Что такое трансмиссия и как она работает

Назначение трансмиссии

Источником крутящего момента является, как правило, маховик двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно с него снимается вся необходимая для движения машины полезная мощность. Но для передачи её к ведущим колёсам потребуется создать схему, которая позволит изменять соотношение крутящего момента и скорости вращения. Произведение этих двух величин как раз и представляет собой мощность. Увеличивая одну из них при постоянной отдаче двигателем мощности, трансмиссия уменьшает вторую, что необходимо для обеспечения работы автомобиля в различных дорожных условиях и на разных скоростях. Причём этим соотношением должен оперативно управлять водитель или электронные системы машины. Практически это выражается в виде изменения передаточного числа трансмиссии. Таким образом, трансмиссия автомобиля это посредник между мотором и ведущими колёсами.

Помимо этого, силовая передача должна позволять выбирать момент, подаваемый на каждое колесо. В идеале – от нуля до максимума, хотя не все схемы на это способны. В простых случаях достаточно нагрузить крутящим моментом два ведущих колеса.

Какие бывают трансмиссии?

На сегодняшний день существует большое количество различных видов трансмиссий, которые отличаются друг от друга эксплуатационными свойствами, надежностью и принципом функционирования. По основному принципу работы можно выделить следующие виды механизмов переключения скоростей в автомобиле:

1. Ручная коробка передач – наиболее простой вариант исполнения, который характеризуется простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы. Однако именно то, что данный тип коробки передач требует участия человека в процессе переключения скоростей, привело к образованию основных правил управления автомобиля: правильное взаимодействие со сцеплением, правильное включение скоростей во время движения. Пример: на машинах ВАЗ 2109, да и вообще, на всех ВАЗах до 2000 года выпуска, как правило, стоит ручная коробка передач (механика).
2. Автоматическая коробка передач – усовершенствованная система, которая не требует участия человека в переключении передач во время движения автомобиля. Это привело к тому, что на автомобилях с автоматической коробкой передач отсутствует педаль сцепления. Однако автоматическая трансмиссия очень дорога в обслуживании, требует постоянной диагностики, имеет меньшую степень надежности в сравнении с ручной КПП.
3. Смешанный тип коробки передач – позволяет переключать коробку передач самостоятельно без необходимости нажатия сцепления. Чаще всего, подобная трансмиссия автомобиля устанавливается на гоночные версии транспортного средства, или идет как дополнительная опция.

Рекомендуемая статья: Ford Focus 2-го поколения на вторичном рынке
Как правило, вид установленной коробки передач зависит от стоимости автомобиля, его года выпуска и класса.

Физические принципы работы

По способу передачи момента возможны различные варианты исполнения.

• Механическая трансмиссия. Представляет собой набор валов и шестерёнчатых передач. Гидроавтоматические коробки также относятся к данной группе, поскольку гидравлика и электроника там используются только для управления процессом переключения передач.

• Гидравлическая трансмиссия. Практически не применяется на автомобилях, хотя есть примеры её использования в мототехнике. Базовым принципом является использование гидронасоса высокого давления с одной стороны и гидромоторов в качестве исполнительных механизмов. Между ними расположена напорная магистраль с гибкими шлангами.

• Электрическая трансмиссия. Выглядит самой простой и эффективной, видимо за ней будущее. К двигателю подсоединён генератор, вырабатывающий ток большой мощности, которым легко управлять и передавать его к исполнительным устройствам. В их роли применяются электромоторы. Мотор можно устанавливать на каждое ведущее колесо, реализуя любой алгоритм управления. В случае чистого электроавтомобиля в качестве источника энергии используется не генератор, а аккумуляторная тяговая батарея. Применяется реверсирование при реализации режима рекуперации энергии для подзаряда батареи при торможениях.

• Гибридные схемы. Например, совместное использование механической передачи на одну ось и электрической – на другую. По такому принципу уже построены некоторые серийные автомобили.

Конструкция

Конструкция устройства может предполагать использование в качестве ведущих переднюю и заднюю пары колес.

Если как ведущие используются задняя пара колес, то автомобиль получается заднеприводным, а если передняя – переднеприводным. Если авто имеет привод одновременно на задние и передние колеса 4х4, то полноприводные.

Авто с разным типом привода имеют свою конструкцию трансмиссии, которая часто существенно отличается по составу элементов и их исполнению.

Так в заднеприводной машине это последовательно расположенные элементы: сцепление, КП, карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси.

Сцепление

Сцепление служит для непродолжительного отсоединения движка от трансмиссии и последующего плавного соединения этих элементов после переключения передачи, а также защиты деталей от избыточных нагрузок.

Коробка передач

Коробка передач изменяет крутящий момент, скорость и направление движения, а также разъединяет на продолжительное время двигатель и трансмиссию. Коробки бывают механические, роботизированные и классические (гидротрансформатор — планетарные передачи)

Карданная передача

Карданная передача нужна для трансляции кр.момента со вторичного вала коробки на вал гл.передачи, которые находятся под углом друг относительно друга.

Главная передача

ГП необходима, чтобы увеличить кр.момент, изменить направление и передать его на полуоси. Обычно в авто применяют гипоидную главную передачу (зубы передачи не прямые как обычно, а радиальные).

Дифференциал

Дифференциял раздает кр.момент по ведущим колесам, и позволяет полуосям вращаться с отличными друг от друга угловыми скоростями, в процессе поворота транспортного средства.

Виды привода

По количеству задействованных ведущих колёс возможны разные системы передачи момента. Трансмиссия автомобиля состоит из механизмов, реализующих эти схемы.

• Задний привод. Двигатель располагается впереди автомобиля или по центру кузова в пределах колёсной базы, или сзади над осью, или в заднем свесе. Коробка передач для организации лучшей развесовки может быть в блоке с двигателем или с главной передачей на задние колёса.

• Передний привод. Используется в массовых автомобилях, хотя иногда его применяют и в более дорогих классах, а также в лёгких грузовиках. Разница может быть лишь в поперечном расположении силового агрегата или продольном. Первая схема более компактна и проще реализуется.

• Подключаемый полный привод. Возможно много вариантов, но чаще всего используются два. На утилитарных внедорожниках водитель вручную подключает передний мост на тяжёлых участках при постоянном заднем. У кроссоверов используется электронная или вязкостная муфта, подключающая задний мост, постоянно в этом случае используется передний.

• Постоянный полный привод. В машине всегда задействованы для создания тяги все колёса. Различные механические и электронные устройства могут изменять соотношение момента по осям или даже по колёсам.

Как работает трансмиссия автомобиля и что в неё входит?

Силовой агрегат автомобиля создает определенный крутящий момент, зависящий от его мощности. Для движения авто необходимо механически передать этот момент ведущей паре колес либо всем колесам сразу. Данную задачу решают несколько агрегатов и узлов, объединенных общим названием – трансмиссия. Она служит посредником, обеспечивающим комфортную езду в различных скоростных режимах и движение задним ходом.

Основные элементы и их назначение

Чтобы понять, что из себя представляет трансмиссия автомобиля и как она функционирует, нужно изучить входящие в нее элементы и разобраться, какие они выполняют функции. Состав трансмиссионных узлов и агрегатов выглядит следующим образом:

• узел сцепления;
• коробка передач (КПП);
• главная передача вкупе с дифференциалом;
• механический привод колес.

Здесь агрегаты перечислены в той последовательности, как они расположены в переднеприводном автомобиле начиная от двигателя. Причем первые 3 элемента помещены в единый корпус КПП. В заднеприводных авто коробку передач и редуктор привода задних колес связывает карданный вал, поскольку они разнесены в разные места.

Задача сцепления – мягко и плавно отсоединять коленвал силового агрегата от первичного вала, входящего в коробку передач. Цель – обеспечить движение с места и возможность переключения скоростей, при котором пары шестерен выходят из зацепления и переключаются на другие. Когда первичный вал вращается двигателем, это сделать практически невозможно.

Коробка передач – это основной агрегат, который также входит в трансмиссию автомобиля. Он преобразует крутящий момент, поступающий от двигателя, в различные скоростные режимы, необходимые для движения авто. Ведь максимальное усилие, развиваемое силовым агрегатом, лежит в узком диапазоне оборотов коленчатого вала. Если предположить, что колеса подключены к нему напрямую без КПП, то автомобиль не сможет нормально двинуться с места, это все равно что трогаться с 4 передачи.

