Типы трансмиссий применяемых на современных транспортных средствах и их конструктивные особенности
Перейти к содержимому

Типы трансмиссий применяемых на современных транспортных средствах и их конструктивные особенности

  • автор:

Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности

Фото: Shutterstock

Трансмиссия автомобиля — это совокупность различных узлов и механизмов, передающих крутящий мо­мент от двигателя к ведущим колесам и изменяющий его по величине и направлению. Другими словами, именно трансмиссия позволяет автомобилю тронуться с места, ускоряться и двигаться, в том числе, задним ходом.

Ее конструкция тесно связана с изначальной компоновкой транспортного средства, то есть как расположен двигатель и ведущие колеса относительно друг друга. У переднеприводных авто двигатель и трансмиссия это по сути единый узел под капотом. При заднеприводной компоновке двигатель спереди, а ведущие колеса — задние. Есть и более экзотические варианты, например, с центрально- и заднемоторной компоновкой.

Дополнительно трансмиссия усложняется при наличии полного привода. В этом случае ведущими будут четыре колеса, и тут есть свои нюансы — в каком соотношении распределяется мощность по осям, тип блокировки и прочее.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Кроме того, есть специфические трансмиссии, которые или не нашли массового применения, или используются на тяжелой строительной, сельскохозяйственной и военной технике.

Назначение трансмиссии

Основное назначение трансмиссии — преобразование и передача крутящего момента. От ее конструкции и характеристик отдельных узлов также зависит:

  • динамика и показатели управляемости;
  • безопасность;
  • эффективный расход топлива. Слаженная работа всех элементов трансмиссии обеспечивает максимально возможный КПД с минимальной потерей мощности.

Устройство трансмиссии

Устройство трансмиссии варьируется от типа привода и компоновки, но в самом общем виде к ее основным узлам относят:

  • сцепление — в классическом варианте передает энергию вращения маховика и позволяет включать/отключать трансмиссию от ведущего вала. На автоматах это делает гидротрансформатор.
  • коробка передач — предназначена для изменения крутящего момента в широком диапазоне, для адаптации скорости вращения двигателя к разным режимам движения. Бывают ступенчатыми и бесступенчатыми.
  • кардан — это несколько механических элементов (валы), которые передают вращение к расположенным на расстоянии элементам. Например, при задне- или полноприводной компоновке.
  • дифференциал — благодаря ему пара ведущих колес, то есть расположенных на одной оси, могут вращаться с разными скоростями. Это необходимо, например, при поворотах, в том числе, для исключения пробуксовки.
  • шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) — элемент передне- и полноприводных авто, который передает момент под изменяющимся углом (до 70 градусов) относительно оси. Делятся на внешние и внутренние.
  • раздаточная коробка — применяется опционально. Позволяет передавать крутящий момент на все четыре колеса и использовать понижающую передачу.

В трансмиссии все эти элементы, с поправкой на полный привод и компоновку, последовательно связаны друг с другом и в классическом варианте (заднеприводном) работают так:

  1. через сцепление от маховика крутящий момент передается на первичный вал КПП;
  2. от нее вращение, в соответствии с выбранной передачей, передается на вторичный вал. Он в свою очередь соединен с карданом и главной передачей;
  3. от них мощность перераспределяется по оси на каждое из колес.

У переднеприводных автомобилей выходной вал КПП напрямую соединен с объединенным в один узел главной передачей и дифференциалом. Момент на ведущие колеса, которые в движении постоянно меняют свое положение относительно КПП, помогают передать ШРУСы. При полном приводе, когда ведущие все колеса, за распределение крутящего момента отвечает раздаточная коробка.

Виды трансмиссии

В первую очередь стоит определиться, что брать за основу классификации. Например, все трансмиссии можно разделить по типу привода — передний, задний или полный.

Еще одна классификация, которая часто приводится в специализированной литературе — по способу передачи энергии: механические, гидростатические, гидрообъемные, электромеханические и другие. В массовом легковом сегменте нашли применение не все из них и наиболее распространена первая — та, где мощность передается путем вращения и трения механических узлов.

Но чаще всего под трансмиссией подразумевают все же тип коробки передач: механическая или автоматическая. Такое разделение уже прочно вошло в лексикон, и в этом случае трансмиссия и коробка по факту становятся синонимами (что не совсем так).

Неисправности трансмиссии: советы эксперта

Проблем и поломок у трансмиссии автомобиля может быть ровно столько, сколько рабочих элементов в ее составе. Но редко когда поломка случается внезапно. Любой неисправности, которая без должного внимания способна перерасти в полноценный дефект, предшествуют симптомы. Некоторые из них лучше диагностировать у специалистов, другие можно проверить самостоятельно. Разбираемся с экспертом в наиболее распространенных из них.

Проблемы КПП

В целом, коробка переключения передач — надежный узел в трансмиссии автомобиля. При правильной эксплуатации и соблюдении регламента обслуживания, серьезных проблем может не возникнуть на протяжении всего срока владения автомобилем. Но насторожиться стоит в случае, когда:

  • появился шум и скрежет при переключении;
  • передача не включается или ее выбивает;
  • «коробка», если это автомат, зависает, чувствуются пинки или провалы;
  • очевидная утечка трансмиссионной жидкости.

Юрий Гордеев, мастер-консультант отдела слесарного сервиса АвтоСпецЦентра Nissan Химки:

«В случае, когда не получается сдвинуть рычаг МКПП при выжатом сцеплении, проверяют уровень и качество трансмиссионной жидкости.

Если на АКПП при движении селектор самостоятельно уходит в нейтральное положение, то проводят диагностику синхронизатора и электроники. Когда коробка «зависает», например работает только на третьей передаче и далее не переключается, потребуется диагностика соленоида блокировки переключения, а также проверка датчика переключения. Повышенный шум или воющий звук могут указывать на износ подшипника первичного вала.

Блокировка задней передачи и рывки при смене четных скоростей на DSG требуют диагностики износа фрикционной многодисковой муфты и уровня истирания соленоидов мехатроника».

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Виды трансмиссий

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1. Механическая коробка переключения передач

2. Автоматическая коробка переключения передач

3. Роботизированная коробка переключения передач

4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

· Простая и надежная конструкция

· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

· Движение в экономичном режиме

· Недорогое обслуживание

Минусы МКПП:

· Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

· Комфорт и удобство управления

· Способность менять передачи при полной мощности двигателя

· Плавность хода во время переключения передач

· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

Минусы АКПП:

· Стоимость и периодичность обслуживания

· Больший расход топлива

· Низкий КПД

· Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

Плюсы Робота:

· Плавность переключения и хода

· Высокий КПД

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

· Возможность выбора режима работы трансмиссии

Минусы Робота:

· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

Плюсы Вариатора:

· Переключение передач происходит незаметно, без рывков

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

Минусы Вариатора:

· Несовместимость с мощными моторами

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.

Трансмиссия автомобиля

MOTORAN.RU

Техническим термином «трансмиссия» называют систему механизмов, участвующих в передаче вращения и мощности от выходного вала двигателя внутреннего сгорания к ходовой части транспортного средства. Элементы, входящие в transmission, влияют на силовые потоки и их направленность. Агрегаты постоянно взаимодействуют друг с другом в различных вариантах и комбинациях, при этом скорость движения вперед изменяется и обеспечивается реверс авто.Трансмиссия автомобиля является связующим звеном между двигателем и ходовой частью (колесами).

Требования к трансмиссии автомобиля

Проектирование и изготовление рабочих узлов и деталей трансмиссии ведутся в соответствии с определенными требованиями:

  1. Обеспечение передачи мощности на колеса с минимальными потерями.
  2. Надежность конструкции.
  3. Простота и доступность управления всеми механизмами машины.
  4. Уменьшение веса каждого рабочего элемента трансмиссии.

