Что такое трансмиссия и как она работает — фото видео.

Когда каждый человек еще в детстве начинает интересоваться автомобилями, он изучает не только марки и моделей машин, но и устройство автомобиля. Одним из главных агрегатов автомобиля является трансмиссия, которая состоит из множества более мелких узлов и агрегатов. В данной статье мы расскажем всем интересующимся молодым автомобилистам, что такое трансмиссия в автомобиле.

Определение понятия «трансмиссия»

Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.

Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление.

Назначение и схемы трансмиссий

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

В транс­миссию входят:

• сцепление,
• коробка передач,
• карданная передача,
• главная передача, устанавливаямая в картере ведущего моста,
• дифференциал
• полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями — межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Схемы трансмиссий:
а — автомобиля 4X2, б — переднеприводного автомобиля 4X2, в — автомобиля 4X4, г — автомобиля 6X4

Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.

На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.

На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.

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.

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.

Трансмиссия автомобиля Принцип работы трансмиссии

Урок 6 — трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариатор

5.2 Механическая трансмиссия, ее составные части, их назначение, устройство и типы

Составные части трансмиссии

Рассмотрим более подробно элементы механической трансмиссии автомобиля с классической компоновкой (если забыли, что такое компоновка, то вам стоит вернуться к главе 3 «Составные части автомобиля и компоновочные схемы»). Итак, трансмиссия при таком расположении агрегатов имеет следующие элементы (рисунок 5.1):

• сцепление;
• коробку передач;
• приводной вал с шарнирами;
• главную передачу вместе с дифференциалом.

Примечание
На изображении все элементы показаны схематически. С учетом того, что дифференциал находится внутри корпуса главной передачи, на рисунке 5.1 показана только главная передача.

Рисунок 5.1 Двигатель и составные части трансмиссии.

Внимание
Если автомобиль переднеприводный, то тяга от двигателя передается на передние колеса через два отдельных – правый и левый – приводных вала, которые с главной передачей и ступицами колес (о ступицах рассказано в главе «Ходовая часть») соединены шарнирно, о чем пойдет речь в разделе «Шарниры равных угловых скоростей». Такие же валы и шарниры установлены на автомобили с независимой подвеской задних ведущих колес, но об этом позже.
Стоит оговориться, что у полноприводных автомобилей – тех, у которых тяга от двигателя передается на все колеса – в трансмиссию включена еще и раздаточная коробка, о которой мы будем говорить ниже.

Сцепление

Назначение сцепления

Сцепление служит для временного отсоединения силовой передачи (тяги) от двигателя, а также для плавного их соединения. Отсоединение необходимо при остановке и торможении автомобиля и при переключении передач. Плавное соединение нужно при трогании автомобиля с места и после включения передач.

Устройство и работа сцепления

Начальный и один из самых важных элементов всей механической трансмиссии — сцепление. Это муфта, которая предназначена для соединения и разъединения двух отдельных валов. Внешний вид обычного сцепления представлен на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Сцепление.

Сцепление представляет собой два диска (показаны на рисунках 5.3 и 5.4): один из них — нажимной (ведущий), второй — ведомый. Нажимной диск установлен в кожухе на маховик, который, в свою очередь, крепится к коленчатому валу двигателя. Ведомый диск установлен на шлицы входного вала коробки передач и имеет возможность перемещаться по шлицам вала коробки.