передача, состоящая из двух шестерен с косыми зубьями, распределяет крутящий момент, полученный от КПП, на 2 полуоси, приводящие в движение колеса. Чтобы совершать поворот, во время которого одно колесо проходит больший путь, нежели второе, нужно правильно разделить усилие между полуосями. Этим занимается дифференциал, совмещённый с главной передачей и действующий в автоматическом режиме. Колесо, идущее по внешнему радиусу поворота, получает больший крутящий момент, а второе – меньший.

Принцип работы трансмиссии состоит в том, чтобы передать вращение колесам через механический привод. Таковым являются полуоси, связывающие с ними главную передачу и дифференциал.

В машинах с задним приводом это стальные прямые валы, оснащенные подшипниками. Привод на передние колеса осуществляется полуосями с 2 шарнирами (ШРУС), позволяющими вращать поворачивающиеся колеса.

О принципе работы кпп

Стандартная коробка передач состоит из таких узлов:

• первичный вал, идущий от двигателя;
• вторичный вал, выходящий из КПП и связанный с главной передачей;
• промежуточная ось с набором шестерен;
• дополнительный вал заднего хода.

Чтобы на выходе из КПП получить необходимое число оборотов, к шестерне первичного вала подводится шестеренка промежуточной оси. Одновременно с шестерней вторичного вала входит в зацепление вторая шестеренка промежуточной оси. Поскольку они отличаются размером и числом зубьев (передаточными числами), количество оборотов на выходе из коробки понижается либо повышается. Если нужно перейти в другой скоростной режим, пара шестерен промежуточной оси меняется на другую путем ручного или автоматического переключения.

Движение назад обеспечивается за счет включения между промежуточным и вторичным валом дополнительной шестеренки. Тогда последний начинает вращаться в обратную сторону.

Состав и функции отдельных узлов

Перечислим всё то, что входит в трансмиссию автомобиля.

Сцепление

Служит для разъединения двигателя с коробкой передач в автомобилях с механической или роботизированной КПП. Это необходимо при трогании с места и переключении передач. Может управляться водителем или сервоприводом со стороны электронного блока, заведующего режимами коробки с автоматическим переключением.

Сцепление бывает с одним диском или набором фрикционов, сухим или работающим в масле. Чаще всего применяется сухое однодисковое сцепление, состоящее из ведущего диска с нажимной пружиной диафрагменного типа, закреплённого на маховике коленвала, ведомого диска, скользящего по шлицам первичного вала коробки, и выжимного подшипника. Привод выключения сцепления гидравлический или тросовый. Часто рабочий гидроцилиндр сцепления объединён с выжимным подшипником.

При нажатии на педаль или активации сервопривода выжимной подшипник смещается по валу коробки и сжимает пружину ведущего диска. Ведомый перестаёт давить на поверхность маховика, и связь двигателя с коробкой прерывается.

Коробка передач

Самый сложный узел трансмиссии. Именно в нём осуществляется изменение общего передаточного числа для адаптации режима работы двигателя к конкретной дорожной ситуации. Коробки могут иметь различную конструкцию.

• Механические КПП. Смена передач происходит путём задействования тех или иных пар шестерён между ведущим и ведомым валами. Свободно вращающиеся на валах шестерни блокируются зубчатыми муфтами, снабжёнными синхронизаторами для более плавного переключения.

• Роботизированные МКПП. Конструктивно аналогичны, но переключение производится электроприводами, которые управляются электронным модулем. Педаль сцепления отсутствует, с точки зрения водителя это коробка-автомат. Могут снабжаться двумя сцеплениями и двумя наборами шестерён, чётного и нечётного ряда. В этом случае переключение многократно ускоряется, поскольку во время разгона на каждой передаче следующая уже включена, остаётся только разомкнуть одно сцепление и сомкнуть другое. Такой тип принято называть преселективной коробкой, или DSG.

• Гидромеханические автоматические коробки. Выбор передач происходит замыканием мокрых фрикционов в планетарных наборах шестерён. Отличаются плавностью работы, многоступенчатостью и сложными адаптивными алгоритмами электронного управления. При этом расход топлива выше, чем у механики. Вместо сцепления применён гидротрансформатор, состоящий из двух турбин, работающих в масле.

• Вариаторы. Представляют собой два шкива переменного диаметра, между которыми работает приводной ремень, иногда состоящий из металлических звеньев цепного типа. Это коробка бесступенчатого переключения, хотя часто в ней искусственно имитируется переключение виртуальных передач.

Раздаточные коробки

Обычно называются просто раздатками. Служат для распределения крутящего момента от КПП по ведущим мостам. Могут содержать демультипликатор, то есть дополнительную ступень повышения передаточного числа. Такая функция полезна внедорожникам, поскольку умножает крутящий момент на труднопроходимых участках, снижая при этом скорость на каждой передаче основной КПП.

На кроссоверах иногда раздаткой называют угловой редуктор, снимающий мощность с выхода коробки и направляющий её через карданный вал к муфте подключения заднего моста. В таких механизмах демультипликатор или блокировку межосевого дифференциала не используют, кроссоверы не обладают внедорожными способностями.

Ведущие мосты

Служат для разворота направления вращения карданных валов к колёсам с одновременным дополнительным понижением передаточного числа. Применяются в основном пары гипоидного зацепления для снижения шумности работы. Здесь же устанавливаются межколёсные дифференциалы, иногда блокируемого типа. Блокировка важна для внедорожников, а также для спортивных автомобилей, где она позволяет применять векторное руление на больших скоростях и предельных режимах работы шин.

Карданные валы

Бывают двух типов – с применением классических крестовин или ШРУС, шарниров равных угловых скоростей. В последнем случае передача момента под большими углами происходит с меньшим уровнем вибраций. Карданными валами различного типа приводятся ведущие мосты, а также они передают вращение от редукторов к ступицам колёс.

Основным вектором развития автомобильных трансмиссий выглядит всё большее внедрение электрических и электронных устройств. Валы и шестерни заменяются электропроводкой и электромоторами, блокировки дифференциалов имитируются подтормаживанием отдельных колёс, применение механических КПП постепенно сокращается. Вершиной эволюции на данный момент представляется экологически чистый электромобиль, где трансмиссия в обычном понимании слова отсутствует полностью.

Трансмиссия: устройство

Прежде всего, многие ошибочно полагают, что трансмиссией является коробка передач. На самом деле это не совсем так. На деле, каждый элемент, который отвечает за связь мотора с ведущими колесами, входит в состав трансмиссии автомобиля. Сама трансмиссия в автомобиле отвечает за выполнение следующих задач:

• передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса;
• изменение (преобразование) величины крутящего момента;
• изменение направление крутящего момента;
• перераспределение крутящего момента между колесами.

Существует несколько видов трансмиссии. При этом по состоянию на сегодня на автомобилях наиболее активно используется механическая трансмиссия, которая преобразует механическую энергию, полученную в результате работы двигателя. Также широко распространена гидромеханическая трансмиссия, где крутящий момент изменяется автоматически (автоматическая трансмиссия).

Если просто, сегодня наиболее распространенными являются механическая трансмиссия с ручной коробкой передач МКПП и автоматическая (гидромеханическая АКПП). Каждый из указанных типов трансмиссий отличается по своему устройству, имеет как преимущества, так и недостатки, однако основной их задачей неизменно остается получение, преобразование и передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса машины.

Идем далее. Все трансмиссии (как автоматические, так и механические), отличаются по типу привода. Если точнее, ведущими колесами могу быть передние, задние или сразу все колеса автомобиля.

Если ведущие колеса только передние, тогда такой автомобильная с передним приводом, если ведущей является задняя ось, машина заднеприводная, а если ведущими являются все колеса, тогда это полноприводный автомобиль. В зависимости от типа привода, также существенно различается и устройство трансмиссии (по количеству элементов, по схеме устройства и т.д.).

Трансмиссия заднего привода автомобиля имеет сцепление, КПП (коробку передач), карданную передачу, главную передачу, дифференциал, а также полуоси.

• Сцепление позволяет плавно отсоединять и присоединять двигатель к трансмиссии, что необходимо для переключения передач, а также в целях исключения высоких нагрузок на детали трансмиссии.
• КПП (коробка переключения передач) является основой трансмиссии и служит для преобразования крутящего момента, изменения скорости движения (для движения вперед), направления движения (задняя передача), а также для разъединения мотора и трансмиссии (нейтральная передача).
• Карданная передача отвечает за передачу крутящего момента от вторичного вала КПП на вал главной передачи, которые расположены под углом относительно друг друга. Главная передача позволяет увеличить крутящий момент на колесах и передать его на полуоси ведущих колес. Машины с задним приводом имеют гипоидную главную передачу, где оси шестерен не пресекаются между собой.
• Дифференциал распределяет крутящий момент между левым и правым ведущим колесом, позволяя реализовать вращение полуосей с разной угловой скоростью. Это необходимо для повышения устойчивости машины при прохождении поворотов, сложных участков дороги и т.д.

На автомобилях с передним приводом часть элементов, которые есть на заднеприводных авто, попросту отсутствует. Фактически, нет карданной передачи. На машинах с передним приводом имеются ШРУСы (шарнир равных угловых скоростей), а также приводные валы, более известные как полуоси. Главная передача, а также дифференциал, устанавливаются в картере КПП.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое полноприводная трансмиссия. Из этой статьи вы узнаете, как устроен и работает полный привод автомобиля (трансмиссия с полным приводом).

• ШРУС является элементом, который необходим для того, чтобы передать крутящий момент от дифференциала на ведущие колеса. В устройстве трансмиссии переднеприводных авто зачастую используются два внутренних ШРУСа (отвечают за соединение с дифференциалом), а также два наружных (для соединения с колесами). Между указанных пар ШРУСов (наружных и внутренних), стоят полуоси.

Что касается полноприводных авто, в этом случае трансмиссия может отличаться по конструкции, однако в основе лежит комбинация систем переднего и заднего привода. Добавим, что полный привод бывает постоянным или подключаемым. Данная трансмиссия самая сложная по устройству, отличается большим количеством составных элементов, образуя различные схемы полного привода автомобиля.

Что такое трансмиссия автомобиля? конструкция, технические характеристики и 5 её основных видов

Невозможно просто установить под капотом автомобиля двигатель внутреннего сгорания, присоединить колеса и сцепление к коленчатому валу и осуществить движение.

В данном случае мотору будет недостаточно мощности раскрутить колеса, так как помехой станет значительный вес машины и сила трения. Выходом из данной ситуации стала установка промежуточного механизма.

Он уменьшает крутящий момент силового агрегата до подходящего количества оборотов и выполнит его передачу на ведущие колеса. Описанным механизмом является трансмиссия автомобиля.

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.

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.

Какие могут быть виды трансмиссий?

Трансмиссии разделяются на несколько видов в зависимости от типа преобразуемой энергии:

• механическая (работает от механической энергии);
• электрическая (преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот – в результате передачи к ведущим колесам);
• гидрообъемная (механическая энергия преобразуется в энергию потока жидкости и обратно);
• комбинированная (сочетает в себе несколько методов работы).

Механическая трансмиссия автомобиля получила наиболее широкое применение. Если изменение крутящего момента в ней происходит без усилий со стороны водителя, она будет называться автоматической.

В зависимости от того, какие колеса являются ведущими в конструкции трансмиссии, определяется тип привода. Это означает, что он может быть передним или задним. Полнеприводные автомобили обладают приводом на колеса обеих осей. Различные в управлении транспортные средства имеют конструкции трансмиссии со значительными отличиями по составу и устройству компонентов.

Элементы трансмиссии

Трансмиссия автомобиля состоит из следующих основных элементов:

• Сцепление. Устройство предназначено для оптимального присоединения маховика к первичному валу коробки передач и последующей передачи крутящего момента. В его составе имеется специальный диск, корзина и выжимной подшипник.
• Коробка передач. Данный прибор выполняет функцию преобразования крутящего момента. Коробка переключения скоростей производит его передачу к главной передаче и карданному валу с возможным пошаговым изменением. Посредством вторичного вала передается усилие мотора. От него к главной передаче крутящий момент передается посредством карданного вала, если авто имеет задний привод.
• Дифференциал и главная передача составляют собой мост. Он выполняет подачу силы мотора к колесам посредством приводных валов. Также мост отвечает за распределение усилия между колесами. Если автомобиль имеет задний привод, рассматриваемые устройства располагается в задней оси. В переднеприводных машинах данная конструкция совмещается с коробкой передач в едином корпусе.
• Приводной вал (полуось). Конструкция является стержнем, который изготавливается из высоколегированной стали. Это прибор зацепления дифференциала и шарнира равных угловых скоростей. Полуось представлена устройством крепления крестовин или проточенными шлицами.
• Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Выполняет подачу силы вращения на ведущие колеса.
• Раздаточный механизм. Представляет собой прибор распределения усилия мотора по ведущим колесам. Им оборудуются автомобили, которые имеют формулу 4х4. Раздаточный механизм может быть отдельным узлом или совмещаться с коробкой передач в одном корпусе.

Каждый из перечисленных компонентов имеет большое значение для работы трансмиссии.

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.

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.

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.

Типы и характеристики трансмиссий

Современные автомобили: типы и характеристики трансмиссий.

Для тех, кто тем или иным образом связан с эксплуатацией автомобилей, в значительной степени интересна информация о существующих видах трансмиссий, сути их различий, особенностей, достоинств и недостатков. Не менее интересен вопрос о том, сколько же всего видов трансмиссий эксплуатируется в автомобильной промышленности, и почему какой-либо один из всех существующих – не может заменить остальные.

Для того чтобы получить ответ на эти вопросы, необходимо, прежде всего, разобраться с основной концепцией функциональности коробки передач.

Коробка передач (КП) – механизм, конструкционно размещенный между двигателем и колесами, основная функция которого – изменение крутящего момента ВВ (выходного вала) любого типа двигателя с целью создания наиболее оптимальных режимов его работы.

Как правило, система шестерен, валов и муфт переключения, размещенных внутри полости специальной камеры, которая предотвращает попадание загрязняющих фрагментов на поверхность трущихся деталей, а так же способствует предотвращению потерь горюче-смазочных материалов, разбрызгивающихся внутри полости камеры.

Изначально, этот механизм имел форму, близкую к правильному прямоугольнику, и именно поэтому, назывался «коробкой скоростей», однако, с введением технологических модернизаций, последствием которых явилось изменение скорости вращения ВВ и крутящего момента, передаваемого как рабочей части станка, так и машины, агрегат стал именоваться коробкой переключения передач (КПП).

Коробка передач – изменения от первых конструкций к современным модификациям.

Механические коробки передач относятся к категории основных агрегатов в автомобиле, прошедшие сложное развитие от самых простых двухступенчатых устройств, при помощи которых обеспечивалось движение вперед-назад, до конструктивно сложного механизма, при помощи которого режим движения осуществляется в наиболее оптимальном режиме. Длительный период в автомобилях использовались всего лишь три передачи (без учета заднего хода). Использование в конструкции автомобилей четырехступенчатых агрегатов было достаточно краткосрочным, поскольку они практически сразу подверглись модернизации, вследствие которой автоиндустрия перешла на пятискоростные КПП. В наше время на мировой авторынок выведены автомашины, оснащенные шестиступенчатыми КПП, но в эксклюзивных моделях мировых производителей можно встретить и семиступенчатые коробки.

Как правило, низшие уровни передач обеспечивают высокий показатель тягового усилия, что позволяет автомобилю плавно начать движение, преодолевать, без разгоняющего момента, достаточно высокие подъемы, а так же осуществлять движение по бездорожью, на плохом полотне дороги или по пересеченной местности.

Режимы промежуточных передач позволяют начать автомобилю движение плавно, без рывков, до прямой передачи (как правило – 4-й скорости).

Появление 5-й (а также – каждой последующей) передачи, дало возможность осуществлять движение по ровному полотну трассы на высоких скоростях, но, при этом, обороты двигателя остаются сравнительно небольшими, что позволяет значительно экономить используемое топливо, а так же повысить ресурс мотора.

• Разделение по типам и основным характеристикам механических КПП.
• Основным отличительным признаком механических КПП являет разделение по количеству валов.
• Наиболее распространенные – трехвальные, имеют:

• Ведомый (первичный) вал, который при включенной скорости соединен с маховиком двигателя;
• Ведущий (вторичный) вал, в котором фланец соединен с карданной передачей;
• Промежуточный (дополнительный) вал, связующий между собой первичный и вторичный, а так же изменяющий передаточное число в момент выбора водителем нужного режима движения.

Во многих конструкциях автомобилей, имеющих передний привод или предусматривающих заднее расположение двигателя, используются двухвальные КПП, в которых отсутствует промежуточный вал, вследствие чего в них исключена возможность включения режимов прямой передачи, при этом конструкционные возможности данного вида МКПП, предоставляют возможность создавать оптимальные режимы управления машиной.

