Трансмісія автомобіля — це взаємопов'язані вузли і агрегати, що забезпечують передачу крутного моменту від коленвала двигуна на ведучі колеса.
Призначення і типи автомобільної трансмісії
Трансмісія виконує три функції:
-
передача моменту;
-
зміна величини крутного моменту і його напрями;
-
перерозподілу тяги між провідними осями і колесами.
Типи автомобільної трансмісії класифікуються на підставі перетворюваної енергії:
-
Механічна. Агрегати передають механічну енергію обертання, змінюючи швидкість і крутний момент. Найпростіший і дешевий механізм, використовуваний більше століття.
-
Електрична. Енергія ДВС перетвориться в електрику, яка живить електродвигуни, сполучені з колесами. Такі рішення використовуються на важких кар'єрних самоскидах і прототипах гібридних автомобілів з ДВС та акумуляторною батареєю.
-
Гідрооб'ємно. Енергія двигуна машини перетвориться в потік рідини, який обертає крильчатку, що приводить в рух провідні колеса.
-
Комбінована. До неї відносяться електромеханічні і гідромеханічні пристрою. Найпоширеніша різновид — автоматична трансмісія з гідротрансформатором.
У залежності від способу управління перетворенням крутного моменту (типу КПП) розрізняють ручну (МКПП) і автоматичну (АКПП) трансмісію.
-
Механічна КПП відрізняється економічністю, дешевизною, надійністю і більш високим ККД. Вона дозволяє завести авто «з штовхача», буксирувати авто і рухатись по дорозі «накатом». Також машини з МКПП легше заводяться на морозі.
Мінуси «механіки» — більш складне управління автомобілем і наявність зчеплення, яке легко вивести з ладу при невмілої експлуатації. -
Роботизована КПП являє собою класичну «механіку», оснащену сервоприводами. Вони самостійно перемикають передачі і відключають зчеплення, роблячи третю педаль непотрібною. Машини з роботизованою коробкою передач можна буксирувати. Як і МКПП, «робот» допомагає економити паливо при русі «накатом». Навіть новачкові легко керувати авто з роботизованою КПП. Однак вона менш надійна і відрізняється високою ціною ремонту. На відміну від інших АКПП, «робот» перемикає передачі ривками, а не плавно змінює крутильний момент.
-
АКПП з гідротрансформатором передає крутний момент від двигуна через крильчатки, що знаходяться в рідини (олії). Гідротрансформатор відрізняється високою надійністю і оберігає двигун від надмірної завантаження. При дотриманні регламенту обслуговування він проходить 300-400 тисяч кілометрів. Такі АКПП відрізняються м'яким зміною крутного моменту і не дозволяють машині скотитися назад, рушаючи на гірку. Однак ремонт цих агрегатів занадто складний і дорогий. Відсутність жорсткої зв'язку з двигуном погіршує динаміку і ККД.
-
Вариаторні АКПП змінюють крутний момент за рахунок зміни розмірів ведучої та веденої шестерень або шківів. Залежно від деталі, що передає крутний момент, розрізняють ремінні, клиномерные і торовые варіатори. У легкових авто застосовується переважно ремінні передачі. Їх перевага — високий ККД, хороша динаміка і відсутність поштовхів і ривків при перемиканні. Однак вони, як і АКПП з гідротрансформатором, не дозволяють буксирувати авто і відрізняються складністю і дорожнечею ремонту.
Ведучі колеса, на які трансмісія передає енергію, можуть бути передніми або задніми (передньо - і задньопривідні машини). Також застосовуються повнопривідні конструкції, в яких всі чотири колеса є провідними.
Пристрій трансмісії
Крутний момент від мотора до коліс автомобіля передають такі деталі та вузли:
-
коробка перемикання передач;
-
зчеплення;
-
головна передача;
-
кардан і (або) Шруси;
-
диференціал або кілька (2-3) диференціалів.
Конструкція відрізняється в залежності від встановленої КПП і типу приводу:
-
на машинах з АКПП відсутня зчеплення;
-
на задньопривідних авто часто немає ШРУСов;
-
автомобілі з передніми провідними колесами не обладнуються карданами;
-
на повнопривідних машинах встановлюється не один, а три диференціала: передній, задній і міжосьовий.
Давайте окремо розглянемо функції кожного з агрегатів.
-
Зчеплення служить для короткочасного відключення механічного зв'язку між двигуном і КПП. Воно дозволяє плавно роз'єднувати і поєднувати їх, забезпечуючи безперешкодне перемикання передач і оберігаючи двигун і КПП від перевантажень під час старту з місця або зміни передачі.
-
Коробка передач змінює обертальний момент, що приходить на колеса, швидкість обертання приводних валів і напрямок руху машини. Вона забезпечує довготривале відключення валу двигуна від трансмісії при буксируванні або рух «накатом» (актуально для роботизованих і ручних КПП).
-
Карданна передача (кардан) передає обертання з валу КПП на шестерню ведучого моста задньопривідного авто (вірніше, на його головну передачу). Він забезпечує рухливість з'єднання і не перешкоджає вільному ходу мосту при русі по нерівній дорозі.
-
Головна передача, розташована в КПП або провідному мосту, збільшує крутний момент двигуна, який передається на півосі коліс. На задньопривідних авто використовується гіпоїдна передача, об'єднана з диференціалом. У передньопривідних авто головна передача поєднана з КПП.
-
Диференціал перерозподіляє обертаючий момент між ведучими колесами або осями (останнє актуально на повноприводному авто). Він дозволяє колесам обертатися з різними швидкостями. Це запобігає знос осі при повороті і зменшує витрату палива і знос шин під час руху по нерівній дорозі. Вузол встановлюється в задньому мосту або КПП (задньо - і передньопривідних машинах відповідно). Повнопривідні авто оснащуються міжосьовими диференціалами і пристроями блокування диференціала, підвищують зчеплення на снігу, бруду, піску або льоду.
-
Шарніри рівних кутових швидкостей передають обертання від диференціала на ведучі колеса передньопривідних і повнопривідних автомобілів. Розрізняють зовнішні та внутрішні Шруси. Перші встановлюються з боку коліс, другі — з боку КПП. Деталі з'єднуються приводними валами.
Трансмісії повнопривідних авто мають кілька типів конструкції, що включають елементи передньо - і задньопривідною компонування, доповнені роздавальної коробкою. Особливу нішу займають з'явилися на ринку електромобілі. У них відсутні КПП і диференціали, а електромотори мають пряму механічну зв'язок з провідними колесами.