Передача крутящего момента от двигателя на колеса: трансмиссия автомобиля

Все компоненты трансмиссии развивались, постепенно на первое место вышел вопрос управляемости и комфорта, а затем и продолжительности срока эксплуатации самого двигателя. Так что современная трансмиссия – это сочетание максимально эффективных решений передачи движения.

Сцепление

Этот механизм находится между двигателем и коробкой передач. Он задаёт плавное включение трансмиссии во время изменения числа передачи или резкого старта. Также механизм при необходимости отделяет на небольшое время остальную часть трансмиссии от двигателя. В большинстве автомобилей используется фрикционное сцепление, которое обеспечивает передачу мощности с помощью сил трения. Различают однодисковое, двухдисковое и многодисковое сцепление. Причём есть два варианта такого механизма – сухой и мокрый. В первом случае диски функционируют с помощью обычного трения, а во втором они работают в жидкости. Также существуют электромагнитный и гидравлический варианты этого механизма, но они не очень распространены. В большинстве современных автомобилей используется однодисковое сцепление с сухим типом трения. Сцепление состоит из двух дисков – ведущего и ведомого. В обычном состоянии они плотно прижаты друг к другу специальными пружинами под действием рычагов и нажимного подшипника. Благодаря этому они взаимодействуют друг с другом и передают полученную от сгорания топлива энергию дальше. Когда водитель нажимает на педаль сцепления, диски отсоединяются друг от друга, и передача энергии к трансмиссии прекращается. Не останавливается только вращение маховика под действием освобождённой энергии. Соответственно, движение автомобиля тоже останавливается.

Для того чтобы транспортное средство поехало, водитель должен плавно отпустить педаль сцепления. Тогда диски снова придавятся друг к другу и продолжат передавать мощность.

Что входит в трансмиссию автомобиля

Стандартный комплект трансмиссионной передачи состоит из нескольких компонентов:

• сцепления;
• коробки передач;
• карданной передачи;
• главной передачи;
• дифференциала;
• полуосей.

В зависимости от компоновки (передний, задний, полный привод) трансмиссия может включать другие узлы: ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), раздаточные коробки, фрикционные, 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:

• ручные (МКПП);
• автоматические (АКПП).

Коробки-автоматы делятся на собственно автоматические, роботизированные и вариаторы.

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.

Коробка передач (КПП)

Коробка передач отвечает за задний ход и скорость вращения колёс, а также позволяет отсоединять двигатель и трансмиссию друг от друга на длительный срок. Различают ступенчатые и бесступенчатые КПП. В ступенчатых механизмах изменение передачи происходит ступенчато, к таким конструкциям относятся механические и роботизированные КПП. Примером бесступенчатой коробки передач является вариатор. Если машина оборудована механической коробкой передач, то автомобилист должен самостоятельно переключать передачи с помощью специального рычага. КПП с таким строением отличаются простотой и надёжностью. На данный момент — это самая распространённая конструкция, но в последнее время среди автомобилистов набирает популярность автоматическая коробка передач.

Роботизированные конструкции представляют собой простую КПП, в которой все необходимые действия автоматизированы и контролируются точной электроникой. Соответственно, водителю не нужно выжимать сцепление и переключать передачи. Такие КПП позволяют осуществлять более динамичный разгон и снижают расход топлива. В некоторых моделях установлено двойное сцепление, позволяющее переключать передачи без обрыва мощности. Комбинированные (автоматические) КПП сочетают в себе элементы двух вышеуказанных систем. АКПП имеют длительный эксплуатационный срок и рационально используют мощность двигателя. Недостатками конструкции является медленный разгон и повышенный расход бензина.

Классификация трансмиссий

За период развития автомобиля инженеры разработали несколько вариантов трансмиссии. Сегодня по способу передачи и изменения крутящего момента используется пять основных видов: механическая, гидромеханическая, гидравлическая, электромеханическая и автоматическая. А по типу привода бывают: переднеприводные, заднеприводные и полноприводные трансмиссии.

Механические

Самая распространенная на легковых автомобилях – механическая трансмиссия. В ней вся работа осуществляется только механическими элементами: различными видами зубчатых, планетарных, фрикционных передач и т.д. Причем это относится не только к МКПП, но и ко всем остальным узлам. По своему КПД, долговечности и простоте ремонта механическая трансмиссия пока что опережает остальные типы.

Автоматические

Под автоматической трансмиссией чаще всего понимают коробку передач, которая сама регулирует изменение передаточного числа. Яркие примеры – вариатор для бесступенчатой механической регулировки, а также АКПП для гидромеханических систем.

Гидравлические

Это особый вид трансмиссии, в которой все элементы передают крутильный момент за счет гидравлических устройств. В автомобилях такие системы не используются, их можно встретить разве что в строительной и авиационной технике.

Как ни странно, гидравлические устройства более компактны, чем механические. Кроме того, элементы гидравлической трансмиссии могут находиться на значительном расстоянии друг от друга – сжатие жидкости при передаче энергии дает много возможных вариантов для компоновки отдельных элементов. Однако сама рабочая жидкость должна быть в технически идеальном состоянии.

Гидромеханические

В гидромеханической трансмиссии отдельные элементы будут работать на принципе гидравлической передачи энергии движения. Самый распространенный пример – трансмиссия с автоматической коробкой передач, где функции сцепления выполняет гидротрансформатор. Жидкостная передача движения в гидротрансформаторе используется для снижения ударных нагрузок и уменьшения крутильных колебаний (в механическом сцеплении для этого используется двухмассовый маховик и демпферы на ведомом диске).

Еще одно устройство, применяемое в гидромеханической трансмиссии – вискомуфта, которая до недавнего времени устанавливалась на полноприводные автомобили. В ней жидкость служит не для передачи момента вращения, а для блокировки, но это всё равно гидромеханическое устройство.

Электромеханические

Это новый вид трансмиссии, который вышел «в массы» благодаря распространению электрокаров, поскольку для ее работы нужен тяговый (не стартерный) аккумулятор, а в электромобилях он уже есть на месте. Плюсом электромеханической трансмиссии является довольно быстрая реакция на изменения крутящего момента за счет использования электромоторов. А также удобство размещения отдельных частей и узлов: поскольку принцип действия позволяет разнести элементы на большие расстояния, а значит, скомпоновать их более удобно, чем это можно было бы сделать с другими видами трансмиссий.

