Все про трансмісію автомобіля
Механізми трансмісії автомобіля призначені для передачі крутного моменту від двигуна до провідних колес, при цьому крутний момент може бути змінений за величиною, співвідношенням між провідними колесами та напрямком. Трансмісії можуть бути механічними, електричними, гідравлічними, комбінованими.
На легкових автомобілях застосовують механічні, на вантажівках та автобусах механічні та гідромеханічні трансмісії, на великовантажних автомобілях часто застосовують електромеханічні трансмісії.
Трансмісія автомобіля
До агрегатів та вузлів трансмісії відносять зчеплення, коробку передач, головну передачу, диференціал, приводні вали (напівосі).
Трансмісія автомобіля – Механізм зчеплення.
Зчеплення призначене для передачі крутного моменту двигуна коробці передач, короткочасного від'єднання двигуна від коробки передач і їх плавного з'єднання. Зчеплення оберігає деталі двигуна та трансмісії від пошкоджень та перевантажень при швидкому включенні передач та різкому гальмуванні; у дію наводиться через тросову тягу педалі зчеплення.
Основними деталями механізму зчеплення є ведений диск, що закріплений на ведучому колесі коробки передач, провідний (натискний) диск з пружинами, який жорстко прикріплений до маховика колінчастого валу двигуна.
Принцип роботи механізму зчеплення полягає в наступному. При не вичавленій педалі зчеплення натискний диск, який називають кришкою зчеплення, притискає через мембранну пружину ведений диск до маховика, забезпечуючи таким чином передачу зусилля від двигуна до коробки.
При стиснутій педалі зчеплення педаль через трос приводу впливає на підшипник вимкнення зчеплення, який пересувається по валу коробки передач і натискає на важелівимикання зчеплення.
Важелі відводять назад провідний диск, пружини стискаються, ведений диск перестає притискатися до маховика і передавати момент, що крутить, від двигуна до провідного валу коробки. Плавність увімкнення зчеплення забезпечується за рахунок прослизання дисків до моменту повного притискання їх один до одного.
Зчеплення з двома веденими дисками відрізняється від однодискового фрикційного механізму зчеплення наявністю середнього натискного диска, розташованого між двома веденими дисками.
На більшості українських вантажних автомобілів застосовують механічний привід вимикання зчеплення, який складається з педалі, поворотної пружини, тяги, валика з важелем, важеля вилки вимикання зчеплення, вилки, відтяжної пружини, муфти з затятим кульковим підшипником.
Вимикають зчеплення шляхом натискання на педаль. В цьому випадку всі деталі приводу приходять у взаємодію, в результаті чого підшипник муфти натискає на внутрішні кінці важелів вимкнення, відводиться натискний диск, а ведений диск звільняється від зусилля пружин, що затискають.
Коли педаль відпускають, зчеплення включається: муфта з наполегливим підшипником займає вихідне положення, звільняючи важелі вимкнення, і ведучий диск під дією пружин притискає ведений диск до маховика.
Трансмісія автомобіля – Коробка передач.
Коробка передач служить для зміни сили тяги на провідних колесах, змінюючи крутний момент, який передається від колінчастого валу двигуна на провідні колеса при рушанні з місця, русі на підйом, розгоні та русі автомобіля заднім ходом. Відбувається це шляхом зачеплення шестерень із різним числом зубів.
Крім того, коробка передач забезпечує роз'єднання двигуна та зчеплення від інших механізмів трансмісії при перемиканні коробки внейтральне положення, наприклад, при русі на холостому ходу або під час тривалої стоянки. Залежно від моделі автомобіля коробки можуть бути чотири- і п'ятиступінчасті.
У випадку коробка передач складається з картера, провідного валу з шестернею, веденого валу, проміжного валу, осі шестерні заднього ходу, блоку пересувних шестерень, механізму перемикання передач.
Ведучий, ведений та проміжний вали виготовляють із сталі та встановлюють на роликових підшипниках; картер має верхню та бічну кришки. У нижній стінці картера є отвір для зливу відпрацьованого масла, а в бічній кришці знаходиться отвір для заповнення коробки свіжим маслом. Картер відливають із чавуну.
