7. Агрегаты трансмиссии. Назначение сцепления, конструкция.

Автомобиль
состоит из двигателя, трансмиссии,
ходовой части, механизмов управления,
электрооборудования, кузова для перевозки
пассажиров или грузов и кабины (у
грузовых).

Трансмиссия,
устройство для передачи механической
энергии от двигателя к исполнительным
органам машины.

Трансмиссия
(силовая
передача) передаёт вращающий момент от
двигателя к движителю автомобиля
(колёсам, гусеницам).

Трансмиссия может
быть:
механической, электромеханической
(генератор и электродвигатели),
гидромеханической (гидротрансформатор
и механическая коробка передач) и
гидрообъёмной (гидронасос с гидромоторами).

Наиболее
распространена механическая трансмиссия,
которая обычно состоит из сцепления
— муфты, дающей возможность кратковременно
разъединить и плавно соединить двигатель
и последующие механизмы трансмиссии;
коробки
передач—
шестерённого ступенчатого редуктора,
позволяющего изменять в широких пределах
вращающий момент на ведущих колёсах
(тяговую силу) и осуществлять задний
ход; карданной
передачи —
валов с шарнирами, передающих вращающий
момент от коробки передач к главной
передаче при изменяющихся углах между
их валами; главной
передачи —
шестерённого редуктора, постоянно
повышающего вращающий момент, передаваемый
от коробки передач к ведущим колёсам;
дифференциала
— механизма, распределяющего вращающий
момент от главной передачи между ведущими
колёсами, благодаря чему они вращаются
на поворотах и неровностях дороги с
разными угловыми скоростями; полуосей,
передающих вращающий момент на ведущие
колёса. Главные
передачи,
выполняемые ранее в виде пары конических
шестерён с прямыми зубьями (у грузовых
А. в виде двух пар — цилиндрической и
конической), делают со спиральными
зубьями или с гипоидным зацеплением.
При поперечном расположении двигателя
главные передачи выполняются в виде
цилиндрических передач. На некоторых
А. высокой проходимости или большой
грузоподъёмности применяют
разнесённые главные передачи
в виде центрального конического редуктора
и бортовых (колёсных) редукторов (пары
цилиндрических шестерён с наружным или
внутренним зацеплением, планетарного
редуктора). Наиболее
перспективны бесступенчатые передачи,
которые значительно облегчают управление,
улучшают комфортабельность езды и
проходимость авто. Эти передачи часто
называют автоматическими трансмиссиями,
поскольку в них передаточное число
изменяется автоматически с помощью
аппаратуры автоматического управления
коробкой передач или совместного
действия трансформатора момента и
аппаратуры автоматического управления.
Гидромеханическую передачу чаще всего
применяют для легковых авто высокого
класса и больших городских автобусов,
электромеханические — для особо тяжёлых
грузовых авто.

Сцепление,
сцепная муфта, механизм транспортных
машин для передачи крутящего момента
от двигателя внутреннего сгорания к
коробке передач. Сцепление обеспечивает
кратковременное разъединение вала
двигателя и вала трансмиссии, безударное
переключение передач и плавное трогание
машины с места. В зависимости от числа
ведомых дисков различают одно-, двух- и
многодисковые сцепления. Устанавливаемые
в автомобилях сцепления обычно
представляют собой одно- или двухдисковую
муфту, диски которой сжаты пружинами.
Для обеспечения мягкости включения
сцепления и уменьшения крутильных
колебаний трансмиссии между фрикционными
накладками дисков часто устанавливают
плоские пружины, а крепление дисков к
их ступицам производят через упругую
муфту с витыми пружинами. Выключение
сцепления осуществляется педалью через
рычажную или гидравлическую передачу,
а в тяжёлых машинах с помощью сервопривода.
Выключение может быть автоматическим
при переключении передач. В качестве
сцепления используют также многодисковые
масляные муфты (в мотоциклах), нормально
разомкнутые (в тракторах), гидродинамические
или гидродинамические в сочетании с
фрикционными (в автомобилях), а иногда
электромагнитные муфты с ферромагнитной
смесью (обычно в автомобилях для
инвалидов).

Требования
к сцеплениям Спо­собность
к передаче крутящего момента характер-ся
понятием величины коэффициента запаса
сцепления «B»,
где М_сц
—
максимальный момент, который может
передать сцепление, М_тах—
максимальный
крутящий момент двигателя {см.
рис. 1.1).Требования:
(1).
Плавность
включения. (2).
Чистота
выключения.
(3).
Надежная
передача крутящего момента при любых
условиях эксплуатации. коэффициента
запаса сцепления составляют 1,4— 1,7 для
легковых и 1,5—2,0 для грузовых автомобилей,
увеличиваясь до 2,3 на тяжелых тягачах.
(4).
Минимальная
величина момента инерции ведомых частей.
(5).
Удобство
управления. 150
Н усилия для автомо­билей, имеющих
усилители привода сцепления, и 250 Н без
усилителей. Ход педали обычно не более
160 мм. Конструкция
фрикционных сцеплений

В этой
конструкции ведущими элементами являются
маховик дви­гателя 1
и
нажимной диск 4.
Нажимной
диск установлен в кожухе сцепления 2,
причем
в окружном направлении они жестко
связаны, а в осевом имеется возможность
относительного перемещения. Ко­жух
прикреплен к маховику болтами. Ведомый
диск 3
установлен
на шлицах выходного вала 12
свободно
в осевом направлении. Выходной вал
сцепления подавляющего большинства
автомобилей, имеющих объединенный
силовой агрегат в составе двигателя,
сцеп­ления и коробки передач,
одновременно является входным (пер­вичным)
валом коробки передач. Расположенные
между кожухом и нажимным диском сжатые
при сборке пружины 6
прижимают
нажимной, а через него и ведомый диск к
маховику, поддерживая сцепление во
включенном состоянии. При буксовании
сцепления выделяется тепло, что может
вызвать отпуск (потерю упругости) пружин,
поэтому под ними устанавливают шайбы
5 из теплоизолирующего материала. По
тем же соображениям нажимной диск делают
более массивным, чем это следовало бы,
исходя только из соображений его
прочности и жесткости. Представленная
конструкция снабжена простейшим
механиче­ским приводом. Для выключения
сцепления водитель нажимает на педаль
10,
которая
через тягу 13
воздействует
на рычаг 75, толкающий вперед муфту 8,
несущую
подшипник выключения сцепления 7.
Подшипник воздействует на внутренние
концы рычагов выключения 17
(их
обычно 3—4), которые, поворачиваясь
вокруг опор 16,
от­тягивают
нажимной диск, дополнительно сжимая
пружины. Ведо­мый диск принудительно
от маховика не отводится, а отталкивается
от него за счет вибраций и торцевого
биения деталей (в пределах допустимой
погрешности изготовления). Некоторый
крутящий мо­мент выключенным сцеплением
все-таки передается, но он очень мал.

В
процессе работы ведомый диск, изнашиваясь,
становится тонь­ше, а нажимной
приближается к маховику. Для поддержания
зазора «а» в нужных пределах применено
регу­лировочное устройство 14.
Муфта
8,
на
которой закреплен подшипник выключения
сцеп­ления, скользит по трубчатой
направляющей 11,
устанавливаемой
на картере сцепления или коробки передач.
Рычаг 15,
раздваиваясь,
охватывает муфту с двух сторон, из-за
чего называется вилкой. Иногда трубчатая
направляющая 11
отсутствует,
и муфта подвеши­вается к вилке 75. В
ряде конструкций вилку выполняют в виде
вала, опирающегося на картер сцепления
и имеющего посередине два пера. Для
гарантированного отведения подшипника
от рычагов применяют небольшую пружину
9.
Подшипники
выключения сцепления почти всегда
шариковые упорные или радиально-упорные.
На легких автомобилях иногда применяют
подшипники скольжения (низкая цена).

Трансмиссия автомобиля: виды, неисправности

Что такое трансмиссия? Какое ее назначение, устройство? Чем отличаются разные виды трансмиссий: механическая, гидравлическая, гидростатическая, электромеханическая. Какие поломки трансмиссии встречаются чаще всего?

Трансмиссия автомобиля – это целый комплекс механизмов, который обеспечивает функционирование всех его движущих механизмов, передаёт им энергию ДВС. Дословно слово «transmission» с английского языка на русский можно перевести следующим образом: «перенос», «передача», «перевод». Фактически даже простая цепная передача на велосипеде – это уже трансмиссия. Но применительно к велосипедам слово «трансмиссия» не прижилось. Принято говорить именно «передача». А вот в сфере машиностроения, транспортных технологий понятие «трансмиссия» применяется и к механизмам, соединяющим ДВС с движущимися элементами, и к системам, которые обеспечивают функционирование таких механизмов.

Хотя, если речь уже зашла о велосипеде, то на его примере легче всего наглядно объяснить суть трансмиссии как-таковой. Чтобы передвигаться быстро на велосипеде, нужна высокая частота вращения заднего ведущего колеса. Цепная передача идеально позволяет решить эту задачу, не прибегая к изменению диаметра колеса. Правда, если мы рассматриваем устройство автомобилей, то уже появляется двигатель, и конструкция усложняется, как и спектр её «обязанностей». Например, во время движения авто ДВС постоянно нужно затрачивать энергию на преодоление всевозможных сопротивлений, в том числе преодоление инерции самого автомобиля.
 