Так же следует отметить, что механические КПП имеют различия в режимах переключения, которые разделяются на:

• Несинхронизированный, в котором водителю необходимо осуществлять повышенный контроль над выполняемым переключением передач, поскольку при переходе на наиболее высокие передачи нужен двойной отжим, а при переходе на более низкие – выполнение перегазовки.
• Синхронизированный, в котором специально установленные оригинальные синхронизаторы обеспечивают упрощенный режим эксплуатации, при котором переключение производится без перегазовок и двойных отжимов.

Безусловным достоинством механической КПП является ее конструктивная возможность к буксировке автомобиля любым способом:

• Используя буксировочный трос;
• Методом жесткой сцепки;
• Посредством частичной погрузки на транспортер.

Кроме того, любая запчасть КПП может быть легко отремонтирована, поскольку и пары шестерен, и вал выходной демультипликатора, а так же вилки переключения и используемые синхронизаторы (как правило, на современных автомобилях это синхронизатор 1-й и 2-й передачи оригинал Артикул12JS160T-1701170 и синхронизатор 3-й и 4-й он же 5-й и 6-й передачи Артикул JS130T-1701180), заменяются очень легко.

Появление и модернизация автоматической КПП.

Следует признать, что синхронизаторы механической коробки передач обеспечивают удобный режим переключения скоростного режима автомобиля, но при этом нельзя отрицать, что такое управление требует повышенной концентрации внимания при выборе скоростей. Функциональные возможности автоматической трансмиссии избавляют автомобилистов от всех неудобств и моральных перегрузок, упрощая процесс управления автотранспортом.

Изучение планетарных трансмиссий и эксперименты с ними начались достаточно давно, и впервые были опробованы на популярной модели Ford-T, однако, полноценная версия работающей автоматизированной трансмиссии, в которой предельно минимизировано участие водителя, была создана компанией General Motors.

Коробка была оснащена четырьмя передачами и в ее системе автоматизированного переключения предусмотрено использование гидромуфты, которая, в свою очередь, со временем эволюционировала в новую форму – гидротрансформатор, в котором реактор обеспечивал переключение в наиболее плавных и эффективных режимах.

Современный гидротрансформатор.

В классической версии АКПП современного автомобиля гидромуфта вытеснена гидротрансформатором, в котором, наряду с турбинным и насосным колесами, имеется ротор, чаще обозначаемый – реактором.

Заполняющее гидромуфту масло, обеспечивает через планетарный механизм трансмиссии, плавный процесс трансформации крутящего момента, который исходит от двигателя.

При этом величина крутящего момента, изменяемая автоматически (в зависимости от дорожных условий и скорости автомобиля), обеспечивает плавную смену режимов движения при щадящих нагрузках на трансмиссию.

Насосное колесо в АКПП приводится во вращение коленвалом двигателя, а турбинное – связано с ведущим валом КП. Крутящий момент, равномерно распределенный по лопастям колеса турбинного, передается на ведущие колеса машины.

Несомненным преимуществом АКПП с гидротрансформатором, является комфортность в управлении, а так же максимальная надежность (относительно иных видов коробок, не предусматривающих необходимость ручного переключения режимов передач).

В то же время нельзя отрицать и наличие некоторых недостатков:

• автомобиль, на котором установлена АКПП имеет более высокий показатель расхода топлива по сравнению с МКПП;
• машина с АКПП может подвергаться буксировке только в исключительных случаях, при строжайшем соблюдении всех необходимых предосторожностей, и на очень короткие расстояния. В данном случае – наиболее оптимальными являются услуги эвакуатора.

АКПП секвентального типа

По принципу работы секвентальные АКПП не имеют существенных отличий от простых механически передач, которые в этом типе агрегатов переключаются автоматически, посредством специальной гидромеханической системы. Поскольку при секвентальных АКПП управление осуществляется электронной системой машины, не требуется наличие педали сцепления.

Секвентальность (иными словами – последовательность, англ.

) означает строгую очередность переключения передач: пошаговый переход от низшей к – высшей, и наоборот, что предполагает переключение вперед-назад только при прохождение каждой ступени передачи строго по порядку, что крайне удобно на автомобилях спортивного класса, в условиях критического дефицита времени на принятие решения.

Нашли свое применение секвентальные КПП и на механизмах тракторного типа, поскольку на большинстве из них используется множество передач с широким диапазоном изменений крутящего момента.

Роботизированные КПП

Техническое устройство и принципы действия роботизированной КП в большой степени совпадают с техническими характеристиками стандартной механической трансмиссии. Она имеет те же три вида основных валов (ведомый, ведущий, промежуточный), идентичные шестерни, а так же передаточные числа.

Термином «Робот» принято обозначать управляющие всем процессом в ходе эксплуатации специальные приспособления – «сервоприводы» и «актуаторы», которые в необходимый момент производят соединение и разъединение коробки с маховиком мотора, а так же вводят-выводят из соединительного зацепления шестерни вала.

Управление этим процессов осуществляется специальным электроблоком, передающим управляющую команду на электродвигатель, который оснащен редуктором, а в некоторых случаях – на устройство с гидроприводом.

При оснащении автомобиля роботизированной КП водитель может осуществлять управление транспортным средством в автоматическом режиме, доверив контроль над ситуацией компьютеру, либо использовать для переключения передачи рычаг или лепестковый селектор, который находится вод рулем автомобиля.

К недостаткам роботизированной коробки передач можно отнести:

• невозможность при езде в сложных условиях, плавного управления сцеплением, поскольку при частом переключении передач чувствуется дискомфорт;
• длительное размыкание ведомого и ведущего дисков, дают ощущение небольших временных провалов, при переходе с одной передачи, на другую, в результате чего зачастую нарушается приемистость двигателя и происходит некоторое снижение скорости машины.

Роботизированные КПП, оснащенные двойным сцеплением.

Эта модификация роботизированной КП была создана для решения выше перечисленных проблем, что стало возможным благодаря установке сдвоенной структуры сцепления.

Использование этой конструкции привело к значительному повышению интеллектуальных возможностей агрегата, что выразилось в возможности предупреждающего выбора следующего режима скорости, и включения его заранее, наряду с еще работающей передачей.

Кроме того, этот вид КА отличается не только наличием двух сцеплений, но и конструктивным использованием двух первичных валов.

В такой модификации, в тот момент, когда первая из передач уже ведет передачу крутящего момента на ведущий вал, вторая – ожидает своей очереди в полной готовности, включенная через 2-ой первичный вал, будучи еще разъединенной со своим ведущим валом. При таком взаимодействии время перехода с позиции одной передачи на другую, заметно сокращается, маневренность автомобиля становится более предсказуемой, а управление им более комфортным.

1. Как правило, роботизированные агрегаты трансмиссии этого типа выпускаются в шестиступенчатой модификации.
2. Следует отметить, что скорость перехода с одного режима передачи на другой в роботизированных коробках преселективного агрегата практически молниеносна, а управление им – максимально комфортно.
3. Вариатор

Как агрегат автоматической трансмиссии, вариатор имеет существенные преимущества:

1. В его конструкции не предусмотрено наличие излишних шестерен и валов, в связи с чем, нет необходимости для изменения крутящего момента на определенное значение, систематически отключать двигатель от трансмиссии.
2. У него нет явно выраженных ступеней передач, определенных каким либо фиксированным передаточным числом.
3. Крутящий момент, переданный вариатором на ведущий вал, постоянно меняется, в зависимости от того, каким образом расположен клиновый ремень по отношению к конусообразным шкивам.
4. Мягкий и плавный ход трансмиссии, оснащенной вариатором, практически идеален.

Учитывая это, можно с уверенностью говорить о том, что вариаторы – несомненно, являются революционной конструкцией, за которыми – будущее автомобилестроения, хотя пока они могли справляться только с мощностью небольших автомобилей.

Типтроник. Истинное значение термина.

Термин «Типтроник», появившийся в обиходе автолюбителей, достаточно не нов, хотя многие, не зная его точного значение, применяют его как одно из названий коробки передач. Это ошибочное мнение, поскольку прямое значение этого термина относится не к самой коробке, а к ее функциональной возможности, которая возникает вследствие установки в ее конструкцию дополнительного устройства.

Использование в автомобиле стандартизированной формы автоматизированной коробки передач, не дает возможности осуществлять полноценный контроль над некоторыми динамическими параметрами.

