Як працює трансмісія автомобіля
Управління карданним валом
Автомобіль з переднім розташуванням двигуна та заднім приводом
Коробка передач знаходиться поруч із двигуном, між ними розташовується зчеплення. Двигун жорстко кріпиться до опори, а карданний вал рухливий і дозволяє рухатися задньому мосту.
В автомобілі з переднім розташуванням двигуна та заднім приводом енергія передається від двигуна через зчеплення та коробку передач на задній міст за допомогою порожнистого карданного валу.
Задній міст рухається вгору та вниз на підвісці, адаптуючись до нерівностей дороги.
Під час руху автомобіля кут повороту карданного валу та відстань між коробкою передач та заднім мостом постійно змінюються.
Для цього на передній частині карданного валу передбачені шліци, які дозволяють входити в коробку і виходити з неї. Крім того, до обох кінців (і іноді в центрі) валу кріпляться шарніри.
Шарніри забезпечують гнучкість валу за постійної передачі енергії.
Останнім компонентом трансмісії є головна передача, що включає диференціал, тому головну передачу іноді називають диференціалом.
Головна передача
До карданного валу кріпиться зубчастий валик, який входить у корпус диференціала у центрі заднього моста.
Скошені ведучі шестерні в диференціалі обертаються разом із веденою шестернею, керуючи півосями, які ведуть до задніх колес. Як правило, півосі обертаються з однаковою швидкістю. При повороті одне колесо обертається швидше за інше.
Диференціал призначений для передачі крутного моменту під кутом 90 градусів від карданного валу до півосей, зміни швидкості обертання одного із задніх коліс при повороті, а також для керування головним редуктором.передачі.
Зубчастий валик в диференціалі працює під керуванням карданного валу і має скошені зуби. Ці зуби стикаються з веденою шестернею так, що обидві деталі утворюють кут 90 градусів.
Карданний шарнір
У сучасних автомобілях найчастіше використовується шарнір Гука з хрестовиною, що перетинає вісь обертання несучого валу. Хрестовина кріпиться за допомогою голчастих підшипників, щоб мінімізувати тертя.
Кількість зубів веденої шестерні зазвичай у чотири рази перевищує кількість зубів на валику, тому шестерня обертається вчетверо повільніше, ніж карданний вал.
Енергія передається від диференціала до задніх колес за допомогою півосей.
На кінцях, якими півосі кріпляться до диференціала, передбачені валики зі скошеними зубами. Ці валики взаємодіють з веденою шестернею за допомогою проміжних шестерень.
Управління передніми колесами
У автомобілях з переднім приводом використовується той же принцип, що і в автомобілях із заднім приводом, однак механічні компоненти відрізняються залежно від розташування двигуна та коробки передач.
Поперечно розташовані двигуни зазвичай кріпляться прямо над коробкою, і енергія передається через зчеплення блоком шестерень.
Поперечно розташований двигун
Коробка передач вмонтована в картер, енергія передається на передні колеса у вигляді валів на шарнірах.
Рядний двигун
У автомобілі з переднім приводом коробка передач розташована стандартно (позаду двигуна).
Однорядні двигуни зазвичай з'єднані з коробками передач і енергія проходить через зчеплення звичайним способом.
У будь-якому випадку, енергія надходить до кінцевої передачічерез коробку передач.
У автомобілях із поперечно розташованим двигуном механізм кінцевої передачі зазвичай розташовується у коробці передач. У автомобілях з однорядними двигунами він зазвичай знаходиться між двигуном та коробкою передач.
Механізм кінцевої передачі віддає енергію колесам за допомогою коротких валів. Для коректної роботи підвіски та кермового управління кріплення несучих валів здійснюється за допомогою шарнірів рівних кутових швидкостей.
Шарнір рівних кутових швидкостей
Шарнір справляється з напругою, що виникає при обертанні та повороті коліс в автомобілях з переднім приводом.
Замість хрестовини шарнір рівних кутових швидкостей контактує з підшипниками, всередині яких знаходяться сталеві кульки, та передає енергію з однаковою швидкістю незалежно від відстані між механізмом кінцевої передачі та колесами.
У деяких автомобілях (наприклад, ранніх моделях Mini) використовувалися пари несучих валів, з'єднаних шарнірами з хрестовиною. Такі конструкції виконували таку ж функцію, як і карданні шарніри в автомобілях із заднім приводом, тобто. дозволяли підвісці рухатися вгору та вниз. Ці шарніри виготовлялися з гуми та металу.
Автомобілі із заднім положенням двигуна та заднім приводом
У деяких автомобілях (наприклад, VW Beetle та невеликих Fiat) двигуни та коробки передач розташовуються ззаду.
Для приводу на задні колеса енергія передається від двигуна до коробки через зчеплення, а потім колеса за допомогою несучих валів.
На відміну від автомобілів з переднім приводом, у таких конструкціях обертальний рух коліс до уваги не береться.
У деяких випадках вали з'єднуються з виступами на коробці за допомогою круглої муфти.
Вали та виступи кріпляться до країв муфти, а енергія передається через гнучку гумову прокладку.