ᐉ Назначение и состав трансмиссии. Основные требования к трансмиссии
Трансмиссия — это совокупность агрегатов и механизмов, связывающих коленчатый вал двигателя с ведущими колесами ТС. Трансмиссия ТС служит для передачи и распределения мощности двигателя на ведущие колеса при изменении подводимого к ним вращающего момента и угловой скорости по величине и направлению.
Чтобы установить, какими основными свойствами должна обладать трансмиссия и в каких пределах должны изменяться вращающий момент на ведущих колесах и частота их вращения, необходимо учитывать, с одной стороны, разнообразие условий движения ТС (диапазон изменения сопротивления движению и скорости движения), а с другой — возможности двигателя ТС по изменению вращающего момента и частоты вращения в рабочем режиме.
В реальных условиях сопротивление движению, а значит, и потребный вращающий момент на ведущих колесах могут изменяться в 10—18 раз. Еще в больших пределах (в 15 — 30 раз) может меняться скорость движения ТС.
Устанавливаемые на изучаемых ТС поршневые ДВС имеют гораздо меньшие диапазоны изменения вращающего момента и частоты вращения в рабочем режиме. Обычно частота вращения коленчатого вала двигателя изменяется не более чем в 2 раза, а вращающий момент двигателя — не более чем в 1,5 раза. Поэтому в трансмиссии необходим агрегат (например, коробка передач), с помощью которого можно изменять вращающий момент и частоту вращения ведущих колес в необходимых пределах.
Следует также иметь в виду, что при движении ТС с максимальной скоростью частота вращения его ведущих колес примерно в 6 — 9 раз меньше частоты вращения коленчатого вала двигателя, хотя при этом, как правило, передаточное отношение в коробке передач равно единице. Поэтому в трансмиссии необходим агрегат (например, главная передача), обеспечивающий постоянное передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами. Передаточным отношением в механике, как известно, называется отношение частоты вращения ведущего звена к частоте вращения ведомого.
Кроме указанных трансмиссия ТС включает в себя и другие агрегаты и механизмы, назначение, устройство и принцип действия которых рассмотрены далее.
- обеспечение высоких показателей тягово-динамических свойств ТС
- высокий КПД
- минимальные габаритные размеры и масса
- высокая надежность в эксплуатации
- простота и легкость управления
- технологичность конструкции
- малый объем обслуживания
- ремонтопригодность
Выполнение этих требований достигается выбором наиболее рациональной схемы трансмиссии, правильным ее расчетом, применением более совершенных агрегатов, автоматизацией управления, качественной конструктивной отработкой узлов и деталей, современной технологией их изготовления и использованием соответствующих материалов. Следует также учитывать влияние на стоимость трансмиссии как принимаемых конструктивных решений, так и технологии изготовления, применяемых материалов, затрат на обслуживание и ремонт.
Перечисленные требования являются общими для всех агрегатов трансмиссии.
Кроме основных к отдельным агрегатам трансмиссии могут предъявляться и специфические требования.
Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности.
Трансмиссия — один из важнейших элементов транспортного средства. Чаще всего под ней понимают определенный тип коробки переключения передач, но в самом широком смысле — это набор механизмов.
Что такое трансмиссия
Трансмиссия автомобиля — это совокупность различных узлов и механизмов, передающих крутящий момент от двигателя к ведущим колесам и изменяющий его по величине и направлению. Другими словами, именно трансмиссия позволяет автомобилю тронуться с места, ускоряться и двигаться, в том числе, задним ходом.
Ее конструкция тесно связана с изначальной компоновкой транспортного средства, то есть как расположен двигатель и ведущие колеса относительно друг друга. У переднеприводных авто двигатель и трансмиссия это по сути единый узел под капотом.
При заднеприводной компоновке двигатель спереди, а ведущие колеса — задние. Есть и более экзотические варианты, например, с центрально- и заднемоторной компоновкой.
Дополнительно трансмиссия усложняется при наличии полного привода. В этом случае ведущими будут четыре колеса, и тут есть свои нюансы — в каком соотношении распределяется мощность по осям, тип блокировки и прочее.
Кроме того, есть специфические трансмиссии, которые или не нашли массового применения, или используются на тяжелой строительной, сельскохозяйственной и военной технике.
