Механизмы трансмиссии автомобиля предназначены для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, при этом крутящий момент может быть изменен по величине, соотношению между ведущими колесами и направлению. Трансмиссии могут быть механическими, электрическими, гидравлическими, комбинированными. На легковых автомобилях применяют механические, на грузовиках и автобусах механические и гидромеханические трансмиссии, на большегрузных автомобилях часто применяют электромеханические трансмиссии.
К агрегатам и узлам трансмиссии относят сцепление, коробку передач, главную передачу, дифференциал, приводные валы (полуоси).
Механизм сцепления. Сцепление предназначено для передачи крутящего момента двигателя коробке передач, кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения. Сцепление предохраняет детали двигателя и трансмиссии от повреждений и перегрузок при быстром включении передач и резком торможении; в действие приводится через тросовую тягу от педали сцепления.
Основными деталями механизма сцепления являются ведомый диск, закрепленный на ведущем колесе коробки передач, ведущий (нажимной) диск с пружинами, который жестко прикреплен к маховику коленчатого вала двигателя.
П р и н ц и п р а б о т ы механизма сцепления заключается в следующем. При невыжатой педали сцепления нажимной диск, который называют крышкой сцепления, прижимает через мембранную пружину ведомый диск к маховику, обеспечивая таким образом передачу усилия от двигателя к коробке передач. При выжатой педали сцепления педаль через трос привода воздействует на подшипник выключения сцепления, который передвигается по валу коробки передач и нажимает на рычаги выключения сцепления. Рычаги отводят назад ведущий диск, пружины сжимаются, ведомый диск перестает прижиматься к маховику и передавать крутящий момент от двигателя к ведущему валу коробки. Плавность включения сцепления обеспечивается за счет проскальзывания дисков до момента полного прижатия их друг к другу.
Сцепление с двумя ведомыми дисками отличается от однодискового фрикционного механизма сцепления наличием среднего нажимного диска, который расположен между двумя ведомыми дисками.
На большинстве российских грузовых автомобилей применяют механический привод выключения сцепления, который состоит из педали, возвратной пружины, тяги, валика с рычагом, рычага вилки выключения сцепления, вилки, оттяжной пружины, муфты с упорным шариковым подшипником.
Выключают сцепление путем нажатия на педаль. В этом случае все детали привода приходят во взаимодействие, в результате чего подшипник муфты нажимает на внутренние концы рычагов
выключения, отводится нажимной диск, а ведомый диск освобождается от усилия зажимающих пружин. Когда педаль отпускают, сцепление включается: муфта с упорным подшипником занимает исходное положение, освобождая рычаги выключения, и ведущий диск под действием пружин прижимает ведомый диск к маховику.
Коробка передач. Коробка передач служит для изменения силы тяги на ведущих колесах, изменяя крутящий момент, который передается от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса при трогании с места, движении на подъем, разгоне и движении автомобиля задним ходом. Происходит это путем зацепления шестерен с различным числом зубьев.
Кроме того, коробка передач обеспечивает разобщение двигателя и сцепления от других механизмов трансмиссии при переключении коробки в нейтральное положение, например при движении на холостом ходу или во время длительной стоянки. В зависимости от модели автомобиля коробки передач могут быть четырех– и пятиступенчатые.
В общем случае коробка передач состоит из картера, ведущего вала с шестерней, ведомого вала, промежуточного вала, оси шестерни заднего хода, блока передвижных шестерен, механизма переключения передач.
Ведущий, ведомый и промежуточный валы изготавливают из стали и устанавливают на роликовых подшипниках; картер имеет верхнюю и боковую крышки. В нижней стенке картера есть отверстие для слива отработанного масла, а в боковой крышке находится отверстие для заполнения коробки свежим маслом. Картер отливают из чугуна.
В настоящее время на некоторых моделях автомобилей устанавливают ступенчатые коробки передач с автоматизированным переключением на базе микропроцессоров, а также бесступенчатые передачи фрикционного типа. На автомобилях большой грузоподъемности (75 т и выше) применяют электромеханические передачи.
Раздаточная коробка. На автомобилях повышенной проходимости с передним и задним ведущими мостами применяют раздаточные коробки. Раздаточная коробка служит для передачи крутящего момента к ведущим мостам, а также для включения и выключения переднего ведущего моста. Обычно она устанавливается за коробкой передач и соединена с ней карданным валом. В зависимости от назначения раздаточная коробка может выполняться с дополнительной понижающей передачей или без нее. Она может состоять из картера, ведущего моста, промежуточного вала, ведомого вала и вала привода переднего моста.
В раздаточной коробке простого типа без понижающей передачи вал заднего моста постоянно соединен с механизмами привода. Для включения переднего моста имеется зубчатая муфта. При таком включении крутящий момент на ведущих колесах переднего и заднего мостов определяется в соответствии с силами сцепления дорожного покрытия с колесами автомобиля.
Межосевой дифференциал, который устанавливают в более сложных раздаточных коробках, дает возможность вращаться валам привода переднего и заднего мостов с разными угловыми скоростями. Такое вращение устраняет проскальзывание передних колес при повороте, позволяет избежать потерь мощности и экономит топливо. Сбоку раздаточной коробки размещен механизм переключения передач. Он состоит из двух ползунов и вилок, которые приводятся в действие рычагами, размещенными в кабине автомобиля.
Карданная передача. Для передачи крутящего момента механизмам, валы которых не соосны или расположены под углом, причем взаимное положение их может меняться в процессе движения из-за неровностей дороги, применяют карданные передачи. Применяют их также и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом, и для привода некоторых вспомогательных механизмов.
Карданная передача состоит из карданных шарниров, основного карданного вала, промежуточного карданного вала, промежуточной опоры. В автомобилях, где главная передача установлена в кузове («Вольво-600»), связь коробки передач и главной передачи осуществляется торсионным валом, а карданные шарниры отсутствуют. На автомобилях российского производства используют жесткие вильчатые шарниры неравных угловых скоростей, асинхронные на игольчатых подшипниках. В приводе к передним ведущим колесам, которые являются управляемыми, применяют шарниры равных угловых скоростей – синхронные. В них вращение от ведущей вилки к ведомой передается через шарики, которые перекатываются по круговым желобам вилок. Для центрирования вилок служит центральный шарик.
Карданная передача на автомобилях повышенной проходимости передает крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке и уже от нее к ведущим мостам. Использование автоматической коробки передач обеспечивает уменьшение расхода топлива, более высокое качество переключения передач и большой выбор режимов езды.
В карданных передачах легковых автомобилей обычно устанавливают упругие полукарданные шарниры. Для компенсации неточности в сборке соединяемых механизмов в случае их установки на недостаточно жестком основании применяют жесткие полукарданные шарниры.
Главная передача. Для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля, а также для передачи вращательного движения от карданной передачи к ведущим колесам служит главная передача. Главные передачи могут быть одинарными коническими и двойными. Одинарные главные передачи состоят из одной пары шестерен, двойные – из пары цилиндрических шестерен и пары конических шестерен. Двойные главные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для повышения передаваемого крутящего момента.
Простые одинарные конические главные передачи применяют на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. При использовании одинарных передач с гипоидным зацеплением ось ведущей шестерни расположена ниже ведомой, что дает возможность опустить ниже карданную передачу, убрав из салона автомобиля канал расположения карданной передачи, а утолщенная форма основания зубьев шестерен гипоидной передачи повышает их износостойкость и нагрузочную способность. Кроме того, гипоидное зацепление шестерен обеспечивает снижение центра тяжести автомобиля. Ведущая малая коническая шестерня установлена на двух конических и одном цилиндрическом подшипниках. Выполнена она вместе с валом. Ведомая большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста. Шестерни со спиральными зубьями применяют для обеспечения бесшумной и плавной работы.
Для передачи крутящего момента от главной передачи к полуосям автомобиля служит дифференциал. Он позволяет вращаться ведущим колесам с различной частотой вращения при поворотах, на неровностях дороги или при различной степени сцепления с дорожным покрытием, например при пробуксовке, когда одно колесо находится на мягком, рыхлом грунте, а другое – на твердом.
Шестеренчатые конические дифференциалы, применяемые на автомобилях, состоят из полуосевых шестерен, сателлитов с крестовиной, коробки дифференциала, ведомой шестерни главной передачи. При движении по бездорожью при повышенной проходимости автомобиля применяют дифференциалы с принудительной блокировкой или самоблокирующиеся дифференциалы. Корпус дифференциала при включении блокировки жестко соединяется с полуосевой шестерней зубчатой муфты, что обеспечивает вращение колес с одной угловой скоростью независимо от сцепления с дорогой. Для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам служат полуоси, которые в зависимости от изгибающей нагрузки могут быть полунагруженными или полуразгруженными. Полностью разгруженные полуоси устанавливаются свободно внутри моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси. Такие полуоси применяют в автобусах, а также на автомобилях средней и большой грузоподъемности. Полуразгруженные полуоси опираются на подшипник, расположенный внутри балки моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси. Их применяют в легковых автомобилях и в задних мостах грузовых автомобилей средней и малой грузоподъемности.
Ведущие мосты. Мосты автомобиля выполняют функции осей, на которых установлены колеса. Мосты автомобиля могут быть ведущими, ведомыми с управляемыми колесами, ведущими с управляемыми колесами, поддерживающими. Ведущий мост в одном агрегате объединяет
главную передачу, дифференциал, полуоси, которые располагаются в одном картере ведущего моста. При передаче крутящего момента механизмами ведущего моста его картер испытывает усилия, которые стремятся провернуть мост против вращения колес. От такого проворачивания ведущий мост удерживается подвеской и ее направляющими элементами, которая передает на картер моста осевые усилия, возникающие при движении автомобиля.
У автомобилей повышенной проходимости с двумя осями ведущими являются оба моста, у трехосных автомобилей ведущими могут быть три моста или два задних.
Привод ведущих колес. Для передачи крутящего момента от выходных валов дифференциала к ведущим передним колесам служит привод управляемых ведущих колес. Кроме того, он обеспечивает возможность управления движением автомобиля. На легковых автомобилях привод состоит из двух валов: для правого и левого колес. Каждый из валов имеет наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей. Применение двух шарниров обусловлено использованием независимой подвески передних колес. Внутренние шарниры обеспечивают перемещение колес при вертикальных ходах подвески в зависимости от дорожного покрытия, а наружные обеспечивают перемещение колес при их повороте относительно вертикальной оси для изменения направления движения автомобиля.
Автомобиль: 1001 совет, Виктор Барановский
|
