Трансмиссия машины, конструктивные особенности

Конструкция

Конструкция устройства может предполагать использование в качестве ведущих переднюю и заднюю пары колес.

Если как ведущие используются задняя пара колес, то автомобиль получается заднеприводным, а если передняя – переднеприводным. Если авто имеет привод одновременно на задние и передние колеса 4х4, то полноприводные.

Авто с разным типом привода имеют свою конструкцию трансмиссии, которая часто существенно отличается по составу элементов и их исполнению.

Так в заднеприводной машине это последовательно расположенные элементы: сцепление, КП, карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси.

Сцепление

Сцепление служит для непродолжительного отсоединения движка от трансмиссии и последующего плавного соединения этих элементов после переключения передачи, а также защиты деталей от избыточных нагрузок.

Коробка передач

Коробка передач изменяет крутящий момент, скорость и направление движения, а также разъединяет на продолжительное время двигатель и трансмиссию. Коробки бывают механические, роботизированные и классические (гидротрансформатор — планетарные передачи)

Карданная передача

Карданная передача нужна для трансляции кр.момента со вторичного вала коробки на вал гл.передачи, которые находятся под углом друг относительно друга.

Главная передача

ГП необходима, чтобы увеличить кр.момент, изменить направление и передать его на полуоси. Обычно в авто применяют гипоидную главную передачу (зубы передачи не прямые как обычно, а радиальные).


Дифференциал

Дифференциял раздает кр.момент по ведущим колесам, и позволяет полуосям вращаться с отличными друг от друга угловыми скоростями, в процессе поворота транспортного средства.

Классификация

Эксперты выделяют пять видов трансмиссии:

  • механическая;
  • гидромеханическая;
  • гидростатическая;
  • гидравлическая;
  • электромеханическая.

Самой распространенной трансмиссией является механическая. Все остальные из-за особенности конструкции используются реже. Механическая трансмиссия состоит из шестеренчатых или фрикционных элементов. Они обеспечивают легкость конструкции, простоту обслуживания, высокий КПД и надежность эксплуатации. Также механическая конструкция довольно компактна. Среди недостатков такой системы можно выделить неплавное переключение передаточного числа, из-за чего вырабатываемая двигателем мощность не всегда используется эффективно. Также «механика» не всегда комфортна при передвижении в городском цикле. Как правило, МКПП устанавливается на бюджетные автомобили или базовые комплектации, внедорожники и спорткары. В случае со спортивными машинами «механика» дополняется электронным переключателем передач. Однако это ведет к удорожанию транспортного средства.

Гидромеханическая КПП состоит из механизма, который передает тяговый момент, и специального преобразователя. Такая трансмиссия применяется в железнодорожной технике, тракторах, а также в танкостроении в качестве вспомогательного регулятора при поворотах. Применение данной системы значительно уменьшает коэффициент полезного действия силового агрегата, но увеличивает эксплуатационный срок поршневого моторчика. Габариты и вес гидромеханичекой трансмиссии значительно больше, нежели чем у механической, из-за необходимости установки специального охлаждения и дополнительного питания.

Для передачи мощности мотора в гидростатической трансмиссии используются аксиально-плунжерные механизмы. Благодаря этому, элементы коробки размещаются друг от друга на достаточно далеком расстоянии и получается много степеней свободы. Гидростатическая трансмиссия устанавливается в некоторых теплоходах, катках, применяемых при строительстве дорог, и металлорежущих станках. КПП очень капризна к качеству технических жидкостей и требует постоянного контроля со стороны инженеров.

Гидравлическая трансмиссия встречается редко. Дело в том, что в такой системе переключение передач осуществляется специальными гидравлическими машинами, а не механикой. Главный плюс системы – стабильность работы при высоких крутящих моментах. А недостатком трансмиссии является необходимость перед работой устанавливать отдельную гидромуфту для каждой передачи. Используется такая система преимущественно железнодорожной технике.

В электромеханической трансмиссии основным элементом выступает тяговый электромотор. Также в ее состав входят электросистема контроля, генератор электротока и провода, соединяющие все составные части системы. Распространенности данная трансмиссия не получила по причине больших габаритных размеров и массы, а также высокой стоимости. Сегодня такую систему используют в тяжелой технике, на армейских автомобилях, троллейбусах, морских судах.

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.

Основные узлы

Заднеприводная машина.

Из чего состоит трансмиссия? К основным узлам указанного устройства относят:

  1. Сцепление. Служит для передачи момента вращения от автодвигателя к КПП, а также кратковременного отсоединения движка от КПП и плавного их последующего присоединения после включения передачи. Используется для предохранения элементов автодвигателя, а также коробки от перенагрузок и преждевременного износа, которые возникают во время резкого торможения либо несвоевременного переключения передач. Механизм начинает действовать при помощи троса, закрепленного к педели сцепления. В состав указанного агрегата входят такие основные  элементы: ведомый диск, размещенный на ведущем колесе КПП и нажимной диск, жестко установленный на маховике коленвала.
  2. Коробку передач. Предназначено это устройство для смены величины силы тяги и момента вращения, передаваемого от коленчатого вала движка на основные колеса машины при выезде на подъем, рушении с места, разгоне либо езде машины задним ходом. Также КПП позволяет отключить мотор и сцепление от остальных элементов трансмиссии путем включения «нейтралки».
  3. Раздаточную коробку. Это устройство применяется на автотранспорте с увеличенной проходимостью. Используется для передавания момента вращения к основным мостам, позволяет подключать и выключать полный привод. Размещается за КПП и подсоединяется к коробке карданным валом. В конструкции коробки может присутствовать дополнительная понижающая передача. Более сложные типы раздаточных устройств могут включать в себя межосевой дифференциал, позволяющий валам приводов переднего и заднего моста выполнять вращения с различными угловыми скоростями. Это способствует увеличению мощности машины и топливной экономичности, поскольку отсутствует проскальзывание основных колес при вхождении в поворот.
  4. Карданную передачу. Механизм применяют для передачи момента вращения от вторичного вала КПП на вал основной передачи, расположенные несоосно один к другому либо под определенным углом. К ее основным составляющим относят: карданные шарниры, основной и промежуточный карданные валы, промежуточную опору.
  5. Главную передачу. Устанавливается для наращивания величины момента вращения и передачи его на полуоси основных колес. Различают одинарные и двойные устройства. В первом варианте механизм включает одну пару шестерен, используется на легковушках либо грузовиках с малой и средней грузоподъемностью. Во втором случае устройство состоит из пары цилиндрических и конических шестерен, применяются такие конструкции на транспортных средствах с большой грузоподъемностью.
  6. Дифференциал. Основное назначение устройства — это распределение момента  вращения от основной передачи к полуосям, что позволяет им  вращаться в различной скоростью при повороте машины или езде на неровном дорожном покрытии.
  7. Шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) используются чтобы передавать момент вращения от дифференциала к основным колесам авто. Различают внешние и внутренние шарниры. Первые используются для подсоединения с колесам, вторые для подсоединения с дифференциалом.

Трансмиссия: устройство

Прежде всего, многие ошибочно полагают, что трансмиссией является коробка передач. На самом деле это не совсем так. На деле, каждый элемент, который отвечает за связь мотора с ведущими колесами, входит в состав трансмиссии автомобиля. Сама трансмиссия в автомобиле отвечает за выполнение следующих задач:

  • передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса;
  • изменение (преобразование) величины крутящего момента;
  • изменение направление крутящего момента;
  • перераспределение крутящего момента между колесами.

Существует несколько видов трансмиссии. При этом по состоянию на сегодня на автомобилях наиболее активно используется механическая трансмиссия, которая преобразует механическую энергию, полученную в результате работы двигателя. Также широко распространена гидромеханическая трансмиссия, где крутящий момент изменяется автоматически (автоматическая трансмиссия).

Если просто, сегодня наиболее распространенными являются механическая трансмиссия с ручной коробкой передач МКПП и автоматическая (гидромеханическая АКПП). Каждый из указанных типов трансмиссий отличается по своему устройству, имеет как преимущества, так и недостатки, однако основной их задачей неизменно остается получение, преобразование и передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса машины.

Идем далее. Все трансмиссии (как автоматические, так и механические), отличаются по типу привода. Если точнее, ведущими колесами могу быть передние, задние или сразу все колеса автомобиля.

Если ведущие колеса только передние, тогда такой автомобильная с передним приводом, если ведущей является задняя ось, машина заднеприводная, а если ведущими являются все колеса, тогда это полноприводный автомобиль. В зависимости от типа привода, также существенно различается и устройство трансмиссии (по количеству элементов, по схеме устройства и т.д.).

Трансмиссия заднего привода автомобиля имеет сцепление, КПП (коробку передач), карданную передачу, главную передачу, дифференциал, а также полуоси.

  • Сцепление позволяет плавно отсоединять и присоединять двигатель к трансмиссии, что необходимо для переключения передач, а также в целях исключения высоких нагрузок на детали трансмиссии.
  • КПП (коробка переключения передач) является основой трансмиссии и служит для преобразования крутящего момента, изменения скорости движения (для движения вперед), направления движения (задняя передача), а также для разъединения мотора и трансмиссии (нейтральная передача).
  • Карданная передача отвечает за передачу крутящего момента от вторичного вала КПП на вал главной передачи, которые расположены под углом относительно друг друга. Главная передача позволяет увеличить крутящий момент на колесах и передать его на полуоси ведущих колес. Машины с задним приводом имеют гипоидную главную передачу, где оси шестерен не пресекаются между собой.
  • Дифференциал распределяет крутящий момент между левым и правым ведущим колесом, позволяя реализовать вращение полуосей с разной угловой скоростью. Это необходимо для повышения устойчивости машины при прохождении поворотов, сложных участков дороги и т.д. 

На автомобилях с передним приводом часть элементов, которые есть на заднеприводных авто, попросту отсутствует. Фактически, нет карданной передачи. На машинах с передним приводом имеются ШРУСы (шарнир равных угловых скоростей), а также приводные валы, более известные как полуоси. Главная передача, а также дифференциал, устанавливаются в картере КПП.

Что касается полноприводных авто, в этом случае трансмиссия может отличаться по конструкции, однако в основе лежит комбинация систем переднего и заднего привода. Добавим, что полный привод бывает постоянным или подключаемым. Данная трансмиссия самая сложная по устройству, отличается большим количеством составных элементов, образуя различные схемы полного привода автомобиля.

Типы автоматической трансмиссии

  1. Полуавтоматическая коробка передач

В этой конструкции инженеры намеревались роботизировать классическую механическую коробку передач, а это означает, что управление «обычным» сцеплением осуществляется электроникой. Кроме того, водитель может переключать передачи с помощью подрулевыx переключателей или «джойстика». Такое решение облегчает вождение, но имеет серьезные недостатки, так как при переключении передач автомобиль резко дергается и реагирует очень инертно, что может создавать неудобства, особенно на городских улицах. Кроме того, затраты на ремонт таких трансмиссий, как правило, высоки. Среди популярных их названий можно упомянуть Selespeed, Sensodrive или Easytronic, а использовались такие трансмиссии, например, в моделях Alfa Romeo 156, а также (что интересно) в BMW 3 Series (E36), Fiat 500, Opel Astra H, Peugeot 208, Renault Twingo, Toyota Corolla или даже в Volkswagen Up!

б) Трансмиссия с гидротрансформатором

Этот тип коробки передач еще не так давно был очень популярен, однако в наши дни производители автомобилей его заменяют более новыми решениями. Трансмиссия с гидротрансформатором состоит из гидрокинетической системы сцепления или гидрокинетической коробки передач вместе с несколькими планетарными передачами. В этой конструкции шестерни в планетарной коробке передач соединяются или блокируются с помощью фрикционных зажимов и многодисковых тормозов.

Такая коробка передач заполнена маслом, что обеспечивает плавную работу ее отдельных элементов. Преемниками гидравлической коробки передач стали гидравлико-электрическая коробка передач и коробка передач с электронным управлением. Недостатком этого решения является его относительно низкая эксплуатационная эффективность, а точнее, огромные потери энергии, что ухудшает ходовые характеристики автомобиля и увеличивает расход топлива. С другой стороны, эта коробка передач отличается исключительной долговечностью и благодаря своей плавной работе гарантирует комфорт вождения. Раньше ее использовали почти все производители автомобилей, в том числе Mercedes, BMW, Audi, Ford, Renault и Volvo (в моделях V70, XC70, S60 и S80).

в) Бесступенчатая трансмиссия

Принцип работы трансмиссии этого типа можно сравнить с переключателями передач на велосипеде, за исключением того, что в автомобильных коробках передач используются не звездочки, а конические шкивы. Они соединены с помощью ремня или цепи, а при переключении передач колеса автомобиля сближаются или отдаляются друг от друга. Нажатие на педаль газа выводит обороты двигателя в минуту на фиксированный уровень, при этом автомобиль набирает скорость, пока педаль газа не будет отпущена. Крутящий момент передается непрерывно, отсутствие рывков и плавное вождение являются отличительными чертами, которые оценят умеренные водители. С другой стороны, пользователи, предпочитающие динамичный стиль вождения, при более высоких оборотах в минуту могут жаловаться на громкую работу двигателя. Эти коробки передач раньше обозначались как CVT или Multitronic и использовались такими компаниями, как Nissan, Honda, Mitsubishi и Audi (в моделях A4 B6,B7, B8, A5, A6 или даже A8).

г) Трансмиссия с двойным сцеплением

Как следует из названия, такая трансмиссия состоит из двух сцеплений, которые поставляются в сухом (для более слабых двигателей) или мокром варианте. Одно из сцеплений предназначено для нечетных передач и заднего хода, а другое — для четных передач. Кроме того, в каждом сцеплении также установлены по два вала сцепления и два главных вала, и все это позволяет переключать передачи за доли секунды. Такая конфигурация приводит к лучшим ходовым характеристикам автомобиля и снижению среднего расхода топлива. Ее недостатками являются ограниченная долговечность и предрасположенность к рывкам при старте. Такие трансмиссии могут называться DSG, S-Tronic, PowerShift, TCT, DCT, а устанавливаются они, среди прочего, в Audi A4, A6, Seat Leon, Skoda Octavia и Superb, Volkswagen Golf и Passat, и даже в правосторонней версии Bugatti Veyron.

Проверка технического состояния трансмиссии

Итак, важно понимать, что диагностика КПП и трансмиссии в целом должна выполняться регулярно. Более того, даже если владелец не замечает каких-либо признаков неисправностей, необходима проверка техсостояния трансмиссии.  Дело в том, что профессиональная диагностика позволяет своевременно выявить возможные неполадки на ранней стадии, что в значительной степени удешевляет ремонт агрегатов и узлов, а также повышает комфорт и безопасность

Диагностика трансмиссии представляет собой комплексный подход. Ряд проверок направлен на диагностирование большинства основных узлов, причем без разборки. В результате удается достаточно точно оценить состояние и работоспособность отдельных элементов.

В рамках проведения диагностики специалисты практикуют как визуальный осмотр и проверки при помощи механических инструментов, так и задействуют сканеры, а также специальное высокоточное диагностическое оборудование. Использование такого оборудования позволяет обнаружить скрытые дефекты, считать ошибки из электронных блоков управления автоматических коробок и т.д. 

В общих чертах, диагностика трансмиссии выполняется  с учетом строго порядка выполнения работ. Прежде всего, специалист выслушивает все замечания владельца автомобиля. Далее, независимо от того, есть ли жалобы или нет, выполняются следующие действия:

  • двигатель запускается, оценивается качество его работы на ХХ, осматриваются электрические соединения, тяги и тросы дроссельной заслонки, проверяются вакуумные магистрали;
  • производится проверка состояния и уровня технических жидкостей и смазочных материалов, затем выполняется визуальный осмотр возможных мест утечки моторного и трансмиссионного масла (сальники, прокладки, уплотнители и т.д.);
  • проводится диагностика ЭБУ двигателя и ЭБУ КПП (при наличии), после чего завершающим этапом становится контрольная поездка на автомобиле с несколькими остановками, чтобы оценить работу всех узлов и агрегатов в движении и под нагрузкой;

Если же владелец отдельно указывает на признаки поломки, это становится поводом для проведения углубленной диагностики. Как правило, на начальном этапе специалист сразу совершает пробную поездку вместе с владельцем, который указывает на неисправность (если она проявляется). Сложнее обнаружить так называемые «плавающие» неполадки, когда сбои, шумы, стуки, вибрации и прочие признаки проявляются не постоянно.

Если говорить о диагностике МКПП, в этом случае необходимо проверить уровень масла в коробке передач, при необходимости провести регулировки кулисы, оценить состояние тросов и т.д

Отдельное внимание также уделяется сцеплению, проверяется ход педали сцепления и т.д. Также мастер осматривает ШРУСы, привода, мосты, кардан и другие элементы (в зависимости от типа привода и конструктивных особенностей автомобиля).
В случае с АКПП, диагностика коробки передач автомат осложняется тем, что такие КПП зачастую представляют собой сложное сочетание механики, гидравлики и электроники

Это значит, что кроме механических элементов (по аналогии с МКПП) внимание нужно уделять электронным и гидравлическим компонентам.

Прежде всего, проверяется уровень масла ATF в коробке передач,  затем осуществляется оценка его состояния. Также может потребоваться замерить давление масла в АКПП.  Дело в том, что отклонения уровня ATF от нормы или загрязнение трансмиссионной жидкости АКПП могут быть причиной того, что появляются характерные признаки большого количества неисправностей (начиная с гидроблока и заканчивая ГДТ).  При этом долив масла или его замена вместе с фильтрами АКПП в ряде случаев позволяет полностью нормализовать работу агрегата.

Во время диагностики автоматических КПП специалист должен  в обязательном порядке совершить пробную поездку. В рамках тестового заезда требуется задействовать все доступные режимы автомата, отдельно оценивается качество переключений «вверх» и «вниз» и т.д.

Также проверяется работа коробки на остановленном автомобиле (учитываются обороты двигателя на холостых при переключениях из D в R). Еще исключается или подтверждается наличие толчков, вибраций и ударов при переключении АКПП. Полученные данные позволяют оценить качество работы гидротрансформатора, указывают на состояние муфт свободного хода и т.д.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector