Трансмісія в конструкції авто забезпечує зміна і передачу обертання від силової установкина провідні колеса. ця складова частинавключає в себе ряд вузлів, серед яких і головна передача автомобіля.
Призначення, конструктивні особливості
Основне завдання цього елемента зводиться до зміни крутного моменту перед подачею його на привід коліс. Те ж робить і коробка передач, але у неї існує можливість зміни передавальних чисел за рахунок введення в зачеплення тих чи інших шестерень. Незважаючи на наявність в конструкції автомобіля КПП, на виході з неї крутний момент невеликий, а швидкість обертання вихідного вала - висока. Якщо передати обертання безпосередньо на провідні колеса, то виникла навантаження «задавить» двигун. Загалом, авто просто не зможе зрушити з місця.
Головна передача автомобіля забезпечує підвищення крутного моменту і зниження швидкості обертання. Але на відміну від КПП передавальне число у неї фіксоване.
Розташування головної передачі на прикладі звичайної МКПП
Являє собою ця передача на легковому авто звичайний шестерний одноступінчатий редуктор постійного зачеплення, що складається з двох шестерень різного діаметру. Провідна шестерня невелика за розмірами і пов'язана вона з вихідним валом КПП, тобто обертання подається на неї. Ведена ж шестерня значно більше за розмірами і отримується обертання вона подає на приводні вали коліс.
Передавальне число є співвідношенням кількості зубів шестерень редуктора. для легкових автоцей параметр знаходиться в діапазоні 3,5-4,5, а для вантажівок він досягає 5-7.
Чим більше передавальне число (більше кількість зубів веденої шестерні щодо провідною), тим вище крутний момент, що подається на колеса. При цьому тягове зусилля буде більше, але максимальна швидкість нижче.
Передавальне число головне передачі підбирається виходячи з експлуатаційних показниківсилової установки, а також інших вузлів трансмісії.
Пристрій головної передачі безпосередньо залежить від конструктивних особливостейсамого автомобіля. Цей редуктор може бути, як окремим вузлом, встановленим в своєму картері (задньопривідні моделі), так і входити в конструкцію КПП (авто з переднім приводом).
Головна передача в заднеприводном автомобілі
Що стосується деяких повнопривідних авто, То у них може використовуватися різна компоновка. Якщо в такому автомобілі розташування силової установки - поперечне, то головна передача передньої осі входить в конструкцію КПП, а задній розташовується в окремому картері. У автомобіля з поздовжньою компонуванням головні передачі на обох осях відокремлені від КПП і роздавальної коробки.
У моделях з відокремленою головною передачею, цей редуктор виконує ще одну задачу - змінює кут напрямку обертання на 90 град. Тобто вихідний вал КПП і приводні вали коліс мають перпендикулярне розташування.
Розташування головної передачі передній осі Audi
У передньопривідних моделях, де головна передача входить в конструкцію КПП, зазначені вали мають паралельне розташування, оскільки змінювати кут напрямку не потрібно.
У ряді вантажних автозастосовуються двоступеневі редуктори. Примітно, що їх конструкція може бути різною, але найбільшого поширення набула так звана рознесена компоновка, в якій використовується один центральний редуктор і два колісних (бортових). Така конструкція дозволяє істотно підвищити крутний момент, а відповідно і тягове зусилля на колесах.
Особливість роботи редуктора зводиться до того, що він рівномірно розділяє обертання на обидва приводні вали. При прямолінійному русі така умова є нормальним. Але при проходженні поворотів колеса однієї осі проходять різну відстань, тому необхідна зміна швидкості обертання кожного з них. Це входить в завдання диференціала, використовуваного в конструкції трансмісії (він встановлюється на відомою шестерні). В результаті головна передача подає обертання на приводні вали не безпосередньо, а через диференціал.
Види і їх застосовність
Основною характеристикою головних передач є тип шестерень і вид зачеплення зубів між ними. На авто використовуються такі типи редукторів:
- циліндричний
- конічний
- гіпоїдні
- черв'ячний
Віпи головних передач
Циліндричні шестерні застосовуються в головних передачах передньопривідних авто. Відсутність потреби в зміні напрямку обертання і дозволяє використовувати такий редуктор. Зуби на шестернях - косі або шевронні.
Передавальне число для таких редукторів знаходиться в діапазоні 3,5-4,2. Більша передавальне число не використовується, оскільки для цього необхідно підвищувати розміри шестерень, що супроводжується збільшенням гучності роботи передачі.
Конічна, гипоидная і черв'ячна передачі використовуються там, де необхідно не тільки зміна передавального числа, а й зміна напрямку обертання.
Конічні редуктори застосовуються зазвичай на вантажних авто. Їх особливість зводиться до того, що осі шестерень перехрещуються, тобто знаходяться на одному рівні. У таких передачах використовуються зуби косою або криволінійної форми. На легкових авто цей тип редуктора не використовується через значні габаритних розмірів і підвищеного шуму.
На задньопривідних легковиках найчастіше застосовується інший тип - Гіпоїдні. Його особливість зводиться до того, що осі шестерень зміщені. За рахунок розташування провідною шестерні нижче щодо осі веденої, вдається зменшити габарити редуктора. При цьому цей тип передачі характеризується підвищеною стійкістю до навантажень, а також плавністю і безшумністю роботи.
Черв'ячні передачі - найменш поширені і на авто практично не використовуються. Основна причина цього - складність і дорожнеча виготовлення складових елементів.
Основні вимоги. сучасні тенденції
Головним передачам висувається чимало вимог, основними з яких є:
- надійність;
- Мінімальна потреба в обслуговуванні;
- Високі показники ККД;
- Плавність і безшумність;
- мінімально можливі габаритні розміри.
Природно, ідеального варіанту не існує, тому конструкторам при виборі типу головної передачі доводиться шукати компроміси.
Відмовитися від використання головної передачі в конструкції трансмісії поки не виходить, тому всі напрацювання спрямовані на підвищення експлуатаційних показників.
Примітно, що зміна робочих параметрів редуктора є одним з основних видів тюнінга трансмісії. За рахунок установки шестерень зі зміненим передавальним числомможна істотно вплинути на динаміку авто, максимальну швидкість, Витрата палива, навантаження на КПП і силовий агрегат.
Наостанок варто згадати особливості конструкції роботизованих КППз подвійним зчепленням, що позначається і на пристрої головної передачі. У таких КПП парні і непарні передачі розділені, тому на виході є два вторинних валу. І кожен з них передає обертання на свою провідну шестерню головної передачі. Тобто, в таких редукторах провідних шестерень - дві, а ведена тільки одна.
Схема коробки передач DSG
Ця конструктивна особливість дозволяє зробити передавальне число на редукторі змінним. Для цього всього лише використовуються провідні шестерні з різною кількістюзубів. Наприклад, при залученні ряду непарних передач для підвищення тягового зусилля використовується шестерня, що забезпечує більшу передавальне число, а шестерня парного ряду має менше значення цього параметра.
Провідні мости і колісна передача
Ведучий міст являє собою жорстку порожнисту балку, що складається з трьох основних елементів: двох напівосьових рукавів і середньої частини - картера, в якому розміщена головна передача з диференціалом. В порожнисті рукава балок запресовані сталеві трубчасті кужуха піввісь, які служать для установки маточин коліс. За способом виготовлення балки ведучих мостів розрізняють на литі і штам-повал-зварні. У більшості автомобілів і автобусів балки задніх ведучих мостів складаються з двох сталевих штампованих половин, зварених між собою.
Пристрій і взаємодія головної передачі, диференціала і вузлів приводу задніх коліс розглянемо на прикладі провідних мостів автомобілів і автобусів з різними колісними формулами.
Ведучий міст автомобіля ЗІЛ -130 (рис. 14.33). Головна передача заднього моста цього автомобіля подвійна із загальним передавальним числом 6,32. Вона складається з пари конічних зубчастих коліс зі спіральними зубами і пари циліндричних косозубих коліс. Провідна конічна шестерня виготовлена за одне ціле з валом і з'єднана з карданної передачею за допомогою фланця. Вона обертається в роликопідшипниках, встановлених в корпусі, прикріпленому болтами до картера головної передачі. Масло для змазування підшипників ведучої шестірні надходить по жолобу, відлитих в картері.
Ведене конічне зубчасте колесо кріпиться до фланця проміжного вала, з яким як заодно ціле виготовлена провідна циліндрична шестерня. Прокладки між катером головної передачі і корпусом служать для регулювання зачеплення зубів ведучої шестірні і веденого зубчастого колеса.
До корпусу кріпиться кришка підшипника з сальником. Між кришкою і корпусом підшипника встановлена прокладка ущільнювача, а між втулкою фланця / і роликопідшипником - шайба. Між Роликопідшипники розташовані розпірна втулка і два шліфованих сталевих кільця для регулювання підшипників.
Проміжний вал встановлений на конічних ролико-підшипниках, розташованих в кришках картера. Для регулювання підшипників і положення веденого конічного колеса щодо осі ведучої шестерні під кришки підкладені прокладки. Ведене циліндричне зубчасте колесо жорстко пов'язане з двома чашками 20 і 23 коробки диференціала, в яких знаходяться напівосьові конічні зубчасті колеса. Напівосі, розміщені в балці заднього моста, внутрішніми кінцями встановлені в йшли-цевих отворах напівосьових зубчастих коліс.
Коробка диференціала обертається на конічних роликопідшипників, закритих кришками. Ці підшипники регулюють за допомогою гайок. Між чашками диференціала поміщена хрестовина, на шипах якої сидять сателіти, що знаходяться одночасно в зачепленні з напівосьові зубчастими колесами. Для зменшення тертя під напівосьові зубчасті колеса і сателіти встановлені опорні шайби з низьковуглецевої сталі.
При роботі головної передачі посилення від веденого зубчастого колеса передається коробці диференціала, а через неї - на хрестовину і сателіти. Останні, перебуваючи в зачеплення з напівосьові зубчастими колесами, забезпечують обертання півосей.
Напівосі. Передача крутного моменту від диференціала до ведучих коліс відбувається за допомогою півосей. Кожна піввісь внутрішнім кінцем зі шліцами, на яких сидить шестерні піввісь, встановлена в коробці диференціала. На зовнішньому кінці піввісь є фланець для кріплення за допомогою шпильок до маточини колеса. Крім крутного моменту ДВК, чинного на плечі RK (радіуса колеса), півосі можуть сприймати згинальні моменти від сил, що діють при русі автомобіля.
Мал. 1. Ведучий міст автомобіля ЗІЛ -130
Крутний момент від піввісь до маточини ведучого колеса передається через підшипниковий вузол. Залежно від розташування підшипників цього вузла щодо кожуха, в якому знаходяться піввісь, різні і навантаження, що діють на них. У зв'язку з цим піввісь поділяються на два основних типи: полуразгруженние і повністю розвантажені.
Пол уразгру женной полуосью називається піввісь, яка спирається на шарикопідшипник, розташований всередині її кожуха. Така піввісь не тільки передає крутний момент, що скручує її, а й сприймає згинальні моменти.
Повністю разгруженной називається піввісь, розвантажена від згинальних моментів і передає тільки крутний момент. Це досягається тим, що маточину колеса встановлюють на кожусі піввісь на двох широко розставлених роликопідшипниках, в результаті чого згинальні моменти сприймаються кожухом, а півосі передають тільки крутний момент.
На всіх легкових автомобілях, Автобусах особливо малого класу і на багатьох вантажних автомобілях особливо малої та малої вантажопідйомності встановлюють полуразгруженние піввісь. На всіх вантажних автомобілях середньої й великої вантажопідйомності, а також автобусах середнього і великого класів встановлюють повністю розвантажені півосі.
Мал. 2. Схеми піввісь:
а - полуразгруженной; б - повністю разгруженной
Як приклад повністю разгруженной піввісь на рис. 3, а показаний привід задніх ведучих коліс автомобіля ЗІЛ -130 в зборі з полуосью. Для установки піввісь і маточини ведучих коліс до торцевої частини балки заднього моста приварені сталеві труби, які є кожухами півосей. На оброблені шийки кожухів посаджені два конічних роликопідшипника. Зовнішні кільця цих підшипників запресовані в гнізда маточини колеса.
Встановлена на підшипниках маточина закріплюється регулювальної гайкою з замкової шайбою і контргайкою, яка затискає сальник, що перешкоджає попаданню мастильного матеріалув маточину з картера заднього моста. Для запобігання витікання його з маточини і попадання її в гальмівний барабан на трубі розміщений сальник. Фланець півосі кріпиться до маточини за допомогою шпильок і гайок. Для підвищення надійності кріплення піввісь на кожній шпильці встановлено конусні розтискні втулки, за допомогою яких досягається беззазорний з'єднання фланця півосі на шпильках. В результаті цього при передачі крутного моменту одночасно працюють всі шпильки.
На фланці маточини за допомогою шпильок кріпиться гальмівний барабан, а з іншого боку на
цих же шпильках за допомогою гайок кріпляться диски коліс. усередині гальмівного барабанарозташований разжимной кулак, що впливає при гальмуванні на колодки з приклепаними до них фрикційними накладками.
У розглянутій конструкції вузла приводу ведучого колеса піввісь сприймає тільки крутний момент, а підшипники маточини, розташовані симетрично щодо середньої площині колеса, сприймають згинальні моменти: і передають їх на балку, розвантажуючи при цьому піввісь.
Аналогічну конструкцію вузла приводу ведучих коліс мають і вантажні автомобілі ГАЗ -53-12, ГАЗ -52-04.
Типовим прикладом конструкції приводу провідних передніх коліс є привід до керованим колесам автомобіля ГАЗ -66-11. Передній міст цього автомобіля, залишаючись керованим, в той же час передає крутний момент переднім ведучим колесам. Такі мости часто називають комбінованими (одночасно керовані і ведучі). Так само як і задній міст, що веде передній містскладається з головної передачі, диференціала і півосей. У такого моста зовнішня частина кожуха півосі закінчується сферичними чашками, які є опорами поворотної цапфи. Шкворень поворотної цапфи виготовлений у вигляді двох ручок, приварених до сферичної чашці. На шипах встановлені конічні роликопідшипники, які закривають кришками. Верхня кришка одночасно є і важелем порожнистої поворотної цапфи. З огляду на, що крутний момент від диференціала до маточини коліс повинен передаватися під змінюються кутами, піввісь виготовлена як одне ціле з внутрішньої виделкою, а вал, на якому встановлено втулка колеса, виготовлений спільно з зовнішньої виделкою.
Мал. 3. Привід до ведучих коліс автомобіля:
а - ЗІЛ -130; б - ГАЗ -66-11
Внутрішня вилка з'єднана з зовнішньої виделкою карданним шарніром рівних кутових швидкостей кулькового типу, який забезпечує однакові швидкості обертання вилок незалежно від кута керованих коліс. На шліцах вала встановлений фланець, прикріплений до маточини шпильками. Маточина колеса обертається на двох конічних роликових підшипниках, Встановлених на поворотній цапфі.
Колісна (бортова) передача. На автобусах ЛіАЗ-677М, ЛАЗ -4202 і автомобілях сімейства МАЗ задній ведучий міст має подвійну рознесену головну передачу, яка складається з центральної (головної) передачі і колісних редукторів, розташованих в ступицах задніх коліс. Застосування колісних редукторів, або, як їх часто називають, бортовий передачі, дозволяє розвантажити диференціал і піввісь, зменшити габаритні розміри мосту і збільшити дорожній просвітавтомобіля.
Центральна передача складається з пари конічних зубчастих коліс зі спіральними зубами і міжколісного диференціала.
Колісний редуктор автобуса ЛіАЗ-677М виконаний у вигляді прямозубих циліндричних зубчастих коліс з зовнішнім і внутрішнім зачепленням (планетарного типу). Він включає в себе повністю розвантажену піввісь, провідну (сонячну) шестерню, шестерні-сателіти, осі, водило і коронне зубчасте колесо.
Крутний момент полуосью підводиться до провідної шестірні і передається трьом шестерням-сателітам, встановленим на осях, кінці яких запресовані в отвір водила. Водило за допомогою шпильок кріпиться до маточини колеса, що обертається на кулько і роликопідшипниках. В бортовий передачітакого типу крутний момент на маточину колеса передається через водило, а коронне зубчасте колесо є застопореними зубчастої опорою, яка нерухомо з'єднана з цапфою.
На автомобілях МАЗ -500А, МАЗ -5335 застосовують колісний редуктор з застопореними водилом. Він складається з провідної (сонячної) шестерні, встановленої на шліцах зовнішнього кінця півосі, трьох шестерень-сателітів з осями і коронного колеса з внутрішніми зубами.
Коронна колесо є веденим елементом передачі і прикріплено гвинтами до маточини колеса. Водило складається з двох чашок: зовнішньої і внутрішньої, з'єднаних між собою болтами. Воно посаджено на кінець кожуха півосі і пов'язане з ним шліці-вим з'єднанням, тому не обертається (застопорилися).
Мал. 4. Колісна передача автобуса ЛіАЗ-677М
Крутний момент від диференціала центральної передачі підводиться до півосі У, а від неї - до провідної (сонячної) шестерні редуктора. Від провідної шестерні крутний момент передається на три шестерні-сателіти, які обертаються на осях в сторону, протилежну напрямку обертання ведучої шестірні. Від сателітів крутний момент передається відомому (корінної) зубчастому колесу, а від нього до маточини колеса.
Розглянута колісна передача з застопореними водилом є зубчасту передачу з проміжними шестернями (три шестерні-сателіти). Передавальне число такої передачі дорівнює відношенню чисел зубів коронного колеса і сонячної (провідною) шестерні і зазвичай знаходиться в межах 1,4-1,5.
Мал. 5. Колісна передача автомобілів сімейства МАЗ
На деяких автомобілях, наприклад МАЗ -500, застосовують рознесену подвійну головну передачу. У цьому випадку друга пара зубчастих коліс знаходиться в приводі до кожного з ведучих коліс і отримала назву колісної або бортової передачі.
Вона виконана у вигляді планетарного шестеренчатого редуктора. Провідна (сонячна) шестерня встановлена на піввісь і знаходиться в зачепленні з трьома шестернями-сателітами. Осі сателітів встановлені в нерухомому склянці, що виконує роль водила і складається з внутрішньої і зовнішньої чашок, які з'єднані між собою болтами. Відома шестерня, що має внутрішні зуби, кріпиться до маточини ведучого колеса.
Передавальне число такої передачі зазвичай становить 1,4-1,5. Застосування колісних передач дозволяє зменшити габарити головної передачі, збільшити дорожній просвіт і знизити навантаженість диференціала і півосей.
Доатегорія: - Технічне обслуговування автомобілів
Існуючі різновиди коробок перемикання передач, по суті, є відповіддю на попит автолюбителів. Коробка спільно з рульовим колесом дає можливість ефективно управляти можливостями сучасного автомобіля. Комусь подобається комфорт, хтось швидко втомлюється від управління, хтось взагалі нічого не вміє і боїться. У сучасній класифікації розрізняють три основних види коробок передач і їх варіанти:
- механічна система, ручного способу перемикання передач;
- автоматична багатоступенева КПП;
- бесступенчатая система варіатора;
- роботизована коробка.
Незважаючи на те, що останній вид вважають варіантом механічної коробки передач, існуючі відмінності від класичної схемидозволяють її виділяти в окремому рядку. Можна сміливо визначати її в окремий вид коробки передач.
двигун внутрішнього згорянняне здатний ефективно працювати в найширшому діапазоні оборотів обертання, тому використовують різні види коробок передач, що знижують швидкість обертання робочих валів трансмісії. Це відбувається або за допомогою набору зубчастих шестерень і коліс, як в основних видах коробок передач, або з допомогою штовхають ременів і шківів - в вариаторной схемою коробки.
Варіаторная КПП найбільше відповідає образу життя сучасної людини і дозволяє взагалі відмовитися від управління трансмісією. Перша вимагає максимальної участі водія в управлінні швидкістю і обертовим моментом коліс. Автомат сильно полегшив життя людини за кермом, але вимагає ретельного ставлення до своєї роботи.
Перш ніж відповісти на питання - який вид коробки передач краще вибрати, слід визначити своє ставлення до машини і ступінь своєї участі в управлінні автомобілем.
Прості і надійні ручні системи
механічна системаперемикання, іменована ще «механікою» або «ручкою» - найпоширеніший і простий вид коробки перемикання передач. В сучасних автомобіляхвона представлена двома видами:
- многовальной, в якій шестерні знаходяться на двох або трьох паралельних валах і входять в зачеплення по черзі в залежності від необхідного передавального числа;
- планетарної, в якій шестерні та зубчасті колеса знаходяться в постійному зачепленні в декількох рядах, вибір пари з необхідним передавальним числом виконується за допомогою фрикційних або фрикційних пакетів.
У колісному транспорті планетарний вид механіки використовується тільки в автоматичних коробках, в гірських велосипедах і військовій техніці. Планетарка компактніше і легше многовального виду механізму, але значно дорожче у виробництві.
сучасні легкові машиниз приводом на передні колеса мають двохвальною схему і мінімум 5 ступенів передач для руху вперед і одну назад. Дорожчі моделі авто можуть бути оснащені шестиступінчастою коробками передач. При цьому 5-я і 6-я є підвищують - вихідний вал коробки передач обертається з більш високими оборотамиклонували двигуна. Цього більш ніж достатньо для ручного управління.
Основна проблема механічної коробки передач полягає в тому, щоб при перемиканні по команді ручки плавно і безударно вводити в зачеплення пари косозубих шестерень, що мають різні кутові швидкості. Для вирівнювання оборотів в коробці кожна пара шестерень оснащена кільцем синхронізації, виготовленим з бронзи.
При перемиканні передачі водій вимикає зчеплення, тим самим дає можливість синхронізатором вирівняти швидкості обертання шестерень. Після чого ручкою перемикання або безпосередньо, або через систему тяг або тросових приводів, переміщають зубчасту муфту включення всередині корпусу коробки, тим самим ввівши в зачеплення необхідну пару шестерень. Залишається тільки відпустити педаль зчеплення і продовжити рух.
Такі механічні коробки називаються синхронізованими. Керувати ними досить просто і зручно при наявності певного досвіду водіння автомобіля. Правда, неповне вимикання зчеплення, пробуксовка або інші проблеми з відключенням трансмісії приводять до того, що синхронізатори механіки починають інтенсивно зношуватися, аж до неможливості включення передачі без проміжної постановки ручки на нейтральне положення. Перехід на наступну передачу відбувається після повторного вичавлювання зчеплення. Подібний спосіб перемикання широко використовувався раніше і використовується зараз на вантажному транспорті з механікою, що не оснащеної системою синхронізаторів.
Важливо! Зношені синхронізатори, крім утрудненого включення передачі, ведуть до інтенсивного зносу вінців шестерень, місцевим викришування окремих ділянок зубів.
Механічна коробка передач - найнадійніша і економічна, вимагає від водія достатньої кваліфікації і важкої праці по постійному переключення передач в парі з відпрацюванням педаллю виключення зчеплення. Але, як не дивно, багатьма водіями свідомо робиться вибір на користь механіки. На їхню думку, механіка, навіть при підвищеному фізичному навантаженні, доставляє більше задоволення від керування авто, ніж роботизовані або автоматичні коробки.
Секвентальная КПП, як найвища точка розвитку механіки
Точніше буде назвати цю коробку - механічною коробкою передач з секвентальним, або рядним способом перемикання. Ідея прийшла з області розробок для спортивних швидкісних машин. Сучасна секвентальная коробка передач побудована за схемою звичайної механічної коробки з електронним управліннямприводу зчеплення і гідравлічним приводомперемикання передач. особливістю секвентальною коробкиє дотримання суворої послідовності передач.
З переваг секвентального механізму можна відзначити:
- висока швидкість перемикання передачі;
- дотримання послідовності перемикання дає можливість «безболісно» працювати з дуже великими оборотамидвигуна і потужностями;
- спосіб управління за допомогою підрульових пелюсток дозволяє досить комфортно контролювати рух навіть на великих швидкостях або в непростих дорожніх умовах.
У подібних коробках використовують прямозубиє шестерні і не застосовують синхронізатори включення. Вирівнювання швидкостей обертання шестерні і колеса здійснюється комп'ютером по датчику швидкості. Замість зубчастої муфти варто кулачковий механізм включення передач. Завдяки цьому час включення швидкості приблизно на 70-80% менше, ніж у звичайної механіки. Для роботи гідроприводів використовують окремий вузол - акумулятор робочої рідинивисокого тиску.
Роботизовані системи коробки передач
На відміну від секвентального систем, роботизований вид коробки має електромеханічний привід включення пари шестерень. Основу схеми складає механічна коробкапередач, побудована на системі двох робочих валів-рядів передач. Парні номери зібрані на одному валу, непарні - на іншому. Кожен з валів має власний диск зчеплення і може включатися-вимикатися незалежно.
Такий вид коробки використовує преселективний режим. Хитрість конструкції полягає в тому, що комп'ютер заздалегідь, використовуючи дані про режим роботи трансмісії, обчислює найбільш підходящу для включення наступну передачу. За допомогою соленоїда виконує її зачеплення на протилежному ряду передач при вимкненому зчепленні. У момент перемикання залишиться тільки включити зчеплення і продовжити рух. Завдяки цьому перемикання відбувається з дуже високою швидкістю.
У своєму роді коробки-роботи займають проміжне положення між автоматичними коробками і механікою. При цьому по виконуваних функцій і ступеня комп'ютеризації цей вид коробки можна назвати більш автоматичним, ніж існуючі гідромеханічні системи.
Найбільш відомим і розрекламованим роботизованим видом КПП називають семиступінчасті коробки системи DSG, що встановлюються на моделі VW з невеликим об'ємом двигуна. Відгуки про роботу - від рекламно-хвалебних захоплень до відкрито негативних.
Якщо ви надумали купити авто з подібною системою передач, варто враховувати наступне:
- роботизована коробка- дуже складний механізм, найменше цей вид коробки призначений для швидкісного запису гуми в божевільних гонках. Коробки складно управляються, обслуговуються і ремонтуються.
- До управління на DSG слід звикати не менше двох тижнів. Шанувальникам механіки цей вид здається повільним і непередбачуваним, водіям, пересів з гідромеханічних коробок - смикає невпопад.
- Уже зараз якість роботів дозволяє надавати 5-ти річну гарантію і 150 тис. Пробігу.
Цікаво! При всіх критичних зауваженнях роботи дешевше у виготовленні, мають більш високий ККД і, за заявами експертів, можливо, саме цей вид витіснить застарілу гідромеханіку з ринку легкових автомобілів.
Найскладніший вид трансмісії - автомати і варіатори
Чим більше функцій виконує коробка передач, тим складніше її виробництво, нижче надійність і вище вартість. Найбільш дорогими і неекономічними завжди були і залишаються всі види автоматичних коробок передач автомобіля. Конструкція цього виду представлена гідромеханічними і адаптивними коробками передач. В основі схеми лежать два основних агрегату - гідротрансформатор і планетарна коробка передач.
В сучасних автоматичних коробках передач гідротрансформатор виконує роль компенсатора, що збільшує або зменшує на невелику величину основну передачу планетарного механізму. Таким чином, спільна робота двох агрегатів забезпечує оптимальне число передачі трансмісії в конкретних умовах.
Великі втрати в гідравліки змусили інженерів кілька удосконалити роботу цього виду автомата. Тепер робота гідротрансформатора на швидкостях понад 20 км / год блокується муфтою, а передача крутного моменту виконується безпосередньо через фрікціони на планетарну коробку.
У ряді випадків, замість підключення гідротрансформатора, його функції на перехідних режимах забезпечуються пробуксовкою пакетів фрикційних накладок, що простіше і ефективніше.
Однією з різновидів автоматичної трансмісіїє адаптивна автоматична коробка, в якій комп'ютерним блоком управління здійснюється підбір найбільш відповідного передавального числа в планетарної коробці.
цей вид автоматичної коробкипоки залишається поза конкуренцією в трансмісії авто підвищеної прохідності, Позашляховиках і машинах з великим об'ємом двигуна. В обслуговуванні та ремонті складний, вимагає високої кваліфікації і якісних витратних матеріалів.
вариаторні системи
В результаті 30 років еволюції перших воротарів для малопотужних мотоколясок та скутерів технологам вдалося довести рівень надійності і довговічності штовхає ременя (основного елемента безступінчатого варіатора) до цілком прийнятної величини пробігу в 150 тис. Км. Сам штовхає ремінь представляє диво інженерної думки. Він виготовлений з великого числа абсолютно однакових металевих елементів, завдяки чому ремінь може бути гнучким і жорстким одночасно.
У роботі він взаємодіє з двома шківами - вхідним і вихідним, забезпечуючи практично будь-яке передавальне значення коробки передач. Сучасні варіатори отримали прийнятно високий ККД і можливість працювати з двигунами потужністю до 100 к.с. Варіатор можна назвати першою з систем, по-справжньому здатних безперервно змінювати передавальне число трансмісії.
Цей вид автоматики не любить пробуксовки, украй уразливий при низькому як гідравлічна рідина. У більшості випадків варіатор комплектують з гидротрансформатором.
Переваги - дуже точний підбір необхідного передавального числа трансмісії. Цей вид коробки примхливий, доріг у виготовленні і обслуговуванні і в найближчому майбутньому навряд чи вийде з ніші малолітражних автомобілів.
Ще інформації про різні види КПП на відео:
В. Мамедов
Передача крутного моменту від двигуна до кількох провідних мостах автомобіля здійснюється через роздавальну коробку, яка в більшості випадків також збільшує число передач в трансмісії. роздавальні коробкипризначені для виконання наступних функцій:
- розподіляти крутний момент між провідними мостами таким чином, щоб забезпечувалася найкраща прохідність автомобіля без виникнення негативного явища - «циркуляції потужності» в трансмісії;
- збільшувати крутний момент на ведучих колесах в межах, необхідних для подолання опору коченню коліс при русі по поганих дорогах і бездоріжжю, а також на крутих підйомах;
- забезпечувати стійкий рух автомобіля з малою швидкістюпри роботі двигуна в режимі максимального крутного моменту.
Роздавальні коробки виконують за схемами з блокованим, диференціальним або зі змішаним приводом. Особливістю коробки з блокованим приводом є те, що вона забезпечує синхронне обертання коліс різних мостів, А крутний момент розподіляються пропорційно силам опору коченню. Так, якщо задній міст має вагову навантаження 60% від загальної маси автомобіля з колісною формулою 4х4, а на передній припадає 40%, то сили опору коченню коліс заднього і переднього мостів будуть ставитися один до одного як 60:40. У такому ж співвідношенні на рівному шосе будуть знаходитися і моменти, прикладені до валів.
На практиці через нерівності дороги і непрямолинейности руху колеса різних осей проходять різну відстань, і синхронність їх обертання провокує виникнення «циркуляції потужності» в трансмісії, при якій додатково навантажуються зубчасті передачі, підшипники, вали, що в підсумку призводить до їх підвищеного зносу при паралельному збільшенні споживання палива. Шини, частково знижують гостроту негативних явищ при «циркуляції потужності», піддаються підвищеному нагріву і зносу.
У роздавальних коробок з диференціальним приводом крутний момент передається від ведучого вала до веденим через диференціал. Тому вихідні (ведені) вали такий роздавальної коробки можуть обертатися з неоднаковими кутовими швидкостями. Розподіл моментів між провідними осями автомобіля визначаються конструкцією диференціала і місцем його положення в кінематичній схемі. Диференціал, розміщений в роздавальної коробці, називають міжосьовим на відміну від межколесного, встановленого в провідному мосту.
При повороті автомобіля з роздавальної коробкою, оснащеної диференціалом, колеса керованого моста обертаються швидше коліс некерованих мостів, оскільки проходять більший шлях. Різниця в швидкостях компенсує міжосьовий диференціал. Слід зауважити, що співвідношення між крутять моментами на валах диференціала залишається постійним і рівним внутрішньому передавальному числу диференціала. Оскільки силовий потік через диференціал передаватися не може, «циркуляція потужності» повністю виключена.
В роздавальних коробках зі змішаним приводом одні ведені вали пов'язані між собою так, що мають однакову кутову швидкість, а інші з'єднані через диференціал. До «змішаним» можна віднести і коробки з диференціалом, що блокується, або з пристроями, що підвищують тертя в диференціалі.
Силовий потік, що підводиться від основної коробки передач або гідромеханічної трансмісії, може розподілятися роздавальної коробкою на один передній і один або два задніх моста автомобіля (4х4 або 6х6), на два передніх і два задніх мости - на візки (8х8), на провідні колеса одного з бортів, на правий і лівий борт автомобіля. Відповідно до цього роздаткові коробки називаються: міжосьові, межтележечние, міжколісні, межбортовие.
Існує дві схеми повного приводу: з постійним підведенням потужності до передніх коліс і з відключається переднім мостом. В останньому випадку при русі по хорошій дорозі передній міст відключають від трансмісії, що позначається на підвищенні паливної економічності автомобіля.
Слід мати на увазі, що відключати передній міст на дорогах поганої якості не завжди доцільно, тому що втрати в відключеному приводі переднього моста можуть виявитися досить значними, що позначиться на загальному опорі руху автомобіля і, отже, на його паливної економічності. Приклад тому з вітчизняної автомобільної історії: На автомобілі 6х6 «Урал» -375 спочатку встановлювали муфту відключення переднього моста, а потім від неї відмовилися.
Якщо в роздавальної коробці немає необхідності мати дві передачі, то вона випускається з однієї прямою передачею, що має передавальне число дорівнює одиниці, або з однієї заниженою передачею. Коробки першого типу застосовувалися на американських військових автомобілях «Вілліс», німецьких Unimog S 404, вітчизняних ГАЗ-67 і -67Б; коробки другого типу ставилися на армійські автомобілі ЗІЛ.
Роздавальні коробки, як правило, виготовляються у вигляді окремого агрегату, який кріпиться самостійно на рамі або безпосередньо на картері коробки передач. Рідше роздавальні коробки і коробки передач об'єднує загальний картер.
Найчастіше роздавальні коробки випускаються з двома передачами, прямий і понижувальної, представляючи собою чотирьохвальні демультіплікатор, змонтований в єдиному корпусі. Роздавальна коробка автомобіля ГАЗ-63, наприклад, з'єднувалася з основною коробкою карданним валом, мала спеціальну зубчасту муфту включення переднього моста. В цьому випадку усувалася можливість появи «циркуляції потужності» при прямолінійній русі автомобіля.
При створенні коробки передач наступного покоління для автомобіля ГАЗ-66 вдалося відмовитися від зубчастої муфти, здійснивши включення моста пересуванням каретки, що сидить на проміжному валу. Загальна вага агрегату став менше на 5 кг при спрощення конструкції деталей. У коробці передач автомобілів УАЗ з двома знижувальними передачами введена блокування валів, пов'язаних з переднім і заднім ведучими мостами автомобіля. У разі виникнення «циркуляції потужності» між мостами силовий потік не буде проходити через зубчасті колеса, а піде безпосередньо по зблокованих валів. Це зменшує знос деталей коробки і збільшує її ККД.
У роздавальної коробці автомобіля ЗІЛ-157К дві понижуючі ступені. Передачі перемикаються верхньої кареткою. Передній міст відключається зубчастої муфтою. При включеній муфті передній і середній мости з'єднані безпосередньо. Між цими мостами циркулює потужність має найбільшу величину, так як передній міст керований. Між середнім і заднім мостами величина циркулюючої потужності невелика, так як вони некеровані і близько розташовані один до іншого.
У США, країнах Західної Європи та у нас в даний час на тривісних автомобіляхшироко застосовується тандемний привід, при якому крутний момент до заднього моста передається наскрізним валом через середній міст. Роздавальна коробка при трьох провідних мостах має в цьому випадку два вихідних валу. Приклад такої конструкції - роздавальна коробка автомобіля ЗІЛ-131. У ній на прямій передачі силовий потік на середній і задній мостипередаються без втрат, а на передній - через один полюс зачеплення при включенні нижній правій зубчастої муфти. На першому місці силовий потік передається на середній і задній мости через два полюси (включена нижня ліва муфта), а на передній міст - через один полюс. При такій схемі коробка має високий ККД і конструктивно виходить простий.
Роздавальні коробки з несиметричним диференціалом застосовують на автомобілях великої вантажопідйомності. На двох-і тривісних автомобілях крутний момент може розподілятися в наступній пропорції: на передній міст - 1/3, на задній (або задні) - 2/3. Це досягається вибором епіциклічних зубчастого колеса диференціала, діаметр якого в 2 рази більше діаметра сонячного колеса в планетарному механізмі.
Прикладом може служити роздавальна коробка з несиметричним диференціалом двухосного автомобіля МАЗ-502. Коробка має дві понижуючі передачі. Диференціал розподіляє крутний момент: на передній міст - 1/3, на задній - 2/3. На важкодоступній місцевості диференціал роздавальної коробки можна блокувати. Передній міст в цій конструкції не відключається.
Роздавальна коробка автомобілів «Урал» -375 перших зразків так само, як і коробка всюдихода МАЗ-502 має дві понижуючі передачі і планетарний несиметричний диференціал. За допомогою зубчастої муфти, встановленої на нижньому валу, можна виконувати три операції: муфта в крайньому правому положенні - передній міст включений, силовий потік по мостам розподіляється через диференціал. В даний час в коробках цього типу муфта блокує тільки диференціал, вал ж від роздавальної коробки на передній міст цілий.
У роздавальної коробці чотиривісних автомобілів МАЗ з симетричним диференціалом, встановленим між двома передніми і задніми провідними мостами, силовий потік до них підводиться через два нижніх вихідних валу коробки, які з'єднуються з додатковими роздатковими редукторами. Від цих редукторів привід йде до ведучих мостів. Коробка має пряму і знижувальну передачі та виконана за схемою з проміжним валом. Передачі включаються верхній муфтою, а блокується диференціал нижньої муфтою за допомогою пневмопривода.
При цьому для більшості КПП актуально таке поняття, як головна передача автомобіля. Далі ми поговоримо про те, що таке головна передача і для чого потрібна.
Читайте в цій статті
Для чого потрібна головна передача і що це таке
Як відомо, сьогодні на автомобілі встановлюються наступні типи КПП:
- (Вибір передачі здійснюється вручну);
- (Забезпечує автоматичний вибір передачі, відповідної поточним умовам руху);
- (Забезпечує плавне зміна передавального числа.);
- (Механічна коробка передач, функції виключення зчеплення і перемикання передач автоматизовані).
Основне завдання КПП - передача і зміна крутного моменту від двигуна до ведучих коліс з можливістю зміни передавальних чисел. На виході з коробки крутний момент невеликий, а швидкість обертання вихідного валу висока.
Для підвищення крутного моменту і зниження швидкості обертання служить головна передача автомобіля, що має певне передавальне число. Передавальне число головної передачі залежить від типу, призначення автомобіля та спритності двигуна. Зазвичай передавальні числа головних передач легкових автомобілів знаходяться в діапазоні 3,5-5,5, вантажних 6,5-9.
Пристрій головною передачі в автомобілі
Головна передача автомобіля являє собою шестерний зубчастий редуктор постійного зачеплення, що складається з провідною і відомою шестерень різного діаметру. Розташування головної передачі автомобіля залежить від конструктивних особливостей самого ТЗ:
- автомобілі з переднім приводом - головна передача встановлюється з диференціалом в єдиному корпусі коробки передач;
- автомобілі із заднім приводом - головна передача встановлюється як окремий вузол в картер головної передачі;
- автомобілі з повним приводом- головна передача може бути встановлена як в коробці передач, так і окремо в провідному мосту. Все залежить від розташування ДВС автомобіля (поперечне або поздовжнє).
Ще існує класифікація основних передач по числу ступенів редуктора. Залежно від призначення і компонування на автомобілях застосовують як одинарні, так і подвійні головні передачі.
Одинарна головна передача складаються з однієї пари шестерень провідною і відомою. Застосовується на легкових і вантажних автомобілях. Подвійна головна передача складається з двох пар шестерень і застосовується в основному на вантажних автомобілях середньої й великої вантажопідйомності для збільшення крутного моменту або для збільшення кліренсу на позашляхових автомобілях. ККД передачі 0,93-0,96.
Подвійні передачі можна розділити на два види:
- подвійна центральна головна передача - обидві ступені розташовані в одному картері в центрі головної передачі;
- подвійна рознесена головна передача - конічна пара знаходиться в центрі провідного моста, а циліндрична в колісних редукторах.
При поділі головної передачі на дві частини знижуються навантаження на і деталі. Ще зменшуються розміри картера середній частині ведучого моста, в результаті збільшується дорожній просвіт і прохідність автомобіля. Однак рознесена передача більш дорога і складна у виготовленні, має велику металоємність, її складніше обслуговувати.
Типи головною передачі з вигляду зубчастого з'єднання
Якщо розділити типи головних передач, тоді можна виділити:
- циліндричну;
- конічну;
- червячную;
- гіпоїдні;
Циліндрична головна передача застосовується на легкових передньопривідних автомобілях з поперечним розташуванням двигуна і коробки передач. Її передавальне число знаходиться в межах 3,5-4,2.
Шестерні циліндричної головної передачі можуть бути прямозубими, косозубимі і шевронними. Циліндрична передача має високий ККД (не менше 0.98) але вона зменшує дорожній просвіт і досить гучна.
- Конічна головна передача застосовується на задньопривідних автомобіляхмалої і середньої вантажопідйомності з поздовжнім розташуванням ДВС, де габаритні розміри не мають значення.
Осі шестерень і колеса такої передачі перетинаються. У цих передачах застосовують прямі, косі або криволінійні (спіральні) зуби. Зниження шуму досягається застосуванням косого або спірального зуба. ККД головної передачі зі спіральним зубом досягає 0.97-0.98.
- Черв'ячна головна передача може бути як з нижнім, так і з верхнім розташуванням черв'яка. Передавальне число такої головної передачі знаходиться в межах від 4 до 5.
У порівнянні з іншими типами передач, черв'ячна передача компактніше і менше галаслива, але має низький ККД 0.9 - 0.92. В даний час застосовується рідко через трудомісткості виготовлення і дорожнечі матеріалів.
- Гіпоїдна головна передача являє собою один з популярних видів зубчастого з'єднання. Ця передача свого роду компроміс між конічної і черв'ячною головною передачею.
Передача застосовується на задньопривідних легкових і вантажних автомобілях. Осі шестерень і колеса гипоидной передачі не перетинаються, а схрещуються. Сама передача може бути як з нижнім, так і з верхнім зміщенням.
Головна передача з нижнім зміщенням дозволяє розташувати нижче карданну передачу. Отже, зміщується і центр ваги автомобіля, підвищивши його стійкість при русі.
Гіпоїдна передача в порівнянні з конічною має велику плавність, безшумність, менші габарити. Її застосовують на легкових автомобілях з передавальним числом від 3,5-4,5, і на вантажних замість подвійної головної передачі з передавальним числом від 5-7. При цьому ККД гипоидной передачі становить 0.96-0.97.
При всіх своїх плюсах гипоидная передача має один недолік - поріг заклинювання при зворотному ході автомобіля (перевищення розрахункових оборотів). З цієї причини водієві необхідно виявляти особливу обережність при виборі швидкості руху заднім ходом.
Підведемо підсумки
Отже, розібравшись з тим, для чого потрібна головна передача автомобіля і які типи головних передач використовуються в трансмісії, стає зрозуміло її призначення. Як видно, пристрій і принцип роботи цього вузла відносно прості.
При цьому важливо розуміти, що даний елемент трансмісії в значній мірі впливає на витрату палива, динаміку і цілий ряд інших характеристик і показників автомобіля.
Читайте також
Диференціал коробки передач: що це таке, пристрій диференціала, види диференціалів. Як працює диференціал КПП в трансмісії автомобіля.
