Назначение трансмиссии: виды, из чего состоит, общее устройство, для чего нужна

Определение понятия «трансмиссия»

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

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

Назначение и схемы трансмиссий

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

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

В транс­миссию входят:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Классификация трансмиссий

Рассмотрим классификацию трансмиссий.

По методам передачи и преобразованию момента трансмиссии подразделяются на электромеханические, механические и гидромеханические.

Механическая трансмиссия

Трансмиссии механического типа (обычные и планетарные) в КПП содержат только фрикционные и шестеренчатые устройства. Преимущества их заключаются в коэффициенте полезного действия, небольшой массе и компактности, простоте в эксплуатации и на­деж­нос­ти в работе. Недостаток трансмиссии такого типа – ступенчатость изменения передаточных чисел, понижающая использование мощности силового агрегата. Длительное время на пе­рек­лю­че­ние рычагом передач усложняет управление автомобилем. Именно поэтому спор­тив­ные автомобили, оснащенные механической трансмиссией, снабжают электронными переключателями передач (кнопками на рулевом колесе, подрулевыми лепестками) и КПП со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Использование трансмиссий механического типа свойственно советскому трак­то­ро­стро­е­нию.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссии гидромеханического типа оснащены гидромеханической КПП, которая состоит из механического редуктора и гидродинамического преобразователя момента. Преимущества таких трансмиссий заключаются в возможности автоматизации смены пе­ре­да­чи и облегчении управления, автоматическом изменении крутящего момента на основе внешних сопротивлений, фильтрации крутильных колебаний и уменьшении пиковых наг­ру­зок, действующих на агрегаты трансмиссии, и увеличении за счет этого долговечности и надежности трансмиссии поршневого мотора.

Главный недостаток таких трансмиссий – достаточно низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно большого КПД гидротрансформатора. Если КПД гид­ро­пе­ре­да­чи не меньше 0.8, диапазон изменения крутящего момента не выше трех, что заставляет иметь механический редуктор на 3-5 передач, включая передачу заднего хода. Необходимо располагать специальной системой охлаждения, а также подпитки гидроагрегата, что увеличивает габаритные размеры моторно-трансмиссионного отдела. Без фрикционов или специальных автологов пуск двигателя с буксира и торможением двигателем не обес­пе­чи­ва­ет­ся.

Трансмиссии гидромеханического типа активно применяются в западном трак­то­ро­стро­е­нии – «Леопард-2» (ФРГ), М1 «Абрамс» (США). В трансмиссиях перечисленных танков в основном приводе, кроме гидромеханических передач, также применяются в до­пол­ни­тель­ном приводе гидростатические передачи для выполнения поворота. Гид­ро­ме­ха­ни­чес­кой передачей оснащен дизель-поезд под названием Д1 венгерского производства, ра­бо­та­ю­щий на постсоветском пространстве ЖД-техники.

Гидравлическая трансмиссия

Трансмиссией гидравлического типа в транспортной технике является такая транс­мис­сия, в которой переключения осуществляются не механическим методом, а гид­рав­ли­чес­ки­ми аппаратами, т.к. чисто гидравлические трансмиссии встречаются довольно редко. Трансмиссия такого типа оборудована КПП с вторичным и первичным валами, а также, как и в обычной КПП, несколькими парами зубчатых колес, но включение необходимой пары в рабочий процесс выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или же гидротрансформатор, который заполняется для включения передачи.

Главное достоинство трансмиссии такого типа – включение передач совершенно безударное и полное отсутствие механических муфт, стабильно работающих в процессе передачи больших крутящих мо­мен­тов (к примеру, на тепловозах), главный минус – необходимость монтажа отдельной гидромуфты для каждой передачи. Из-за своих особенностей гидропередача применяется в основном на железнодорожной технике. Из отечественных разновидностей техники гид­ро­пе­ре­да­чей оснащены, к примеру, дизель-поезд ДР1, маневровые тепловозы ТГМ6 и ТГМ4.

Гидростатическая трансмиссия

В трансмиссии гидростатического типа для передачи мощности применяется ак­си­аль­но-плунжерные гидромашины. Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удается разносить их на достаточно значительные расстояния и придавать гораздо большее число степеней свободы. Главный минус гидрообъемной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.

Гидростатическая передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках, так как там необходимо обеспечивать достаточно большое передаточное число, а также очень часто приводить вальцы с торца, затруднено построение механической передачи), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, теп­ло­во­зах.

Электромеханическая трансмиссия

Трансмиссии электромеханического типа состоят из тягового электромотора (или нескольких), электрического генератора, электрической системы контроля, а также со­е­ди­ни­тель­ных кабелей. Главным достоинством трансмиссий электромеханического типа яв­ля­ет­ся обеспечение более широкого диапазона автоматического изменения силы тяги и крутящего момента, а также отсутствие кинематической жесткой связи между механизмами электротрансмиссии, что дает возможность создать разные компоновочные схемы.

Главными минусами, которые препятствуют распространению трансмиссий элект­ри­чес­ко­го типа, являются большая масса, габариты и цена (особенно если применяются электромашины постоянного тока), меньший КПД (по сравнению с механической). Но с развитием электротехнической промышленности, широким распространением ин­дук­тор­но­го, вентильного, синхронного, асинхронного и других разновидностей электропривода открывается все больше новых возможностей для электромеханических трансмиссий.

Данные трансмиссии широко используются в тепловозах, тракторах, карьерных самосвалах, морских судах, военной технике, самоходных механизмах, немецких военных машинах «Мышонок» и «Фердинанд», а также автобусах, которые с трансмиссией этой разновидности более правильно называются теплоэлектробусы, к примеру, ЗИС-154.

На современных автомобилях, по большей части, используется трансмиссия ме­ха­ни­чес­ко­го типа. Трансмиссия механического типа, в которой изменение крутящего момента происходит в автоматическом режиме, называется автоматической трансмиссией.

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.

Трансмиссия автомобиля Принцип работы трансмиссии

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

Принцип работы трансмиссии автомобиля

Нельзя установить под капот транспортного средства двигатель, присоединить сцепление и колеса авто к коленчатому валу, а после просто начать ехать. В таком случае конструкция не будет иметь достаточное количество мощности, которая нужна с целью раскрутить колёса, так как основной причиной этого станет сила трения, значительные габариты авто и его масса. Выходом из сложившейся ситуации является установка специального промежуточного механизма, который имеет свойство уменьшать крутящий момент до необходимого количества оборотов, а также выполнять передачу всех необходимых действий передние колеса транспорта. Как вы понимаете, описанным ранее механизмом является именно трансмиссия. Сегодня подробно поговорим об этой части автомобиля!

Описание трансмиссии: устройство

Вас интересует устройство трансмиссии автомобиля? Тогда обратите внимание на то, что данный элемент транспортного средства состоит из следующих элементов:

• сцепление;
• приводной вал;
• коробка передач;
• мост, который представляет собой главную передачу и дифференциал;
• раздаточный механизм;
• ШРУС, то бишь шарнир равных угловых скоростей.

Каждый из элементов, которые были перечислены немного выше, является неотъемлемой частью трансмиссии автомобиля, поэтому неисправность трансмиссии может свидетельствовать о поломке какого-либо элемента, представленного выше. Кроме того, все составляющие автомобильной трансмиссии выполняют какие-либо важные функции и являются неотъемлемой частью механизма, благодаря чему машина имеет возможность осуществлять движение.

Принцип работы

Многие владельцы автомобилей точно знают, что любая коробка передач обладает сразу несколькими скоростями. Режимы трансмиссии действительно разнообразны. В данном случае речь идёт о низкой скорости, высокой и других, которые являются промежуточными. Если выбрать самое минимальное значение скорости, то в таком случае трансмиссия машины будет оказывать минимальное воздействие на движок авто. Машина будет двигаться медленно, что позволит в определенный момент ускорить ее движения, когда вам необходимо будет резко тронуться с места и начать передвижение.

Если же включить на коробке передач высокий показатель, то в таком случае сила вращения снизится, а показатель скорости увеличится. В общем, говоря кратко, стоит отметить, что управлять современными автомобилями, имеющими ручную коробку передач, которая представлена сразу несколькими промежуточными скоростями, можно без каких-либо трудностей, ведь наличие сразу нескольких скоростей гарантирует то, что вам удастся справиться с самыми разнообразными препятствиями на дороге.

 Вот вы и узнали, как работает трансмиссия, а сейчас давайте поговорим немного о другом!

Назначение трансмиссии

Итак, какова же основная функция и задача любой трансмиссией для транспортного средства? Главное назначение трансмиссии автомобиля заключается в том, чтобы сделать доступным превращение мощности в так называемый полезный вращательный момент, передающийся на колеса, благодаря чему движение транспортного средства становится возможным.

Кроме того, благодаря этому автомобиль не только начинает ехать, но и может постоянно поддерживать определенную скорость. В общем, если говорить кратко, то станет понятно, что без трансмиссии машина просто никуда не поедет.

Типы трансмиссий

На данный момент специалисты разделяют следующие виды трансмиссий:

• механическая;
• электрическая;
• гидрообъемная;
• комбинированная.

А какая трансмиссия автомобиля необходимо именно вам?

