4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трансмиссия автомобиля: устройство и назначение

Трансмиссия автомобиля: устройство и назначение

Невозможно просто установить под капотом автомобиля двигатель внутреннего сгорания, присоединить колеса и сцепление к коленчатому валу и осуществить движение. В данном случае мотору будет недостаточно мощности раскрутить колеса, так как помехой станет значительный вес машины и сила трения. Выходом из данной ситуации стала установка промежуточного механизма. Он уменьшает крутящий момент силового агрегата до подходящего количества оборотов и выполнит его передачу на ведущие колеса. Описанным механизмом является трансмиссия автомобиля.

Устройство механической трансмиссии

Механическая трансмиссия — автомобильная трансмиссия, предназначенная для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам, в которой выбор передачи осуществляется водителем в ручном режиме. Функции механической трансмиссии осуществляются за счет механических устройств, поэтому она и получила такое название.

Принцип работы механической трансмиссии следующий: крутящий момент от силового агрегата через сцепление передается на первичный вал КПП. Сцепление обеспечивает разъединение мотора и трансмиссии для переключения передач без выключения оборотов двигателя. В механической трансмиссии сцепление выжимается водителем путем нажатия на педаль в салоне автомобиля. В момент, когда сцепление выжато, водителем осуществляется выбор передачи и вручную переключается рычаг КПП.

В механической трансмиссии оси валов расположены параллельно, на них расположены шестерни. Пары взаимодействующих шестерен образуют ступени, каждая из них имеет определенное передаточное число, определяемое отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. Количество зубьев зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Первая передача имеет самое большое передаточное число и, соответственно, входная шестерня имеет минимальный размер, а выходная — максимальный.

Передаточное число определяет скорость вращения и крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала двигателя. Если передача увеличивает крутящий момент, то она является понижающей, если уменьшает — повышающей. У понижающей передачи скорость вращения шестерен снижается, у повышающей — повышается.

Существуют две основных разновидности механической трансмиссии: двухвальные и трехвальные КПП. У двухвальных крутящий момент передается непосредственно от ведущего вала к ведомому, у трехвальных между ними расположен промежуточный вал, повышающий общий КПД механической трансмиссии и позволяющий реализовать прямую передачу. Также механическая трансмиссия классифицируется по количеству ступеней: 4, 5, 6 и даже 7 на самых продвинутых автомобилях. Наибольшее распространение сейчас имеют 5- и 6-скоростные МКПП.

Механическая трансмиссия довольна проста, надежна и недорога в реализации. Однако ее основной недостаток — усложнение процесса управления автомобилем. Водитель должен полностью контролировать процесс переключения передач, что является достаточно утомительным занятием, особенно в режиме городской езды. Ошибки в переключении грозят перегрузкой двигателя или повреждением сцепления. Поэтому автопроизводители предлагают альтернативный варианты, в которых переключение передач осуществляется без участия водителя.

Принцип работы роботизированной коробки передач такой же, как и у механической коробки передач, только коробка-робот оснащается специальным электронным блоком, задачей которого является управление гидроцилиндрами, которые задействуют сцепление и включает необходимую передачу. Водитель только управляет селектором для выбора переднего или заднего хода движения.

По мере набора скорости автомобилем, автомобиль сбрасывает газ, делая своеобразную паузу, для того, чтобы робот выжал сцепление и включил нужную передачу. Переключение передачи сопровождается ощутимым рывком, особенно при резком ускорении. Поэтому автомобиль Тойота Королла скорее машина для плавной и умеренной езды.

Ремонт трансмиссии

Если в ходе диагностики подозрения о неисправности трансмиссии подтвердились, необходимо осуществить ее ремонт. С серьезными поломками лучше обратиться в автосервис, а мелкие неисправности можно устранить своими руками. В современных автомобилях появляется все больше «наворотов», из-за которых их обслуживание и ремонт лучше выполнять в авторизованном СЦ, самостоятельное вмешательство может привести к блокировке важнейших систем. А вот старое авто с механической коробкой передач вполне реально и продиагностировать, и отремонтировать самостоятельно.

Основные этапы ремонта:

демонтаж КПП и других узлов трансмиссии со стоящего на подъемнике или над смотровой ямой автомобиля;

разборка, промывка и внимательное исследование (осмотр, ощупывание) деталей;

замена расходных материалов и поврежденных, сильно изношенных деталей. При критичных повреждениях рентабельней может быть замена узла целиком. Новая коробка передач стоит дорого, но можно подобрать контрактную КПП с разборки;

сборка и установка на места отремонтированных узлов;

Читать еще:  Минеральное масло для автоматических коробок передач

При наличии протечек масла меняются уплотнители. Шланги и трубки с трещинами и вмятинами также подлежат замене. Если масло сильно загрязненное, мутное, с запахом гари, его необходимо сменить, а заодно установить новый фильтр. Не ремонтируется, а меняется вакуумный корректор, неисправность которого демонстрирует синеватая окраска выхлопа.

