Цены снижены! Бесплатная доставка контурной маркировки по всей России

Назначение трансмиссии автомобиля: Назначение и типы трансмиссии автомобиля

Содержание

Назначение и типы трансмиссии автомобиля

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.

Содержание статьи

Типы трансмиссий

Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Задний привод

Устройство системы заднего приводаУстройство системы заднего привода

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

  • сцепление,
  • коробку передач,
  • карданную передачу,
  • главную передачу,
  • дифференциал,
  • полуоси.

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).

Передний привод

Устройство системы переднего приводаУстройство системы переднего привода

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.

Полный привод

Устройство системы полного приводаУстройство системы полного привода

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.

Что такое трансмиссия и как она работает — фото видео.

Когда каждый человек еще в детстве начинает интересоваться автомобилями, он изучает не только марки и моделей машин, но и устройство автомобиля. Одним из главных агрегатов автомобиля является трансмиссия, которая состоит из множества более мелких узлов и агрегатов. В данной статье мы расскажем всем интересующимся молодым автомобилистам, что такое трансмиссия в автомобиле.

Содержание статьи

Определение понятия «трансмиссия»

Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.

Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление.

Назначение и схемы трансмиссий

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

В транс­миссию входят:

  • сцепление,
  • коробка передач,
  • карданная передача,
  • главная передача, устанавливаямая в картере ведущего моста,
  • дифференциал
  • полуоси.

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).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

 

Схемы трансмиссий:
а — автомобиля 4X2, б — переднеприводного автомобиля 4X2, в — автомобиля 4X4, г — автомобиля 6X4

Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.

На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.

На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.

Классификация трансмиссий

Рассмотрим классификацию трансмиссий.

По методам передачи и преобразованию момента трансмиссии подразделяются на электромеханические, механические и гидромеханические.

Механическая трансмиссия

Трансмиссии механического типа (обычные и планетарные) в КПП содержат только фрикционные и шестеренчатые устройства. Преимущества их заключаются в коэффициенте полезного действия, небольшой массе и компактности, простоте в эксплуатации и на­деж­нос­ти в работе. Недостаток трансмиссии такого типа – ступенчатость изменения передаточных чисел, понижающая использование мощности силового агрегата. Длительное время на пе­рек­лю­че­ние рычагом передач усложняет управление автомобилем. Именно поэтому спор­тив­ные автомобили, оснащенные механической трансмиссией, снабжают электронными переключателями передач (кнопками на рулевом колесе, подрулевыми лепестками) и КПП со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Использование трансмиссий механического типа свойственно советскому трак­то­ро­стро­е­нию.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссии гидромеханического типа оснащены гидромеханической КПП, которая состоит из механического редуктора и гидродинамического преобразователя момента. Преимущества таких трансмиссий заключаются в возможности автоматизации смены пе­ре­да­чи и облегчении управления, автоматическом изменении крутящего момента на основе внешних сопротивлений, фильтрации крутильных колебаний и уменьшении пиковых наг­ру­зок, действующих на агрегаты трансмиссии, и увеличении за счет этого долговечности и надежности трансмиссии поршневого мотора.

Главный недостаток таких трансмиссий – достаточно низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно большого КПД гидротрансформатора. Если КПД гид­ро­пе­ре­да­чи не меньше 0.8, диапазон изменения крутящего момента не выше трех, что заставляет иметь механический редуктор на 3-5 передач, включая передачу заднего хода. Необходимо располагать специальной системой охлаждения, а также подпитки гидроагрегата, что увеличивает габаритные размеры моторно-трансмиссионного отдела. Без фрикционов или специальных автологов пуск двигателя с буксира и торможением двигателем не обес­пе­чи­ва­ет­ся.

Трансмиссии гидромеханического типа активно применяются в западном трак­то­ро­стро­е­нии – «Леопард-2» (ФРГ), М1 «Абрамс» (США). В трансмиссиях перечисленных танков в основном приводе, кроме гидромеханических передач, также применяются в до­пол­ни­тель­ном приводе гидростатические передачи для выполнения поворота. Гид­ро­ме­ха­ни­чес­кой передачей оснащен дизель-поезд под названием Д1 венгерского производства, ра­бо­та­ю­щий на постсоветском пространстве ЖД-техники.

Гидравлическая трансмиссия

Трансмиссией гидравлического типа в транспортной технике является такая транс­мис­сия, в которой переключения осуществляются не механическим методом, а гид­рав­ли­чес­ки­ми аппаратами, т.к. чисто гидравлические трансмиссии встречаются довольно редко. Трансмиссия такого типа оборудована КПП с вторичным и первичным валами, а также, как и в обычной КПП, несколькими парами зубчатых колес, но включение необходимой пары в рабочий процесс выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или же гидротрансформатор, который заполняется для включения передачи.

Главное достоинство трансмиссии такого типа – включение передач совершенно безударное и полное отсутствие механических муфт, стабильно работающих в процессе передачи больших крутящих мо­мен­тов (к примеру, на тепловозах), главный минус – необходимость монтажа отдельной гидромуфты для каждой передачи. Из-за своих особенностей гидропередача применяется в основном на железнодорожной технике. Из отечественных разновидностей техники гид­ро­пе­ре­да­чей оснащены, к примеру, дизель-поезд ДР1, маневровые тепловозы ТГМ6 и ТГМ4.

Гидростатическая трансмиссия

В трансмиссии гидростатического типа для передачи мощности применяется ак­си­аль­но-плунжерные гидромашины. Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удается разносить их на достаточно значительные расстояния и придавать гораздо большее число степеней свободы. Главный минус гидрообъемной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.

Гидростатическая передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках, так как там необходимо обеспечивать достаточно большое передаточное число, а также очень часто приводить вальцы с торца, затруднено построение механической передачи), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, теп­ло­во­зах.

Электромеханическая трансмиссия

Трансмиссии электромеханического типа состоят из тягового электромотора (или нескольких), электрического генератора, электрической системы контроля, а также со­е­ди­ни­тель­ных кабелей. Главным достоинством трансмиссий электромеханического типа яв­ля­ет­ся обеспечение более широкого диапазона автоматического изменения силы тяги и крутящего момента, а также отсутствие кинематической жесткой связи между механизмами электротрансмиссии, что дает возможность создать разные компоновочные схемы.

Главными минусами, которые препятствуют распространению трансмиссий элект­ри­чес­ко­го типа, являются большая масса, габариты и цена (особенно если применяются электромашины постоянного тока), меньший КПД (по сравнению с механической). Но с развитием электротехнической промышленности, широким распространением ин­дук­тор­но­го, вентильного, синхронного, асинхронного и других разновидностей электропривода открывается все больше новых возможностей для электромеханических трансмиссий.

Данные трансмиссии широко используются в тепловозах, тракторах, карьерных самосвалах, морских судах, военной технике, самоходных механизмах, немецких военных машинах «Мышонок» и «Фердинанд», а также автобусах, которые с трансмиссией этой разновидности более правильно называются теплоэлектробусы, к примеру, ЗИС-154.

На современных автомобилях, по большей части, используется трансмиссия ме­ха­ни­чес­ко­го типа. Трансмиссия механического типа, в которой изменение крутящего момента происходит в автоматическом режиме, называется автоматической трансмиссией.

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.

Трансмиссия автомобиля Принцип работы трансмиссии

Урок 6 — трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариатор

назначение, устройство и принцип работы

Установить двигатель на старинную карету для создания автомобиля оказалось недостаточным. Надо было решить ещё две задачи – передать его крутящий момент на ведущие колёса и преобразовать скорость вращения таким образом, чтобы тянущее усилие смогло быть достаточным на любой скорости автомобиля. То есть не просто изменить направление передачи мощности, но и получить функцию регулирования момента на колёсах при номинальной частоте вращения вала двигателя.

Содержание статьи:

Эти задачи и выполняет трансмиссия автомобиля.

Зачем в машине трансмиссия

Исходя из функционального назначения, можно выделить несколько конкретных задач, которые решают механизмы трансмиссии:

  • соединение и оперативное отключение узлов передачи момента с выходным валом двигателя, обычно с установленным там маховиком;
  • изменение общего передаточного числа трансмиссии, то есть отношения скорости вращения вала двигателя к оборотам ведущих колёс;
  • дополнительное повышение или понижение передаточного числа в особых условиях движения, например на бездорожье или при подъёмах в гору с большой нагрузкой;
  • распределение крутящего момента между осями, когда автомобиль имеет более одной ведущей пары колёс;
  • передачу вращения вдоль оси автомобиля к ведущим мостам или поперёк, непосредственно к ступичным узлам колёс;
  • разворот направления передачи момента от продольного к поперечному в ведущих мостах;
  • обеспечение возможности колёсам вращаться с разной скоростью при неизменной их загрузке крутящим моментом;
  • отключение одной или нескольких функций, когда это необходимо;
  • дополнительные функции, относящиеся к специфике конкретного транспортного средства, например, стояночное торможение, отбор мощности на внешние агрегаты и тому подобное.

Каждая функция имеет своё механическое, гидравлическое или электрическое устройство для её исполнения, иногда возможности совмещены в одном узле.

Принцип работы

В трансмиссии используется несколько характерных приёмов передачи вращательного движения на расстояние:

  • возможность размыкания потока мощности;
  • сдвиг оси вращения в пространстве;
  • наклон оси вращения под постоянным или переменным углом;
  • изменение величины крутящего момента с пропорциональным, но противоположным изменением частоты вращения;
  • одновременное использование различных принципов, например в гипоидных передачах или более сложных случаях.

Применяются самые разные узлы и детали, от простейших валов и шестерён до приборов силовой электроники, управляемых компьютером.

Что входит в трансмиссию автомобиля

В большинстве производимых автомобилей используются узлы и агрегаты, известные ещё с тех пор, когда конструкция начала терять элементы экзотики и стала типовой. Некоторые из них стали устаревать или сильно видоизменяться.

Сцепление

Предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от всей прочей трансмиссии. Чаще всего с обычными механическими коробками передач или автоматизированными (роботами) используется однодисковое сухое сцепление, состоящее из ведомого диска, который зажимается между ведущим подпружиненным и поверхностью маховика.

Но нередко узел может содержать несколько пар дисков, работать в масляной ванне, или даже выполняться в виде гидротрансформатора, где вращение передаётся между крыльчатками турбинного типа, взаимодействующим через поток гидравлической жидкости. Такие решения применяются в автоматических трансмиссиях разной организации.

Коробка передач

Коробка служит для изменения передаточного числа, адаптируя рабочий диапазон частот вращения вала двигателя к разным скоростям движения.

Коробки подразделяются на несколько принципиально разных категорий:

  • механические с ручным переключением;
  • роботизированные, то есть те же МКПП, но с автоматическим переключением и управлением сцеплением;
  • автоматические гидромеханического типа;
  • преселективные с двумя автоматическими сцеплениями;
  • бесступенчатые вариаторного типа.

На одной и той же модели автомобиля могут использоваться разные коробки, в зависимости от целевого потребителя.

Карданная передача

Представляет собой вал с двумя или несколькими шарнирами.

В качестве них могут быть применены:

  • классические крестовины, имеющие недостаток в виде неравномерности вращения на больших углах отклонения от оси;
  • сдвоенные крестовины, дающие меньшую вибрацию, но массивные и громоздкие;
  • шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), дающие минимум неравномерностей и вибраций, но относительно дорогие в производстве;
  • эластичные муфты, простые, дешёвые, но не очень надёжные, работающие только на небольших углах и неспособные передать значительный момент.

Карданных валов в автомобиле может быть несколько, в том числе и составных с промежуточными подвесными подшипниками.

Главная передача

Обычно этим термином обозначается понижающий редуктор ведущего моста. В классическом случае это гипоидная пара шестерён, работающая с низким уровнем шума и разворачивающая момент на 90 градусов с одновременным смещением оси вращения.

Но иногда используется и обычная пара конических шестерён, если нет необходимости в смещении оси. Передаточное число главной передачи в большой степени характеризует тяговые или скоростные возможности автомобиля.

Дифференциал

Колёса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью только когда они строго одинакового диаметра, а автомобиль движется прямолинейно. Во всех прочих случаях им надо давать возможность опережения или отставания, чтобы не создавать паразитных разрушающих моментов в трансмиссии.

Для этого и применяются дифференциалы, развязывающие колёса друг от друга, при этом продолжая передавать момент на все. Теория и номенклатура дифференциалов достаточно сложна, они могут быть свободными, блокируемыми, вязкостными, несимметричными и с разными способами управления.

Применяются они как на ведущих осях, так и в раздаточных коробках, распределяющих момент между осями.

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.

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.

По теме: Что лучше полный привод, передний или задний

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

Признаки поломки трансмиссии

Диагностируется трансмиссия в принципе проще, чем двигатель, но в последнее время она настолько усложнена, что потребуется те же приёмы использования специальных сканеров, но механические поломки достаточно наглядны:

  • отказы сцепления, которые проявляются в его пробуксовке или наоборот, передаче момента в выключенном состоянии;
  • поломки полуосей и приводов, случающиеся при их сильной перегрузке;
  • естественный износ подшипников, которых в трансмиссии очень много, проявляется как вой или хруст;
  • крестовины карданов и шарниры равных угловых скоростей проявляют свой износ начиная с треска при больших углах поворота;
  • механические коробки передач имеют синхронизаторы, которые по мере износа начинают препятствовать бесшумному переключению, после чего начинают «выпадать» передачи;
  • гидроавтоматы при переключениях начинают выдавать толчки, как говорят, «пинаться», что становится первым сигналом к ремонту;
  • главные передачи при начавшемся разрушении издают характерный вой;
  • дифференциалы могут начать стучать при ускорении или хрустеть при срыве одного из колёс в скольжение;
  • вариаторы просто отказывают при критическом износе ремня и конусов.

Основной причиной поломок почти у всех трансмиссий выступает злоупотребление максимальными режимами работы, это частые резкие разгоны, быстрое переключение и перегрев.

Проблема усугубляется пренебрежением к регулярной замене масла. К сожалению, на это подталкивают и изготовители, слишком оптимистично формируя регламенты ТО.

Регулярной заменой масла на свежее и качественное можно довести срок службы трансмиссии до полного износа двигателя, а в отдельных случаях и до утилизации автомобиля в целом.

Что такое трансмиссия автомобиля простыми словами

Все узлы и детали автомобиля, задействованные в направлении потока мощности от двигателя к колёсам, относятся к комплексу средств, называемых трансмиссией или силовой передачей. Иногда её элементы параллельно выполняют другие функции, например, роль несущих конструкций, вспомогательной тормозной системы или источников сигнала для электронного оборудования, но по основному назначению продолжают относиться к трансмиссионной группе. Попытаемся рассказать, что такое трансмиссия автомобиля простыми словами. Насколько это вообще возможно, современный автомобиль достаточно сложен.

Назначение трансмиссии

Источником крутящего момента является, как правило, маховик двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно с него снимается вся необходимая для движения машины полезная мощность. Но для передачи её к ведущим колёсам потребуется создать схему, которая позволит изменять соотношение крутящего момента и скорости вращения. Произведение этих двух величин как раз и представляет собой мощность. Увеличивая одну из них при постоянной отдаче двигателем мощности, трансмиссия уменьшает вторую, что необходимо для обеспечения работы автомобиля в различных дорожных условиях и на разных скоростях. Причём этим соотношением должен оперативно управлять водитель или электронные системы машины. Практически это выражается в виде изменения передаточного числа трансмиссии. Таким образом, трансмиссия автомобиля это посредник между мотором и ведущими колёсами.

Помимо этого, силовая передача должна позволять выбирать момент, подаваемый на каждое колесо. В идеале — от нуля до максимума, хотя не все схемы на это способны. В простых случаях достаточно нагрузить крутящим моментом два ведущих колеса.

Трансмиссия автомобиля

Физические принципы работы

По способу передачи момента возможны различные варианты исполнения.

  • Механическая трансмиссия. Представляет собой набор валов и шестерёнчатых передач. Гидроавтоматические коробки также относятся к данной группе, поскольку гидравлика и электроника там используются только для управления процессом переключения передач.
  • Гидравлическая трансмиссия. Практически не применяется на автомобилях, хотя есть примеры её использования в мототехнике. Базовым принципом является использование гидронасоса высокого давления с одной стороны и гидромоторов в качестве исполнительных механизмов. Между ними расположена напорная магистраль с гибкими шлангами.
  • Электрическая трансмиссия. Выглядит самой простой и эффективной, видимо за ней будущее. К двигателю подсоединён генератор, вырабатывающий ток большой мощности, которым легко управлять и передавать его к исполнительным устройствам. В их роли применяются электромоторы. Мотор можно устанавливать на каждое ведущее колесо, реализуя любой алгоритм управления. В случае чистого электроавтомобиля в качестве источника энергии используется не генератор, а аккумуляторная тяговая батарея. Применяется реверсирование при реализации режима рекуперации энергии для подзаряда батареи при торможениях.
  • Гибридные схемы. Например, совместное использование механической передачи на одну ось и электрической — на другую. По такому принципу уже построены некоторые серийные автомобили.

Механическая трансмиссия машины

Механическая трансмиссия машины

Виды привода

По количеству задействованных ведущих колёс возможны разные системы передачи момента. Трансмиссия автомобиля состоит из механизмов, реализующих эти схемы.

  • Задний привод. Двигатель располагается впереди автомобиля или по центру кузова в пределах колёсной базы, или сзади над осью, или в заднем свесе. Коробка передач для организации лучшей развесовки может быть в блоке с двигателем или с главной передачей на задние колёса.
  • Передний привод. Используется в массовых автомобилях, хотя иногда его применяют и в более дорогих классах, а также в лёгких грузовиках. Разница может быть лишь в поперечном расположении силового агрегата или продольном. Первая схема более компактна и проще реализуется.
  • Подключаемый полный привод. Возможно много вариантов, но чаще всего используются два. На утилитарных внедорожниках водитель вручную подключает передний мост на тяжёлых участках при постоянном заднем. У кроссоверов используется электронная или вязкостная муфта, подключающая задний мост, постоянно в этом случае используется передний.
  • Постоянный полный привод. В машине всегда задействованы для создания тяги все колёса. Различные механические и электронные устройства могут изменять соотношение момента по осям или даже по колёсам.

Трансмиссия полноприводного автомобиля

Состав и функции отдельных узлов

Перечислим всё то, что входит в трансмиссию автомобиля.

Сцепление

Служит для разъединения двигателя с коробкой передач в автомобилях с механической или роботизированной КПП. Это необходимо при трогании с места и переключении передач. Может управляться водителем или сервоприводом со стороны электронного блока, заведующего режимами коробки с автоматическим переключением.

Сцепление бывает с одним диском или набором фрикционов, сухим или работающим в масле. Чаще всего применяется сухое однодисковое сцепление, состоящее из ведущего диска с нажимной пружиной диафрагменного типа, закреплённого на маховике коленвала, ведомого диска, скользящего по шлицам первичного вала коробки, и выжимного подшипника. Привод выключения сцепления гидравлический или тросовый. Часто рабочий гидроцилиндр сцепления объединён с выжимным подшипником.

При нажатии на педаль или активации сервопривода выжимной подшипник смещается по валу коробки и сжимает пружину ведущего диска. Ведомый перестаёт давить на поверхность маховика, и связь двигателя с коробкой прерывается.

Сцепление легкового автомобиля

Коробка передач

Самый сложный узел трансмиссии. Именно в нём осуществляется изменение общего передаточного числа для адаптации режима работы двигателя к конкретной дорожной ситуации. Коробки могут иметь различную конструкцию.

  • Механические КПП. Смена передач происходит путём задействования тех или иных пар шестерён между ведущим и ведомым валами. Свободно вращающиеся на валах шестерни блокируются зубчатыми муфтами, снабжёнными синхронизаторами для более плавного переключения.
  • Роботизированные МКПП. Конструктивно аналогичны, но переключение производится электроприводами, которые управляются электронным модулем. Педаль сцепления отсутствует, с точки зрения водителя это коробка-автомат. Могут снабжаться двумя сцеплениями и двумя наборами шестерён, чётного и нечётного ряда. В этом случае переключение многократно ускоряется, поскольку во время разгона на каждой передаче следующая уже включена, остаётся только разомкнуть одно сцепление и сомкнуть другое. Такой тип принято называть преселективной коробкой, или DSG.
  • Гидромеханические автоматические коробки. Выбор передач происходит замыканием мокрых фрикционов в планетарных наборах шестерён. Отличаются плавностью работы, многоступенчатостью и сложными адаптивными алгоритмами электронного управления. При этом расход топлива выше, чем у механики. Вместо сцепления применён гидротрансформатор, состоящий из двух турбин, работающих в масле.
  • Вариаторы. Представляют собой два шкива переменного диаметра, между которыми работает приводной ремень, иногда состоящий из металлических звеньев цепного типа. Это коробка бесступенчатого переключения, хотя часто в ней искусственно имитируется переключение виртуальных передач.

Механическая коробка передач

Механическая трансмиссия машины

Раздаточные коробки

Обычно называются просто раздатками. Служат для распределения крутящего момента от КПП по ведущим мостам. Могут содержать демультипликатор, то есть дополнительную ступень повышения передаточного числа. Такая функция полезна внедорожникам, поскольку умножает крутящий момент на труднопроходимых участках, снижая при этом скорость на каждой передаче основной КПП.

Механическая коробка передач

На кроссоверах иногда раздаткой называют угловой редуктор, снимающий мощность с выхода коробки и направляющий её через карданный вал к муфте подключения заднего моста. В таких механизмах демультипликатор или блокировку межосевого дифференциала не используют, кроссоверы не обладают внедорожными способностями.

Раздаточная коробка

Ведущие мосты

Служат для разворота направления вращения карданных валов к колёсам с одновременным дополнительным понижением передаточного числа. Применяются в основном пары гипоидного зацепления для снижения шумности работы. Здесь же устанавливаются межколёсные дифференциалы, иногда блокируемого типа. Блокировка важна для внедорожников, а также для спортивных автомобилей, где она позволяет применять векторное руление на больших скоростях и предельных режимах работы шин.

Ведущий мост

Карданные валы

Бывают двух типов — с применением классических крестовин или ШРУС, шарниров равных угловых скоростей. В последнем случае передача момента под большими углами происходит с меньшим уровнем вибраций. Карданными валами различного типа приводятся ведущие мосты, а также они передают вращение от редукторов к ступицам колёс.

Основным вектором развития автомобильных трансмиссий выглядит всё большее внедрение электрических и электронных устройств. Валы и шестерни заменяются электропроводкой и электромоторами, блокировки дифференциалов имитируются подтормаживанием отдельных колёс, применение механических КПП постепенно сокращается. Вершиной эволюции на данный момент представляется экологически чистый электромобиль, где трансмиссия в обычном понимании слова отсутствует полностью.

Карданный вал

Видео: Что такое трансмиссия автомобиля простыми словами

Вам также будет интересно почитать:

Что делать, если порвался пыльник ШРУСа

Вариатор или классический гидроавтомат: что лучше

что такое трансмиссия автомобиля простыми словами

В машиностроении трансмиссией называется совокупность механизмов, призванная передавать крутящий момент от силового агрегата к рабочему органу механического устройства. Автомобильная трансмиссия выполняет ту же функцию и передает крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания к ходовой части (колесам) автомобиля для изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения транспортного устройства.

Что такое трансмиссия автомобиля

Автомобильная трансмиссия — разновидность трансмиссии, обеспечивающая движение автомобилем и его управление водителем. В общих случаях в состав автомобильной трансмиссии входят:

  • сцепление либо гидротрансформатор;
  • коробка передач;
  • главная передача;
  • шарнир равных угловых скоростей.

Опционально в состав трансмиссии также могут входить раздаточная коробка и карданная передача.

Классификация автомобильных трансмиссий основана на различных принципах переключения передач и передачи крутящего момента к рабочему органу автомобиля, то есть колесам. Выделяют следующие виды автомобильных трансмиссий:

  • механическая;
  • автоматическая;
  • роботизированная;
  • трансмиссия типа вариатор.

Устройство механической трансмиссии

be6e4eb713acdaf0e8fec7fee097d422

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.

Устройство автоматической трансмиссии

0000c27a4d0cc21a85bc8296ba3250e6

Автоматическая трансмиссия обеспечивает переключение передач в автоматическом режиме. Это означает, что человеку, управляющему автомобилем, не нужно выжимать сцепление и переключать рычаг КПП. Коробка-автомат была разработана еще в начале XX века, основные принципы ее работы сохранились с того времени.

Классическим вариантом автоматической трансмиссии является гидротрансформаторная КПП, состоящая из следующих узлов:

  • гидротрансформатора;
  • планетарного механизма.

Последний включает в себя следующие детали

  • гидравлический или электронный блок управления АКПП;
  • фрикционную муфту;
  • обгонную муфту;
  • ленточный тормоз;
  • масляный насос.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента от силового агрегата и по своей сути заменяет сцепление. Передача крутящего момента осуществляется за счет накопления и использования кинетической энергии жидкости, находящейся внутри корпуса гидротрансформатора. Также он обеспечивает гашение толчков, возникающих при переключении передач, из-за отсутствия жесткой кинематической связи между своими элементами.

Планетарный механизм обеспечивает выбор скорости и передачу крутящего момента от гидротрансформатора к приводам колес. В планетарном механизме осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, что определяет выбор передаточного числа. Управление коробкой осуществляет гидравлический или электронный блок управления, собирающий сведения от различных датчиков и определяющий необходимый режим работы.

Классическая автоматизированная трансмиссия имеет множество достоинств: она обеспечивает комфортность управления автомобилем, имеет большой ресурс, зачастую превосходящий механическую трансмиссию, предотвращает банальные ошибки водителя при переключении передач. Разумеется, имеются и минусы: автомат достаточно дорог, поэтому им редко оснащаются автомобили эконом-класса. Также трансмиссия подобного типа увеличивает вес авто, снижает динамику и максимальную скорость, повышает расход топлива и требует тщательного ухода. В случае поломки ремонт автоматической трансмиссии обойдется владельцу авто в немаленькую сумму.

Устройство трансмиссии типа вариатор

5e9915f0c01212b815960869fdacd131

Вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission), это разновидность бесступенчатой автомобильной трансмиссии. Вариатор способен плавно изменять коэффициент передачи во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий, поэтому в процессе работы такой трансмиссии не наблюдается характерных толчков при переключении передач, свойственных другим видам трансмиссии.

На современных автомобилях самым распространенным видом является вариатор, основанный на работе клиноременной передачи. В нем передаточное число передается от ведущего шкива, соединенного с мотором, к ведомому, связанного с приводами колес. Между собой валы соединяются ремнем.

Принцип работы вариатора основан на изменении диаметра ведомого и ведущего шкивов при уменьшении или увеличении частоты оборотов двигателя. При трогании автомобиля, когда необходимо максимальное тяговое усилие, диаметр ведущего шкива минимален, ведомого максимален, что повышает коэффициент передачи. С набором скорости и увеличением оборотов силового агрегата диаметр ведущего шкива возрастает, а ведомого — падает, что уменьшает коэффициент передачи. Таким образом регулируется тяговое усилие, передаваемое на приводы колес. Как и на любых современных автомобилях, за регуляцию диаметра шкивов отвечает электроника, получающая команды из электронного блока управления.

Второй вариант бесступенчатой трансмиссии — тороидальный вариатор, встречающийся гораздо реже клиноременной схемы. При таком варианте передача крутящего момента регулируется роликами тороидальной формы, зажатыми между валами. Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения или уменьшения площади контактных поверхностей соприкосновения роликов и валов. Для максимальной тяги роликовые зажимы поворачиваются в сторону ведомого вала, что увеличивает площадь соприкосновения и трение между ведомым валом и роликом. При увеличении скорости ролики поворачиваются в обратную сторону. Тороидные вариаторы более надежны и износостойки, однако дороже в производстве.

Плюсы бесступенчатой трансмиссии типа вариатор очевидны: она более динамична и эффективна, чем автомат, полностью отсутствуют рывки, выигрывает она и в экономичности по сравнению с автоматом. Однако и минусы вариатора также ярко выражены: ненадежность, относительно малый ресурс, дорогостоящий ремонт и необходимость дополнительного обслуживания (нужно покупать специальное трансмиссионное масло).

Роботизированная трансмиссия

Роботизированная трансмиссия — еще один вариант трансмиссии, позволяющий переключать передачи в автоматическом режиме и позволяющий избавиться от педали сцепления в салоне авто.

В большинстве случаев роботизированная трансмиссия является однодисковой с одним сцеплением, в качестве альтернативы предлагается двухдисковая (преселективная) — с двумя параллельными механическими коробками и двумя сцеплениями. В качестве экзотического варианта создана и трехдисковая роботизированная коробка с тремя параллельными механическими коробками и тремя сцеплениями.

Роботизированная КПП основана на работе классической механической КПП, однако переключение передач производится не вручную, а благодаря сервоприводам, управляемым электроникой. Один сервопривод выключает и включает сцепление, второй физически перемещает шестеренки в коробке передач. Сервоприводы могут быть электрическими (более доступный вариант, встречающийся на автомобилях эконом-класса) или гидравлическими, обеспечивающими более плавное переключение передач и сближающими робот с классическим автоматом. Такой вариант встречается на более дорогих автомобилях.

Принцип работы роботизированной трансмиссии с одним сцеплением (однодисковой) следующий. Крутящий момент передается на ведущий вал, который передает его на ведомый, соединенный приводом с колесами. Силовой агрегат и ведущий вал разделены сцеплением, переключением которого занимается сервопривод под управлением электроники. При разрыве сцепления второй сервопривод перемещает синхронизаторы коробки передач таким же образом, как это делает водитель рычагом КПП на механике. Однако для такой системы характерны разрывы в мощности и потери в тяге в момент переключения.

Для решения этой проблемы была разработана преселективная роботизированная трансмиссия (DCT) с двумя дисками (валами) и двумя сцеплениями для четных и нечетных передач. Когда автомобиль едет на нечетной передаче, второе сцепление подготавливает переключение на четную передачу и т. д. Благодаря этому исчезают разрывы в тяге при переключении передач, которое осуществляется в рекордно быстрый период времени (время отзыва — до 0,2 секунды и даже меньше).

b05c0ab75a1230917ba81aaf7d330aa0

В целом роботизированная трансмиссия имеет свои плюсы по сравнению с автоматом — она дешевле, занимает меньше места в подкапотном пространстве, меньше весит, достаточно экономична (на уровне механической трансмиссии). Также большинство роботов позволяет переключать передачи и в ручном режиме.

Минусы робота следующие — простые однодисковые роботы с электрическими сервоприводами не обеспечивают плавность переключения передач. Роботы с двумя сцеплениями и с гидравлическими сервоприводами достаточно дороги, недостаточно надежны и имеют сложности при ремонте. В нередких случаев при поломке приходится менять коробку передач целиком.

Трансмиссия — Энциклопедия журнала «За рулем»

Трансмиссия автомобиля выполняет две функции: она передает крутящий момент от двигателя ведущим колесам автомобиля, а также изменяет его величину и направление. При передаче крутящего момента трансмиссия, кроме того, перераспределяет его между отдельными колесами.

Назначение трансмиссии

Двигатели внутреннего сгорания, являющиеся на сегодняшний день основным источником энергии для автомобилей, имеют максимальные значения крутящего момента и мощности при разных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя. Для того чтобы использовать соответствующие обороты двигателя при различных скоростях движения автомобиля, необходимо иметь возможность изменять передаточное число трансмиссии. Общее передаточное число трансмиссии в любой момент времени можно определить отношением частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения ведущих колес.
Крутящий момент, передающийся на ведущее колесо, определяет тяговое усилие, действующее в контакте колеса с дорогой. Это усилие определяется делением величины крутящего момента на радиус колеса. Для движения автомобиля необходимо, чтобы тяговое усилие было больше суммы сил сопротивления движению (силы сопротивления качению, силы сопротивления подъему, силы инерции, аэродинамического сопротивления). Сумма сил сопротивления движению изменяется в широких пределах в зависимости от условий движения, поэтому трансмиссия автомобиля должна обеспечивать возможность изменения тягового усилия путем изменения в широком диапазоне крутящего момента. Максимальное тяговое усилие ограничивается не возможностями двигателя и трансмиссии, а сцеплением колес с дорогой. Это усилие не должно превышать силу сцепления, иначе ведущие колеса будут проскальзывать и автомобиль не сможет двигаться. Силу сцепления можно определить, умножив часть массы автомобиля, приходящегося на одно колесо, на коэффициент сцепления — ϕ. Коэффициент сцепления зависит от состояния дорожного покрытия, качества и состояния шин и находится в пределах от 0,1 до 0,9.
Наибольшее суммарное тяговое усилие может быть реализовано, если все колеса автомобиля будут ведущими. Тем не менее для движения автомобиля по дорогам с твердым покрытием достаточно двух ведущих колес на одной оси. Увеличение числа ведущих колес приводит к усложнению трансмиссии и увеличению механических потерь, поэтому конструкторам автомобилей приходится применять компромиссные решения в зависимости от назначения автомобиля.

Механические трансмиссии

Выбор типа привода ведущих колес и компоновки автомобиля определяют возможность в наибольшей степени реализовать те или иные его свойства. Особенности привода оказывают влияние на топливную экономичность, безопасность, массу и компактность автомобиля, а также на показатели устойчивости, управляемости и тормозной динамики.

Схема трансмиссии автомобиля классической компоновки:
1 — двигатель;
2 — коробка передач;
3 — главная передача и дифференциал;
4 — карданная передача

У автомобилей классической компоновки с колесной формулой 4×2 крутящий момент от двигателя передается через сцепление к коробке передач. В коробке передач крутящий момент может ступенчато изменяться в соответствии с включенной передачей. Двигатель, сцепление и коробка передач обычно объединяются в один блок, образуя силовой агрегат. От коробки передач крутящий момент передается через карданную передачу к главной передаче, где увеличивается, и далее через дифференциал и полуоси подводится к ведущим колесам. Главная передача, дифференциал и полуоси с колесами образуют ведущий мост.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля:
1 — двигатель;
2 — главная передача и дифференциал;
3 — коробка передач

Если силовой агрегат располагается в непосредственной близости от ведущего моста (переднеприводные автомобили и автомобили заднемоторной компоновки с задними ведущими колесами), в трансмиссии можно обойтись без карданной передачи между коробкой передач и главной передачей. При такой компоновке главная передача и дифференциал обычно объединяются в один агрегат, а для привода ведущих колес используются полуоси с шарнирами.

Трансмиссии полноприводных автомобилей рассмотрены в отдельной главе.

Принцип работы трансмиссии автомобиля

Нельзя установить под капот транспортного средства двигатель, присоединить сцепление и колеса авто к коленчатому валу, а после просто начать ехать. В таком случае конструкция не будет иметь достаточное количество мощности, которая нужна с целью раскрутить колёса, так как основной причиной этого станет сила трения, значительные габариты авто и его масса. Выходом из сложившейся ситуации является установка специального промежуточного механизма, который имеет свойство уменьшать крутящий момент до необходимого количества оборотов, а также выполнять передачу всех необходимых действий передние колеса транспорта. Как вы понимаете, описанным ранее механизмом является именно трансмиссия. Сегодня подробно поговорим об этой части автомобиля!

Описание трансмиссии: устройство

Вас интересует устройство трансмиссии автомобиля? Тогда обратите внимание на то, что данный элемент транспортного средства состоит из следующих элементов:

  • сцепление;
  • приводной вал;
  • коробка передач;
  • мост, который представляет собой главную передачу и дифференциал;
  • раздаточный механизм;
  • ШРУС, то бишь шарнир равных угловых скоростей.

Каждый из элементов, которые были перечислены немного выше, является неотъемлемой частью трансмиссии автомобиля, поэтому неисправность трансмиссии может свидетельствовать о поломке какого-либо элемента, представленного выше. Кроме того, все составляющие автомобильной трансмиссии выполняют какие-либо важные функции и являются неотъемлемой частью механизма, благодаря чему машина имеет возможность осуществлять движение.

Принцип работы

Многие владельцы автомобилей точно знают, что любая коробка передач обладает сразу несколькими скоростями. Режимы трансмиссии действительно разнообразны. В данном случае речь идёт о низкой скорости, высокой и других, которые являются промежуточными. Если выбрать самое минимальное значение скорости, то в таком случае трансмиссия машины будет оказывать минимальное воздействие на движок авто. Машина будет двигаться медленно, что позволит в определенный момент ускорить ее движения, когда вам необходимо будет резко тронуться с места и начать передвижение.

Если же включить на коробке передач высокий показатель, то в таком случае сила вращения снизится, а показатель скорости увеличится. В общем, говоря кратко, стоит отметить, что управлять современными автомобилями, имеющими ручную коробку передач, которая представлена сразу несколькими промежуточными скоростями, можно без каких-либо трудностей, ведь наличие сразу нескольких скоростей гарантирует то, что вам удастся справиться с самыми разнообразными препятствиями на дороге.

 Вот вы и узнали, как работает трансмиссия, а сейчас давайте поговорим немного о другом!

Назначение трансмиссии

Итак, какова же основная функция и задача любой трансмиссией для транспортного средства? Главное назначение трансмиссии автомобиля заключается в том, чтобы сделать доступным превращение мощности в так называемый полезный вращательный момент, передающийся на колеса, благодаря чему движение транспортного средства становится возможным.

Кроме того, благодаря этому автомобиль не только начинает ехать, но и может постоянно поддерживать определенную скорость. В общем, если говорить кратко, то станет понятно, что без трансмиссии машина просто никуда не поедет.

Типы трансмиссий

На данный момент специалисты разделяют следующие виды трансмиссий:

  • механическая;
  • электрическая;
  • гидрообъемная;
  • комбинированная.

А какая трансмиссия автомобиля необходимо именно вам?

Признаки неисправности трансмиссии авто

Принцип работы трансмиссии мы уже подробно обсудили, однако всё ещё непонятно, когда нужно волноваться по поводу поломки трансмиссии. Если владелец автомобиля знаком с элементами трансмиссии, то при наличии каких-либо признаков поломки он может попробовать самостоятельно все починить. А вот и основные признаки, свидетельствующие о неисправности:

  • заедание или западение педали;
  • появление рывков при начале движения с места;
  • наличие утечки жидкости в месте, где провода сцепления соединяются;
  • наличие шума в области, где находится сцепление.

Кроме того, одним из признаков может быть буксование автомобиля, поэтому в случае, если вы обнаружили какой-либо признак, представленный выше в этой статье, то вам точно стоит пройти диагностику, а в последствии сделать ремонт своего транспортного средства, чтобы оно прослужило вам еще много лет.

Какое масло выбрать?

Если вы думаете над тем, какое масло залить в трансмиссию, то вам точно следует знать, на какие три вида специалисты делят масла:

  • синтетическое;
  • минеральное;
  • полусинтетическое.

Если сравнивать масло на синтетической основе с маслом на натуральной основе, то стоит отметить, что первое имеет лучшую текучесть. Кроме того, главным преимуществом синтетических изделий является возможность использовать такие масла в достаточно обширном диапазоне температур.

Что же касается полусинтетических товаров, то тут уж очевидно, что они являются чем-то средним между синтетическими изделиями и минеральными маслами. Обратив внимание на свойства такого масла, точно стоит отметить, что оно лучше, чем минеральные изделия.

Обсуждая масла для трансмиссии, нельзя не отметить изделия на минеральной основе. Они пользуются высоким уровнем спроса благодаря тому, что имеют приемлемые стоимость.

Кстати, если вы планируете менять масло в своём автомобиле, то так же вместе с ним можно установить и комплект вывода сапунов, который имеет приемлемую стоимость. Приятных покупок!

5 Коробки передач | Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легковых автомобилей

Шестиступенчатая автоматическая коробка передач

Шестиступенчатые автоматические коробки передач в настоящее время широко используются на рынке, в то время как семи-, восьми- и девятиступенчатые коробки передач также находятся в производстве, хотя и с меньшей долей рынка. Типичная шестиступенчатая планетарная трансмиссия показана на рисунке 5.5 и включает преобразователь крутящего момента, планетарный ряд, муфты, героторный масляный насос и корпус клапана.Блок управления трансмиссией (TCU) используется для активации нескольких электромагнитных клапанов, которые подают гидравлическое давление через корпус клапана для приведения в действие или отпускания нескольких сцеплений и тормозов, которые включаются или отпускаются для управления передаточным числом выходных скоростей. КПД обычных автоматических трансмиссий составляет от 86 до 94 процентов, где КПД определяется как выходная мощность, деленная на входную мощность, умноженную на 100.

Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач

Недавно представленные восьмиступенчатые трансмиссии включали трансмиссию ZF 8HP45 в некоторые продукты Chrysler, включая пикапы Ram и автомобили с задним приводом (RWD), а также многочисленные автомобили от нескольких европейских производителей.Трансмиссия General Motors 8L90 была представлена ​​в больших пикапах MY 2015, больших внедорожниках и спортивном автомобиле Chevrolet Corvette. Восьмиступенчатая коробка передач ZF, показанная на рис. 5.6, состоит из гидротрансформатора, четырех планетарных передач и пяти элементов переключения (тормоза A и B; муфты C, D и E). Использование пяти элементов переключения примечательно, так как уходящая шестиступенчатая автоматическая коробка передач также использовала пять элементов переключения.

Девятиступенчатая автоматическая коробка передач

Недавно было введено несколько девятиступенчатых автоматических коробок передач.К ним относятся передний привод (FWD) ZF 9HP, недавно представленный в Jeep Cherokee, и Mercedes 9G-Tronic, недавно представленный в Mercedes E350 с дизельным двигателем 3,0 л (Daimler 2013).

images

РИСУНОК 5.5 Типичная шестиступенчатая планетарная автоматическая коробка передач.
ИСТОЧНИК: Авторское право © 2006 ATSG (Группа обслуживания автоматических коробок передач).

Десятиступенчатая автоматическая коробка передач

Ford Motor Company и General Motors объявили в 2013 году о совместной разработке девяти- и десятиступенчатых автоматических коробок передач для снижения расхода топлива и повышения производительности, особенно с двигателями меньшего размера (Healey and Woodyard 2013).В 2014 году VW объявил, что планирует создать десятиступенчатую коробку передач с двойным сцеплением для большей экономии топлива.

Благодаря достижениям в оптимизации архитектуры, увеличенные отношения в этих новых передачах реализуются с минимальным увеличением размера пакета, количества компонентов и стоимости. Инструменты оптимизации программного обеспечения используются для разработки архитектур, требующих меньшего количества элементов, за счет использования некоторых элементов (например, элементов планетарной передачи) для нескольких скоростей. Однако эти новые трансмиссии требуют высоких затрат на разработку и длительных этапов проектирования и проверки.После определения подходящей компоновки на проектирование, разработку и внедрение в производство новой трансмиссии обычно уходит 5 лет.

Трансмиссия с двойным сцеплением

DCT

архитектурно аналогичны механическим коробкам передач, но добавляют автоматическое переключение и обычно используют два коаксиальных входных вала и две муфты для переключения между двумя входными валами, как показано на рисунке 5.7. Это позволяет DCT выполнять «переключение» сцепления, когда сцепление используемой в данный момент передачи размыкается, когда сцепление следующей включенной передачи замыкается.С точным контролем выжимной муфты и включения

images

РИСУНОК 5.6 Поперечный разрез восьмиступенчатой ​​автоматической коробки передач ZF — 8HP45.
ИСТОЧНИК: Dick et al. (2013). Перепечатано с разрешения из бумаги SAE 2013-01-1272 Copyright © 2013 SAE International.

.

Плюсы и минусы механической трансмиссии

Шелли Мур

Брюс Лэйфилд / iStock / Getty Images

По данным Progressive Emerty Insurance Company, около 90 процентов транспортных средств на дорогах в наши дни имеют автоматические трансмиссии. Тем не менее, некоторые водители предпочитают механическую коробку передач и больше ничего не выбирают. У механических коробок передач есть некоторые существенные плюсы, но некоторые недостатки заставляют потребителей переходить на автоматику.

Минус: неудобство

With an automatic shifter you don

Водитель механической коробки передач должен вручную переключаться между передачами переднего хода, используя педальную муфту для отключения трансмиссии от двигателя (перевод коробки передач в нейтральное положение) во время переключения.С автоматической коробкой передач, как только водитель переключается на «драйв», всю работу выполняет машина. Водителю нужно только снова переключить передачи, если он хочет припарковаться, включить задний ход, переключить на пониженную передачу на крутых склонах или включить нейтральную передачу. Это делает вождение с автоматической коробкой передач более удобным, особенно при езде по городу, когда требуется много пусков и остановок.

Против: сложные ситуации

Driving in heavy traffic is more difficult with a standard.

Вождение со стандартной коробкой передач требует навыков, особенно в определенных ситуациях. Например, выезд на красный свет на вершине крутого холма в условиях интенсивного движения может заставить даже самого преданного водителя рычага переключения передач пожелать, чтобы у него была автоматическая коробка передач.Чтобы двигаться вперед, когда загорается зеленый свет, она должна избегать откатывания назад при нажатии на сцепление и переключении передач.

Против: изучение системы

Learning how to drive standard can be difficult.

Стандартные трансмиссии сложнее изучить, и может пройти несколько недель, прежде чем водитель полностью освоится с переключением передач. Кроме того, большинство программ вождения в средних школах и независимых автошколах обучают вождению только с автоматической коробкой передач. Человек, который никогда раньше не пользовался системой ручного переключения передач, должен найти кого-нибудь, чтобы научить его.

Pro: предварительная цена

Buying a car with a manual transmission can save you money.

Новый автомобиль с механической коробкой передач стоит примерно на 800-900 долларов меньше, чем автомат, что можно увидеть, сравнив варианты автомобилей на сайтах различных производителей, включая Ford Motor Company и General Motors Corporation.

Pro: затраты на техническое обслуживание

Automatic transmissions are expensive to replace.

Автомобили с механической коробкой передач дешевле в обслуживании и ремонте. Механическая трансмиссия легче тормозит, потому что автоматическая трансмиссия перемещает автомобиль вперед, когда он находится в «движении», даже если он остановлен.Жидкость для МКПП требует меньших изменений. Кроме того, когда стандартная трансмиссия выходит из строя, обычно проблема заключается в сцеплении. Как объясняет Edmunds.com, замена сцепления обычно стоит менее половины стоимости замены автоматической коробки передач. Однако при регулярной езде по городу сцепление может выйти из строя, а автоматическая коробка передач может не выйти из строя в течение того же периода времени.

Pro: Control

Manual transmissions allow for greater control.

Опытный водитель с механической коробкой передач лучше управляется благодаря более быстрой реакции переключения, что является значительным преимуществом в плохую погоду.По данным Edmunds.com, стандартные коробки передач обеспечивают лучшее сцепление с дорогой на снегу, грязи и скользкой дороге. Если автомобиль застрянет в снегу, водителю будет легче раскачать его, если он сможет управлять трансмиссией с помощью рычага переключения передач.

Экономия топлива

Manual cars achieve slightly better gas mileage on highways.

Механические коробки передач раньше обеспечивали значительную экономию топлива по сравнению с автоматическими. По данным Slate, к 2007 году норма экономии составляла примерно одну-две мили на галлон, в основном при движении по шоссе.com. Аналитик Майк Омотосо из J.D. Power and Associates назвал разницу в расходе топлива «незначительной» в 2008 году, отметив, что многие автомобили с автоматической коробкой передач фактически достигают большей экономии топлива в городе, чем автомобили с пятиступенчатой ​​механической коробкой передач.

Еще статьи
.

Компоненты трансмиссии | Mister Transmission

Вы когда-нибудь задумывались, что же находится внутри современной автоматической коробки передач? В этой статье описываются блоки сцепления, односторонние муфты, гидротрансформаторы и многое другое.

Современная автоматическая трансмиссия состоит из множества компонентов и систем, которые спроектированы для совместной работы в симфонии умных механических, гидравлических и электрических технологий, которые с годами превратились в то, что многие люди, склонные к механике, считают формой искусства.Мы стараемся использовать простые общие объяснения, где это возможно, для описания этих систем, но из-за сложности некоторых из этих компонентов вам, возможно, придется использовать некоторую мысленную гимнастику, чтобы визуализировать их работу.

Основные компоненты, из которых состоит автоматическая коробка передач:

  • Планетарные редукторы, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
  • Гидравлическая система, в которой используется специальная трансмиссионная жидкость, которая подается под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления сцеплениями и лентами с целью управления планетарными передачами.
  • Уплотнения и прокладки используются для удержания масла там, где оно должно быть, и предотвращения его утечки.
  • Гидротрансформатор, который действует как сцепление, позволяя автомобилю остановиться на передаче, пока двигатель еще работает.
  • Регулятор и модулятор или трос дроссельной заслонки контролируют скорость и положение дроссельной заслонки, чтобы определить, когда нужно переключаться.
  • Компьютер, который контролирует точки переключения на новых автомобилях и направляет электрические соленоиды для переключения потока масла на соответствующий компонент в нужный момент.

Планетарные редукторы

Автоматические коробки передач содержат множество передач в различных комбинациях. В механической коробке передач шестерни скользят по валам, когда вы перемещаете рычаг переключения передач из одного положения в другое, включая шестерни различного размера по мере необходимости, чтобы обеспечить правильное передаточное число. Однако в автоматической коробке передач шестерни никогда не перемещаются физически и всегда включают одни и те же передачи. Это достигается за счет использования планетарных передач.

Базовый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, кольцевой шестерни и двух или более планетарных шестерен, все из которых находятся в постоянном зацеплении. Планетарные шестерни соединены друг с другом через общее водило, которое позволяет шестерням вращаться на валах, называемых «шестерни», которые прикреплены к водилу.

Одним из примеров использования этой системы является соединение зубчатого венца с входным валом, идущим от двигателя, соединение водила планетарной передачи с выходным валом и блокировка солнечной шестерни, чтобы она не могла двигаться.В этом сценарии, когда мы поворачиваем коронную шестерню, планеты будут «ходить» вдоль солнечной шестерни (которая удерживается неподвижной), заставляя водило планетарной передачи вращать выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, вызывая редуктор (аналогично автомобилю на первой передаче).

Если мы разблокируем солнечную шестерню и соединим любые два элемента вместе, это заставит все три элемента вращаться с одинаковой скоростью, так что выходной вал будет вращаться с той же скоростью, что и входной вал.Это как машина на третьей или высокой передаче. Другой способ, которым мы можем использовать планетарную шестерню, — это заблокировать водило планетарной передачи от движения, а затем подать мощность на коронную шестерню, которая заставит солнечную шестерню вращаться в противоположном направлении, давая нам задний ход.

На рисунке справа показано, как описанная выше простая система будет выглядеть в реальной трансмиссии. Входной вал соединен с зубчатым венцом (темно-серый). Выходной вал соединен с водилом планетарной передачи (светло-серым), который также соединен с «многодисковой» муфтой.Солнечная шестерня соединена с барабаном (оранжевого цвета), который также соединен с другой половиной пакета сцепления. Снаружи барабан находится полоса (синяя), которую можно при необходимости затянуть вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана с присоединенной солнечной шестерней.

Пакет муфты используется, в этом случае, для блокировки водила планетарной передачи с солнечной шестерней, заставляя оба вращаться с одинаковой скоростью. Если и пакет сцепления, и лента были отпущены, система была бы в нейтральном положении. Вращение входного вала приведет к повороту планетарных шестерен против солнечной шестерни, но поскольку ничто не удерживает солнечную шестерню, она просто будет вращаться свободно и никак не повлияет на выходной вал.Чтобы установить агрегат на первую передачу, применяется лента, удерживающая солнечную шестерню от движения. Чтобы переключиться с первой на высшую передачу, ремень отпускается и включается сцепление, заставляя выходной вал вращаться с той же скоростью, что и входной.

Возможны гораздо больше комбинаций с использованием двух или более планетарных наборов, соединенных различными способами, чтобы обеспечить разные скорости движения вперед и назад, которые встречаются в современных автоматических трансмиссиях.

Некоторые хитроумные механизмы переключения передач, присутствующие в четырех-, а теперь и пяти-, шести- и даже семиступенчатой ​​автоматике, достаточно сложны, чтобы заставить технически проницательного непрофессионала кружиться в голове, пытаясь понять поток мощности через трансмиссию, когда она переключается с первой передачи. через высшую передачу, пока автомобиль разгоняется до скорости шоссе.В более новых автомобилях компьютер автомобиля отслеживает и контролирует эти переключения, так что они почти незаметны.

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальная и имеет шлицы, которые входят в канавки на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, прикрепленный к их поверхности, и имеет шлицы на внутренней стороне, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности прилегающей ступицы.Внутри барабана находится поршень, который приводится в действие давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента заблокируются и повернутся как одно целое.

Обгонная муфта

Односторонняя муфта (также известная как муфта «обжимной») — это устройство, которое позволяет такому компоненту, как коронная шестерня, свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. Этот эффект аналогичен эффекту велосипеда, когда педали будут вращать колесо при вращении педалей вперед, но будут вращаться свободно при вращении назад.

Обычное место, где используется односторонняя муфта, — это первая передача, когда рычаг переключения передач находится в положении движения. Когда вы начинаете ускоряться с остановки, трансмиссия запускается на первой передаче. Но вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпускаете газ, пока он еще на первой передаче? Автомобиль продолжает двигаться накатом, как если бы вы были на нейтрали. Теперь переключитесь на низшую передачу вместо Drive. Когда вы в этом случае отпускаете газ, вы чувствуете, что двигатель замедляет вашу скорость, как в автомобиле со стандартной коробкой передач.Причина этого в том, что в Drive используется одностороннее сцепление, а в Low используется пакет сцепления или лента.

Полосы

Ремешок — это стальная лента с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности. Один конец ленты прикреплен к корпусу коробки передач, а другой конец подключен к сервоприводу. В нужный момент гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы затянуть ленту вокруг барабана и остановить его вращение.

Преобразователь крутящего момента

В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартной коробкой передач.Он нужен для того, чтобы двигатель продолжал работать при остановке автомобиля. Принцип действия гидротрансформатора похож на включение вентилятора, подключенного к стене, и нагнетание воздуха в другой вентилятор, который отключен от сети. Если вы возьмете лопасть отключенного вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите его, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости включенного вентилятора. Отличие гидротрансформатора в том, что вместо воздуха в нем используется масло или трансмиссионная жидкость, если быть более точным.

Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и трансмиссией. Он состоит из трех внутренних элементов, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию. Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор. Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикреплен болтами непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается с частотой вращения двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей движение транспортного средства.Статор установлен на односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. В каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через преобразователь.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в секцию насоса и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая начинает ее вращать. Жидкость продолжает круговое движение назад к центру турбины, где она входит в статор.Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость будет контактировать с передней частью ребер статора, которые толкают статор в одностороннюю муфту и предотвращают его вращение. Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора для повторного входа в насос под «вспомогательным» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента. По мере того, как скорость турбины достигает скорости насоса, жидкость начинает сталкиваться с лопатками статора на задней стороне, заставляя статор вращаться в том же направлении, что и насос и турбина.По мере увеличения скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

Начиная с 80-х годов, для повышения экономии топлива преобразователи крутящего момента оснащаются муфтой блокировки (не показана), которая блокирует турбину с насосом, когда скорость автомобиля достигает примерно 45-50 миль в час. Эта блокировка управляется компьютером и обычно не включается, если трансмиссия не находится на 3-й или 4-й передаче.

Гидравлическая система

Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт каналов и трубок, по которым трансмиссионная жидкость под давлением подается ко всем частям трансмиссии и гидротрансформатора.Диаграмма слева — это простая схема трехступенчатой ​​автоматической коробки передач 60-х годов. Новые системы намного сложнее и сочетаются с компьютеризированными электрическими компонентами. Трансмиссионная жидкость служит ряду целей, включая управление переключением передач, общую смазку и охлаждение трансмиссии. В отличие от двигателя, который использует масло в первую очередь для смазки, каждый аспект функций трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением. Это мало чем отличается от системы кровообращения человека (жидкость даже красного цвета), где даже несколько минут работы при отсутствии давления могут быть вредными или даже фатальными для жизни трансмиссии.Чтобы поддерживать нормальную рабочую температуру трансмиссии, часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в специальную камеру, которая погружена в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через эту камеру, охлаждается, а затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубку. Типичная трансмиссия имеет в среднем десять кварт жидкости между трансмиссией, преобразователем крутящего момента и охлаждающим баком. Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно смазываются жидкостью, включая пакеты сцепления и ленты.Поверхности трения этих деталей предназначены для правильной работы только в том случае, если они покрыты маслом.

Масляный насос

Масляный насос трансмиссии (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, которое требуется в трансмиссии. Масляный насос установлен на передней части картера трансмиссии и напрямую соединен со ступицей корпуса гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости.Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона трансмиссии, и поднимается по всасывающей трубке прямо к масляному насосу. Затем масло под давлением подается к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Корпус клапана

Гидроблок — это центр управления автоматической трансмиссией.

Корпус клапана содержит лабиринт каналов и проходов, по которым гидравлическая жидкость направляется к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или сервопривод ленты для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации.Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции. Например, клапан переключения 2-3 передач активирует переключение с повышающей передачи со 2-й передачи на 3-ю или клапан синхронизации переключения 3-2, который определяет, когда должно произойти переключение на более низкую передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, — это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные проходы в зависимости от того, в каком положении находится рычаг переключения передач.Когда вы переключаете передачу, например, в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость к блоку (-ам) сцепления, который включает 1-ю передачу. Он также настраивается для отслеживания скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и силу для 1-2 переключений. В трансмиссиях с компьютерным управлением у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана, чтобы направлять жидкость в соответствующие пакеты или ленты сцепления под управлением компьютера, чтобы более точно контролировать точки переключения.

Компьютерное управление

Компьютер использует датчики на двигателе и трансмиссии для определения таких вещей, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение выключателя стоп-сигналов и т. Д., Чтобы контролировать точные точки переключения, а также то, насколько мягким или твердым должно быть переключение. . Некоторые компьютеризированные трансмиссии даже учатся вашему стилю вождения и постоянно адаптируются к нему, так что каждая смена рассчитывается именно тогда, когда вам это нужно.

Из-за компьютерного управления спортивные модели выходят с возможностью ручного управления трансмиссией, как если бы это был рычаг переключения передач, что позволяет водителю выбирать передачи вручную.На некоторых автомобилях это достигается путем пропускания рычага переключения передач через специальные ворота, а затем нажатия на него в одном или другом направлении для переключения на повышенную или понижающую передачу по желанию. Компьютер отслеживает эту активность, чтобы убедиться, что водитель не выбирает передачу, которая может привести к превышению скорости двигателя и его повреждению.

Еще одним преимуществом этих «умных» трансмиссий является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаружить проблему на ранней стадии и предупредить вас с помощью светового индикатора на приборной панели.Затем технический специалист может подключить испытательное оборудование и получить список кодов неисправностей, который поможет точно определить причину проблемы.

Регулятор, вакуумный модулятор, трос дроссельной заслонки

Эти три компонента важны для некомпьютеризированных передач. Они предоставляют входные данные, которые говорят трансмиссии, когда нужно переключаться.

Регулятор подсоединен к выходному валу и регулирует гидравлическое давление в зависимости от скорости автомобиля. Это достигается за счет центробежной силы, вращающей пару шарнирных грузов против возвратных пружин.По мере того как грузы растягиваются относительно пружин, большее давление масла проходит мимо регулятора, чтобы воздействовать на клапаны переключения передач, которые находятся в корпусе клапана, которые затем сигнализируют о соответствующих переключениях.

Конечно, скорость автомобиля — это не единственное, что определяет, когда должна переключаться трансмиссия, но также важна нагрузка на двигатель. Чем большую нагрузку вы возлагаете на двигатель, тем дольше трансмиссия будет удерживать передачу перед переключением на следующую.

Существует два типа устройств, которые служат для контроля нагрузки двигателя: трос газа и вакуумный модулятор.Передача будет использовать одно или другое, но обычно не оба этих устройства. Каждый из них работает по-своему, отслеживая нагрузку на двигатель.

Трос дроссельной заслонки просто отслеживает положение педали газа через кабель, идущий от педали газа к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Вакуумный модулятор контролирует вакуум в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, который подсоединен к двигателю. Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя, создавая высокий вакуум, когда двигатель работает при небольшой нагрузке, и снижается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой.Модулятор прикреплен к внешней стороне корпуса трансмиссии и имеет вал, который проходит через корпус и присоединяется к дроссельной заслонке в корпусе клапана. Когда двигатель работает с небольшой нагрузкой или без нагрузки, высокий вакуум воздействует на модулятор, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя коробке передач переключаться раньше и мягко. По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что приводит к перемещению клапана в другом направлении, заставляя трансмиссию переключаться позже и более жестко.

Уплотнения и прокладки

Автоматическая коробка передач имеет множество уплотнений и прокладок для регулирования потока гидравлической жидкости и предотвращения ее вытекания. Есть два основных внешних уплотнения: переднее уплотнение и заднее уплотнение. Переднее уплотнение закрывает место крепления гидротрансформатора к картеру трансмиссии. Это уплотнение позволяет жидкости свободно перемещаться от преобразователя к трансмиссии, но не дает жидкости вытекать. Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал.

Уплотнение обычно изготавливается из неопрена (аналогично неопрену в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущиеся части, такие как вращающийся вал. В некоторых случаях неопреновому компаунду помогает пружина, которая удерживает неопрен в плотном контакте с вращающимся валом.

Прокладка — это тип уплотнения, используемый для уплотнения двух неподвижных частей, скрепленных вместе. Некоторые распространенные материалы для прокладок: бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл.

Помимо основных уплотнений, существует также ряд других уплотнений и прокладок, которые различаются в зависимости от трансмиссии. Типичным примером является резиновое уплотнительное кольцо, уплотняющее вал рычага переключения передач. Это вал, который вы перемещаете, когда манипулируете переключателем передач. Другой пример, который является общим для большинства трансмиссий, — это прокладка масляного поддона. Фактически, уплотнения требуются везде, где устройству необходимо пройти через корпус коробки передач, и каждое из них является потенциальным источником утечек.

Хотите узнать больше?
Посетите один из наших офисов

.

Признаки неисправного или неисправного реле давления трансмиссионного масла

На большинстве современных легковых, грузовых автомобилей и внедорожников трансмиссия и компоненты внутри контролируются серией датчиков и переключателей, которые каждую миллисекунду передают информацию в ECM. Одним из этих компонентов является реле давления трансмиссионного масла, которое предназначено для контроля величины давления, создаваемого внутри картера трансмиссии, когда жидкость протекает через ряд камер и каналов, чтобы трансмиссия могла плавно переключать передачи.Как и любой другой датчик, он может со временем выйти из строя или просто изнашиваться.

Что такое датчик давления трансмиссионного масла?

Реле давления трансмиссионного масла прикреплено к картеру трансмиссии и было спроектировано для контроля и передачи давления масла внутри трансмиссии на бортовой компьютер, установленный в большинстве автомобилей. В старых автомобилях без ECM также используется реле давления трансмиссионного масла, но вместо отправки данных на компьютер информация отображается на датчике на приборной панели или отправляется на консоль мониторинга, которая в случае возникновения проблемы загорается на приборной панели. обнаружен.

Большинство современных автомобилей имеют несколько датчиков, которые проверяют аспекты трансмиссии от давления масла до нагрева, оборотов и даже некоторые из них, которые контролируют круиз-контроль на вашем автомобиле. Реле давления трансмиссионного масла уникально тем, что его единственная цель состоит в том, чтобы собирать данные о давлении внутри картера трансмиссии, которое влияет на синхронизацию и операцию переключения транспортного средства на более высокую или низкую передачу, если это необходимо.

Из-за того, что реле давления трансмиссионного масла расположено под автомобилем, оно может работать в экстремальных условиях и в тяжелых условиях.Он может изнашиваться, ломаться или выходить из строя, что может привести к тому, что он не будет работать вообще или, что еще хуже, передать неверные данные в ECM транспортного средства, что может привести к неправильной работе трансмиссии, потенциально повреждая компоненты в процессе.

Если этот компонент изнашивается или ломается, это вызывает ряд предупреждающих знаков, которые могут предупредить водителя о том, что проблема с этой деталью существует и что ее необходимо как можно скорее заменить. Ниже приведены некоторые признаки того, что реле давления трансмиссионного масла повреждено и требует замены местным сертифицированным механиком ASE.

1. Автомобиль переходит в режим «хромоты»

Основная функция датчика давления трансмиссионного масла — передавать информацию в ECM, который регулирует управление трансмиссией. Однако, если переключатель поврежден или неправильно передает информацию в ECM, трансмиссия может по умолчанию перейти в «хромающий» режим. В этом случае трансмиссия будет заблокирована на «вялой» передаче, такой как третье или четвертое более высокое передаточное число, что позволяет транспортному средству двигаться на более низких оборотах, когда водитель подносит транспортное средство к механику или возвращается домой. .Это будет заблокировано до тех пор, пока коды ошибок не будут загружены из блока управления двигателем профессиональным механиком и не будет решена проблема, вызвавшая «хромающий» режим.

Если вы едете по дороге и ваша трансмиссия заедает на более высокой передаче, поезжайте домой и обратитесь к профессиональному механику для проверки проблемы. Скорее всего, трансмиссия находится на этой передаче по умолчанию из-за неисправности некоторых видов, которые необходимо отремонтировать, прежде чем вы снова начнете движение.

2. Автомобиль не переключает передачи

Одним из наиболее распространенных симптомов неисправности реле давления масла является плохо закрепленный провод, который прикреплен к переключателю и передает информацию на контроллер ЭСУД.Если провод не закреплен, это может привести к тому, что датчик будет регистрировать более низкое давление, чем то, что находится внутри коробки передач. Эту ошибочную информацию компьютер заметит, что может вызвать трудности при переключении передач (особенно при переключении на пониженную передачу).

3. Обороты двигателя выше положенных

Как и в описанной выше ситуации, когда трансмиссия испытывает трудности с переключением передач из-за неисправного реле давления масла, эта же проблема может привести к тому, что трансмиссия не переключится, когда должна.В этой ситуации обороты двигателя будут намного выше, чем должны, когда он запускает трансмиссию для переключения на более высокую передачу.

Реле давления масла трансмиссии жизненно важно для плавной и эффективной работы автомобиля. Если вы заметили какие-либо из вышеперечисленных предупреждающих знаков или симптомов, обратитесь к профессиональному сертифицированному механику ASE в вашем районе, чтобы он как можно скорее заменил датчик давления трансмиссионного масла, если это действительно является причиной ваших проблем.

.

admin / 01.09.2020 / Авто

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о