Признаки неисправности трансмиссии авто

Принцип работы трансмиссии мы уже подробно обсудили, однако всё ещё непонятно, когда нужно волноваться по поводу поломки трансмиссии. Если владелец автомобиля знаком с элементами трансмиссии, то при наличии каких-либо признаков поломки он может попробовать самостоятельно все починить. А вот и основные признаки, свидетельствующие о неисправности:

• заедание или западение педали;
• появление рывков при начале движения с места;
• наличие утечки жидкости в месте, где провода сцепления соединяются;
• наличие шума в области, где находится сцепление.

Кроме того, одним из признаков может быть буксование автомобиля, поэтому в случае, если вы обнаружили какой-либо признак, представленный выше в этой статье, то вам точно стоит пройти диагностику, а в последствии сделать ремонт своего транспортного средства, чтобы оно прослужило вам еще много лет.

Какое масло выбрать?

Если вы думаете над тем, какое масло залить в трансмиссию, то вам точно следует знать, на какие три вида специалисты делят масла:

• синтетическое;
• минеральное;
• полусинтетическое.

Если сравнивать масло на синтетической основе с маслом на натуральной основе, то стоит отметить, что первое имеет лучшую текучесть. Кроме того, главным преимуществом синтетических изделий является возможность использовать такие масла в достаточно обширном диапазоне температур.

Что же касается полусинтетических товаров, то тут уж очевидно, что они являются чем-то средним между синтетическими изделиями и минеральными маслами. Обратив внимание на свойства такого масла, точно стоит отметить, что оно лучше, чем минеральные изделия.

Обсуждая масла для трансмиссии, нельзя не отметить изделия на минеральной основе. Они пользуются высоким уровнем спроса благодаря тому, что имеют приемлемые стоимость.

Кстати, если вы планируете менять масло в своём автомобиле, то так же вместе с ним можно установить и комплект вывода сапунов, который имеет приемлемую стоимость. Приятных покупок!

Принцип работы трансмиссии

Трансмиссия автомобиля: устройство и принцип работы

Нельзя установить под капот транспортного средства двигатель, присоединить сцепление и колеса авто к коленчатому валу, а после просто начать ехать. В таком случае конструкция не будет иметь достаточное количество мощности, которая нужна с целью раскрутить колёса, так как основной причиной этого станет сила трения, значительные габариты авто и его масса.

Выходом из сложившейся ситуации является установка специального промежуточного механизма, который имеет свойство уменьшать крутящий момент до необходимого количества оборотов, а также выполнять передачу всех необходимых действий передние колеса транспорта. Как вы понимаете, описанным ранее механизмом является именно трансмиссия. 

Описание трансмиссии: устройство

• сцепление;
• приводной вал;
• коробка передач;
• мост, который представляет собой главную передачу и дифференциал;
• раздаточный механизм;
• ШРУС, то бишь шарнир равных угловых скоростей.

Принцип работы

Многие владельцы автомобилей точно знают, что любая коробка передач обладает сразу несколькими скоростями. Режимы трансмиссии действительно разнообразны. В данном случае речь идёт о низкой скорости, высокой и других, которые являются промежуточными. Если выбрать самое минимальное значение скорости, то в таком случае трансмиссия машины будет оказывать минимальное воздействие на движок авто. Машина будет двигаться медленно, что позволит в определенный момент ускорить ее движения, когда вам необходимо будет резко тронуться с места и начать передвижение.

Если же включить на коробке передач высокий показатель, то в таком случае сила вращения снизится, а показатель скорости увеличится.

Назначение трансмиссии

Главное назначение трансмиссии автомобиля заключается в том, чтобы сделать доступным превращение мощности в так называемый полезный вращательный момент, передающийся на колеса, благодаря чему движение транспортного средства становится возможным.

Кроме того, благодаря этому автомобиль не только начинает ехать, но и может постоянно поддерживать определенную скорость. 

Типы трансмиссий

• механическая;
• электрическая;
• гидрообъемная;
• комбинированная.

А какая трансмиссия автомобиля необходимо именно вам?

Признаки неисправности трансмиссии авто

Принцип работы трансмиссии мы уже подробно обсудили, однако всё ещё непонятно, когда нужно волноваться по поводу поломки трансмиссии. Если владелец автомобиля знаком с элементами трансмиссии, то при наличии каких-либо признаков поломки он может попробовать самостоятельно все починить. А вот и основные признаки, свидетельствующие о неисправности:

• заедание или западение педали;
• появление рывков при начале движения с места;
• наличие утечки жидкости в месте, где провода сцепления соединяются;
• наличие шума в области, где находится сцепление.

Кроме того, одним из признаков может быть буксование автомобиля, поэтому в случае, если вы обнаружили какой-либо признак, представленный выше в этой статье, то вам точно стоит пройти диагностику, а в последствии сделать ремонт своего транспортного средства, чтобы оно прослужило вам еще много лет.

Трансмиссия автомобиля

Трансмиссионная система включает в себя несколько рабочих узлов с различным предназначением, но работающих для обеспечения работы единой системы. Узлы предназначены для того, чтобы передать, пошагово отрегулировать и распределить предельное тяговое усилия от коленчатого вала до ведущих колес автомобиля.

Тяговое усилие может передаваться трансмиссией разными способами.

Основной вид передачи – механический. Он составляет основу электрического, гидрообъемного и комбинированного способа передачи тягового усилия.

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.

Карданный вал

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

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.

 «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.

Приводной вал (полуось)

Полуось – это металлический стержень, изготовленный из высоколегированной стали и оснащенный прочными шпицами или устройством крепления крестовин, которые соединяют приводной вал с дифференциалом или шарниром равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей, или ШРУС

Данный механизм подает силу вращения на ведущие колеса автомобиля. 

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 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.

Трансмиссии заднеприводных автомобилей

Трансмиссия автомобиля с задним приводом состоит из следующих узлов:

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

Благодаря тому, что производители устанавливают КПП в автомобилях с задними ведущими колесами на более мягкие опоры, в них заметно снижается уровень вибрации, что приносит дополнительный комфорт при поездках. Данный вариант трансмиссионной системы имеет более простую конструкцию и предусматривает установку коробки передач таким образом, что она присоединяется к заднему мосту вместе со сцеплением при помощи карданного вала. Такая схема крепления определяет концентрацию центра масс на переднюю ось.

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.

Принцип работы

Трансмиссия работает следующим образом: на маховик, через фрикционные накладки диска сцепления, жестко крепится корзина сцепления своей рабочей поверхностью.

В диске изготовлено шлицевое отверстие, куда направляется первичный вал коробки передач.

Когда сцепление отпущено, диск плотно зажимается между маховиком и «корзиной» и крутится вместе с ними, приводя в действие первичный вал.

При нажатии на педаль сцепления, в действие приводится выжимной подшипник, который нажимает на лепестки корзины и освобождает диск сцепления, в этот момент работает двигатель «вхолостую».

Далее первичный вал посредством шестерен передач с разным передаточным числом приводит в действие вторичный вал.

Переключая передачи можно регулировать передаточное число, соответственно обороты вторичного вала изменяются.

Хвостовик коробки передач (для заднего привода) соединен с карданным валом, далее крутящий момент поступает на главную передачу и распределяется на колеса с помощью дифференциала и полуосей.

Вторичный вал коробки передач (для переднего привода) непосредственно соединен с главной передачей и дифференциалом. К дифференциалу подсоединены полуоси, на них соответственно ШРУСы через которые крутящий момент передается на колеса.

Для полноприводных автомобилей крутящий момент передается через раздаточный механизм, который имеет один выход хвостовика для подачи на кардан. Полноприводные авто могут обеспечиваться блокировкой моста, т.е. отключение перераспределения по полуосям крутящего момента.

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Назначение и типы трансмиссий — Студопедия

Лекции КАиТ ч.2

Опасные факторы взрыва.

Основными поражающими факторами взрыва являются ударная волна (воздушная – при взрыве в газовой среде – или гидравлическая – при взрыве в жидкой среде) и осколочные поля.

Воздушная ударная волна образуется за счет энергии, выделенной в центре взрыва, которая приводит к возникновению в нем очень высокой температуры и огромного давления.

Продукты взрыва, воздействуя на окружающие слои воздуха, создают в нем затухающее волновое поле, в котором переносятся на значительные расстояния тепловая, акустическая и кинетическая энергия взрыва.

В воздушном пространстве образуются подвижные зоны сжатия и разрежения слоев воздуха, давление в которых будет значительно отличаться от нормального атмосферного. По сферической границе сжатия возникает фронт ударной волны.

Взрыв внутри объекта характерен тем, что ударная волна распространяется в ограниченном преградами объеме помещения, поэтому, с учетом дополнительного давления отражения, его разрушающее действие значительно больше, чем на открытой местности.

Осколочные поля – площади территории, поражаемые разлетающимися осколками разорвавшихся объектов и объектов, разрушенных ударной волной.

Осколочные поля условно делятся на 2 зоны:

— площадь, на которой разлетаются до 80 % осколков;

— площадь, на которой разлетаются 20 % осколков (ее размер в 20 раз больше предыдущей).

1 Общие сведения

Трансмиссией называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля.

Трансмиссия служит для передачи от двигателя к ведущим колесам мощности и крутящего момента, необходимых для движения автомобиля.

В зависимости от того, какие колеса автомобиля являются ведущими, мощность и крутящий момент могут подводиться только к передним, задним или передним и задним колесам одновременно. В этом случае автомобиль является соответственно переднеприводным, заднеприводным и полноприводным.

По конструкции трансмиссию делят на механическую, гидрообъёмную, электрическую, гидромеханическую, электромеханическую. По изменению крутящего момента на ступенчатую, бесступенчатую и комбинированную.

Наибольшее распространение на автомобилях получили механические ступенчатые трансмиссии и гидромеханические трансмиссии. Другие типы трансмиссий на автомобилях имеют ограниченное применение.

Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, его назначения и взаимного расположения двигателя и ведущих колес. Характер изменения передаваемого крутящего момента в разных типах трансмиссий различен (рисунок 1.1).

а) б) в)

а − ступенчатой; б − бесступенчатой; в − гидромеханической: I−IV − ступени

скоростей; М_к − крутящий момент; — скорость автомобиля.

Рисунок 1.1 − Графики изменения крутящего момента в трансмиссиях

1.1.2 Механические ступенчатые трансмиссии

В механических ступенчатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к ведущим колесам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии (рисунок 1.1, а), которое равно произведению передаточных чисел шестеренных (зубчатых) механизмов трансмиссии.

На автомобиле с колесной формулой 4×2, передним расположением двигателя и задними ведущими колесами (рисунок 1.2, а) в трансмиссию входят сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача 4, главная передача 6, дифференциал 7 и полуоси 8. Крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 2 передается к коробке передач 3, где изменяется в соответствии с включенной передачей. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 подводится к главной передаче 6 ведущего моста 5, в которой увеличивается, и далее через дифференциал 7 и полуоси 8 − к задним ведущим колесам.

Для легковых автомобилей такое взаимное расположение двигателя и механизмов трансмиссии обеспечивает равномерное распределение нагрузки между передними и задними колесами и возможность размещения сидений между ними в зоне меньших колебаний кузова. Недостатком является необходимость применения сравнительно длинной карданной передачи с промежуточной опорой.

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4×2 могут иметь и другое расположение двигателя, сцепления и коробки передач у ведущего моста − задние ведущие колеса и двигатель 1 сзади (рисунок 1.2, б) или передние ведущие колеса и двигатель 1 спереди (рисунок 1.2, в). Такие трансмиссии не имеют карданной передачи между коробкой передач и ведущим мостом и включают в себя сцепление 2, коробку передач 3, главную передачу, дифференциал и привод ведущих колес, который осуществляется не полуосями, а карданными передачами. При этом в приводе к ведущим управляемым колесам применяются карданные шарниры 9 равных угловых скоростей.

Эти трансмиссии просты по конструкции, компактны, имеют небольшую

массу и экономичны.

а) б) в)

г) д) е)

ж)

а−в − 4х2; г − 4х4; д − 6х4; е − 6х6;ж − 8х8: 1 − двигатель; 2 − сцепление;

3 − коробка передач; 4 − карданная передача; 5 − ведущий мост; 6 − главная передача;

7 − дифференциал; 8 − полуоси; 9 − карданный шарнир;

10 − раздаточная коробка; 11 − межосевой дифференциал

Рисунок 1.2 − Схемы механических трансмиссий автомобилей

Заднее расположение двигателя и трансмиссии (рисунок 1.2, б) обеспечивает лучшие обзорность и размещение сидений в кузове между мостами автомобиля, лучшую изоляцию салона от шума двигателя и отработавших газов. Однако ухудшаются управляемость, устойчивость автомобиля и безопасность водителя и переднего пассажира при наездах и столкновениях.

Переднее расположение двигателя и трансмиссии (рисунок 1.2, в) улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, но при движении на скользких подъемах дороги возможно пробуксовывание ведущих колес вследствие уменьшения на них нагрузки.

Механическая трансмиссия автомобиля с колесной формулой 4х4 с передним расположением двигателя 1 (рисунок 1.2, г) дополнительно включает в себя передний ведущий управляемый мост 5 и раздаточную коробку 10, соединенную с этим мостом и коробкой передач 3 карданными передачами. Передний ведущий мост имеет главную передачу, дифференциал и привод колес в виде карданных передач с шарнирами 9 равных угловых скоростей.

У автомобилей с колесной формулой 6×4 (рисунок 1.2, д) крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом.

У автомобиля с колесной формулой 6×6 (рисунок 1.2, е) крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться и раздельно − двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения привода переднего моста или межосевой дифференциал 11, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами.

Автомобили с колесной формулой 8×8 обычно имеют потележечное расположение ведущих мостов, при котором сближены ведущие мосты − первый со вторым и третий с четвертым.

При установке двух двигателей 1 (рисунок 1.2, ж) трансмиссия таких автомобилей имеет два сцепления 2, две коробки передач 3 и две раздаточные коробки 10 с межосевыми дифференциалами 11.

По сравнению с другими типами трансмиссий механические трансмиссии проще по конструкции, имеют меньшую массу, более экономичны, надежнее в работе и имеют высокий КПД, равный 0,8…0,95. Недостатком их является разрыв потока мощности при переключении передач, что снижает тягово−скоростные свойства и ухудшает проходимость автомобиля. Механические трансмиссии также не обеспечивают полного использования мощности двигателя и простоты управления автомобилем.

1.1.3 Механическая бесступенчатая трансмиссия

Это фрикционная трансмиссия, в которой для плавной передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам используется сила трения.

На рисунке 1.3 приведена схема клиноременной передачи, которая представляет собой фрикционную бесступенчатую передачу.

Крутящий момент от двигателя через сцепление передается конической шестерне 14 реверс−редуктора. Эта шестерня находится в зацеплении с шестернями 13 и 10, соединяемыми с валом 12 муфтой 11, перемещающейся на шлицах вала. На концах вала 12 установлены ведущие шкивы 9 передачи, от которых крутящий момент через зубчатые ремни 8 трапецеидального сечения передается на ведомые шкивы 7 и далее через колесные редукторы 5 на ведущие колеса автомобиля.

Эта передача выполняет также функции межколесного дифференциала. Передача применяется на некоторых моделях легковых автомобилей.

Механические бесступенчатые передачи не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение на автомобилях из−за недостаточной надежности их работы.

1 − трубопровод; 2 − полость; 3, 6 − пружины; 4 − груз; 5 − редуктор;

7, 9 − шкивы; 8 − ремень; 10, 13, 14 − шестерни; 11 − муфта; 12 − вал

Рисунок 1.3 − Схема клиноременной передачи

1.1.4 Гидрообъемная трансмиссия

Этот вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую передачу автомобиля.

В гидрообъемной трансмиссии (верхняя половина рисунка 1.4) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос 2, соединенный трубопроводами с гидромоторами 3, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. При работе двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую работу.

1 − двигатель; 2 − гидронасос; 3 − гидромотор;

4 − электродвигатель; 5 − генератор

Рисунок 1.4 − Схема гидрообъемной и электрической трансмиссии

Гидрообъемные передачи, применяемые на автомобилях, включают роторные гидронасосы плунжерного типа, колесные гидродвигатели, магистрали высокого и низкого давления, редукционные клапаны, охладитель, дренажную и подпитывающую системы.

Преимуществом гидрообъемной трансмиссии является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа и передаваемого крутящего момента, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, облегчает и упрощает управление автомобилем. Она также повышает проходимость автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента.

По сравнению с механической гидрообъемная трансмиссия имеет большие габаритные размеры и массу, меньшие КПД, долговечность и более высокую стоимость. Она сложна в изготовлении и требует надежных уплотнений.

1.1.5 Электрическая трансмиссия

Это бесступенчатая передача, в которой крутящий момент измеряется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и частоты

вращения коленчатого вала двигателя.

В электрической трансмиссии (нижняя половина рисунка 1.4) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие генератор 5. Ток от генератора поступает к электродвигателям 4 ведущих колес автомобиля.

Ведущее колесо с установленным внутри электродвигателем называется электромотор−колесом. Крутящий момент от электродвигателя к колесу передается через колесный редуктор.

Преимуществом электрических трансмиссий является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа. Это обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, упрощает и облегчает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя, в результате повышается безопасность движения. Кроме того, повышается проходимость автомобиля вследствие непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента. Повышается также долговечность двигателя из−за уменьшения динамических нагрузок и отсутствия жесткой связи между двигателем и ведущими колесами. Однако у электрических трансмиссий КПД не превышает 0,75, что ухудшает тягово−скоростные свойства автомобиля. Кроме того, расход топлива по сравнению с механическими трансмиссиями повышается на 10…20 %. Электрические трансмиссии также имеют большую массу и высокую стоимость.

1.1.6 Гидромеханическая трансмиссия

Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно (рисунок 1.1, в).

В гидромеханическую трансмиссию (рисунок 1.5) входят гидромеханическая коробка передач 2, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача 3, главная передача 4, дифференциал 5 и полуоси 6.

1 – двигатель; 2 – гидромеханическая коробка передач; 3 – карданная передача;

4 – главная передача; 5 – дифференциал; 6 – полуоси

Рисунок 1.5 – Схема гидромеханической трансмиссии

Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя 1 к трансмиссии происходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, улучшает проходимость автомобиля, почти в два раза повышается долговечность двигателя и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в трансмиссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

Недостатком гидромеханической трансмиссии являются более низкий КПД, что ухудшает тягово–скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля, более сложная конструкция и большая масса, а также высокая стоимость.

1.1.7 Электромеханическая трансмиссия

Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из элементов механической и электрической трансмиссий.

На рисунке 1.6 показана схема электромеханической трансмиссии автобуса большой вместимости. Двигатель 4 внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие генератор 5. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электродвигателю 1. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу 2 подводится к ведущему мосту 3 и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутствуют.

Отсутствие педали сцепления и рычагов переключения коробки передач облегчает работу водителя. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения. Недостатками электромеханической трансмиссии по сравнению с механической являются меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово–скоростные свойства и топливную экономичность, а также большие габаритные размеры и масса.

1 – электродвигатель; 2 – карданная передача; 3 – ведущий мост;

4 – двигатель; 5 – генератор

Рисунок 1.6 – Схема электромеханической трансмиссии

1.2 Назначение и типы раздаточных коробок

Появление раздаточных коробок (РК) сформировало важное научно-техническое направление в автомобилестроении – создание механизмов и систем управления приводом ведущих колес и мостов, которое на протяжении многих десятков лет успешно развиваться, наделяя машины новыми свойствами. Благодаря им, существенно расширилась сфера эксплуатации автомобилей, способных ездить по бездорожью.

С появлением раздаточных коробок лексикон автомобилистов пополнился такими понятиями, как «полный привод», «многоприводный», «внедорожный», «4×4» и т. д. Раздаточные коробки предназначены для выполнения следующих функций:

– распределять крутящий момент между ведущими мостами таким образом, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления – «циркуляции мощности» в трансмиссии;

– увеличивать крутящий момент на ведущих колесах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колес при движении по плохим дорогам и бездорожью, а также на крутых подъемах;

– обеспечивать устойчивое движение автомобиля с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента.

Причём от правильного выбора параметров РК во многом зависит себестоимость перевозки грузов. Дело в том, что они оказывают существенное влияние на тягово-скоростные и топливно-экономические свойства машин.

Раздаточные коробки выполняют по схемам с блокированным, дифференциальным или со смешанным приводом.

1.2.1 Раздаточные коробки с блокированным приводом

Особенностью коробки с блокированным приводом является то, что она обеспечивает синхронное вращение колес разных мостов, а крутящие моменты распределяются пропорционально силам сопротивления качению. Так, если задний мост имеет весовую нагрузку 60% от общей массы автомобиля с колесной формулой 4х4, а на передний приходится 40%, то силы сопротивления качению колес заднего и переднего мостов будут относиться друг к другу как 60:40. В таком же соотношении на ровном шоссе будут находиться и моменты, приложенные к валам.

На практике из-за неровностей дороги и непрямолинейности движения

колеса разных осей проходят разное расстояние, и синхронность их вращения провоцирует возникновение «циркуляции мощности» в трансмиссии, при которой дополнительно нагружаются зубчатые передачи, подшипники, валы, что в итоге приводит к их повышенному износу при параллельном увеличении потребления топлива. Шины, частично снижающие остроту негативных явлений при «циркуляции мощности», подвергаются повышенному нагреву и износу. Пример раздаточной коробки с блокированным приводом приведён на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-63

1.2.2 Раздаточные коробки с дифференциальным приводом

У раздаточных коробок с дифференциальным приводом крутящий момент передается от ведущего вала к ведомым через дифференциал. Поэтому выходные (ведомые) валы такой раздаточной коробки могут вращаться с неодинаковыми угловыми скоростями. Распределение моментов между ведущими осями автомобиля определяются конструкцией дифференциала и местом его положения в кинематической схеме. Дифференциал, размещенный в раздаточной коробке, называют межосевым в отличие от межколесного, установленного в ведущем мосту.

При повороте автомобиля с раздаточной коробкой, оснащенной дифференциалом, колеса управляемого моста вращаются быстрее колес неуправляемых мостов, поскольку проходят больший путь. Разность в скоростях компенсирует межосевой дифференциал. Следует заметить, что соотношение

между крутящими моментами на валах дифференциала остается постоянным и равным внутреннему передаточному числу дифференциала. Поскольку силовой поток через дифференциал передаваться не может, «циркуляция мощности» полностью исключена. Пример раздаточной коробки с дифференциальным приводом приведён на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-66

1.2.3 Раздаточные коробки со смешанным приводом

В раздаточных коробках со смешанным приводом одни ведомые валы связаны между собой так, что имеют одинаковую угловую скорость, а другие соединены через дифференциал. К «смешанным» можно отнести и коробки с блокируемым дифференциалом, или с устройствами, повышающими трение в дифференциале.

Силовой поток, подводимый от основной коробки передач или гидромеханической трансмиссии, может распределяться раздаточной коробкой на один передний и один или два задних моста автомобиля (4х4 или 6х6), на два передних и два задних моста – на тележки (8х8), на ведущие колеса одного из бортов, на правый и левый борт автомобиля. В соответствии с этим раздаточные коробки называются: межосевые, межтележечные, межколесные, межбортовые.

Существует две схемы полного привода: с постоянным подводом мощности к передним колесам и с отключаемым передним мостом. В последнем случае при движении по хорошей дороге передний мост отключают от трансмиссии, что сказывается на повышении топливной экономичности автомобиля.

Следует иметь ввиду, что отключать передний мост на дорогах плохого качества не всегда целесообразно, так как потери в отключенном приводе переднего моста могут оказаться весьма значительными, что скажется на общем сопротивлении движению автомобиля и, следовательно, на его топливной экономичности. Пример тому из отечественной автомобильной истории: на автомобиле 6х6 «Урал»-375 вначале устанавливали муфту отключения переднего моста, а затем от нее отказались. Пример раздаточной коробки со смешанным приводом приведён на рисунке 1.9:

Рисунок 1.9 – Раздаточная коробка автомобиля УАЗ

1.2.4 Раздаточные коробки с тандемным приводом

В США, странах Западной Европы и у нас в настоящее время на трехосных автомобилях широко применяется тандемный привод, при котором крутящий момент к заднему мосту передается сквозным валом через средний мост. Раздаточная коробка при трех ведущих мостах имеет в этом случае два выходных вала. Пример такой конструкции – раздаточная коробка автомобиля ЗИЛ-131, который показан на рисунке 1.10. В ней на прямой передаче силовой поток на средний и задний мосты передаются без потерь, а на передний – через один полюс зацепления при включении нижней правой зубчатой муфты. На первой ступени силовой поток передается на средний и задний мосты через два полюса (включена нижняя левая муфта), а на передний мост – через один полюс. При такой схеме коробка имеет высокий КПД и конструктивно получается простой.

Рисунок 1.10 – Раздаточная коробка автомобиля ЗИЛ-131

1.2.5 Раздаточные коробки с несимметричным дифференциалом

Раздаточные коробки с несимметричным дифференциалом применяют на автомобилях большой грузоподъемности. На двух- и трехосных автомобилях крутящий момент может распределяться в следующей пропорции: на передний мост – 1/3, на задний (или задние) – 2/3. Это достигается выбором эпициклического зубчатого колеса дифференциала, диаметр которого в 2 раза больше диаметра солнечного колеса в планетарном механизме.

Примером может служить раздаточная коробка с несимметричным дифференциалом двухосного автомобиля МАЗ-502. Коробка имеет две понижающие передачи. Дифференциал распределяет крутящий момент: на передний мост – 1/3, на задний – 2/3. На труднопроходимой местности дифференциал раздаточной коробки можно блокировать. Передний мост в этой конструкции не отключается.

Раздаточная коробка автомобилей «Урал»-375 первых образцов (приведена на рисунке 1.11) так же, как и коробка вездехода МАЗ-502 имеет две понижающие передачи и планетарный несимметричный дифференциал. С помощью зубчатой муфты, установленной на нижнем валу, можно выполнять три операции: муфта в крайнем правом положении – передний мост включен, силовой поток по мостам распределяется через дифференциал. В настоящее время в коробках этого типа муфта блокирует только дифференциал, вал же от раздаточной коробки на передний мост целый.

В раздаточной коробке четырехосных автомобилей МАЗ с симметричным дифференциалом, установленным между двумя передними и задними ведущими мостами, силовой поток к ним подводится через два нижних выходных вала коробки, которые соединяются с дополнительными раздаточными редукторами. От этих редукторов привод идет к ведущим мостам. Коробка имеет прямую и понижающую передачи и выполнена по схеме с промежуточным валом. Передачи включаются верхней муфтой, а блокируется дифференциал нижней муфтой с помощью пневмопривода.

Рисунок 1.11 – Раздаточная коробка автомобиля «Урал»-375

1.2.6 Раздаточные коробки с разными передаточными числами

Если в раздаточной коробке нет необходимости иметь две передачи, то она выпускается с одной прямой передачей, имеющей передаточное число равное единице, или с одной понижающей передачей. Коробки первого типа применялись на американских военных автомобилях «Виллис», немецких Unimog S 404, отечественных ГАЗ-67 и -67Б; коробки второго типа ставились на армейские автомобили ЗИЛ.

Раздаточные коробки, как правило, изготавливаются в виде отдельного агрегата, который крепится самостоятельно на раме или непосредственно на картере коробки передач. Реже раздаточные коробки и коробки передач объединяет общий картер.

Чаще всего раздаточные коробки выпускаются с двумя передачами, прямой и понижающей, представляя собой четырехвальный демультипликатор, смонтированный в едином корпусе. Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-63, к примеру, соединялась с основной коробкой карданным валом, имела специальную зубчатую муфту включения переднего моста. В этом случае устранялась возможность появления «циркуляции мощности» при прямолинейном движении автомобиля.

При создании коробки передач следующего поколения для автомобиля ГАЗ-66 удалось отказаться от зубчатой муфты, осуществив включение моста передвижением каретки, сидящей на промежуточном валу. Общий вес агрегата стал меньше на 5 кг при упрощении конструкции деталей. В коробке передач автомобилей УАЗ с двумя понижающими передачами введена блокировка валов, связанных с передним и задним ведущими мостами автомобиля. В случае возникновения «циркуляции мощности» между мостами силовой поток не будет проходить через зубчатые колеса, а пойдет непосредственно по сблокированным валам. Это уменьшает износ деталей коробки и увеличивает ее КПД.

В раздаточной коробке автомобиля ЗИЛ-157К две понижающие ступени (раздаточная коробка автомобиля ЗИЛ-157К показана на рисунке 1.12). Передачи переключаются верхней кареткой. Передний мост отключается зубчатой муфтой. При включенной муфте передний и средний мосты соединены напрямую. Между этими мостами циркулирующая мощность имеет наибольшую величину, так как передний мост управляемый. Между средним и задним мостами величина циркулирующей мощности невелика, так как они неуправляемые и близко

расположены один к другому.

Рисунок 1.12 – Раздаточная коробка автомобиля ЗИЛ-157К

Заметим, что в раздаточных коробках схемы с дифференциальным приводом применяют в случае, если привод к переднему мосту предназначен не только для повышения проходимости, но и для постоянного использования сцепного веса, приходящегося на переднюю ось, для разгрузки заднего моста и увеличения суммарной тяговой силы на ведущих колёсах. При движении полноприводного автомобиля по дорогам с твёрдым и сухим покрытием наличие межосевого дифференциала в раздаточной коробке целесообразно, поскольку позволяет предотвратить циркуляцию паразитной мощности.

Схему с прямой передачей и блокированным приводом целесообразно использовать в тех случаях, когда привод к переднему мосту предназначен только для повышения проходимости на участках с пониженным сцеплением ведущих колёс и включается кратковременно.

Современные раздаточные коробки, как правило, двухступенчатые и имеют вал отбора мощности для привода стационарных установок при включённой нейтрали. Одна ступень должна быть повышающая — для движения по дорогам с твёрдым и сухим покрытием, вторая — понижающая (для движения по бездорожью).

Классификация коробок передач

Классификация коробок передач по принципу работы трансмиссии коробки передач бывают механические и гидродинамические.

Классификация коробок передач по числу валов:

—         2х вальные;

—         3х вальные;

—         Многовальные (планитарные коробки передач или 2х, 3х поточные механические коробки).

Классификация коробок передач по числу передач и диапазонов бывают с 1м или 2мя диапазонами.

Классификация коробок передач по способу переключения передач с разрывом потока мощности и без разрыва потока мощности.

Коробки передач с разрывом потока мощности – способ переключения передач скользящими шестернями, зубчатыми или кулачковыми муфтами, синхронизаторами.

Коробки передач без разрыва потока мощности – переключение передач фрикционными муфтами, тракторы, audi TT 3,2 Quattro с двумя сцеплениями.

Классификация коробок передач по способу управления коробки передач бывают с ручным и автоматическим управлением.

Классификация коробок передач по способу смазки, с принудительной смазкой (МАЗ, КРАЗ), разбрызгивание.

Классификация коробок передач по способу перемещения осей – с неподвижными и с подвижными осями (планетарные).

Классификация коробок передач по числу степеней свободы – с 2мя и с 3мя степенями свободы.

Коробки передач должны иметь достаточное число передач с правильно выбранными передаточными числами, высокий КПД, небольшие размеры и вес (массу).

Коробки передач должны быть не сложными по конструкции, надежными и износостойкими в работе, простыми в управлении, удобными при обслуживании и ремонте.

Расчет коробки передач производится в следующем порядке:

1) Задаются числом передач и выбирают схему коробки передач;

2) Распределяют общее передаточное число трансмиссии;

3) Определяют передаточные числа коробки  передач на различных передачах;

4) Устанавливают число зубьев шестерен, вычисляют их модуль и основные размеры;

5) Вычерчивают в масштабе компоновочную схему коробки передач;

6) Определяют силы действия на валы и реакции их опор;

7) Рассчитывают валы на прочность и жесткость;

8) Подбирают подшипники.

При выбранной схеме коробки передач, ее основные параметры зависят от параметров шестерен, которые определяют расчетом на прочность и износ и уточняются при стендовых и дорожных испытаниях. Для коробки передач с неподвижными валами величина межцентрового расстояния ориентировочно определяется по величине максимального крутящего момента двигателя

9. Трансмиссия автомобиля, виды, назначение агрегатов механической трансмиссии

Назначение трансмиссии ‑ передача механической энергии на ведущие колеса автомобиля, где в результате взаимодействия колес с опорной поверхностью создается касательная сила тяги, которая и обеспечивает движение машины. В трансмиссии происходят преобразование вращающего момента и одновременно изменение скорости вращения валов пропорционально передаточному числу.

По способу передачи энергии трансмиссии делят на механические, гидромеханические, электромеханические, гидрообъемные. В мех. Трансм. передача энергии происходит за счет механич трения в сцеплениях, а также соединениями валов, шарнирами и зубчатыми колесами. В гидромех. транс м\у двигателем и механической частью трансмиссии устанавливают гидротрансформатор или гидромуфту, осуществляя гидравлическую связь двигателя с трансмиссией. В электромеханической трансмиссии двигатель (как правило, дизель) вращает ротор электрогенератора, энергия которого по электрическому кабелю передается электродвигателю и далее через зубчатый редуктор ведущим колесам или электродвигателям, вмонтированным в ведущие колеса. В гидрообъемных трансмиссиях двиг. приводит в действие гидронасос, который под высоким давлением нагнетает масло в гидромоторы, расположенные в ведущих колесах и приводящие их во вращение. В гидрообъемных трансмиссиях используется гидростатический напор жидкости. Назначение сцепления ‑ передача вращения от двигателя к трансмиссии, быстрое разъединение двигателя и трансмиссии, плавное их соединение при трогании и переключении передач. Его устанавливают за двигателем. Сцепления также предохраняют детали двигателя и трансмиссию от динамических нагрузок и демпфируют крутильные колебания. Назначение КПП – изменение скорости движения авто, обеспечение движения задним ходом, длительное отключение трансмиссии от двигателя. Карданная передача предназначена для передачи вращающего момента и соединения агрегатов трансмиссии, валы которых несоосны или расположены под некоторым углом один к другому, изменяющимся при движении а\м. Ведущий мост предназначен для передачи вращающего момента от карданного вала к ведущим колесам автомобиля. Главн передача предназнач. для увелич. вращ. момента и передачи его к ведущ. колесам.

Дифференциал – механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему вращающийся момент между выходными валами и обеспечивающий их вращение с разными угловыми скор.

Полуоси служат для передачи вращающего момента от дифференциала к ведущим колесам.

Автотранспортные средства

10. Назначение, устройство и работа сцепления

Назначение сцепления ‑ передача вращения от двигателя к трансмиссии, быстрое их разъединение, плавное соединение при трогании и переключении передач. Его устанавливают за двигателем. Сцепления также предохраняют детали двигателя и трансмиссию от динамических нагрузок и демпфируют крутильные колебания.

Требования: надежно и с высоким КПД передавать энергию от двигателя к трансмиссии, предохранять двигатель и трансмиссию от динамических нагрузок; обеспечивать плавное, регулируемое и полное соединение двигателя и трансмиссии, их быстрое и полное разъединение; ведомый диск должен иметь минимальный момент инерции и высокий коэффициент трения при работе его фрикционного материала по чугуну, а также высокую износостойкость. Сцепление должно обладать хорошей уравновешенностью, достаточно быстро отводить теплоту и продукты износа, быть легко управляемым и доступным для технического обслуживания и ремонта.

На автомобиле Урал 4320 применяют двухдисковое постоянно замкнутое сцепление сухого трения. Оно состоит из ведущих и ведомых элементов и механизма управления. Ведущие детали сцеплений ‑ маховик и нажимные диски. Ведомые детали ‑ два ведомых и два нажимных диска, которые прижаты друг к другу усилием нескольких цилиндрических пружин, расположенных по окружности (периферии) дисков. Усилие на педали при переключении сцепления не превышало для грузовых 250 Н, полный ход педали находился в пределах ‑ 140…190 мм, свободный ход ‑ 28…50 мм.

Двухдисковое постоянно замкнутое сцепление отличается от однодискового наличием среднего и заднего нажимных дисков и двух ведомых дисков. Нажимные диски приводятся во вращение от маховика через кожух и пальцы. Ведомые диски установлены на шлицах вала и могут смещаться вдоль него. Сцепление включено, когда нет воздействия на педаль. При этом все диски пружинами прижаты к маховику. Чтобы выключить сцепление, нажимают на педаль и через тяги и рычаги воздействуют на выжимной подшипник, который нажимает на рычаги. Рычаги через тяги отводят задний нажимной диск от заднего ведомого диска. Освобожденный от воздействия пружин средний нажимной диск пружинами отодвигается от переднего ведомого диска до упора в болты. Такая конструкция позволяет освободить ведомые диски от воздействия ведущих и выключить сцепление. При включении сцепления сначала в контакт с ведомым диском вводится задний нажимной диск, а затем все диски прижимаются к маховику. Постепенный ввод в работу ведомых дисков обеспечивает плавное увеличение вращающего момента при трогании машины.

Как работают автоматические коробки передач | HowStuffWorks

В последнем разделе мы обсудили, как каждое передаточное число создается трансмиссией. Например, когда мы обсуждали овердрайв, мы сказали:

В этой трансмиссии, когда задействована повышающая передача, вал, прикрепленный к корпусу гидротрансформатора (который прикреплен болтами к маховику двигателя), соединяется муфтой с водилом планетарной передачи. Обгонная муфта малой солнечной шестерни, а большая солнечная шестерня удерживается лентой повышающей передачи.К турбине ничего не подключено; единственный вход поступает из корпуса преобразователя.

Чтобы перевести трансмиссию в режим повышенной передачи, нужно много чего подключать и отключать с помощью муфт и лент. Водило планетарной передачи соединяется с корпусом гидротрансформатора с помощью муфты. Маленькое солнышко отсоединяется от турбины муфтой, так что она может свободно вращаться. Большая солнечная шестерня прикреплена к корпусу ремнем, чтобы она не могла вращаться. Каждое переключение передач запускает серию подобных событий с включением и отключением различных муфт и лент.Давайте посмотрим на группу.

Полосы

В этой передаче есть два диапазона. Ленты в трансмиссии — это буквально стальные ленты, которые охватывают секции зубчатой ​​передачи и соединяются с корпусом. Они приводятся в действие гидроцилиндрами внутри корпуса трансмиссии.

На рисунке выше вы можете увидеть одну из полос в корпусе трансмиссии. Зубчатая передача снята.Металлический шток соединен с поршнем, который приводит в действие ленту.

Выше вы видите два поршня, которые приводят в действие ленты. Гидравлическое давление, подаваемое в цилиндр набором клапанов, заставляет поршни давить на ленты, фиксируя эту часть зубчатой ​​передачи на корпусе.

Муфты в трансмиссии немного сложнее. В этой трансмиссии четыре сцепления. Каждая муфта приводится в действие гидравлической жидкостью под давлением, которая поступает в поршень внутри муфты.Пружины обеспечивают отключение сцепления при снижении давления. Ниже вы можете увидеть поршень и барабан сцепления. Обратите внимание на резиновое уплотнение на поршне — это один из компонентов, который заменяется при ремонте трансмиссии.

На следующем рисунке показаны чередующиеся слои фрикционного материала сцепления и стальных дисков. Фрикционный материал — шпонка

Назначение, принцип работы и секреты настройки

АКПП есть технически сложные агрегаты, так как они состоят из множества элементов, таких как планетарные механизм, гидротрансформатор, гидроблок, фрикционные элементы, тормозная лента и т. д. Со временем эти ключевые автомобильные компоненты становятся еще более сложными, поскольку производители автомобилей приложили много усилий, чтобы сделать свои новые модели более надежными и комфортными. В В частности, они пытаются устранить одну из самых распространенных проблем передачи — рывки при переключении передач.Вот где тормозная лента АКПП вступает в игру. В этой статье мы рассмотрим основное назначение тормозная лента трансмиссии, особенности ее конструкции, место установки и зачем нужно настраивать этот элемент.

Лента тормозная входит в планетарный система управления коробкой передач вместе с фрикционными дисками, односторонней муфтой и т. д. тормозная лента АКПП необходима для блокировки элементов планетарной передачи на короткое время.В состав лент входят металлические футеровки с органическим трением. материал. Этот элемент блокирует кольцо или солнечную шестерню или позволяет им вращаться. это работа контролируется гидроагрегатом.

Лента устанавливается на кожух редуктора: один конец ленты соединяется с самим кожухом, а 2-й конец — с работающим поршнем сервоагрегата. Изменение состояния ленты оказывает непосредственное влияние на работу барабанной половины пакета сцепления с планетарной передачей другой половины пакета сцепления.Так автоматика переключает передачи в соответствии с частотой вращения.

Принцип планетарной механизм удержания / блокировки аналогичен принципу действия тормоза туфли. Все автоматические агрегаты приводятся в движение ATF. Когда ATF достигает сервопривода В механизме его поршень начинает двигаться под давлением, создаваемым этой жидкостью. Так как в результате тормозная лента стягивается и блокирует элементы планетарного механизма на определенный период времени. По истечении этого времени планетарная передача набор разблокируется, и ATF отключает сервомеханизм.Когда давление жидкости выравнивается, лента ослабевает, на поршень начинает воздействовать специальная возвратная пружина, и он возвращается в исходное положение. Группа возвращается в свободное состояние.

Узнать больше о тормозных лентах трансмиссии и чем они отличаются от клатчи

Диапазон А служит механизмом реакции, с концепцией работы, аналогичной несколько дисков сцепления и односторонние муфты. Но есть одно ключевое отличие. Полоса передачи является строго останавливающим и удерживающим компонентом, в то время как сцепления предназначены для удержания и работы частей планетарного ряда.

Особенности конструкции

Обычно тормозная лента изготавливается из гибкий металлический сплав (а именно многочисленные полосы из этого сплава). Этот материал прочный достаточно, чтобы выдерживать экстремальные абразивные и разрывные нагрузки. Чтобы сделать группу больше прочный и надежный, инженеры наносят фрикционное покрытие на внутреннюю часть группы.

Ленты могут быть одинарными или двойными завернуты. Ленты с двойной оберткой более эффективны, чем их одинарная обертка аналоги. Со временем полосы изнашиваются, что приводит к появлению зазора между группа и барабан. В результате коробка передач начнет буксовать.

Со временем металлические полосы и трение покрытие ремешка начинает изнашиваться, поэтому ремешок необходимо заменить через определенные промежутки времени.Рекомендуется покупать новый ремешок в комплекте с регулировочные винты (болты). Эти винты можно устанавливать как внутри, так и снаружи. часть коробки передач в зависимости от ее конструктивных особенностей. Оба типа У позиционирования есть свои преимущества:

• В случае внутреннего позиционирования Головка винта не подвергается загрязнениям и коррозии.
• Внешнее расположение позволяет регулировка ленты без демонтажа корпуса.Более того, такие установка болтов более удобна и менее затратна, так как лента регулировку в этом случае можно произвести самостоятельно, не посещая ремонтная мастерская.

Необходимо проверить и отрегулировать натяжение ленты не только после ее замены, но и после любого услуги по ремонту и обслуживанию трансмиссии, включая добавление и замена ATF. Если трансмиссия начинает толкаться или дергаться, первая точка что вы должны проверить, это состояние полосы.

Наиболее частые проблемы, связанные с полосой передачи

Наиболее частые проблемы система блокировки планетарной передачи (тормозная лента трансмиссии) и их последствия последующий:

• Повреждение или износ слоя трения на тормозной ленте, что приводит к неполной блокировке планетарного механизма.В результате в процессе переключения передач водители могут испытывать толчки. или слышите царапающий шум в АКПП;
• Нарушение или другие проблемы, связанные с поршневую чашку сервомеханизма. В этом случае тормозная лента также невозможно заблокировать планетарный ряд. Каждое изменение передаточного числа сопровождается рывками в АКПП;
• Повреждение штока поршня в сервомеханизм. В случае механического повреждения поршень разрушается и его осколки / обломки передаются в разные зоны передачи через ATF.Если эта проблема не решается своевременно, тогда передача выйдет из строя порядок;
• Износ или повреждение пружины, загрязнение сервомеханизма. В этом случае тормозная лента будет «заклинивать». движущиеся части трансмиссии. В результате машина не заводится перемещение или передача R работать не будут.

Регулировка ленты

Для обеспечения нормальной работы тормозная лента трансмиссии, необходимо регулярно контролировать зазор между тормозным барабаном и лентой.Выполняется с помощью регулировочного винт (или шпильки с гайкой).

Регулировочный винт и шпилька с контргайкой

Если процедура регулировки выполняется с помощью шпильки, затем с помощью шпильки. Гаечный ключ. Может потребоваться снять поддон коробки передач (если регулировочный винт находится внутри корпуса КПП).

Специальный инструмент для регулировки тормозной ленты трансмиссии

Интересно отметить, что в некоторых автоматах тормозные ленты регулируются с помощью специальных стержней разной длины.В этом случае процедуру настройки выполняет демонтаж агрегата и установка штанги необходимой длины. Комплекты шатунов изготавливаются производителями таких трансмиссий. Желательно выполнить какое-то профилактической диагностики путем проверки состояния полосы при замене ATF. Важно не растягивать ремешок слишком сильно, так как это может ускорить изнашивания.

Так регулируется тормозная лента трансмиссии

Также можно отрегулировать тормозная лента без динамометрического ключа.В этом случае процедура настройки выполняется следующим образом:

• Автомобиль следует остановить на склоне;
• Во избежание неконтролируемого перемещения машину необходимо поставить на ручной тормоз, при этом поставив помойку блок (или кирпич) под колесо;
• Отпустите ручной тормоз и проверьте удерживает ли отстой автомобиль неподвижно;
• Снова задействуйте ручной тормоз при изменении положения отстойный блок в нескольких сантиметрах от колеса;
• Ослабьте стопорную гайку, чтобы упростить процесс затяжки регулировочного винта;
• Затяните регулировочный винт до упора. световая остановка;
• Постепенно отпустите ручной тормоз. ослабив регулировочный винт тормозной ленты и дождитесь, пока машина заведется прокатки;
• Затяните регулировочный винт на 2-3 секунды. поворотов (количество поворотов определяется экспериментально для конкретного автомобиля пока при переключении передач не будет толчков).

Регулировка тормозной ленты легендарного Ford T

Замена тормозной ленты трансмиссии

Для установки новой тормозной ленты необходимо рекомендуется следовать приведенным ниже инструкциям:

• Прежде всего, автомобиль необходимо поддомкратить;
• Снимите колесо, чтобы получить доступ к блок трансмиссии;
• Демонтировать аккумуляторную батарею и воздушный фильтр;
• Ставим домкрат под коробку передач агрегат и поднимите его;
• Снимите опору коробки передач;
• Снимите болты, удерживающие спину обложка;
• После снятия крышки она возможна замена тормозной ленты;
• Снимите старую ленту и замените ее. с новым;
• Закройте заднюю крышку (не забудьте использовать герметик), и переустановить все демонтированные компоненты;
• Проверить состояние тормозной ленты;
• Наконец, проверьте поведение машины на дорога.Независимо от скорости разгона во время движения не должно быть толчков. процесс переключения передач.

После снятия старой ленты она рекомендуется оценить характер его износа. Если группа выходит из строя через короткое время необходимо найти источник проблемы. Часто проблема заключается в неправильной работе сервомеханизма. Как в результате планетарный ряд заклинивает и изнашивает браслет.

GM TH700R4 4L60 тормозная лента АКПП

Из вышеизложенного следует, что тормоз лента играет важную роль в обеспечении плавного переключения передач в автоматическом трансмиссий.Таким образом, владельцы автомобилей с автоматической коробкой передач должны помнить, что Проблема толчков в трансмиссии часто решается регулировкой натяжение ленты. Регулировка и замена тормозная лента может выполняться водителем самостоятельно. Регулярные проверки натяжение ленты трансмиссии помогает предотвратить толчки, потерю комфорта вождения и чрезмерный механический износ трансмиссионного агрегата.

Какие бывают трансмиссии? — Справочный центр Edmunds

Автоматическая коробка передач (AT)

Это трансмиссия, в которой используется гидротрансформатор, планетарная передача и муфты или ленты для автоматического переключения передних передач автомобиля. Некоторая автоматика позволяет водителю ограниченное количество ручного управления автомобилем (помимо выбора режима движения вперед, назад или нейтраль) — например, позволяя водителю управлять переключением на повышенную и пониженную передачу с помощью кнопок или подрулевых переключателей на рулевом колесе или передаче. селектор.Распространенные названия таких трансмиссий — «автомат с переключением передач», «Типтроник» и «автостик». Чтобы узнать больше, см. Автоматические передачи: что заставляет их работать.

Механическая коробка передач (MT)

В механической коробке передач водитель выбирает все передачи вручную, используя как подвижный селектор передач, так и управляемую водителем муфту. Этот тип трансмиссии также известен как «стандартная» трансмиссия. Для получения дополнительной информации см. Основы ручной передачи.

Автоматическая ручная коробка передач (AM)

Подобно механической коробке передач, автоматизированная механическая коробка передач также использует механическое сцепление; однако действие сцепления не управляется водителем с помощью педали сцепления, а скорее автоматизировано с использованием электронного, пневматического или гидравлического управления.Эта трансмиссия, которую иногда называют «коробкой передач с прямым переключением» («DSG») или «последовательной механической коробкой передач» («SMG»), позволяет либо полностью автоматическое переключение передач вперед, либо ручное переключение с помощью селектора передач, кнопок или подрулевых переключателей. на руле.

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

Эта трансмиссия имеет бесступенчатое передаточное число (в отличие от традиционных ступенчатых передаточных чисел) и использует ремни, шкивы и датчики, а не шестерни, чтобы поддерживать устойчивую кривую ускорения без пауз для переключения передач.Благодаря этому вариатор может поддерживать двигатель в оптимальном диапазоне мощности, тем самым повышая эффективность и расход топлива. Вы можете получить больше информации на сайте CVT Enters the Mainstream.

Компоненты трансмиссии | Mister Transmission

Вы когда-нибудь задумывались, что же находится внутри современной автоматической коробки передач? В этой статье описываются блоки сцепления, односторонние системы сцепления, гидротрансформаторы и многое другое.

Современная автоматическая трансмиссия состоит из множества компонентов и систем, которые спроектированы для совместной работы в симфонии умных механических, гидравлических и электрических технологий, которые с годами превратились в то, что многие механически склонные люди считают формой искусства.Мы стараемся использовать простые общие объяснения, где это возможно, для описания этих систем, но из-за сложности некоторых из этих компонентов вам, возможно, придется использовать некоторую мысленную гимнастику, чтобы визуализировать их работу.

Основные компоненты, из которых состоит автоматическая коробка передач:

• Планетарные зубчатые передачи, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
• Гидравлическая система, в которой используется специальная трансмиссионная жидкость, которая подается под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления сцеплениями и лентами с целью управления планетарными передачами.
• Уплотнения и прокладки используются для удержания масла там, где оно должно быть, и предотвращения его утечки.
• Гидротрансформатор, который действует как сцепление, позволяя автомобилю останавливаться на передаче при работающем двигателе.
• Регулятор и модулятор или трос дроссельной заслонки контролируют скорость и положение дроссельной заслонки, чтобы определить, когда нужно переключаться.
• Компьютер, который контролирует точки переключения на новых автомобилях и направляет электрические соленоиды для переключения потока масла на соответствующий компонент в нужный момент.

Наборы планетарных шестерен

Автоматические коробки передач содержат множество передач в различных комбинациях. В механической коробке передач шестерни скользят по валам, когда вы перемещаете рычаг переключения передач из одного положения в другое, включая шестерни различного размера по мере необходимости, чтобы обеспечить правильное передаточное число. Однако в автоматической коробке передач шестерни никогда не перемещаются физически и всегда включают одни и те же передачи. Это достигается за счет использования планетарных передач.

Базовый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни и двух или более планетарных шестерен, все из которых находятся в постоянном зацеплении. Планетарные шестерни соединены друг с другом через общее водило, которое позволяет шестерням вращаться на валах, называемых «шестерни», которые прикреплены к водилу.

Одним из примеров использования этой системы является соединение зубчатого венца с входным валом, идущим от двигателя, соединение водила планетарной передачи с выходным валом и блокировка солнечной шестерни, чтобы она не могла двигаться.В этом сценарии, когда мы поворачиваем коронную шестерню, планеты будут «ходить» по солнечной шестерне (которая остается неподвижной), заставляя водило планетарной передачи вращать выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, вызывая редуктор (аналогично автомобилю на первой передаче).

Если мы разблокируем солнечную шестерню и соединим любые два элемента вместе, это приведет к тому, что все три элемента будут вращаться с одинаковой скоростью, так что выходной вал будет вращаться с той же скоростью, что и входной вал.Это как машина на третьей или высокой передаче. Другой способ использования планетарной шестерни — это заблокировать водило планетарной передачи от движения, а затем подать мощность на коронную шестерню, которая заставит солнечную шестерню вращаться в противоположном направлении, давая нам задний ход.

На рисунке справа показано, как описанная выше простая система будет выглядеть в реальной трансмиссии. Входной вал соединен с зубчатым венцом (темно-серый). Выходной вал соединен с водилом планетарной передачи (светло-серым), который также соединен с «многодисковой» муфтой.Солнечная шестерня соединена с барабаном (оранжевого цвета), который также соединен с другой половиной пакета сцепления. Снаружи барабан находится полоса (синяя), которую можно при необходимости затянуть вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана с прикрепленной солнечной шестерней.

Пакет муфты используется, в этом случае, для блокировки водила планетарной передачи с солнечной шестерней, заставляя оба вращаться с одинаковой скоростью. Если и пакет сцепления, и лента были отпущены, система была бы в нейтральном положении. Вращение входного вала приведет к повороту планетарных шестерен против солнечной шестерни, но поскольку ничто не удерживает солнечную шестерню, она просто будет вращаться свободно и не будет влиять на выходной вал.Чтобы установить агрегат на первую передачу, применяется лента, которая удерживает солнечную шестерню от движения. Чтобы переключиться с первой на высшую передачу, ремешок отпускается и включается сцепление, заставляя выходной вал вращаться с той же скоростью, что и входной.

Возможно гораздо больше комбинаций с использованием двух или более планетарных передач, соединенных различными способами, чтобы обеспечить различные скорости движения вперед и назад, которые присутствуют в современных автоматических коробках передач.

Некоторые хитроумные механизмы переключения передач, присутствующие в четырех-, а теперь и в пяти-, шести- и даже семиступенчатой ​​автоматике, достаточно сложны, чтобы заставить технически проницательного непрофессионала вскружить голову, пытаясь понять поток мощности через трансмиссию, когда она переключается с первой передачи. через высшую передачу, пока автомобиль разгоняется до скорости шоссе.На более новых автомобилях компьютер автомобиля отслеживает и контролирует эти переключения, так что они почти незаметны.

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальная и имеет шлицы, которые входят в пазы на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, прикрепленный к их поверхности, и имеет шлицы на внутренней стороне, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности прилегающей ступицы.Внутри барабана находится поршень, который приводится в действие давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента блокируются и вращаются как одно целое.

Обгонная муфта

Односторонняя муфта (также известная как муфта «обжимной») — это устройство, которое позволяет такому компоненту, как коронная шестерня, свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. Этот эффект аналогичен эффекту велосипеда, когда педали будут вращать колесо при вращении педалей вперед, но будут вращаться свободно при вращении назад.

