Назначение, устройство и работа трансмиссии

В представление о работе трансмиссии входит такое понятие, как преобразование энергии двигателя в силу, позволяющую на небольших оборотах двигателя с большой скоростью тронуться с места. Чтобы до конца выяснить, в чём заключается назначение, устройство и работа трансмиссии, следует рассмотреть и работу сцепления, а точнее их совместную работу, которая обеспечивает движение автомобиля.

Абсолютно неважно, какая у вас модель автомобиля, но согласованная работа трансмиссии и сцепления является показателем, например, такой функции, как неподвижное состояние автомобиля во время остановки. В этом случае работа сцепления направлена на то, чтобы передавать вращение от вала двигателя и отсоединять его от трансмиссии. А в тот момент, когда вы нажимаете на педаль сцепления, происходит обратный процесс, и это позволяет автомобилю сдвинуться с места. Трансмиссия отвечает за хорошую работу коробки передач, что обеспечивает возможность менять скорость автомобиля при движении по дороге.

Основное назначение трансмиссии заключается в том, что с её помощью можно преобразовать мощность двигателя автомобиля в полезный вращательный момент, который, в свою очередь, подаётся на колёса. Это и приводит в конечном итоге к тому, что автомобиль может сдвинуться с места, а затем двигаться с определённой заданной скоростью.

Как известно, коробка передач имеет несколько скоростей – высокую скорость, низкую и дополнительные промежуточные. Если вы включаете низкую скорость на коробке передач, действие трансмиссии на двигатель незначительно, автомобиль двигается в этот момент медленно, что позволяет максимально увеличить ускорение автомобиля, когда нужно тронуться с места и двигаться по дороге.

Если вы включаете высокую скорость на коробке передач, то сила вращения уменьшается, а скорость увеличивается, и одновременно трансмиссия позволяет выбрать такой режим работы двигателя, чтобы оптимизировать расход топлива. Но поскольку при увеличении скорости автомобиля, мощность двигателя падает, заехать, например, на горку становится не так-то просто, поэтому при возникновении препятствий на дороге, лучше снизить скорость автомобиля, переключив коробку передач. Когда вы переключаете коробку передач на более низкую скорость, и автомобиль начинает медленнее двигаться, мощность двигателя возрастает и можно спокойно преодолеть возникшее не дороге препятствие. Надо также помнить о том, что не следует перевозить тяжёлые грузы на больших скоростях, поскольку мощность у автомобиля в этом случае недостаточная.

У автомобилей с ручной коробкой передач, выпускаемых в последнее время, предусмотрено несколько промежуточных скоростей (4-6), что позволяет водителю легче справиться с различными препятствиями и ситуациями на дороге.

Возникновение ручной трансмиссии неразрывно связано с изобретением автомобиля, как такового. Конечно, с момента изобретения автомобиля прошло много лет. За это время и конструкции моделей автомобиля, и коробка передачи скоростей были значительно усовершенствованы.

В конструкции автомобиля ручное сцепление расположено между двигателем и трансмиссией. Оно состоит из вращающихся пластин, которые находятся в сцеплении (контакте) до того момента, пока водитель не нажмет на педаль сцепления, и, таким образом, не разъединит их. Одна из пластин расположена на коленчатом вале двигателя автомобиля, и двигается одновременно с ним. Вторая пластина расположена на коленвале трансмиссии и осуществляет одновременное с ним движение. С помощью пружин пластины сжаты вместе.

Когда водитель нажимает на педаль сцепления, происходит гидравлическое или механическое соединение и сцепление этих пластин. Возможно, вы слышали, как водители иногда говорят между собой о том, что гидравлика «забарахлила». Этот разговор является свидетельством того, что сцепление стало плохо работать. У некоторых автомобилей есть и вакуумное сцепление, которое обеспечивается вакуумом, создаваемым двигателем.

