НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТРАНСМИССИЙ

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче происходит изменение крутящего момента и распределение между ведущими колесами. Крутящий момент определяется ее передаточным числом, равным отношению частот вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес. Потери энер­гии в трансмиссии при этом не учитывают.

Сила тяги P_т, т. е. сила, обеспечивающая движение автомобиля в результате взаимодействия колес с дорогой, определяется отношением величины крутящего момента к радиусу колес P_т. Является суммой нескольких сил: силы сопротивления качению колес, силы сопротивления воздуха, силы сопротивления подъему и силы сопротивления разгону. Сумма сил сопротивления движению может меняться в широких пределах в зависимости от условий движения, соответственно будет изменяться сила тяги на ведущих колесах, т.е. будет меняться крутящий момент в трансмиссии.

Сила тяги ограничивается сцеплением ведущих колес с дорогой. Максимальная сила тяги равна произведению коэффициента сцепления колеса с дорогой на сцепной вес, т.е. на часть веса автомобиля, приходящуюся на ведущие колеса. Для движения по дорогам с твердым покрытием достаточно двух ведущих колес, при движении по бездорожью необходим привод по всем колесам.

По характеру связи ме­жду двигателем и ведущими колесами трансмиссии разделяют на механические, ги­дрообъемные, электрические и комбини­рованные (гидромеханические, электро­механические). Наибольшее распространение получили меха­нические трансмиссии, которые могут быть выполнены по различным схемам в зависимости от назначения автомоби­ля, расположения на нем двигателя и ведущих колес. Для оценки трансмис­сии автомобиля применяют колесную формулу, где первая цифра означает число колес машины, а вторая – число ведущих колес.

Механические трансмиссии.Для авто­мобилей с колесной формулой 4 x 2 наиболее часто используется схема с передним размещением двигателя, за­дними ведущими колесами и с цен­тральным относительно продольной оси расположением основных частей трансмиссии (МАЗ-5335, ГАЗ-53А, ГАЗ-3110 «Волга», ГАЗ-24, ВАЗ-2101-2107 «Жигули» и др.). Крутящий момент от двигателя 1 (рис.10.1,а) через сцепление 2 передает­ся к коробке передач 3. В коробке передач крутящий момент изменяется в соответствии с включен­ной передачей (см.рис.10.1,б).

В­ыбор передачи зависит от усло­вий движения. Сцепление и коробка передач, как правило, конструктивно объеди­нены в один блок с двигателем и образуют силовой агрегат. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 (см.рис.10.1,а) передается к глав­ной передаче 6, в которой он увеличи­вается и далее через дифференциал 7 и полуоси 8 подводится к ведущим ко­лесам. Дифференциал распределяет мо­мент между правым и левым колесами (моменты М_п и М_л). Ведущий мост 5 включает главную передачу, дифференциал и полуоси, размещенные в общем картере.

 

Рис.10.1. Трансмиссия автомобиля 4 х 2:

а – схема трансмиссии;

б – эпюра моментов; I – III – передачи

 

Существует и другая схема механической трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4x2. Двигатель, сцепление и коробка передач располагаются непосредственно у ведущего моста: задние ведущие колеса и двигатель сзади, как у автомобиля ЗАЗ-968М (рис.10.2,а), или передние ведущие колеса и двигатель впереди, как у автомобилей ВАЗ-2108, 2109, 2110 и др. (см.рис.10.2,б). Привод ведущих колес осуществляется не полуосями, а карданными передачами. В приводе к ведущим управляемым колесам устанавливают карданные шарниры 6 равных угловых скоростей. Такая схема трансмиссии исключает карданную передачу между коробкой передач и ведущим мостом.

Рис.10.2. Схема механической трансмиссии автомобиля 4 x 2;

(обозначение позиций 1 – 5 см. на рис.10.1)

 

Рассмотрим механическую трансмиссию автомобиля 4x4 (рис.10.3). В нее дополнительно входят раз­даточная коробка 7, от которой крутя­щий момент подводится как к передне­му, так и к заднему ведущим мостам отдельными карданными передачами 4. Передний ведущий мост состоит из главной передачи, дифференциала, полуосей в приводе колес и карданных шар­ниров 6, которые обеспечивают возмож­ность подведения крутящего момента к передним ведущим управляемым ко­лесам. В раздаточных коробках может быть установлен межосевой дифферен­циал 8 (см.рис.10.3,в) для распределения кру­тящего момента между ведущими моста­ми в определенной пропорции.

Крутящий момент к промежуточному и заднему ведущим мостам в механических трансмиссиях трехосных автомобилей может подводиться одним об­щим валом (см.рис.10.3,б) или раздельно двумя валами (см.рис.10.3,в).

В первом слу­чае главная передача промежуточного моста имеет проходной ведущий вал. Трехосные ав­томобили со всеми ведущими колеса­ми в раздаточных коробках имеют устройство для вы­ключения привода переднего моста (ЗИЛ-131) или межосевой дифференциал (Урал-375), распреде­ляющий крутящий момент в определен­ной пропорции между передним и дву­мя другими ведущими мостами.

При раздельном приводе промежуточного и заднего мостов в раздаточной коробке предусмотрен межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент ме­жду этими двумя мостами. В трансмис­сиях некоторых трехосных автомоби­лей, выполненных по схеме рис.10.3,б, межосевой дифференциал иногда уста­новлен в картере промежуточного мо­ста (КамАЗ-5320).

У автомобилей с колесной формулой 8 x 8 при необходимости увеличения базы (расстояния между крайними осями) применяют обычно потележечное расположение ведущих мостов. При такой конструкции первый мост сближается со вторым и третий с четвертым.

Рис.10.3. Схемы трансмиссий:

а – механической автомобиля 4x4; б – механической автомобиля 6x4; в – механической автомобиля 6x6; г – гидрообъемной и электрической автомобиля 4x2; д, ж – механической автомобиля 8х8; (обозначение позиций 1 – 5 см. на рис.10.1)

Управляемыми являются колеса двух передних мостов. Они имеют три разда­точные коробки с дифференциалами: одна межтележечная и две межосевые, соединенные карданными передачами. В этом случае на автомобиле иногда применяют два двигателя (см.рис.10.3,д), это требует два сцепления и две коробки передач. Межосевые раздаточные коробки целесообразно ставить не между мостами тележек, а между первым - третьим и вторым - четвертым мостами, как показано на рис.10.3,д. При этом движение возможно при одном работающем двигателе.

У автомобиля БАЗ-135Л применена оригинальная схема трансмиссии (см.рис.10.3,ж) - бортовая, а не мостовая, как у всех описанных выше автомоби­лей с механической трансмиссией. При мостовой схеме крутящий момент под­водится к каждому ведущему мосту, а затем распределяется между левым и правым ведущими колесами данного моста. При бортовой схеме крутящий момент сначала подводится к каждому борту (через межбортовую раздаточную коробку), а затем распределяется между колесами данного борта. Межбортовая раздаточная ко­робка не нужна при двух дви­гателях, но нужны две бор­товые раздаточные коробки, через ко­торые от правого двигателя крутящий момент подводится к колесам правого борта, а от левого двигателя - к коле­сам левого борта.

В трансмиссии БАЗ-135Л нет ни одного дифференциа­ла, главная передача находится у каждого ведущего колеса и со­стоит из колесного редуктора 11 и бортовой передачи 12. Колеса первой и четвертой осей выполнены управляемыми, по­этому колеса средних осей сближены, а крайних - разнесены.

В последнее время все большее распространение получает комбинированная трансмиссия, которая включает гидротрансформатор и механиче­скую коробку передач. Гидротрансфор­матор устанавливают вместо сцепления (см.рис.10.1,а). Крутящий момент от гидротрансформатора передается к ме­ханической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов (ЗИЛ-114, БелАЗ-540, автобусы ЛиАЗ-677 и др.).

Гидрообъемные и электрические транс­миссииимеют одинаковые структурные схемы. Однако в гидрообъемной трансмиссии насос 9 (см.рис.10.3,г), приводимый от двигателя внутреннего сго­рания, соединен трубопроводами с ги­дромоторами 10, валы которых соеди­нены с ведущими колесами автомобиля. Крутящий момент на валу гидромо­тора создается за счет гидростатического напора жидкости.

В электрических трансмиссиях двигателем внутреннего сгорания при­водится в работу генератор 9, ток от которого поступает к элек­тродвигателям 10. Ведущие колеса с ги­дромоторами или электродвигателями, устанавливаемыми в них, называют ги­дромотор-колесами или электромотор-колесами. Зубчатые понижающие передачи – ко­лесные редукторы – используют в ведущих колесах при применении быстро­ходных гидромоторов и электродвига­телей.