Обычное место, где используется односторонняя муфта, — это первая передача, когда рычаг переключения передач находится в положении движения. Когда вы начинаете ускоряться с места, трансмиссия запускается на первой передаче. Но вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпускаете газ, пока он еще на первой передаче? Автомобиль продолжает двигаться накатом, как если бы вы были на нейтрали. Теперь переключитесь на низшую передачу вместо Drive. Когда вы в этом случае отпускаете газ, вы чувствуете, что двигатель замедляет вашу скорость, как в автомобиле со стандартной коробкой передач.Причина этого в том, что в Drive используется одностороннее сцепление, а в Low используется пакет сцепления или лента.

Полосы

Ремешок — это стальная лента с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности. Один конец ленты прикреплен к корпусу трансмиссии, а другой конец подключен к сервоприводу. В нужный момент гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы затянуть ленту вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана.

Преобразователь крутящего момента

В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартной коробкой передач.Он нужен для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается. Принцип действия гидротрансформатора похож на включение вентилятора, подключенного к стене, и нагнетание воздуха в другой вентилятор, который отключен от сети. Если вы возьмете лопасть отключенного вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости включенного вентилятора. Отличие гидротрансформатора в том, что вместо воздуха в нем используется масло или трансмиссионная жидкость, если быть более точным.

Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и трансмиссией. Он состоит из трех внутренних элементов, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию. Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор. Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикручен болтами непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается с частотой вращения двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей движение транспортного средства.Статор установлен на односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. В каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через преобразователь.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в секцию насоса и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая начинает ее вращение. Жидкость продолжает круговое движение назад к центру турбины, где она входит в статор.Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость будет контактировать с передней частью ребер статора, которые толкают статор в одностороннюю муфту и препятствуют его вращению. Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора для повторного входа в насос под «вспомогательным» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента. По мере того, как скорость турбины достигает скорости насоса, жидкость начинает сталкиваться с лопатками статора на задней стороне, заставляя статор вращаться в том же направлении, что и насос и турбина.По мере увеличения скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

Начиная с 80-х годов, для повышения экономии топлива преобразователи крутящего момента оснащаются муфтой блокировки (не показана), которая блокирует турбину с насосом, когда скорость автомобиля достигает примерно 45-50 миль в час. Эта блокировка управляется компьютером и обычно не включается, если трансмиссия не находится на 3-й или 4-й передаче.

Гидравлическая система

Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт каналов и трубок, по которым трансмиссионная жидкость под давлением подается ко всем частям трансмиссии и гидротрансформатора.Диаграмма слева — простая схема трехступенчатой ​​автоматической коробки передач 60-х годов. Новые системы намного сложнее и сочетаются с компьютеризированными электрическими компонентами. Трансмиссионная жидкость служит ряду целей, включая управление переключением передач, общую смазку и охлаждение трансмиссии. В отличие от двигателя, который использует масло в основном для смазки, каждый аспект функций трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением. Это мало чем отличается от системы кровообращения человека (жидкость даже красного цвета), где даже несколько минут работы при отсутствии давления могут быть вредными или даже фатальными для жизни трансмиссии.Чтобы поддерживать нормальную рабочую температуру трансмиссии, часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в специальную камеру, которая погружена в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через эту камеру, охлаждается, а затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубку. Типичная трансмиссия имеет в среднем десять кварт жидкости между трансмиссией, преобразователем крутящего момента и охлаждающим баком. Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно смазываются жидкостью, включая пакеты сцепления и ленты.Поверхности трения этих деталей предназначены для правильной работы только в том случае, если они покрыты маслом.

Масляный насос

Масляный насос трансмиссии (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, которое требуется в трансмиссии. Масляный насос установлен на передней части картера коробки передач и напрямую соединен со ступицей корпуса гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости.Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона трансмиссии, и поднимается по всасывающей трубке прямо к масляному насосу. Затем масло под давлением подается к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Корпус клапана

Гидроблок — это центр управления автоматической трансмиссией.

Корпус клапана содержит лабиринт каналов и проходов, по которым гидравлическая жидкость направляется к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или сервопривод ленты для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации.Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции. Например, клапан переключения передач 2-3 активирует переключение с повышающей передачи со 2-й передачи на 3-ю или клапан синхронизации переключения 3-2, который определяет, когда должно произойти переключение на более низкую передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, — это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные каналы в зависимости от того, в каком положении находится рычаг переключения передач.Например, когда вы переключаете передачу в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость к блоку (-ам) сцепления, который включает 1-ю передачу. Он также настраивается для отслеживания скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и силу для 1–2 переключения. В трансмиссиях с компьютерным управлением у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана для направления жидкости в соответствующие пакеты или ленты сцепления под управлением компьютера для более точного управления точками переключения передач.

Компьютерное управление

Компьютер использует датчики на двигателе и трансмиссии для определения таких вещей, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение выключателя стоп-сигналов и т. Д., Чтобы контролировать точные точки переключения, а также то, насколько мягким или твердым должно быть переключение. , Некоторые компьютеризированные трансмиссии даже учатся вашему стилю вождения и постоянно адаптируются к нему, поэтому каждая смена рассчитывается именно тогда, когда вам это нужно.

Благодаря компьютерному управлению, спортивные модели выпускаются с возможностью ручного управления трансмиссией, как если бы это был рычаг переключения передач, позволяя водителю выбирать передачи вручную.На некоторых автомобилях это достигается путем пропускания рычага переключения передач через специальные ворота, а затем нажатия на него в одном или другом направлении для переключения на повышенную или понижающую передачу по желанию. Компьютер отслеживает эту активность, чтобы убедиться, что водитель не выбрал передачу, которая может привести к превышению скорости двигателя и его повреждению.

Еще одним преимуществом этих «умных» трансмиссий является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаруживать проблему на ранней стадии и предупреждать вас с помощью светового индикатора на приборной панели.Затем технический специалист может подключить испытательное оборудование и получить список кодов неисправностей, который поможет точно определить причину проблемы.

Регулятор, вакуумный модулятор, трос дроссельной заслонки

Эти три компонента важны для некомпьютеризированных передач. Они предоставляют входные данные, которые говорят трансмиссии, когда нужно переключаться.

Регулятор подключен к выходному валу и регулирует гидравлическое давление в зависимости от скорости автомобиля. Это достигается за счет центробежной силы, вращающей пару шарнирных грузов против возвратных пружин.По мере того, как грузы растягиваются относительно пружин, большее давление масла проходит мимо регулятора, чтобы воздействовать на клапаны переключения, которые находятся в корпусе клапана, которые затем сигнализируют о соответствующих переключениях.

Конечно, скорость автомобиля — это не единственное, что определяет, когда должна переключаться трансмиссия, но также важна нагрузка на двигатель. Чем большую нагрузку вы возлагаете на двигатель, тем дольше трансмиссия будет удерживать передачу перед переключением на следующую.

Существует два типа устройств, которые служат для контроля нагрузки двигателя: трос газа и вакуумный модулятор.Передача будет использовать одно или другое, но обычно не оба этих устройства. Каждый из них работает по-разному, чтобы контролировать нагрузку на двигатель.

Трос дроссельной заслонки просто отслеживает положение педали газа через кабель, идущий от педали газа к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Вакуумный модулятор контролирует вакуум в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, который подсоединен к двигателю. Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя, создавая высокий вакуум, когда двигатель работает при небольшой нагрузке, и снижается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой.Модулятор прикреплен к корпусу трансмиссии снаружи и имеет вал, который проходит через корпус и прикрепляется к дроссельной заслонке в корпусе клапана. Когда двигатель находится под небольшой нагрузкой или без нагрузки, высокий вакуум действует на модулятор, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя трансмиссии переключаться раньше и мягко. По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что перемещает клапан в другом направлении, заставляя трансмиссию переключаться позже и более жестко.

Уплотнения и прокладки

Автоматическая коробка передач имеет множество уплотнений и прокладок для регулирования потока гидравлической жидкости и предотвращения ее вытекания. Есть два основных внешних уплотнения: переднее уплотнение и заднее уплотнение. Переднее уплотнение закрывает место крепления гидротрансформатора к картеру трансмиссии. Это уплотнение позволяет жидкости свободно перемещаться от преобразователя к трансмиссии, но не дает жидкости вытекать. Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал.

Уплотнение обычно изготавливается из неопрена (аналогично неопрену в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущуюся часть, например вращающийся вал. В некоторых случаях неопреновый компаунд поддерживается пружиной, которая удерживает неопрен в тесном контакте с вращающимся валом.

Прокладка — это тип уплотнения, используемый для уплотнения двух неподвижных частей, скрепленных вместе. Некоторые распространенные материалы прокладок: бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл.

Помимо основных уплотнений, существует также ряд других уплотнений и прокладок, которые различаются от трансмиссии к трансмиссии. Типичным примером является резиновое уплотнительное кольцо, уплотняющее вал рычага переключения передач. Это вал, который вы перемещаете, когда манипулируете переключателем передач. Другой пример, который является общим для большинства трансмиссий, — это прокладка масляного поддона. Фактически, уплотнения требуются везде, где устройству необходимо пройти через корпус коробки передач, и каждое из них является потенциальным источником утечек.

Хотите узнать больше?
Посетите один из наших офисов