Устройство трансмиссии и её виды. Схема трансмиссии

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы | В Мире Моторов

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы

Коробка переменных передач, взаимодействуя с другими механизмами и агрегатами, осуществляющими передачу крутящего момента от двигателя автомобиля к его ведущим колесам, составляют один из наиболее важных узлов под названием трансмиссия автомобиля.

Во время движения автомобиля крутящий момент коленчатого вала может достигать 7000 об/мин при том, что ведущие колеса в тот момент вращаются более, чем в четыре раза медленнее и этот показатель постоянно меняется, в зависимости от дорожных условий. Кроме этого, эксплуатация авто подразумевает изменение как скорости движения, так и необходимость выполнять различные маневры, движение задним ходом, останавливаться. Все это было бы выполнять затруднительно без трансмиссии.

На сегодняшний день автомобили оснащаются различными трансмиссиями трех основных компоновок:переднеприводной, заднеприводной и полноприводной.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

При производстве автомобилей с передним приводом устанавливаются следующие узлы и агрегаты, передающие крутящий момент от коленвала к колесам:

• Сцепление;• Коробка переменных передач;• Главная передача;• Дифференциал;• Шарнир равных угловых скоростей, вал привода колес.

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавного ее подключения во время начала движения автомобиля или переключения передач.

Коробка переменных передач используется для изменения передаваемого карданному валу крутящего момента о двигателя и тем самым, получения тяговых усилий на ведущих колесах. Также с помощью КПП осуществляется изменение направления ведущих колес и отключение трансмиссии от мотора на длительное время.

Помимо того, что главная передача передает усилие от карданного вала полуосям под прямым углом, с ее помощью происходит уменьшение по отношению к карданному валу числа оборотов ведущих колес. Таким образом, сила тяги на ведущих колесах увеличивается, за счет уменьшения крутящего момента механизмов трансмиссии после главной передачи.

Дифференциал обеспечивает разную скорость вращения правого и левого ведущих колес, с учетом дорожных условий (повороты, неровности и т. д.). К ведущим колесам крутящий момент передается через полуоси от дифференциала посредством полуосевых шестерен. Такие дифференциалы называют межколесными. Другой вид дифференциалов – межосевые, когда они остановлены между разными осями автомобиля.

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:

• Сцепление;• Коробка переменных передач;• Карданная передача;• Главная передача;• Дифференциал;• Полуоси.

Как видно, в состав узлов заднеприводной трансмиссии входит карданная передача, которая является промежуточным узлом между выходным валом коробки передач и задним мостом, и служит для передачи крутящего момента, вне зависимости от угла между осями вала коробки передач и главной передачи.

Переднеприводные машины в карданной передаче не нуждаются, т. к. у них все узлы и агрегаты трансмиссии объединены в один общий узел агрегатов под капотом автомобиля. Благодаря тому, что в корпусе коробки передач находится дифференциал с главной передачей, из самого картера КПП выходят валы привода передних ведущих колес.

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схемы трансмиссий машин с полным приводом пестрят большим разнообразием и условно разделяются на три группы:

• Постоянный полный привод. Обязательный атрибут автомобилей с такой схемой трансмиссии – межосевой дифференциал.Автомобильная трансмиссия с передачей мощности на все четыре колеса является эффективной как при создании автомобилей с повышенной проходимостью, так и при улучшении разгона машины. Достижение обоих эффектов возможно, благодаря распределению силы тяги – уменьшение тяги на каждом колесе исключает вероятность пробуксовки.
• Полный привод, подключаемый вручную, который предусматривает наличие раздаточной коробки, но межосевой дифференциал в большинстве моделей отсутствует. Вся ответственность по распределению крутящего момента между задней и передней осями автомобиля в этой схеме возложена на “раздатку”.
• Автоматически подключаемый полный привод присущ автомобилям с передними ведущими колесами, а функции дифференциала выполняет вискомуфта либо фрикционная муфта с электронным управлением. Что касаетсявискомуфты (вязкостной муфты), передача крутящего момента с ее помощью осуществляется, за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками, заключенными в корпусе. Данную муфту могут также, использовать для автоматической блокировки дифференциала, установив ее между осями или встроив непосредственно в корпус дифференциала. При использовании же фрикционных муфт передача крутящего момента осуществляется за счет сжатия пакета дисков и возникающего, вследствие этого, трения.

Анимационный видео ролик принципа построения трансмиссии автомобиля.

Похожие записи

Поделитесь с друзьями

Общая схема и основные механизмы трансмиссии

Строительные машины и оборудование, справочник

Автомобили Камаз Урал

Общая схема и основные механизмы трансмиссии

Трансмиссией называют совокупность механизмов, через которые крутящий момент от двигателя передается к ведущим колесам. В трансмиссии осуществляется преобразование (увеличение) крутящего момента и распределение его между ведущими колесами таким образом, чтобы обеспечить возможность движения машины в различных дорожных условиях.

На автомобилях КамАЗ-5320, КамАЗ-4310 и Урал-4320 применена механическая ступенчатая трансмиссия. Общие схемы трансмиссий этих автомобилей приведены на рис. 4.1.

В автомобиле КамАЗ-5320 (рис. 4.1,а) крутящий момент от двигателя, установленного в передней части автомобиля, передается через сцепление на передний делитель передач и коробку передач. На некоторых модификациях автомобилей КамАЗ делитель передач не устанавливается. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу, дифференциал поступает на средний и задний ведущие мосты, внутри которых размещаются главные передачи, дифференциалы и валы привода к ведущим колесам.

Сцепление позволяет временно разобщать двигатель и коробку передач, чтобы переключить передачи в коробке передач и затем плавно соединить их. Коробка передач служит в основном для изменения в широких пределах крутящего момента, подводимого к ведущим мостам. Передний делитель передач позволяет удвоить число передач в трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320. Коробка передач, передний делитель передач и сцепление объединены в общий силовой агрегат, который укрепляется на раме автомобиля.

