może brakować mu odpowiedniego stożka. Projekt zależy od kąta jego funkcjonalności. Bez tego każde nachylenie staje się potencjalnym zagrożeniem dla transmisji. Stożek zapewnia czyste cofanie stopki. To jest mały szczegół. Ale zapobiega kosztownym naprawom. Zrozumienie tego pomaga w diagnozowaniu problemów. To wyjaśnia, dlaczego niektóre samochody radzą sobie z wzniesieniami lepiej niż inne.
Mechaniczne połączenie pomiędzy dźwignią zmiany biegów a skrzynią biegów
Spójrz na szczegóły pokazane na Rysunku 3. Jest to ogniwo, które wykonuje większość pracy podczas przesuwania dźwigni do położenia parkowania (P). Nie ma tu żadnej magii. Jest to linka biegnąca bezpośrednio od dźwigni zmiany biegów w kabinie do skrzyni biegów. Kiedy przesuwasz dźwignię, fizycznie ciągniesz lub popychasz linkę.
Rysunek 4 przedstawia widok z góry samego mechanizmu blokującego. Tak się dzieje, gdy przestawisz dźwignię zmiany biegów w położenie „P”.
Pręt naciska na sprężynę, dociskając ją do małej stożkowej tulei. To całkiem proste. Ale reszta zależy od geometrii.
Jeśli mechanizm pasuje do wycięcia w części wału wyjściowego, ta stożkowa tuleja popycha dźwignię w dół. Zęby przekładni zazębiają się. Samochód jest zamknięty.
Ale co, jeśli skrzynia biegów przypadkowo utknie w „uchwycie” wału wyjściowego?
Sprężyna nadal naciska na tuleję. Dźwignia nadal ma tendencję do opadania. Ale nie może tego zrobić. Zęby nie są wyrównane. Dlatego samochód porusza się nieznacznie. Kilka cali. Może stopa. Zwalniasz pedał hamulca i czujesz lekkie drżenie. To nie jest wada. To jest fizyka. Samochód musi być wystarczająco przechylony, aby biegi obróciły się w żądane położenie. Gdy tylko zostaną ustawione w jednej linii, ogranicznik postojowy (stopka) wskoczy na swoje miejsce.
Dlatego często już sekundę po ustawieniu samochodu w pozycji parkowania i zwolnieniu hamulca słychać charakterystyczny dźwięk pukania. To dźwięk, przy którym zęby w końcu zajmują swoje miejsce.
Po umieszczeniu ogranicznika tuleja bezpiecznie utrzymuje dźwignię. Nawet na stromym zboczu. Blokada mechaniczna zapobiega samoistnemu wyłączeniu biegu przez samochód. Grawitacja została pokonana.
Lekki ruch odczuwany po włączeniu Parkowania to po prostu regulacja wewnętrznego położenia skrzyni biegów, aby umożliwić prawidłowe zazębienie zębów blokujących.
Powiązane artykuły z HowStuffWorks
-
Jak działają automatyczne skrzynie biegów
-
Jak działają ręczne skrzynie biegów?
-
Jak działają hamulce
-
Jak działa hamulec ręczny?
-
Jak działają hamulce przeciwblokujące (ABS)?
-
Jak działa hamulec silnikowy?
