Устройство механической коробки передач
Устройство механической КПП
Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:
- ведущий или первичный вал;
- ведомый или вторичный вал;
- промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
- шестерни первичного и вторичного валов;
- механизм выбора передач;
- муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
- картер;
- главная передача;
- дифференциал.
При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Схема двухвальной МКПП
Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.
Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.
Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:
- В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
- При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
- Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
- Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
- Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.
Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:
Нейтральное положение
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
5-я передача
Задний ход
Трехвальная КПП: устройство и принцип работы
Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.
Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.
Устройство трехвальной МКПП
Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.
На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.
Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.
Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.
В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.
Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.
Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.
Основные принципы использования автоматической коробки передач
При использовании автоматической трансмиссии во время движения или коротких остановок следует не злоупотреблять режимом N, так как он может создать дополнительную нагрузку на коробку передач (например, диски сцепления будут изнашиваться быстрее), и, кроме того, со временем могут появиться пробелы между движущимися элементами. Использование холостого хода или режима N при движении под уклон может быть рискованным, а иногда и совершенно необоснованным, поскольку такое движение может вызвать перегрев коробки передач.
В такой ситуации двигатель работает на низких оборотах и не обеспечивает достаточного давления масла, которое отвечает за смазку и охлаждение коробки передач. В немного более старых автомобилях не рекомендуется отключать привод, когда коробка передач работает в режиме D, R или в ручном режиме, так как выключение двигателя приводит к падению давления в коробке передач, и, следовательно, к недостаточной смазке рабочих элементов. В более новых моделях электроника может переключиться в режим парковки самостоятельно, если мы забудем это сделать. Кроме того, во время движения вперед невозможно сразу выбрать задний ход: сначала нужно остановить автомобиль, и только тогда можно начать двигаться назад. Внезапное переключение с переднего хода (D) на задний (R) во время движения может привести к серьезной неисправности и повреждению трансмиссии.
Плюсы и минусы
К достоинствам этой трансмиссии можно отнести уменьшенный расход топлива в сравнении с традиционными автоматами. Наличие ручного режима дает возможность водителям, так же как и с механикой самостоятельно переключать передачи. Надежность и требовательность к смазочным материалам доходит до уровня МКПП. Увеличенный срок эксплуатации агрегатов и всего механизма в целом выше, чем у классического автомата.
Недостатки
- Высокая стоимость производства и ремонта
- Медленное переключение передач. Это решается внедрением двойного сцепления, что повышает цену
- В городском режиме большую нагрузку получает сцепление. Срок службы уменьшается. Рекомендуется переводить селектор в ручной режим и таким способом перемещаться в пробках
Трансмиссии заднеприводных автомобилей
Трансмиссия автомобиля с задним приводом состоит из следующих узлов:
- коробка передач,
- сцепление,
- карданная передача,
- главная передача,
- дифференциал,
- полуоси.
Благодаря тому, что производители устанавливают КПП в автомобилях с задними ведущими колесами на более мягкие опоры, в них заметно снижается уровень вибрации, что приносит дополнительный комфорт при поездках. Данный вариант трансмиссионной системы имеет более простую конструкцию и предусматривает установку коробки передач таким образом, что она присоединяется к заднему мосту вместе со сцеплением при помощи карданного вала. Такая схема крепления определяет концентрацию центра масс на переднюю ось.
Плюсы и минусы коробки АМТ
Коробка передач АМТ базируется на классической механической трансмиссии. А потому, она позволяет достигать тех же показателей надежности, экономии топлива и неприхотливости в эксплуатации. В то же время, необходимость выжимать педаль сцепления да и просто переключать передачи в автомобилях, оснащенных роботизированной трансмиссией, отсутствует. Хотя, справедливости ради, следует сказать, что ручной режим переключения передач в роботизированных коробках, как правило, имеется.
Благодаря оптимизации алгоритма управления, в таких коробках удается продлить срок службы сцепления до впечатляющих сорока процентов от среднего срока эксплуатации. Экономия по расходу топлива в сравнении с классической коробкой автоматом, при прочих равных условиях может достигать тридцати процентов. Сама роботизированная трансмиссия по надежности и потребностям в смазочных материалах и других расходниках приближается опять-таки к механическим коробкам передач. Казалось бы вот оно идеальное решения для большинства легковых, по крайней мере, автомобилей. Но, есть у коробки передач АМТ и свои весьма весомые минусы.
В первую очередь, будучи более сложной, в том числе, в изготовлении, коробка передач АМТ имеет и более высокую себестоимость. А кроме того, ремонтировать подобный агрегат, так же труднее из-за все той же, более высокой сложности.
Еще одним, серьезным недостатком роботизированной трансмиссии до недавнего времени было медленное переключение передач и как следствие, рывки, падения мощности, провалы и другие неприятные эффекты. Но в современных роботизированных коробках применяется двойное сцепление, что гарантирует мягкое и плавное переключение.
В условиях езды по городу, особенно при наличии пробок на дорогах, владельцы роботизированных коробок вынуждены переходить на ручной режим переключения передач. В противном случае, сильно изнашивается сцепление и существенно приближается время совсем недешевой замены диска. Так же в ряде случаев, могут возникать проблемы при езде под горку и другие неприятности.
Условно, к недостаткам роботизированных коробок передач можно отнести сложности с их перепрограммированием. Но с этим справится любой, хороший специалист по автомобильной электронике, правда модернизировать программные компоненты современного авто, лучше после истечения гарантийного срока, иначе вы можете лишиться гарантии. Вот в принципе и все недостатки роботизированной коробки передач, по крайней мере, недостатки более или менее глобальные.
Недостатки автомата
Разница между АКПП и вариатором позволяет выделить следующие минусы классического автомата:
- плохая динамика разгона;
- высокий расход топлива, так как много энергии теряется в передаче усилия через трансмиссионную жидкость;
- в движении заметны толчки, при этом чем изношенней коробка, тем сильнее рывки.
При выборе автомат или вариатор следует учитывать, что АКПП требует заливать объем масла, значительно больший чем CVT. Заменять трансмиссионную жидкость необходимо регулярно, что вносит определенные финансовые расходы на содержание автомата. При подгорании фрикционов весь объем трансмиссионки также подлежит замене.
Как работает трансмиссия автомобиля и что в неё входит?
Силовой агрегат автомобиля создает определенный крутящий момент, зависящий от его мощности. Для движения авто необходимо механически передать этот момент ведущей паре колес либо всем колесам сразу. Данную задачу решают несколько агрегатов и узлов, объединенных общим названием – трансмиссия. Она служит посредником, обеспечивающим комфортную езду в различных скоростных режимах и движение задним ходом.
Основные элементы и их назначение
Чтобы понять, что из себя представляет трансмиссия автомобиля и как она функционирует, нужно изучить входящие в нее элементы и разобраться, какие они выполняют функции. Состав трансмиссионных узлов и агрегатов выглядит следующим образом:
- узел сцепления;
- коробка передач (КПП);
- главная передача вкупе с дифференциалом;
- механический привод колес.
Здесь агрегаты перечислены в той последовательности, как они расположены в переднеприводном автомобиле начиная от двигателя. Причем первые 3 элемента помещены в единый корпус КПП. В заднеприводных авто коробку передач и редуктор привода задних колес связывает карданный вал, поскольку они разнесены в разные места.
Задача сцепления – мягко и плавно отсоединять коленвал силового агрегата от первичного вала, входящего в коробку передач. Цель – обеспечить движение с места и возможность переключения скоростей, при котором пары шестерен выходят из зацепления и переключаются на другие. Когда первичный вал вращается двигателем, это сделать практически невозможно.
передача, состоящая из двух шестерен с косыми зубьями, распределяет крутящий момент, полученный от КПП, на 2 полуоси, приводящие в движение колеса. Чтобы совершать поворот, во время которого одно колесо проходит больший путь, нежели второе, нужно правильно разделить усилие между полуосями. Этим занимается дифференциал, совмещённый с главной передачей и действующий в автоматическом режиме. Колесо, идущее по внешнему радиусу поворота, получает больший крутящий момент, а второе – меньший.
https://youtube.com/watch?v=tFraxGfDomI
Принцип работы трансмиссии состоит в том, чтобы передать вращение колесам через механический привод. Таковым являются полуоси, связывающие с ними главную передачу и дифференциал.
В машинах с задним приводом это стальные прямые валы, оснащенные подшипниками. Привод на передние колеса осуществляется полуосями с 2 шарнирами (ШРУС), позволяющими вращать поворачивающиеся колеса.
О принципе работы кпп
Стандартная коробка передач состоит из таких узлов:
- первичный вал, идущий от двигателя;
- вторичный вал, выходящий из КПП и связанный с главной передачей;
- промежуточная ось с набором шестерен;
- дополнительный вал заднего хода.
Чтобы на выходе из КПП получить необходимое число оборотов, к шестерне первичного вала подводится шестеренка промежуточной оси. Одновременно с шестерней вторичного вала входит в зацепление вторая шестеренка промежуточной оси. Поскольку они отличаются размером и числом зубьев (передаточными числами), количество оборотов на выходе из коробки понижается либо повышается. Если нужно перейти в другой скоростной режим, пара шестерен промежуточной оси меняется на другую путем ручного или автоматического переключения.
Движение назад обеспечивается за счет включения между промежуточным и вторичным валом дополнительной шестеренки. Тогда последний начинает вращаться в обратную сторону.
Трансмиссия полноприводных машин
Назначение трансмиссии автомобиля с колесной формулой 4 х 4 — передавать вращение от двигателя на 2 оси, для чего конструкцией предусмотрено введение дополнительного агрегата – раздаточной коробки. Она оснащена собственным межосевым дифференциалом и пониженным рядом скоростей, располагается после КПП и решает такие задачи:
- Распределение крутящего момента на все колеса в разных долях с учетом поворотов.
- Переход на режим повышенной тяги при пониженной скорости авто.
- Дает возможность ездить в тяжелых условиях и по бездорожью.
По принципу работы раздаточная коробка схожа с КПП, разница – в дифференциале, который можно заблокировать. Тогда при вывешивании одной оси будут крутиться оба колеса на другой, что повышает проходимость машины.
Устройство МКПП
Механическая трансмиссия состоит из корзины сцепления и собственно из самой коробки.
В силовой агрегат входят:
- картер (корпус);
- первичный, вторичный и промежуточные валы;
- устройство выбора ступеней;
- ведомые и ведущие наборы шестеренок;
- синхронизаторы;
- подшипники, муфты и сальники.
Все эти компоненты находятся в корпусе и взаимодействуя друг с другом передают вращательный момент.
Сцепление
Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Если утрировать — сцепление отключает крутящий момент, при этом и мотор, и колеса машины крутятся в холостую.
Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с мотором машины, второй — с колесами транспорта. Передача вращательного момента осуществляется через первичный вал трансмиссии.
Управлением включением (отпускание) и выключением (выжимание) сцепления осуществляется через педаль.
Шестерни и валы
В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный.
В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.
На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.
Перемещение и выбор необходимой пары шестерен для раздачи соответствующего условиям передвижения крутящего момента выполняется вилками переключения посредством двухстороннего механизма управления.
Шток переключения ступеней состоит из замка, муфты переключения ступеней, приводов, ползунов с вилками, которые передвигаются вдоль и поперек при помощи рукоятки КПП, находящейся в салоне машины, и привода.
Механизм выбора передач может располагаться как в корпусе трансмиссии, так и располагаться на кузове автотранспорта и в редких случаях на рулевой колонке. В большинстве случаев используется кулисное устройство привода штока передач.
Синхронизаторы
Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Не оснащаются синхронизаторами спецтехника и некоторые спортивные автомобили.
ТО трансмиссий пожарных автомобилей
Первичная обкатка дополнительной трансмиссии проводится одновременно с обкаткой насосной установки. Режим зависит от типа ПА: стандартно это первые 20 часов после забора воды из открытого водоисточника и последующей ее подачи из двух стволов. Основной показатель для поверки – частота вращения вала. Во время обкатки следят за подтеканием масла и нагревом КОМ, наличием шумов и вибраций. После обкатки масло КПП, раздаточной коробки, насоса и редуктора сливают и заливают новое.
Ежедневное техобслуживание заключается в проверке подтекания масла из всех систем. Во время работы автомобиля следят за состоянием КОМ: отсутствие течи и сохранение температуры картеров узлов трансмиссии. Нагрев проверяют касанием руки.
Первое техобслуживание (ТО-1) выполняется по протоколу ежедневных проверок. Плюс к нему – диагностика люфта и зазоров, состояния креплений промежуточной опоры, проверка деформации карданного и промежуточного валов.
Второе ТО включает все мероприятия ТО-1 и плюс к ним:
- оценку герметичности всех узлов;
- замеры зазоров в зацеплении шестерен;
- замену подшипников шестерен КОМ и их регулировку через 100-200 часов работы;
- замену масла в коробке передач, КОМ, раздаточной коробке и редукторе.
Во время сезонного ТО меняют смазочные жидкости согласно инструкции к конкретному типу ПА.
Конструкция
Конструкция устройства может предполагать использование в качестве ведущих переднюю и заднюю пары колес.
Если как ведущие используются задняя пара колес, то автомобиль получается заднеприводным, а если передняя – переднеприводным. Если авто имеет привод одновременно на задние и передние колеса 4х4, то полноприводные.
Авто с разным типом привода имеют свою конструкцию трансмиссии, которая часто существенно отличается по составу элементов и их исполнению.
Так в заднеприводной машине это последовательно расположенные элементы: сцепление, КП, карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси.
Сцепление
Сцепление служит для непродолжительного отсоединения движка от трансмиссии и последующего плавного соединения этих элементов после переключения передачи, а также защиты деталей от избыточных нагрузок.
Коробка передач
Коробка передач изменяет крутящий момент, скорость и направление движения, а также разъединяет на продолжительное время двигатель и трансмиссию. Коробки бывают механические, роботизированные и классические (гидротрансформатор — планетарные передачи)
Карданная передача
Карданная передача нужна для трансляции кр.момента со вторичного вала коробки на вал гл.передачи, которые находятся под углом друг относительно друга.
Главная передача
ГП необходима, чтобы увеличить кр.момент, изменить направление и передать его на полуоси. Обычно в авто применяют гипоидную главную передачу (зубы передачи не прямые как обычно, а радиальные).
Дифференциал
Дифференциял раздает кр.момент по ведущим колесам, и позволяет полуосям вращаться с отличными друг от друга угловыми скоростями, в процессе поворота транспортного средства.
ШРУС
Трансмиссия переднеприводного авто оснащена шарнирами равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС) и приводными валами (полуосями).
Первые необходимы для снятия кр.момента с дифференциала и подачи его на ведущую ось. Как правило, это 2 шарнира для связи с дифференциалом (так называемые внутренние шарниры) и еще 2 шарнира для связи с колесами (так называемые внешние шарниры).
Между этими шарнирами находятся приводные валы.
Трансмиссия авто с полным приводом предполагает различные варианты конструкций, рассмотренных ранее, которые в совокупности образуют полноприводную систему.
Вот так все просто. Теперь вы знаете что входит в трансмиссию автомобиля и нам остается подробно разобраться как работают каждый из узлов механизма трансмиссии. Следите за публикациями и не скупитесь знаниями, делитесь со всеми.
И до новых встреч на страницах блога.
Двухступенчатая гидромеханическая коробка передач
В качестве примера гидромеханических передач рассмотрим двухступенчатую гидромеханическую коробку передач. Она состоит из гидротрансформатора 1, механической планетарной коробки передач с многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозными механизмами 2 и 4 и гидравлической системы управлениях кнопочным переключением передач. Кнопки соответственно означают нейтральное положение, задний ход, первую передачу и движение с автоматическим переключением передач. В двухступенчатой механической коробке передач имеются два одинаковых планетарных механизма 5 и 6.