От качества механизмов трансмиссии (МТ) зависит расход топлива, безопасность и комфорт водителя, пассажиров транспортного средства, эффективность выполнения тех или иных задач. Например, МТ погрузчика обеспечивают оператору комфортное взаимодействие с погрузчиком, беспрепятственно подъезжать к стеллажам и аккуратно разгружать его. От МТ комбайна зависит отлаженность передачи действий от ДВС механизмам жатвенной части. От МТ карьерного самосвала зависит то, сможет ли он обеспечить эффективный старт после полной загрузки кузова или движение в гору с высокой скоростью.

Назначение и схемы трансмиссий

Прямое назначение трансмиссии автомобиля — пошагово регулировать крутящий момент от маховика и распределять его по ведущим колёсам.

МТ позволяют согласовать работу ДВС с сопротивлением движению транспортного средства, расширяя тяговое усилие на ведущих колесах, диапазон изменения оборотов.

Схема трансмиссии автомобиля зависит от того – переднеприводный или заднеприводный автомобиль перед нами.

У транспортного средства с приводом на задние ведущие колеса в составе трансмиссии чаще всего можно встретить сцепление, коробку передач, карданный механизм, задний ведущий мост в сборе. Такой вариант очень популярен у коммерческого транспорта (включая, грузовики, автобусы).

У транспорта с приводом на передние колеса (самый распространённый вариант у легковых авто) в состав трансмиссии чаще всего входят: сцепление, трансэксл, карданный привод на передние ведущие колеса и шарниры равных угловых скоростей. 

Уточнение «чаще всего» при описании конструкции сделано по той причине, что некоторые элементы могут «перекочёвывать». Например, трансэксл можно встретить в конструкции некоторых автомобилей и с задним приводом. К такому конструктивному решению не раз прибегали при производстве некоторых моделей Chevrolet, Nissan Alfa Romeo. Особенно решение популярно у спорткаров с независимой подвеской. Трансэксл может соединяться с ДВС при помощи различных валов (карданного, с резиновыми муфтами).

В трансмиссионную схему всех полноприводных авто с ручным управлением и ряда транспортных средств с дополнительным оборудованием (например, коммунальной техникой) также входит раздаточная коробка. 

Отдельно стоит обратить внимание на гидромеханические схемы. У них нет сцепления, но каждая ступень КПП оснащается автономным элементом переключения.

Что входит в трансмиссию автомобиля?

Узлы трансмиссии автомобиля:

• Сцепление, муфта сцепления или фрикцион (последний вариант часто встречается на сельскохозяйственной технике, например, тракторах). Разъединяет двигатель от трансмиссии и плавно соединяет их при переключении передач, при старте движения. Основа большинства сцеплений — фрикционный диск или диски, прижатых к маховику или сжатых друг с другом. Управлять сцеплением можно механическим способом (педалью), посредством гидро-, электропривода.
• Коробка передач (КПП). Главная функция любой КПП — изменение отношения между угловыми скоростями, крутящими моментами валов, угловыми и линейным перемещениями (то есть изменение передаточного отношения). Агрегат позволяет изменить крутящий момент, скорость и направление движения транспортного средства, а также разъединить двигатель с трансмиссией. Устройство агрегата зависит от типа КПП. 
• Трансэксл — ведущий мост в блоке с коробкой передач. 
• Кардан — механизм, передающий крутящий момент между валами у переднеприводных авто и от коробки к задним колесам на заднеприводных.
• Картер. Кожух, в котором располагаются главная передача, полуоси для крепления ступиц ведущих колец и дифференциал.
• Главная передача. Увеличивает крутящий момент и передаёт его на полуоси ведущих колес, адаптирует мощь двигателя под эксплуатационные условия.

• Дифференциал. Распределяет крутящий момент между приводными валами и обеспечивает возможность колёс вращаться с разными угловыми скоростями. От дифференциала зависит безопасность езды при поворотах на сухой гладкой дороге. Дифференциал может быть исполнен в виде муфты (вязкостной или фрикционной) или червячных полуосевых шестерен (дифференциал Торсен) с автоматической самоблокировкой механизма в момент разности крутящих моментов на приводном вале и корпусе.
• Полуоси. Передают крутящий момент от зубчатого колеса дифференциала непосредственно на колесо (через ступицу).

• Шарниры угловых скоростей. Передают крутящий момент, идущий от дифференциала к ведущим колесам. ШРУСы в отличие от передачи способны беспрепятственно работать с существенными углами поворота (до 70 градусов).

• Раздаточная коробка («раздатка»).  Устройство, направленное на распределение усилия двигателя по ведущим колесам. Раздаточная коробка помогает нарастить крутящий момент при езде по плохим дорогам, бездорожью, распределить крутящий момент между приводными осями транспортного средства.