На упрощенной схеме (рисунок 5.3) видно, что один диск сцепления соединен через кожух и маховик с коленчатым валом, а второй установлен на входном валу коробки передач. Также на данном рисунке (5.3) показано, что в кожух сцепления установлен прижимной (ведущий) диск, который имеет возможность перемещаться, так как крепится к диафрагменной пружине. Пружина эта, если посмотреть сбоку, имеет вид усеченного конуса с прорезями по всей окружности (пружину отчетливо видно на рисунке 5.2). Прорези образуют лепестки, при нажатии на которые весь этот «усеченный конус» будет выгибаться в обратную сторону. Вот и получается, что на концы лепестков давит выжимной подшипник, пружина выгибается, а так как к ее внешней окружности подсоединен прижимной диск сцепления, то он перемещается и высвобождает ведомый диск. В этот момент оба диска вращаются отдельно друг от друга, коленчатый вал вращается независимо от вала коробки передач, а значит, тяга на колеса не передается – сцепление выключено. Отпускаем плавно педали сцепления, выжимной подшипник отодвигается от диафрагменной пружины, та занимает свое исходное положение, прижимной диск плотно прижимает ведомый диск к маховику, соединяя тем самым коленчатый вал с валом коробки передач – сцепление включено.

Рисунок 5.3 Упрощенная схема конструкции сцепления.

Интересно
Если диски сцепления выполняют свою работу при сухих трущихся поверхностях, такое сцепление называется сухим. И наоборот, если рабочий процесс сцепления происходит в жидкостной ванне, то сцепление называется мокрым. Сцепление может быть однодисковым, двухдисковым и многодисковым. В данном случае определение зависит от количества ведомых дисков в сцеплении.
Привод выключения сцепления может быть тросовым или гидравлическим (в легковых автомобилях) и пневматическим или гидропневматическим (в грузовиках).
Также сцепление может быть механическим, полуавтоматическим и автоматическим.

Рисунок 5.4 Устройство однодискового сухого сцепления.

При плавном отпускании педали сцепления в начале движения, происходит плавное включение сцепления, то есть прижимной диск постепенно прижимает к маховику ведомый диск (ведомый диск немного пробуксовывает); число оборотов коленчатого вала значительно отличается от числа оборотов коробки передач, но тяга уже начинает передаваться, автомобиль начинает движение, а вы продолжаете отпускать педаль сцепления. Ведомый диск все плотней прижимается к маховику, обороты коленчатого вала и вала коробки передач уравниваются. При полном отпускании педали сцепления муфта сцепления как бы объединяет два вала и тяга от двигателя в полной мере передается на коробку передач, а от нее — на колеса.

Полезно знать
Если длительное время не отпускать педаль сцепления, ведомый диск начнет как бы выгорать, так как его рабочая поверхность — это специальные неметаллические фрикционные накладки, которые имеют свойство изнашиваться. При выгорании ведомого диска сцепления салон автомобиля наполняется характерным, довольно неприятным, запахом.

Привод выключения сцепления

Если привод механический, то все предельно просто (в подтверждение этому рисунок 5.5): к педали сцепления крепится трос, второй конец которого подсоединен к рычагу. Рычаг, в свою очередь, воздействует на выжимной подшипник, а далее процесс происходит, как описано выше.

Рисунок 5.5 Тросовый привод выключения сцепления.

Если привод гидравлический, то все немного сложнее (но не настолько, как может показаться, при взгляде на рисунок 5.6). Есть небольшой цилиндр с поршнем (называется «главный цилиндр гидропривода выключения сцепления»), который через шток соединен с педалью сцепления с одной стороны и почти такой же цилиндр с поршнем (его название — «рабочий цилиндр гидропривода выключения сцепления»), соединенным через шток с вилкой выключения, которая имеет возможность воздействовать на выжимной подшипник.

Сейчас более распространена конструкция, в который выжимной подшипник и цилиндр выключения сцепления объединены в один модуль. С точки зрения надежности — все хорошо, а вот касательно обслуживания системы все намного печальней, по сравнению с классической схемой гидропривода, что описана выше.

Рисунок 5.6 Гидравлический привод выключения сцепления.

Регулировка привода выключения сцепления

Будь то гидравлический или механический привод выключения сцепления, конструкторами закладывается возможность его регулировки, поскольку либо после разборки элементов трансмиссии, либо из-за чрезмерного износа ведомого диска сцепления может понадобиться регулировка.

Полезно знать
Чем позже начинает «хватать» сцепление, тем более изношен ведомый диск сцепления (если, конечно, не проводились какие-либо разборочносборочные работы коробки передач). Речь идет о том, что чем выше находится педаль сцепления (когда ее медленно отпускают) при трогании автомобиля с места, тем больший износ имеет ведомый диск сцепления. Если вы выжали педаль сцепления, без проблем включили передачу, начали плавно отпускать педаль и почти сразу же автомобиль начал движение, значит все в порядке.
Если передачи включаются нормально, но автомобиль не может толком заехать на небольшую возвышенность, обороты двигателя порой зашкаливают, а машина едет с несоответствующей данным оборотам скоростью и при этом салон наполняется едким характерным запахом горелых фрикционных накладок, значит сцепление «буксует», его пора заменить (или необходимо отрегулировать привод выключения сцепления).
Если передачи, наоборот, включаются очень туго, порой с ударом (если это не ГАЗ-53, конечно), или не включаются вовсе, причина, опять же, может крыться в сцеплении. Оно попросту полностью не выключается, то есть, диски не разъединяются и коленчатый вал фактически полностью не отсоединяется от вала коробки передач, в таком случае говорят, что сцепление «ведет». В таком случае, скорее всего, виноват привод выключения сцепления, который необходимо как можно скорее отрегулировать, в противном случае может выйти из строя коробка передач.

Коробка передач

Коробка передач (КП) — очень простой механизм, который состоит из корпуса (состоящего, в свою очередь, из нескольких частей) и валов с шестернями внутри оного. Тяга от двигателя с одной стороны коробки передач подводится, а с другой стороны уже увеличенная тяга передается далее на главную передачу и колеса.

Коробка передач также служит для изменения тягового усилия на колесах автомобиля и для получения заднего хода и постоянного разъединения тяги двигателя от передачи на ведущие колеса. Данное разъединение необходимо для того, чтобы не удерживать педаль выключения сцепления постоянно выжатой.

Одной из функций коробки передач является приспосабливаемость. Суть ее такова: тяговое усилие на колесах, необходимое для преодоления всех сопротивлений, возникающих при движении автомобиля, должно изменяться в зависимости от условий работы автомобиля.

Если автомобиль движется по ровной дороге с небольшой скоростью, то тяга, требуемая для преодоления сопротивления воздуха и потерь на вращение колес и всех механизмов, будет небольшой. Для получения этого тягового усилия нужна только небольшая часть той мощности, которую двигатель может развивать. Весь избыток мощности двигателя накапливается, пока водителю не понадобится разгон автомобиля с целью получения более высокой скорости его движения.

Но, когда автомобиль движется по плохой дороге или на подъеме, сопротивление движению значительно увеличивается. Для преодоления этих сопротивлений тяговое усилие на ведущих колесах необходимо соответственно увеличивать. Также, когда автомобиль трогается с места, тяговое усилие на его колесах должно быть особенно большим, так как при этом требуется помимо сопротивления всех механизмов преодолеть еще и инерцию автомобиля, связанную с его массой.

Примечание
При определенной мощности двигателя, его крутящем моменте и количествах оборотов коленчатого вала различные тяговые усилия на ведущих колесах автомобиля могут быть получены путем изменения соотношения количества оборотов коленчатого вала двигателя и ведущих колес.
При уменьшении числа оборотов колес по сравнению с числом оборотов коленчатого вала тяговое усилие на колесах возрастает, однако при этом снижается скорость движения автомобиля (вспомним о примере с велосипедом). При увеличении числа оборотов колес тяговое усилие на них снижается, а скорость автомобиля может быть повышена.

Изменение соотношения между количествами оборотов коленчатого вала двигателя и ведущих колес и изменение вследствие этого тягового усилия на колесах производится при помощи зубчатых колес (шестерен), из набора которых и состоит коробка передач. Пример зубчатой пары, которая состоит из ведущей и ведомой шестерни, приведен на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 Набор шестерен (зубчатая пара)

При вращении малой ведущей шестерни (рисунок 5.7) сцепленная с ней большая ведомая шестерня будет вращаться медленнее во столько раз, во сколько раз больше число ее зубьев. При этом крутящий момент на оси ведомой шестерни во столько же раз возрастет.

Отношение числа зубьев (или диаметров) ведомой шестерни к числу зубьев ведущей называется передаточным числом (или передаточным отношением). Чем больше передаточное число пары, тем значительнее изменяются число оборотов валов шестерен и крутящий момент на них. На изменении передаточных чисел путем введения в зацепление шестерен с различным числом зубьев и основано действие коробок передач.

Еще одна из немаловажных функций коробки передач — обеспечение возможности автомобиля ехать задним ходом. Эта функция основана на включении между ведущей и ведомой шестернями промежуточной шестерни — так называемой «паразитной шестерни».

Так, при передаче усилия в коробке без включения паразитной (промежуточной) шестерни ведущий вал (рисунок 5.8) и ведомый вал вращаются в одном направлении. При включении паразитной шестерни ведомый вал начинает вращаться в обратную сторону, автомобиль движется назад.

Интересно
Передаточные числа никогда не бывают целыми числами. Вернее, при расчете передаточных чисел стараются их так подобрать, чтобы они не были целыми. Для наглядности стоит привести пример: есть две шестерни, мы берем маркер и ставим две метки — одну напротив другой, на обеих шестернях. Так вот, если передаточное число между этими шестернями будет равно, к примеру, трем, то ровно через три оборота метки, нанесенные на шестерни, снова встретятся. Так каждые три оборота зубья будут устанавливаться в исходное положение. Это приведет к тому, что одна пара зубьев будет нагружена больше остальных в три раза и, как результат, быстрее износится или вообще поломается. Именно поэтому при подборе передаточных чисел их стараются сделать не целыми.

Рисунок 5.8 Упрощенная схема одноступенчатой коробки передач.

В настоящее время в легковых автомобиля применяются пяти- и шестиступенчатые механические коробки передач. Это говорит о том, что у коробки передач пять или шесть передач переднего хода и одна передача заднего хода.

Конструктивно различают двух- и трехвальные коробки передач.

Рисунок 5.9 Косозубая шестерня

Рисунок 5.10 Прямозубая шестерня

Рисунок 5.11 Синхронизатор

В легковых автомобилях, предназначенных для передвижения по дорогам общего пользования, в коробке передач применяются шестерни с косыми зубьями (показана на Рисунке 5.9).

Данное зубчатое зацепление используется для уменьшения габаритов шестерни, повышения плавности и бесшумности работы, а также для снижения износа в коробках передач.

В автомобилях спортивных (если быть точнее — раллийных), где бесшумность — это последний в списке требований показатель, используются прямозубые шестерни (Рисунок 5.10).

Во всех механических коробках передач для облегчения переключения передач применяют специальные механизмы, так называемые синхронизаторы.

Примечание
На рисунке 5.11 представлен один из вариантов синхронизатора включения передач.

Двухвальные коробки передач

Примечание
Коробки передач такой конструкции зачастую применяются на автомобилях с передним приводом колес или с передним приводом с подключаемым задним мостом.

В данной конструкции имеется вал ведущий и вал ведомый. Ведущий вал через сцепление соединен с коленчатым валом. Шестерни на ведущем валу установлены жестко и входят в зацепление с шестернями на ведомом валу, вращение от которого, в свою очередь, передается на главную передачу и дифференциал, а оттуда — на колеса.

Примечание
На рисунке 5.12 приведен пример двухвальной коробки передач с указанием пути тяги от двигателя на главную передачу и колеса в зависимости от включенной в данный момент передачи.

Рисунок 5.12 Пример двухвальной коробки передач. Поток мощности при включении различных передач.

Преимуществом данной конструктивной схемы является компактность (в подтверждение слов рисунок 5.13), а также простота обслуживания и ремонта. Привод переключения передач в данном случае осуществляется тягами (устаревший способ привода) или тросами, которые с легкостью можно отрегулировать.

Рисунок 5.13 Разрез двухвальной механической коробки передач

Трехвальные коробки передач

Примечание
Трехвальные КП получили широкое применение в автомобилях с продольным расположением силового агрегата, где необходимо было сделать так, чтобы выходной вал вращался в ту же сторону, что и входной.

Особенностью конструкции данной коробки передач является наличие трех валов:

• входного (ведущего);
• промежуточного;
• выходного (ведомого).

Входной вал соединяется через сцепление с коленчатым валом. Тяга от входного вала далее через шестерни передается на промежуточный вал, а от него — на вал выходной, затем — к главной передаче и колесам.

Примечание
На рисунке 5.14 представлен пример конструкции и потока мощности при включении различных передач в трехвальной коробке передач.

Рисунок 5.14 Пример трехвальной коробки передач. Поток мощности при включении различных передач.

Трехвальная коробка передач с двумя выходным валами

Чтобы сделать коробку передач максимально компактной, производители идут на различные конструкторские ухищрения. Одним из таких ухищрений является использование в конструкции двух выходных валов. Приводятся оба ведомых вала от одного входного вала и передают далее тягу через шестерни на главную передачу (пример приведен на рисунке 5.15). Все передачи синхронизированы (то есть для включения передач используются синхронизаторы). Долговечность и компактность – основные преимущества данной схемы расположения элементов коробки передач. Все дело в том, что нагрузка, которая в двухвальной коробке передач приходится на один выходной вал, в трехвальной распределяется на два вала.

Рисунок 5.15 Пример трехвальной коробки передач с двумя выходными валами.

Секвентальные коробки

Хочется упомянуть и секвентальные коробки передач (пример которой приведен на рисунке 5.16). В этих коробках передач можно переключать передачи исключительно последовательно и поочередно. От коробки передач классического типа такая коробка отличается принципом работы механизма переключения передач. Такой механизм крайне целесообразно использовать, когда к рычагу переключения требуется тянуться ногой (например, на мотоцикле) или когда необходимо максимально быстро переключать передачи (например, на спортивном автомобиле).

Механизм переключения передач может быть как прямого действия, например на мотоциклах, так и с сервоприводом (автоматизированным или неавтоматизированным).

Рисунок 5.16 Секвентальная коробка передач.

Раздаточная коробка

Назначение раздаточной коробки

Если на легковом автомобиле тяговое усилие от двигателя необходимо передать не на одну, а на обе оси, то есть сделать его полноприводным, то возникает вопрос – каким образом? Решением сего задания есть установка промежуточного механизма – раздаточной коробки. Механизм этот занимается тем, что распределяет тяговое усилие от двигателя на передней и задней оси. Раздаточная коробка устанавливается сразу после коробки передач. На рисунке 5.17 приведен пример устройства раздаточной коробки.

Раздаточные коробки могут быть одноступенчатыми или с понижающим рядом.

Рисунок 5.17 Пример раздаточной коробки.

Примечание
Выходной вал коробки передач соединен со входным валом раздаточной коробки. У раздаточной коробки есть два выходных вала: один — на задний мост, другой – на передний. Так вот, если есть возможность сделать так, чтобы количество оборотов выходных валов раздаточной коробки было меньше количества оборотов выходного вала коробки передач, значит говорят, что в раздаточной коробке есть понижающий ряд.

Существуют раздаточные коробки с возможностью полного отключения переднего или заднего моста.

Управление раздаточной коробкой может осуществляться непосредственно приводным рычагом или с помощью сервомеханизмов, действия которых подконтрольны небольшим переключателям на центральной консоли или на приборной панели.

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

В одной небольшой статье сложно, конечно, описать подробное устройство автомобиля, поэтому мы рассмотрим лишь основы, которые должен знать каждый автолюбитель.

В конце этого учебного материала вы найдете небольшой видео-урок об устройстве автомобиля с описанием основных частей, из которых он состоит, и их функций.

Также стоит отметить, что незнание общего устройства автомобиля и принципа работы его основных узлов и агрегатов, ведет к повышенным расходам на ремонт машины и её техническое обслуживание.

Кузов авто

Основой любой машины является её кузов, представляющий собой корпус автомобиля, в котором размещаются водитель, пассажиры и грузы. Именно в кузове располагаются и все остальные элементы авто. Одно из главных его назначений – это защита находящихся в нём людей и грузов от воздействия внешней среды.

Несущая система автомобиля.Она является скелетом автомобиля, к которому в последующем крепятся все детали
Обычно кузов крепится на раме, но встречаются авто и с безрамной конструкцией, и тогда кузов одновременно выполняет функции рамы. Конструкция кузова автомобиля бывает:

• однообъёмная, когда в одном объёме располагаются моторный, пассажирский и грузовой отсек (примером могут служить минивэны или фургоны);
• двухобъёмная, в котором предусмотрен моторный отсек, а места для пассажиров и груза объединены в одном объёме (универсалы, хэтчбеки, кроссоверы и внедорожники);
• трёхобъёмная, где предусмотрены отдельные отсеки для каждой части кузова автомобиля – грузовой, пассажирской и моторной (пикапы, седаны и купе).

В зависимости от характера нагрузки кузов может иметь три типа:

• несущий;
• полунесущий;
• разгруженный.

Большинство современных легковых автомобилей имеет несущую конструкцию, которая воспринимает все действующие на машину нагрузки. Общее устройство кузова легкового автомобиля предусматривает наличие следующих основных элементов:

• лонжеронов, представляющих собой несущие балки в форме прямоугольной профильной трубы, они бывают передние, задние и лонжероны крыши;

Кузовная несущая система. Данная система позволяет понизить массу автомобиля, снизить центр тяжести, а значит, повысить устойчивость при движении

• стоек – элементов конструкции, поддерживающих крышу (передние, задние и средние);
• балок и поперечин, которые бывают у крыши, лонжеронов, под опорами двигателя, и каждым рядом сидений, имеется также передняя поперечина и поперечина радиатора;
• порогов и пола;
• надколёсных ниш.

Работа мотора

Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит двигатель автомобиля.

Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.

Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.

Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.

Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.

Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.

Автомобильный двигатель, его виды

Сердцем авто, его главным узлом является двигатель. Именно эта часть автомобиля создаёт крутящий момент, который передаётся на колёса, заставляя машину перемещаться в пространстве. Сегодня существуют следующие основные виды автодвигателей:

• ДВС или двигатель внутреннего сгорания, который для получения механической энергии использует энергию сжигаемого в его цилиндрах топлива;
• электродвигатель, работающий от электрической энергии аккумуляторных батарей или водородных элементов (автомобили на водородных элементах сегодня уже имеются у большинства ведущих автостроительных компаний как опытные образцы и даже имеются в мелкосерийном производстве);
• гибридные двигатели, соединяющие в одном агрегате электродвигатель и ДВС, соединительным звеном между которыми выступает генератор.

Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую
По типу сжигаемого топлива все ДВС делятся на следующие разновидности:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые;
• водородные, в которых топливом выступает жидкий водород (устанавливаются лишь на опытных моделях).

По конструкции ДВС бывают:

• поршневые;
• роторно-поршневые;
• газотурбинные.

Вибрации автомобиля: признаки, причины и решение проблемы

Трансмиссия

Главное назначение трансмиссии состоит передаче крутящего момент от коленчатого вала двигателя на колёса. Элементы, из которых она состоит, носят такие названия:

• Сцепление, представляющее собой два фрикционных диска, прижатых друг к другу, которые соединяют коленвал двигателя с валом редуктора. Это соединение валов двух механизмов выполнено разъёмным, чтобы, отжимая диски, можно было разорвать связь двигателя и редуктора, для переключения передачи и изменения скорости вращения колёс.

Это силовая передача, осуществляющая взаимосвязь двигателя с ведущими колесами автомобиля

• Коробка передач (или редуктор). Этот узел служит для изменения скорости и направления движения авто.
• Карданная передача, представляющая собой вал с шарнирными соединениями на концах, служащий для передачи крутящего момента задним приводным колёсам. Она используется только в заднеприводных и полноприводных машинах.
• Главная передача, расположенная на приводном мосту автомобиля. Она передаёт крутящий момент от карданного вала полуосям, изменяя направление вращения на 90о.
• Дифференциал – это механизм, служащий для обеспечения разных скоростей вращения правого и левого приводных колёс при поворотах автомобиля.
• Приводные валы или полуоси – элементы, передающие вращение колесам.

В полноприводных машинах имеется раздаточная коробка, распределяющая вращение на обе оси.

Как работает пневмоподвеска автомобиля

Механическая КПП

Механизм для ступенчатого изменения передаточного числа. Выбор скорости на МКПП осуществляется вручную, водителем автомобиля. Основная функциональная составляющая такой коробки реализуется за счёт механических устройств, поэтому она так и названа.

Различают двухвальные и трёхвальные коробки. Здесь есть главный, второстепенный и промежуточный валы. Для безударного и комфортного переключения скоростей предусмотрены синхронизаторы. Образец двухвальной КПП установлен на Ваз 2104, 2105, 2109.

Ходовая часть

Комплекс механизмов и деталей, служащих для перемещения автомобиля и погашения, возникающих при этом вибраций и колебаний, называется ходовой частью. К ходовой части относятся:

• рама, к которой крепятся все остальные элементы ходовой части (в безрамных машинах для их крепления используются элементы кузова автомобиля);

Ходовая часть – это комплекс устройств, при взаимодействии которых осуществляется перемещение автомобиля по дороге

• колёса, состоящие из дисков и шин;
• передняя и задняя подвеска, которая служит для гашения колебаний, возникающих во время движения, и бывает рессорная, пневматическая, пружинная или торсионная, в зависимости от применяемых демпфирующих элементов;
• балок мостов, служащих для установки полуосей и дифференциалов, они имеются только в авто с зависимой подвеской.

Большинство современных легковых автомашин имеют независимую подвеску, и балки мостов у них отсутствуют.

Рулевое управление

Для нормального перемещения на автомобиле водителю необходимо совершать повороты, развороты или объезды, то есть отклоняться от прямолинейного движения, или просто контролировать свою машину, чтобы её не увело в сторону. Для этого в её конструкции предусмотрено рулевое управление. Это один из самых простых механизмов в автомобиле. Как называется часть элементов, рассмотрим ниже. Рулевое управление состоит из:

• руля с рулевой колонкой, так называется обычный вал, на котором жёстко насажено рулевое колесо;

Эти устройства состоят из рулевого управления, которое связано с передними колесами рулевым приводом и тормозами

• рулевого механизма, состоящего из зубчатой рейки и шестерни, насаженной на вал рулевой колонки, он преобразовывает вращательное движение рулевого колеса в поступательное перемещение рейки в горизонтальной плоскости;
• рулевого привода, передающего воздействие от рейки рулевого механизма колёсам, для их поворота, и включающего в себя боковые тяги, маятниковый рычаг и поворотные рычаги колёс.

В современных авто используется дополнительный элемент – усилитель руля, позволяющий водителю прилагать меньшее усилие для обеспечения поворота рулевого колеса. Он бывает следующих видов:

• механический;
• пневмоусилитель;
• гидравлический;
• электрический;
• комбинированный электрогидроусилитель.

Рейлинги на крышу автомобиля Лада Калина

Типы независимых подвесок

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Тормозная система

Важной частью машины, обеспечивающей безопасность управления, является тормозная система. Главное её назначение состоит в том, чтобы принудительно остановить движущееся транспортное средство. Она также используется, когда необходимо резко сбросить скорость движения авто.

Существует три варианта системы торможения: рабочая, стояночная, запасная
Тормозная система бывает следующих видов по типу привода:

• механическая;
• гидравлическая;
• пневматическая;
• комбинированная.

На современных легковых авто устанавливается тормозная система с гидроприводом, которая состоит из следующих элементов:

• педали тормоза;
• главного гидроцилиндра тормозной системы;
• заправочного бачка главного цилиндра, для заправки тормозной жидкости;
• вакуумного усилителя, имеющегося не во всех моделях;
• системы трубопроводов для переднего и заднего тормоза;
• тормозных цилиндров колёс;
• тормозных колодок, прижимаемых колесными цилиндрами к ободу колеса при торможении транспортного средства.

Тормозные колодки бывают дисковые или барабанные и имеют возвратную пружину, которая отжимает их от обода колёс при завершении процесса торможения.

Электрооборудование, которое представляет собой совокупность электрических приборов и аппаратов, обеспечивающих нормальную работу двигателя
Смотрите также:

Типы кузова автомобилей

Принцип действия зажигания

Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.

• электронная;
• контактная;
• бесконтактная.

Устройство системы зажигания

• Источник питания

Когда машину заводят, источником питания выступает аккумулятор, после, эта функция передается генератору (во время работы двигателя).

• Замок зажигания

Устройство, использующееся для передачи напряжения.

Устройство необходимое для накопления необходимой энергии. Бывают индукционные (в виде катушки) и емкостные накопители.

• Распределитель энергии

Система представляет собой блок и коммутатор. Распределитель может быть электронным либо механическим. Отвечает за подачу энергии.

Фарфоровый изолятор с двумя электродами, расположенными близко друг с другом. Отвечает за создание искры для воспламенения.

Основные этапы работы зажигания:

• накопление и подача необходимого уровня заряда;
• высоковольтное преобразование;
• момент распределения;
• образование искры;
• воспламенение топлива.

Электрооборудование

Одна из наиболее сложных систем легковых авто с множеством самых разных элементов и соединяющих их проводов, опутывающих весь корпус автомобиля, – это электрооборудование, которое служит для обеспечения электроэнергией всех электротехнических устройств и электронной системы. Электрооборудование включает в себя следующие устройства и системы:

• аккумуляторную батарею;
• генератор;
• систему зажигания;
• световую оптику и систему освещения салона;
• приводы электродвигателей вентиляторов, стеклоочистителей, стеклоподъёмников и других устройств;
• обогрев стёкол и салона;
• всю электронику автоматической коробки передач, бортового компьютера и защитных систем (ABS, SRS), управления двигателем и других;
• гидроусилитель руля;
• противоугонную сигнализацию;
• звуковой сигнал.

Это неполный перечень устройств, входящих в электрооборудование авто и потребляющих электроэнергию.

Устройство кузова автомобиля и всех его составных частей необходимо знать каждому водителю, чтобы поддерживать машину всегда в исправном состоянии.

Основные элементы автомобиля

Очень правильно начинать вождение именно с изучения общего устройства автомобиля. Никогда не знаешь, что может произойти в пути. Банально водитель должен понимать, где находится двигатель, чем отличается моторное масло от смазки для коробки передач, либо отличать радиатор печки от радиатора охлаждения двигателя.

Конструктивно машину можно разделить на 5 компонентов. Современный автомобиль состоит из:

• кузова;
• ходовой части;
• трансмиссии;
• мотора;
• систем управления и электрооборудования.

Не вдаваясь в более тонкие нюансы и подробности, нужно изучить особенности каждой составной части транспортного средства.

Источник http://seite1.ru/zapchasti/chto-takoe-transmissiya-i-kak-ona-rabotaet-foto-video/.html
Источник Источник http://monolith.in.ua/structure-avto/mehanicheskaja-transmissija/
Источник http://toyota-chr2.ru/servis/ustrojstvo-avtomobilya.html