Wie funktioniert ein Schaltgetriebe? | 2018 | Artikel

Wie funktioniert ein Schaltgetriebe?


Ein manuelles Getriebe hilft einem Fahrzeug, eine gewünschte Geschwindigkeit durch die Verwendung von Zahnrädern, einer Kupplung und einem Schalthebel zu erreichen. Das funktioniert so: Wenn der Fahrer schalten will, drückt er oder sie das Kupplungspedal und lässt dabei Gas aus. Dadurch wird die Kupplung im Getriebe gelöst und der Fahrer kann in einen höheren oder niedrigeren Gang schalten.

Der Rückwärtsgang stellt eine andere Option dar, die verwendet wird, wenn das Fahrzeug nicht in Bewegung ist. Am Getriebe über die Kupplung angeschlossen, dreht das Getriebe hauptsächlich aufgrund des Schwungrads mit der gleichen Drehzahl wie der Motor. Die Druckplatte drückt die Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad und verriegelt den Motor mit dem Getriebe, um sicherzustellen, dass sie mit der gleichen Geschwindigkeit bleibt.

Was ist mit den Vorteilen? Einige der Vorteile eines manuellen Getriebes gegenüber einer automatischen Version umfassen verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Haltbarkeit und Kosten. Einige der Nachteile umfassen eine komplexere Lernkurve, langsamere Schaltgeschwindigkeiten und mehr Fokus, der zum Fahren erforderlich ist, insbesondere wenn das Fahrzeug in hügeligem Gelände betrieben wird.

Das Fünf-Gang-Getriebe

Auch als stufenloses Getriebe (Continuously Variable Transmission, CVT) bezeichnet, besteht das Konzept eines manuellen Getriebes darin, die Motordrehzahl so niedrig zu halten, dass sie nicht verbrennt und gleichzeitig die gewünschte Drehzahl beibehält. Wie also erreicht die Übertragung das? Es steuert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch den Einsatz von Zahnrädern in Bezug zueinander. Aufgetretene Übersetzungsverhältnisse, jeder Gang am Schalthebel hat ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis sowie einen Drehzahlbereich.

Denken Sie so darüber nach: Am Beispiel eines Fünfgang-Getriebes dreht der Motor höher, wenn das Fahrzeug an Fahrt gewinnt. Sobald die Drehzahlen ein bestimmtes Niveau erreicht haben, drücken die Fahrer dann das Kupplungspedal, während sie das Gas freigeben, und schalten die Gangschaltung, wenn die Kupplung ausrückt. Dies wiederum führt dazu, dass das Getriebe in den nächsthöheren Gang geschaltet wird, die erzeugten Drehzahlen reduziert werden und der Prozess erneut gestartet wird, wenn der Motor in den nächsten Gang hochfährt.

Meistens erreichen Fahrer das Herunterschalten durch Drücken des Kupplungspedals und Schalten in den gewünschten Gang, der nicht in genau umgekehrter Reihenfolge sein muss. Zum Beispiel kann ein Fahrer bei Bedarf mit nicht zu vielen unerwünschten Effekten von der dritten zur ersten wechseln, obwohl dies vermieden werden sollte.

Die Gänge und RPMs

Die Gänge in den meisten Fahrzeugen mit Handschaltung umfassen erste, zweite, dritte, vierte und Rückwärtsfahrt, wobei einige Hochleistungsfahrzeuge bis in den fünften oder sechsten Gang fahren. Im Leerlauf ist die Kupplung nicht eingerückt und der Fahrer muss die Feststellbremse anziehen, damit das Fahrzeug während des Parkens nicht wegrollt. Wenn der Fahrer durch die Gänge schaltet, gibt der Motor eine steigende Anzahl von Umdrehungen pro Minute aus, auch Revolutionen pro Minute genannt.

Aber wie wichtig sind RPMs für die optimale Leistung eines Fahrzeugs? Die Drehzahlen in einem Fahrzeugmotor stellen die Anzahl der Umdrehungen einer Kurbelwelle in dem Bereich von einer Minute dar. Je höher die RPMs sind, desto schneller fährt das Fahrzeug und desto schwieriger arbeitet der Motor. Wenn der Motor über längere Zeit mit der maximalen Drehzahl lief, würde sich der Motor aufgrund der erzeugten Hitze und Beanspruchung bald abnutzen. Die Gänge im Getriebe zusammen mit der Kupplung verlangsamen die Drehzahl bei jedem Hochschalten, so dass der Motor nicht konstant mit hohen Drehzahlen läuft.