Для повышения функциональности, эргономичности, конкурентоспособности устройство трансмиссии автомобиля постоянно совершенствуют. Рассмотрим популярные полноприводные МТ 4Matic, xDrive, 4Motion, Quattro.

Особенности популярных трансмиссий 4Matic, xDrive, 4Motion, Quattro

• Системы полного привода 4Matic (установлены на многочисленные легковые модели Mercedes-Benz) с постоянным полным приводом включают межколесный и межосевой дифференциалы свободного типа, позволяющих разделить крутящий момент ДВС на две оси. Каждая из осей благодаря свободным дифференциалам может беспрепятственно вращаться с различной скоростью. Кроме того, у 4Matic предусмотрен контроль за движением посредством системы курсовой устойчивости (предусмотрен контроль тягового усилия, антиблокировочная система тормозов и антипробуксовочный механизм).
• Полноприводные трансмиссии xDrive (разработка BMW) отличаются наличием фрикционной многодисковой муфты. Она выполняет роль дифференциала. Также одна из главных особенностей решения состоит в том, что системой обеспечена возможность перераспределения межосевого крутящего момента в максимально широком диапазоне (0 до 100%).
• Система Quattro (Audi). Отличительная особенность – МТ и ДВС расположены продольно. У большинства трансмиссий Quattro присутствует свободный дифференциал с электронной блокировкой. Благодаря ней автоматически отпадает проблема пробуксовки ведущих колёс при разгоне на скользком дорожном полотне.
• 4 Motion (популярный МТ Volkswagen). Особенность схемы — крутящий момент ДВС распределяется по осям в зависимости от ситуации на дороге. 

У большинства трансмиссий Quattro и 4Motion присутствует свободный дифференциал с электронной блокировкой. Благодаря ней автоматически отпадает проблема пробуксовки ведущих колёс при разгоне на скользком дорожном полотне.

Классификация 

Трансмиссии принято классифицировать в зависимости от способа передачи энергии (типа преобразователя крутящего момента, привода транспортного средства использованной коробки передач.

В зависимости от способа передачи энергии выделяются следующие виды трансмиссии автомобиля:

• Механическая. Энергия передаётся посредством механического трения в сцеплении, взаимодействия шарниров, зубчатых колёс.
• Гидромеханическая. Крутящий момент возникает за счёт механического трения и работы гидравлики. ТМ здесь работают благодаря гидромуфте, гидротрансформатору.
• Гидравлическая. Вращение обязано нагнетания масла к гидротурбине под высоким давлением. То есть передача энергии осуществляется посредством жидкости.

В зависимости от привода выделяют переднеприводную, заднеприводную и полноприводную трансмиссию. О том, как они отличаются, можно судить, исходя из особенностей схемы устройств, приведённых в начале нашего материала.

В зависимости от коробки передач трансмиссия бывает: 

1. Механическая.
2.  Автоматическая. 
3. Роботизированная.
4. Вариативная (бесступенчатая) – с вариатором.

Подробнее о трансмиссиях с разными типами коробок передач читайте в нашем материале «Коробка передач».

Механическая трансмиссия

Передача мощности производится за счёт механических передач вращательного движения.

Плюсы:

• Низкая стоимость.
• Высокий КПД.
• Малые габариты.

Механические системы обладают наивысшим КПД среди прочих, наименьшей массой, наиболее просты в производстве.

Важно! Не нужно путать механический способ передачи энергии и механическую коробку передач. Да, чаще всего решения с механической коробкой – это именно решения с механической передачей энергией. И именно её все и называют механическая трансмиссия автомобиля. Но это не аксиома. Среди гусеничной техники есть решения, где энергия передаётся через мехпередачи, при этом коробки стоят отнюдь не механические.

Гидромеханическая трансмиссия

Для агрегата характерно наличие гидромеханической коробки передач (в конструкции объединены механический редуктор + гидродинамический преобразователь крутящего момента). Наибольшая эффективность от системы наблюдается при наличии в ней автоматического управления.

Гидротрансформатор с колёсами с криволинейными лопатками, являющийся обязательным элементом такого агрегата, автоматически изменяет крутящий момент, передаваемый от двигателя.

Процесс передачи крутящегося момента подчиняется изменениям нагрузки на выходном валу КП.

• Муфта свободного хода запускает процесс вращения колеса реактора только в одном направлении. Оно совпадает с траекторией вращения насосного колеса.
• Рабочая зона под давлением заполняется маслом. 
• Насосное колесо вращается.
• Лопатки насосного захватывают масло.
• Под влиянием центробежной силы масло оказывается на турбинном колесе.
• Масло поступает в реакторе.
• Направление потока жидкости изменяется.
• Масло снова поступает в насосное колесо.

Таким образом, на лицо – замкнутая циркуляция масла.

Плюсы и минусы гидромеханических решений

Гидромеханические решения ценят за широкий диапазон регулирования передаточных чисел, возможность обеспечить бесступенчатое изменение параметров потока энергии, реверсирование, быстрое реагирование на изменение условий эксплуатации, ситуацию на дороге. Предоставляется возможность автоматизировать процесс переключения скоростей, установить полный контроль за фильтрацией крутильных колебаний.

Гидромеханические МТ очень популярны у сельскохозяйственных, коммунальных машин, автопоездов большой проходимости. Решение отлично подходит для передачи мощностного потока от ДВС на привод ведущих мостов.
Распространена установка таких агрегатов и на карьерные самосвалы. Удаётся исключить динамические нагрузки на валы, превышение трения дисков.

Самые популярные и эффективные – гидромеханические автоматические трансмиссии.

Правда, при множестве достоинств, есть у них и недостатки:

• Отношение крутящего момента на ведомом звене по отношению к крутящему моменту на ведущем звене (то есть коэффициент трансформации) достаточно низок (не превышает 3).
• Есть сложности с нарастанием тормозного усилия (эта проблема остро чувствуется при вхождении в режим торможения ДВС.
• Высокая материалоемкость.

Гидравлическая трансмиссия

Вместо сухого трения механических МТ задействован гидротрансформатор. Для передачи крутящего момента применяются планетарные ряды, помогающие создать идеальные условия для реализации широкого спектра передаточных отношений. В том числе, такие решения не боятся сильной вибронагруженности.

Огромные преимущества решения:

• При переключениях передач не происходит разрыва потока мощности.
• Решение отлично обеспечивает передачу крутящегося момента.
• Для плавной работы с передачами не нужно прикладывать ударные усилия.

Но чтобы получить отдачу от агрегата с гидротрансформатором, приходится заботиться о монтаже 
своей гидромуфты для каждой передачи.

Гидростатическая трансмиссия

ГСТ передаёт энергию вращения от ДВС к колесу или шнеку через насос с помощью направления рабочей жидкости к гидромотору. 

Решение чаще всего монтируется на транспорте, если важно обеспечить большое передаточное число. Главные объекты, где устанавливаются МТ такого типа – зерноуборочные комбайны, дорожно-строительные машины, бульдозеры.

ГСТ не препятствует пробуксовке машин на вязких грунтах, а при движении вперед-назад легко обеспечить прямолинейность движения. Даже если отвал бульдозера максимально отпущен, то при медленном продвижении вперёд транспортное средство не глохнет. При работе на бульдозере это особенно ценно.

    
   
ГСТ не отличается высоким уровнем КПД, но ДВС у таких ТМ работает более экономично, если сравнивать с механической трансмиссией.

Электромеханическая трансмиссия

Электромеханическая трансмиссия – это решение с тяговым генератором, тяговым мотором (или несколькими моторами).

Объекты установки:

• cамосвалы большой грузоподъёмности,
• автобусы большой вместимости,
• транспорт высокой проходимости (вездеходы, уборочно-транспортные машины),
• гусеничные трактора,
• многозвеньевые поезда высокой проходимости,
• карьерные самосвалы

Главная особенность – энергия передаётся на генератор и при необходимости может использоваться повторно. Торможение происходит с возвратом энергии. Если монтирована аккумуляторная система, можно производить замедленное движение с отключенным ДВС. В электроэнергию может преобразовываться вся мощь ДВС.

Среди недостатков – внушительные габариты, высокая себестоимость, КПД ниже, нежели у механических систем.

Наиболее частые поломки трансмиссии

• Сильный шум при включении сцепления – «симптом» износа пружин (вилки, демпфера) или возникновение зазора в шлицевом соединении. Чаще всего решение проблемы – замена ведомого диска или пружин, но иногда достаточно просто основательней закрепить пружину вилки.
• Увеличение шума при выключении сцепления – сигнал о износе, повреждении подшипников вала КПП. Как правило, проблема решается заменой подшипника.
• «Смазанное» включение передач. Возникает как ответная реакция на износ многих деталей. Важна детальная диагностика и замена одной или нескольких деталей – пружин фиксаторов, шариков, «сухарей», шестерни, муфты, рычага выбора передач, блокирующих колец синхронизаторов.
• Из коробки передачи течёт масло. Чаще всего проблема – в износе сальников или уплотнительных прокладок, и они нуждаются в замене. Но проблема может быть и в ослаблении крепления картера или его крышек. В этом случае требуется регулировка крепежа (гаек).
• КПП издаёт гул, шум. Такое нередко бывает при недостатке уровня масла в коробке. И здесь важно понять причину утечки масла, устранить ее, а затем восстановить уровень масла до требуемых норм. Кроме того, проблема может быть связана с износом синхронизаторов, подшипников, шестерен. В этом случае требуется их замена.
• При подъёме транспортного средства в гору начинается пробуксовка. Переключение на пониженную передачу начинается раньше времени. Здесь, как и в предыдущем случае, причина чаще всего – падение уровня масла. Но нельзя исключать и одновременный износ манжет поршня и дисков муфты. Это может быть прямым стимулом к их замене.
• Cтук на холостом ходу ДВС. Это свидетельство окончания времени эксплуатации дисков фрикционных муфт. Решить проблему можно только их заменой.

Интерактивное обучение! На базе LCMS ELECTUDE доступен специальный обучающий курс-тренинг и тестовая система проверки знаний «Трансмиссия автомобиля». 

29 учебных модулей – это отличные возможности для того, чтобы изучить устройство, принцип работы разных трансмиссий. Огромное внимание уделяется устройству и сервисному обслуживанию.

Видеообзор интерактивного тренинга «Трансмиссия»

Дополнительную информацию вы всегда можете уточнить в LCMS ELECTUDE. Это не только обширная база знаний для тех, кто постигает транспортные технологии, но и площадка, которая позволяет прокачать навыки посредством симулятора, оценить знания с помощью системы тестов. Платформа отлично подходит для обучения  автодиагностов и автомехаников.

Все, что вам нужно знать о системе трансмиссии

Система трансмиссии более конкретно относится к коробке передач, фактически, 5-ступенчатая коробка передач относится просто к коробке передач, в которой используются шестерни и зубчатые передачи. Они используются для обеспечения преобразования скорости и крутящего момента от вращающегося источника энергии к другому устройству.

Система трансмиссии играет важную роль в автомобильном двигателе, поскольку она адаптирует выходную мощность двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам. Это помогает двигателю работать на высокой относительной скорости из-за того, что он не подходит для запуска и остановки, а также для более медленного движения. С крутящим моментом он снижает более высокую скорость двигателя до более низкой скорости вращения колеса.

Сегодня мы рассмотрим определение, компоненты, принцип работы, функции, типы, компоновку, применение, а также преимущества и недостатки системы передачи.

Содержимое

Что такое система передачи?

Механизм, который передает мощность, создаваемую автомобильным двигателем, на ведущие колеса, называется СИСТЕМОЙ ПЕРЕДАЧИ (или СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ). В некоторых регионах термин «система трансмиссии» относится ко всей трансмиссии, такой как сцепление, коробка передач, карданный вал, дифференциал и валы главной передачи. Помимо транспортного средства, он используется в других приложениях для обеспечения преобразования скорости и крутящего момента от вращающегося источника энергии к другому устройству.

Прочтите: Знакомство с автомобильным двигателем

Области применения:

Автомобили играют важную роль в системе трансмиссии, а также в некоторых стационарных устройствах, таких как ветряные турбины. Трансмиссии также используются в сельскохозяйственной, промышленной, горнодобывающей автомобильной технике и т. Д. В некоторых трансмиссиях, оснащенных шестернями, широко используются гидростатический привод и электрический привод с регулируемой скоростью.

Функции:

Ниже перечислены функции трансмиссии и коробки передач автомобильного двигателя:

• Обеспечить безударное и плавное соединение и разъединение двигателя с остальной силовой передачей.
• Обеспечивает переменный рычаг между двигателем и ведущими колесами.
• Предусмотрены средства для передачи мощности в противоположном направлении.
• Обеспечивает передачу энергии под разными углами и различной длины.
• Включить снижение скорости между двигателем и ведущими колесами в соотношении 5:1.
• Также разрешено перенаправление потока мощности под прямым углом.
• Предусмотреть средства для привода ведущих колес с различной скоростью, когда это необходимо.
• Эффективно выдерживать влияние реакции крутящего момента, тягового усилия и тормозного усилия.

Компоненты системы трансмиссии:

Как работает механическая коробка передач

Пожалуйста, включите JavaScript 0014

• Сцепление
• Коробка передач
• Карданный вал
• Карданные шарниры
• Основная ось
• Колесо
• Шины

Есть несколько важных терминов, которые вы должны понимать в отношении частей коробки передач:

9 0002 Планетарные передачи: Планетарные передачи зубчатые колеса, которые помогают поддерживать правильное соотношение оборотов и соединяются с входным валом. Он содержит центральную или солнечную шестерню и две или меньшие планетарные шестерни, которые облегчают зацепление шестерен. Они удерживаются наружным кольцом.

Передаточное отношение: Передаточное число — это скорость вращения входной и выходной шестерни, изменяющая желаемую выходную мощность колеса.

Сцепление: сцепление, также известное как преобразователь крутящего момента, представляет собой механизм, который помогает подключать и отключать двигатель автомобиля от системы трансмиссии.

Рычаг переключения: это то, что водитель использует для управления и переключения передач трансмиссии автомобиля.

H-образная форма: эта часть трансмиссии представляет собой расположение шестерен, которое обычно обозначено на рукоятке рычага переключения передач.

Типы системы трансмиссии:

Ниже описаны различные типы системы трансмиссии:

• Система механической коробки передач (МТ)
• Система автоматической коробки передач (АТ)
• Автоматизированная система механической коробки передач (АМ) 9 0028
• Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

Читать статью полностью

Механическая коробка передач:

В системе механической коробки передач все передачи выбираются вручную с помощью подвижного селектора передач и сцепления, управляемого водителем. Эту трансмиссию также называют «рычажным переключением» или «стандартной» трансмиссией.

Автоматическая коробка передач:

В автоматических коробках передач используется планетарная передача, преобразователь крутящего момента и муфты или ленты для трансмиссии. Они используются для автоматического переключения передних передач автомобиля. Водителям разрешено ограниченное ручное управление транспортным средством, кроме режима прямого, нейтрального или заднего хода. Эти элементы управления включают повышение и понижение передачи, когда они активируются кнопками или лепестками на рулевом колесе или в секторе передач. Эти трансмиссии называются «переключаемый автомат», «Tiptronic» и «AutoStick».

Автоматизированная механическая коробка передач:

Автоматизированная механическая коробка передач аналогична механической коробке передач, в которой также используется механическое сцепление. Но в автоматизированной механической трансмиссии сцепление не контролируется водителем, что исключает педаль сцепления. Сцепление управляется автоматически с помощью электронного, пневматического или гидравлического управления. Эта система трансмиссии также известна как «Коробка передач с прямым переключением DSG» или «Последовательная механическая коробка передач SMG». Он включает в себя все методы включения, такие как автоматическое переключение передач вперед или ручное переключение с помощью селектора передач и кнопки или лепестков на рулевом колесе.

Бесступенчатая трансмиссия:

Бесступенчатая трансмиссия имеет переменное передаточное число и использует шкивы, ремни и датчик. Зубчатые колеса исключены, чтобы сохранить устойчивую кривую ускорения без пауз для переключения передач. Они помогают поддерживать двигатель в оптимальном диапазоне мощности и, таким образом, повышают эффективность и расход бензина.

Прочтите: Понимание эффективности, истории и принципов работы дизельного двигателя

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Прочтите: Принцип работы механической и автоматической трансмиссии

Вот и все для этой статьи «Знакомство с автомобильной трансмиссией». Я надеюсь, что знания достигнуты, если это так, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Что такое механическая передача энергии и ее элементы?

Механическая передача мощности – это передача мощности и вращения из одного места в другое с помощью механических элементов.

Содержание данной статьи

Что такое механическая передача энергии?

Механическая передача энергии – это передача энергии от места ее производства к месту ее использования для выполнения работы с использованием простых механизмов, рычажных механизмов и элементов механической передачи энергии.

Механическая передача энергии

Почти все машины имеют какую-либо передачу энергии и движения от входного источника. Обычно это электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания, который обычно обеспечивает крутящий момент за счет комбинации входного вала и муфты.

Зачем нужна механическая передача энергии?

Существует много способов генерировать электроэнергию, но иногда невозможно генерировать электроэнергию там, где она необходима, или в нужной форме, направлении или величине. Следовательно, электрические и механические передачи жизненно важны для любой конструкции инженерного продукта. Эта статья посвящена исключительно механической передаче энергии и ее элементам, за исключением передачи электрической энергии. Механическая передача мощности и ее элементы используются по следующим причинам:

1. Генерируемая мощность или энергия могут быть преобразованы в полезную форму
2. Физические ограничения ограничивают производство электроэнергии в том месте, где она используется, поэтому ее можно передавать от источника к месту, где она необходима
3. Может использоваться для изменение направления и величины, например скорости или крутящего момента
4. Может использоваться для изменения типа энергии, т. е. вращательной на линейную и наоборот

Элементы механической передачи энергии

При проектировании технических изделий, таких как приводы автоматизации, машины и т. д. , силовая передача и ее элементы позволяют согласовать источник питания с условиями его эксплуатации и состоянием рабочих органов.