В нейтральном положении фрикцион 3, а также тормозные механизмы 2 и 4 выключены. Трогание автомобиля с места происходит при включенной первой передаче. В этом случае масло под давлением поступает в цилиндр тормозного механизма 2, лента которого затягивается, и солнечная шестерня планетарного механизма 6 останавливается.
Если включена кнопка «Движение», то при разгоне автомобиля происходит автоматическое переключение на вторую передачу, что обеспечивается одновременным выключением тормозного механизма 2 и включением фрикциона 3. В этом случае планетарные механизмы 5 и 6 блокируются и вращаются как одно целое.
Для движения автомобиля задним ходом включается только тормозной механизм 4.
В настоящее время автоматические коробки передач имеют электронное управление, что позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключения (с точностью до 1 % вместо прежних 6…8 %). Появились дополнительные возможности: по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель компьютер может вычислить массу автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения. Электронное управление предоставило неограниченные возможности для самодиагностики, что позволило корректировать процессы управления в зависимости от многих параметров (от температуры и вязкости жидкости до степени износа фрикционных элементов).
Система автоматического управления обычно состоит из следующих подсистем:
- функционирования (гидравлические насосы, регуляторы давления)
- измерительная, собирающая информацию о параметрах управления
- управляющая, вырабатывающая управляющие сигналы
- исполнительная, осуществляющая управление переключением передач, работой двигателя
- подсистема ручного управления
- подсистема автоматических защит, предотвращающая возникновение опасных ситуаций
Основными элементами электронной системы управления являются электронный блок и рычаг управления.
Типы трансмиссий
На сегодняшний день в автомобильной промышленности нашли применение 4 типа трансмиссий.
Механическая коробка передач
Самой известной и старейшей является МКПП или механическая коробка передач. В этой трансмиссии вращение передаётся посредством работы шестерёнок, управление над которыми водитель осуществляет вручную.
Сильные стороны МКПП — довольно высокий КПД, хорошая экономия горючего, простота конструкции и надёжность, недорогое обслуживание. Что касается недостатков, то это низкий комфорт управления — современному автолюбителю не по душе каждый раз «дёргать» за ручку. Сегодня это неудобно, учитывая степень загруженности городских дорог и большое количество светофоров.
Несмотря на техническую архаичность, МКПП пока остаётся лидером среди остальных типов трансмиссий, устанавливаемых на автомобили в наши дни. Эксперты объясняют такой расклад низким бюджетом производства механических коробок передач.
Принцип работы «механики» осуществляется в паре со сцеплением. Узел позволяет временно разъединять силовой агрегат от трансмиссии, что даёт возможность быстро переключать передачи без ущерба для коробки и двигателя. Регулируется сцепление водителем из салона, путём нажатия ногой на педаль.
МКПП состоит из шестерёнок и осей валов. Сегодня большей частью применяются шестерни с косым зубом. Они менее шумные и прочные, отличаются максимальным сроком службы. Отдельного внимания заслуживают синхронизаторы, позволяющие обходиться без двойного выжима.
Роботизированная трансмиссия
«Робот» или роботизированная трансмиссия отличается от «механики» способом управления — здесь контролирует электроника, а не водитель. Хотя «робот» способен работать и в режиме полуавтоматическом, когда автомобилист сам переключает ступени, используя селектор или рулевые лепестки.
Плюсом роботизированной коробки можно смело назвать комфортность управления — нет необходимости каждый раз тянуть за рычаг. Что касается минуса, то основным является задержка при переключении, наблюдаемая многими владельцами автомобиля. Известны и другие недостатки — отсутствие плавности хода и резкие рывки.
Автоматическая коробка передач
«Автомат» или автоматизированная коробка передач — по популярности на втором месте после МКПП. Является сложной трансмиссией, состоящей из множества элементов, включая датчики. АКПП работает не со сцеплением, а с гидротрансформатором.
Принцип работы «автомата» схож с «роботом» тем, что переключение ступеней возможно как вручную, так и без помощи водителя. Однако АКПП не имеет характерного недостатка роботизированной коробки передач — резких рывков при переключении скоростей.
Недостатком АКПП по праву названа дороговизна. Её однозначно нельзя назвать и экономичной для автовладельца — расходует много масла. Это наряду с тем, что ремонт «автомата» обходится в большую сумму.
Различают 2 типа АКПП: с гидравликой и электроникой.
- Гидроавтомат считается самой простой коробкой, работающей в паре с турбинами рабочей жидкости.
- Электронная АКПП — модернизированный вариант гидроавтомата, позволяющий выбирать режимы Sport, Econom и Winter.
Бесступенчатая трансмиссия
Вариатор — это коробка, не имеющая ступеней переключения. Она так и называется — бесступенчатая КПП. Передача КМ в такой трансмиссии осуществляется цепью или ремнём, а передаточное соотношение регулируется шкивом.
Основные достоинства вариатора: увеличение ресурса автомотора, плавность хода и полное отсутствие рывков при передвижении. Что касается недостатков, то это медленный разгон и дорогое обслуживание.
Агрегаты трансмиссии автомобиля
Трансмиссию иначе можно назвать совокупностью определённых механизмов и агрегатов. Помимо КПП, в их число входят: сцепление, главная передача, дифференциал и кардан.
Диск сцепления
Путём воздействия на сцепление при остановке машины водителю не приходится глушить двигатель — включается нейтральная скорость, и коробка отсоединяется от мотора. В процессе езды сцепление вновь совмещает вращающийся двигатель и коробку.
Основная задача сцепления — соединять и отсоединять КПП с двигателем, делая это как можно плавнее. Размещается узел между силовой установкой и коробкой передач.
В трансмиссии автомобиля сцепление играет роль проводника. Именно оно передаёт усиление с объекта на объект. Управляет механизмом водитель, сидящий за рулём машины. Посредством педали он воздействует на привод, соответственно, осуществляется передача усилия.
Различают 3 типа привода, хотя в автомобилестроении чаще применяются лишь два: механический и гидравлический. Электрогидравлический привод такое распространение не получил.
Сцепление состоит из ряда функциональных элементов:
- дисков, тесно взаимосвязанных между собою;
- маховика, соединённого с корзиной — относится к самым прочным элементам, выдерживающим большие нагрузки;
- вилки выключения, разжимающей диски при нажатии педали;
- первичного вала коробки, на который передаётся КМ.
Принято различать «сухое» и «мокрое» сцепление.
- Первый тип осуществляет передачу усилия напрямую между диском мотора и КПП, благодаря силам трения. Он часто устанавливается на внедорожники, оснащённые полным приводом.
- «Мокрое» сцепление — использует гидротрансформаторное масло. Жидкость находится между обоими дисками. Такой вариант более надёжен, но стоит дороже обычного сцепления.
Главная передача
Это устройство предназначается для передачи КМ непосредственно к ведущему мосту. Состоит узел из полуоси, ведомой и ведущей шестерней, полуосевых шестерней и шестерней-сателлитов.
Основная задача главной передачи — увеличивать КМ силового агрегата и уменьшать частоту вращения ведущих колёс. На переднеприводных автомобилях этот узел расположен в КПП рядом с дифференциалом, а на заднеприводных — в картере моста.
Принято различать одинарную передачу и двойную, часто встречающуюся на грузовиках с увеличенным передаточным числом.
Дифференциал
Предназначен для передачи, изменения и распределения КМ. Один из конструктивных элементов трансмиссии. В зависимости от привода автомобиля располагается:
- в картере — задний привод;
- в КПП — передний привод;
- в раздатке — полный привод.
Конструктивная особенность дифференциала заключается в наличии планетарного редуктора. А в зависимости от зубчатой передачи, принято различать:
- конический дифференциал, используемый в качестве межколёсного;
- цилиндрический, который ставится между осями автомобилей с полным приводом;
- червячный — универсальный вариант, используемый и между колёсами, и между осями.
Дифференциал состоит из:
- корпуса или чашки, воспринимающей КМ от главной передачи;
- ведомой шестерни, жёстко зафиксированной на корпусе;
- осей с вращающимися сателлитами;
- шестерёнок.
Карданная передача
Кардан состоит из валов, промежуточной опоры, шарниров и шлицов, муфты.
- Задний вал кардана наделён 2 шарнирами, позволяющими плавно передавать КМ от КПП к главной передаче при езде автомобиля по кочкам.
- Шарниры с крестовинами дают возможность передачи КМ под углом.
- Шлицы предназначены гасить колебания автомобильного кузова.
Кардан — это один из важнейших узлов. Если передача бывает неправильно отрегулирована, возникают сложности в работе трансмиссии: неприятный шум, вибрационные колебания и другие неисправности.
Коробка передач
Коробка передач. Коробка передач предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Также коробка передач обеспечивает автомобилю способность движения задним ходом и длительного отключения двигателя от движения при пуске двигателя и работе его на стоянках;
История возникновения роботизированной трансмиссии
Первый аналог сегодняшней роботизированной КПП появился в далёком 1957 году, такая коробка была выпущена фирмой Saxomat, однако строение трансмиссии было очень примитивным. Робот мог лишь самостоятельно нажимать сцепление, в то время как передачи приходилось переключать вручную, поэтому это устройство не сильно облегчало поездки водителя.
Дополнительно к двухдисковым роботам стали производиться однодисковые модели. Но при переключении передач на начальных моделях роботизированных трансмиссий ощущались сильные толчки, которые удалось значительно уменьшить благодаря модернизации таких коробок передач. Существует запатентованный вариант робота с тремя сцеплениями, который не перешёл в массовое производство. Редкие производители пытаются воссоздать смесь автомата и робота – гидравлическую трансмиссию со сцеплением.
Электронная часть гидромеханической акпп
В гидромеханическом автомате отсутствует сцепление, поэтому каждая ступень коробки снабжена элементом переключения. Работу элементов контролирует электронный блок ЭБУ, связанный с блоком управления двигателем. Во время переключения передач автоматически регулируется частота вращения мотора, что помогает достичь оптимальных рабочих характеристик агрегата.
- измерительную — для сбора параметров с датчиков давления, температуры и т.д.;
- функциональную — для управления маслонасосом, регуляторами давления и т.д.;
- управляющую — для выдачи сигнальных импульсов.
Для автоматизации управления помимо ЭБУ в систему входят электроклапаны, датчики, усилители, регуляторы, корректирующие элементы и т.д. Электроклапаны — соленоиды, расположены в гидроблоке, и по сигналу ЭБУ открывают канал гидроплиты для прохода жидкости к фрикционам, гидротрансформатору и другим узлам.
В зависимости от положения селектора ЭБУ действует по программному алгоритму, заложенному в память:
- при плавном разгоне дроссельная заслонка двигателя открывается медленно. Компьютер отслеживает степень открытия заслонки и посылает импульсы узлам гидромеханической коробки передач для увеличения скорости. При достижении первой передачи (20 км/ч), коробка переходит на вторую скорость. Такой режим движения называется «экономичным»;
- при агрессивном разгоне ЭБУ работает в «спортивном» режиме. Каждая последующая передача включаются после того, как двигатель максимально раскрутится. Если водитель отпустит педаль газа, обороты упадут не сразу. В этом режиме мотор развивает максимальную мощность, увеличивается расход топлива и снижается ресурс АКПП.
Читать
Какая коробка передач лучше автомат или механика: плюсы и минусы
«Умное» управление проводит самодиагностику для корректирования работы ГМП. Например, если масло в коробке грязное, то в системе падает давление. Для защиты узлов ЭБУ может блокировать переключение передач, перераспределять нагрузку между электроклапанами, запретить включение гидротрансформатора. Неисправности и сбои в коробке компьютер записывает в виде кодов.
Компьютер умеет адаптироваться, выбирая подходящий режим под стиль вождения, динамику разгона и манеру торможения. Адаптация снижает износ коробки за счёт снижения числа переключений. При этом повышается комфорт водителя и безопасность движения.