При износе сцепления, в зависимости от его масштабов, можно ограничиться заменой накладки (ее необходимо переклепать) или выполнить замену сцепления в сборе – диска, корзинки и выжимного подшипника. Чтобы заменить сцепление, нужно демонтировать коробку переключения скоростей.

Ремонт сцепления трансмиссии

Довольно часто нуждается в замене или регулировке трос сцепления. Если он разорван или перемещается слишком туго, необходима замена. Трос сначала отсоединяется от блока сцепления, а потом от педали, а крепление нового производится в обратном порядке. Новый или старый ослабленный вследствие износа дисковых накладок трос необходимо отрегулировать путем подкручивания гайки на наконечнике при ослабленной контргайке. Существуют храповые тросы сцепления с функцией саморегулировки и компенсации длины, такой трос регулируется только после установки.

Если в замене нуждается ШРУС, необходимо открутить гайку ступицы и болты колес, вывернув руль в крайнее положение в сторону, с которой расположен неисправный шарнир. При оттянутом кулаке вытягивается наружная часть шарнира и демонтируется внутренняя, а также пыльники и хомуты. Вал в процессе демонтажа должен быть зажат в тисках. Затем на вал устанавливается новый пыльник, заправленный смазкой ШРУС и стопорное кольцо. Шарнир устанавливается в нужное положение ударами молотка через деревянную прокладку.

Это основные неисправности трансмиссии, которые можно устранить своими руками. Если выявлены более серьезные поломки или в ходе самостоятельной диагностики не удается установить причину некорректной работы трансмиссии, нужно обращаться к специалистам.

Особенности конструкции трансмиссии разных авто

Трансмиссия легковых авто может иметь разную компоновку, что и сказывается на количестве составных частей.

Так, на классических моделях ВАЗ-2106, 2107 и прочих – привод задний, поэтому конструкция трансмиссии включает в себя сцепление, КПП, карданный вал, задний мост с главной передачей, дифференциалом и полуосями.

Более современные модели, та же ВАЗ-2109 – переднеприводная, поэтому у нее кардан с мостом – отсутствуют, а главная передача с дифференциалом входят в конструкцию КПП.

Но дополнительно присутствуют приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей.

А если рассмотреть конструкцию внедорожников – ВАЗ-21213, Шевроле Нива, УАЗ Патриот, то их компоновка трансмиссии включает все указанные элементы авто с передними и задними приводами, и дополнительно еще имеется раздаточная коробка, обеспечивающая передачу вращения на обе оси и возможность отключения одной из них.

Основные признаки необходимости диагностики и ремонта коробки передач

Как правило, все наиболее распространенные неисправности в коробке передач сопровождаются некоторыми «симптомами», которые говорят о нарушениях в ее работе. Если вы замечаете в своей трансмиссии один из нижеописанных признаков — произведите диагностику самостоятельно или обратитесь в сервисный центр.

  • проблемы с переключением передач (и во время движения, и на месте). Основная причина подобных нарушений — слишком низкий уровень масла в коробке, либо если масло в КПП потеряло свои смазывающие свойства. Смазочные материалы ненадлежащего качества также могут привести к сбоям в работе коробки. Еще одна причина возникновения проблем с переключением — плохая регулировка тросов (сцепления и переключения);
  • запах гари в салоне. Как правило, подобное происходит при перегреве и пригорании трансмиссионного масла. Наиболее часто масло начинает пригорать, если произошла утечка, или уровень масла слишком мал;
  • посторонние звуки при работе коробки в режиме нейтрали. Всем известно, что автомобиль на «нейтралке» звучит ровно, низко, кто-то даже может сказать — мелодично. Это говорит о правильной работе агрегатов и систем автомобиля. Если же при включенной нейтрали автомобиль издает посторонние звуки, скрежет, шум — это свидетельствует о том, что какие-то части и механизмы машины порядком износились, необходимо провести диагностику и заменить те детали трансмиссии, которые подверглись износу, устранить причины чрезмерного износа (если коробка относительно «свежая») и поменять масло, которое содержит продукты износа;
  • утечка трансмиссионного масла или повышенный его расход. Эта неисправность может быть следствием каких-либо неполадок и привести к новым поломкам. Следует устранить причину утечки и восполнить объем масла;
  • чрезмерно высокий уровень вибрации в салоне (сюда же относится вибрация рычага переключения передач). Это заметнее всего на нейтрали или низких оборотах двигателя;
  • изменения в динамике переключения. Если процесс переключения стал происходить сложнее, изменилась динамика хода авто, появились резкие «рывки» и «провалы» в крутящем моменте, переключения недостаточно четкие — следует обратиться в автомастерскую как можно быстрее.
Читать еще:  Если сломалось коробка передач у автомобиля

Ремонт механизма переключения передач

Дефектами деталей механизма переключения передач являются:

  • погнутость или износ вилок;
  • износ ползунов;
  • износ замков и стопоров;
  • износ рычага переключения передач.

Эти дефекты вызывают самопроизвольное выключение передач, одновременное включение двух передач, неполное зацепление шестерен и выход рычага из гнезда вилок.