Дифференциал распределяет крутящий момент между ведущими мостами. При таком размещении дифференциал называется межосевым.

Внутри каждого ведущего моста крутящий момент постоянно увеличивается главной передачей. Дифференциал, размещенный с главной передачей, распределяет крутящий момент между правыми и левыми колесами ведущего моста, позволяя им вращаться с разной частотой. При такой установке дифференциал называется межколесным.

На автомобилях КамАЗ-4310 и Урал-4320 (рис. 4.1, б) крутящий момент от двигателя передается через сцепление к коробке передач и от нее через карданную передачу на раздаточную коробку. От раздаточной коробки через межосевой дифференциал, который находится внутри картера этой коробки, крутящий момент распределяется между передним ведущим мостом и ведущими мостами. Раздаточная коробка является одновременно дополнительной коробкой передач, удваивающей число возможных передач и увеличивающей пределы изменения передаточных чисел в трансмиссии. Внутри каждого ведущего моста крутящий момент передается через главную передачу, межколесный дифференциал и валы привода к ведущим колесам. Для повышения проходимости автомобиль Урал-4320 снабжен лебедкой, расположенной в кормовой части машины. Привод к лебедке осуществляется от коробки отбора мощности, которая установлена на раздаточной коробке.

Рис. 4.1. Общие схемы трансмиссий автомобилей:а — КамАЗ-5320; б — КамАЗ-4310, Урал-4320; 1 — двигатель; 2 — сцепление: 3 — передний делитель передач; 4 — коробка передач; о — карданная передача; 6 — stroy-technics.ru

Устройство трансмиссии и её виды

Устройство трансмиссии и её виды

ГЛАВА I. ТРАНСМИССИЯ

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

Агрегаты трансмиссии заднеприводного автомобиля распределены вдоль всего кузова и передают крутящий момент от двигателя на задние колеса.

Рис. 1. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля: I — Двигатель; II — Сцепление; III — Коробка передач; IV — Карданная передача: 1 — эластичная муфта; 2 — шлицевое соединение; 3 — передний карданный вал; 4 — подвесной подшипник; 5 — передний карданный шарнир; 6 — задний карданный вал; 7 — задний карданный шарнир; V — Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 — полуоси; 9 — ведущие (задние) колеса

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя (рис. 33): — сцепление, — коробку передач, — карданную передачу, — главную передачу, — дифференциал, — полуоси.

В автомобиле с приводом на передние колеса крутящий момент не уходит так далеко от двигателя, как в автомобиле с задним приводом. Все агрегаты трансмиссии переднеприводного автомобиля сконцентрированы под капотом машины и объединены в один большой агрегат (рис. 34). Механизм сцепления «зажат» в кожухе между двумя «монстрами» — двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят

непосредственно из картера коробки передач.

Рис. 34. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля: I — двигатель; II — сцепление; III — коробка передач; IV — главная передача и дифференциал; V — правый и левый приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; VI — ведущие (передние) колеса

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя: — сцепление, — коробку передач, — главную передачу, — дифференциал, — валы привода передних колес.

Сцепление является первым агрегатом трансмиссии и предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленчатого вала двигателя к первичному валу коробки передач. Сцепление позволяет водителю кратковременно прерывать передачу крутящего момента, как бы отделять двигатель от трансмиссии, а затем и плавно их соединять.

Сцепление состоит из привода сцепления и механизма сцепления.

Привод выключения сцепления

Дальнейшее изучение автомобиля невозможно без понимания термина «привод». Попробуем раз и навсегда с этим разобраться.

В обычной жизни человек самостоятельно, посредством своих ног и рук, перемещается по улице и квартире, прилагает усилия и передает их окружающим предметам. Что-то открывает и закрывает, включает и выключает, и все это без применения всяких там трубопроводов и рычагов.

И совсем другое дело в автомобиле. Когда надо передать усилие от водителя к некому механизму или от одного агрегата к другому, то без «посредников» не обойтись. Ведь в машине все надежно закреплено в различных местах кузова, и водитель не имеет возможности на ходу выйти из-за руля, чтобы, допустим, руками приоткрыть дроссельную заслонку карбюратора. Поэтому в автомобиле существует привод механизмов.

Представьте ситуацию, когда вам необходимо постоянно что-то закрывать и открывать, а сами вы передвигаться не можете. Если трудно себе это представить, тогда для начала привяжите себя покрепче к своему любимому дивану. А теперь попробуйте открыть входную дверь!

Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери вам придется применить веревку или палку, дистанционное управление или еще что-нибудь.

Пусть это будет длинная палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. А дальше дерзайте — тяните и толкайте, впуская к себе по одному толпу приглашенных в гости друзей. В этом случае палка с веревками и будут являться тем «приводом», который передает усилие на расстоянии.

В автомобиле практически каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Привод может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть механическим, гидравлическим или иным.

Привод выключения сцепления (гидравлический) состоит из (рис. 35): — педали; — главного цилиндра; — рабочего цилиндра; — вилки выключения сцепления; — выжимного подшипника; — трубопроводов.

При нажатии на педаль сцепления усилие ноги водителя через шток и поршень передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего цилиндра.

Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который передает усилие на механизм сцепления.

Когда водитель отпускает педаль, под воздействием возвратных пружин все детали привода занимают исходные позиции.

Рис. 35. Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления: 1 — трубопровод; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4 — маховик; 5 — коленчатый вал; 6 — картер сцепления; 7 — кожух сцепления; 8 — нажимные пружины; 9 — отжимные рычаги; 10 — выжимной подшипник; 11 — первичный вал коробки передач; 12 — шестерня первичного вала; 13 — вилка выключения сцепления; 14 — рабочий цилиндр; 15 — картер коробки передач; 16 — главный цилиндр; 17 — педаль сцепления

В гидравлическом приводе сцепления автомобилей ВАЗ ранних лет выпуска использовалась тормозная жидкость «Нева», «Роса», «Томь» На современных автомобилях применяется жидкость класса DOT-4. При покупке жидкости или, по крайней мере, перед тем, как заливать ее в бачок привода, стоит прочесть, что написано на этикетке флакона. Можно ли ее смешивать с той жидкостью, которая, уже залита в гидропривод сцепления вашего автомобиля? Как правило, ответ бывает положительным, но существуют жидкости, которые смешиванию не подлежат.

На переднеприводных автомобилях ВАЗ используется механический привод, где педаль сцепления связана с вилкой выключения с помощью троса в оболочке.

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер, сцепления который крепится к картеру двигателя.

Механизм сцепления состоит из (см. рис. 35): — картера и кожуха, — ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя), — нажимного диска с пружинами, — ведомого диска со специальными износостойкими накладками.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того движется его автомобиль или стоит на месте.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач (рис. 36). Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Рис. 36. Сцепление выключено

Для начала движения машины необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии) к вращающемуся маховику, то есть включить сцепление (рис. 37). И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20-25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес — ноль.

Рис. 37. Сцепление включено

Давайте подумаем, как решить эту задачу. Представьте, что вы опоздали на поезд, который уже начал движение. При грамотных действиях сначала вы его догоняете, двигаясь параллельно, затем хватаетесь за поручень, и когда ваша скорость уравняется со скоростью поезда, то можно уже и запрыгивать в вагон.

Но вам может присниться кошмарный сон, в котором вы, двигаясь наперерез поезду, пытаетесь сразу попасть в движущийся вагон. Конечно промахиваетесь и не попадаете в больницу только потому, что вовремя просыпаетесь в холодном поту. Зато после этого начинаете всегда правильно отпускать педаль сцепления только в три этапа.

На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения (догнали поезд). За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль — потихоньку ползти.

На втором этапе — удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения в средней позиции в течение двух-трех секунд для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись (ухватились за поручни вагона). Машина при этом немного увеличивает скорость движения.

На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, стопроцентно передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля (запрыгнули в вагон). Это соответствует состоянию механизма сцепления включено, автомобиль движется. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если в начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем варианте что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

Действия водителя по выключению и включению сцепления в течение поездки (при стартах с места, остановках и переключениях передач) повторяются многократно, особенно в условиях городского движения. Если вы освоите работу педалью сцепления в три этапа, то позже это войдет в незаметную полезную привычку, которая обеспечит плавность хода автомобиля, комфорт пассажирам и увеличение ресурса не только деталей сцепления, но и всего автомобиля в целом.

Основные неисправности сцепления

Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, наличия воздуха в гидроприводе, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин.

Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задиров на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска.

Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, если заметны задиры на поверхностях дисков, заменить их.

Подтекание тормозной жидкости в гидроприводе сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.

Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости. В противном случае, когда уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще не будут включаться. А если при полностью нажатой педали сцепления вам все-таки удастся воткнуть первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет движение, хотя по результатам всего предыдущего разговора в данный момент двигатель отделен от ведущих колес. Здорово, да? Все стоят на красный сигнал светофора, а вы уже едете!

Как это может случиться, почему машина вдруг поехала?

Описанная неприятность называется — сцепление ведет (с этим выражением вы уже познакомились в неисправностях). Суть происходящего следующая. В то время, как ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и часть крутящего момента передается на первичный вал коробки передач, а затем и на ведущие колеса.

Каковы причины того, что диск не полностью отходит от маховика? Их несколько и почти все они требуют вмешательства специалиста или вашей решимости не только испачкать руки, но и освоить «Руководство по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля.

На этом проблемы со сцеплением не заканчиваются. Поскольку каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то, естественно, боковые поверхности ведомого диска изнашиваются. Это нормальный процесс, обусловленный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Но наступает в жизни опять не очень смешной момент, когда все уже давно уехали с того самого перекрестка со светофором (после включения зеленого сигнала), а вы все еще стоите на месте. Хотя и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и газуете вы так, что у проезжающих мимо водителей сердце кровью обливается. Но износ накладок ведомого диска оказался настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием и, пробуксовывая, не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Такое явление имеет название — сцепление пробуксовывает.

Конечно, здесь описан пример совсем уж «глухого» и «слепого» водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что несмешной случай может произойти в ближайший месяц. Еще раньше на подходе к максимальному износу ведомый диск уже начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее. А вообще, при нормальной эксплуатации автомобиля, замена ведомого диска сцепления требуется после 80 тысяч и более километров пробега. Но не все водители являются мастерами вождения, и поэтому износ диска может наступить значительно раньше.

Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40-45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль «газа» обороты двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с прежней скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и почувствуете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать диск и искать автосервис подешевле или понадежней, кому что больше подходит.

Неоднократно в этой книге упоминалось и будет упоминаться о том, что автомобиль пытается с вами «разговаривать», он заранее предупреждает о своих «недугах» и «болячках» с помощью звуков вибраций и запахов.

Например, что это там «шелестит» в районе сцепления и перестает «шелестеть» при полностью нажатой педали сцепления. Этот звук означает, что вы должны готовиться к замене выжимного подшипника.

А что это там постукивает, поскрипывает, попахивает и так далее. И не важно, что у вас новый «Фольксваген», он точно так же, как и старый «Жигуленок», подвержен износу, а тем более на наших родных дорогах. Поэтому прислушивайтесь и принюхивайтесь к своей машине!

О стиле вождения автомобиля разговор уже был, и он будет продолжаться. Резкие старты и ускорения машины, постоянное «держание» ноги на педали сцепления при движении («болезнь» таксистов) ведут к износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля.

Укорачивает срок службы сцепления и еще одна не очень «мудрая» привычка. Это когда водитель удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии на все время остановки перед красным сигналом светофора. Грамотным ожиданием разрешающего сигнала светофора по многим причинам будет — нейтральная передача и полностью отпущенная педаль сцепления.

Устройство коробки передач и её виды

Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).

Рис. 38. Схема работы коробки передач: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения передач 3 — механизм переключения передач; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер коробки передач

Коробка передач состоит из (рис. 38): — картера; — первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями; — дополнительного вала и шестерни заднего хода; — синхронизаторов; — механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами; — рычага переключения.

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Поскольку шестерни коробки передач при работе испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому в картер коробки передач залито трансмиссионное масло (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло)

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного бесшумного и безударного включения передач путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления).

Механизм переключения передач служит для смены передач и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

Рис. 39. Передаточное отношение

Как же происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах? Давайте с этим разберемся на примере (рис. 39 а).

Возьмем две шестерни, не поленимся и сосчитаем число их зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит, при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

На рисунке 39 б у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40.

Дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются с угловой скоростью, допустим, 2000 об/мин. Шестерня «Б» на промежуточном валу вращается в 2 раза медленнее — 1000 об/мин. Поскольку шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то третья шестеренка вращается с той же скоростью — 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» на вторичном валу будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин.

Итак, от двигателя на первичный вал коробки передач пришло 2000 об/мин, а на вторичном валу получилось 500 об/мин, в то время как на промежуточном валу было 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже двум. Общее передаточное число этой схемы: 2?2 = 4. Следовательно, вторичный вал коробки передач будет вращаться в 4 раза медленнее, чем первичный вал.

Обратите внимание, если мы выведем из зацепления шестерни «Г» и «В», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче.

Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительной осью с шестерней заднего хода. Эта шестерня необходима для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент изменит свое направление (рис. 40).

Рис. 40. Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня передачи заднего хода; 5 — вторичный вал

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары (включая различные передачи), мы изменяем и общее передаточное отношение.

Давайте посмотрим на передаточные числа двух коробок передач (табл. 1).

Таблица 1. Передаточные отношения

Такие «неудобные» числа получаются в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй шестерни и далее по цепочке.

Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют прямой и, как правило, это четвертая передача.

Вернемся к нашему старому знакомому — велосипеду. На современных велосипедах тоже есть передачи. Владельцы такого транспортного средства наверняка обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость движения получается небольшой. Если переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость возрастает, но усилие на педалях при этом увеличивается.

Меняя звездочки на велосипеде (переключая передачи), можно найти оптимальный режим движения с учетом сил велосипедиста и дорожных условий.

Тот же принцип используется и в автомобиле. Передачи необходимо переключать в зависимости от скорости движения, от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя.

Первая передача и передача заднего хода — самые «сильные», и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно.

На большой скорости движения используются «шустрые» пятая и четвертая передачи, но в крутую гору на них не заедешь, двигателю просто не хватает сил (как и велосипедисту), и тогда приходится переключаться на более низкие но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и обеспечив некоторый запас инерции движения машины, можно переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачу.

Все ступеньки переключения передач вверх (с первой по пятую) следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить, «прыгая через ступеньки». Например, после пятой передачи может потребоваться первая или после четвертой — вторая.

Обычный режим движения автомобиля — на четвертой или пятой передаче, так как они самые скоростные и экономичные.

Основные неисправности коробки передач

Подтекание масла происходит из-за повреждения уплотнительных прокладок сальников и ослабления крепления крышек картера. Для устранения неисправности необходимо поменять прокладки сальники и подтянуть крепления крышек.

Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений. Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали.

Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен. Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали и узлы.

Самопроизвольное выключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен и синхронизаторов. Для устранения неисправности необходимо заменить блокировочное устройство, вышедшие из строя шестерни и синхронизаторы.

Эксплуатация коробки передач

Если вас правильно учили в автошколе или, по крайней мере, вы читали и другие книги из серии учебных пособий для будущих автомобилистов, то навряд ли в ближайшие годы коробка передач омрачит ваше настроение. При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки она не напоминает водителю о себе до конца срока службы самого автомобиля.

Неисправности в коробке передач обычно появляются в результате грубой работы рычагом переключения. Если водитель постоянно дергает рычаг, переводит его из одной позиции в другую быстрым резким движением, то капитальный ремонт коробки передач потребуется очень скоро. При таком обращении с рычагом выходят из строя механизм переключения, синхронизаторы, да и сами валы с шестернями «железные» лишь до определенной степени.

Рычаг переключения передач должен переводиться всегда плавным движением, с паузами в нейтральной позиции, для того чтобы успели сработать синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок.

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере, и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, рекомендованные «Инструкцией по эксплуатации» вашего автомобиля.

Общая схема трансмиссии

По способу передачи крутящего момента трансмиссия может быть:1) механической;2) гидравлической;3) электрической;4) комбинированной.

В настоящее время на отечественных автомобилях чаще всего применяется механическая трансмиссия. Однако на автобусах и большегрузных автомобилях применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. На некоторых большегрузных автомобилях поставлена электромеханическая трансмиссия с электромотор-колесами.Общая схема трансмиссии зависит от компоновки автомобиля, вида самой трансмиссии, числа и расположения ведущих мостов.В общем случае трансмиссия автомобиля состоит из следующих узлов и агрегатов:1) сцепление;2) коробка передач;3) главная передача;4) дифференциал;5) приводные валы (полуоси).

Для легковых автомобилей в зависимости от расположения силового агрегата и ведущего моста характерны три компоновочные схемы:1) Классическая схема. В этой схеме силовой агрегат расположен впереди, ведущим мостом является задний привод ведущего моста осуществляется через карданные валы и главную передачу с дифференциалом.2) Переднеприводная схема. В этой схеме двигатель, сцепление, коробка передач, главная передача, а также дифференциал расположены спереди, продольно или поперечно осевой линии автомобиля. Ведущим мостом является передний.3) Схема с задним расположением двигателя. В этой схеме двигатель, сцепление, коробка передач и дифференциал расположены сзади, продольно или поперечно осевой линии автомобиля. Ведущим мостом является задний.

Компоновочные схемы грузовых автомобилей зависят от расположения кабины водителя и двигателя:1) Капотная компоновка. При данной компоновочной схеме двигатель расположен над передним мостом, а кабина находится за двигателем.2) Короткокапотная компоновка. В этом случае двигатель располагается над передним мостом, а кабина частично надвинута на двигатель.3) Кабина над двигателем. При данной компоновочной схеме двигатель располагается над передним мостом, а кабина находится над двигателем.4) Передняя кабина. Двигатель располагается позади переднего моста, кабина максимально сдвинута вперед.

Автомобили с механической трансмиссией, как правило, имеют классическую схему компоновки. Двигатель, сцепление, коробка передач располагаются спереди. Крутящий момент передается посредством карданной передачи на задний ведущий мост.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля имеет переднеприводную схему компоновки. Особенностью данной схемы является то, что ведущий передний мост выполнен с управляемыми колесами. Это потребовало создания единого силового агрегата, который включает в себя:1) двигатель;2) сцепление;3) коробку передач;4) главную передачу и дифференциал;5) карданные шарниры равных угловых скоростей, соединенные с передними управляемыми колесами. Трансмиссия автомобиля с передним и задним ведущими мостами отличается применением раздаточной коробки, в которой крутящий момент передается к обоим ведущим мостам через промежуточные карданные валы. Раздаточная коробка имеет устройство для включения и выключения переднего моста, а также дополнительной понижающей передачи, которая позволяет значительно увеличить крутящий момент на колесах. Включение пониженной передачи повышает проходимость автомобиля. В грузовых трехосных автомобилях с механической трансмиссией ведущими мостами являются средний и задний мосты. Крутящий момент от коробки передач на ведущие мосты передается при помощи карданного вала. Кроме этого на трехосных автомобилях передача крутящего момента может осуществляться и от раздаточной коробки. В главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал. Проходной вал осуществляет передачу крутящего момента на карданный вал ведущего заднего моста. Схема гидромеханической трансмиссии. В данной схеме гидромеханическая коробка передач выполнена в едином блоке с двигателем. Крутящим момент от коробки передач передается через карданный вал ведущим мостам по обычной схеме.

Назначение и схемы трансмиссий — Мегаобучалка

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению уг­ловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число Трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделя­ют на механические, гидравлические, электрические и комбиниро­ванные (гидромеханические, электромеханические). На отече­ственных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шес­терен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с мотор-колесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Автомобили с механической трансмис­сией и колесной формулой 4×2 имеют чаше всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис.70, а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат.

Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной фор­мулой 4×2 (рис.70, б). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми коле­сами.

На рис.70, в представлена схема трансмиссии авто­мобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной ко­робки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выклю­чения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трех­осных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на рис.70, г. На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предус­мотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача кру­тящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий Предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидро­механической коробки передач, крутящий момент от которой пере­дается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего Роста как в обычной механической трансмиссии.

На автомобилях (БелАЗ) с электромехани­ческой трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого пере­дается по проводам в электродвигатели колес. Колесный элект­родвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такую конструкцию называют электро­мотор-колесом.

2. Структурная схема трансмиссии

1 ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА…………………………………6

1.1 Текущая мощность двигателя……………………………………………….….7

1.2 Крутящий момент двигателя……………………………………………….…..8

2 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТРАНСМИССИИ……………………………………….11

3 ВЫБОР ПРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ………………………………………………….12

3.1 Определяем собственный вес колесной машины…………………………. 12

3.2 Осуществляем подбор шин для колёс………………………………………..13

3.3Определяем максимальную силу тяги на ведущих колёсах………………. 13

3.4 Общее передаточное число трансмиссии на первой передаче……………. 14

3.5 Общее придаточное число трансмиссии на первой передаче из условия сцепления ведущих колёс с сухим дорожным покрытием…………………………..14

3.6 Выбираем общее передаточное число трансмиссии на первой передаче…..15

3.7 Передаточное число трансмиссии высшей передаче………………………. 15

3.8 Общее передаточное число трансмиссии……………………………………..16

3.9 Минимальное число ступеней в коробке передач, обеспечивающее перекрытие силы тяги при переходе с одной передачи на другую…………………16

3.10 Передаточное число в коробке передач на первой передаче……………. 17

3.11 Передаточное число заднего хода…………………………………………….18

3.12 Определяем все возможные общие передаточные числа трансмиссии проектируемой машины………………………………………………………………..18

4. РАСЧЕТ И ГРАФИК ТЯГОВОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИК МАШИНЫ И АНАЛИЗ ЕЕ ТЯГОВЫХ КАЧЕСТВ………………………………….19

4.1.1 Определение скорости движения на каждой передаче………………..…. 20

4.1.2 Определяем свободную силу тяги на каждой передаче……………. …. 20

4.1.3Динамический фактор для лесовозных автопоездов на каждой передаче…. 21

4.1.4 Данные для построения тяговой и динамической характеристик лесотранспортной машины…………………………………………………………….21

4.2 Основной анализ качеств лесотранспортной машины………………………. 26

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЙСОВОЙ НАГРУЗКИ ПО ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНЫ………………………………………………………………………………28

6. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРАКТОРА…………………………………………. 29

6.1 Сменная производительность…………………………….…………………. 29

6.2 Годовая производительность……………………………………….…………30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………. …….31

КАМАЗ-5320 — советский и российский трёхосный бортовой грузовой автомобиль-тягач с колёсной формулой 6×4, выпускавшийся Камским автомобильным заводом (КамАЗ) с 1976 г. по 2001 г. Стал первой по счёту моделью автомобиля под маркой КамАЗ. Кузов — металлическая платформа с открывающимися боковыми и задним бортами и тентом. Кабина — трёхместная, цельнометаллическая, откидывающаяся вперёд, оборудована местами крепления ремней безопасности. Оснащался прицепом — ГКБ 9871,грузоподъемностью 30 тонн, того же типоразмера. Его предназначение – выполнение транспортировочных процессов в строительной отрасли и практически во всех сферах промышленной и хозяйственной деятельности и для постоянной работы автопоездом с прицепом.

Выпуск КамАЗа-5320 стартовал в 1968-ом году. Долгое время Камский автозавод не решался на рестайлинг модели. Небольшие косметические изменения в грузовике произошли лишь в 2000-ом году.

При рассмотрении технических параметров автомобиля становится ясно, что КамАЗ-5320 отлично подходит для дальней и ближней транспортировки грузов. Тягач одинаково уверенно себя чувствует на городских дорогах и на междугородних трассах. Машина приспособлена к российским условиям и легко заводится даже при сильных морозах.

Модель экспортировалась в 40 мировых государств, заслужив популярность не только на отечественном рынке, хотя изначально она создавалась именно для внутренних потребителей.

КамАЗ-5320 представляет собой грузовой тягач бортового типа, который нередко используется в качестве автопоезда для транспортировки различных грузов. Автомобиль известен еще и тем, что на его базе было построено множество моделей для перевозки среднетоннажных грузов.

1.ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ МАШИНЫ

Внешнюю скоростную характеристику снимают при полной подаче топлива в цилиндры двигателя и рассчитывают по эмпирическим формулам С.Р. Лейдермана.

Исходные данными для построения характеристики являются:

Тип двигателя – дизельный;

Способ смесеобразования – с непосредственным впрыском;

Максимальная мощность двигателя=150кВт;

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности =2500;

Удельный расход топлива при максимальной мощности =226;

Значение параметров внешней скоростной характеристики вычисляем для 6 точек с интервалом 324 в диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя от 0,4допо формулам:

1.1Текущая мощность двигателя, кВт

Где, n– частота вращения коленчатого вала (из указанного диапазона),

А,В – постоянные эмпирические коэффициенты , для дизельного двигателя

1.2 Крутящий момент двигателя , Н м

1.3 Удельный расход топлива,

Где,,– постоянные эмпирические коэффициенты , для дизельного двигателя,

1.4 Часовой расход топлива,

Таблица 1 – Результаты расчёта внешней скоростной характеристики

Коэффициент приспособляемости двигателя:

Рисунок 1 – график внешней скоростной характеристики.

Рисунок 2 – Структурная схема трансмиссии автомобиля КамАЗ 5320.

1-сцепление; сухое, двухдисковое, постоянно включен­ное, с периферийным расположением нажимных пружин.

2-коробка передач; механическая пятиступенчатая с двухступенчатым делителем (5*2)

3-раздаточная коробка; (для колесной формулы 6*6)

5- главная передача и межосевой дифференциал;

3.Выбор передаточных чисел трансмиссии

Исходными данными при выборе передаточных чисел являются: структурная схема трансмиссии машины, внешняя скоростная характеристика двигателя, максимальная и минимальная проектные скорости движения ,

, проектная масса груза, перевозимого транспортной системой

Q=14 т., руководящий подъём=40%, характеристика наиболее тяжёлых условий использования машины, способ транспортировки пакета древесины, технические характеристики прицепа.

3.1 Определяем собственный вес колёсной машины

Где ,- соответственно собственный вес номинальная грузоподъёмность автомобиля-прототипа ,Н;

Где – вес проектируемого автомобиля, Н;

с-коэффициент, учитывающий технологические особенности применения лесовозного автопоезда, с=0,5;

Q-вес пакета лесных грузов, Н;

3.2 Осуществляем подбор шин для колёс

Определяем нагрузку на одну шину:

Где -число шин на машине.

По нагрузке на шину выбираем модель ИН-142Б

Н=0,02 м-высота профиля шины;

d= 0,51 м-диаметр обода колеса;

=0,93-коэффициент деформации шины,=0,93…0,97.

Вычисляем динамический радиус колеса:

3.3 Определяем максимальную силу тяги на ведущих колёсах:

Где – коэффициент сопротивления качению;

– собственный вес прототипа прицепа-роспуска,

3.4 Общее передаточное число трансмиссии на первой передаче

Где — максимальный крутящий момент двигателя;

– к.п.д трансмиссии, для полно приводных автомобилей;

– коэффициент, учитывающий затраты крутящего момента на привод вспомогательных агрегатов,=0,05…0,1, принимаем=0,05;

3.5 Общее передаточное число трансмиссии на первой передаче из условий сцепления ведущих колёс с сухим дорожным покрытием:

Где сцепной вес-вес, приходящийся на ведущие органы машины, работающей в режиме движения транспортной системы с грузом;

– коэффициент перераспределения веса машины, для полно приводных автомобилейm=1;

– коэффициент сцепления для периода летней эксплуатации при сухом дорожном покрытие=0,6…0,7 , принимаем=0,65.