К примеру – при этом не возможно форсированное ускорение, торможение двигателем, или же принудительный переход на режим пониженной передачи.

В этом случае, функция «типтроник», при помощи которой решаются эти проблемы, обеспечивается связанной с электроблоком управления системой вспомогательной регулировки скоростей, при помощи рычага селектора.

Безусловно, это устройство может быть признано универсальным, и его использование целесообразно как в классических автоматических трансмиссиях, так и в роботизированных модификациях коробок передач, и даже в вариаторах.

Инновационные разработки современных трансмиссий.

Бессмысленно спорить о личностных приоритетах в управлении автомобилями.

Для кого-то управление автомобилем в механическом режиме, чувствуя даже небольшие изменения в его поведении и исправляя их посредством переключения передач вручную – более привычно, кто-то отдаст предпочтение автомату, вариатору или роботу, упрощающим процесс вождения и значительно сокращающим время обучения управления автомобилем, но в то же время, необходимо понимать, что мировое автомобилестроение все больше уделяет внимание постоянно внедряемым инновациям, которые ведутся в сфере автоматических трансмиссий, все больше внедряя в новые модели, выпускаемые на рынок, новые, прогрессивные решения, упрощающие управление автомобилем и повышающие безопасность находящихся в нем людей.

Нельзя отрицать, что внедрение в конструкцию автомобиля инновационных трансмиссий с программируемым управлением, ведут к существенному удорожанию стоимости автомобиля, но при этом следует помнить, что это один из ключевых агрегатов, обеспечивающих высокую комфортность и безопасность автомобиля. Уже сегодня эксперты мирового рынка в области автомобилестроения с уверенностью заявляют о полномасштабном внедрении в современные конструкции выпускаемых машин автоматических и роботизированных трансмиссий, за которыми, по их мнению, будущее данной отрасли.

Ведущими автомобильными корпорация и концернами мира, усиленными темпами, помимо трансмиссий с двойным сцеплением, ведутся разработки по созданию более совершенных агрегатов, а также исследования по расширению возможностей применения вариаторов.

Подведем итоги

Учитывая выше изложенный анализ КПП, выбирая в автосалоне автомобиль, который вы хотели бы приобрести, будьте предельно внимательны. Не всегда менеджеры по продажам правильно формулируют название агрегата, установленного в автомобиле, заведомо лукавя, обозначая его конструктивные особенности.

Именно поэтому, целесообразно лично убедиться в том, какой вид трансмиссии установлен на машине – АКПП, коробка-робот или вариатор.

Помните, что эти конструкции различаются не только в комфортности управления, но и имеют существенные отличия при движении в условиях загруженности дорог, гарантийном ремонте, ценах на запчасти и обслуживание, которые для вариаторов и роботов значительно выше, нежели для АКПП.

Трансмиссия автомобиля

Техническим термином «трансмиссия» называют систему механизмов, участвующих в передаче вращения и мощности от выходного вала двигателя внутреннего сгорания к ходовой части транспортного средства.

Элементы, входящие в transmission, влияют на силовые потоки и их направленность. Агрегаты постоянно взаимодействуют друг с другом в различных вариантах и комбинациях, при этом скорость движения вперед изменяется и обеспечивается реверс авто.

Трансмиссия автомобиля является связующим звеном между двигателем и ходовой частью (колесами).

Требования к трансмиссии автомобиля

Проектирование и изготовление рабочих узлов и деталей трансмиссии ведутся в соответствии с определенными требованиями:

1. Обеспечение передачи мощности на колеса с минимальными потерями.
2. Надежность конструкции.
3. Простота и доступность управления всеми механизмами машины.
4. Уменьшение веса каждого рабочего элемента трансмиссии.

Чем выше коэффициент полезного действия (КПД) механизма, тем эффективнее используется топливо, залитое в бак автомобиля. Высокая надежность трансмиссии дает уверенность водителю, что агрегаты трансмиссии не выйдут из строя в процессе езды.

Во время движения по трассе внимание оператора не должно быть отвлечено от ситуации на дороге.

Чтобы обеспечить полноценный контроль за движением автомобиля и снизить вероятность ДТП, управление трансмиссией не должно быть сложным для автомобилиста.

Габариты и вес механизмов оказывают большое влияние на стоимость автомобиля в целом.

Компании-производители постоянно борются за снижение цен на выпускаемую продукцию и стремятся облегчить и уменьшить в объеме готовые изделия.

Модели, выпускаемые для широкого использования, не должны издавать много шума. Данное требование к конструкции трансмиссии автомобиля также входит в представленный перечень.

Устройство трансмиссии автомобиля

В двигателе сгорает топливная смесь, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для колес автомобиля, Полученная мощность передается через соответствующие системы агрегатов.

Что такое трансмиссия автомобиля, как она устроена? В упрощенном виде трансмиссия автомобиля состоит из основных составляющих:

• система сцепления;
• коробка передач;
• ведущий мост;
• дифференциал.

В соответствии с колесной формулой авто (например, 4х2, 4х4 и пр.) трансмиссии разделяются на задне-, передне-, полноприводные. В машинах с полным приводом трансмиссия оснащена дополнительным механизмом – раздаточной коробкой. Основная функция раздатки – распределение момента вращения между ведущими мостами транспортного средства.

Читайте также… Когда менять масло в механической коробке передач

Полноприводные автомобили 4х4 чаще всего используются на сложных трассах в условиях бездорожья.

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП. Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости.

В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии. При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма.

В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

Если диски работают в жидкой среде, такой механизм относится к категории мокрого сцепления. В другом случае сцепление осуществляется за счет трения дисков – сухой вариант соответственно. Современные автомобили чаще всего оснащены двухдисковым механизмом сухого типа.

Ведущий и ведомый диски взаимно прижимаются друг к другу при помощи:

• специальных пружин;
• системы рычагов;
• нажимных подшипников.

Благодаря такому плотному взаимодействию, энергия от мотора передается далее на трансмиссию автомобиля.

При нажатии на педаль сцепления диски расходятся, поток энергии прерывается. Однако, маховик под воздействием силы инерции продолжает вращаться. Плавное нажатие на педаль сцепления приводит автомобиль в движение. При этом диски снова взаимно сжимаются для дальнейшей передачи вращения.

Зачем нужна коробка передач

Благодаря работе КПП, автомобиль имеет возможность двигаться в любом направлении с различной скоростью. По конструкции коробки передач разделяются на механизмы ступенчатого и бесступенчатого типа. В ступенчатых коробках передачи переключаются по ступеням, к данной категории относятся механические МКПП и роботизованные РКПП. Бесступенчатые – это коробки-вариаторы соответственно.

В автомобилях с МКПП водитель самостоятельно переводит специальный рычаг управления в нужное положение, чтобы выбрать заданную передачу. Механической коробкой проще управлять, т.к. она обладает простой надежной конструкцией. Данная модель коробки передач – наиболее распространенный вариант исполнения.

Немалой популярностью среди владельцев авто пользуются также коробки автомат. В АКПП гармонично сочетаются функции механической и роботизированной коробок.

Благодаря электронной системе управления коробкой передач, появилось название – автоматическая трансмиссия. Водителю не приходится отвлекаться от ситуации на дороге, чтобы вручную переключать скорости.

Электронное управление делает эту работу в автоматическом режиме на основании данных, полученных со специальных встроенных датчиков.

Среди недостатков АКПП можно отметить:

• невысокую динамику автомобиля при разгоне;
• завышенное потребление бензина;
• некоторые ограничения при буксировке.
• Функции ведущего моста

Специальный опорный механизм – ведущий мост объединяет колеса, расположенные на одной оси. На опоры ведущего, а также ведомого мостов также устанавливается рама транспортного средства.

Через трансмиссию на ведущий мост подается момент кручения от двигателя внутреннего сгорания для обеспечения вращения колес.

Назначение дифференциала

Благодаря специальному устройству, под названием дифференциал, кинетическая энергия, поступающая от ДВС, разделяется на два потока к колесам автомобиля. При помощи планетарной передачи при повороте машины колеса проходят путь различной длины без пробуксовок, потери управления и повышенного износа шин. Польза от дифференциала особенно ощущается при преодолении препятствий на трассе:

• неровности дороги (ямы, ухабы, выбоины);
• гололед;
• снежные заносы;
• грязь на проселочных дорогах в дождь и пр.

Виды трансмиссий

Что такое трансмиссия в автомобиле, какие виды встречаются. Данные механизмы разделяются наследующие виды:

1. Механическая.
2. Гидромеханическая.
3. Гидростатическая.
4. Гидродинамическая.
5. Электромеханическая.