Чем выше коэффициент полезного действия (КПД) механизма, тем эффективнее используется топливо, залитое в бак автомобиля. Высокая надежность трансмиссии дает уверенность водителю, что агрегаты трансмиссии не выйдут из строя в процессе езды. Во время движения по трассе внимание оператора не должно быть отвлечено от ситуации на дороге. Чтобы обеспечить полноценный контроль за движением автомобиля и снизить вероятность ДТП, управление трансмиссией не должно быть сложным для автомобилиста.

Габариты и вес механизмов оказывают большое влияние на стоимость автомобиля в целом. Компании-производители постоянно борются за снижение цен на выпускаемую продукцию и стремятся облегчить и уменьшить в объеме готовые изделия. Модели, выпускаемые для широкого использования, не должны издавать много шума. Данное требование к конструкции трансмиссии автомобиля также входит в представленный перечень.

Устройство трансмиссии автомобиля

В двигателе сгорает топливная смесь, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для колес автомобиля, Полученная мощность передается через соответствующие системы агрегатов.

Что такое трансмиссия автомобиля, как она устроена? В упрощенном виде трансмиссия автомобиля состоит из основных составляющих:

  • система сцепления;
  • коробка передач;
  • ведущий мост;
  • дифференциал.

В соответствии с колесной формулой авто (например, 4х2, 4х4 и пр.) трансмиссии разделяются на задне-, передне-, полноприводные. В машинах с полным приводом трансмиссия оснащена дополнительным механизмом – раздаточной коробкой. Основная функция раздатки – распределение момента вращения между ведущими мостами транспортного средства.

Читайте также. Раздаточная коробка «Нива 2121»- Назначение и устройство

Полноприводные автомобили 4х4 чаще всего используются на сложных трассах в условиях бездорожья.

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП. Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости. В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии. При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма. В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

Если диски работают в жидкой среде, такой механизм относится к категории мокрого сцепления. В другом случае сцепление осуществляется за счет трения дисков – сухой вариант соответственно. Современные автомобили чаще всего оснащены двухдисковым механизмом сухого типа.

Ведущий и ведомый диски взаимно прижимаются друг к другу при помощи:

  • специальных пружин;
  • системы рычагов;
  • нажимных подшипников.

Благодаря такому плотному взаимодействию, энергия от мотора передается далее на трансмиссию автомобиля.

При нажатии на педаль сцепления диски расходятся, поток энергии прерывается. Однако, маховик под воздействием силы инерции продолжает вращаться. Плавное нажатие на педаль сцепления приводит автомобиль в движение. При этом диски снова взаимно сжимаются для дальнейшей передачи вращения.

Зачем нужна коробка передач

Благодаря работе КПП, автомобиль имеет возможность двигаться в любом направлении с различной скоростью. По конструкции коробки передач разделяются на механизмы ступенчатого и бесступенчатого типа. В ступенчатых коробках передачи переключаются по ступеням, к данной категории относятся механические МКПП и роботизованные РКПП. Бесступенчатые – это коробки-вариаторы соответственно.

В автомобилях с МКПП водитель самостоятельно переводит специальный рычаг управления в нужное положение, чтобы выбрать заданную передачу. Механической коробкой проще управлять, т.к. она обладает простой надежной конструкцией. Данная модель коробки передач – наиболее распространенный вариант исполнения.

Немалой популярностью среди владельцев авто пользуются также коробки автомат. В АКПП гармонично сочетаются функции механической и роботизированной коробок. Благодаря электронной системе управления коробкой передач, появилось название – автоматическая трансмиссия. Водителю не приходится отвлекаться от ситуации на дороге, чтобы вручную переключать скорости. Электронное управление делает эту работу в автоматическом режиме на основании данных, полученных со специальных встроенных датчиков.

Читайте также. Коробки передач Powershift

Среди недостатков АКПП можно отметить:

  • невысокую динамику автомобиля при разгоне;
  • завышенное потребление бензина;
  • некоторые ограничения при буксировке.
  • Функции ведущего моста

Специальный опорный механизм – ведущий мост объединяет колеса, расположенные на одной оси. На опоры ведущего, а также ведомого мостов также устанавливается рама транспортного средства. Через трансмиссию на ведущий мост подается момент кручения от двигателя внутреннего сгорания для обеспечения вращения колес.

Назначение дифференциала

7743

Благодаря специальному устройству, под названием дифференциал, кинетическая энергия, поступающая от ДВС, разделяется на два потока к колесам автомобиля. При помощи планетарной передачи при повороте машины колеса проходят путь различной длины без пробуксовок, потери управления и повышенного износа шин. Польза от дифференциала особенно ощущается при преодолении препятствий на трассе:

  • неровности дороги (ямы, ухабы, выбоины);
  • гололед;
  • снежные заносы;
  • грязь на проселочных дорогах в дождь и пр.

Виды трансмиссий

Что такое трансмиссия в автомобиле, какие виды встречаются. Данные механизмы разделяются наследующие виды:

  1. Механическая.
  2. Гидромеханическая.
  3. Гидростатическая.
  4. Гидродинамическая.
  5. Электромеханическая.

Выбор подходящей конструкции зависит от области применения и эксплуатационных особенностей трансмиссии.

Трансмиссия механического типа

Среди автопроизводителей и потребителей наибольшей популярностью пользуются легковые машины, оснащенные механической трансмиссией. При передаче мощности от двигателя к ходовой части в трансмиссии данного вида участвуют шестерни с зубчатым зацеплением и фрикционные элементы. Благодаря этому, система обладает следующими преимуществами:

  • высоким КПД;
  • сравнительно небольшим весом;
  • компактными габаритами;
  • простотой обслуживания;
  • надежностью.

Основные недостатки механических трансмиссий:

  • отсутствие плавности при переходе на другую скорость;
  • нерациональный расход мощности силового агрегата;
  • сложность управления коробкой механического типа при смене передач.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссия автомобиля подобного типа включает в себя как механическую, так и гидравлическую системы. При ее работе передаточные числа и момент вращения плавно изменяются без участия оператора. Водитель воздействует на количество и время подачи топливной смеси, нажимая на педаль газа.

Читайте также. Опель Астра J- Замена масла в АКПП

Гидромеханическая трансмиссия состоит из следующих агрегатов:

transmi

  • Автоматическая коробка передач АКПП.
  • Гидротрансформатор.
  • Система управления.

Вместо привычного фрикционного дискового механизма, в трансмиссии автомат функцию сцепления выполняет специальный агрегат – гидротрансформатор. Он размещен непосредственно перед коробкой передач. Благодаря гидротрансформатору автомобиль плавно переходит на другую скорость во время движения, что существенно увеличивает эксплуатационный срок трансмиссии, силового агрегата и всего транспортного средства. При управлении автомобилем с автоматической трансмиссией водителю не нужно часто отвлекаться на механическое переключение передач, такое вождение более комфортно и безопасно.

Основные минусы трансмиссии гидромеханического типа:

  • сложная конструкция;
  • сравнительно большая масса;
  • дорогостоящий ремонт;
  • высокая стоимость.

Трансмиссия гидростатического типа

Гидростатические трансмиссии способны передавать мощность от силового агрегата к рабочим элементам, расположенным на некотором расстоянии. Область применения гидростатики – дорожные катки, металлорежущие станки, теплоходы. К особенностям эксплуатации гидростатических трансмиссий можно отнести повышенные требования к качеству используемых рабочих жидкостей.

Применение гидравлической трансмиссии

Данные конструкции пользуются наименьшим спросом. Здесь на каждой передаче установлена специальная гидромуфта. Это дает возможность трансмиссии передавать момент вращения наибольшей величины. Гидродинамические трансмиссии чаще всего используются в железнодорожной технике.

Особенности трансмиссий электромеханического типа

В качестве силового агрегата здесь используется электрический мотор. Данные трансмиссии состоят из:

  • генератора тока;
  • системы управления;
  • электропроводки, соединяющей рабочие элементы.

Для выработки большей мощности часто используется одновременно не один, а сразу несколько электромоторов. Основные недостатки подобных конструкций:

  • большие габариты, вес;
  • несоизмеримо высокая цена;
  • низкий КПД.

Благодаря ускоренным темпам развития электротехнической промышленности, трансмиссии электромеханического типа все более усовершенствуются. Технические и эксплуатационные характеристики отдельных образцов хорошо зарекомендовали себя и нашли применение в современных транспортных средствах для нужд армии, сельского хозяйства, внутригородского электротранспорта, морской техники и пр.

Типы и назначение трансмиссий

О чем речь? Типы трансмиссий – разновидности основных элементов, которые обеспечивают передачу мощности от двигателя к колесам и позволяют с легкостью управлять автомобилем. Коробка передач — сердце любого автомобиля, определяющее его характеристики производительности, эффективность и удобство в управлении.

Что важно знать? Чтобы вы смогли принять осознанное решение при выборе автомобиля или обновлении трансмиссии своего существующего «железного коня», нужно рассмотреть особенности, преимущества и ограничения типов трансмиссий.

В этой статье:

  1. Назначение трансмиссии
  2. Типы трансмиссий автомобиля
  3. Типы трансмиссий трактора
  4. Устройство трансмиссий
  5. Часто задаваемые вопросы о типах трансмиссий

Назначение трансмиссий

Трансмиссия является одним из основных агрегатов автомобиля и устроена из большого количества узлов и деталей. Задача системы — передавать энергию двигателя на мост ведущих колес. Однако это лишь упрощенное объяснение функционала трансмиссии, и требуется более подробное рассмотрение принципов работы агрегата.

Система передает крутящий момент от мотора на редукторы колес, задает направление и частоту вращения и контролирует распределение энергии между передней и задней осями.

Таким образом, главная функция трансмиссии — обеспечение связи между двигателем и мостом ведущих колес, передача и распределение крутящего момента, а также управление вращением колес.

Именно благодаря работе системы энергия, преобразованная ДВС из топлива, передается на колеса машины, и они крутятся. Автомобиль начинает движение и продолжает ехать с заданной скоростью.

Как и любые механизмы, детали трансмиссии могут выйти из строя. Первые симптомы неполадок в системе:

  • Педаль сцепления заедает или западает.
  • Появляется шум при нажатии на педаль сцепления.
  • Машина стартует рывком.
  • Колеса пробуксовывают.
  • Замечены протечки трансмиссионной жидкости.

Трансмиссионная система может прослужить долго и выполнять свои функции, если регулярно обслуживать ее элементы, своевременно выявлять неисправности и проводить ремонт.

Типы трансмиссий автомобиля

В настоящее время существует четыре основных типа трансмиссий:

Механическая коробка передач (МКПП)

МКПП является старейшим представителем среди всех типов коробок передач. Эта система трансмиссии передает крутящий момент при помощи шестеренок, которыми водитель управляет вручную.

Основные достоинства МКПП — высокий КПД, экономичность в расходе топлива, простое и надежное устройство конструкции, невысокая стоимость обслуживания.

Недостаток механической коробки передач — это относительная сложность управления. Современным водителям уже не по душе постоянно перемещать ручку, переключая скорости. Если учитывать, насколько в наши дни загружены городские дороги и сколько светофоров на пути, это становится особенно некомфортным.

Хотя МКПП имеет достаточно архаичную конструкцию, механический тип трансмиссии по-прежнему остается наиболее часто устанавливаемой в современные автомобили коробкой передач. Эксперты объясняют это тем, что производство «механики» является самым бюджетным.

МКПП работает совместно со сцеплением. Узел может на определенное время разъединить трансмиссию и силовой агрегат, благодаря чему быстрое переключение передач осуществляется без вреда для мотора и коробки. Водитель регулирует сцепление, нажимая ногой на педаль.

«Механика» состоит из валов и преимущественно косозубых шестерен. Этот вид шестеренок отличается низким уровнем шума, большой прочностью и продолжительным сроком службы. Вращение валов и шестерен регулируется синхронизаторами, позволяющими переключать передачи без двойного выжима.

