Как проверить распредвал са­мос­то­я­тель­но

Как сделать развал-схождение сво­и­ми руками

Как выбрать детское автокресло

Холодный пуск двигателя лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

"Прикурить" аккумулятор лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

Подготовка лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля к зиме

Зарядное устройство для ак­ку­му­ля­то­ра ав­то­мо­би­ля

Замена колеса на автомобиле

Экономия топлива на ав­то­мо­би­ле

Давление в шинах ав­то­мо­би­ля

Бесконтактная мойка ав­то­мо­би­ля

Что такое иммобилайзер в ав­то­мо­би­ле?

Защита лакокрасочного пок­ры­тия ав­то­мо­би­ля

Полировка автомобиля своими ру­ка­ми

Можно ли смешивать масла раз­ных производителей?


Трансмиссия автомобиля

Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от ко­лен­ва­ла силового агрегата на ведущие колеса, а также для изменения направления крутящего момента и его величины.

Во время передвижения автомобиля коленвал мотора развивает до 4500-6500 об/мин., при этом ведущая колесная пара вращается со скоростью не выше 1300 об/мин. Это говорит о том, что даже на качественном дорожном полотне колеса машины вращаются в четыре раза медленнее коленвала. На неблагоприятном дорожном покрытии, когда соп­ро­тив­ле­ние движению автомобиля возрастает, и водитель вынужден двигаться с небольшой скоростью, данное отношение увеличивается.

Трансмиссия автомобиля

В процессе эксплуатации машины, кроме изменения величины, подводимого к ко­ле­сам момента и скорости движения, возникает необходимость двигаться задним ходом, останавливаться, маневрировать. Выполнение этих всех операций становится возможным за счет того, что развиваемый силовым агрегатом крутящий момент через механизмы, сос­тав­ля­ю­щие трансмиссию автомобиля, подводится к ведущим колесам машины.

Все, что связывает мотор с ведущими автомобильными колесами, является сос­тав­ля­ю­щей трансмиссии автомобиля. Трансмиссия автомобиля осуществляет следующие функ­ции:

  • изменяет направление и величину крутящего момента;
  • передает крутящий момент от силового агрегата к колесам;
  • выполняет перераспределение момента между ведущими колесами.

В зависимости от разновидности преобразуемой энергии, трансмиссия автомобиля бывает следующих видов (классификация трансмиссий):

  • механическая (передает, а также преобразует механическую энергию);
  • электрическая (осуществляет преобразование механической энергии в элект­ри­чес­кую, а после передачи ее к ведущим колесам, преобразование происходит в обратном направлении);
  • гидрообъемная (выполняет преобразование механической энергии в энергию нап­рав­лен­но­го потока жидкости и после процесса ее передачи на ведущие колеса пре­об­ра­зу­ет в обратной последовательности);
  • комбинированная (гидромеханическая, электромеханическая - т.н. "гибриды").

Классификация трансмиссий

Рассмотрим классификацию трансмиссий.

По методам передачи и преобразованию момента трансмиссии подразделяются на электромеханические, механические и гидромеханические.


Механическая трансмиссия


Трансмиссии механического типа (обычные и планетарные) в КПП содержат только фрикционные и шестеренчатые устройства. Преимущества их заключаются в коэффициенте полезного действия, небольшой массе и компактности, простоте в эксплуатации и на­деж­нос­ти в работе. Недостаток трансмиссии такого типа – ступенчатость изменения передаточных чисел, понижающая использование мощности силового агрегата. Длительное время на пе­рек­лю­че­ние рычагом передач усложняет управление автомобилем. Именно поэтому спор­тив­ные автомобили, оснащенные механической трансмиссией, снабжают электронными переключателями передач (кнопками на рулевом колесе, подрулевыми лепестками) и КПП со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Использование трансмиссий механического типа свойственно советскому трак­то­ро­стро­е­нию.


Гидромеханическая трансмиссия


Трансмиссии гидромеханического типа оснащены гидромеханической КПП, которая состоит из механического редуктора и гидродинамического преобразователя момента. Преимущества таких трансмиссий заключаются в возможности автоматизации смены пе­ре­да­чи и облегчении управления, автоматическом изменении крутящего момента на основе внешних сопротивлений, фильтрации крутильных колебаний и уменьшении пиковых наг­ру­зок, действующих на агрегаты трансмиссии, и увеличении за счет этого долговечности и надежности трансмиссии поршневого мотора.

Главный недостаток таких трансмиссий – достаточно низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно большого КПД гидротрансформатора. Если КПД гид­ро­пе­ре­да­чи не меньше 0.8, диапазон изменения крутящего момента не выше трех, что заставляет иметь механический редуктор на 3-5 передач, включая передачу заднего хода. Необходимо располагать специальной системой охлаждения, а также подпитки гидроагрегата, что увеличивает габаритные размеры моторно-трансмиссионного отдела. Без фрикционов или специальных автологов пуск двигателя с буксира и торможением двигателем не обес­пе­чи­ва­ет­ся.

Трансмиссии гидромеханического типа активно применяются в западном трак­то­ро­стро­е­нии – «Леопард-2» (ФРГ), М1 «Абрамс» (США). В трансмиссиях перечисленных танков в основном приводе, кроме гидромеханических передач, также применяются в до­пол­ни­тель­ном приводе гидростатические передачи для выполнения поворота. Гид­ро­ме­ха­ни­чес­кой передачей оснащен дизель-поезд под названием Д1 венгерского производства, ра­бо­та­ю­щий на постсоветском пространстве ЖД-техники.


Гидравлическая трансмиссия


Трансмиссией гидравлического типа в транспортной технике является такая транс­мис­сия, в которой переключения осуществляются не механическим методом, а гид­рав­ли­чес­ки­ми аппаратами, т.к. чисто гидравлические трансмиссии встречаются довольно редко. Трансмиссия такого типа оборудована КПП с вторичным и первичным валами, а также, как и в обычной КПП, несколькими парами зубчатых колес, но включение необходимой пары в рабочий процесс выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или же гидротрансформатор, который заполняется для включения передачи. Главное достоинство трансмиссии такого типа – включение передач совершенно безударное и полное отсутствие механических муфт, стабильно работающих в процессе передачи больших крутящих мо­мен­тов (к примеру, на тепловозах), главный минус – необходимость монтажа отдельной гидромуфты для каждой передачи. Из-за своих особенностей гидропередача применяется в основном на железнодорожной технике. Из отечественных разновидностей техники гид­ро­пе­ре­да­чей оснащены, к примеру, дизель-поезд ДР1, маневровые тепловозы ТГМ6 и ТГМ4.


Гидростатическая трансмиссия


В трансмиссии гидростатического типа для передачи мощности применяется ак­си­аль­но-плунжерные гидромашины. Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удается разносить их на достаточно значительные расстояния и придавать гораздо большее число степеней свободы. Главный минус гидрообъемной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.

Гидростатическая передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках, так как там необходимо обеспечивать достаточно большое передаточное число, а также очень часто приводить вальцы с торца, затруднено построение механической передачи), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, теп­ло­во­зах.


Электромеханическая трансмиссия


Трансмиссии электромеханического типа состоят из тягового электромотора (или нескольких), электрического генератора, электрической системы контроля, а также со­е­ди­ни­тель­ных кабелей. Главным достоинством трансмиссий электромеханического типа яв­ля­ет­ся обеспечение более широкого диапазона автоматического изменения силы тяги и крутящего момента, а также отсутствие кинематической жесткой связи между механизмами электротрансмиссии, что дает возможность создать разные компоновочные схемы.

Главными минусами, которые препятствуют распространению трансмиссий элект­ри­чес­ко­го типа, являются большая масса, габариты и цена (особенно если применяются электромашины постоянного тока), меньший КПД (по сравнению с механической). Но с развитием электротехнической промышленности, широким распространением ин­дук­тор­но­го, вентильного, синхронного, асинхронного и других разновидностей электропривода открывается все больше новых возможностей для электромеханических трансмиссий.

Данные трансмиссии широко используются в тепловозах, тракторах, карьерных самосвалах, морских судах, военной технике, самоходных механизмах, немецких военных машинах «Мышонок» и «Фердинанд», а также автобусах, которые с трансмиссией этой разновидности более правильно называются теплоэлектробусы, к примеру, ЗИС-154.

