Трансмиссия - это вспомогательное дополнение двигателю, без которого нормальная эксплуатация автомобиля абсолютно не возможна. В этой статье мы расскажем вам об устройстве и принципе действия трансмиссионной части автомобиля и раскроем их виды.
Для чего необходима трансмиссия в автомобиле?
Независимо от марки и модели автомобиля, в ней имеет трансмиссионная часть. В ее состав входит коробка передач, сцепление, ШРУС или карданный вал. Вращающий момент с коленчатого вала двигателя передается на маховик. Он имеет зацепление со специальным диском, находящимся в корзине. Этот узел получил название - сцепление. Система сцепления обеспечивает плавное включение и отключение передач и передает крутящий момент на первичный вал коробки передач. Последняя приводит в движение ШРУС или карданный вал, механизмы которых раскручивают колеса.
Трансмиссия обеспечивает постоянство оборотов на разной скорости автомобиля, что уменьшает износ двигателя, поддерживает нормальную температуру и снижает расход топлива при движении на большой скорости. Низкая частота оборотов достигается путем применения нескольких передаточных пар, переключение которых возможно прямо во время движения.
Трансмиссия автомобиля может быть автоматической или механической. Они имеют разный принцип действия и систему сцепления.
Механическая коробка передач получила свое название за счет ручного переключения передач. Передачей в МКПП называют пару шестерен, находящихся во взаимодействии и образующих определенное передаточное число. По-другому, передачи называют ступенями.
В состав механической коробки передач входят следующие элементы. Первичный вал - принимает крутящий момент со сцепления и имеет такую же угловую скорость вращения, что и маховик двигателя. Промежуточный вал - осуществляет передачу вращения на вторичный вал. Имеет блок шестерен, которые находятся в зацепление с первичным валом, и блок шестерен на другом конце, имеющий зацепление с вторичным валом. Промежуточный вал располагается ниже первичного и вторичного вала параллельно им. Вторичный вал - располагается на одной оси с первичным и принимают вращающий момент с уже другим передаточным числом от промежуточного. Далее, вторичный вал передает вращающий момент либо на ШРУС (переднеприводный автомобиль), либо на карданный вал (заднеприводный автомобиль). В автомобилях с переднеприводной компоновкой применяются, также, и двухвальные КПП.
Переключение передач осуществляется рукояткой в салоне водителя. Изменение передаточного числа осуществляется с помощью синхронизаторов (или муфт свободного хода), которые передвигаются по оси промежуточного вала.
Автоматическая трансмиссия
Она представлена , где переключение ступеней осуществляется без участия водителя, для обеспечения более комфортного и удобного управления автомобилем. Передача вращающего момента осуществляется с помощью гидротрансформатора - это более «мягкая» альтернатива сцеплению, имеющая в своем составе заполненную маслом турбину для плавного переключения передач и начала движения.
Видео - Принцип работы трансмиссии
- передается с ведомой турбины гидротрансформатора на первый вал коробки передач. Изменение передаточного числа осуществляется при помощи системы шестерней, управляют которыми специальные фрикционные муфты. Чтобы избежать ударов при переключении, в конструкции предусмотрены обгонные муфты с возможностью проскальзывания при вращении в обратную сторону.
- За осуществление автоматического переключения ступеней отвечает гидравлический исполнительный кольцевой цилиндр. Гидравлический привод приводит в действие определенную секцию фрикционов, которые включают требуемую передачу.
- Давление масла в АКПП поддерживается при помощи специальных соленоидов. При выборе режима работы, в электронный блок управления поступает соответствующий сигнал, который активирует нужную программу. Она, в свою очередь, открывает нужные для работы клапана.
Вот так работает автоматическая коробка переключения передач.
Если задача мотора состоит в создании крутящего момента, то трансмиссии отведена роль в его передаче к ведущим колесам. В зависимости от того, какие из них – передние или задние – соединяются при помощи трансмиссии с двигателем, автомобиль считается переднеприводным или заднеприводным. В данной статье вы узнаете, чем отличается задний привод от переднего и в чем преимущества и недостатки обоих этих схем.