Поверхность сцепления, как впрочем, и всё остальное, со временем снашивается. Поэтому возникает необходимость в своевременной замене этой поверхности, что достаточно важно. Дело в том, что от состояния поверхности сцепления зависит, насколько плавно, без рывков, вы начинаете движение своего автомобиля.

Коробка передач с рычагом переключения скоростей располагается между двумя передними сидениями в салоне автомобиля, что позволяет достаточно комфортно переключать скорости по мере необходимости. Конструкция сцепления устроена так, что переключение скоростей должно быть последовательным.

Самая низкая скорость - первая. С неё и начинает своё движение автомобиль, поскольку именно на этой скорости мощности двигателя достаточно, чтобы сдвинуть автомобиль с места и начать движение. Попробуйте начать движение с большой скорости. Ваш автомобиль тут же заглохнет! Чтобы изменить скорость, водитель должен на мгновение отжать сцепление, что отключит трансмиссию и даст возможность рычагу переключения передач принять другое положение.

Но, как известно, последние модели автомобилей всё более совершенны, а вместе с ними улучшаются и устройство и работа трансмиссии.

У полуавтоматической трансмиссии часть работы берёт на себя компьютер, и водителю автомобиля достаточно нажать на кнопку для того, чтобы переключить скорость в тот момент, когда это необходимо. Можно, установив режим автомата, просто нажимать на педаль газа, а об остальном позаботится компьютер.

Материалы: http://www.autoshcool.ru/1763-naznachenie-ustrojstvo-i-rabota-transmissii.html

Как ни странно, но в настоящее время АКПП ( автоматическая коробка переключения передач ) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Основное назначение АКПП - такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

В устройство АКПП входит:

1. Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
2. Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
3. Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо , которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

Принцип работы гидротрансформатора

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор , у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее - жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода , которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления .

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

Планетарный редуктор состоит из:

1. планетарных элементов
2. муфт сцепления и тормозов
3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения ( задний ход ). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент ( прямая передача ). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления . Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении - дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Материалы: http://autoustroistvo.ru/transmissiya/akpp/

Невозможно просто установить под капотом автомобиля двигатель внутреннего сгорания, присоединить колеса и сцепление к коленчатому валу и осуществить движение. В данном случае мотору будет недостаточно мощности раскрутить колеса, так как помехой станет значительный вес машины и сила трения. Выходом из данной ситуации стала установка промежуточного механизма. Он уменьшает крутящий момент силового агрегата до подходящего количества оборотов и выполнит его передачу на ведущие колеса. Описанным механизмом является трансмиссия автомобиля.

Трансмиссию транспортного средства составляет все, что связывает мотор с ведущими колесами. Рассматриваемый механизм предназначен для выполнения следующих функций:

• передача крутящего момента;
• его перераспределение между ведущими колесами;
• его изменение и направление.

Дабы устройство оптимально выполняло все свои функции, требуется регулярно проводить обслуживание трансмиссии автомобиля. Своевременное выявление и устранение неполадок гарантируют надежную работу механизма.

Основное назначение трансмиссии автомобиля состоит в том, что благодаря ее работе становится доступным преобразование мощности силового агрегата в полезный вращательный момент, который будет передан на колеса. В результате транспортное средство имеет возможность сдвинуться с места, после чего будет ехать с определенной заданной скоростью.

Трансмиссии разделяются на несколько видов в зависимости от типа преобразуемой энергии:

• механическая (работает от механической энергии);
• электрическая (преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот – в результате передачи к ведущим колесам);
• гидрообъемная (механическая энергия преобразуется в энергию потока жидкости и обратно);
• комбинированная (сочетает в себе несколько методов работы).

Механическая трансмиссия автомобиля получила наиболее широкое применение. Если изменение крутящего момента в ней происходит без усилий со стороны водителя, она будет называться автоматической.

В зависимости от того, какие колеса являются ведущими в конструкции трансмиссии, определяется тип привода. Это означает, что он может быть передним или задним. Полнеприводные автомобили обладают приводом на колеса обеих осей. Различные в управлении транспортные средства имеют конструкции трансмиссии со значительными отличиями по составу и устройству компонентов.

Трансмиссия автомобиля состоит из следующих основных элементов:

• Сцепление. Устройство предназначено для оптимального присоединения маховика к первичному валу коробки передач и последующей передачи крутящего момента. В его составе имеется специальный диск, корзина и выжимной подшипник.
• Коробка передач. Данный прибор выполняет функцию преобразования крутящего момента. Коробка переключения скоростей производит его передачу к главной передаче и карданному валу с возможным пошаговым изменением. Посредством вторичного вала передается усилие мотора. От него к главной передаче крутящий момент передается посредством карданного вала, если авто имеет задний привод.
• Дифференциал и главная передача составляют собой мост. Он выполняет подачу силы мотора к колесам посредством приводных валов. Также мост отвечает за распределение усилия между колесами. Если автомобиль имеет задний привод, рассматриваемые устройства располагается в задней оси. В переднеприводных машинах данная конструкция совмещается с коробкой передач в едином корпусе.
• Приводной вал (полуось). Конструкция является стержнем, который изготавливается из высоколегированной стали. Это прибор зацепления дифференциала и шарнира равных угловых скоростей. Полуось представлена устройством крепления крестовин или проточенными шлицами.
• Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Выполняет подачу силы вращения на ведущие колеса.
• Раздаточный механизм. Представляет собой прибор распределения усилия мотора по ведущим колесам. Им оборудуются автомобили, которые имеют формулу 4х4. Раздаточный механизм может быть отдельным узлом или совмещаться с коробкой передач в одном корпусе.

Каждый из перечисленных компонентов имеет большое значение для работы трансмиссии.

Всем автомобилистам известно, что коробка передач обладает несколькими скоростями: низкой, высокой, а также дополнительными промежуточными. Если водитель выберет наименьшее значение, трансмиссия автомобиля будет оказывать незначительное действие на двигатель. Машина станет двигаться медленно, и это позволит увеличить ее ускорение в моменты, когда нужно тронуться с места и продолжить движение.

При включении на коробке передач высоких значений сила вращения будет снижена, а скорость увеличится. Одновременно с этим трансмиссия позволяет определить оптимальный режим работы силового агрегата для максимальной оптимизации расхода топлива. При повышении скорости машины, его мощность упадет. Для преодоления препятствий на пути рекомендовано снижать скорость автомобиля. Также следует помнить о том, что при быстрой езде не желательно транспортировать грузы с большим весом, так как в таких случаях у транспортного средства будет недостаточно мощности.

Современные автомобили с ручной коробкой передач чаще всего имеют несколько промежуточных скоростей. Это позволяет водителям с легкостью справляться с различными препятствиями в процессе движения.

Когда автомобилисту известна схема трансмиссии автомобиля, он сможет самостоятельно определить, какие неисправности имеет механизм при наличии следующих признаков:

• При движении с места появляются рывки.
• Наблюдается шум в области сцепления.
• Устройства не выключаются.
• В месте соединения привода сцепления наблюдается утечка жидкости.
• Педаль западает или заедает.
• Машина пробуксовывает.

При наличии данных признаков необходимо выполнить ремонт трансмиссии автомобиля самостоятельно или в специализированном центре.

Если говорить о таком виде машин, как легковые автомобили, трансмиссия в них чаще всего выходит из строя в связи со следующими поломками:

• ШРУС. О неисправности данного механизма свидетельствует появление нехарактерных звуков. Он не подвергается ремонту и требует замены.
• Сцепление. Чаще всего выходит из строя при агрессивной манере вождения. Компонент требует проведения своевременной регулировки.
• Детали АКПП. Изнашиваются при отсутствии обслуживания.

Стоит отметить, что трансмиссия грузового автомобиля подвергается большим нагрузкам, поэтому требует более частого прохождения технического обслуживания.

Материалы: http://www.syl.ru/article/209565/new_transmissiya-avtomobilya-ustroystvo-i-naznachenie