Роботизированная трансмиссия

Роботизированная КПП отличается от механической тем, что водитель может не контролировать переключение передач вручную — этим занимается электроника. Но «робот» способен работать и в полуавтоматическом режиме, когда ступени переключаются при помощи подрулевых лепестков или селектора.

Очевидным достоинством роботизированной КПП является удобство управления, ведь водителю не нужно каждый раз тянуть ручку рычага.

Но у «робота» есть и минус — при переключении передачи многие автомобилисты замечают небольшую задержку. Кроме того, для этого типа трансмиссии характерна меньшая плавность хода автомобиля. Водитель, переключая ступени, может заметить резкие рывки машины.

Эти недостатки заставили инженеров компаний-автопроизводителей найти эффективное решение проблемы. Сегодня роботизированная КПП комплектуется и синхронизируется с двумя сцеплениями, благодаря чему задержка при переключении передач становится минимальной. Этот вариант трансмиссии известен как селективная коробка передач.

Автоматическая коробка передач

Автоматизированная КПП — вторая по популярности среди всех коробок после «механики». «Автомат» имеет более сложную конструкцию и состоит из множества деталей, в том числе датчиков. На АКПП нет сцепления в том же смысле, что у МКПП. Вместо этого автоматическая коробка работает совместно с гидродинамическим трансформатором.

На роботизированную коробку «автомат» похож тем, что может переключать ступени как с помощью водителя, так и с помощью электроники. Но у АКПП нет характерных для «робота» резких рывков машины.

Минусом «автомата» является высокая цена. Кроме того, этот тип автоматической трансмиссии расходует много машинного масла. Детали коробки стоят дорого, поэтому ремонт обойдется автовладельцу в немалую сумму.

Существует 2 вида АКПП:

  • Коробка передач с гидроавтоматом имеет достаточно простую конструкцию, работает совместно с турбиной и насосом, через которые проходит рабочая жидкость.
  • Электронная АКПП устроена сложнее — гидродинамический трансформатор имеет дополнительные режимы: спортивный, экономичный (экологичный) и зимний.

Бесступенчатая трансмиссия

Этот тип трансмиссионной системы также известен под названием «вариатор». Главное отличие от других типов — отсутствие ступеней переключения. Крутящий момент передается от двигателя при помощи шкива и приводного ремня.

Основными преимуществами бесступенчатой трансмиссии является плавность хода автомобиля, отсутствие рывков при старте и движении, а также существенное увеличение ресурса двигателя.

Минус вариатора — медленный набор скорости и дорогостоящий ремонт и обслуживание.

Типы трансмиссий трактора

Механическая трансмиссия

Механическая трансмиссионная система состоит из различных механизмов, узлов и передач. Основные элементы конструкции — КПП, муфта сцепления, главная передача, конечные передачи, промежуточные соединения, дифференциал.

Типы трансмиссий, используемые на тракторах, устроены сложнее, так как оба моста являются ведущими. Такая система имеет дополнительные механические элементы — карданную передачу и раздаточную коробку, а также комплектуется отдельными конечными передачами, главной передачей и дифференциалом. Эти элементы установлены на переднем мосту.

Гусеничный трактор может иметь дополнительные поворотные механизмы, а их трансмиссия также включает усилители вращательного движения.

Отличие механического типа трансмиссии состоит в том, что частота вращения регулируется по ступеням, благодаря чему КПД системы становится особенно высоким. При этом цена агрегата и его обслуживания не слишком большая.

Электрическая трансмиссия

Электрическая трансмиссия работает от постоянного тока, выдаваемого генератором. Якорь устройства соединен с карбюратором или дизельным мотором трактора. Двигатель передает энергию генератору, заставляя его вращаться и вырабатывать электричество. Ток по соединительным кабелям распределяется между тяговыми электродвигателями, которые преобразуют электрическую энергию в крутящий момент и передают ведущим колесам или звездочкам.

