Тип трансмиссии что это – Виды и типы трансмиссий

Содержание

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.

Содержание статьи

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.

avtonov.info

Устройство трансмиссии

1. поводок троса

2. вилка выключения сцепления

3. кожух сцепления

4. болт крепления сцепления к маховику

5. нажимной диск

6. маховик

7. ведомый диск

8. первичный вал коробки передач

9. нижняя крышка картера сцепления

10.картер сцепления

11.лепестки (оттяжные рычаги)

12.подшипник выключения сцеп

ления

13.фланец муфты подшипника

14.втулка муфты подшипника

15.ограничительная втулка

Назначение, устройство и работа сцепления.

Сцепление предназначено для разъединения двигателя от коробки передач во время переключения передачи и вновь плавного соединения их, не допуская резкого приложения нагрузки, а также обеспечивать плавное трогание автомобиля с места и его остановку без остановки двигателя.

Во включенном состоянии сцепление должно надежно соединять двигатель с трансмиссией не пробуксовывая.

Сцепление состоит из:

-ведущей части (6-маховик, 3-кожух сцепления, 5-нажимной диск).

-ведомой части (7-ведомый диск с фрикционными накладками, ведущий вал коробки передач).

-нажимного устройства (диафрагменная пружина).

-механизма выключения сцепления (привода).

Привод бывает механический и гидравлический. На рисунке приведен механический привод сцепления, который состоит из:

— педаль выключения сцепления

— троса

— вилки выключения сцепления

— муфты выключения сцепления (с подшипником, который уменьшает износ лепестков)

— лепестки (оттяжные рычаги)

Работа сцепления:

При нажатии на педаль мы воздействуем на трос, который в свою очередь передвигает вилку -2, вилка передает усилие на муфту выключения сцепления 13 и перемещает ее влево, муфта воздействует на лепестки или оттяжные рычаги 11, которые оттягивают нажимной диск от ведомого. И крутящий момент перестает передаваться от двигателя на трансмиссию. Когда мы отпускаем педаль сцепления, то нажимные пружины прижимают нажимной диск, а тот прижимает ведомый диск к маховику. Ведомый диск установлен своей ступицей на шлицах первичного вала коробки передач, и через него передает крутящий момент на трансмиссию.

Первичный вал коробки передач своих концом устанавливается в коленчатый вал на шариковом подшипнике.

www.autoezda.com

Трансмиссия автомобиля: устройство, принцип работы, классификация

С тех пор, как автомобили перестали быть «самоходными телегами», началось стремительное развитие каждого узла и элемента. Так появилась и усовершенствовалась трансмиссия автомобиля, о которой все слышали, но мало кто серьезно вникал в суть того, что она собой представляет.

Все компоненты трансмиссии развивались, постепенно на первое место вышел вопрос управляемости и комфорта, а затем и продолжительности срока эксплуатации самого двигателя. Так что современная трансмиссия – это сочетание максимально эффективных решений передачи движения.

Что такое трансмиссия автомобиля и для чего она нужна?

Автомобильная трансмиссия – это комплекс устройств, передающих крутящий момент от коленвала двигателя на ведущие колёса. Помимо просто передачи, трансмиссия может изменять его значение, направление и распределение.

Устройство трансмиссии автомобиля

Для чего такие сложности? В данном случае одна из функций трансмиссии – продлить срок эксплуатации двигателя, снимая с него лишние нагрузки. Например, вместо постоянного изменения режима работы мотора коробка передач меняет передаточное число крутящего момента. А сцепление, которое тоже считается одним их элементов трансмиссии, предохраняет коробку передач и двигатель от рывковых нагрузок.

Принцип и конструкция трансмиссии постепенно усложнялись, поскольку нужно не просто передавать вращение, а делать это «с умом», чтобы эффективно использовать возможности двигателя.

Устройство трансмиссии автомобиля

Рассмотрим, благодаря чему усилие, родившееся в недрах двигателя, попадает на колёса автомобиля. Основные узлы трансмиссии – это сцепление, КПП, карданная передача, дифференциал, ШРУСы.

Сцепление.

Работа сцепления

Задача сцепления – создать легко размыкаемую связь между двигателем и следующим элементом трансмиссии. При переключении передач сцепление отключает мотор от КПП, чтобы уберечь механизмы от резких нагрузок. Затем эта связь восстанавливается. Конструкция сцепления позволяет проделывать это раз за разом, без лишних усилий со стороны водителя.

Коробка передач.

Работа механической коробки передач

Независимо от типа («автомат», «механика», «робот», «вариатор») назначение у всех КПП одинаковое: изменяя передаточное число, менять силу и направление крутящего момента. Таким образом, двигатель работает в одном режиме, без постоянного ускорения и замедления, а автомобиль движется с такой скоростью, которая нужна водителю.

Также коробка передач переключает движение на задний ход или вообще разрывает связь двигателя остальных элементов трансмиссии. Но если сцепление предназначено для размыкания этой связи на короткий срок, КПП может стоять на нейтральной передаче долгое время.

Карданная передача.

Работа карданной передачи

От КПП передача крутящего момента идет на вторичный вал, который связан с валом главной передачи. Поскольку эти валы расположены под определенным углом, в механизме задействован карданный шарнир.

Главная передача.

Работа главной передачи

У главной передачи две функции: понизить скорость вращения и передать крутящий момент на ведущий мост. Для этой цели используется гипоидная передача, которая одновременно понижает скорость вращения и изменяет направление его подачи.

Дифференциал.

Работа дифференциала

Задача дифференциала – распределить скорость вращения по полуосям ведущего моста в зависимости от дорожной ситуации. Работает он в паре с главной передачей. Когда автомобиль движется по прямой, оба колеса крутятся с одинаковой скоростью. В поворотах колесо на внутренней дуге вращается медленней, а на внешней – быстрее, именно благодаря дифференциалу. То есть дифференциал выборочно меняет скорость вращения полуосей или блокируется, чтобы принудительно заставить оба колеса вращаться с одинаковой скоростью.

ШРУС.

Работа ШРУСа

Последний узел, влияющий на характеристики крутящего момента – шарнир равных угловых скоростей. Его задача – обеспечить передачу оборотов с полуоси на колесо, независимо от углового положения самого колеса. Регулировка скорости в поворотах осуществляется дифференциалом, и ШРУС должен передавать ее без искажений и рывков.

Принцип работы трансмиссии

На видео, выше, можно наглядно отследить, как трансмиссия автомобиля передает вращение коленвала двигателя на колёса ведущей оси. Пошагово этот процесс можно представить так.

  1. Коленвал двигателя соединен с маховиком, который, в свою очередь, подключен к сцеплению. В стандартном режиме сцепление соединено с маховиком, так что коробка передач постоянно подключена. Перед переключением передачи сцепление размыкает связь между валом коробки и маховиком двигателя, а после переключения – восстанавливает ее. Это может происходить в автоматическом режиме или при управлении самого водителя.
  2. КПП меняет передаточное число для изменения скорости движения. Это намного легче, чем постоянно менять режим работы двигателя, особенно при движении по городу. Также коробка передач переключает направление вращения для движения назад и может размыкать связь между первичным и вторичным валом (нейтральная передача).
  3. От КПП крутящий момент переходит на главную передачу, через карданный вал или напрямую. Главная передача понижает скорость вращения, которая слишком большая для колёс, и передает крутящий момент на дифференциал.
  4. Дифференциал распределяет скорость вращения между колесами ведущей оси или, в зависимости от компоновки автомобиля, между осями (раздаточная коробка или межосевой дифференциал в полноприводных автомобилях).
  5. От полуосей крутящий момент наконец-то доходит до колёс. Чтобы при поворотах или проезду по неровностям колесо продолжало вращаться с нужной скоростью, между полуосью и ступицей установлен ШРУС, который передает крутящий момент под углом.

Классификация трансмиссий

За период развития автомобиля инженеры разработали несколько вариантов трансмиссии. Сегодня по способу передачи и изменения крутящего момента используется пять основных видов: механическая, гидромеханическая, гидравлическая, электромеханическая и автоматическая. А по типу привода бывают: переднеприводные, заднеприводные и полноприводные трансмиссии.

Механические

Самая распространенная на легковых автомобилях – механическая трансмиссия. В ней вся работа осуществляется только механическими элементами: различными видами зубчатых, планетарных, фрикционных передач и т.д. Причем это относится не только к МКПП, но и ко всем остальным узлам.
По своему КПД, долговечности и простоте ремонта механическая трансмиссия пока что опережает остальные типы.

Автоматические

Под автоматической трансмиссией чаще всего понимают коробку передач, которая сама регулирует изменение передаточного числа. Яркие примеры – вариатор для бесступенчатой механической регулировки, а также АКПП для гидромеханических систем.

Гидравлические

Это особый вид трансмиссии, в которой все элементы передают крутильный момент за счет гидравлических устройств. В автомобилях такие системы не используются, их можно встретить разве что в строительной и авиационной технике.

Как ни странно, гидравлические устройства более компактны, чем механические. Кроме того, элементы гидравлической трансмиссии могут находиться на значительном расстоянии друг от друга – сжатие жидкости при передаче энергии дает много возможных вариантов для компоновки отдельных элементов. Однако сама рабочая жидкость должна быть в технически идеальном состоянии.

Гидромеханические

В гидромеханической трансмиссии отдельные элементы будут работать на принципе гидравлической передачи энергии движения. Самый распространенный пример – трансмиссия с автоматической коробкой передач, где функции сцепления выполняет гидротрансформатор. Жидкостная передача движения в гидротрансформаторе используется для снижения ударных нагрузок и уменьшения крутильных колебаний (в механическом сцеплении для этого используется двухмассовый маховик и демпферы на ведомом диске).

Еще одно устройство, применяемое в гидромеханической трансмиссии – вискомуфта, которая до недавнего времени устанавливалась на полноприводные автомобили. В ней жидкость служит не для передачи момента вращения, а для блокировки, но это всё равно гидромеханическое устройство.

Электромеханические

Это новый вид трансмиссии, который вышел «в массы» благодаря распространению электрокаров, поскольку для ее работы нужен тяговый (не стартерный) аккумулятор, а в электромобилях он уже есть на месте.
Плюсом электромеханической трансмиссии является довольно быстрая реакция на изменения крутящего момента за счет использования электромоторов. А также удобство размещения отдельных частей и узлов: поскольку принцип действия позволяет разнести элементы на большие расстояния, а значит, скомпоновать их более удобно, чем это можно было бы сделать с другими видами трансмиссий.