Задний привод: история и особенности
Первые автомобили выпускались по заднеприводной схеме. Это объясняется более простым расположением двигателя, коробки передач, редуктора заднего моста вдоль продольной линии корпуса авто. Гибкость соединения обеспечивает карданный вал.
Задний мост, в кожухе которого размещены две полуоси с колесами, расположен под прямым углом к оси кардана. Для такой компоновки пришлось создать полноразмерный редуктор. Сложность его устройства кроется в независимости двух задних колес: при повороте внутреннее движется быстрее, чем внешнее.
Работу редуктора увидеть довольно просто: достаточно приподнять домкратом одно из задних колес, запустить двигатель и включить передачу (подложив под передние колеса башмаки). Стоящее на асфальте колесо будет неподвижно, а висящее в воздухе начнет крутиться. Это работа дифференциала, распределяющего крутящий момент между полуосями заднего моста.
Передний привод: устройство и причины популярности
Принцип передачи вращения мотора, вала коробки передач на колеса аналогичен заднеприводному: необходим редуктор с дифференциалом и карданные валы. Отличие состоит в конструктивном решении этих узлов и агрегатов.
Передние колеса, являясь ведущими, потребовали более близкого размещения КПП к себе. Это дало возможность расположить связку двигатель-КПП на одной осевой линии с колесами в переднем моторном отсеке. Поперечное размещение мотора принудило инженеров создать более компактный двигатель и коробку скоростей с сохранением их мощностей. Поэтому, несмотря на появление опытного первого образца переднеприводного авто в начале XX века, массово они стали производиться лишь во второй половине прошедшего столетия.
Если КПП, редуктор у такой компоновки схожи с задним приводом конструктивно, то карданы имеют существенное отличие. В переднеприводной схеме задействованы ШРУСы, или шаровые редукторы угловых скоростей. Если крестовина кардана имеет две степени свободы, то ШРУСЫ соединяют две полуоси более плавно. Угол такого сочленения достигает 70° без серьезного, в отличие от кардана, износа трущихся деталей. Также ШРУСы позволяют изменять угол поворота колес – управлять авто.
Сравнение двух типов привода: их достоинства и недостатки
Несмотря на различия в деталях компоновки, передний привод создан с размещением мотора в районе передних колес. Заднеприводная же схема более гибка в этом плане и позволяет мотору находиться где угодно. Существует переднемоторная, среднемоторная (перед ведущими колесами) и заднемоторная компоновка. Чтобы понять, чем отличается задний привод от переднего на практике, надо сопоставить их сильные и слабые стороны.
Плюсы задних ведущих колес
- Задний привод позволяет добиться высокой маневренности машины из-за меньшего ограничения на углы поворота передних колес.
- Хорошая устойчивость на грунте: ведущая пара работает по уже проложенной передней парой колее.
- Вытянутая связка (мотор, управляемые передние колеса и ведущие задние) позволяет более мягко управлять машиной при заносе – неконтролируемом сносе с полотна ведущей пары.
- При старте с места масса кузова переносится назад, увеличивая сцепления покрышек с дорогой.
Недостатки
- Задний привод более склонен к заносу.
- Такая схема требует большего рабочего объема, не позволяя минимизировать кузов.
Проблемы переднего привода
- Сконцентрированная масса в передней части моторного отсека (двигатель, КПП, редуктор, полуоси, ШРУСы) исключает пропорциональную развесовку по кузову.
- Разгон с места часто происходит с пробуксовкой из-за переноса веса кузова назад.
- При заносе машину на дороге сложней удержать из-за объединения в передних колесах управленческой и приводной функции.
Достоинства
- Подобная компоновка делает машину более проходимой на влажном грунте: она тащит авто, как на буксире, а не толкает весь вес перед собой, как при заднем приводе.
- Передний привод придает машине меньший вес, компактность размещения агрегатов, что позволяет легко модифицировать кузов в двух и даже однообъемный вариант компоновки.
- Нераздельное сочетание управления машиной как по скорости, так и по направлению, позволяет лучше «чувствовать» руль.
Современные технологии компенсируют многие трудности передних и задних приводов, поэтому выбор зачастую зависит от личного вкуса пользователя, а не возможностей машины.
Видео о заднем и переднем приводе
— коробка. Главные ее функции: подача и перераспределение мощности и вращающего момента от «движка» к приводным валам колес;
— приводные валы.
Фактически все технологии, которые используются в тюнинге коробки переднеприводного автомобиля, испытаны в авто спорте. Коробка хоть какого автомобиля, и в особенности спортивного является важным механизмом реализации динамических черт мотора. Даже со слабеньким движком автомобиль может быть резвым, если верно подобраны передаточные числа.
В автомобилях употребляются синхронизированные (как на «дорожных» транспортных средствах) и несинхронизированные (также их именуют кулачковыми) коробки. А вот если их делить по принципу переключения, то бывают: обыкновенные (Н-схема) и секвентальные (тут идет поочередный выбор передач, приблизительно как на байках).
На переднеприводных автомобилях достаточно сурового уровня подготовки употребляются кулачковые коробки. Несинхронизированные коробки имеют несколько принципиальных преимуществ:
— они могут выдерживать более высочайшие нагрузки (это получается благодаря форме зуба и зацепления шестерни — кулачковой муфты);
— позволяют опытным водителям растрачивать еще меньше времени на переключение коробки, за счет неполного выжимания сцепления либо же вообщем не используя выжима сцепления;
— на данных коробках не подвержены разрушению синхронизаторы.
Для обыденного дорожного движения несинхронизированные коробки фактически неприменимы, так как являются очень гулкими (это происходит из-за работы прямозубых зубчатых пар), «очень жесткими» при переключении передач, также имеют относительно маленькой ресурс. Также кулачковые коробки очень дорогие, ежели синхронизированные, и требуют неизменного квалифицированного обслуживания.
Синхронизированные коробки отличаются от обыденных только передаточными числами. В неких случаях (например, на моделях ВАЗ-2108 и -2110) есть возможность установки 6-ой передачи. При правильном подборе передаточных чисел первичного вала, главной пары редуктора и ведомых шестерен вторичного вала у вас будет согласованно работать коробка. Подбор передаточных чисел делается исходя из моментных и мощностных черт мотора, размера колес, также от пожеланий обладателя автотранспортного средства.
Многие наверняка задаются вопросом: что такое передаточное число?
Передаточным числом именуют отношение числа зубцов ведомой шестерни к количеству зубьев ведущей шестерни. Чем выше данный показатель, тем сильнее и «короче» становится передача, другими словами движок очень стремительно выворачивает нужное количество оборотов, автомобиль набирает скорость так же быстро, но водителю будет нужно довольно нередко переключать передачи. И в итоге — маленькое понижение предельной скорости на этой передаче.
Основным средством увеличения разгонной динамики автомобиля является изменение передаточного числа в главной паре редуктора. Производители переднеприводных автомобилей десятого семейства ВАЗ, в главном, ставят пары с передаточное числом от 3,7 до 3,9 (исключением является - автомобиль ВАЗ-21103 16V передаточное число которого равно 3,5). Трудно поверить, пока не убедишься сам на практике, что установка главной пары 4,1 либо 4,3 превращает обыденную «восьмерку» в машину с пушечной динамикой.
К примеру, при езде на машине ВАЗ-2108 с объемом мотора всего 1,3 л и передаточным числом главной пары редуктора 4,5 появляется такое чувство, что как будто под вашим капотом живет что-то дикое и могучее, при всем этом очевидно не ВАЗ-овского происхождения. Водителю еще почаще приходится переключать скорость, зато на светофоре и совершая хоть какой маневр автомобиль — всегда 1-ый. Отметим, что на спортивных автомобилях используются шестеренки еще больше «экстремальнее» — 4,7, а у кроссовиков данная цифра вообщем равна 5,1. В продолжение нашего разговора об устройстве коробки переднеприводного автомобиля упомянем также и особые тюнинговых ряды (спецы их именуют коммерческими рядами) передач.
Хозяева автомобилей ВАЗ 2108 наверное знают, что, даже если до упора выдавить движок на первой скорости, при переключении на вторую передачу обороты резко снижаются, понижается и динамика. Это происходит из-за очень огромного разрыва меж передаточными числами первой и 2-ой передач. Эти тюнинговые ряды устроены так, чтоб обеспечивать довольно уверенный равномерный разгон тс на всех передачах. 1-ая передача, по сопоставлению с «обыкновенной», немного «понижена». При данном варианте динамика автомобиля усугубляется, но зато передача становится длиннее, а если это соединять с главной парой редуктора 4,3, то это вообщем предел желаний. 2-ая передача приближена к первой, что помогает избавиться от приметного «провала», что отлично знакомо обладателям переднеприводных автомобилей ВАЗ. 3-я и 5-ая — подобны «эталону». 4-ая передача приближена к третьей, а шестая — к пятой. Нетрудно высчитать, что получится после выполнения всех мероприятий. Берем формулу Va=Nc*60*2R/(1000*i п*i гп), где Va, — скорость тс, км/ч; Nc — количество оборотов коленчатого вала; R — радиус колеса (динамический), м; i п — передаточное число передачи; i гп — передаточное число главной пары редуктора. Данная формула дает возможность посчитать скорость на данной передаче при данном числе оборотов «движка», но не разгонную динамику тс.
Вернемся к устройству коробки нашего автомобиля и отметим еще парочку принципиальных моментов. Пилотам «Формулы 1» нужно максимально резвое и точное включение той либо другой передачи. А достигнуть данного эффекта можно различными методами. К примеру, в системах с тяговым пуском передач (переднеприводные автомобиля ВАЗ, некие модели Фольксваген) стандартные агрегаты не могут обеспечить точного «попадания в передачу», и их механизм значительно совершенствуется внедрением более жестких пластиков и полной подмены соединений типа шпилька-шплинт на ШС.
На спортивных версиях ВАЗовских «восьмерок» уже издавна устанавливается жесткая страховочная тяга, которая соединяет корпус коробки с креплением рычага переключения. «Страховка» позволит обеспечить их обоюдную неподвижность и предупредит самопроизвольное «скидывание» передачи при резкой смене тяги мотора, также при прыжковых и ударных нагрузках на кузов и подвеску.
Данная процедура происходит последующим образом. В обыкновенном выполнении корпус шаровой опорой рычага переключения коробки на переднеприводных автомобилях ВАЗ агрессивно прикреплен к кузову машины, потому в кузове делается отверстие, в него устанавливается корпус шаровой опоры и делается соединение с кузовом через прорезиненные подушки. В нижней части корпуса шаровой опоры ставится тяга, 2-ой конец которой соединяют с корпусом КП. Точное переключение передач может понадобиться не только лишь на соревнованиях, да и в ежедневной езде по городку (в особенности водителям, которые предпочитают жесткий и резвый стиль езды).
Наверное кто-либо из наших читателей задался вопросом — а длительно ли выдержит штатное сцепление данную коробку? Ответ — недолго. О данном факте сразу предупреждают и сотрудники тюнинг-центров.
Если ваш автомобиль предназначен в главном для езды по городку, то лучше используйте сцепления от зарубежных производителей, таких как — АР Lockheed, LUK. По сопоставлению с продукцией российских производителей, завезенные из других стран узлы владеют наилучшими чертами и надежностью, что было доказано в прошедшем году во время рекордного восхождения автомобилей марки «Нива» на Тибет. Участники экспедиции поведали, что сцепления марки LUK никогда не подвели даже невзирая на то, что условия были довольно экстремальными — сплошной крутой подъем по бездорожью, неизменные остановки и старты.
Также мастера предлагают произвести установку дифференциала завышенного уровня трения.
Явное преимущество у автомобилей с таким дифференциалом появляется тогда, когда одно из ведущих колес автомобиля начинает пробуксовывать, запускается блокировка, и полуоси начинают получать жесткую связь. Колесо, которое имеет не плохое сцепление с дорожным покрытием, начинает крутиться. После того как вращающий момент меж полуосями сравнивается, блокировка отключается, и дифференциал работает в штатном режиме.
Кроме увеличения уровня проходимости стандартных автомобилей, системы блокировки дифференциала очень обширно применяется в спортивных автомобилях, потому установку данной системы можно порекомендовать любителям активной езды. Наличие в автомобиле системы блокировки дает возможность проходить повороты на еще высочайшей скорости, также намного лучше ощущать машину и дорожное покрытие.
Последний элемент в устройстве коробки — это приводные валы. На «заряженных» машинах, как и на спортивных, употребляются приводные валы, которые рассчитаны на передачу еще большего вращающего момента, чем может развить обыденный для данного автомобиля «движок». Также необходимо учесть и возможность работы приводных валов на наибольших углах «раскрытия» подвески.
При проведении модернизации коробки используют особенные приводные валы и шарниры русского производства, также обыденную и заказную продукцию ведущей германской компании GKN-Lobro.
Выбирая себе машину, довольно часто можно наткнуться на переднеприводные автомобили, например, ВАЗ. Каковы же особенности данной конструкции, какие еще фирмы отдают ей предпочтение и почему?
Первый переднеприводный автомобиль и современные представители
В таком авто крутящий момент, который создается движком, передается на передние колеса, другими словами, они являются ведущими. На сегодняшний день практически каждый производитель имеет в своем списке авто с таким устройством: это Mercedes , Audi , Renault , Skoda , Citroen , Volkswagen , Peugeot , Toyota , в общем, этот перечень можно продолжать очень долго. И все эти автомобили нам хорошо знакомы и ежедневно встречаются на улицах города.
Первый переднеприводный автомобиль был создан еще в 1897 году братьями Грэф. Данный эффект достигался за счет самых обыкновенных карданных шарниров, которые располагались на каждой оси. Это был первый пробный вариант, далее свое развитие такой тип привода обрел уже в 1920 году в США при сборке гоночных автомобилей.
Сегодня самым мощным переднеприводным автомобилем, имеющим серийное производство, смело можно назвать Ford Focus . Его мощность достигает 305 л.с., а крутящий момент целых 440 Нм.
Как устроена трансмиссия переднеприводного автомобиля?
Трансмиссия переднеприводного автомобиля состоит из следующих основных частей: , которая обеспечивает перераспределение и передачу крутящего момента и мощности к колесам; сцепления, благодаря которому отсутствует либо возникает связь между КП и непосредственно двигателем; и приводных валов.
Одним из важнейших элементов трансмиссии является дифференциал переднеприводного автомобиля, который расположен в КПП вместе с главной передачей. Он необходим, для того чтобы изменять, предавать и распределять крутящие моменты между потребителями, а также в случае необходимости обеспечить их вращение с различными угловыми скоростями.
Кроме того, отличительной особенностью устройства данных авто является и наличие шарниров равных угловых скоростей, посредством которых обеспечивается передача крутящего момента к передним колесам от дифференциала
. Чаще всего, используется четыре шарнира, два внутренних, прикрепленных к дифференциалу, и два внешних, расположенных на колесах. Между данными ШРУСами находятся приводные валы.
Переднеприводные автомобили – особенности поведения
К главным преимуществам таких машин можно отнести следующие факты :
- устройство переднеприводного автомобиля предполагает отсутствие карданного вала, что значительно увеличивает используемую площадь салона;
- себестоимость производства значительно ниже, чем в случае с классической компоновкой;
- небольшое количество узлов привода самым наилучшим образом сказывается на потерях энергии и его надежности;
- более эффективное торможение.
Но, несмотря на столь явные преимущества , стоит отметить и некоторые недостатки :
- прохождение поворотов на переднеприводном автомобиле может быть несколько затрудненно, так как углы поворотов колес ограничиваются шарнирами;
- резкий разгон может привести к пробуксовке колес, при этом тяга движка реализуется в значительно меньшей степени, чем у задне- и полноприводных авто;
- возможен занос задней оси переднеприводного автомобиля во время гололеда, а также при мокром дорожном покрытии, хотя выровнять ее все же легче, чем у заднеприводного;
- в некоторых условиях во время добавления газа на руль может передаваться реактивное усилие, конечно же, из рук он не вырвется, однако дергаться будет довольно сильно;
- малое сцепное усилие ведущих колес не самым лучшим образом влияет на проходимость, особенно на подъемах. В этом случае первыми застревают именно передние колеса, и тогда авто становится совершенно беспомощным. Владельцы же