К достоинствам электрической трансмиссионной системы относится бесступенчатое регулирование скорости движения, которое достигается благодаря простоте преобразования и распределения энергии между основными агрегатами трактора. Однако при этом КПД электротрансмиссии слишком низкий для высокой цены.

Гидравлическая трансмиссия с гидростатической передачей

Этот тип системы использует работу гидравлической передачи. Передаточным устройством трансмиссии, передающим энергию от ДВС ведущим колесам или звездочкам, выступает рабочая жидкость. Существует два вида такой системы: гидростатическая и гидродинамическая.

Гидростатическая передача также известна как объемная трансмиссия. Этот узел состоит из компрессора, распределительного устройства и вмонтированных в ведущие колеса или гусеницы приводных моторов и гидролиний. Компрессор под большим давлением подает в ДВС рабочую жидкость, которая далее распределяется между моторами ведущих колес.

Гидростатическая трансмиссия регулирует частоту вращения бесступенчато, что является ее основным преимуществом. Однако система имеет ряд минусов, среди которых низкий КПД, а также массивные и тяжелые элементы конструкции. Кроме того, гидравлическую трансмиссию для корректной эффективной работы обязательно нужно обеспечить полностью герметичными соединениями.

Гидравлическая трансмиссия с гидромеханической передачей

Второй вид гидравлической трансмиссионной системы. Конструкция агрегата включает дополнительные элементы: гидротрансформатор и гидромуфту. Крутящий момент от ДВС поступает на ведущие колеса при помощи динамического напора жидкости.

Как и гидродинамическая, такая система отличается бесступенчатым регулированием частоты вращения. Также трансмиссия имеет ряд существенных преимуществ, какими являются быстрый разгон и плавный ход трактора при относительно низких динамических нагрузках на элементы конструкции. К минусам гидростатической трансмиссии относят низкий КПД, сложное устройство и тяжеловесные агрегаты и детали.

Электромеханическая трансмиссия

Эта система смешанного типа обладает механической передачей, оборудованной генератором постоянного тока и электродвигателями. Как и предыдущие типы, трансмиссия передает крутящий момент колесам или гусеницам бесступенчато, что обеспечивает плавное изменение скорости трактора. Однако электромеханическая система также имеет низкий КПД. Детали конструкции стоят довольно дорого и из-за большого веса существенно утяжеляют транспортное средство.

Устройство трансмиссий

Каждая трансмиссионная система состоит из определенных узлов и агрегатов. Кроме коробки переключения передач, к ним относятся сцепление, главная передача, карданная передача и дифференциал.

Читайте также!

Сцепление

Выжимая сцепление, водитель включает нейтральную скорость, благодаря чему КПП отсоединяется от двигателя, и глушить мотор при остановке автомобиля не нужно. Во время движения сцепление возвращает соединение вращающегося двигателя и КПП.

Это и есть главная задача агрегата — соединять и отсоединять коробку с ДВС, что должно происходить максимально плавно. Диск сцепления расположен между силовым агрегатом и КПП.

Кроме того, сцепление является проводником в трансмиссионной системе, передавая усилие между узлами. Работу механизма контролирует водитель, нажимая на педаль, посредством чего запускается привод, передающий усилие.

Существует три типа приводов, но чаще трансмиссия имеет лишь два из них: гидравлический или механический. Электрогидравлический привод встречается реже всего.

Механизм сцепления состоит из следующих деталей:

  • Связанные друг с другом диски.
  • Корзина, расположенная на маховике ДВС. Эти элементы являются одними из наиболее прочных в системе.
  • Вилки выключения, отводящие диски после нажатия на педаль.
  • Первичный вал КПП, на который передается крутящий момент.

Различают два вида сцепления:

  • «Сухое» сцепление передает усилие между диском двигателя и коробкой передач напрямую. Этот вид механизма можно встретить на полноприводных внедорожниках.
  • Рабочие элементы «мокрого» сцепление погружены в гидротрансформаторное масло, и соединение/отсоединение происходит за счет гидравлики. Такое устройство намного надежнее, но и стоит гораздо дороже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *