65. Трансмиссия.
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.
При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 об/мин, а ведущие колеса при этом вращаются со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля вращаются в четыре с лишним раза медленнее коленчатого вала. А при неблагоприятных дорожных условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает. При эксплуатации автомобиля возникает необходимость изменять не только скорость движения и величину подводимого к колесам момента, но также маневрировать, останавливаться, двигаться задним ходом. Выполнение всех этих действий становится возможным благодаря тому, что развиваемый двигателем крутящий момент подводится к ведущим колесам через механизмы, составляющие трансмиссию автомобиля.
Существуют три основные компоновки трансмиссии:
▪ заднеприводная (или классическая),
▪ переднеприводная
▪ полноприводная.
Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:
▪ сцепление,
▪ коробку передач,
▪ карданную передачу,
▪ главную передачу,
▪ дифференциал,
▪ полуоси.
В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.
Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:
▪ сцепление,
▪ коробку передач,
▪ главную передачу,
▪ дифференциал,
▪ валы привода передних колес.
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).
Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.
a. Полный привод, подключаемый водителем. В такой схеме трансмиссии обязательно есть раздаточная коробка, при этом на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между передней и задней осями (мостами).
б. Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) — передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.
в. Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.
Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги — на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.
Трансмиссия автомобиля
Установить ДВС под капот автомобиля, присоединить к коленчатому валу устройство сцепления с колёсами и поехать не получится – двигатель просто заглохнет. Почему? Двигателю автомобиля не хватит мощности за доли секунды раскрутить колеса до рабочих оборотов двигателя, а это примерно 2000 об\мин, помешает вес автомобиля и сила трения, возникающая при сцеплении колес с покрытием дороги. Выход? Установить промежуточный механизм, который понизит крутящий момент двигателя, до необходимых оборотов и передаст его на ведущие колеса. Вот этот механизм, состоящий из нескольких узлов, и называется трансмиссией. Основное назначение трансмиссии является передача, регулирование пошагово, распределение по ведущим колесам крутящего момента от маховика двигателя. Условно, трансмиссию, по способу передачи можно поделить на:
• механическую,
• электрическую,
• гидрообъемную,
• комбинированную.
Самая распространенная, это механическая трансмиссия. На ее основе и рассмотрим работу узлов.
В состав трансмиссии входят несколько узлов:
1.Сцепление — предназначено для «мягкого» присоединения маховика к первичному валу коробки передач и передачи крутящего момента. Сцепление состоит из трех элементов – корзина сцепления, диск сцепления и выжимной подшипник.
2.Коробка передач — устройство, преобразующее крутящий момент. Предназначена для дальнейшей передачи крутящего момента к карданному валу или непосредственно к главной передаче, с возможностью его изменения (пошагово). Усилие двигателя передается посредством вторичного вала. Коробки передач бывают механические и автоматические.
3.Карданный вал (для заднеприводных авто), устройство передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач к главной передаче.
4.Главная передача, дифференциал – в совокупности составляют «мост», который предназначен для передачи силы двигателя через приводные валы (полуоси) к колёсам, а также распределения усилия между колесами. Для заднего привода «мост» располагается в задней части автомобиля и имеет (в некоторых случаях) общий корпус с полуосями. Соответственно и система смазки общая. Для переднего привода «мост» совмещен в одном корпусе с коробкой передач.
5.Приводной вал (полуось) – представляет собой металлический стержень из высоколегированной стали и устройством зацепления с дифференциалом и шарниром равных угловых скоростей (ШРУС). Это могут быть проточенные шлицы или устройство крепления крестовин.
6.Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – предназначен для подачи силы вращения на ведущие колеса. Есть несколько видов ШРУСов: шариковый и трипоид.
7. Раздаточный механизм – устройство распределения усилия двигателя по ведущим колесам, применяется в автомобилях с колесной формулой 4х4. «Раздатка» может быть размещена как в одном корпусе с коробкой передач, так и отдельным узлом.
✔ Трансмиссия переднеприводного автомобиля
У переднеприводных и заднеприводных автомобилей существуют различия в системе трансмиссии. На автомобилях, где ведущими являются передние колёса (передний привод), трансмиссия со всеми её узлами установлена под капотом. Что касается коробки передач, то в неё входит ещё и главная передача с дифференциалом. Поэтому в данном случае из картера коробки передач выходят валы привода к передним колёсам. На переднеприводных транспортных средствах, система трансмиссии состоит из таких узлов как:
1.коробка передач;
2.сцепление;
3.валы привода передних колёс;
4. шарниры равных угловых скоростей;
5.дифференциал;
6.главная передача.
Отличительной особенностью трансмиссии переднего привода, является размещение главной передачи и дифференциала непосредственно в картере коробки передач. Ну и передний мост в данном случае является ведущим, с управляемыми колёсами.
✔ Трансмиссия заднеприводного автомобиля
Заднеприводная трансмиссия включает в себя следующие взаимосвязанные элементы:
1.коробку передач;
2.сцепление;
3.главную передачу;
4.дифференциал;
5.карданную передачу;
6.полуоси.
Стоит отметить, что на заднеприводных автомобилях коробка передач устанавливается на более мягкие опоры, что позволяет снизить уровень вибрации и создаёт дополнительный комфорт. Трансмиссия автомобиля при заднем приводе характеризуется тем, что наиболее массовым вариантом расположения КПП, является её блокировка вместе со сцеплением к заднему мосту посредством карданного вала. Это приводит к концентрации центра масс в район передней оси. Следует отметить, что вариант автомобилей с задним приводом считается классическим, и трансмиссия в данном случае более проста по своей конструкции и в эксплуатации.
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.
ЗАМЕНА МАСЛА В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ, ТИПЫ И УСТРОЙСТВО ТРАНСМИССИИ
Трансмиссия автомобиля (коробка передач) — сложный комплекс взаимодействующих систем, передающий крутящий момент от двигателя автомобиля к колесам. Несмотря на единую задачу, реализация этой функции существенно различается на разных типах автомобилей, поэтому значительны и отличия при выборе продукта для замены масла в трансмиссии различных автомобилей.
Самое простое и очевидное разделение трансмиссий по типу привода автомобиля. В этом случае передача крутящего момента может идти на переднюю пару колес, заднюю, или на все четыре колеса. Кроме того, автопроизводители предлагают дополнительные вариации подключаемого полного привода на автомобилях с одной парой ведущих колес. В этом случае полный привод может подключаться вручную либо имитироваться (и довольно результативно) электронными вспомогательными системами. Трансмиссия большинства автомобилей включает в себя непосредственно коробку передач, главную передачу, дифференциал и сцепление, а также ШРУС (на автомобилях с передними ведущими колесами) и карданный вал (на заднеприводных автомобилях). Масло, заливаемое в коробку передач, задействуется в смазке всех взаимодействующих элементов трансмиссии, поэтому замена трансмиссионного масла важна не только для коробки передач, но и для всего комплекса узлов.
Тип привода автомобиля, как правило, не является решающим при подборе масла, в отличие от другого, не менее известного, разделения трансмиссий на механическую и автоматическую, а также вариатор и роботизированную коробку. В этом случае конструкции трансмиссий и сопутствующих узлов будут принципиально различаться, поэтому и требования к маслам, применяемым для смазки конструктивных элементов, будут разными.
Замену трансмиссионного масла в механической коробке передач подробно рассматриваем в отдельной статье. Также отдельный материал мы посвящали замене масла в трансмиссии коробки-автомат и автомобиля с вариатором. Как правило, рекомендации производителей автомобилей и сервисных центров допускают довольно широкие допуски качественных показателей применяемого масла для автомобилей с механической коробкой, но для автомата обозначают гораздо более строгие требования. Кроме того, временной интервал замены трансмиссионного масла в автомате гораздо короче, чем на машинах с МКПП.
Так, для механики, замена масла в коробке передач рекомендована каждые 70-100 тысяч километров пробега, а для автомата уже через 50 тысяч километров (не считая сложных условий эксплуатации, существенно сокращающих интервал, через который должна быть выполнена замена трансмиссионного масла).
Если механическая коробка относительно «всеядна», то на автомате оптимальным (если не единственно возможным) вариантом будет замена трансмиссионного масла на идентичное залитому производителем (или рекомендованное им в сервисной книжке). Этот вариант безопасен, эффективен, но не всегда удобен для автовладельца, особенно, если необходимо выполнить замену масла в коробке передач в короткий срок, а необходимое масло не всегда есть в продаже.
Рынок предлагает решение этой задачи в виде «универсальных» трансмиссионных масел. Рассмотрим эту группу более подробно. Сразу стоит отметить, что автоматическая коробка передач — одна из наиболее сложных систем автомобиля, сочетающая, казалось бы, несочетаемые функции.
Поэтому масло для АКПП должно соответствовать целому набору требований, чтобы эффективно выполнять свою работу. Каждый производитель автоматических коробок выдвигает свой пакет задач для трансмиссионного масла, а каждый автопроизводитель его расширяет и углубляет. Поэтому создание масла, соответствующего всем требованиям даже одной такой пары заводов очень непросто.
УСТРОЙСТВО АКВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ
Автоматическая трансмиссия автомобиля состоит из гидротрансформатора и планетарного механизма смены передач. Работа гидротрансформатора происходит полностью за счет движения жидкости между насосным и турбинным колесом, не имеющих точек соприкосновения. Для эффективного взаимодействия между ними на первый план выступает вязкость смазывающей жидкости. При слишком большом показателе вязкости, большое количество энергии будет уходить на трение, возрастет расход топлива. При слишком низком, уменьшится сцепление элементов между собой, снизится общая эффективность работы гидротрансформатора. Добавим сюда изменения вязкости масла в жару и при минусовых температурах — и получим широкие границы эксплуатации, при которых масло должно оставаться в узком качественном диапазоне.
Планетарный механизм имеет совсем другие требования к маслу, его работа происходит при непосредственном контакте элементов, поэтому особое значение приобретает противодействие задиру и износу, а вязкость может быть минимальной.
Стоит ли говорить, насколько сложно производство масла, одинаково подходящего для всех вариаций трансмиссий автомобилей различных марок. Безусловно, такой жидкости просто не существует. Тем не менее, говорить о полной неприемлемости многофункциональных (или «универсальных») жидкостей нельзя. Если замена масла в коробке передач в Санкт-Петербурге необходима срочно, то лучше залить наиболее подходящее, чем обойтись без замены масла в коробке передач вовсе. Однако следует учитывать, что стандарты качества многофункциональных масел менее определённы и разброс параметров от производителя к производителю может отличаться в разы. При необходимости, допустима замена масла в коробке в Санкт-Петербурге на масло такого типа, но при этом целесообразно получить консультацию квалифицированного специалиста.
Если же Вы находитесь в Санкт-Петербурге, наиболее простым и безопасным решением будет визит в нашу станцию техобслуживания. Замена масла в коробке в СПб — наш основной профиль уже много лет, поэтому мы отлично знаем качественные характеристики различных масел. Мы работаем напрямую с крупнейшими поставщиками, поэтому наверняка сможем подобрать именно тот продукт, который рекомендован для вашего автомобиля, не ставя под угрозу коробку передач. Замена трансмиссионного масла — простая сервисная процедура, позволяющая надолго продлить жизнь коробки при регулярном проведении. Владельцы автомобилей, столкнувшихся с необходимостью полной смены АКПП, наверняка предпочли бы гораздо менее затратный вариант своевременной замены масла в трансмиссии.
Если вы хотите найти оригинальное масло редкой марки, если вы не знаете, что залито в вашу коробку фактически и каковы были рекомендации производителя, если вы не знаете пробег автомобиля с предыдущей замены масла в коробке передач — мы поможем сделать правильный выбор, а непосредственная замена масла в трансмиссии будет выполнена бесплатно.
Трансмиссия
Трансми́ссия (силовая передача) — в машиностроении совокупность сборочных единиц и механизмов, соединяющих двигатель (мотор) с ведущими колёсами транспортного средства (автомобиля) или рабочим органом станка, а также системы, обеспечивающие работу трансмиссии. В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения. Трансмиссия входит в состав силового агрегата.
Содержание
Состав
В состав трансмиссии автомобиля входят:
В состав трансмиссии гусеничных машин (например, танка) в общем случае входят:
Основные требования
К трансмиссиям транспортных средств предъявляются следующие требования:
Техническое обслуживание трансмиссии
Основные признаки неисправности:
Пробуксовывание сцепления может происходить из-за:
При этом крутящий момент от двигателя передаётся не полностью, ухудшается разгон автомобиля, замедляется трогание с места, а в случае большого пробуксовывания автомобиль остаётся неподвижным, даже если передача включена и педаль сцепления отпущена.
Чтобы устранить неисправность, надо проверить свободный ход по центру площадки педали: он должен составлять 35-45 мм на автомобилях «Москвич», 26-38 мм на автомобилях ЗАЗ, 26-35 мм на автомобилях ВАЗ и 12-28 мм на автомобиле ГАЗ-24. Свободный ход создаётся прежде всего благодаря зазору между вилкой выключения сцепления и нажимной муфтой выжимного подшипника, то есть идентично перемещению педали вплоть до начала прогиба пружины диафрагмы (на автомобилях ВАЗ и «Москвич») или до начала сжимания витых пружин (ЗАЗ, ГАЗ-24).
Устройство и работа автоматической коробки передач (АКП)
Автоматическая трансмиссия (или автоматическая коробка переключения передач) переключает передачи самостоятельно в зависимости от скорости автомобиля и обеспечивает водителю приятные и комфортные условия для вождения автомобиля. От водителя лишь требуется вручную выбрать направление движения машины: вперёд или назад.
Отдельно выделяют роботизированную трансмиссию, где разъединение сцепления и переключение передач также происходит автоматически, но отсутствует механизм плавного переключения передач — гидротрансформатор.
Пока наиболее эффективным (с точки зрения плавного изменения коэффициента редукции) считается вариатор. Но использование в нём резинового ремня возможно лишь с агрегатами небольшой мощности (например, мини-скутеры). Компания Audi разработала вариатор с металлическим ремнем в виде многорядной цепи. Однако, ввиду большой стоимости, трансмиссия такого легкового автомобиля оказалась неконкурентоспособной.
Гидротрансформатор (ГТ) (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач и состоит из следующих основных частей:
Гидротрансформатор работает по принципу передачи движения через слой жидкости. Степень связи насосного колеса с турбинным можно плавно изменять. Этим занимается автоматика. Минусом такого устройства являются большие потери на перемешивание жидкости (низкий КПД), что не даёт возможности использовать его непосредственно в качестве основного редуктора, а лишь в качестве жидкостной муфты сцепления.
Классификация трансмиссий
По способу передачи и трансформирования момента трансмиссии делятся на механические, гидромеханические и электромеханические.
Механические трансмиссии
Механические трансмиссии — (простые и планетарные) в коробках передач содержат лишь шестерёнчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. Большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной. Поэтому спортивные автомобили, снабжённые механической трансмиссией, оборудуют электронными переключателями передач (подрулевыми лепестками, кнопками на руле и пр.) и коробками передач со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.
Применение механических транисмиссий характерно для советского танкостроения (простые механические — Т-55, Т-62; планетарные с гидросервоуправлением — Т-64, Т-72, Т-80).
Гидромеханические трансмиссии
Гидромеханические трансмиссии имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надёжности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.
Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидропередачи. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трёх, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Необходимо иметь специальную систему охлаждения и подпитки гидроагрегата, что увеличивает габариты моторно-трансмиссионного отделения. Без специальных автологов или фрикционов не обеспечиваются торможение двигателем и пуск его с буксира.
Гидромеханические трансмиссии получили широкое распространение в западном танкостроении — М1 «Абрамс» (США), «Леопард-2» (ФРГ). В трансмиссиях этих танков использованы не только гидродинамические передачи в основном приводе, но и гидростатические (гидрообъёмные) передачи в дополнительном приводе для осуществления поворота.
Электромеханические трансмиссии
Электромеханическая трансмиссия состоит из электрического генератора, тягового электродвигателя (или нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий, является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы.
Недостатком, препятствующим широкому распространению электрических трансмиссий, являются относительно большие габариты, масса и стоимость (особенно если используются электрические машины постоянного тока), сниженный КПД (по сравнению с чисто механической). Однако, с развитием электротехнической промышленности, массовым распространением асинхронного, синхронного, вентильного, индукторного и др. видов электрического привода, открываются новые возможности для электромеханических трансмиссий.
Такие трансмиссии применяются в тепловозах, карьерных самосвалах, некоторых морских судах, тракторах, самоходных механизмах, военной технике (в свое время, на танках ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах «Фердинанд» и «Мышонок»), автобусах (которые с таким видом трансмиссии, правильнее называются теплоэлектробус (например ЗИС-154)).
