Трансмиссия автомобиля

Трансмиссия автомобиля

Автомобиль не всегда находится в движении, сначала он стоит на месте. Когда вы приближаетесь, вы открываете дверь, садитесь внутрь и запускаете двигатель.

Теперь коленчатый вал двигателя вращается довольно быстро (на холостом ходу он вращается со скоростью 600-800 об/мин). В данный момент оба колеса неподвижны (их скорость вращения равна 0 об/мин).

Чтобы автомобиль двигался, нужно соединить вращающийся коленчатый вал двигателя с колесами. Тогда они тоже начнут вращаться, и автомобиль будет двигаться.

Трансмиссия состоит из всех частей, которые изменяют и передают крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля.

Любое транспортное средство должно иметь возможность двигаться с разной скоростью, а также двигаться задним ходом. Коленчатый вал двигателя может вращаться только в одном направлении и работает в очень узком диапазоне частот (от 600-700 до 6000-7000 об/мин). Поэтому трансмиссия должна не только передавать крутящий момент, но и изменять его направление и величину. Что бы ни случилось, наши техники на дороге в Москве позаботятся о том, чтобы ситуация была решена.

Определение понятия «трансмиссия»

Трансмиссия — это совокупность механизмов и узлов, соединяющих двигатель с ведущим колесом, или в данном случае автомобильным транспортом, а также системы работы трансмиссии

В трансмиссии имеется ряд узлов и агрегатов, которые могут изменять тягу, скорость и направление движения. В состав автомобильной трансмиссии входят механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата — это коробка передач и сцепление. В любом каталоге автозапчастей вы найдете все виды трансмиссий, которые можно приобрести.

Как работает автоматическая коробка передач?

Автоматическая коробка передач появилась после механических коробок передач, поэтому если вы понимаете, как работает механическая коробка передач, вы уже имеете базовое представление об автоматической коробке передач. В то время как механическая коробка передач требует от водителя ручного переключения передаточных чисел, автоматическая система делает это самостоятельно, используя давление жидкости. Жидкость в автоматической коробке передач обеспечивает необходимое давление для приведения в действие муфт и ремней, которые, в свою очередь, определяют, на какой передаче должен находиться автомобиль.

Именно трансмиссионная жидкость движется к гидротрансформатору, который, в свою очередь, приводит в действие муфты и ремни. В свою очередь, он определяет, какое передаточное число должно быть включено, что позволяет настроить планетарную передачу на нужную комбинацию.

Трансмиссия полноприводных машин

При колесной формуле 4х4 назначение коробки передач заключается в содействии передаче вращения от двигателя к двум осям, для чего используется дополнительный узел — раздаточная коробка. Здесь меньше скоростей и имеется межосевой дифференциал, который расположен после коробки передач и улучшает следующее:

• Распределение крутящего момента на все колеса в разных пропорциях с учетом прохождения поворотов.
• Переключитесь на более высокий режим тяги при снижении скорости автомобиля.
• Позволяет управлять автомобилем в сложных условиях и на бездорожье.

В принципе, раздаточная коробка похожа на коробку передач, разница заключается в дифференциале, который может быть заблокирован. Таким образом, когда одна ось разгружена, оба колеса на другой оси будут вращаться, что позволяет машине преодолевать большие расстояния.

Механическая трансмиссия

Механические коробки передач получили свое название благодаря ручному переключению передач. Шестерня в механической коробке передач — это пара шестерен, которые находятся в контакте и образуют определенное передаточное число. В противном случае они называются шестернями.

В состав механической коробки передач входят следующие элементы. Первичный вал – принимает крутящий момент со сцепления и имеет такую же угловую скорость вращения, что и маховик двигателя. Промежуточный вал – осуществляет передачу вращения на вторичный вал. Имеет блок шестерен, которые находятся в зацепление с первичным валом, и блок шестерен на другом конце, имеющий зацепление с вторичным валом. Промежуточный вал располагается ниже первичного и вторичного вала параллельно им. Вторичный вал – располагается на одной оси с первичным и принимают вращающий момент с уже другим передаточным числом от промежуточного. Далее, вторичный вал передает вращающий момент либо на ШРУС (переднеприводный автомобиль), либо на карданный вал (заднеприводный автомобиль). В автомобилях с переднеприводной компоновкой применяются, также, и двухвальные КПП.

Переключение передач осуществляется рукояткой в кабине. В синхронизированных коробках передач (также называемых муфтами свободного хода) передаточное число изменяется путем перемещения синхронизаторов (или муфт свободного хода) вдоль оси промежуточного вала.

Что входит в трансмиссию автомобиля

В стандартный комплект трансмиссии входит несколько компонентов:

• Сцепление;
• Коробка передач;
• Карданный вал;
• Конечная передача;
• Дифференциал;
• Полуось.

В зависимости от конфигурации трансмиссии (передний или задний привод) могут использоваться другие компоненты: ШРУСы, раздаточные коробки, фрикционные или вязкостные муфты.

Сцепление

Сцепление — набор деталей, который способен на некоторое время отделить передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Узел устанавливают на машинах, оснащенных механическими коробками передач. Принцип действия — сухое трение дисков: Если крайняя левая педаль остается не нажатой, два диска ведомый (трансмиссия) и ведущий (двигатель) остаются плотно прижатыми друг к другу.

Механизм крайне чувствителен к неправильным действиям водителя и может часто выходить из строя из-за резкого включения сцепления («сгорают» соприкасающиеся детали). У большинства авто с автоматическими коробками переключения передач роль сцепления играют гидротрансформаторы — две турбины, связанные валами с двигателем и трансмиссией, которые вращаются в моторном масле. Ведущая турбина передает свою энергию вращения жидкости, от движения которой начинает вращаться ведомая.

Для простоты восприятия — это как два пропеллера, расположенные друг напротив друга. После включения одного струя воздуха начинает вращать лопасти второго. Вместо пропеллеров — турбины, вместо воздуха — вязкое моторное масло.

Коробка передач

Частота вращения коленчатого вала в двигателе примерно в 4 раза больше, чем тот же показатель у ведущих колес. Одна из функций трансмиссии — установка нужного крутящего момента, сообщаемого колесам. Например, При преодолении бездорожья на низкой передачи двигатель работает интенсивнее, а колеса вращаются медленнее. Разрыв в частоте вращения коленвала и ведущих колес сокращается, когда машина двигается по шоссе с высокой скоростью и относительно невысоких оборотах двигателя. Такую возможность предоставляет КПП — сложная система валов и шестерен, преобразующих крутящий момент до нужного показателя. Коробки изготавливают в нескольких вариантах:

• Manual (механическая коробка передач);
• Automatic (автоматическая коробка передач).

Типы коробок передач варьируются от автоматических до роботизированных и вариаторов.

Карданная передача

Карданный вал — деталь, передающая вращение двигателя от коробки передач к задней оси автомобиля. Такой вид соединения используют в производстве заднеприводных либо полноприводных моделях авто. Характерная особенность — вал состоит из двух частей, соединенных под углом специальным шарниром. В переднеприводных автомобилях крутящий момент передается прямо к колесам валами из кардана коробки передач.

Главная передача

Узел, который сообщает вращение коленвала к ведущему мосту, называют главной передачей. Основная функция — уменьшение вращательного момента, передаваемого к колесам. Чем больше разница между количеством оборотов двигателя и колес, тем выше проходимость авто.

Дифференциал

При движении колеса машины (передние, задние, с правой либо левой стороны) могут вращаться с разной скоростью. Например, при повороте направо правые колоса преодолевают меньший путь, чем левые, поэтому вращаются медленнее. То же самое происходит, когда авто двигается по неровной проезжей части с большими неровностями. Для компенсации неравных скоростей вращения используют дифференциал — систему шестерен, вращающихся с двумя степенями свободы. Блокировка дифференциала (одна из функций в полноприводных автомашинах) заставляет колеса одной оси либо двух осей вращаться с одинаковой скоростью.

Классификация трансмиссий

По способу передачи и преобразования крутящего момента трансмиссии делятся на механические, гидромеханические и электромеханические.

Механические трансмиссии

Механические трансмиссии — (простые и планетарные) в коробках передач содержат лишь шестерёнчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. Большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной. Поэтому спортивные автомобили, снабжённые механической трансмиссией, оборудуют электронными переключателями передач (подрулевыми лепестками, кнопками на руле и пр.) и коробками передач со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Применение механических транисмиссий характерно для советского танкостроения (простые механические — Т-55, Т-62; планетарные с гидросервоуправлением — Т-64, Т-72, Т-80).

Гидромеханические трансмиссии

Гидравлические трансмиссии включают в себя гидродинамический гидротрансформатор (гидротрансформатор, комплексная гидравлическая трансмиссия), а также механическую коробку передач. Преимущества этих трансмиссий заключаются в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и простоте управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на узлы трансмиссии и двигатель, и в повышении надежности и долговечности поршневого двигателя и, как следствие, трансмиссии.

Основным недостатком этих трансмиссий является относительно низкий КПД, обусловленный низким КПД гидравлической передачи. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента составляет всего три, поэтому требуется механический редуктор на три-пять передач, включая задний ход. Для гидравлического агрегата должна быть специальная система охлаждения и система питания, что увеличивает размеры моторно-трансмиссионного отделения. Без специальных автоблокировок или фрикционных сцеплений торможение двигателем и запуск с буксира невозможны.

Гидромеханические трансмиссии получили широкое распространение в западном танкостроении — М1 «Абрамс» (США), «Леопард-2» (ФРГ). В трансмиссиях этих танков использованы не только гидродинамические передачи в основном приводе, но и гидростатические (гидрообъёмные) передачи в дополнительном приводе для осуществления поворота.

Электромеханические трансмиссии

Составными частями электромеханической трансмиссии являются электрогенератор, тяговый электродвигатель (или несколько), электрическая система управления и соединительные кабели. Основным преимуществом электромеханических трансмиссий, является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и тягового усилия, а также отсутствие жесткой кинематической связи между узлами электротрансмиссии, что позволяет создавать разнообразные компоновочные схемы.

Электрические трансмиссии ограничены отчасти из-за их относительно больших размеров, веса и стоимости (особенно если используются электрические машины постоянного тока), а также из-за их пониженной эффективности (по сравнению с чисто механическими трансмиссиями). Асинхронные, синхронные, вентильные, индукторные и другие типы электроприводов получают все большее распространение благодаря развитию электротехнической промышленности.

Такие трансмиссии применяются на тепловозах, самосвалах, некоторых морских судах, тракторах, самоходных машинах, военной технике (в свое время на танках ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах «Фердинанд» и «Мышонок»), автобусах (которые с таким типом трансмиссии правильнее называть термоэлектрическим автобусом (например, ЗИС-154)).