При разборке механизма переключения коробки передач необходимо:

  1. расшплинтовать и вывернуть болты крепления вилок;
  2. вынуть ползун первой и второй передач, а также замок и стопор (остальные ползуны должны находиться в нейтральном положении);
  3. удалить ползун заднего хода, стопор и замок;
  4. вынуть ползун третьей и четвертой передач и его стопор;
  5. отвернуть колпак или стопорный болт крышки и вынуть рычаг с пружиной вверх (автомобиль ГАЗ-51) или вниз (автомобиль ЗИС-150).

Погнутость вилки определяют на проверочной плите, а правят ее в холодном состоянии под прессом. После правки и вторичной проверки вилку тщательно осматривают и при обнаружении трещин заменяют новой.

Изношенные щечки вилки (охватывающие каретку шестерни) и гнездо для шарового конца рычага переключения передач восстанавливают, наплавляя металл сваркой. Наплавленные места обрабатывают на фрезерном станке.

Изношенные выемки на ползунах под стопоры и замки исправляют абразивным бруском. При этом необходимо следить, чтобы не был смещен центр выемки.

Изношенные шарики стопоров и замков, а также ослабевшие пружины заменяют.

Виды трансмиссий

Некоторые широко распространённые конструкции трансмиссий стали классическими, что позволяет выделить их для отдельного рассмотрения.

Механические

Чисто механические решения отличаются простотой и дешевизной, при этом обеспечивая хорошую экономичность по расходу топлива.

Такая трансмиссия имеет в своём составе сухое однодисковое сцепление с педальным приводом, механическую коробку передач с ручным переключением, карданные валы к ведущим мостам или отдельным колёсам, интегрированные в коробку передач или мосты главные передачи с дифференциалами.

Колёса связываются с редуктором моста при помощи полуосей.

Автоматические

Автоматика в трансмиссии обычно участвует в построении коробки передач, хотя всё чаще используются автоматически срабатывающие муфты и на других участках.

Сама же коробка может быть организована в виде классической гидромеханики с элементами электронного управления, робота с соленоидами переключения и управления сцеплением или вариатора, где применён металлический ремень, работающий по конусам переменного диаметра.

Гидравлические

Не так часто используется чисто гидравлическая трансмиссия. Её состав уникален и имеет мало общего со всеми прочими.

От двигателя внутреннего сгорания приводится в действие мощный гидронасос, создаваемое им давление специальной жидкости по магистралям передаётся к исполнительным механизмам осей или отдельных колёс.

В роли этих механизмов используются гидромоторы, выполняющие обратную насосам роль, преобразовывая поток жидкости под давлением во вращение.

Гидромеханические

Характерной чертой гидромеханики является использование гидротрансформатора (ГТР) и управляемой давлением жидкости коробки передач.

ГТР смягчает ударные нагрузки и частично преобразует передаваемый момент за счёт проскальзывания напорного и ведомого турбинных колёс, между которыми ставится реактор для реорганизации потока жидкости.

За ГТР устанавливается механическая коробка своеобразной конструкции, где передачи организованы по планетарному принципу, а переключение производится посредством фрикционов, поджимаемых давлением жидкости через цилиндры. Такие коробки широко распространены и считаются классическими автоматами.

Электромеханические

С целью исключения массивных деталей, а также оптимизации управления, вместо механики можно использовать электрический ток. К двигателю подсоединяется генератор, а вырабатываемая им электроэнергия поступает по обычным проводам к исполнительным электромоторам, которых может быть даже по одному на каждое колесо.

Регулирующий функции сводятся к применению известных принципов электроники и электротехники. Особенно это актуально на автомобилях особо большой грузоподъёмности, а в последнее время и на всевозможных гибридах.

Переднеприводные

Наиболее технологичными в производстве стали переднеприводные машины, где двигатель, коробка и главная передача объединены в отдельный модуль, из которого выходят карданные валы на ШРУС к ступицам ведущих передних колёс.

Читать еще:  Как правильно научиться переключать коробку передачи

Так сейчас устроены практически все бюджетные легковые машины, кроссоверы и даже часть премиум-сегмента. Утверждается, что эти машины просты и надёжны в управлении, хотя на самом деле главный их козырь – технологичность производства и низкая себестоимость. Достаточно проста и компоновка подобных кузовов.

Заднеприводные

Машины с задним приводом стали автомобильной классикой. Здесь реализован немаловажный принцип разделения ведущих и управляемых колёс, а также лучше дела с загрузкой ведущей оси на разгоне, естественностью реакции водителя в сложных ситуациях и простотой реализации полного привода.

Двигатель может быть в передней части машины, хотя на спорткарах он располагается в пределах базы или даже в заднем свесе. Все валы идут вдоль оси кузова.

Полноприводные

Полный привод может быть организован, как на основе переднего, так и классического заднего. В любом случае на машине появляется раздаточная коробка разного уровня сложности, а также иногда электроуправляемые вязкостные или фрикционные муфты подключения отдельных осей.

В таких машинах лучшие характеристики проходимости и управляемости, но и стоимость подобных трансмиссий высока, что ограничивает применение.

Ситуация кардинально решится в сторону полного привода на электромобилях, где его реализовать даже проще, чем любой монопривод.

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)).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов: