Назначение и основные типы трансмиссий

Трансмиссия предназначена для пере­дачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче крутящего момента происхо­дит его изменение и распределение ме­жду ведущими колесами. Изменение крутящего момента в трансмиссии мож­но оценивать ее передаточным числом, равным отношению частот вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес, если не учитывать потери энер­гии в трансмиссии.

Разделив крутящий момент, подве­денный к ведущим колесам, на радиус колес, получим силу тяги, т. е. силу, обеспечивающую движение автомобиля в результате взаимодействия колес с до­рогой. Сила тяги затрачивается на пре­одоление сил сопротивления движению: силы сопротивления качению колес, силы сопротивления воздуха, силы со­противления подъему и силы сопроти­вления разгону. Сумма сил сопротивле­ния движению может меняться в широ­ких пределах в зависимости от условий движения. Соответственно должна из­меняться сила тяги на ведущих колесах, главным образом вследствие изменения крутящего момента в трансмиссии. Си­ла тяги ограничивается сцеплением ве­дущих колес с дорогой. Максимальная сила тяги равна произведению коэффи­циента сцепления колеса с дорогой на сцепной вес, т. е. на часть веса автомо­биля, приходящуюся на ведущие колеса. Наибольшая сила тяги может быть реа­лизована при наличии на автомобиле привода ко всем колесам. Для движения по дорогам с твердым покрытием до­статочно двух ведущих колес.

Трансмиссии по характеру связи ме­жду двигателем и ведущими колесами разделяют на механические, ги­дрообъемные, электрические и комбини­рованные (гидромеханические, электро­механические).

Наибольшее распространение на со­временных автомобилях получили меха­нические трансмиссии, которые могут быть выполнены по различным схемам в зависимости от назначения автомоби­ля, расположения на нем двигателя и ведущих колес. Для оценки трансмис­сии и для характеристики автомобиля применяют колесную формулу, где первая цифра означает число всех колес автомобиля, а вторая – число ведущих колес, например 4х2.

Механические трансмиссии. Для авто­мобилей с колесной формулой 4x2 наиболее часто применяется схема с передним размещением двигателя, за­дними ведущими колесами и с цен­тральным относительно продольной оси расположением основных частей трансмиссии (ВАЗ-2105 «Жигули», ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, МАЗ-5335 и др.). Крутящий момент от двигателя через сцепление передает­ся к коробке передач. В коробке передач крутящий момент изменяется в соответствии с включен­ной передачей. Водитель вы­бирает передачу в зависимости от усло­вий движения. Сцепление и коробка передач обычно конструктивно объеди­нены в один блок с двигателем, образуя силовой агрегат. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу передается к глав­ной передаче, в которой он увеличи­вается, и далее через дифференциал и полуоси подводится к ведущим ко­лесам. Дифференциал распределяет мо­мент между правым и левым колесами. Главная передача, дифференциал и полуоси, размещенные в общем картере, составляют ведущий мост.

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4x2 часто выполняют по другой схе­ме: с расположением двигателя, сцепле­ния и коробки передач непосредственно у ведущего моста: задние ведущие коле­са и двигатель сзади, как у автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» или передние ведущие колеса и двигатель впереди, как у автомобиля ВАЗ-2108. При такой схеме трансмиссии не нужна карданная передача между коробкой передач и веду­щим мостом. Привод ведущих колес осуществляется не полуосями, а кар­данными передачами. В приводе к веду­щим управляемым колесам устанавливают карданные шарниры равных угловых скоростей.

Механическая трансмиссия автомобиля 4x4 по сравнению с трансмиссией автомобиля 4х2 дополнительно включает раз­даточную коробку, от которой крутя­щий момент подводится как к передне­му, так и к заднему ведущим мостам отдельными карданными передачами. Передний ведущий мост кроме главной передачи, дифференциала и полуосей в приводе колес имеет карданные шар­ниры, которые обеспечивают возмож­ность подведения крутящего момента к передним ведущим управляемым ко­лесам. Иногда в раздаточных коробках устанавливают межосевой дифферен­циал, распределяющий кру­тящий момент между ведущими моста­ми в определенной пропорции.

В механических трансмиссиях трех­осных автомобилей крутящий момент к промежуточному и заднему ведущим мостам может подводиться одним об­щим валом или раздельно двумя валами. В первом слу­чае главная передача промежуточного моста имеет проходной ведущий вал. В раздаточных коробках трехосных ав­томобилей со всеми ведущими колеса­ми предусмотрено устройство для вы­ключения привода переднего моста или установлен межосевой дифференциал, распреде­ляющий крутящий момент в определен­ной пропорции между передним и дву­мя другими ведущими мостами. При раздельном приводе промежуточного и заднего мостов раздаточная коробка может иметь межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент ме­жду этими двумя мостами.

У автомобилей с колесной формулой 8x8 при необходимости увеличения базы (расстояния между крайними ося­ми) применяют обычно потележечное расположение ведущих мостов, т. е. сближают первый мост со вторым и третий с четвертым. Управляемыми выполняют колеса двух передних мо­стов. При этом необходимы три разда­точных коробки с дифференциалами.