В реальных условиях угол подъёма дороги 10, поэтомуcos=1.

3.6 Выбираем общее передаточное число трансмиссии на первой передаче

Необходимо, чтобы выбранное значение обеспечивало минимальную скорость движения машины, близкую к заданной=4,6.

Проверка возможна по формуле:

Где — реализуемая минимальная скорость движения машины,;

– частота вращения коленчатого вала двигателя при,;

– динамический радиус колеса,м;

3.7 Передаточное число трансмиссии высшей передаче

Где – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности;

— максимальная скорость движения машины,;

3.8 Общее передаточное число трансмиссии

Где – передаточное число коробки передач на данном режиме, для колёсных машин с дизельным двигателем=0,8;

– передаточное число раздаточной коробки на включенной передаче;

=1,0…1,45 – на второй передаче , принимаем=1,0;

– передаточное число главной передачи.

т.к находится в пределах от 7 до 10, то передача двойная.

3.9 Минимальное число ступеней в коробке передач, обеспечивающее перекрытие силы тяги при переходе с одной передачи на другую

Где b– коэффициент, учитывающий перекрытие передач,b=0,85…0,9, принимаемb=0,9;

Для обеспечения большего числа ступеней в зоне максимальных скоростей машины и примерно одинакового изменения нагрузки на двигатель при переключение передач передаточные числа коробки на промежуточных передачах выбирают по закону геометрической прогрессии со знаменателем q.

Для коробок с повышающей передачей (

3.10 Передаточное число в коробке передач на первой передаче

Находим передаточные числа в коробке передач:

На 2-й передаче === 5,5

На 3-й передаче === 3,0

На 4-й передаче === 1,7

На 5-ой передаче === 0,9

Коробка передач выполняется в виде одного редуктора – простейшая пятиступенчатая коробка передач.

3.11 Передаточное число заднего хода

Поскольку в трансмиссии предусмотрена двухступенчатая раздаточная коробка, то её передаточное число на первой(пониженной) передаче определим из условия равномерного расположения тяговых условиях:

Проверим, соответствует ли это значение условию реализации максимальной силы тяги по сцеплению:

3.12 Определяем все возможные общие передаточные числа трансмиссии проектируемой машины

На пониженной при 1,35

На повышенной при =1,0

Планетарная коробка передач | Трансмиссия

Планетарной называется коробка передач с подвижными осями. Любая планетарная коробка передач (ПКП) состоит из нескольких планетарных рядов, каждый из которых в отдельности или в сочетании с соседними обеспечивает требуемое передаточное число.

Наиболее широкое распространение получили планетарные передачи с внутренним и внешним зацеплениями зубьев. Чтобы разобраться в устройстве и работе сложной планетарной коробки передач, необходимо хорошо знать свойства элементарного планетарного ряда.

Для обеспечения работы планетарного ряда необходимо наличие в нем ведущего, ведомого и тормозного элементов. Любой из трех элементов (солнечная шестерня, водило, эпициклическая шестерня) может выполнять роль ведущего, ведомого или тормозного элемента.

В планетарных передачах бывает планетарный ряд с двумя ведущими и одним ведомым элементами (двухпоточные механизмы) или с одним ведущим и двумя ведомыми элементами (дифференциалы). Тормозные элементы в таких случаях отсутствуют.

Планетарные передачи находят широкое применение в трансмиссиях ТС: в коробках передач, раздаточных коробках, дифференциалах, механизмах поворота и колесных (бортовых) передачах.

На рисунке представлена схема планетарной коробки передач, используемой в трансмиссии некоторых четырехосных полноприводных колесных машин совместно с комплексной гидропередачей (КГП), вал турбинного колеса которой является ведущим для планетарной коробки передач. Планетарная коробка передач включает в себя два взаимно связанных планетарных ряда с внешним и внутренним зацеплениями, три тормоза Т1 Т2, Тзх и фрикцион Ф3. Указанные элементы позволяют получить три передачи для движения вперед и одну передачу для ЗХ. На валу турбинного колеса Т комплексной гидропередачи установлена шестерня 1

Рис. Схемы планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины (а) и зацепления шестерен (б):1 — солнечная шестерня; 2 — водило; 3, 7 — сателлиты; 4 — эпициклическая шестерня первого ряда; 5 — эпициклическая шестерня второго ряда; 6 — солнечная шестерня второго ряда; Аь Ап — реакторы; Н, Т — насосное и турбинное колеса; Т1, Т2 — тормоза I и II передач; Тзх — тормоз ЗХ; Вм — ведомый вал гидромеханической трансмиссии; Ф3 — фрикцион III передачи; Фг — фрикцион комплексной гидропередачи; n1, n2 — частота вращения солнечных шестерен, n’1, n’2 — частота вращения эпициклических шестерен; nв1, nв2 — частота вращения сателлитов; Wвщ — угловая скорость ведущего вала первого планетарного ряда

Сателлиты 3 (длинные) находятся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней 7, эпициклической шестерней первого ряда 4 и сателлитами 7 (короткими) второго планетарного ряда, которые в свою очередь находятся в постоянном зацеплении с солнечной 6 и эпициклической 5 шестернями второго планетарного ряда. Водило 2 у обоих планетарных рядов общее. В нем закреплены оси сателлитов 3 и 7(длинных и коротких). Водило соединено с ведомым валом Вм гидромеханической трансмиссии.

Включение той или иной передачи осуществляется блокировкой одного из четырех фрикционных узлов, три из которых неподвижные (тормоза), а четвертый вращающийся (фрикцион Ф3).

Движение на I передаче обеспечивается включением тормоза Ть который затормаживает эпициклическую шестерню 4 первого планетарного ряда, в результате чего длинные сателлиты 3 обкатываются по этой шестерне, и водило, скрепленное с ведомым валом гидромеханической трансмиссии, вращается в несколько раз медленнее вала турбинного колеса комплексной гидропередачи.

При включении II передачи блокируется тормоз Т2, затормаживающий солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда. Получая вращение от солнечной шестерни 1 через длинные сателлиты 3, короткие сателлиты 7 обкатывают неподвижную солнечную шестерню 6 и заставляют водило 2 вращаться с определенной частотой, большей, чем на I передаче.

Включение III передачи осуществляется блокировкой фрикциона Ф3, соединяющего в одно целое солнечную б и эпициклическую 5 шестерни второго планетарного ряда. Короткие сателлиты 7 заклиниваются между этими шестернями, и вся планетарная передача вращается как единое целое с частотой турбинного вала комплексной гидропередачи — получаем так называемую прямую передачу с передаточным числом, равным единице.

При включении передачи ЗХ блокируется тормоз Тзх, затормаживающий эпициклическую шестерню 5 второго планетарного ряда. В этом случае короткие сателлиты 7, обкатываясь по неподвижной шестерне 5, заставляют водило 2 вращаться с определенной частотой в направлении, противоположном вращению турбинного вала комплексной гидропередачи.

Рис. Конструкция планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины:1 — вал привода насосного колеса КГП; 2 — корпус фрикциона блокировки КГП; 3 — поршень фрикциона блокировки КГП; 4 — ведомый диск фрикциона блокировки КГП; 5 — турбинное колесо; 6 — кожух КГП; 7 — насосное колесо; 8 — реакторы КГП; 9 — муфты свободного хода реакторов; 10 — кожух КГП; II — вал турбинного колеса; 12 — поршень тормоза II передачи; 13 — поршень тормоза передачи ЗХ; 14 — поршень фрикциона III передачи; 15 — ось короткого сателлита; 16 — эпициклическая шестерня второго планетарного ряда; 17 — короткий сателлит; 18 — солнечная шестерня второго планетарного ряда; 19 — длинный сателлит; 20 — солнечная шестерня первого планетарного ряда; 21 — пружина; 22 — толкатель; 23 — эпициклическая шестерня первого планетарного ряда; 24 — водило; 25 — шестерня привода заднего насоса; 26 — ведомый вал ПКП; 27 — шестерни заднего насоса; 28 — поршень тормоза I передачи; 29 — картер ПКП; 30 — корпус маслозаборника; 31 — ось длинного сателлита; 32 — промежуточный картер; 33 — шестерня переднего насоса; 34 — шестерня привода насосов; Т1, Т2, Тзх — тормоза I, II передач и передачи ЗХ; Ф3 — фрикцион третьей (прямой) передачи

При размыкании всех фрикционных узлов водило не вращается, т.е. обеспечивается нейтральное положение в коробке передач.

Для управления гидромеханической трансмиссией применяется гидравлическая система, обеспечивающая дистанционное переключение передач, а также блокировку фрикциона Фг комплексной гидропередачи.

Планетарные коробки передач обладают следующими достоинствами:

• простота и легкость управления
• приспособленность ддя применения автоматических систем переключения передач
• безударность, бесшумность и плавность переключения передач
• высокая надежность
• разгруженность валов от изгибающих моментов
• возможность обеспечения больших передаточных чисел при малых размерах
• высокий КПД

К недостаткам планетарной коробки передач следует отнести сложность конструкции и высокую стоимость. Конструкция такой планетарной коробки передач показана на рисунке.

На некоторых многоосных полноприводных колесных машинах в составе гидромеханической трансмиссии применяется модернизированная коробка передач, которая имеет четыре передачи переднего и две передачи заднего хода. В отличие от рассмотренной планетарной коробки передач модернизированная планетарная коробка передач включает в себя три планетарных ряда и пять фрикционных элементов, работающих в масле. Левый и средний планетарные ряды имеют общее водило, на шлицах которого установлена солнечная шестерня третьего (правого) планетарного ряда. Эпициклическая шестерня этого ряда является одновременно ступицей тормоза, а солнечная шестерня и водило могут соединяться между собой фрикционом. В среднем планетарном ряду отсутствует эпициклическая шестерня и связанный с ней тормоз. Остальные элементы аналогичны рассмотренным. Модернизированная планетарная коробка передач является механизмом с тремя степенями свободы и для получения каждой передачи нужно одновременно включить два фрикционных элемента. Выходным валом в этой коробке передач является вал водила правого (третьего) планетарного ряда.

Назначение и типы трансмиссии автомобиля

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 об/мин, а ведущие колеса при этом вращаются со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля вращаются в четыре с лишним раза медленнее коленчатого вала. А при неблагоприятных дорожных условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает. При эксплуатации автомобиля возникает необходимость изменять не только скорость движения и величину подводимого к колесам момента, но также маневрировать, останавливаться, двигаться задним ходом.
Выполнение всех этих действий становится возможным благодаря тому, что развиваемый двигателем крутящий момент подводится к ведущим колесам через механизмы, составляющие трансмиссию автомобиля.

Типы трансмиссий

Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Задний привод

Устройство системы заднего привода

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• карданную передачу,
• главную передачу,
• дифференциал,
• полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями – межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Передний привод

Устройство системы переднего привода

В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• главную передачу,
• дифференциал,
• валы привода передних колес.

Полный привод

Устройство системы полного привода

Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.

a. Полный привод, подключаемый водителем. В такой схеме трансмиссии обязательно есть раздаточная коробка, при этом на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между передней и задней осями (мостами).

б. Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) – передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.

в. Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.

Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги – на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.

http://starimpex.ru/raznoe/shema-transmissii.html

Назначение и типы трансмиссии автомобиля