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.

Трансмиссия автомобиля

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.

Механическая трансмиссия машины


Читайте также: Что такое лямбда-зонд

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
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

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
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

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.

Гидростатическая трансмиссия

ГСТ передаёт энергию вращения от ДВС к колесу или шнеку через насос с помощью направления рабочей жидкости к гидромотору.

Решение чаще всего монтируется на транспорте, если важно обеспечить большое передаточное число. Главные объекты, где устанавливаются МТ такого типа – зерноуборочные комбайны, дорожно-строительные машины, бульдозеры.

ГСТ не препятствует пробуксовке машин на вязких грунтах, а при движении вперед-назад легко обеспечить прямолинейность движения. Даже если отвал бульдозера максимально отпущен, то при медленном продвижении вперёд транспортное средство не глохнет. При работе на бульдозере это особенно ценно.

ГСТ не отличается высоким уровнем КПД, но ДВС у таких ТМ работает более экономично, если сравнивать с механической трансмиссией.

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  Устройство механических коробок передач. Устройство и работа механической коробки передач

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

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

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

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

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

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

Слово «трансмиссия» происходит от английского «Transmission» — «передача», «сообщение», «пересылка», «перевод», «перенос».

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля.

Слово «трансмиссия» происходит от английского «Transmission» — «передача», «сообщение», «пересылка», «перевод», «перенос».

Силы сопротивления движению могут меняться в широких пределах в зависимости от условий движения.
Так, например, силы аэродинамического сопротивления пропорциональны квадрату скорости автомобиля, поэтому для гоночных автомобилей могут достигать существенного значения; силы сопротивления подъему зависят от крутизны подъема; силы трения качения зависят от состояния дорожного покрытия и рисунка протектора покрышек колес и т. д.

Соответственно изменению сил сопротивления должна изменяться сила тяги на ведущих колесах автомобиля. Эту функцию также выполняет трансмиссия автомобиля путем увеличения или уменьшения крутящего момента, передаваемого от двигателя.
Кроме того, трансмиссия позволяет изменить направление крутящего момента на противоположное для обеспечения движения автомобиля задним ходом.

Изменение крутящего момента в трансмиссии можно оценивать ее передаточным числом, которое определяется, как отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения ведущих колес автомобиля, без учета потерь энергии в трансмиссии автомобиля (без учета КПД).

К автомобильным трансмиссиям предъявляются следующие требования:

В состав трансмиссии автомобиля (в зависимости от конструкции) могут входить следующие агрегаты и механизмы: сцепление, механическая или автоматическая коробка перемены передач (КПП), раздаточная коробка, коробка отбора мощности, главная передача, карданная передача или шарниры равных угловых скоростей, колесные редукторы и некоторые другие механизмы.

Виды трансмиссий

Тип трансмиссии автомобиля определяется колесной формулой, состоящей из двух цифр, где первая цифра обозначает общее количество колес, а вторая – количество ведущих колес. Наиболее распространенными являются автомобили с колесной формулой 4×2, 4×4, 6×4, 6×6 (рис. 1).

Если привод осуществляется на все колеса автомобиля (колесная формула 4×4, 6×6, 8×8), то такие автомобили называют полноприводными . Они обладают повышенной или высокой проходимостью и способны передвигаться в условиях бездорожья и преодолевать различные препятствия.

На некоторых полноприводных автомобилях крутящий момент может подводиться не к мостам, а к колесам одного борта (рис. 2). Такая схема трансмиссии называется бортовой .

Бортовая схема распределения крутящего момента применяется, когда необходимо обеспечить внутри рамы какого-нибудь транспортируемого механизма или когда по конструктивным соображениям (например, при схеме ходовой части с равномерным расположением осей по базе) затруднено применение обычной трансмиссии с центральной раздачей крутящего момента.

Указанная трансмиссия требует применения разрезных мостов.
В такой схеме трансмиссии крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 2, коробку передач 3 передается к раздаточной коробке 5, в которой изменяется направление потока мощности и момент делится симметричным коническим дифференциалом поровну между левым и правым бортом.
От раздаточной коробки крутящий момент подводится к бортовым редукторам 7, а от них к колесным редукторам 6.

Трансмиссии с раздачей крутящего момента по колесам одного борта значительно сложнее, чем мостовые, и, кроме того, их нельзя унифицировать по узлам с трансмиссиями массовых неполноприводных автомобилей. Поэтому их применение на автомобилях весьма ограничено.

Кроме того, недостатком «чистых» бесступенчатых трансмиссий является малый диапазон регулирования крутящего момента, что не удовлетворяет требованиям современных автомобилей по интервалу изменения тяговой характеристики.
По этой причине бесступенчатые передачи обычно применяются в сочетании с дополнительными механическими редукторами (коробками передач), имеющими 2…4 ступени. Такие трансмиссии, называемые комбинированными, позволяют приблизить тяговую характеристику автомобиля к идеальной.

Небольшой видеоролик наглядно показывает, как работает автомобильная трансмиссия и как взаимодействуют ее элементы.

-сцепление;

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.

Трансмиссия полноприводного автомобиля

Сцепление

Главная роль в данном механизме принадлежит сцеплению, которое смягчает силу трения передаточного и коленчатого валов.

Корзина сцепления, выжимной подшипник и диск сцепления – вот главные составляющие данного механизма.

Раздаточный механизм

Раздаточный механизм может быть совмещен с КПП, а может и иметь собственное место установки.

Состав и устройство трансмиссионной системы напрямую зависит от типа привода автомобиля. Для машин с передними ведущими колесами характерно наличие ШРУСов. В трансмиссии заднеприводных автомобилей имеются карданная передача и полуоси.

Трансмиссия автомобиля: основные задачи и конструкция

Любое транспортное средство нуждается в передаче усилия от двигателя к ведущим колесам. Да, ни одна машина не поедете без силового агрегата, но если отнять трансмиссию, техника просто не сможет тронуться с места. Автомобилисты знают, что ДВС преобразует химическую энергию топлива в механическую работу. За счет сгорания топливно-воздушной смеси и возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах мотора становится возможным вращательное движение коленчатого вала.

Затем крутящий момент отправляется на колеса машины, но здесь важно учитывать, что частота вращения коленчатого вала и колес транспортного средства серьезно отличаются. Как раз за преобразование и распределение крутящего момента по колесам и отвечает трансмиссия. Фактически она обеспечивает стабильную работу мотора в оптимальных режимах и разную скорость движения авто с учетом меняющихся нагрузок и условий. Дальше рассмотрим, из каких основных механизмов состоит система, ведь конструктивно она не ограничена всего одной коробкой переключения передач.

Зависимость трансмиссии от типа привода

Конструкция трансмиссии отличается от типа привода, которым оснащено ТС. Сегодня существуют следующие вариации:

Читайте также:  Сигнализация Пандора: инструкции по эксплуатации ко всем моделям. Как настроить брелок сигнализации пандора dxl

Читайте также:  Толкатель клапана ВАЗ 2108, Калина, Приора, Гранта

  • передний;
  • задний;
  • полный.

В переднеприводных машинах применяется классическая цепочка. Вращение от силового агрегата передается только на передний мост через коробку переключения передач. В авто с системой 4WD обязательно присутствует межосевой дифференциал. Крутящий момент передается одновременно на передний и задний мосты, а раздаточная коробка распределяет вращение на полуоси. В заднеприводной коробке присутствуют все те же элементы, что и в переднеприводной. Разница только в ведущей оси. Также крутящий элемент в таких автомобилях передается с помощью карданного вала.

Карданный вал

Карданный вал – это устройство, предназначенное для постоянного перенаправления тягового усилия по цепи «вторичный вал КПП – главная передача».

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Многие детали трансмиссии со временем изнашиваются или ломаются. Какие частые поломки могут произойти?

  1. Сцепление является так называемым расходным материалом. Здесь ведомый диск ломается чаще всего. При этом появляется скрежет, проскальзывание и нестабильная работа сцепления. В этом случае ведомый диск заменяют, а другие детали осматривают на предмет износа. Обратите внимание: пробуксовывание сцепления может спровоцировать износ фрикционов ведомого диска. Это ведёт к ограничению свободного хода педали, ухудшению разгона, снижение передачи крутящего момента, или авто может вообще не двинуться с места. Срок работы сцепления напрямую зависит от манеры вождения автомобиля.
  2. КПП – коробка передач является самым сложным механизмом в трансмиссии. Распространённая причина поломок – это редкая замена трансмиссионного масла. Ведь именно оно защищает все узлы коробки передач от износа. Если жидкость вовремя не заменить, то оно будет усиливать износ КПП. При поломке коробки передач появляются сторонние стуки, шум, шелест, даже при переводе рычага в нейтральное положение, происходит плохое срабатывание при переключении передач, а также подтекает масла из КПП, запах которого появляется в салоне. В этих случаях надо незамедлительно обратиться в автосервис. Рекомендуется строго следить за состоянием КПП (вовремя менять жидкость в системе охлаждения, проводить диагностику электронного блока управления и т.п.)
  3. В карданном вале может выйти из строя шарнир по причине естественного износа. Если появляются неисправности в работе карданной передачи, то во время движения слышен скрип и ощущается вибрация.
  4. Дифференциал и главная передача часто выходят из строя при экстремальных нагрузках и утечке масла через сальники. Если не хватает смазки, то шестерни быстро изнашиваются. При движении присутствует шум, вибрация или постукивания во время трогания автомобиля с места.
  5. ШРУСы ломаются редко, несмотря что на них приходится высокая нагрузка. Если вода попадёт через изношенные пыльники в шарниры угловых скоростей, во время движения будет слышен хруст. Поэтому надо вовремя менять расходники ходовой части и проверять состояние подвески.

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

Трансмиссия автомобилей с передними ведущими колесами

В данном случае компоненты трансмиссионной системы устанавливаются под капот. В этом случае на коробку передач приходится главная передача с дифференциалом, в результате взаимодействия которых валы привода выходят из картера коробки передач к передним колесам.

Для автомобилей с ведущими передними колесами, трансмиссионна система включает:

  • сцепление,
  • коробку передач,
  • ШРУСы,
  • главную передачу,
  • дифференциал
  • валы привода передних колес.

У переднеприводных автомобилей дифференциал и главная передача устанавливаются в картере КПП. Кроме того, передний мост в этом случае – ведущий.

КПП, или коробка передач

КПП предназначена для преобразования и дальнейшего пошаговой перенаправления тягового усилия к главной передаче. Усилие двигателя передается при помощи вторичного вала трансмиссии. КПП может быть двух типов – механическая (МКПП) и автоматическая (АКПП).

МКПП предполагает ручное переключение передач, т.е самостоятельное повышение/понижение передаточного числа. В автомобилях, оснащенных АКПП передаточное число выбирается в зависимости от скорости движения транспортного средства.

Устройство системы автомобиля

Задний привод считается наиболее простым, экономичным, легким в обслуживании и реализуемым с наименьшими затратами. Большинство старых автомобилей заднеприводные, но это не говорит о том, что такая система примитивна. Сегодня модели машин из одного ценового сегмента с RWD и FWD одинаково технологически совершенны. Трансмиссии транспортных средств, как правило, включает следующие механизмы:

  • Сцепление. Без этого устройства невозможна работа многоступенчатой коробки передач. Обеспечивает связь двигателя и коробки передач. Благодаря сцеплению стала возможной передача усилия от двигателя внутреннего сгорания на составные части трансмиссии.
  • Коробка передач. Пожалуй, наиболее значимый элемент системы, без которого не получится преобразовать поступающий от двигателя момент и направить его на колеса. За счет коробки меняется скорость автомобиля. Передачи переднего хода обеспечивают движение вперед, для движения назад отвечает передача заднего хода. Нейтральная передача обеспечивает отсоединение трансмиссии от силовой установки.
  • Дифференциал. Еще один значимый и ключевой механизм системы. В первую очередь необходим для распределения и передачи момента от коробки к колесам. Крайне важен для устойчивого положения машины во время прохождения сложных участков, поскольку дифференциал обеспечивает вращение полуосей с различной скоростью.
  • Карданная передача. Передает тяговое усилие от вторичного вала КПП к главной передаче под меняющимся углом.
  • ШРУС. Среди автомобилистов со стажем известна как «граната». Получила название из-за внешней схожести с взрывчатым боеприпасом. Скромные по размерам механизмы заставляют вращаться колеса и управляют ими. Принцип действия схож с работой кардана, но ШРУСы являются более совершенными и сложными деталями. В авто с передним приводом обычно реализуют два ШРУСа для соединения с дифференциалом и два наружных для связи с колесами.

Многие современные внедорожники производят с постоянным или подключаемым полным приводом. С конструктивной точки зрения этот тип самый сложный, следовательно, требует более затратного обслуживания и ремонта в случае выхода из строя. Фактически сочетает в себе особенности переднего и заднего привода, образуя, таким образом, их комбинацию.

Также стоит сказать несколько слов о новомодной трансмиссии – электрической. Передовые производители автомобилей продолжают следовать тенденции электрификации ранее созданных моделей. А такая компания, как Tesla, вовсе начала производство электрических транспортных средств с нуля. Электрический тип трансмиссии отличается низким уровнем издаваемого шума, некоторые модели получили одноступенчатый редуктор, а в модификациях Active Wheel трансмиссионная функция выполняется электронным методом.

 «Мост», или схема «главная передача-дифференциал»

Совокупность главной передачи и дифференциала представляет собой так называемый «мост», предназначенный для передачи и распределения тягового усилия двигателя от КПП по ведущим колесам. При этом задействуются полуоси (приводные валы) автомобиля. На транспортных средствах с передней парой ведущих колес «мост» ставится вместе с КПП; у машин с задними ведущими колесами данное устройство устанавливается в заднюю часть корпуса.

Классификация трансмиссий по методу передачи и преобразования момента

-механическая трансмиссия (передает и преобразует механическую работу);

-электрическая трансмиссия (превращает механическую работу двигателя в электрическую и передает её на ведущие колеса, где обратно преобразуется в механическую работу);

-гидравлическая трансмиссия (механическая работа двигателя изменяется и передается посредством давления жидкости к ведущим колесам автомобиля, где обратно преобразуется в механическую работу);

-комбинированная или гибридная трансмиссия (гидромеханическая, электромеханическая и т.д.).

В легковом автомобилестроении наибольшее распространение имеет механическая и гидромеханическая трансмиссия.

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.

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.

Читайте также:  Устранение царапин на кузове автомобиля своими руками: применяем кисти, карандаши и полироли для закрашивания мелких дефектов. Карандаш для удаления царапин с авто

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.

Сцепление легкового автомобиля

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.

Механическая коробка передач


Читайте также: Что такое атермальное остекление в машине

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.

Раздаточная коробка

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.

Ведущий мост

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.

Карданный вал

Определение понятия «трансмиссия»

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

Читать еще:  ГСВ МТЗ 80 принцип работы

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

Видео: Трансмиссия автомобиля. Общее устройство, принцип работы и строение трансмиссии в 3D

Об устройстве, принципе работы и строении трансмиссии автомобиля дополнительно рассказывается в данной 3D анимации:

Трансмиссия автомобиля Общее устройство, принцип работы и строение трансмиссии в 3д Смотрите это видео на YouTube

Агрегаты трансмиссии автомобиля

Трансмиссию иначе можно назвать совокупностью определённых механизмов и агрегатов. Помимо КПП, в их число входят: сцепление, главная передача, дифференциал и кардан.

Диск сцепления

Путём воздействия на сцепление при остановке машины водителю не приходится глушить двигатель — включается нейтральная скорость, и коробка отсоединяется от мотора. В процессе езды сцепление вновь совмещает вращающийся двигатель и коробку.

Основная задача сцепления — соединять и отсоединять КПП с двигателем, делая это как можно плавнее. Размещается узел между силовой установкой и коробкой передач.

В трансмиссии автомобиля сцепление играет роль проводника. Именно оно передаёт усиление с объекта на объект. Управляет механизмом водитель, сидящий за рулём машины. Посредством педали он воздействует на привод, соответственно, осуществляется передача усилия.

Различают 3 типа привода, хотя в автомобилестроении чаще применяются лишь два: механический и гидравлический. Электрогидравлический привод такое распространение не получил.

Диск сцепления

Сцепление состоит из ряда функциональных элементов:

  • дисков, тесно взаимосвязанных между собою;
  • маховика, соединённого с корзиной — относится к самым прочным элементам, выдерживающим большие нагрузки;
  • вилки выключения, разжимающей диски при нажатии педали;
  • первичного вала коробки, на который передаётся КМ.

Принято различать «сухое» и «мокрое» сцепление.

  1. Первый тип осуществляет передачу усилия напрямую между диском мотора и КПП, благодаря силам трения. Он часто устанавливается на внедорожники, оснащённые полным приводом.
  2. «Мокрое» сцепление — использует гидротрансформаторное масло. Жидкость находится между обоими дисками. Такой вариант более надёжен, но стоит дороже обычного сцепления.

Главная передача

Это устройство предназначается для передачи КМ непосредственно к ведущему мосту. Состоит узел из полуоси, ведомой и ведущей шестерней, полуосевых шестерней и шестерней-сателлитов.

Главная передача

Основная задача главной передачи — увеличивать КМ силового агрегата и уменьшать частоту вращения ведущих колёс. На переднеприводных автомобилях этот узел расположен в КПП рядом с дифференциалом, а на заднеприводных — в картере моста.

Принято различать одинарную передачу и двойную, часто встречающуюся на грузовиках с увеличенным передаточным числом.

Дифференциал

Предназначен для передачи, изменения и распределения КМ. Один из конструктивных элементов трансмиссии. В зависимости от привода автомобиля располагается:

  • в картере — задний привод;
  • в КПП — передний привод;
  • в раздатке — полный привод.

Конструктивная особенность дифференциала заключается в наличии планетарного редуктора. А в зависимости от зубчатой передачи, принято различать:

  • конический дифференциал, используемый в качестве межколёсного;
  • цилиндрический, который ставится между осями автомобилей с полным приводом;
  • червячный — универсальный вариант, используемый и между колёсами, и между осями.

Дифференциал

Дифференциал состоит из:

  • корпуса или чашки, воспринимающей КМ от главной передачи;
  • ведомой шестерни, жёстко зафиксированной на корпусе;
  • осей с вращающимися сателлитами;
  • шестерёнок.

Карданная передача

Кардан состоит из валов, промежуточной опоры, шарниров и шлицов, муфты.

  1. Задний вал кардана наделён 2 шарнирами, позволяющими плавно передавать КМ от КПП к главной передаче при езде автомобиля по кочкам.
  2. Шарниры с крестовинами дают возможность передачи КМ под углом.
  3. Шлицы предназначены гасить колебания автомобильного кузова.

Кардан — это один из важнейших узлов. Если передача бывает неправильно отрегулирована, возникают сложности в работе трансмиссии: неприятный шум, вибрационные колебания и другие неисправности.

Карданная передача