Der Fahrer muss jeden Gang schalten, wenn er die oberen Drehzahlen seiner Reichweite erreicht. Nach einer kurzen Fahrt können die Fahrer normalerweise erkennen, wann sie umsteigen müssen. Je höher der Gang, desto höher die maximalen Drehzahlen, wobei der erste Gang zwischen 1200 und 1300 U / min liegt und der fünfte Gang bei über 3000 U / min.

Der Schalthebel steuert die drei Stangen, die die drei Gabeln drücken, die die verschiedenen Gänge einlegen. Wenn der Fahrer den Schalthebel nach links und rechts bewegt, bewegt die Gabel die Ringe, die in den jeweiligen Gang eingreifen. Zwischen den Gängen bleibt der Schalthebel in Neutralstellung und die Kupplung bleibt im Getriebe ausgekuppelt.

Das Leerlaufgetriebe und Synchronizer

Bestimmte grundlegende Fahrmanöver, wie das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs, erfordern, dass Fahrzeuge mit einem manuellen Getriebe ein kleines Zahnrad verwenden, das als das Leerlaufzahnrad bezeichnet wird. Wenn sie in den Rückwärtsgang geschaltet wird, drückt die Gabel den Kragen und bewegt ein größeres Zahnrad in Kontakt mit dem Zahnrad für das obere Zahnrad und das Zwischenrad, wodurch das Fahrzeug rückwärts fahren kann. Um zu verhindern, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, während sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, dreht sich der Rückwärtsgang in die entgegengesetzte Richtung der anderen Gänge. Dies stellt sicher, dass die Zähne des Hundes nicht eingreifen, wodurch die Möglichkeit der Beschädigung der Übertragung ausgeschlossen wird.

In der Vergangenheit folgten Fahrzeugführer einer Praxis namens Doppelkupplung. Bei diesem Manöver wurde das Getriebe in den Leerlauf gebracht und die Motorbremse verwendet, um die Drehzahl des Motors zu erreichen. Der Fahrer betätigte dann die Kupplung erneut, um in den gewünschten Gang zu schalten. Moderne Fahrzeuge verwenden Synchronisierer, um diese Praxis zu umgehen. Der Synchronisator ermöglicht, dass der Kragen einen Reibungskontakt mit den Zähnen des Zahnrads herstellt. Kragen und Getriebe werden auf diese Weise synchronisiert. Dies ermöglicht eine sanftere Schaltung, ohne das Getriebe vorher in den Leerlauf schalten zu müssen.

Die Kurbelwelle und Kupplung

Der effektive Betrieb eines manuellen Getriebes umfasst Teile wie die Kurbelwelle und die Kupplung. Die Kurbelwelle sitzt innerhalb des Motors eines Fahrzeugs und dreht sich entsprechend dem Abfeuern der Kammern. Je mehr Kammern oder Zylinder ein Fahrzeugmotor enthält, desto mehr Leistung in Form von Drehmoment erzeugt er. Die Kurbelwelle überträgt dieses Drehmoment oder diese Drehkraft auf das Getriebe, das am Glockengehäuse mit dem Motor verbunden ist. Das Getriebe überträgt dieses Drehmoment wiederum auf die Antriebswelle und auf das Differential. Das Differential enthält einen einfachen Planetengetriebezug, der hilft, die von dem Motor erzeugte Kraft allmählich auf die Räder aufzubringen, wodurch das Fahrzeug vorwärts bewegt wird.

Die Kupplung spielt in diesem ganzen Prozess eine wichtige Rolle. Wenn der Fahrer das Fahrzeug einlegt und den Fuß vom Kupplungspedal nimmt, beginnt das Fahrzeug vorwärts zu fahren. Wenn Fahrer anhalten müssen, drücken sie das Kupplungspedal zusammen mit der Bremse, während sie das Gas ablassen. Dadurch wird die Kupplung ausgerückt und das Getriebe blockiert, so dass das Fahrzeug zum Stillstand kommen kann.

Wie Übersetzungsverhältnisse funktionieren

Die Gänge in einem Schaltgetriebe sind ein wesentlicher Teil des Fahrzeugbetriebs. Die Zahnräder drehen sich im Takt mit dem Motor. Die Kupplungspolster arbeiten synchron mit dem Schwungrad und stellen sicher, dass Motor und Getriebe fest miteinander verbunden sind, um ein Rutschen der Zahnräder zu verhindern. Die verwendeten Gänge hängen in erster Linie von der jeweiligen Gangart ab, in der sich das Fahrzeug gerade befindet. Die Gänge reichen vom ersten bis zum vierten und fünften bis zum sechsten Gang bei Hochleistungsfahrzeugen.

Die Zahnräder im Getriebe stimmen überein, um die Menge an RPMs zu erzeugen, die sie für diesen speziellen Gang und diese Geschwindigkeit benötigen. Das Übersetzungsverhältnis ist der Unterschied in der Größe der verschiedenen Zahnräder zueinander und der Anzahl der Zähne, die jedes Zahnrad enthält.

Synchromesh vs. nichtsynchronisierte Übertragungen

Um einen noch detaillierteren Einblick in die Funktionsweise von manuellen Übertragungen zu erhalten, werfen wir einen Blick auf synchrone und nicht-synchrone Übertragungen. Während viele kleinere Fahrzeuge ein Synchrongetriebe enthalten, tun dies schwere Lkw und andere Maschinen nicht. Stattdessen enthalten sie eine nichtsynchronisierte Übertragung.

Ein Synchrongetriebe verwendet Synchronisiervorrichtungen, um die Drehzahl des Zahnrads an die des Motors anzupassen, indem der Ring gegen eine kleine Messingkupplung am Zahnrad gerieben wird. Ein unsynchronisiertes Getriebe hat diese Fähigkeit nicht, was Fahrer dazu zwingt, die Kupplung zu kuppeln, um den Motor in eine Geschwindigkeit zu bringen, die derjenigen entspricht, in die sich die höheren Getriebetreiber bewegen. Nichtsynchronisierte Übertragungen leiden nicht so stark unter Verschleiß wie die synchronisierten Versionen, und die Schaltvorgänge der nichtsynchronisierten Versionen arbeiten viel schneller.

Die Wartung der Schaltgetriebe, einschließlich des Austausches der Flüssigkeit gemäß dem Wartungsplan, stellt sicher, dass sie viele Jahre in gutem Zustand bleibt. Im Laufe der Zeit erleidet eine Kupplung normalerweise Verschleiß und muss schließlich ersetzt werden. Wenn dies der Fall ist, lassen Sie einen Mechaniker die notwendigen Reparaturen und Wartungsarbeiten durchführen und fahren Sie so schnell wie möglich wieder auf die Straße.

Häufige Probleme und Symptome von manuellen Übertragungsproblemen

Berücksichtigen Sie bei der Ermittlung von Problemen mit einer manuellen Übertragung folgende allgemeine Probleme und Symptome:

  • Eine schleifende Kupplung bedeutet eine Kupplungsplatte, die sich nicht von dem Schwungrad löst. In diesem Fall drehen sich Getriebe und Kupplung mit der gleichen Geschwindigkeit weiter, so dass ein Gangwechsel nur schwer oder gar nicht möglich ist. Ein Mechaniker wird in diesem Fall Inspektionen durchführen und Empfehlungen aussprechen, um die Übertragung zu reparieren.
  • Rutschen bedeutet, dass das Getriebe ein- und ausgeschaltet wird. Sie können dies einer abgenutzten oder gebrochenen Verbindung zuschreiben, die das Getriebe an seinem Platz hält.
  • Ein Fahrzeug, das mahlt und schüttelt, kann eine fehlerhafte Übertragung haben. Die Ursache liegt in einer schlechten Kupplung zu verschlissenen oder beschädigten Zahnrädern und Synchronisierungen.
  • Ein leuchtendes Check Engine Light kann auch auf ein Problem mit einem manuellen Getriebe hinweisen. Lassen Sie einen Mechaniker eine Diagnose durchführen, um das Problem zu bestimmen; dann lassen Sie sie bei Bedarf reparieren.

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