В даний час на деяких моделях автомобілів встановлюють ступінчасті коробки з автоматизованим перемиканням на базі мікропроцесорів, а також безступінчасті передачі фрикційного типу. На автомобілях великої вантажопідйомності (75 т і від) застосовують електромеханічні передачі.
Трансмісія автомобіля – Роздавальна коробка.
На автомобілях підвищеної прохідності з переднім та заднім провідними мостами застосовують роздавальні коробки. Роздавальна коробка служить для передачі моменту, що крутить, до провідних мостів, а також для включення і вимикання переднього провідного мосту.
Зазвичай вона встановлюється за коробкою і з'єднана з нею карданним валом. Залежно від призначення роздавальна коробка може виконуватися з додатковою передачею або без неї. Вона може складатися з картера, провідного мосту, проміжного валу, веденого валу та валу приводу переднього моста.
У роздавальній коробці простого типу без знижувальної передачі вал заднього моста постійно з'єднаний з механізмами приводу. Для включенняпереднього моста є зубчаста муфта. При такому включенні крутний момент на провідних колесах переднього та заднього мостів визначається відповідно до сил зчеплення дорожнього покриття з колесами автомобіля.
Міжосьовий диференціал, який встановлюють у складніших роздавальних коробках, дає можливість обертатися валам приводу переднього та заднього мостів з різними кутовими швидкостями.
Таке обертання усуває прослизання передніх коліс при повороті, дозволяє уникнути втрат потужності та економить паливо. Збоку роздавальної коробки розміщено механізм перемикання передач. Він складається з двох повзунів та виделок, які приводяться в дію важелями, розміщеними в кабіні автомобіля.
Трансмісія автомобіля – Карданна передача.
Для передачі моменту, що крутить, механізмам, вали яких не співвісні або розташовані під кутом, причому взаємне положення їх може змінюватися в процесі руху через нерівностей дороги, застосовують карданні передачі. Застосовують їх також для зв'язку рульового колеса з кермовим механізмом, і для приводу деяких допоміжних механізмів.
Карданна передача складається з карданних шарнірів, основного карданного валу, проміжного карданного валу, проміжної опори. У автомобілях, де головну передачу встановлено в кузові («Вольво-600»), зв'язок коробки передач і головної передачі здійснюється торсіонним валом, а карданні шарніри відсутні.
На автомобілях українського виробництва використовують жорсткі вилчасті шарніри нерівних кутових швидкостей, асинхронні на голчастих підшипниках. У приводі до передніх провідних колес, які є керованими, застосовують шарніри рівних кутових швидкостей синхронні. У них обертання від ведучої вилки до веденої передається через кульки, що перекочуються.за круговими жолобами виделок. Для центрування виделок служить центральна кулька.
Карданна передача на автомобілях підвищеної прохідності передає крутний момент від коробки до роздавальної коробки і вже від неї до провідних мостів. Використання автоматичної коробки забезпечує зменшення витрати палива, більш високу якість перемикання передач і великий вибір режимів їзди.
У карданних передачах легкових автомобілів зазвичай встановлюють пружні напівкарданні шарніри. Для компенсації неточності у складанні механізмів, що з'єднуються, у разі їх встановлення на недостатньо жорсткій підставі застосовують жорсткі напівкарданні шарніри.
Трансмісія автомобіля – Головна передача.
Для збільшення крутного моменту та зміни його напрямку під прямим кутом до поздовжньої осі автомобіля, а також для передачі обертального руху від карданної передачі до провідних колес служить головна передача. Головні передачі можуть бути одинарними конічними та подвійними.
Одинарні головні передачі складаються з однієї пари шестерень, подвійні - пари циліндричних шестерень і пари конічних шестерень. Подвійні головні передачі встановлюють на автомобілях великої вантажопідйомності підвищення переданого крутного моменту.