Преимущества элементов передачи энергии

• Эффективная передача энергии
• Элементы помогают разделить и распределить источник энергии для работы нескольких механизмов, таких как один двигатель, приводящий в движение несколько конвейерных лент.
• Для изменения скорости вращения
• Изменение направления вращения двигателя
• Преобразование вращательного движения в линейное возвратно-поступательное движение

Типы элементов механической передачи

Типы механической передачи

• Валы и муфты
• Силовые винты
• Шестерни и зубчатые передачи
• Тормоза и муфты
• Ремни, канаты и шкивы
• Цепи и звездочки

Валы и муфты

Как обсуждалось ранее, валы и муфты являются неотъемлемой частью силовой передачи для современных машиностроительных изделий, таких как машины. Поскольку валы силовой передачи широко используются почти во всех типах конструкции механического оборудования, конструкция имеет решающее значение для безопасности и длительного срока службы машин.

Валы

Механический вал представляет собой элемент механической передачи мощности, который передает мощность и вращательное движение от одного устройства к другому. Конструкция вала имеет решающее значение для предотвращения любого преждевременного отказа, и проектировщик должен учитывать распространенные виды отказов.

Подкомпоненты, такие как муфты, шестерни, шкивы, звездочки и т. д., устанавливаются на вал для передачи мощности или вращения через центральную часть компонента, называемого ступицей, вместе с удерживающими устройствами, такими как шпонки и шлицы. Соединение должно обеспечивать передачу нагрузки, мощности и вращения без проскальзывания и в пределах требований к точности конструкции.

Конструкция вала

Типы соединений и компонентов, которые необходимо использовать вдоль оси вала, определяются функциональными требованиями продукта и зависят от следующих факторов

• Величина крутящего момента
• Размер вала
• Скорость вращения
• Направление вращения

Муфты

Муфты, также известные как муфты валов, используются для соединения двух концов валов для передачи как углового вращения, так и крутящего момента. Основное конструктивное требование к муфтам и их удерживающим устройствам заключается в том, что номинальный крутящий момент должен передаваться без проскальзывания, преждевременного выхода из строя или, в некоторых случаях, должен выдерживать несоосность.

Жесткие и гибкие муфты

Механические муфты передачи энергии обычно делятся на две большие категории

• Жесткие муфты
• Гибкие муфты

Жесткие муфты просты, легки в конструкции и сравнительно дешевы, хотя требуют точного выравнивания валов, тогда как гибкие муфты могут компенсировать несоосность вала.

Силовые винты

Силовой винт, также известный как ходовой винт (или ходовой винт) и поступательный винт, представляет собой винт, используемый в качестве рычажного элемента передачи мощности в инженерном изделии, таком как машина, для преобразования вращательного движения в линейное движение. Большая площадь скользящего контакта между наружной и внутренней частями винтовой резьбы обеспечивает большое механическое преимущество за счет небольшого угла клина.

Силовой винт

Силовые винты имеют множество применений, таких как линейные ходовые винты, машинные направляющие, тиски, винтовые домкраты, механизмы управления механическим прессом и т. д. Наиболее распространенные устройства настроены таким образом, что силовой винт вращается, а гайка преобразуется в линейное движение вместе с винты. Но он также используется в противоположной ориентации, например, в винтовом домкрате, где гайка вращается, а винт движется линейно, чтобы поднять домкрат.

Они не используются в передачах большой мощности из-за больших потерь энергии на трение на резьбе, но используются в передачах прерывистого действия малой мощности, таких как низкоточные позиционеры.

Шестерни и зубчатые передачи

Зубчатые передачи представляют собой несколько наборов шестерен, передающих мощность. Зубчатая передача представляет собой механическую систему передачи мощности, в которой шестерни установлены на валах так, что зубья сопряженных шестерен входят в зацепление, и каждая из них катится друг по другу на своем диаметре делительной окружности.

Зубчатые колеса и зубчатые передачи

Передаточное число и механическое преимущество сопряженных зубчатых колес определяются отношением диаметра делительной окружности.

Тормоза и муфты

Теоретически тормоза и муфты практически неотличимы, хотя функционально муфты представляют собой муфты, которые используются для включения и выключения передаваемой мощности между двумя соединительными валами, вращающимися с разными скоростями на общей оси. Основная функция муфты – привести оба элемента к общей угловой скорости.

тормоза и муфты

Тормоз работает аналогично, за исключением того, что один из элементов неподвижен, поэтому при срабатывании общая угловая скорость равна нулю.

Хотя тормоза и сцепления известны своим применением в автомобилях, они также широко используются в лебедках, косилках, подъемниках, стиральных машинах, тракторах, мельницах, подъемниках и экскаваторах.

Муфты

Механические муфты можно классифицировать и различать различными способами в зависимости от типа их зацепления, принципа действия, типа приведения в действие и метода работы

Муфта ches

Критические параметры

• Передаваемый крутящий момент
• Сила срабатывания
• Потери энергии
• Повышение температуры

Тормоза

Как и сцепления, существуют механические, гидравлические, пневматические и электрические тормоза.