Пристрій трансмісії
Система відбору потужності. Як це працює. Головна передача призначена для збільшення крутного моменту, що передається до провідних колес. Пристрій її, на перший погляд, дуже простий — дві шестерні. Одна, меншою розміром, є ведучою, друга, більше — веденою. Але від конструкції головної передачі багато в чому залежать тягово-швидкісні характеристики автомобіля та витрата палива. Гіпоїдна передача
На задньопривідних автомобілях застосовується гіпоїдна головна передача, тому що момент, що крутить, потрібно передати на провідні колеса під кутом 90 градусів. Чому застосовується складніша у виготовленні гіпоїдна передача, а не проста конічна? Та тому що у конічної передачі її простота є єдиною перевагою. А недоліків більше: шумність, низька здатність, що несе, високе розташування карданного валу (а, отже, і трансмісійного тунелю в кузові автомобіля). У гіпоїдній передачі вісь провідної шестерні зміщена щодо осі веденої на величину гіпоїдного зміщення. Тому карданний вал знаходиться нижче, що дозволяє зменшити висоту трансмісійного тунелю. При цьому знижується центр ваги автомобіля, тим самим покращуючи його стійкість.
Зуби шестерень виконуються косими або криволінійними. Завдяки тому, що в гіпоїдній передачі одночасно знаходиться в зачепленні більше зубів, ніж у конічній, забезпечується її плавна та безшумна робота, підвищується здатність навантаження. Однак через щільніше прилягання зубів збільшується небезпека заклинювання, особливо при зміні напрямку обертання. Тому гіпоїдні передачі вимагають високої точності регулювання та застосування спеціальної трансмісійної олії. У олії для гіпоїдних передач додаютьсяпротизносні та протизадирні присадки.
У передньопривідних автомобілях, де немає необхідності змінювати напрямок моменту, що передається, в головній передачі застосовуються прості циліндричні шестерні. Конструктивно головна передача встановлюється у загальному картері із коробкою передач. Циліндричні передачі прості у виготовленні, недорогі, небезпека задирок низька. Тому для їх змащення в більшості випадків застосовується не спеціальне трансмісійне масло, а моторне.
Як впливає передатне число головної пари на тягово-динамічні показники? Чим воно вище, тим швидше відбувається розгін, але максимальна швидкість нижча. І, навпаки, зі зменшенням передавального числа автомобіль розганяється повільніше, але досягає більшої максимальної швидкості. Значення передавального числа конкретної моделі автомобіля підбирається з урахуванням характеристик двигуна, розміру коліс, можливостей гальмівної системи.
Для тих, хто не вивчав англійську :-) STRAIGHT - ПРЯМО same speed - однакова швидкість pinion gears rotate with case - сателіти обертаються разом з корпусом TURN - ПОВОРОТ fast - швидко , slow - повільно outer wheel faster - зовнішнє колесо швидше inner wheel slower - внутрішнє колесо повільніше pinion gears rotate on pinion shaft - сателіти обертаються на своїх осях
Диференціал - це механізм, що дозволяє (за потреби) провідним колесам автомобіля обертатися з різними швидкостями. Для чого це потрібно? При русі по прямій колеса проходять однаковий шлях, а в повороті зовнішнє колесо проходить шлях більший, ніж внутрішнє колесо. Тому, щоб «встигнути» за автомобілем, зовнішнє колесо має обертатися швидше.
Пристрій диференціала нескладний - корпус, вісь сателітів і два сателіти(шестірні). Корпус кріпиться до веденої шестерні головної пари і обертається разом із нею. Сателіти входять у зачеплення із шестернями півосей, які безпосередньо обертають колеса.
У такій конструкції сателіти передають більший момент, що крутить, на ту піввісь, яка чинить менший опір обертанню. Тобто з більшою швидкістю обертатиметься колесо, яке диференціалу легше розкрутити. Під час руху по прямій колеса навантажені однаково, диференціал ділить крутний момент порівну, сателіти не обертаються навколо своєї осі. У повороті внутрішнє колесо навантажено більше, зовнішнє розвантажується. Тому сателіти починають обертатися навколо осі, підкручуючи менш навантажене колесо, збільшуючи цим швидкість його обертання.
Але така особливість диференціалу іноді призводить до дуже неприємних наслідків. Якщо, наприклад, одне з коліс потрапить на слизьку поверхню, диференціал обертатиме лише його, повністю ігноруючи колесо, що має нормальний контакт із дорогою. Тобто автомобіль буде «буксувати».
Для боротьби із цим явищем застосовуються блокування диференціала. Способів блокувань придумано безліч - від простих механічних до витончених електронних. Диференціал з повним блокуванням
Застосовується у позашляховиках. У такій конструкції вали півосей жорстко з'єднуються між собою, обертаючись таким чином з рівними швидкостями. Блокування включається водієм вручну перед подоланням важкопрохідної ділянки, після чого її необхідно вимикати, щоб уникнути перевантажень трансмісії, підвищеного зносу шин і зниження керованості автомобіля. При русі в нормальних дорожніх умовах повне блокування використовувати, звичайно, не можна. Диференціал з частковим блокуванням
У таких диференціалах блокуваннявключається автоматично, тому їх ще називають самоблокуючими. При цьому зусилля блокування наростає поступово, пропорційно різниці швидкості обертання або величині крутного моменту. По конструкції диференціали, що самоблокуються, можна розділити на чотири види: в'язкісні, дискові, гвинтові, електроннокеровані.