Переднеприводные

Здесь все просто, крутящий момент от двигателя полностью передается на передний привод автомобиля. Передается момент через коробку передач, главную передачу и полуоси на передние колеса автомобиля.

Заднеприводные

Здесь же ведучим приводом автомобиля будет задняя ось. Крутящий момент передается также, только с добавлением еще одного елемента — карданного вала между коробкой передач и главной передачей.

Полноприводные

Тут с названия все ясно. Момент передается на обе оси вто или инной пропорции одновременно. Здесь еще добавляются такие элементы как раздаточная коробка и межосевой дифференциал. «Раздатка» как раз служит для передачи мощности на оси автомобиля. А межосевой дифференциал — для распределения мощности между осями. Также, за типом подключения полный привод бывает 3 типов.

Постоянный полный привод.

Постоянный полный привод
Подключаемый.

Подключаемый полный привод
Автоматически-подключаемый.

Автоматический полный привод

Ведущий мост

Мосты – опоры, на которых крепится рама машины. Мост может быть ведущим или ведомым. Соответственно, ведущий получает через остальную часть трансмиссии крутящий момент и заставляет колёса крутиться, а ведомый является простой опорой. Мосты бывают передними и задними, а у грузовых машин может быть ещё один мост – средний.

Таким образом, трансмиссия вполне может состоять из трёх элементов. Но это примитивный вариант, который давно не используется. Сейчас устройство трансмиссии несколько сложнее. Для увеличения КПД в конструкцию добавляют дополнительные элементы.

Работа механизма

Всем автомобилистам известно, что коробка передач обладает несколькими скоростями: низкой, высокой, а также дополнительными промежуточными. Если водитель выберет наименьшее значение, трансмиссия автомобиля будет оказывать незначительное действие на двигатель. Машина станет двигаться медленно, и это позволит увеличить ее ускорение в моменты, когда нужно тронуться с места и продолжить движение.

При включении на коробке передач высоких значений сила вращения будет снижена, а скорость увеличится. Одновременно с этим трансмиссия позволяет определить оптимальный режим работы силового агрегата для максимальной оптимизации расхода топлива. При повышении скорости машины, его мощность упадет. Для преодоления препятствий на пути рекомендовано снижать скорость автомобиля. Также следует помнить о том, что при быстрой езде не желательно транспортировать грузы с большим весом, так как в таких случаях у транспортного средства будет недостаточно мощности.

Современные автомобили с ручной коробкой передач чаще всего имеют несколько промежуточных скоростей. Это позволяет водителям с легкостью справляться с различными препятствиями в процессе движения.

Дифференциал

Дифференциал — это механизм с двумя степенями свободы. Грубо говоря, конструкция разделяет механическую энергию двигателя на два потока и ведёт их к колёсам. Дифференциал контролирует вращение колёс и не допускает проскальзывания шин на неровной поверхности. Польза дифференциала проявляется при движении по некачественной дорожной поверхности или во время гололёда, дождя или снега. В зависимости от колёсной формулы расположение этого механизма может отличаться. Основная характеристика дифференциала – коэффициент блокировки (КБ). Он показывает соотношение крутящего момента одного из колёс к этому же показателю другого колеса. От этого параметра зависит проходимость автомобиля, чем он больше – тем выше проходимость. У обычного симметричного дифференциала эта характеристика всегда равна 1, в случае же со специальными механизмами коэффициент может доходить до 5. Так что если кто-то спросит, из чего состоит трансмиссия, то можно сразу ответить.

Основные неисправности

Всё, что работает, может и выходить из строя, ничего с этим не сделаешь. И компоненты трансмиссии тоже подвержены поломкам в той или иной степени. Основные неисправности компонентов трансмиссии имеют свои характерные особенности:

1. Механическое сцепление можно назвать расходником. Чаще всего в нём выходит из строя ведомый диск, так что при появлении таких проблем как проскальзывание, нечеткая работа, скрежет и т.д. диск меняют, а остальные компоненты осматривают на предмет выработки. Срок службы сцепления во многом зависит от манеры вождения.
2. Коробка передач – самый сложный и дорогостоящий узел во всей трансмиссии. Самая частая причина ее неисправности – несвоевременная замена трансмиссионной жидкости, которая во время работы постепенно деградирует и перестает выполнять свои функции, и вместо защиты механизма начинает с удвоенной силой его изнашивать. Признаками неисправности коробки являются шум при работе, в том числе при установке в нейтральное положение, нечеткое переключение передач или вообще невозможность их переключить, утечка масла из коробки.
3. Карданный вал – штука достаточно прочная, но там, где есть шарнир, есть и его износ. Проблемы с карданным шарниром проявляются скрипом и вибрацией во время движения.
4. Поломки главной передачи и дифференциала вызваны, как правило, двумя причинами: утечкой масла и неадекватными нагрузками. При недостаточном уровне смазки ускоряется выработка шестерен, в них появляются зазоры, а во всём механизме – вибрация. В свою очередь масло утекает через изношенные сальники. Механические неисправности проявляются шумом во время работы или характерным постукиванием в начале движения.
5. ШРУСы, несмотря на большую нагрузку, выходят из строя редко. Их главный враг – вода, которая попадает в механизм через порванные пыльники. Если владелец автомобиля следит за состоянием ходовой и вовремя меняет расходные материалы, он может никогда в жизни не узнать, как хрустит изношенный ШРУС. Если же пыльник порвался, это стопроцентная гарантия близкой замены шарнира, даже если с ним пока всё в порядке.

Механическая

Механические трансмиссии состоят только из шестерёнчатых или фрикционных элементов, что обеспечивает высокий КПД, небольшой вес конструкции, надёжность при эксплуатации и простоту обслуживания. Также такие механизмы отличаются компактностью. Недостатком же механической трансмиссии является неплавное переключение передаточного числа, из-за чего мощность двигателя не всегда используется рационально. К тому же, необходимость переключения рычага усложняет вождение транспортным средством. В случае со спортивными автомобилями эта проблема решается с помощью установки электронного переключателя передач, но такой способ слишком дорогой и не годится для массового использования.

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Наиболее сложный в ремонте элемент трансмиссии — коробка переключения передач. Владельца автомобиля должны насторожить:

• трудности при переключении передач, хруст, скрипы, другие посторонние звуки при переведении рычага в другое положение;
• невозможно включить передачу;
• в салоне появляется резкий запах моторного масла;
• шелест, стуки, когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении.

Утечка масла из КПП — серьезная причина сразу же обратиться к специалистам. Недостаток смазки способен полностью вывести механизм из строя.

Повреждение тросика, «слабая» педаль сцепления способны привести к «залипанию» муфты сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разъединиться, и переключить скорость не получится. При этом раздается неприятный скрежещущий звук.

Гидромеханическая

Данная КПП состоит из механизма для передачи момента и специального преобразователя. Трансмиссии этого типа применяются в тракторах, железнодорожной технике, а также как вспомогательный регулятор поворота в танкостроении. Из-за применения такой системы значительно уменьшается КПД двигателя, но увеличивается эксплуатационный срок поршневого мотора. Необходимость дополнительного питания трансмиссии и установки специальной системы охлаждения сильно увеличивает вес и габариты конструкции. Также гидромеханическая трансмиссия позволяет облегчить управление транспортным средством.

Функции

Трансмиссию транспортного средства составляет все, что связывает мотор с ведущими колесами. Рассматриваемый механизм предназначен для выполнения следующих функций:

• передача крутящего момента;
• его перераспределение между ведущими колесами;
• его изменение и направление.

Дабы устройство оптимально выполняло все свои функции, требуется регулярно проводить обслуживание трансмиссии автомобиля. Своевременное выявление и устранение неполадок гарантируют надежную работу механизма.

Электромеханическая

Основной элемент электромеханической трансмиссии – тяговый электромотор. Также в неё входят генератор электрического тока, электрическая система контроля и провода, которые соединяют все части конструкции. Стоит отметить, что нередко в таких конструкциях используется несколько электромоторов для увеличения мощности. Такая трансмиссия автомобиля не очень распространена из-за серьёзных недостатков. Это очень большой размер и масса, а также высокая стоимость. Кроме этого, обычная механическая трансмиссия имеет больший КПД, чем электромеханический вариант. Тем не менее, электротехническая промышленность быстро развивается, и возможности таких механизмов постоянно увеличиваются. Сейчас электромеханическая трансмиссия используется в основном для армейских машин или тяжёлой техники вроде тракторов, троллейбусов, морских судов и некоторых военных машин. Остальные виды трансмиссий очень редко используются в автомобилях. Тем не менее, специалисты постоянно исследуют возможности разных видов механизмов этого типа. Даже если учёным и инженерам удастся придумать перспективную конструкцию, для разработки технологии производства и модернизации производственных линий потребуются годы.

Назначение трансмиссии

Основное назначение трансмиссии автомобиля состоит в том, что благодаря ее работе становится доступным преобразование мощности силового агрегата в полезный вращательный момент, который будет передан на колеса. В результате транспортное средство имеет возможность сдвинуться с места, после чего будет ехать с определенной заданной скоростью.

Зависимость трансмиссии от привода

Для различных видов привода конструкция трансмиссии отличается. Так, в состав трансмиссии заднего привода входит:

• коробка передач;
• сцепление;
• главная передача;
• карданная передача;
• полуоси;
• дифференциал.

В случае же с передним приводом, в трансмиссии отсутствует карданная передача и полуоси, но есть валы привода ведущих колёс. Задний привод считается более надёжным, чем передний, хотя многие специалисты отмечают, что такая конструкция требует больше топлива (грубо говоря, толкать вперёд сложнее, чем тянуть). Полный привод позволяет перераспределять силу тяги на разные колёса. Такие системы условно делятся на два вида.

Виды трансмиссий автомобиля

Тип трансмиссионной системы зависит от источника энергии и способа передачи крутящего момента от ДВС к колесам транспорта. Автопроизводители выпускают транспорт с несколькими видами трансмиссий:

• механической;
• гидромеханической;
• электрической;
• гибридной.

Механическая

Наиболее распространенный вид передачи энергии, присутствует во всех автомобилях с механической коробкой переключения передач и блоком сцепления. Вращение коленвала передается через диски сцепления к коробке передач и другим трансмиссионным узлам.

Гидромеханическая

Набирает популярность благодаря широкому использованию АКПП в новых моделях авто. Механическое вращение трансформируется в движение жидкости (масла) в гидротрансформаторе — более совершенной замене сцепления. Передача крутящего момента через трансформатор — более плавная.

Электрическая

Используется в электрокарах и машинах с гибридными силовыми установками. В первом случае электроэнергия из аккумулятора приводит в действие электромотор, вращающий колеса. Автогибриды оснащены двумя типами силовых установок: двигателями внутреннего сгорания, электродвигателями, а также аккумуляторами. Часть моделей авто использует ДВС только после разгона до определенной скорости, до этого момента колеса крутит электроток. Некоторые решения позволяют постоянно передвигаться при помощи электродвигателей, используя бензиновый мотор невысокой мощности только для подзарядки аккумуляторов.

Постоянная система

Автомобили с такой системой обязательно имеют межосевой дифференциал. Полный привод применяется для обеспечения более динамичного разгона автомобиля и лучшей управляемости.

Трансмиссия – один из важнейших элементов автомобиля. Этот механизм передаёт энергию от двигателя к ведущим колёсам и приводит их в движение. Чтобы можно было в любой момент остановить машину, не выключая двигатель, в системе предусмотрено сцепление. Тип трансмиссии определяет плавность разгона и расход топлива. В автомобилях с автоматической или роботизированной коробкой передач нет педали сцепления, при необходимости оно активируется в автоматическом режиме сложной электроникой.

Что такое трансмиссия?

Сам термин пришел в русский язык из итальянского: существительное «transmissio» обозначает переход, передачу. Глагол «transmittere» звучит как передавать, пересылать. Под трансмиссией в машиностроении в широком смысле понимают передачу энергии от ее источника (двигателя, силовой установки) к рабочим органам машины. В автомобиле независимо от его типа (легкового, грузового) трансмиссия — система узлов и механизмов, передающих вращательное, поступательное движение от двигателя к колесам.

От правильной работы каждого компонента системы зависят:

• безопасность водителя, пассажира;
• расход топлива;
• износ трущихся, соприкасающихся друг с другом деталей;
• соответствие технических характеристик сведениям, заявленным производителем.

Трансмиссионные детали, узлы и механизмы производят из износоустойчивых материалов, способных выдерживать высокие механические нагрузки, воздействие перепадов температур, химически активных веществ. Для уменьшения трения, охлаждения трансмиссии применяют специальные моторные масла, которые нужно регулярно менять согласно инструкции завода-производителя авто.

BMW X3 F25 с пробегом: когда самый популярный мотор – худший, а АКП удивляет ресурсом

Трансмиссия

Теоретически X3 F25 бывает заднеприводной и на «механике». На практике найти машины без полного привода и с МКП сложновато – на сегодня на всю страну в продаже один экземпляр. У такой теоретической машины особых сложностей с трансмиссией не возникает до пробегов минимум тысяч в 150–200, когда карданный вал потребует обслуживания и задний редуктор начнёт потеть из-за износа сальников, забитой вентиляции и старения масла.
Задние ШРУСы очень надёжны, их чехлы прикрыты узлами подвески и рвутся редко, проверять состояние чехлов тщательно стоит при пробегах сильно больше сотни тысяч, а люфты и вибрации из-за естественного износа пока вообще не возникают: пробеги у машин не те. Правда, у МКП обязательный двухмассовый маховик с ценой за 50 тысяч, а привод МКП со временем разбалтывается, но ничего криминального. На мощные машины их не ставили, а типичная рядная «четвёрка» трансмиссию не повредит, как минимум если не проводили чип-тюнинг.

xDrive

У машин с полным приводом и АКП хлопот побольше. «Раздатки» xDrive у Х3 бывают двух видов. На большинстве модификаций стоит ATC450/ATC45L, изредка на 18i и 20i попадается менее «моментная» ATC350/ATC35L. Для обоих исполнений характерны две типичные поломки.

Шлицы хвостовика переднего кардана изнашиваются и разбивают ответную часть раздаточной коробки. Проблема характерна для всех машин в этом кузове, всё зависит лишь от нагрузки на передний мост. У любителей стартовать с дымом из-под колёс летом есть шансы получить люфт, а то и сорвать кардан. У спокойных водителей беда проявляет себя при пробегах за 200 тысяч, когда поддержание Х3 в исправном состоянии в целом уже становится очень накладным.

Лечится проблема на начальном этапе достаточно просто: фланец-проставка удлиняет кардан и он глубже входит в «раздатку». На кардане и в самой «раздатке» есть приличный запас по длине соединения, и лишние 2 сантиметра надёжного контакта надолго отодвигают проблему, ведь в заводском соединении нагружены как раз 20 мм шлицов. Проставка в 7–10 мм создаёт достаточный запас прочности соединению. Замена карданного вала или его шлицевой части также практикуется, замена выходного вала «раздатки» случается редко. Если там совсем всё плохо, то просто меняют раздаточную коробку в сборе.

Плавно переходим ко второй проблеме – масляному голоданию. Оба варианта коробок используют «мокрый» пакет фрикционов, и при смене поколений «икс-драйва» из конструкции зачем-то убрали маслонасос. Как следствие, заметно ухудшились условия смазки пакета фрикционов: теперь он смазывается только при движении на высокой скорости, а при малой смазка слаба. В результате имеем повышенный износ пакета фрикционов, быстрое загрязнение масла и ранний износ подшипников. Проблемы с «раздаткой» могли проявлять себя при пробегах 30–50 тысяч, а шансы на повторные ремонты очень высоки.

Если есть толчки при ускорении, удары при пробуксовке, горит «гирлянда» или вовсе не работает передний мост, то, скорее всего, вам предстоит потратить 25–35 тысяч рублей на покупку бэушного агрегата или ремонт старого, что может вылиться в сумму в два раза большую, поскольку цепь и валы стоят дорого. Замена подшипников и фрикционов достаточно бюджетна, в 15 тысяч с ценой работы уложиться можно, но обычно ремонт получается более серьёзным. Иногда, если проблемы только начались, устранить их позволяет простая замена масла.

Автоматические коробки

АКП ZF 8HP для этой машины безальтернативна. В основном можно встретить вариант 8HP45 – её максимального момента хватает для всех моторов, кроме турбодизеля 3,0, которому полагается усиленная коробка 8HP70. Коробки этого поколения – с очень сложной кинематикой, тут, помимо тормозов в виде фрикционов, есть целых три блокировочные муфты, планетарных передач целых четыре, а гидротрансформатор (ГДТ) имеет двухмассовый демпфер, фактически двухмассовый маховик. Как ни странно, но ресурс коробок получился заметно выше, чем у шестиступенчатых ZF 6HP, – это касается в том числе и ГДТ. Но слабых мест хватает.

В первую очередь они обусловлены чрезмерным облегчением агрегата, широким использованием очень лёгких алюминиевых деталей в конструкции. Если не применять при сборке-разборке этой АКП специальных кондукторов-усилителей, то можно банально помять внутренние корпуса сборок фрикционов – это из нюансов ремонта.

Есть и объективные проблемы с ресурсом планетарных передач и барабанов пакетов. При активном педалировании оси сателлитов буквально вырывает из корпусов планетарок, уже после 120–150 тысяч люфт может быть таким, что коробка воет хуже старого троллейбуса. При щадящей эксплуатации ресурс планетарных передач выше раза в полтора-два, обычно до 200–250 тысяч километров они выдерживают, как и накладки блокировки ГДТ. Все барабаны алюминиевые, и при больших нагрузках фрикционы выгрызают глубокие дыры в зубцах. При работе с грязным маслом всё осложняется быстрым износом тефлоновых колец главного вала, что заметно ускоряет период умирания.

Поскольку собрано всё очень плотно, то редко когда поломка в одном из пакетов или одной планетарки не влечёт за собой поломок всего окружения, так что, даже если по симптомам есть проблемы с пакетами E/D (они обычно сдаются первыми), всё равно ремонт будет глобальным. Восстановлением одной планетарки точно не отделаетесь, а корпуса пакетов придётся менять на восстановленные, просто напильником заусенцы снять точно не получится.

При этом у коробки редко бывают проблемы со втулками: маслонасос стал надёжнее, да и гидроблок-мехатроник работает до последнего. Пока в поддоне не будут валяться куски металла диаметром в 0,5 миллиметра, он будет старательно включать передачи.

При вовремя проведённом промежуточном ремонте эти агрегаты могут пройти и 350, и даже 500 тысяч км, судя по некоторым экземплярам машин, но «промежуточный» не означает «дешёвый». Как минимум потребуют восстановления планетарные передачи – им меняют втулки осей сателлитов и дистанционные шайбы – и почти наверняка один или несколько барабанов. Само собой при этом полностью меняют все резиновые части, от поршней до уплотнений гидравлики, внешних и внутренних, и все фрикционы. Вовремя проведённый ремонт потянет «всего» на 120–150 тысяч, несколько тысяч сверху, и можно поставить усиленный ГТД от 8HP70, что увеличивает ресурс.

Карданный вал передний

Качественное восстановление при более серьёзных проблемах часто не имеет смысла, поскольку обходится в 300+ тысяч рублей – столько стоят контрактные АКП сравнительно свежих лет и с подтверждёнными пробегами. Дешёвые ремонты с б/у фрикционами, с выборочной заменой резиновых деталей и с восстановлением только наиболее изношенных барабанов и планетарных передач практикуются, но, к счастью, пока редко. Машины мало того что дорогие, так ещё и ремонт требует серьёзных навыков, оборудования и понимания принципов работы. Так что редкий гаражный умелец или «универсальный» сервис по АКПП берутся за 8HP, а попыток по-быстрому «наколхозить» немного.

Единственное, что могу порекомендовать будущим владельцам, это часто менять масло. Можно даже не с фильтром и поддоном, а хотя бы просто масло, но раз в 30–40 тысяч км. И внимательно слушайте, с каким звуком едет машина. Любое подвывание – верный признак начинающихся проблем. Толчки и удары практически приговор.

Моторы

Бензиновые моторы представлены в основном наддувным мотором N20B20 объёмом 2,0 литра в двух вариантах, для 20i и 28i после обновления 2012 года. Реже встречаются трёхлитровые рядные «шестёрки» – атмосферная N52B30 (28i до обновления 2012 года) и наддувная N55B30 для топовой модификации 35i.

Среди дизельных моторов основная масса машин также двухлитровые, с двигателем N47D20 до рестайлинга и B47D20 после. Но без рядных «шестёрок» не обошлось и тут, 30d и 35d оснащаются великолепным N57D30 объёмом 3,0 литра.

Из общих проблем – слабые радиаторы, завышенные рабочие температуры даже у дизелей, не говоря уже о бензиновых моторах, чрезмерная переусложнённость, одноразовые электрические помпы и термостаты, очень облегчённые элементы подвески моторов. В наиболее запущенном случае двигатель может просто вывалиться, если долго игнорировать стуки его треснувших опор. Ещё у F25 активная аэродинамика, что означает наличие жалюзи на системе охлаждения, почти как у дедовских автомобилей, только используются они не только для ускорения прогрева, сколько для снижения аэродинамического сопротивления на высокой скорости.

Бензиновые моторы

Двигатели серии N20 заменили заслуженные рядные «шестёрки» серии N52 в 2011 году. Моторы выполнены по всем канонам моторостроения BMW 2010-х: максимально облегчённая конструкция, оптимизированная для высокого механического КПД поршневая группа и ГРМ, легкосплавный блок цилиндров, кованый коленвал, гильзы с напылением из железоуглеродистой композиции, непосредственный впрыск, турбонаддув, бездроссельный впуск Valvetronic, регулируемый многорежимный маслонасос, встроенный вакуумный насос, вентиляция картера с управляемым клапаном, особо компактная конструкция балансирных валов и высокая унификация внутри линейки. Все варианты мотора строго двухлитровые, а диапазон мощности – от 143 до 258 сил.

Уже из описания конструкции понятно, что мотор должен быть капризным и требовательным к обслуживанию. На практике всё так и есть, список потенциально проблемных мест достаточно длинный.

Основная сложность – это система смазки у машин до рестайлинга. Давление масла в исправном состоянии минимальное, поэтому заедание клапана регулировки давления, износ маслонасоса и вкладышей или утечка давления на форсунки охлаждения приводят к задирам коленвала. Обычно моторы выпуска ранее 2013 года до ремонта с заменой коленвала / шатунов могут пройти 90–120 тысяч километров, но лучше поменять заранее маслонасос, поставить новую цепь маслонасоса, убрать регулировку давления и добавить усиленные вкладыши.

При задирах часто ремонтировать нечего, достаточно лёгкие шатуны и узкие вкладыши обеспечивают «кулак дружбы» почти наверняка. Если проблема возникла из-за уровня масла (а моторы любят его «кушать», при этом нормального щупа у двигателя нет, только глючный электронный датчик), то мотор можно менять, даже не разбирая старого. Поломано и задрано будет всё, включая блок, колено, поршни и распредвалы.

Небольшой нюанс: компания-производитель за счёт обновления прошивки может менять объём масла в картере двигателя при полной заливке. Изначально мотору полагалось 4 литра, а после всех обновлений прошивок полная заливка достигла уже 5,5 литра, притом что он конструктивно никак не поменялся. Если у вас по какой-то причине старые настройки и блок управления утверждает, что 4 литров достаточно, не верьте – надо влить почти 6. Это сильно снижает вероятность проблем с давлением, да и в случае расхода масла у вас будет лишнее время на принятие мер. Только датчик не забывайте менять раз в три-четыре года, а то он закисает. Совмещённый датчик температуры и качества масла тоже менять нужно превентивно.

Течи маслорадиатора ещё одна типовая проблема. Масло течёт наружу, антифриз – в масло и наоборот. Проверка масла и антифриза на предмет эмульсии при покупке обязательна.

Проблемная деталь здесь – консоль радиатора. До 2014–2015 годов (точная дата проведения обновления неизвестна) она была алюминиевая и при течах можно было обойтись заменой прокладок. Потом консоль зачем-то заменили на пластиковую, более того – при течах алюминиевых консолей официалы массово меняли их на пластиковые детали. Стало ещё хуже: пластмасса коробится, консоль течёт и замена прокладок в силу деформации уже не помогает. Если у вас есть проблема с течами, а деталь алюминиевая, не меняйте её на пластик – просто поменяйте внутренние и наружные прокладки.

Помпа у мотора электрическая, причём она очень не любит высокого давления в системе охлаждения – при перегревах в неё попадает жидкость через сальник вала и замыкает всю электронику. Последние случаются сравнительно часто из-за забитых радиаторов и грязного антифриза в сочетании с очень высокой рабочей температурой.

Если уровень масла поддерживается на достаточном уровне, то поршневая группа у N20 ведёт себя неплохо. Гораздо лучше, чем у N13/N18. Во всяком случае гильзы не раздувает, а поршневые кольца не залегают, если интервалы замены масла не превышались постоянно. Хотя, к сожалению, убитых моторов с высоким масляным аппетитом очень много, «спасибо» стоит сказать официальному регламенту ТО с очень завышенными интервалами замены масла.

Низкий ресурс ГРМ и высокая его стоимость тоже проблемы массовые, хотя и не слишком острые: свои сто тысяч основная цепь обычно выхаживает. Главное, чтобы при замене не забыли заодно поменять цепь и натяжитель маслонасоса.

Топливная аппаратура достаточно капризна: присутствует износ и толкателя ТНВД, и самих форсунок, особенно если лить не лучшее топливо. Система вентиляции картера легко забивается, особенно если моторы ездили на рекомендуемом масле с интервалами замены в 15–20 тысяч км, пока машина обслуживалась у дилера.

Закоксовка и сбои бездроссельного впуска Valvetronic тоже дело привычное. Очень грязный тракт, и погибший смертью храбрых катализатор при расходе масла от 500 мл на тысячу – нормальная ситуация.

Очень многие владельцы покупали N20B20 в «младшей» версии с мощностью 184 л.с., чтобы поставить прошивку от 28i на 245/258 сил. И, как показывает практика, мотор неплохо это переносит, хотя у них визуально разные поршни, и производитель заявляет о разной степени сжатия. Удивительно, но на ресурсе это особо не сказывается: что в том, что в другом случае проблемы примерно одинаковые и возникают при одинаковом пробеге.

При всех явных недостатках N20 не так плох с точки зрения потребительских свойств: расход топлива очень низкий, тяга хорошая. Кроме того, упомянутое выше обновление 2014–2015 годов – это немалая работа над ошибками. На «рестайловых» N20 новые форсунки и актуальное давление масла во всех режимах. Привод актуатора турбины, правда, стал электрическим вместо вакуумно-электрического. Последнее – плюс сомнительный: отклик на педаль акселератора лучше, диагностируется система хорошо, зато сам мотопривод довольно капризный.

Моторы до рестайлинга и с большими пробегами почти наверняка потребуют немало денег, если только не просили их недавно. В любом случае вам предстоит разбираться, какие из проблем были устранены, а про какие забыли. И выяснять, насколько качественно были проделаны работы. При серьёзных проблемах найти бэушный агрегат пока ещё не большая проблема, но сами баварцы эту линейку моторов очень быстро сняли с производства, сейчас она уже не выпускается.

Если мотор в нормальном состоянии, то рекомендуется доработать систему охлаждения для достижения рабочих температур в 85–95 градусов и обеспечить машину нормальным маслом и регулярной его заменой. Масло рекомендуется лить 5W40, а летом можно и 5W60.

Моторы серии N52B30 на фоне более современных бензиновых N20 выглядят чудом. Про них я уже рассказывал – например, в материале про 5 series E60. Да, они боятся перегрева, длинный блок цилиндров из магниевого сплава слабый, при больших интервалах техобслуживания есть и проблемы с масляным аппетитом, но именно вариант N52B30 (который встречается на ранних X3 xDrive28i) к ним в целом не очень склонен. Если владелец понимал, какой мотор ему достался, то можно смело рассчитывать на ресурс выше 300 тысяч километров, но дорогое обслуживание.

Несмотря на кажущуюся простоту, мотор достаточно сложен. У него капризный Valvetronic, фазовращатели и клапаны VANOS, ресурс ГРМ сильно зависит от обслуживания и режимов работы, очень горячая и сложная система охлаждения с электропомпой и такая же консоль маслокулера, как у N20. В общем, это вам не почти безгрешный М54 из первой половины «нулевых»…

Двигатель N55B30 (xDrive35i), несмотря на наличие наддува, Valvetronic и высокую степень форсирования, мало отличается от N52 в эксплуатации, разве что бензин предпочитает 98-й и совсем не любит маловязких масел. Ему нужны малозольные 5W40 с хорошим пакетом присадок, потому что тут, как и у N20, очень высокая нагрузка на вкладыши и, как следствие, высокая вероятность задиров. Просто он ещё чуть дороже в эксплуатации и очень дорог в ремонте. Подробнее про N55 можно почитать в материале об X5 E70.

Дизельные моторы

Второй по популярности двигатель на Х3 F25 (после N20) – это дизель N47D20. Конструкция, на первый взгляд, несколько странная: цепи ГРМ со стороны маховика, маслонасос тоже стоит сзади блока. На российских машинах выпуска до конца 2019 года сажевого фильтра нет, что, несомненно, является плюсом.

Мотор заметно стабильнее себя ведёт, чем серия N20, спасибо более низким рабочим температурам, но нюансов хватает. Топливная аппаратура иногда преподносит сюрпризы. Пьезоэлектрические форсунки очень капризны, до ума их так и не довели, ревизию нужно обязательно проверять при покупке, а ремкомплект стоит минимум тысяч 7 на каждую, замена ещё дороже. Проблемы с просадкой гильз и трещинами блока на Х3 F25 не встречаются, их устранили ещё до 2010 года.

Впускной коллектор зарастает грязью, причём она долетает каким-то образом и до ДМРВ, что приводит к снижению тяги и ошибкам. Просто зарастание грязью не так ощутимо: мотор лишь не додаёт мощности и дымит на мощностных режимах. Клапан EGR с электроприводом капризен – поначалу перестаёт плавно регулироваться, что также вызывает проблемы в работе мотора и способствует зарастанию впуска нагаром, потом может и вовсе отказать. Чистить можно несколько раз, но если делать это редко, то износ будет уже очень значительным и при пробегах за 120 тысяч его лучше сменить на новый.

Привод вихревых заслонок загрязняется и ломается – к счастью, в запчастях он есть в виде отдельной детали и менять коллектор в сборе не придётся. И чем чаще вы чистите впуск, тем больше шансов на то, что заслонки будут в порядке, а расход топлива останется низким, как с завода. Поломки привода и попадание элементов заслонок в цилиндры случаются, но очень редко. Гораздо неприятнее, что туда попадают крупные куски сажи, и это не так безобидно, как хотелось бы. Могут быть помяты клапаны, повреждены фаски или образоваться лёгкие задиры на гильзе цилиндра.

Проблемы с приводом ГРМ, характерные для ранних N47, к моменту появления X3 F25 перестали быть остроактуальными при малых пробегах – очень редко цепи начинали шуметь до 60 тысяч километров. Но если пробеги выше сотни тысяч, то состоянием цепей нужно снова озаботиться. Цепи очень плохо слышно, дизель цокает и шумит сам по себе. Понадобится фонендоскоп или частичная разборка, чтобы понять степень растяжения. А лучше всего менять цепь по регламенту, примерно каждые 100–120 тысяч километров, это гарантирует отсутствие лишних поломок.

Напомню, что цепь маслонасоса столь же важна и её нужно менять вместе с цепью ГРМ. Умельцы научились менять цепи, не снимая двигателя. Нет, они не нанимают на работу осьминогов, просто снять АКП и «раздатку» заметно дешевле, чем мотор. Это позволяет снизить стоимость работ по замене цепей до 80 тысяч рублей и даже меньше, из них примерно половина стоимости – это запчасти.

Задранные вкладыши и проблемы с турбинами возникают в основном в случае перегрева, редкой замены масла и других вариантов жёсткой эксплуатации. Полностью исключать эти проблемы не стоит: большая часть машин обслуживается не очень хорошо, а пробеги самых ранних X3 F25 уже в среднем выше 200 тысяч километров.

Моторы серии B47, сменившие N47 в 2019 году, имеют в целом тот же набор проблем. Они немного тише, лучше запускаются, но свои недостатки есть и тут. Система старт-стоп не только способна вывести из себя нормального водителя в городском ритме – аккумуляторы с ней живут по три года, ресурс стартеров немногим больше. Топливная аппаратура ещё капризнее, чем у N-серии, сажевый фильтр положен всем моторам, а в городском цикле в крупных городах он забивается буквально за три года и прожиг почти невозможен.

Дизельные N57D30 на фоне бензиновых двигателей просто беспроблемные. Да, стальной выпускной коллектор иногда трескается, и сварка вредит дорогой турбине. Топливная аппаратура достаточно капризная, форсунки такие же, как на N47, их уже шесть, да и впуск забивается. Но для дизеля это типично, как и забитый сажевый фильтр. Да и он тут неплохо «продувается».

У этих моторов потрясающая динамика и достаточно стабильный ресурс при хорошо прогнозируемых и относительно не очень больших расходах на эксплуатацию. Подробнее про этот мотор, как и в случае с N55, можно прочитать в обзоре X5 E70.

Брать или не брать?

Однозначно лучшей модификацией X3 F25 можно считать дизельную трёхлитровую – как 30d, так и 35d. Они сравнительно дороги, но переплата того стоит. Ещё можно рассмотреть варианты с бензиновыми рядными «шестёрками», особенно 28i до 2012 года, с N52. Тяги существенно меньше, чем у дизеля, проблем больше, но всё же на общем фоне это не худший вариант. Машины с рядными «четвёрками», коих в продаже подавляющее большинство, – вариант, конечно, максимально доступный, но экономия при покупке обернётся повышенными расходами в дальнейшем. Особенно это актуально для бензиновых 2-литровых модификаций. Ну и в любом случае нужно понимать, что спать спокойно владелец X3 F25 может только в том случае, если отложено тысяч 250–300 на плановый и не очень плановый ремонт.

Взяли бы себе бэушный BMW X3 F25?

Устройство трансмиссии типа вариатор

Вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission), это разновидность бесступенчатой автомобильной трансмиссии. Вариатор способен плавно изменять коэффициент передачи во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий, поэтому в процессе работы такой трансмиссии не наблюдается характерных толчков при переключении передач, свойственных другим видам трансмиссии.

На современных автомобилях самым распространенным видом является вариатор, основанный на работе клиноременной передачи. В нем передаточное число передается от ведущего шкива, соединенного с мотором, к ведомому, связанного с приводами колес. Между собой валы соединяются ремнем.

Принцип работы вариатора основан на изменении диаметра ведомого и ведущего шкивов при уменьшении или увеличении частоты оборотов двигателя. При трогании автомобиля, когда необходимо максимальное тяговое усилие, диаметр ведущего шкива минимален, ведомого максимален, что повышает коэффициент передачи. С набором скорости и увеличением оборотов силового агрегата диаметр ведущего шкива возрастает, а ведомого — падает, что уменьшает коэффициент передачи. Таким образом регулируется тяговое усилие, передаваемое на приводы колес. Как и на любых современных автомобилях, за регуляцию диаметра шкивов отвечает электроника, получающая команды из электронного блока управления.

Второй вариант бесступенчатой трансмиссии — тороидальный вариатор, встречающийся гораздо реже клиноременной схемы. При таком варианте передача крутящего момента регулируется роликами тороидальной формы, зажатыми между валами. Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения или уменьшения площади контактных поверхностей соприкосновения роликов и валов. Для максимальной тяги роликовые зажимы поворачиваются в сторону ведомого вала, что увеличивает площадь соприкосновения и трение между ведомым валом и роликом. При увеличении скорости ролики поворачиваются в обратную сторону. Тороидные вариаторы более надежны и износостойки, однако дороже в производстве.

Плюсы бесступенчатой трансмиссии типа вариатор очевидны: она более динамична и эффективна, чем автомат, полностью отсутствуют рывки, выигрывает она и в экономичности по сравнению с автоматом. Однако и минусы вариатора также ярко выражены: ненадежность, относительно малый ресурс, дорогостоящий ремонт и необходимость дополнительного обслуживания (нужно покупать специальное трансмиссионное масло).

Дополнительные материалы

Схемы дополнительных трансмиссий

Схемы дополнительных трансмиссий

«А», «Б» – 1-й вариант; «В» – 2-й вариант; «Г» – 3-й вариант

1 – двигатель; 2 – сцепление; 3 – КОМ; 4 – карданный вал; 5 – опоры; 6 – пожарный насос; 7 – коробка перемены передач; 8 – раздаточная коробка; 9 – промежуточный вал.

Схема коробки отбора мощности КОМ — 68Б

Коробка отбора мощности КОМ — 68Б

Дополнительная трансмиссия автоцистерны АЦ-40(431410)63Б

Дополнительная трансмиссия автоцистерны

1 – коробка отбора мощности; 2 – кожух; 3 – вал карданный; 4 – вал промежуточный; 5 – втулка; 6 – подушка; 7 – пожарный насос; 8 – уплотнение.

Промежуточный вал дополнительной трансмиссии

Промежуточный вал дополнительной трансмиссии

1 – фланцевая муфта; 2 – сальник; 3 – корпус опоры; 4 – подшипник; 5 – крышка; 6 – промежуточный вал; 7 – маслёнка.

Основные понятия

Что такое трансмиссия? Это совокупность механизмов, имеющих следующие функции:

• смена направленности, а также величины момента вращения;
• перераспределение момента вращения от мотора к колесам;
• распределение момента вращения на ведущие колеса.

Принцип работы агрегата основывается на преобразовании энергии. По этому критерию различают такие типы трансмиссий:

1. Механическую. Происходит преобразование и передача механической энергии. Это классические планетарные КПП.
2. Электрическую. Механическая энергия превращается электрическую, затем после передачи энергии на колеса происходит ее превращение в обратной последовательности от электрической энергии к механической.
3. Гидрообъемную. Механическая энергия превращается в энергию потока жидкости, затем после ее поступления на основные автоколеса осуществляется преобразование энергии в обратной последовательности.
4. Комбинированную. Различают электромеханические либо гидромеханические типы устройств. Такие конструкции объединяют несколько способов преобразования энергии.

Конструктивно автомобили разделяются по типу привода:

1. Передний привод. Основными есть передние колеса машины.
2. Задний привод. Основными становятся задние колеса авто.
3. Полноприводные. Такой транспорт имеет привод на все полуоси (передние, а также задние).

Для автотранспорта с различными видами моторов используются разные трансмиссии, имеющие определенные конструктивные особенности. Составляющими частями трансмиссии заднеприводной машины есть такие основные узлы: КПП, сцепление, главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал.

Все основные узлы трансмиссии для переднеприводных машин, располагаются под капотом транспортного средства. Для полноприводных автомобилей характерны следующие типы трансмиссий:

1. Полноприводная конструкция, включаемая с помощью водителя. Обязательным условием функционирования таковой системы есть присутствие раздаточной коробки, посредством нее происходит распределение момента вращения между передней и задней осью.
2. Конструкция, оборудованная автоматикой для включения. Часто основными колесами служит передняя пара. Вместо дифференциала размещается муфта с электрическим управлением.
3. Постоянная полноприводная система. Основной особенностью такой системы есть наличие межосевого дифференциала. Увеличивается проходимость машины, а также ее разгоночные показатели. Достигаются такие результаты благодаря перераспределению силы тяги.

Рекомендуем: Элементы рулевого управления автомобилем, принцип работы

Рекомендуем посмотреть видео о назначении и принципе работы трансмиссии:

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

• 4-х ступенчатую;
• 5-и ступенчатую;
• 6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

• двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Перечень смазок

применяемых в дополнительных трансмиссиях пожарных автомобилей

Семейство десяток

На первых моделях ставили движки 1,6 л еще с 8-ю клапанами (справедливости ради, стоит отметить, что были и 1,5 литровые). Они также отличались не слишком высокой мощностью (76 лошадей). Но зато – привычно и достаточно надежно для среднестатистического населения. С возникновением ВАЗ 2112 туда стали монтировать движок 16-и клапанный, 1,5 литра, который безнадежно гнул клапана при внезапном обрыве ГРМ, за что его не любили и даже боялись широкие массы отечественных покупателей автомобилей. Но ему на смену приходит ВАЗ 21124 с одноименным движком.

Увеличенный до 1,6 объем и специальная расточка цилиндров позволяет избежать ранее существующей проблемы с клапанами, а значит, и весьма дорогостоящих ремонтов движка. Надо сказать, что ВАЗ 21124 становится по тем временам самой надежной и востребованной машинкой, любимицей, можно сказать, народа. Трансмиссия, к слову, также устанавливалась механическая – мт.

Рекомендации по эксплуатации КПП

Выход трансмиссионной системы из строя нередко становится неприятной неожиданностью для автовладельцев, так как её ремонт может влететь в копеечку. Чтобы этого не произошло, при езде на авто с АКПП необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

1. При езде в холодное время года необходимо 5 — 15 минут ехать медленно, чтобы произвести тщательный прогрев АКПП. Данное правило следует соблюдать, если температура воздуха на улице ниже 25 градусов по Цельсию.
2. Если происходит непродолжительная остановка, не следует ставить рычаг в нейтральное положение, так как это ведёт к сбою в работе автоматической КПП.
3. Всегда выжидайте несколько минут после запуска двигателя. Это нужно, чтобы коробка передач достигала своего рабочего состояния.
4. В случае смены направления вперёд и назад осуществлять переключение рычага нужно только после полной остановки машины.

Соблюдение этих простых рекомендаций позволит вам избежать аварийных ситуаций на дороге, а также больших затрат на ремонт АКПП в случае поломки авто из-за неправильного обращения.

Распространенные поломки

Если говорить о таком виде машин, как легковые автомобили, трансмиссия в них чаще всего выходит из строя в связи со следующими поломками:

• ШРУС. О неисправности данного механизма свидетельствует появление нехарактерных звуков. Он не подвергается ремонту и требует замены.
• Сцепление. Чаще всего выходит из строя при агрессивной манере вождения. Компонент требует проведения своевременной регулировки.
• Детали АКПП. Изнашиваются при отсутствии обслуживания.

Стоит отметить, что трансмиссия грузового автомобиля подвергается большим нагрузкам, поэтому требует более частого прохождения технического обслуживания.

Признаки неисправности трансмиссии

Когда автомобилисту известна схема трансмиссии автомобиля, он сможет самостоятельно определить, какие неисправности имеет механизм при наличии следующих признаков:

• При движении с места появляются рывки.
• Наблюдается шум в области сцепления.
• Устройства не выключаются.
• В месте соединения привода сцепления наблюдается утечка жидкости.
• Педаль западает или заедает.
• Машина пробуксовывает.

При наличии данных признаков необходимо выполнить ремонт трансмиссии автомобиля самостоятельно или в специализированном центре.

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.

Источник Источник Источник Источник Источник http://prometey96.ru/ustrojstvo-avto/transmissiya-eto.html
Источник Источник http://monolith.in.ua/structure-avto/mehanicheskaja-transmissija/