Переднеприводные

Здесь все просто, крутящий момент от двигателя полностью передается на передний привод автомобиля. Передается момент через коробку передач, главную передачу и полуоси на передние колеса автомобиля.

Заднеприводные

Здесь же ведучим приводом автомобиля будет задняя ось. Крутящий момент передается также, только с добавлением еще одного елемента — карданного вала между коробкой передач и главной передачей.

Полноприводные

Тут с названия все ясно. Момент передается на обе оси вто или инной пропорции одновременно. Здесь еще добавляются такие элементы как раздаточная коробка и межосевой дифференциал. «Раздатка» как раз служит для передачи мощности на оси автомобиля. А межосевой дифференциал — для распределения мощности между осями. Также, за типом подключения полный привод бывает 3 типов.

  1. Постоянный полный привод.

    Постоянный полный привод

  2. Подключаемый.

    Подключаемый полный привод

  3. Автоматически-подключаемый.

    Автоматический полный привод

Основные неисправности

Всё, что работает, может и выходить из строя, ничего с этим не сделаешь. И компоненты трансмиссии тоже подвержены поломкам в той или иной степени. Основные неисправности компонентов трансмиссии имеют свои характерные особенности:

  1. Механическое сцепление можно назвать расходником. Чаще всего в нём выходит из строя ведомый диск, так что при появлении таких проблем как проскальзывание, нечеткая работа, скрежет и т.д. диск меняют, а остальные компоненты осматривают на предмет выработки. Срок службы сцепления во многом зависит от манеры вождения.
  2. Коробка передач – самый сложный и дорогостоящий узел во всей трансмиссии. Самая частая причина ее неисправности – несвоевременная замена трансмиссионной жидкости, которая во время работы постепенно деградирует и перестает выполнять свои функции, и вместо защиты механизма начинает с удвоенной силой его изнашивать. Признаками неисправности коробки являются шум при работе, в том числе при установке в нейтральное положение, нечеткое переключение передач или вообще невозможность их переключить, утечка масла из коробки.
  3. Карданный вал – штука достаточно прочная, но там, где есть шарнир, есть и его износ. Проблемы с карданным шарниром проявляются скрипом и вибрацией во время движения.
  4. Поломки главной передачи и дифференциала вызваны, как правило, двумя причинами: утечкой масла и неадекватными нагрузками. При недостаточном уровне смазки ускоряется выработка шестерен, в них появляются зазоры, а во всём механизме – вибрация. В свою очередь масло утекает через изношенные сальники. Механические неисправности проявляются шумом во время работы или характерным постукиванием в начале движения.
  5. ШРУСы, несмотря на большую нагрузку, выходят из строя редко. Их главный враг – вода, которая попадает в механизм через порванные пыльники. Если владелец автомобиля следит за состоянием ходовой и вовремя меняет расходные материалы, он может никогда в жизни не узнать, как хрустит изношенный ШРУС. Если же пыльник порвался, это стопроцентная гарантия близкой замены шарнира, даже если с ним пока всё в порядке.

Заключение

В целом, трансмиссия автомобиля – система достаточно живучая, особенно если речь идет о механической. И как бы банально это ни звучало, главное условие ее долгой и счастливой жизни – всего лишь регулярное ТО. Это не значит, что через каждые 10 тысяч километров нужно менять масло в коробке передач, но проверять состояние всех технических жидкостей, прокладок и защитных элементов нужно при каждом заезде на СТО. Эта несложная услуга позволит сэкономить деньги на дорогом и сложном ремонте.

vaznetaz.ru

Бесступенчатая трансмиссия — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Бесступенчатая трансмиссия (англ. Continuously Variable Transmission, CVT) — вид трансмиссии (передаточного устройства между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.)), которая способна плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.

Бесступенчатые трансмиссии, как правило, классифицируются по типу передачи, обеспечивающей бесступенчатое изменение коэффициента передачи:

  • Электрическая передача — двигатель вращает генератор, электромоторы — колёса (автомобили Белаз, трактор ДЭТ-250, ЗИС-154).
  • Гидрообъёмная передача — двигатель вращает регулируемый гидронасос, поток масла по трубкам подаётся в гидромоторы, вращающие колёса (зерноуборочные комбайны Дон-1500).
  • Гидродинамическая передача, или гидротрансформатор — устройство из расположенных соответственно колёс с лопатками, перебрасывающих масло между колёсами. Хорошо сочетается с характеристиками ДВС, автоматически изменяя передаточное число, однако увеличение момента незначительно (до 2,5) и требует дополнительной коробки перемены передач (применяется в большинстве автоматических коробок передач легковых автомобилей и автобусов).
  • Вариатор — механическая передача, основанная на передаче вращения (момента) трением через промежуточное тело (ремень, ролик, шарик), которое можно переводить в любую точку переменного радиуса ведущего и/или ведомого колёс, получая изменение передаточного отношения. Наибольшее распространение получил «клиноременной вариатор» (применяется в зерноуборочных комбайнах «Нива», некоторых моделях современных легковых автомобилей, скутерах).
  • Комбинированная трансмиссия — основной момент передаётся через обычные механические передачи, а меньшая часть момента — бесступенчато, что позволяет до некоторой степени совместить достоинства разных типов передач.
Принцип действия бесступенчатой трансмиссии с клиновой цепью. Paботa вариатора Тороидная вариаторная трансмиссия системы Хейса, устанавливалась на автомобили марки Austin. Середина 1930-х.

В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Один или оба шкива (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Дискошариковый вариатор с неограниченным диапазоном передаточного отношения целесообразно использовать в вариоколесах автомобилей малого и среднего класса[источник не указан 2091 день].

История вариаторных трансмиссий[править | править код]

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886 году. С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.

Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF (DAF 600), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo.

В 1987 году клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.

CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе планетарной передачи, где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.

Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется гибридный синергетический привод.

ru.wikipedia.org

Чем различаются типы трансмиссий?

Прагматикам и гонщикам

ТРАДИЦИОННЫЕ механические коробки передач устанавливались еще на самые первые автомобили. Причем за более чем столетнюю историю конструкция “механики” хотя и постоянно совершенствовалась, но, по сути, кардинально не менялась. Тем не менее даже сегодня, в век компьютерных технологий и электроники такая трансмиссия пока остается основной для современных машин. Почему?

Дело в том, что “механика” обладает очень разносторонними достоинствами. Например, у нее достаточно высокий коэффициент полезного действия и небольшая масса. Поэтому автомобили с механической коробкой отличаются невысоким расходом топлива. Не случайно такие модели весьма популярны среди прагматичных европейцев, которые привыкли экономить каждый грамм топлива. Для такой категории покупателей немаловажно еще и то, что модели с механической коробкой стоят дешевле аналогов с другими типами трансмиссий.

Впрочем, “механику” предпочитают и многие темпераментные автовладельцы. Ведь она обеспечивает жесткую связь между двигателем и ведущими колесами. Это позволяет полностью контролировать машину, что немаловажно при активной езде. Кроме того, за счет высокой эффективности механическая коробка обеспечивает машине хорошую динамику.

Наконец, многим водителям “механика” по душе просто потому, что они не доверяют компьютеру и хотят сами выбирать режим работы трансмиссии. Правда, в последнее время таких людей становится все меньше, ведь в городских пробках частое переключение передач быстро утомляет. Отчасти эту проблему решает вспомогательная электроника. К примеру, на новом купе “Nissan 370Z” специальная система “Synchro Rev Match” при смене передач устаналивает оптимальные для данных условий обороты двигателя, за счет чего переключения происходят очень быстро и плавно.

Без стороннего вмешательства

И ВСЕ ЖЕ чаша весов постепенно склоняется в сторону автоматических (а точнее – гидромеханических) коробок, которые избавляют водителя от необходимости постоянно выжимать педаль сцепления и ворочать рычагом для смены ступеней. Это и есть главное преимущество таких трансмиссий. Вдобавок они переключают передачи достаточно плавно, практически без рывков и ударов, тем самым повышая комфортабельность автомобиля.

Но при этом конструкция традиционных автоматических коробок передач такова, что они обладают множеством врожденных недостатков. Главный из которых – низкий коэффициент полезного действия. Например гидротрансформатор, заменяющий у “автомата” сцепление, способен эффективно работать лишь в достаточно узком диапазоне. Стоит коробке выйти из этого режима, как расход топлива у машины растет, а динамика разгона – падает. Автопроизводители борются с этой проблемой увеличением числа передач. Например, если всего лет десять назад считалось нормой четыре ступени, то сегодня “автоматы” на некоторых представительских моделях вроде “Lexus LS460” или “BMW 760i” насчитывают уже восемь передач. Но такие “автоматы” требуют сложной и дорогой системы управления, которая увеличивает стоимость и без того недешевой коробки.

Вдобавок “автоматы” зачастую отличаются весьма флегматичным характером: электроника переключает передачи с заметной задержкой и не всегда тогда, когда этого хочет водитель. Отчасти это компенсируется наличием “ручного” режима, позволяющего человеку за рулем самостоятельно выбирать передачи.

Наконец, АКПП очень требовательны к качеству обслуживания и в эксплуатации требуют к себе бережного отношения. Нередко несоблюдение инструкций производителя оборачивается для владельца дорогостоящим ремонтом.

Промежуточный вариант

РОБОТИЗИРОВАННЫЕ коробки передач представляют собой компромисс между “механикой” и традиционной АКПП. От первых они позаимствовали техническую начинку, от вторых – удобство управления. Иными словами, “робот” – это обычная механическая коробка, в которой вместо водителя переключают передачи и выжимают сцепление специальные сервоприводы по команде электроники.

Такие коробки значительно проще и дешевле традиционных “автоматов”, позволяют добиться более низкого расхода топлива, но сравниться с АКПП по плавности и четкости работы пока не могут. При неспешной езде “роботы” еще более-менее справляются со своей работой, но стоит сильнее нажать на газ, как такая коробка начинает досаждать владельцу неприятными рывками при смене передач. Поэтому сегодня их применяют в основном на доступных массовых моделях (например, “Peugeot 107” или “Honda Jazz”).

Однако из этого правила есть исключение. “Роботы” нередко используются на эксклюзивных суперкарах вроде “Ferrari F430”. Но несмотря на схожий принцип работы, управляющая электроника и конструкция таких коробок имеют мало общего с массовыми моделями. По уровню технического совершенства эти “роботы” почти ни в чем не уступают КПП болидов “Формулы 1”. Поэтому и стоят подобные трансмиссии очень дорого.

На двоих

ОСОБНЯКОМ среди “роботов” стоят коробки с двумя сцеплениями. Впервые они появились на автомобилях концерна “Volkswagen” под названием DSG (“Direct Shift Gearbox”). Шестиступенчатая трансмиссия отличается необычным принципом работы. Благодаря двум сцеплениям электроника может заблаговременно подготовить к включению следующую передачу. К примеру, если автомобиль разгоняется на третьей ступени, компьютер заранее активирует четвертую. Поэтому для смены передач достаточно в необходимый момент лишь выключить одно сцепление и включить другое. В результате переключения происходят очень плавно и быстро. Вдобавок при этом машина сохраняет высокую экономичность. Если верить техническим характеристикам, то модель с DSG зачастую расходует даже меньше топлива, чем версия с обычной “механикой”!

Само собой, есть у такой коробки и недостатки. К примеру, она очень не любит “рваную” езду. В частности, в городе, где резкие разгоны постоянно чередуются с торможениями, электроника порой ошибается и готовит к включению неправильную передачу. В результате переключение происходит с задержкой. Не стоит забывать и о высокой стоимости таких трансмиссий.

Тем не менее DSG оказалась настолько удачной, что вскоре многие автопроизводители (например, “Ford”, “Nissan”, “Mitsubishi”, “Porsche”) спешно стали разрабатывать схожие трансмиссии для своих моделей. Да и сам “Volkswagen” не стоит на месте и предлагает новые версии своей коробки. В частности, специально для малолитражек немцы разработали семиступенчатую версию DSG, где вместо многодисковых муфт используются обычные сухие сцепления. Эта модификация не может похвастать плавностью работы шестиступенчатого варианта, зато отличается еще более выдающейся экономичностью.

Самые плавные

ВАРИАТОРЫ – весьма специфическая разновидность автомобильных трансмиссий. В такой коробке передач нет вообще: передаточное число меняется бесступенчато в зависимости от нагрузки на двигатель, скорости машины и ряда других параметров. По сути, в данном случае трансмиссия сама подстраивается под особенности мотора и позволяет ему большую часть времени работать в наиболее оптимальных режимах. К примеру, при активном разгоне – на оборотах максимальной мощности, а при равномерном движении – минимального расхода топлива.

Таким образом, теоретически вариаторы – это идеальная трансмиссия, которая может обеспечить автомобилю отличную динамику и высокую экономичность, а водителю и пассажирам – отменный комфорт. Ведь такие коробки работают полностью автоматически и меняют передаточное число столь плавно, что о рывках или провалах, свойственных другим коробкам, речи вообще не идет.

Но на практике все не так радужно. Дело в том, что бесступенчатой коробке необходим какой-либо механизм, заменяющий сцепление. И по ряду причин автопроизводители для этого используют гидротрансформатор, как на обычных “автоматах”. В результате появляются известные проблемы – низкий КПД, большие потери мощности..

Кроме того, многие водители недолюбливают вариаторы еще по одной причине. При разгоне двигатель вместо того чтобы постепенно раскручиваться, сразу выходит на определенные обороты и “зависает” на них, монотонно гудя. В результате создается впечатление, будто машина ускоряется недостаточно быстро. Да и давящий на уши гул тоже не особо приятен пассажирам. Поэтому многие автопроизводители оборудуют свои модели вариаторами с возможностью ручного переключения “фиксированных” передач. Само собой, никаких передач в них на самом деле нет, просто электроника имитирует работу обычных коробок, перещелкивая виртуальные ступени.

Таким образом, по совокупности качеств модели с вариаторами пока могут противопоставить другим трансмиссиям разве что отменную плавность работы и удобство управления.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №9 2009 год

www.motorpage.ru

Типы трансмиссий автомобилей | Автомир

Типы трансмиссий автомобилей

Трансмиссия автомобиля, как известно, служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Причем крутящий момент изменяется не только по силе, но и по направлению. Рассмотрим типы трансмиссий, которые устанавливаются на современные автомобили.

Самым распространенным видом является механическая коробка передач. Этот вид трансмиссии появился на автомобилях первым. В КПП такого типа передача крутящего момента производится через шестерни. Водитель сам выбирает нужную скорость при движении автомобиля, то есть переключение происходит вручную. У «механики» довольно высокий КПД. К преимуществам такого вида также стоит отнести высокую экономичность топлива. Конечно, далеко не всем нравится «дергать» ручку для переключения передач, особенно это касается жителей мегаполисов постоянно стоящих в «пробках”. Простота конструкции, высокая надежность, недорогое обслуживание и производство позволяет данному типу трансмиссии занимать лидирующее место в установке на автомобили.

Роботизированная трансмиссия. Такая коробка отличается от механической лишь в способе переключения передач — этим занимается электроника, а не водитель. Также эта коробка может работать в полуавтоматическом режиме, когда водитель переключает передачи вручную, с помощью селектора или под рулевых лепестков. К преимуществам “робота” можно отнести отсутствие необходимости переключать передачи вручную, а также невысокую стоимость в сравнении с АКПП. Что касается недостатков, они довольно серьёзные — отсутствие плавности хода, резкие рывки и задержки при переключении. Всё это влияет на комфорт водителя и его пассажиров. Производители таки нашли выход и разработали пре селективную КПП — с двумя сцеплениями, которая позволяет выбрать следующую передачу при включенной предыдущей. При использовании двойного сцепления, переключение передач стало занимать гораздо меньше времени.

Автоматическая КПП — очень популярный вид трансмиссии применяемый в современных автомобилях. Это очень сложная система, состоящая из множества компонентов и датчиков, а вместо сцепления здесь используется гидротрансформатор. АКПП, как и “робот”, переключает передачи без помощи водителя, а также имеет возможность переключения вручную. Плавность хода и отсутствие рывков при переключении является одним из её главных преимуществ. Но экономной эту коробку назвать нельзя, так ещё страдает и динамика автомобиля. Что касается стоимости её производства и ремонта, то она превосходит все другие виды трансмиссии в большую сторону.

В вариаторе передачи отсутствуют совсем. Передача крутящего момента от двигателя происходит благодаря цепи, либо ремню. Передаточное соотношение корректируется при изменении диаметра шкива. Использование вариатора в качестве трансмиссии позволяет увеличить ресурс двигателя, обеспечить плавность хода и отсутствие толчков во время движения. Из минусов можно отметить, что автомобиль с такой КПП медленно разгоняется, а обслуживание бесступенчатой трансмиссии обходится недёшево.


 

rokotbox.com

Типы и характеристики трансмиссий

 Современные автомобили: типы и характеристики трансмиссий.

Для тех, кто тем или иным образом связан с эксплуатацией автомобилей, в значительной степени интересна информация о существующих видах трансмиссий, сути их различий, особенностей, достоинств и недостатков. Не менее интересен вопрос о том, сколько же всего видов трансмиссий эксплуатируется в автомобильной промышленности, и почему какой-либо один из всех существующих – не может заменить остальные.

Для того чтобы получить ответ на эти вопросы, необходимо, прежде всего, разобраться с основной концепцией функциональности коробки передач.

Коробка передач (КП) – механизм, конструкционно размещенный между двигателем и колесами, основная функция которого – изменение крутящего момента ВВ (выходного вала) любого типа двигателя с целью создания наиболее оптимальных режимов его работы. Как правило, система шестерен, валов и муфт переключения, размещенных внутри полости специальной камеры, которая предотвращает попадание загрязняющих фрагментов на поверхность трущихся деталей, а так же способствует предотвращению потерь горюче-смазочных материалов, разбрызгивающихся внутри полости камеры. Изначально, этот механизм имел форму, близкую к правильному прямоугольнику, и именно поэтому, назывался «коробкой скоростей», однако, с введением технологических модернизаций, последствием которых явилось изменение скорости вращения ВВ и крутящего момента, передаваемого как рабочей части станка, так и машины, агрегат стал именоваться коробкой переключения передач (КПП).

Коробка передач – изменения от первых конструкций к современным модификациям.

Механические коробки передач относятся к категории основных агрегатов в автомобиле, прошедшие сложное развитие от самых простых двухступенчатых устройств, при помощи которых обеспечивалось движение вперед-назад, до конструктивно сложного механизма, при помощи которого режим движения осуществляется в наиболее оптимальном режиме. Длительный период в автомобилях использовались всего лишь три передачи (без учета заднего хода). Использование в конструкции автомобилей четырехступенчатых агрегатов было достаточно краткосрочным, поскольку они практически сразу подверглись модернизации, вследствие которой автоиндустрия перешла на пятискоростные КПП. В наше время на мировой авторынок выведены автомашины, оснащенные шестиступенчатыми КПП, но в эксклюзивных моделях мировых производителей можно встретить и семиступенчатые коробки.

Как правило, низшие уровни передач обеспечивают высокий показатель тягового усилия, что позволяет автомобилю плавно начать движение, преодолевать, без разгоняющего момента, достаточно высокие подъемы, а так же осуществлять движение по бездорожью, на плохом полотне дороги или по пересеченной местности. Режимы промежуточных передач позволяют начать автомобилю движение плавно, без рывков, до прямой передачи (как правило – 4-й скорости). Появление 5-й (а также – каждой последующей) передачи, дало возможность осуществлять движение по ровному полотну трассы на высоких скоростях, но, при этом, обороты двигателя остаются сравнительно небольшими, что позволяет значительно экономить используемое топливо, а так же повысить ресурс мотора.

Разделение по типам и основным характеристикам механических КПП.

Основным отличительным признаком механических КПП являет разделение по количеству валов.

Наиболее распространенные – трехвальные, имеют:

  • Ведомый (первичный) вал, который при включенной скорости соединен с маховиком двигателя;
  • Ведущий (вторичный) вал, в котором фланец соединен с карданной передачей;
  • Промежуточный (дополнительный) вал, связующий между собой первичный и вторичный, а так же изменяющий передаточное число в момент выбора водителем нужного режима движения.

Во многих конструкциях автомобилей, имеющих передний привод или предусматривающих заднее расположение двигателя, используются двухвальные КПП, в которых отсутствует промежуточный вал, вследствие чего в них исключена возможность включения режимов прямой передачи, при этом конструкционные возможности данного вида МКПП, предоставляют возможность создавать оптимальные режимы управления машиной.

Так же следует отметить, что механические КПП имеют различия в режимах переключения, которые разделяются на:

  • Несинхронизированный, в котором водителю необходимо осуществлять повышенный контроль над выполняемым переключением передач, поскольку при переходе на наиболее высокие передачи нужен двойной отжим, а при переходе на более низкие – выполнение перегазовки.
  • Синхронизированный, в котором специально установленные оригинальные синхронизаторы обеспечивают упрощенный режим эксплуатации, при котором переключение производится без перегазовок и двойных отжимов.

Безусловным достоинством механической КПП является ее конструктивная возможность к буксировке автомобиля любым способом:

  • Используя буксировочный трос;
  • Методом жесткой сцепки;
  • Посредством частичной погрузки на транспортер.

Кроме того, любая запчасть КПП может быть легко отремонтирована, поскольку и пары шестерен, и вал выходной демультипликатора, а так же вилки переключения и используемые синхронизаторы (как правило, на современных автомобилях это синхронизатор 1-й и 2-й передачи оригинал Артикул12JS160T-1701170 и синхронизатор 3-й и 4-й он же 5-й и 6-й передачи Артикул JS130T-1701180), заменяются очень легко.

Появление и модернизация автоматической КПП.

Следует признать, что синхронизаторы механической коробки передач обеспечивают удобный режим переключения скоростного режима автомобиля, но при этом нельзя отрицать, что такое управление требует повышенной концентрации внимания при выборе скоростей. Функциональные возможности автоматической трансмиссии избавляют автомобилистов от всех неудобств и моральных перегрузок, упрощая процесс управления автотранспортом.

Изучение планетарных трансмиссий и эксперименты с ними начались достаточно давно, и впервые были опробованы на популярной модели Ford-T, однако, полноценная версия работающей автоматизированной трансмиссии, в которой предельно минимизировано участие водителя, была создана компанией General Motors. Коробка была оснащена четырьмя передачами и в ее системе автоматизированного переключения предусмотрено использование гидромуфты, которая, в свою очередь, со временем эволюционировала в новую форму – гидротрансформатор, в котором реактор обеспечивал переключение в наиболее плавных и эффективных режимах.

Современный гидротрансформатор.

В классической версии АКПП современного автомобиля гидромуфта вытеснена гидротрансформатором, в котором, наряду с турбинным и насосным колесами, имеется ротор, чаще обозначаемый – реактором.

Заполняющее гидромуфту масло, обеспечивает через планетарный механизм трансмиссии, плавный процесс трансформации крутящего момента, который исходит от двигателя. При этом величина крутящего момента, изменяемая автоматически (в зависимости от дорожных условий и скорости автомобиля), обеспечивает плавную смену режимов движения при щадящих нагрузках на трансмиссию. Насосное колесо в АКПП приводится во вращение коленвалом двигателя, а турбинное – связано с ведущим валом КП. Крутящий момент, равномерно распределенный по лопастям колеса турбинного, передается на ведущие колеса машины.

Несомненным преимуществом АКПП с гидротрансформатором, является комфортность в управлении, а так же максимальная надежность (относительно иных видов коробок, не предусматривающих необходимость ручного переключения режимов передач).

В то же время нельзя отрицать и наличие некоторых недостатков:

  • автомобиль, на котором установлена АКПП имеет более высокий показатель расхода топлива по сравнению с МКПП;
  • машина с АКПП может подвергаться буксировке только в исключительных случаях, при строжайшем соблюдении всех необходимых предосторожностей, и на очень короткие расстояния. В данном случае – наиболее оптимальными являются услуги эвакуатора.

АКПП секвентального типа

По принципу работы секвентальные АКПП не имеют существенных отличий от простых механически передач, которые в этом типе агрегатов переключаются автоматически, посредством специальной гидромеханической системы. Поскольку при секвентальных АКПП управление осуществляется электронной системой машины, не требуется наличие педали сцепления. Секвентальность (иными словами – последовательность, англ.) означает строгую очередность переключения передач: пошаговый переход от низшей к – высшей, и наоборот, что предполагает переключение вперед-назад только при прохождение каждой ступени передачи строго по порядку, что крайне удобно на автомобилях спортивного класса, в условиях критического дефицита времени на принятие решения.

Нашли свое применение секвентальные КПП и на механизмах тракторного типа, поскольку на большинстве из них используется множество передач с широким диапазоном изменений крутящего момента.

Роботизированные КПП

   

Техническое устройство и принципы действия роботизированной КП в большой степени совпадают с техническими характеристиками стандартной механической трансмиссии. Она имеет те же три вида основных валов (ведомый, ведущий, промежуточный), идентичные шестерни, а так же передаточные числа. Термином «Робот» принято обозначать управляющие всем процессом в ходе эксплуатации специальные приспособления – «сервоприводы» и «актуаторы», которые в необходимый момент производят соединение и разъединение коробки с маховиком мотора, а так же вводят-выводят из соединительного зацепления шестерни вала. Управление этим процессов осуществляется специальным электроблоком, передающим управляющую команду на электродвигатель, который оснащен редуктором, а в некоторых случаях – на устройство с гидроприводом.

При оснащении автомобиля роботизированной КП водитель может осуществлять управление транспортным средством в автоматическом режиме, доверив контроль над ситуацией компьютеру, либо использовать для переключения передачи рычаг или лепестковый селектор, который находится вод рулем автомобиля.

К недостаткам роботизированной коробки передач можно отнести:

  • невозможность при езде в сложных условиях, плавного управления сцеплением, поскольку при частом переключении передач чувствуется дискомфорт;
  • длительное размыкание ведомого и ведущего дисков, дают ощущение небольших временных провалов, при переходе с одной передачи, на другую, в результате чего зачастую нарушается приемистость двигателя и происходит некоторое снижение скорости машины.

Роботизированные КПП, оснащенные двойным сцеплением.

Эта модификация роботизированной КП была создана для решения выше перечисленных проблем, что стало возможным благодаря установке сдвоенной структуры сцепления. Использование этой конструкции привело к значительному повышению интеллектуальных возможностей агрегата, что выразилось в возможности предупреждающего выбора следующего режима скорости, и включения его заранее, наряду с еще работающей передачей. Кроме того, этот вид КА отличается не только наличием двух сцеплений, но и конструктивным использованием двух первичных валов. В такой модификации, в тот момент, когда первая из передач уже ведет передачу крутящего момента на ведущий вал, вторая – ожидает своей очереди в полной готовности, включенная через 2-ой первичный вал, будучи еще разъединенной со своим ведущим валом. При таком взаимодействии время перехода с позиции одной передачи на другую, заметно сокращается, маневренность автомобиля становится более предсказуемой, а управление им более комфортным.

Как правило, роботизированные агрегаты трансмиссии этого типа выпускаются в шестиступенчатой модификации.

Следует отметить, что скорость перехода с одного режима передачи на другой в роботизированных коробках преселективного агрегата практически молниеносна, а управление им – максимально комфортно.

Вариатор

Как агрегат автоматической трансмиссии, вариатор имеет существенные преимущества:

  1. В его конструкции не предусмотрено наличие излишних шестерен и валов, в связи с чем, нет необходимости для изменения крутящего момента на определенное значение, систематически отключать двигатель от трансмиссии.
  2. У него нет явно выраженных ступеней передач, определенных каким либо фиксированным передаточным числом.
  3. Крутящий момент, переданный вариатором на ведущий вал, постоянно меняется, в зависимости от того, каким образом расположен клиновый ремень по отношению к конусообразным шкивам.
  4. Мягкий и плавный ход трансмиссии, оснащенной вариатором, практически идеален.

Учитывая это, можно с уверенностью говорить о том, что вариаторы – несомненно, являются революционной конструкцией, за которыми – будущее автомобилестроения, хотя пока они могли справляться только с мощностью небольших автомобилей.

Типтроник. Истинное значение термина.

Термин «Типтроник», появившийся в обиходе автолюбителей, достаточно не нов, хотя многие, не зная его точного значение, применяют его как одно из названий коробки передач. Это ошибочное мнение, поскольку прямое значение этого термина относится не к самой коробке, а к ее функциональной возможности, которая возникает вследствие установки в ее конструкцию дополнительного устройства.

Использование в автомобиле стандартизированной формы автоматизированной коробки передач, не дает возможности осуществлять полноценный контроль над некоторыми динамическими параметрами. К примеру – при этом не возможно форсированное ускорение, торможение двигателем, или же принудительный переход на режим пониженной передачи. В этом случае, функция «типтроник», при помощи которой решаются эти проблемы, обеспечивается связанной с электроблоком управления системой вспомогательной регулировки скоростей, при помощи рычага селектора.

Безусловно, это устройство может быть признано универсальным, и его использование целесообразно как в классических автоматических трансмиссиях, так и в роботизированных модификациях коробок передач, и даже в вариаторах.

Инновационные разработки современных трансмиссий.

Бессмысленно спорить о личностных приоритетах в управлении автомобилями. Для кого-то управление автомобилем в механическом режиме, чувствуя даже небольшие изменения в его поведении и исправляя их посредством переключения передач вручную – более привычно, кто-то отдаст предпочтение автомату, вариатору или роботу, упрощающим процесс вождения и значительно сокращающим время обучения управления автомобилем, но в то же время, необходимо понимать, что мировое автомобилестроение все больше уделяет внимание постоянно внедряемым инновациям, которые ведутся в сфере автоматических трансмиссий, все больше внедряя в новые модели, выпускаемые на рынок, новые, прогрессивные решения, упрощающие управление автомобилем и повышающие безопасность находящихся в нем людей.

Нельзя отрицать, что внедрение в конструкцию автомобиля инновационных трансмиссий с программируемым управлением, ведут к существенному удорожанию стоимости автомобиля, но при этом следует помнить, что это один из ключевых агрегатов, обеспечивающих высокую комфортность и безопасность автомобиля. Уже сегодня эксперты мирового рынка в области автомобилестроения с уверенностью заявляют о полномасштабном внедрении в современные конструкции выпускаемых машин автоматических и роботизированных трансмиссий, за которыми, по их мнению, будущее данной отрасли.

Ведущими автомобильными корпорация и концернами мира, усиленными темпами, помимо трансмиссий с двойным сцеплением, ведутся разработки по созданию более совершенных агрегатов, а также исследования по расширению возможностей применения вариаторов.

Подведем итоги

Учитывая выше изложенный анализ КПП, выбирая в автосалоне автомобиль, который вы хотели бы приобрести, будьте предельно внимательны. Не всегда менеджеры по продажам правильно формулируют название агрегата, установленного в автомобиле, заведомо лукавя, обозначая его конструктивные особенности. Именно поэтому, целесообразно лично убедиться в том, какой вид трансмиссии установлен на машине – АКПП, коробка-робот или вариатор. Помните, что эти конструкции различаются не только в комфортности управления, но и имеют существенные отличия при движении в условиях загруженности дорог, гарантийном ремонте, ценах на запчасти и обслуживание, которые для вариаторов и роботов значительно выше, нежели для АКПП.

euro-gearbox.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о