Требования предъявляемые к трансмиссии автомобиля

Техническим термином «трансмиссия» называют систему механизмов, участвующих в передаче вращения и мощности от выходного вала двигателя внутреннего сгорания к ходовой части транспортного средства. Элементы, входящие в transmission, влияют на силовые потоки и их направленность. Агрегаты постоянно взаимодействуют друг с другом в различных вариантах и комбинациях, при этом скорость движения вперед изменяется и обеспечивается реверс авто.Трансмиссия автомобиля является связующим звеном между двигателем и ходовой частью (колесами).

Требования к трансмиссии автомобиля

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

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

Чем выше коэффициент полезного действия (КПД) механизма, тем эффективнее используется топливо, залитое в бак автомобиля. Высокая надежность трансмиссии дает уверенность водителю, что агрегаты трансмиссии не выйдут из строя в процессе езды. Во время движения по трассе внимание оператора не должно быть отвлечено от ситуации на дороге. Чтобы обеспечить полноценный контроль за движением автомобиля и снизить вероятность ДТП, управление трансмиссией не должно быть сложным для автомобилиста.

Габариты и вес механизмов оказывают большое влияние на стоимость автомобиля в целом. Компании-производители постоянно борются за снижение цен на выпускаемую продукцию и стремятся облегчить и уменьшить в объеме готовые изделия. Модели, выпускаемые для широкого использования, не должны издавать много шума. Данное требование к конструкции трансмиссии автомобиля также входит в представленный перечень.

Устройство трансмиссии автомобиля

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

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

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

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

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

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП. Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости. В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии. При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма. В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

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

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

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

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

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

Зачем нужна коробка передач

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

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

Немалой популярностью среди владельцев авто пользуются также коробки автомат. В АКПП гармонично сочетаются функции механической и роботизированной коробок. Благодаря электронной системе управления коробкой передач, появилось название – автоматическая трансмиссия. Водителю не приходится отвлекаться от ситуации на дороге, чтобы вручную переключать скорости. Электронное управление делает эту работу в автоматическом режиме на основании данных, полученных со специальных встроенных датчиков.

Среди недостатков АКПП можно отметить:

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

Специальный опорный механизм – ведущий мост объединяет колеса, расположенные на одной оси. На опоры ведущего, а также ведомого мостов также устанавливается рама транспортного средства. Через трансмиссию на ведущий мост подается момент кручения от двигателя внутреннего сгорания для обеспечения вращения колес.

Назначение дифференциала

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

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

Виды трансмиссий

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

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

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

Трансмиссия механического типа

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

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

Основные недостатки механических трансмиссий:

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

Гидромеханическая трансмиссия

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

Гидромеханическая трансмиссия состоит из следующих агрегатов:

• Автоматическая коробка передач АКПП.
• Гидротрансформатор.
• Система управления.

Вместо привычного фрикционного дискового механизма, в трансмиссии автомат функцию сцепления выполняет специальный агрегат – гидротрансформатор. Он размещен непосредственно перед коробкой передач. Благодаря гидротрансформатору автомобиль плавно переходит на другую скорость во время движения, что существенно увеличивает эксплуатационный срок трансмиссии, силового агрегата и всего транспортного средства. При управлении автомобилем с автоматической трансмиссией водителю не нужно часто отвлекаться на механическое переключение передач, такое вождение более комфортно и безопасно.

Основные минусы трансмиссии гидромеханического типа:

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

Трансмиссия гидростатического типа

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

Применение гидравлической трансмиссии

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

Особенности трансмиссий электромеханического типа

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

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

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

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

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

Трансмиссия

Трансмиссия (силовая передача) автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам и изменения величины и направления действия этого момента.

Требования, предъявляемые к трансмиссии:

• обеспечение прямого и обратного направлений движения;
• обеспечение соответствия эксплуатационных режимов минимальному расходу топлива и эмиссии вредных веществ в отработавших газах.

Неисправности коробки передач, подробнее….

Автомобили в зависимости от способа преобразования крутящего момента могут иметь механическую, гидромеханическую или электромеханическую трансмиссию.
По способу изменения передаточного числа автомобили могут иметь ступенчатую, бесступенчатую или комбинированную трансмиссию.
В настоящее время наибольшее распространение получили автомобили с двумя или тремя мостами с механическими трансмиссиями. При наличии двух мостов ведущими могут быть оба или один из них, при наличии трех мостов — ведущими могут быть все три или два задних. Число ведущих мостов характеризуется колесной формулой по общему числу колес и числу ведущих, например 4 х 2, 4 х 4, 6 х 4, 6 х 6 и т. д. Первая цифра обозначает общее число колес, вторая — число ведущих колес.
Механическая трансмиссия автомобиля с одним ведущим задним мостом состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи и заднего ведущего моста, в который входят главная передача, дифференциал и полуоси. У автомобилей с колесной формулой 4×4 в трансмиссию также входит раздаточная и дополнительная коробки, карданная передача к переднему ведущему мосту, передний ведущий мост и межосевой дифференциал.
У автомобилей с гидромеханической трансмиссией крутящий момент, передаваемый от двигателя к ведущим колесам, преобразовывается гидравлическим и механическим способами, а с электромеханической трансмиссией — механическим и электрическим способами. Гидравлическая и электрическая части этих трансмиссий позволяют осуществлять бесступенчатое изменение передаточного числа.

Схемы трансмиссии автомобилей:

а — с одним задним ведущим мостом; 6 — с передним и задним ведущими мостами; в — с двумя задними ведущими мостами; г и д — с тремя ведущими мостами; е — с четырьмя ведущими мостами; 1 — сцепление; 2 — коробка передач; 3 и 6 — карданные валы; 4 и 8— залнис ведущие мосты; 5— передний ведущий мост; 7— раздаточная коробка.

Трансмиссия, подробнее…

4.1. Назначение. Классификация. Требования

Коробка
передач предназначена для преобразования
крутящего момента на ведущих колесах
автомобиля путем изменения передаточного
числа, осуществления движения автомобиля
задним ходом и длительного отсоединения
двигателя от ведущих колес.

Необходимость
преобразования крутящего момента
определяется характером изменения
крутящего момента ДВС, особенностью
которого является относительно малая
приспосабливаемость к изменению внешней
нагрузки. Задний ход требуется для
совершения автомобилем определенных
маневров. Двигатель и ведущие колеса
необходимо разъединять на длительное
время при работе двигателя на стоянке
и движении автомобиля накатом.

В
зависимости от типа и назначения
автомобилей на них применяются различные
типы коробок передач:

Сту­пенчатые
коробки передач обладают рядом преимуществ
с бесступенчатыми. Поэтому они получили
широкое примене­ние на автомобилях
различных типов.

К коробкам передач
предъявляют следующие требования:

1. обеспечение
   оптимальных тягово-скоростных и
   топливно-экономических свойств
   автомобиля при заданной внешней
   скоростной характеристике двигателя;
2. высокий КПД;
3. бесшумность при
   работе и переключении передач;
4. простота и удобство
   управления;
5. отбор
   мощности для привода дополнительного
   оборудования (в коробках передач
   специальных и грузовых специализированных
   автомобилей);
6. общие требования.

Необходимые
тягово-скоростные свойства и топливная
экономичность автомобиля, оптимальные
для заданных условий эксплуатации,
достигаются путем правильного выбора
числа передач, диапазона передаточных
чисел и соотно­шения (плотности ряда)
передаточных чисел промежуточных
пе­редач.

Увеличение
числа передач повышает степень
использования мощности двигателя,
топливную экономичность, среднюю
скорость движения, производительность
автомобиля и снижает себестоимость
перевозок. Однако при увеличении числа
передач усложняется кон­струкция
коробки передач, увеличиваются ее масса,
размеры, сто­имость и затрудняется
управление автомобилем. Кроме того, с
увеличением числа передач возрастает
время разрыва потока мощ­ности от
двигателя к ведущим колесам, что может
привести к ухудшению тягово-скоростных
свойств и топливной экономично­сти
автомобиля.

Диапазон
передаточных чисел представляет собой
отношение передаточного числа низшей
передачи коробки передач к пе­редаточному
числу высшей передачи. Чем меньше
удельная мощность двигателя автомобиля,
тем больше должен быть диапазон
передаточных чисел коробки пере­дач
автомобиля.

Плотность
ряда передаточных чисел коробки передач
опреде­ляется соотношением передаточных
чисел промежуточных пере­дач. Плотность
ряда выше у коробок передач, имеющих
большое число передач. Эти коробки
обеспечивают автомобилю более вы­сокие
тягово-скоростные свойства и топливную
экономичность, чем коробки с меньшим
числом передач. Высокая плотность ряда
передаточных чисел коробки передач
кроме повышения тягово-скоростных
свойств и топливной эко­номичности
автомобиля создает более благоприятные
условия работы синхронизаторов, так
как для переключения передач тре­буется
меньшая работа трения. Благодаря этому
размеры синхро­низаторов могут быть
уменьшены при сохранении достаточной
их надежности.

В
механических ступенчатых коробках
передач высокий КПД обеспечивается
минимальным числом зацеплений для
передач переднего хода (одно для
двухвальных и два для трехвальных
соосных), высоким качеством изготовления
зубьев ше­стерен, применением
подшипников качения, повышением
жест­кости основных деталей. В
гидромеханических коробках передач –
применением планетарных механизмов,
блокированием гидро­трансформатора,
мероприятиями, снижающими величину
отбо­ра мощности на систему управления.

КПД
может служить оценочным параметром
уровня шума, со­здаваемого при работе
коробкой передач, так как шум всегда
свя­зан с потерей энергии. Чем меньше
значение КПД коробки пере­дач, тем
она более шумная при работе.

Требование
минимальных вибраций и шума при работе
прежде всего относится к коробкам
передач легковых автомобилей. Выполнение
данного требования обеспечи­вается
увеличением межосевого расстояния,
оребрением картера, уменьшением
расстояния между опорами валов,
увеличением диаметров валов и другими
мерами, повышающими жесткость

Рис.
2.1.
Основные
типы конструкций механических коробок
передач:

трехвальная
девятиступенчатая с демультипликатором
грузового автомо­

биля;
б
— двухвальная пятиступенчатая легкового
автомобиля: вал; 2
—
ведомый вал; 3
—

https://ppr-vezdekhod.ru/trebovaniya-predyavlyaemye-k-transmissii-avtomobilya/