Выбор подходящей конструкции зависит от области применения и эксплуатационных особенностей трансмиссии.

Трансмиссия механического типа

Среди автопроизводителей и потребителей наибольшей популярностью пользуются легковые машины, оснащенные механической трансмиссией. При передаче мощности от двигателя к ходовой части в трансмиссии данного вида участвуют шестерни с зубчатым зацеплением и фрикционные элементы. Благодаря этому, система обладает следующими преимуществами:

• высоким КПД;
• сравнительно небольшим весом;
• компактными габаритами;
• простотой обслуживания;
• надежностью.

Основные недостатки механических трансмиссий:

• отсутствие плавности при переходе на другую скорость;
• нерациональный расход мощности силового агрегата;
• сложность управления коробкой механического типа при смене передач.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссия автомобиля подобного типа включает в себя как механическую, так и гидравлическую системы. При ее работе передаточные числа и момент вращения плавно изменяются без участия оператора. Водитель воздействует на количество и время подачи топливной смеси, нажимая на педаль газа.

Гидромеханическая трансмиссия состоит из следующих агрегатов:

Вместо привычного фрикционного дискового механизма, в трансмиссии автомат функцию сцепления выполняет специальный агрегат – гидротрансформатор. Он размещен непосредственно перед коробкой передач.

Благодаря гидротрансформатору автомобиль плавно переходит на другую скорость во время движения, что существенно увеличивает эксплуатационный срок трансмиссии, силового агрегата и всего транспортного средства.

При управлении автомобилем с автоматической трансмиссией водителю не нужно часто отвлекаться на механическое переключение передач, такое вождение более комфортно и безопасно.

Основные минусы трансмиссии гидромеханического типа:

• сложная конструкция;
• сравнительно большая масса;
• дорогостоящий ремонт;
• высокая стоимость.

Трансмиссия гидростатического типа

Гидростатические трансмиссии способны передавать мощность от силового агрегата к рабочим элементам, расположенным на некотором расстоянии. Область применения гидростатики – дорожные катки, металлорежущие станки, теплоходы. К особенностям эксплуатации гидростатических трансмиссий можно отнести повышенные требования к качеству используемых рабочих жидкостей.

Применение гидравлической трансмиссии

Данные конструкции пользуются наименьшим спросом. Здесь на каждой передаче установлена специальная гидромуфта. Это дает возможность трансмиссии передавать момент вращения наибольшей величины. Гидродинамические трансмиссии чаще всего используются в железнодорожной технике.

Особенности трансмиссий электромеханического типа

В качестве силового агрегата здесь используется электрический мотор. Данные трансмиссии состоят из:

• генератора тока;
• системы управления;
• электропроводки, соединяющей рабочие элементы.

Для выработки большей мощности часто используется одновременно не один, а сразу несколько электромоторов. Основные недостатки подобных конструкций:

• большие габариты, вес;
• несоизмеримо высокая цена;
• низкий КПД.

Благодаря ускоренным темпам развития электротехнической промышленности, трансмиссии электромеханического типа все более усовершенствуются. Технические и эксплуатационные характеристики отдельных образцов хорошо зарекомендовали себя и нашли применение в современных транспортных средствах для нужд армии, сельского хозяйства, внутригородского электротранспорта, морской техники и пр.

28. Трансмиссия. Механизмы трансмиссии и их назначение

Трансми́ссия
(силовая передача) — в машиностроении
совокупность агрегатов и механизмов,
соединяющих двигатель (мотор) с ведущими
колёсами транспортного средства
(автомобиля) а также системы, обеспечивающие
работу трансмиссии. В общем случае
трансмиссия предназначена для передачи
крутящего момента от двигателя к колёсам
(рабочему органу), изменения тяговых
усилий, скоростей и направления движения.

• В
  состав трансмиссии автомобиля входят:
• Сцепление;
• Коробка
  передач;
• Карданный
  вал;
• Дифференциал;
• Главная
  передача;
• Шарниры
  равных угловых скоростей.
• В
  состав трансмиссии гусеничных машин
  (например, танка) в общем случае входят:
• Главный
  фрикцион (сцепление);
• Входной
  редуктор («гитара»);
• Коробка
  передач;
• Механизм
  поворота;
• Бортовой
  редуктор.
• Механическую
  трансмиссию составляют следующие
  механизмы.
• Сцепление — механизм, передающий крутящий момент
  от двигателя и позволяющий кратковременно
  отъединять двигатель от остальных
  механизмов трансмиссии и вновь его
  плавно соединять.

Коробка
передач —
агрегат, преобразующий крутящий момент
по величине и направлению, т. е. коробка
передач позволяет изменять передаточное
число трансмиссии, в результате чего
меняется скорость движения трактора и
его тяговое усилие.

Коробка передач
позволяет также изменять направление
движения трактора, а в некоторых
конструкциях, кроме того, и осуществлять
его плавный поворот.

Наконец, при помощи
коробки можно отъединить вал, передающий
вращение от двигателя на ведущие колеса,
на любое по продолжительности время.

Дифференциал
— механизм,
распределяющий подводимый к нему
крутящий момент между выходными валами
и позволяющий им, а следовательно, и
колесам вращаться с разной частотой,
что необходимо при поворотах трактора.
Дифференциал устанавливают только на
колесных тракторах.

1. Механизм
   поворота –
   служит для поворота гусеничного трактора,
   а также для передачи крутящего момента
   от главной к конечной передаче.
2. Карданная
   передача —
   устройство, состоящее из одного или
   двух карданных валов и шарниров,
   предназначенных для передачи крутящего
   момента между агрегатами трансмиссии,
   оси валов которых несоосны или приобретают
   несоосность во время работы.
3. Основные
   требования
4. К
   трансмиссиям транспортных средств
   предъявляются следующие требования:
5. –
   обеспечение высоких тяговых качеств и
   скорости машины при прямолинейном
   движении и повороте;
6. –
   простота и легкость управления,
   исключающие быструю утомляемость
   водителя;
7. –
   высокая надежность работы в течение
   длительного периода эксплуатации;
8. малые
   масса и габаритные размеры агрегатов;
9. –
   простота (технологичность) в производстве,
   удобство в обслуживании при эксплуатации
   и ремонте;
10. –
    высокий КПД;

29. Общее устройство ходовой части тракторов и автомобилей

Остов
— основание, к которому крепят все
агрегаты и механизмы автомобиля
(трактора). У грузовых автомобилей и
большинства гусеничных тракторов роль
остова выполняет рама. В передней части
рамы расположены бампер, предохраняющий
раму и кузов от повреждений, и крюки доя
буксировки автомобиля, а в задней —
буксирный прибор для буксировки прицепов.

Остовы
колесных тракторов подразделяются на
рамные, полу-рамные и безрамные.

Рамный
остов представляет собой клепаную или
сварную раму из балок различного профиля.
Из-за большой массы рамный остов применяют
только на колесных тракторах повышенной
мощности (К-701, Т-150К и др.).

Полурамный
остов представляет собой сочетание
полурамы и картеров агрегатов трансмиссии,
соединенных между собой болтами или
сваркой. Его применяют на тракторах
МТЗ-80, МТЗ-82 и др.

Безрамный остов образуют
блок-картер двигателя и литые корпуса
механизмов трансмиссий, жестко соединенные
с помощью болтов или сварки. применяют
на современных колесных тракторах.

Задний
мост

Задний
мост обычно ведущий. Он служит для
восприятия части массы автомобиля
(трактора), приходящейся на ведущие
колеса, и для передачи от колес на раму
толкающих усилий.

Задний
мост представляет собой пустотелую
балку — неразрезную или разрезную,
являющуюся кожухом, в котором размещены
главная передача, дифференциал и полуоси.
На балке имеются площадки для крепления
Рессор и фланцы, к которым крепят опорные
тормозные диски.

• Задний
  мост трактора представляет собой
  коробчатую чугунную отливку, в которой
  размещены коническая и бортовая передачи,
  дифференциал и полуоси.
• Передний
  мост
• Передние
  мосты в зависимости от назначения
  изготовляют управляемыми или
  комбинированными.
• Передний
  управляемый мост служит для поворота
  автомобиля (трактора) и восприятия части
  массы машины, приходящейся на передние
  управляемые колеса.

Передний
комбинированный мост обеспечивает
одновременно поворот автомобиля
(трактора) и передачу тягового усилия
на колеса. Такой мост повышает проходимость
автомобиля или трактора.

Подвеска
служит для упругого соединения остова
с мостами, обеспечения плавного хода
автомобиля (трактора) и гашения колебаний
остова. Подвеска состоит из упругого
элемента, направляющего устройства и
устройства, гасящего колебания
(амортизатора).

Подвески
разделяют на два основных типа: зависимые
и независимые. При зависимой подвеске
оба колеса моста смонтированы на одной
оси, соединенной рессорами с рамой. При
независимой подвеске каждое колесо
моста подвешено к раме самостоятельно
с помощью рычагов и пружины.

1. Передняя
   подвеска Состоит из двух продольных
   полуэллиптических рессор и двух
   телескопических амортизаторов.
2. Задняя
   подвеска и телескопический амортизатор
3. Телескопический
   амортизатор состоит из резервуара,
   рабочего цилиндра, поршня со штоком,
   проушин, приваренных к штоку и резервуару,
   клапана отдачи, клапана сжатия и
   сальникового уплотнения.
4. Колёса

Автомобильные
и тракторные колеса выполняют как
дисковыми, так и бездисковыми. На
большинстве грузовых автомобилей и на
тракторах устанавливают дисковые
колеса. Дисковое колесо состоит из диска
обода и пневматической шины.

Диск
изготовляется с вырезами для уменьшения
массы, удобства монтажа и облегчения
доступа к вентилю камеры. Диски укрепляют
на ступицах, устанавливаемых по
направляющим колес на поворотных кулаках
и у ведущих колес на кожухах полуосей.

Пневматическая
шина служит для смягчения толчков и
ударов при движении машины по неровной
дороге, а также для лучшего сцепления
колес с поверхностью дороги. Шины по
конструкции разделяются на камерные,
бескамерные и арочные, а по величине
внутреннего давления воздуха — на
высокого давления(490 — 690 кПа), низкого
давления (145

190 кПа) и сверхнизкого
давления (50 — 175 кПа).

• Камерная
  шина состоит из покрышки, резиновой
  камеры и ободной ленты.
• Ходовая
  часть гусеничного трактора
• Гусеничный
  движитель предназначен для приведения
  трактора в движение и для восприятия
  массы трактора на себя и включает в
  себя:
• — рама
  – является основной базовой деталью
  трактора. На большинстве гусеничных
  тракторов применяется два типа рам:
• 1.
  Лонжеронные (Т-150)
• 2.
  Коробчатая, сварная – в сечении в вводе
  прямоугольника (Т-100М, Т-130)
• — гусеничная
  лента;
• — ведущие
  колёса;
• —направляющие
  колеса с натяжным механизмом;
• — опорные
  и поддерживающие катки;
• —подвеску.
• Ведущее
  колесо и гусеничная цепь
• Подвеска

Подвеска
служит для соединения остова с гусеничным
движителем, передачи массы трактора на
опорные катки и обеспечения плавного
хода трактора. Подвески тракторов
разделяются на два основных типа:
полужесткие и эластичные.

Такие
подвески применяют на тракторах Т-180,
ДТ-75 и др.

Эластичная
подвеска по сравнению с полу-жесткой
обеспечивает лучшую плавность хода при
движении трактора на повышенных
скоростях.

Передача крутящего момента от двигателя на колеса: трансмиссия автомобиля

Как известно, двигатель автомобиля преобразует энергию сгорания топлива, превращая возвратно-поступательные движения поршней в цилиндрах ДВС во вращательное движение на коленчатом валу (крутящий момент). При этом частота вращения коленвала и колес автомобиля сильно отличаются.

Чтобы двигатель имел возможность стабильно работать в оптимальных режимах, а автомобиль двигаться с разной скоростью (с учетом меняющихся нагрузок и условий), передача крутящего момента происходит через трансмиссию. Далее мы рассмотрим, что входит в трансмиссию автомобиля, а также какую функцию выполняют составные элементы трансмиссии.

Читайте в этой статье

• Трансмиссия: устройство
• Что в итоге

Трансмиссия: устройство

Прежде всего, многие ошибочно полагают, что трансмиссией является коробка передач. На самом деле это не совсем так. На деле, каждый элемент, который отвечает за связь мотора с ведущими колесами, входит в состав трансмиссии автомобиля. Сама трансмиссия в автомобиле отвечает за выполнение следующих задач:

• передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса;
• изменение (преобразование) величины крутящего момента;
• изменение направление крутящего момента;
• перераспределение крутящего момента между колесами.

Существует несколько видов трансмиссии. При этом по состоянию на сегодня на автомобилях наиболее активно используется механическая трансмиссия, которая преобразует механическую энергию, полученную в результате работы двигателя. Также широко распространена гидромеханическая трансмиссия, где крутящий момент изменяется автоматически (автоматическая трансмиссия).

Если просто, сегодня наиболее распространенными являются механическая трансмиссия с ручной коробкой передач МКПП и автоматическая (гидромеханическая АКПП).

Каждый из указанных типов трансмиссий отличается по своему устройству, имеет как преимущества, так и недостатки, однако основной их задачей неизменно остается получение, преобразование и передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса машины.

Идем далее. Все трансмиссии (как автоматические, так и механические), отличаются по типу привода. Если точнее, ведущими колесами могу быть передние, задние или сразу все колеса автомобиля.

Если ведущие колеса только передние, тогда такой автомобильная с передним приводом, если ведущей является задняя ось, машина заднеприводная, а если ведущими являются все колеса, тогда это полноприводный автомобиль. В зависимости от типа привода, также существенно различается и устройство трансмиссии (по количеству элементов, по схеме устройства и т.д.).

Трансмиссия заднего привода автомобиля имеет сцепление, КПП (коробку передач), карданную передачу, главную передачу, дифференциал, а также полуоси.

• Сцепление позволяет плавно отсоединять и присоединять двигатель к трансмиссии, что необходимо для переключения передач, а также в целях исключения высоких нагрузок на детали трансмиссии.
• КПП (коробка переключения передач) является основой трансмиссии и служит для преобразования крутящего момента, изменения скорости движения (для движения вперед), направления движения (задняя передача), а также для разъединения мотора и трансмиссии (нейтральная передача).
• Карданная передача отвечает за передачу крутящего момента от вторичного вала КПП на вал главной передачи, которые расположены под углом относительно друг друга. Главная передача позволяет увеличить крутящий момент на колесах и передать его на полуоси ведущих колес. Машины с задним приводом имеют гипоидную главную передачу, где оси шестерен не пресекаются между собой.
• Дифференциал распределяет крутящий момент между левым и правым ведущим колесом, позволяя реализовать вращение полуосей с разной угловой скоростью. Это необходимо для повышения устойчивости машины при прохождении поворотов, сложных участков дороги и т.д.

На автомобилях с передним приводом часть элементов, которые есть на заднеприводных авто, попросту отсутствует. Фактически, нет карданной передачи. На машинах с передним приводом имеются ШРУСы (шарнир равных угловых скоростей), а также приводные валы, более известные как полуоси. Главная передача, а также дифференциал, устанавливаются в картере КПП.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое полноприводная трансмиссия. Из этой статьи вы узнаете, как устроен и работает полный привод автомобиля (трансмиссия с полным приводом).

• ШРУС является элементом, который необходим для того, чтобы передать крутящий момент от дифференциала на ведущие колеса. В устройстве трансмиссии переднеприводных авто зачастую используются два внутренних ШРУСа (отвечают за соединение с дифференциалом), а также два наружных (для соединения с колесами). Между указанных пар ШРУСов (наружных и внутренних), стоят полуоси.

Что касается полноприводных авто, в этом случае трансмиссия может отличаться по конструкции, однако в основе лежит комбинация систем переднего и заднего привода. Добавим, что полный привод бывает постоянным или подключаемым. Данная трансмиссия самая сложная по устройству, отличается большим количеством составных элементов, образуя различные схемы полного привода автомобиля.

Что в итоге

Как видно, после двигателя вторым по важности агрегатом в устройстве автомобиля является коробка переключения передач. Сама же КПП входит в состав трансмиссии, которая может быть реализована при помощи различных схем и конструктивных решений.

Автомобили с задним приводом имеют так называемую «классическую» компоновку, отличаются остротой рулевого управления, динамичным разгоном и т.д. Передний привод более устойчив на дороге, менее склонен к заносам, позволяет более эффективно контролировать автомобиль в поворотах и т.д.