Прості одинарні конічні головні передачі застосовують на легкових автомобілях та на вантажних автомобілях малої та середньої вантажопідйомності. При використанні одинарних передач з гіпоїдним зачепленням вісь ведучої шестерні розташована нижче веденої, що дає можливість опустити нижче карданну передачу, прибравши з салону автомобіля канал розташування карданної передачі, а потовщена форма основи зубів шестерень гіпоїдної передачі підвищує їх зносостійкість і здатність навантаження. Крім того, гіпоїдне зчеплення шестереньзабезпечує зниження центру важкості автомобіля.
Провідна мала конічна шестерня встановлена на двох конічних та одному циліндричному підшипниках. Виконана вона разом із валом. Відома велика конічна шестерня закріплена на коробці диференціала і разом із нею встановлена на двох конічних підшипниках у картері заднього моста. Шестерні зі спіральними зубами застосовують для забезпечення безшумної та плавної роботи.
Для передачі крутного моменту від головної передачі до півосей автомобіля служить диференціал. Він дозволяє обертатися провідним колесам з різною частотою обертання при поворотах, на нерівностях дороги або при різному ступені зчеплення з дорожнім покриттям, наприклад, при пробуксуванні, коли одне колесо знаходиться на м'якому, пухкому грунті а інше – на твердому.
Шестерні конічні диференціали, що застосовуються на автомобілях, складаються з півосьових шестерень, сателітів з хрестовиною, коробки диференціала, веденої шестерні головної передачі.
При русі по бездоріжжю при підвищеній прохідності автомобіля застосовують диференціали з примусовим блокуванням або диференціали, що самоблокуються. Корпус диференціала при включенні блокування жорстко з'єднується з шестернею напівосьової зубчастої муфти, що забезпечує обертання коліс з однією кутовою швидкістю незалежно від зчеплення з дорогою.
Для передачі крутного моменту від диференціала до провідних колес служать півосі, які в залежності від навантаження, що згинає, можуть бути напівнавантаженими або напіврозвантаженими. Повністю розвантажені півосі встановлюються вільно всередині моста, а маточина колеса жорстко з'єднується з фланцем півосі.
Такі півосі застосовують в автобусах, а також на автомобілях середньої та великої вантажопідйомності. Напіврозвантажені півосі спираютьсяна підшипник, розташований усередині балки моста, а маточина колеса жорстко з'єднується з фланцем півосі. Їх застосовують у легкових автомобілях та у задніх мостах вантажних автомобілів середньої та малої вантажопідйомності.
Трансмісія автомобіля – Провідні мости.
Мости автомобіля виконують функції осей, на яких встановлені колеса. Мости автомобіля можуть бути провідними, веденими з керованими колесами, що ведуть з керованими колесами, що підтримують. Ведучий міст в одному агрегаті поєднує головну передачу, диференціал, півосі, які розташовуються в одному картері провідного мосту.
При передачі моменту, що крутить, механізмами провідного мосту його картер відчуває зусилля, які прагнуть провернути міст проти обертання коліс. Від такого провертання провідний міст утримується підвіскою та її напрямними елементами, яка передає на картер моста осьові зусилля, що виникають під час руху автомобіля.
У автомобілів підвищеної прохідності з двома провідними осями є обидва мости, у тривісних автомобілів провідними можуть бути три мости або два задніх.
Трансмісія автомобіля – Привід провідних коліс.
Для передачі крутного моменту від вихідних валів диференціала до провідних передніх колес служить привід керованих провідних коліс. Крім того, він забезпечує можливість керування рухом автомобіля. На легкових автомобілях привід складається з двох валів: для правого та лівого коліс.
Кожен із валів має зовнішній та внутрішній шарніри рівних кутових швидкостей. Застосування двох шарнірів обумовлено використанням незалежної підвіски передніх коліс. Внутрішні шарніри забезпечують переміщення коліс при вертикальних ходах підвіски в залежності від дорожнього покриття, а зовнішні забезпечують переміщення коліс при їх поворотіщодо вертикальної осі для зміни напрямку руху автомобіля.
У статті використані матеріали з відкритих джерел: (Віктор Барановський. Автомобіль. 1001 порада)