Назначение трансмиссии
динамика и показатели управляемости;
безопасность;
эффективный расход топлива. Слаженная работа всех элементов трансмиссии обеспечивает максимально возможный КПД с минимальной потерей мощности.
Устройство трансмиссии
Устройство трансмиссии варьируется от типа привода и компоновки, но в самом общем виде к ее основным узлам относят:
сцепление — в классическом варианте передает энергию вращения маховика и позволяет включать/отключать трансмиссию от ведущего вала.
На автоматах это делает гидротрансформатор.
коробка передач — предназначена для изменения крутящего момента в широком диапазоне, для адаптации скорости вращения двигателя к разным режимам движения. Бывают ступенчатыми и бесступенчатыми.
дифференциал — благодаря ему пара ведущих колес, то есть расположенных на одной оси, могут вращаться с разными скоростями. Это необходимо, например, при поворотах, в том числе, для исключения пробуксовки.
шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) — элемент передне- и полноприводных авто, который передает момент под изменяющимся углом (до 70 градусов) относительно оси. Делятся на внешние и внутренние.
раздаточная коробка — применяется опционально. Позволяет передавать крутящий момент на все четыре колеса и использовать понижающую передачу.
В трансмиссии все эти элементы, с поправкой на полный привод и компоновку, последовательно связаны друг с другом и в классическом варианте (заднеприводном) работают так:
через сцепление от маховика крутящий момент передается на первичный вал КПП;
Он в свою очередь соединен с карданом и главной передачей;от них мощность перераспределяется по оси на каждое из колес.
У переднеприводных автомобилей выходной вал КПП напрямую соединен с объединенным в один узел главной передачей и дифференциалом. Момент на ведущие колеса, которые в движении постоянно меняют свое положение относительно КПП, помогают передать ШРУСы. При полном приводе, когда ведущие все колеса, за распределение крутящего момента отвечает раздаточная коробка.
Виды трансмиссии
В первую очередь стоит определиться, что брать за основу классификации. Например, все трансмиссии можно разделить по типу привода — передний, задний или полный.
Еще одна классификация, которая часто приводится в специализированной литературе — по способу передачи энергии: механические, гидростатические, гидрообъемные, электромеханические и другие. В массовом легковом сегменте нашли применение не все из них и наиболее распространена первая — та, где мощность передается путем вращения и трения механических узлов.
Но чаще всего под трансмиссией подразумевают все же тип коробки передач: механическая или автоматическая. Такое разделение уже прочно вошло в лексикон, и в этом случае трансмиссия и коробка по факту становятся синонимами (что не совсем так).
Неисправности трансмиссии: советы эксперта
Проблем и поломок у трансмиссии автомобиля может быть ровно столько, сколько рабочих элементов в ее составе. Но редко когда поломка случается внезапно. Любой неисправности, которая без должного внимания способна перерасти в полноценный дефект, предшествуют симптомы. Некоторые из них лучше диагностировать у специалистов, другие можно проверить самостоятельно. Разбираемся с экспертом в наиболее распространенных из них.
Проблемы КПП
В целом, коробка переключения передач — надежный узел в трансмиссии автомобиля. При правильной эксплуатации и соблюдении регламента обслуживания, серьезных проблем может не возникнуть на протяжении всего срока владения автомобилем. Но насторожиться стоит в случае, когда:
появился шум и скрежет при переключении;
передача не включается или ее выбивает;
«коробка», если это автомат, зависает, чувствуются пинки или провалы;
очевидная утечка трансмиссионной жидкости.
Юрий Гордеев, мастер-консультант отдела слесарного сервиса АвтоСпецЦентра Nissan Химки:
«В случае, когда не получается сдвинуть рычаг МКПП при выжатом сцеплении, проверяют уровень и качество трансмиссионной жидкости.
Если на АКПП при движении селектор самостоятельно уходит в нейтральное положение, то проводят диагностику синхронизатора и электроники. Когда коробка «зависает», например работает только на третьей передаче и далее не переключается, потребуется диагностика соленоида блокировки переключения, а также проверка датчика переключения. Повышенный шум или воющий звук могут указывать на износ подшипника первичного вала.
Блокировка задней передачи и рывки при смене четных скоростей на DSG требуют диагностики износа фрикционной многодисковой муфты и уровня истирания соленоидов мехатроника».
Проблемы сцепления
Некоторые элементы сцепления подвержены естественной выработке, например, фрикционные диски, которые изнашиваются и становятся тоньше. В этом случае достаточно вовремя производить замену элемента.
Но могут быть и другие проблемы:
проскальзывание и пробуксовка;
проваливание педали сцепления;
появление посторонних шумов.
Если по мере отпускания сцепления при работающем двигателе обороты не падают и машина не глохнет, то сцепление не до конца выключается. Тоже касается ситуации, когда при работающем двигателе не включается задняя скорость».
Проблемы ШРУСов
Это еще один надежный элемент трансмиссии, выход из строя которого может привести к полной остановке автомобиля и дорогостоящему ремонту, вплоть до замены полуоси в сборе. Чаще всего к этому приводит неправильная эксплуатация, в том числе привычка резко трогаться с места при вывернутых колесах. В числе характерных симптомов неисправности ШРУСов:
трещины и следы смазки на пыльнике;
щелчки или свист при движении;
отчетливый хруст в области колес во время езды.
По словам эксперта Юрия Гордеева, провести диагностику ШРУСов можно самостоятельно:
Внешний ШРУС. Необходимо максимально вывернуть руль в любую сторону и проехаться. Неисправный внешний шарнир будет издавать хруст, зависящий от скорости движения.
Внутренний ШРУС. Автомобиль поднимают домкратом или ставят на подъемник. Затем заводят двигатель и включают передачу. Если при этом появляется хруст, проблема во внутреннем шарнире.
Какова цель автомобильной трансмиссии?
от Joanne Robitaille
старинный автомобиль с хромированным двигателем изображение от Leticia Wilson с сайта Fotolia.com
Трансмиссии являются неотъемлемой частью того, что заставляет автомобиль двигаться. Он прикреплен к двигателю и обеспечивает синхронное вращение двигателя и колес. Думайте о трансмиссии как о цепи на велосипеде. Он заставляет двигатель (педаль) вращаться синхронно с рулем, независимо от того, на какой передаче находится автомобиль. Это также та часть, о которой вы не думаете, пока она не перестанет работать.
Функция
Трансмиссия — это часть узла двигателя, которая соединяет двигатель с колесами. Именно внутри этого механизма мощность, производимая двигателем, передается на колеса. При этом требуется определенный уровень точности, потому что каждый двигатель работает в своем оптимальном диапазоне оборотов (оборотов в минуту), и именно трансмиссия удерживает все в равновесии.
Передний и задний привод
Расположение и конструкция трансмиссии автомобиля различаются в зависимости от того, является ли автомобиль переднеприводным или заднеприводным. Для автомобиля с задним приводом трансмиссия будет проходить от задней части двигателя к задним колесам (горб между сиденьями водителя и пассажира обычно находится там, где он расположен). Трансмиссия соединяется с приводным валом, соединенным с задней осью. Трансмиссия для переднеприводных автомобилей называется трансмиссией, она обхватывает двигатель со стороны водителя и непосредственно крепится к передней оси.
Планетарная передача
В трансмиссии планетарная передача позволяет переключать шестерни как вперед, так и назад.
Основным компонентом этого является большой зубчатый венец, внутри которого находятся четыре шестерни меньшего размера. Эти меньшие шестерни устроены почти так же, как и наша Солнечная система: центральная большая шестерня с двумя или более меньшими, вращающимися вокруг нее. Эта система передач в конфигурации с входным и выходным валами позволяет двигателям переключать передачи в автомобиле с механической коробкой передач.
Гидротрансформатор
Гидротрансформатор — это часть автоматической коробки передач, которая позволяет двигателю продолжать работать, даже когда автомобиль не движется. Он состоит из трех частей: насоса, турбины и статора. Когда двигатель находится в движении, трансмиссионная жидкость подается от насоса к турбине, а затем в статор. Если сила жидкости, поступающей в турбину, уменьшается (как это было бы при остановке автомобиля), статор блокируется до тех пор, пока скорость турбины не восстановится.
Компьютерные датчики
Компьютеры теперь являются частью каждой трансмиссии автомобиля.
Датчики в трансмиссии контролируют все, от скорости автомобиля до нагрузки на двигатель и положения педали, и используют эту информацию для управления процессом переключения передач. Более продвинутые компьютеры трансмиссии позволяют даже мгновенно переключаться между автоматическим и ручным управлением трансмиссией.
Каталожные номера
- Запчасти для семейных автомобилей: краткий курс по автоматическим коробкам передач
Писатель Биография
Первый журналистский опыт Джоанн Робитайл получила в 1994 году, когда она делала школьные репортажи для местной газеты «Береговая линия». Ее статьи теперь появляются на различных веб-сайтах. Робитайл имеет степень бакалавра искусств по английскому языку и творческому письму Виндзорского университета.
Дополнительные статьи
Объяснение 6 основных типов трансмиссии автомобиля
Слово «трансмиссия» или «коробка передач» является одним из тех терминов, с которыми многие знакомы, но большинство людей не знакомы с различиями между многими типами трансмиссии в использовать сегодня.
Коробка передач является одним из жизненно важных компонентов любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. В этом руководстве объясняются некоторые из наиболее популярных типов автомобильных трансмиссий, используемых сегодня, и принципы их работы.
Что такое передача?
Трансмиссия — это устройство, предназначенное для изменения скорости двигателя в зависимости от необходимой мощности. Трансмиссия помогает оптимально передавать мощность от двигателя к колесам.
Попробуйте представить автомобиль без трансмиссии. При каждом обороте коленчатого вала ведущие колеса поворачивались одинаковое количество раз. Такое транспортное средство было бы неуправляемым, поскольку всегда крутило бы ведущие колеса; остановка означала бы выключение двигателя, а запуск означал бы, что машина внезапно подпрыгнет, как только вы повернете ключ. Его производительность будет плохой, и он будет потреблять много топлива. Наличие трансмиссии гарантирует, что обороты двигателя вашего автомобиля будут использоваться оптимально, производительность улучшится, и вы сможете перевести его в нейтральное положение.
Нейтральная передача использует механизм сцепления, который отключает обороты двигателя от ведущих колес. Трансмиссия просто незаменимая составляющая любого автомобиля.
На протяжении всей истории автомобильные инженеры разрабатывали и внедряли множество типов трансмиссий. Мы можем разделить их на две характерные группы: автоматические и ручные. Автоматические коробки передач претерпели гораздо больше изменений, чем механические, особенно за последние несколько десятилетий. В этом руководстве объясняется, что вы должны знать о автомобильных трансмиссиях и как определить разницу между различными типами.
Сечение 6-ступенчатой поперечной механической коробки передач на Международном автосалоне 2017 во Франкфурте, Германия1. Механическая коробка передач
Механическая коробка передач существует с самого начала автомобильной эры. Чтобы правильно управлять автомобилем, водитель должен нажать на педаль сцепления, отключив коробку передач от двигателя, вручную выбрать нужную передачу и нажать на педаль сцепления, чтобы включить трансмиссию.
Использование механической коробки передач требует определенного уровня навыков и координации левой ноги (сцепление), правой ноги (газ) и правой руки (рычаг переключения передач). Переключение требует скоординированных движений, чтобы управлять автомобилем плавно, чему часто довольно сложно научиться.
Преимущества механических коробок передач заключаются в аналоговом ощущении, высоком уровне вовлеченности водителя и чувстве контроля. Вот почему механическая коробка передач до сих пор широко используется в автомобилях для энтузиастов и некоторых спортивных автомобилях. Хотя механические коробки передач имеют меньшую производительность и более медленное переключение передач, они по-прежнему высоко ценятся некоторыми любителями вождения как надлежащая трансмиссия. Однако с технологическими улучшениями автоматических коробок передач механические коробки передач становятся менее распространенными.
Коробка передач АКПП в разрезе, вид спереди и сбоку.2. Автоматические коробки передач
Большинство современных автомобилей оснащены автоматической коробкой передач, технология, которая существует с 1940-х годов.
Концепция автоматической коробки передач проста. Водитель переводит автомобиль в положение «D» (для движения), и коробка передач переключается автоматически. Педали сцепления нет, только тормоз и акселератор, что значительно упрощает управление автомобилем с автоматической коробкой передач.
Коробка-автомат гораздо более сложное устройство, чем механическая, особенно современные коробки передач со сложной электроникой. Классическая автоматическая коробка передач имеет преобразователь крутящего момента, который заменяет механизм сцепления механической коробки передач и плавно переключает передачи без участия водителя. Преимущества автоматической коробки передач заключаются в более спокойном вождении, эффективности и практичности.
Автоматические коробки передач начинались как 2-х или 3-х ступенчатые, а современные АКПП имеют 8-ми или даже 10-ти ступенчатые коробки. Чем больше передач имеет трансмиссия, тем лучше она может использовать мощность двигателя для повышения эффективности и производительности.
Современные достижения улучшили время переключения в автоматах и сделали их намного быстрее, чем когда-либо могли бы быть механические. Это одна из причин, по которой автоматическая коробка передач сейчас доминирует в отрасли, и она незаменима для некоторых типов транспортных средств, таких как внедорожники или пикапы. Многие современные автоматические коробки передач также имеют «ручной режим» или функцию, которая позволяет водителям управлять коробкой передач, самостоятельно выбирая нужную передачу.
3. Бесступенчатая трансмиссия (CVT) требуют от водителя переключения передач. Существует несколько типов трансмиссий CVT, но наиболее распространенным является вариатор на основе шкива, в котором используется V-образный ремень или цепь для соединения двух конусов, один из которых приводится в действие двигателем, а другой — ведущими колесами. При перемещении конусов навстречу и друг другу вариаторная трансмиссия создает разное передаточное число, что приводит к различному числу оборотов ведущих колес.
Именно поэтому вариатор часто называют «безредукторной трансмиссией». У него нет предварительно разработанного набора механических передаточных чисел, а непрерывный набор передаточных чисел, используемый в диапазоне оборотов.Преимущества бесступенчатой трансмиссии заключаются в оптимальном использовании мощности и крутящего момента двигателя (поскольку коробка передач всегда находится в правильном передаточном числе), компактных размерах и меньшем весе. Однако трансмиссия CVT редко используется в легковых автомобилях, поскольку она не выдерживает интенсивного использования и буксировки, а также не идеальна для движения по шоссе. Вариаторы обычно используются в скутерах, некоторых машинах и Toyota Prius.
4. Коробка передач с двойным сцеплением
Одной из самых интересных автоматических трансмиссий, используемых в современных автомобилях, является DCT или коробка передач с двойным сцеплением. Эта конструкция наиболее известна своими компактными размерами и молниеносными переключениями, что сделало ее популярной в спортивных автомобилях и высокопроизводительных автомобилях.
DCT — это автоматическая коробка передач, но она имеет два сцепления, одно для четных передач, а другое для нечетных. DCT не имеет гидротрансформатора, как обычный автомат. Он может очень быстро переключать передачи, поскольку система может быстро использовать тот или иной пакет сцепления, связанный с 1-3-5 или 2-4-6 передачами.
Компания Volkswagen успешно представила DCT в 2003 году на модели Golf MK4 R32, и впоследствии она использовалась во многих других автомобилях. DCT легче автоматической коробки передач, что облегчает ее установку в переднеприводных моделях с поперечно расположенными двигателями. Он также доказал свою надежность даже при высокопроизводительном использовании и непревзойденное время переключения, что сделало его фаворитом среди поклонников спортивных автомобилей. В большинстве случаев автомобили, оснащенные коробкой передач типа DCT, имеют подрулевые лепестки.
5. Последовательная механическая коробка передач
Последовательная механическая коробка передач редко используется в легковых автомобилях, но это лучший выбор для гонщиков.
Этот очень сложный агрегат использует ощущение и контроль механической коробки передач с быстротой и точностью автоматической коробки передач. Он предназначен для экстремального использования на гоночной трассе. В секвентальных механических коробках передач есть сцепление, но оно используется только для трогания с места и выбора первой передачи. После этого водитель выбирает передачи рычагом переключения передач или подрулевыми лепестками. Водитель может сосредоточиться на вождении, в то время как передачи быстро переключаются без необходимости каждый раз выжимать сцепление.
Несмотря на преимущества, этот тип трансмиссии не используется в потребительских автомобилях из-за высокой стоимости. Кроме того, нет переключения передач или функции «кик-даун». Последовательная механическая коробка передач может переключаться только на следующую передачу вверх или вниз, а не пропускать две или три передачи, как обычная автоматическая коробка передач.
6. Полуавтоматические трансмиссии
На протяжении многих лет многочисленные компании экспериментировали с гибридами механической и автоматической коробок передач и создавали полуавтоматические трансмиссии.