Полный привод сочетает в себе определенные преимущества как переднего, так и заднего привода, однако является более дорогим и сложным решением. Так или иначе, как от двигателя, так и от трансмиссии напрямую зависят динамические показатели и другие эксплуатационные характеристики автомобиля, что необходимо учитывать при проектировании, в рамках тюнинга авто и т.д.

Трансмиссия автомобиля

В машиностроении трансмиссией называется совокупность механизмов, призванная передавать крутящий момент от силового агрегата к рабочему органу механического устройства. Автомобильная трансмиссия выполняет ту же функцию и передает крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания к ходовой части (колесам) автомобиля для изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения транспортного устройства.

Что такое трансмиссия автомобиля

Автомобильная трансмиссия — разновидность трансмиссии, обеспечивающая движение автомобилем и его управление водителем. В общих случаях в состав автомобильной трансмиссии входят:

• сцепление либо гидротрансформатор;
• коробка передач;
• главная передача;
• шарнир равных угловых скоростей.

Опционально в состав трансмиссии также могут входить раздаточная коробка и карданная передача.

Классификация автомобильных трансмиссий основана на различных принципах переключения передач и передачи крутящего момента к рабочему органу автомобиля, то есть колесам. Выделяют следующие виды автомобильных трансмиссий:

• механическая;
• автоматическая;
• роботизированная;
• трансмиссия типа вариатор.

Устройство механической трансмиссии

Механическая трансмиссия — автомобильная трансмиссия, предназначенная для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам, в которой выбор передачи осуществляется водителем в ручном режиме. Функции механической трансмиссии осуществляются за счет механических устройств, поэтому она и получила такое название.

Принцип работы механической трансмиссии следующий: крутящий момент от силового агрегата через сцепление передается на первичный вал КПП. Сцепление обеспечивает разъединение мотора и трансмиссии для переключения передач без выключения оборотов двигателя. В механической трансмиссии сцепление выжимается водителем путем нажатия на педаль в салоне автомобиля. В момент, когда сцепление выжато, водителем осуществляется выбор передачи и вручную переключается рычаг КПП.

В механической трансмиссии оси валов расположены параллельно, на них расположены шестерни. Пары взаимодействующих шестерен образуют ступени, каждая из них имеет определенное передаточное число, определяемое отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. Количество зубьев зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Первая передача имеет самое большое передаточное число и, соответственно, входная шестерня имеет минимальный размер, а выходная — максимальный.

Передаточное число определяет скорость вращения и крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала двигателя. Если передача увеличивает крутящий момент, то она является понижающей, если уменьшает — повышающей. У понижающей передачи скорость вращения шестерен снижается, у повышающей — повышается.

Существуют две основных разновидности механической трансмиссии: двухвальные и трехвальные КПП. У двухвальных крутящий момент передается непосредственно от ведущего вала к ведомому, у трехвальных между ними расположен промежуточный вал, повышающий общий КПД механической трансмиссии и позволяющий реализовать прямую передачу. Также механическая трансмиссия классифицируется по количеству ступеней: 4, 5, 6 и даже 7 на самых продвинутых автомобилях. Наибольшее распространение сейчас имеют 5- и 6-скоростные МКПП.

Механическая трансмиссия довольна проста, надежна и недорога в реализации. Однако ее основной недостаток — усложнение процесса управления автомобилем. Водитель должен полностью контролировать процесс переключения передач, что является достаточно утомительным занятием, особенно в режиме городской езды. Ошибки в переключении грозят перегрузкой двигателя или повреждением сцепления. Поэтому автопроизводители предлагают альтернативный варианты, в которых переключение передач осуществляется без участия водителя.

Устройство автоматической трансмиссии

Автоматическая трансмиссия обеспечивает переключение передач в автоматическом режиме. Это означает, что человеку, управляющему автомобилем, не нужно выжимать сцепление и переключать рычаг КПП. Коробка-автомат была разработана еще в начале XX века, основные принципы ее работы сохранились с того времени.

Классическим вариантом автоматической трансмиссии является гидротрансформаторная КПП, состоящая из следующих узлов:

• гидротрансформатора;
• планетарного механизма.

Последний включает в себя следующие детали

• гидравлический или электронный блок управления АКПП;
• фрикционную муфту;
• обгонную муфту;
• ленточный тормоз;
• масляный насос.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента от силового агрегата и по своей сути заменяет сцепление. Передача крутящего момента осуществляется за счет накопления и использования кинетической энергии жидкости, находящейся внутри корпуса гидротрансформатора. Также он обеспечивает гашение толчков, возникающих при переключении передач, из-за отсутствия жесткой кинематической связи между своими элементами.

Планетарный механизм обеспечивает выбор скорости и передачу крутящего момента от гидротрансформатора к приводам колес. В планетарном механизме осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, что определяет выбор передаточного числа. Управление коробкой осуществляет гидравлический или электронный блок управления, собирающий сведения от различных датчиков и определяющий необходимый режим работы.

Классическая автоматизированная трансмиссия имеет множество достоинств: она обеспечивает комфортность управления автомобилем, имеет большой ресурс, зачастую превосходящий механическую трансмиссию, предотвращает банальные ошибки водителя при переключении передач. Разумеется, имеются и минусы: автомат достаточно дорог, поэтому им редко оснащаются автомобили эконом-класса. Также трансмиссия подобного типа увеличивает вес авто, снижает динамику и максимальную скорость, повышает расход топлива и требует тщательного ухода. В случае поломки ремонт автоматической трансмиссии обойдется владельцу авто в немаленькую сумму.

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).

Роботизированная трансмиссия

Роботизированная трансмиссия — еще один вариант трансмиссии, позволяющий переключать передачи в автоматическом режиме и позволяющий избавиться от педали сцепления в салоне авто.

В большинстве случаев роботизированная трансмиссия является однодисковой с одним сцеплением, в качестве альтернативы предлагается двухдисковая (преселективная) — с двумя параллельными механическими коробками и двумя сцеплениями. В качестве экзотического варианта создана и трехдисковая роботизированная коробка с тремя параллельными механическими коробками и тремя сцеплениями.

Роботизированная КПП основана на работе классической механической КПП, однако переключение передач производится не вручную, а благодаря сервоприводам, управляемым электроникой. Один сервопривод выключает и включает сцепление, второй физически перемещает шестеренки в коробке передач. Сервоприводы могут быть электрическими (более доступный вариант, встречающийся на автомобилях эконом-класса) или гидравлическими, обеспечивающими более плавное переключение передач и сближающими робот с классическим автоматом. Такой вариант встречается на более дорогих автомобилях.

Принцип работы роботизированной трансмиссии с одним сцеплением (однодисковой) следующий. Крутящий момент передается на ведущий вал, который передает его на ведомый, соединенный приводом с колесами. Силовой агрегат и ведущий вал разделены сцеплением, переключением которого занимается сервопривод под управлением электроники. При разрыве сцепления второй сервопривод перемещает синхронизаторы коробки передач таким же образом, как это делает водитель рычагом КПП на механике. Однако для такой системы характерны разрывы в мощности и потери в тяге в момент переключения.

Для решения этой проблемы была разработана преселективная роботизированная трансмиссия (DCT) с двумя дисками (валами) и двумя сцеплениями для четных и нечетных передач. Когда автомобиль едет на нечетной передаче, второе сцепление подготавливает переключение на четную передачу и т. д. Благодаря этому исчезают разрывы в тяге при переключении передач, которое осуществляется в рекордно быстрый период времени (время отзыва — до 0,2 секунды и даже меньше).

В целом роботизированная трансмиссия имеет свои плюсы по сравнению с автоматом — она дешевле, занимает меньше места в подкапотном пространстве, меньше весит, достаточно экономична (на уровне механической трансмиссии). Также большинство роботов позволяет переключать передачи и в ручном режиме.

Минусы робота следующие — простые однодисковые роботы с электрическими сервоприводами не обеспечивают плавность переключения передач. Роботы с двумя сцеплениями и с гидравлическими сервоприводами достаточно дороги, недостаточно надежны и имеют сложности при ремонте. В нередких случаев при поломке приходится менять коробку передач целиком.

Источник http://koreec73.ru/transmissiya/chto-vhodit-v-transmissiyu.html
Источник Источник Источник Источник http://proautomarki.ru/chto-takoe-transmissiia-avtomobilia-konstrykciia-tehnicheskie-harakteristiki-i-5-ee-osnovnyh-vidov/
Источник http://voditelauto.ru/%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F/