На современных автомобилях, по большей части, используется трансмиссия ме­ха­ни­чес­ко­го типа. Трансмиссия механического типа, в которой изменение крутящего момента происходит в автоматическом режиме, называется автоматической трансмиссией ( см. автоматическая коробка передач автомобиля ).

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.


Устройство трансмиссии автомобиля

Следующее, что необходимо рассмотреть, это устройство трансмиссии автомобиля.

Разобрав, как получается и преобразовывается энергия при сгорании топливно-воздушной смеси в двигателе автомобиля ( см. устройство двигателя автомобиля ), рас­смот­рим каким образом эта энергия применяется для движения автомобиля. Из изучения ДВС мы выяснили, что сгорание в замкнутом пространстве топлива с воздухом заставляет совершать движение поршня ( см. работа поршня ) , который через шатун приводит во вращательное движение коленчатый вал с маховиком на конце. На следующем этапе в дело вступает транс­мис­сия.

Общее устройство трансмиссии автомобиля представлено на рисунке ниже.

Устройство трансмиссии

Казалось бы, что сложного передать крутящий момент от маховика к колесам ав­то­мо­би­ля, используя несколько шестеренчатых колес? Давайте вспомним, что двигатель — это «сердце» автомобиля, которое постоянно работает независимо от того, двигается ав­то­мо­биль или стоит. Вот за одновременное совершение этих процессов и отвечает трансмиссия автомобиля, которая распределяет крутящий момент, в зависимости от требуемой ситуации. Чтобы понять принцип работы трансмиссии, стоит запомнить, что в самом простом ее варианте существуют три обязательных механизма: сцепление автомобиля, коробка передач автомобиля и ведущий мост автомобиля. В зависимости от конст­рук­тив­ных решений эту цепочку может дополнить карданная передача автомобиля, которая передает крутящий момент на задние колеса, а также раздаточная коробка, делящая энергию на несколько мостов.

Сцепление позволяет на непродолжительный временной промежуток отсоединить трансмиссию автомобиля от мотора авто и при переключении передач или при трогании транспортного средства с места обеспечивает постепенное, медленное включение транс­мис­сии.

Коробка передач создана для получения разных тяговых усилий на ведущую колесную пару за счет изменения крутящего момента, который от силового агрегата пос­ту­па­ет к карданному валу, для изменения направления вращения ведущей колесной пары при движении задним ходом, а также для отключения трансмиссии от мотора на длительный промежуток времени.

Главная передача существует для передачи крутящего момента от карданного вала к полуосям под углом в 90°, а также для уменьшения количества оборотов ведущей колесной пары по отношению к количеству вращений карданного вала. Сокращение частоты вра­ще­ния составляющих трансмиссии автомобиля после главной передачи увеличивает крутящий момент и, таким образом, увеличивает силу тяги на колеса.

Карданная передача выполняет передачу крутящего момента от выходного вала КПП к заднему мосту при колеблющемся (при движении машины) угле между ведущим валом главной передачи и осями вала КПП.

Дифференциал способствует вращению левого и правого ведущих колес с раз­лич­ны­ми скоростями на неровном дорожном полотне и поворотах. Две полуоси, которые через полуосевые шестерни связаны с дифференциалом, передают крутящий момент от диф­фе­рен­ци­а­ла к одному и другому ведущему колесу. Дифференциалы, монтируемые между приводами ведущих колес, называют межколесными, а те, которые ставят между разными осями, называются межосевыми (в трансмиссиях с полным приводом).


Виды трансмиссий

В качестве ведущих колес в устройстве трансмиссии автомобиля могут применяться задние, передние, а также задние и передние колеса. Если задние колеса выступают как ведущие, автомобиль является заднеприводным, если передние – переднеприводным. Приводом на задние и передние колеса оснащены полноприводные автомобили.

У машин с разными типами привода в устройстве трансмиссии автомобиля имеются значительные различия как по составу механизмов, так и по их устройству.

Различают три основных вида трансмиссии: полноприводная, заднеприводная, пе­ред­не­при­вод­ная.


Заднеприводная трансмиссия


В устройство трансмиссии автомобиля с заднеприводной системой входит:

  • Коробка передач;
  • Сцепление;
  • Главная передача;
  • Карданная передача;
  • Полуоси;
  • Дифференциал.

Более подробно заднеприводная трансмиссия была рассмотрена ранее, когда раз­би­рал­ся вопрос об общем устройстве трансмиссии автомобиля.


Переднеприводная трансмиссия


В машинах с приводом на переднюю колесную пару все механизмы трансмиссии находятся в подкапотном пространстве автомобиля и объединены в один узел агрегатов. В конструкцию коробки передач также включена главная передача с дифференциалом. По­э­то­му валы привода передней колесной пары выходят из картера к КПП.

Трансмиссия автомобиля, оснащенного передним приводом, включает в себя:

  • Коробку передач;
  • Сцепление;
  • Дифференциал;
  • Главную передачу;
  • Валы привода передней колесной пары.


Полноприводная трансмиссия


Автомобили, оснащенные полным приводом, отличаются различными видами транс­мис­сий. Условно, их можно поделить на три категории.

Полноприводная система, подключаемая водителем. В системе данной транс­мис­сии автомобиля обязательно присутствует раздаточная коробка, при этом большинство моделей не оснащены межосевым дифференциалом, а присутствуют только межколесные. Крутящий момент распределяется между задней и передней осью с помощью раздаточной коробки.

Полноприводная система с автоматическим подключением. Зачастую, в по­доб­ных трансмиссиях автомобиля постоянно ведущими выступает передняя колесная пара, между осями установлена вискомуфта или фрикционная муфта с электроуправлением вмес­то дифференциала. Вязкостная муфта (вискомуфта) осуществляет передачу крутящего момента при разных скоростях вращения частей ее корпуса с помощью трения между дисками кремнийорганической жидкостью. Вискомуфта может устанавливаться в корпусе дифференциала для его автоблокировки или монтироваться между осями. Фрикционные муфты выполняют передачу крутящего момента благодаря трению в процессе сжатия пакета дисков.

Постоянная система полного привода. Автомобили с таким видом трансмиссии обязательно оснащены межосевым дифференциалом. Передача мощности ко всем колесам применяется не только для увеличения проходимости, но также для лучшей реализации разгонных характеристик автомобиля. Эти свойства достигаются благодаря пе­ре­расп­ре­де­ле­нию силы тяги. Она получается значительно меньше, соответственно меньше вероятность их пробуксовки.

Классические виды трансмиссий можно посмотреть на рисунке ниже.

Виды трансмиссий

Мосты — это оси автомобиля с колесами, на которых и держится рама автомобиля. Мосты бывают ведущими и ведомыми. Ведущий мост получает крутящий момент и заставляет вращаться колеса, и тем самым, автомобиль начинает двигаться. Ведомый мост выполняет функцию опоры. А по расположению относительно автомобиля по длине мосты бывают передними, средними или задними. Средние мосты встречаются у большегрузных автомобилей и предназначены для увеличения проходимости и снижения нагрузки на переднюю и заднюю ось.

В современных грузовых автомобилях можно увидеть, что средний мост при дви­же­нии машины будто висит под рамой, не касаясь проезжей части. Такая конструкция поз­во­ля­ет экономить на износе механизмов трансмиссии, резины и расходе топлива при движении машины без груза.

В совокупности всех этих параметров, автомобили делятся на переднеприводные, заднеприводные и полноприводные. То есть, какой мост приводит в движение автомобиль – такая и характеристика машины. Простой пример — понятие «колесная формула», классический вариант которой – 4х2. Бывает и 4х4, 6х4 и даже 12х12. Первое число – количество колес в автомобиле, второе – сколько из них приводятся в действие энергией от двигателя, заставляя вращаться остальные и двигаться сам автомобиль. Как следствие, в этой формуле никогда второе число не может быть больше первого. Для автомобилей оба числа всегда четные. Но, в свое время на заре автомобилестроения были прототипы с формулой 4х1, где приводным было только одно колесо.



Читайте также:

Сцепление автомобиля

На главную:

Устройство легкового автомобиля

(c) avto-ustroistvo.ru