Віскомуфта (в'язкова муфта) являє собою герметичний корпус, в якому розміщені два пакети фрикціонів.
Дискові диференціали - це звичайні диференціали, які додатково вбудовуються один або два пакети фрикціонів і розпірна пружина, що створює переднатяг (стиснення пакетів).
Зусиллям переднатягу визначається ступінь блокування і мінімальний момент, що крутить, що передається на колесо в будь-яких дорожніх умовах. Регулюючи ступінь переднатягу підбирають необхідний компроміс між прохідністю та керованістю. Дискові диференціали з малим переднатягом використовуються на звичайних, дорожніх автомобілях, з більшим – на спортивних.
Більш «просунутою» версією дискового диференціала є героторний диференціал. У ньому шестерний масляний насос приводить у дію поршень, який стискає пакет фрикціонів. А продуктивність насоса залежить від різниці у швидкості обертання півосей. Чим більша ця різниця — тим сильнішим є зусилля стиснення, а, відповідно, і ступінь блокування.
У диференціалі "Квайф" сателіти не посаджені на осі, а вільно розташовані в гніздах корпусу. При виникненні різниці швидкості обертання півосей сателіти, блокуючись, зсуваються в гніздах і притискаються до корпусу. Виникаюча при цьому сила тертя пропорційна різниці швидкостей обертання. Ступінь блокування регулюють, підбираючи сателіти з різним кутом нахилу витків.
Черв'якові диференціали в порівнянні з дисковими відрізняються більшою надійністю та коефіцієнтом блокування, менше бояться пробуксування (але тривалі та часті пробуксування все одно не рекомендуються). Однак такі диференціали, на відміну від дискових та вискомуфти, абсолютно безпорадні проти діагонального вивішування.
Електроннокеровані диференціали. Електроніка, що активно впроваджується у всі вузли та системи автомобіля, не оминула і диференціал. Типова конструкція електроннокерованого диференціала нагадує пристрій звичайного дискового диференціала, але стиск фрикціонів здійснюється гідро-або електроприводом по команді блоку управління. Таким чином, можна регулювати ступінь блокування в найширших межах — від 0 до 100%. Все залежить від закладеної в блок програми.
Здавалося б, ідеалдосягнуто! Але, ні допитливі японці пішли далі і сконструювали активний диференціал - найдосконаліший на даний момент. Звичайний електроннокерований диференціал при пробуксуванні лише вирівнює швидкість обертання півосей. Активний диференціал може обертати півосі з різними швидкостями, залежно від дорожньої ситуації. Наприклад, у повороті додати момент на зовнішнє розвантажене колесо, допомагаючи автомобілю «довернутися».
Що такий диференціал є конструктивно? Звичайний вільний диференціал доповнений двома передачами - підвищує та знижує. Включає передачу за допомогою мокрих зчеплень блок управління. Величина переданого крутного моменту регулюється ступенем стиснення зчеплень. Таким чином автомобіль з активним диференціалом може майстерно проходити круті віражі, і на бездоріжжі не рятує. Інше питання, чи варто шкурка вичинки: вартість диференціала велика. Тому й обмежується його застосування лише потужними спортивними автомобілями.
Імітація блокувань. Останнім часом великого поширення набули електронні системи, які при виникненні пробуксовки підгальмовують колесо, що буксує, за допомогою штатної гальмівної системи, імітуючи блокування диференціала. Для звичайного міського автомобіля, що не виїжджає на бездоріжжя, — найпрактичніше рішення. І на слизькій дорозі допоможе, і навіть діагонального вивішування не боїться.
Переваги і недоліки. Автомобіль з диференціалом, що самоблокується, збільшує тягу на колесах, тим самим підвищуючи прохідність на бездоріжжі і на слизькій дорозі (ще б пак, а заради чого тоді було город городити?). Також покращується динаміка розгону. Широко використовуються такі диференціали на потужних спортивних автомобілях та у тюнінгу для більш повної реалізації.потужності, проходження поворотів у ковзанні.
Але те, що добре для спортивного автомобіля, не завжди добре для звичайного. Адже диференціал, що самоблокується, підвищуючи прохідність, погіршує керованість. Наприклад, при розгоні на слизькій дорозі автомобіль важче утримати на прямій. Якщо блокування немає, автомобіль, прослизаючи, просто втрачає прискорення. Якщо ж спрацьовує блокування, колесо, що небуксує (або колеса) продовжують штовхати автомобіль вперед, тим самим відводячи його з прямолінійної траєкторії.
Блокування, встановлені на передній осі, збільшують недостатню повертаність (траєкторія в повороті прагне розпрямитися), встановлені в задній осі - підвищують надмірну повертаність (у повороті збільшується схильність до занесення).
Диференціали, що самоблокуються, ще називають диференціалами підвищеного тертя. А підвищене тертя призводить до збільшення витрат палива, зниження терміну служби шин і деталей трансмісії.
Там ще багато чого цікавого.