В трансмиссии переднеприводного автомобиля крутящий момент передается в следующей последовательности

Дифференциал: распределяем крутящий момент

В конструкции трансмиссии любого автомобиля обязательно присутствует такой составной узел как дифференциал авто. Этот элемент очень важен и выполняет ряд функций, без которых передвижение на авто и его управление было бы очень затруднительным.

Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от ДВС на колеса ведущей оси. Но поскольку условия передвижения могут быть самыми различными, необходимо обеспечить распределение подающегося вращения по колесным осям. То есть, нужно сделать так, чтобы колеса приводной оси могли крутиться с разными скоростями.

Если бы приводные колеса были связаны между собой жестко (объединены одной осью), то при определенных условиях возникала бы пробуксовка. Так, при вхождении в поворот колеса перемещаются по разным радиусам, что сказывается на пути, который каждое из них должно пройти. Колесо, перемещающееся по внутреннему радиусу, должно преодолеть значительно меньшее расстояние, чем-то, что идет по внешнему. Жесткая связка колес приведет к тому, что внутреннее колесо будет просто пробуксовывать, поскольку его скорость вращения больше, чем нужна для преодоления пути. А это в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки на элементы трансмиссии, ухудшает управляемость, приводит к интенсивному износу шин.

Устранить этот негативный фактор и позволяет дифференциал. Этот узел обеспечивает передачу момента по полуосям, а также крутиться им с различной угловой скоростью.

Принцип работы

Для примера рассмотрим принцип работы самого распространенного типа дифференциала – конического. Состоит такой узел из корпуса, шестеренок, закрепленных на полуосях, а также сателлитов.

устройство дифференциала

Устройство симметричного конического дифференциала

Компоновка дифференциала такая – корпус зафиксирован на ведомом шестеренчатом колесе главной передачи. Внутри него на жестко закрепленных осях расположены сателлиты. Полуоси, передающие вращение на колеса, своими концами заходят в корпус. Полуосевые шестеренки имеют постоянное зацепление с шестернями-сателлитами. В общем, все достаточно просто.

Сателлиты имеют две степени движения. Они зафиксированы на осях в корпусе, поэтому и вращаются вместе с ведомым шестеренчатым колесом главной передачи. Также они могут крутиться и вокруг своей оси.

При прямолинейном передвижении колеса ведущей оси испытывают одинаковое сопротивление, поэтому момент делится по полуосям равномерно. Сателлиты в этом случае вращаются лишь с корпусом, а относительно своих осей они неподвижны.

При вхождении в поворот, колесо, движущееся по внутренней стороне, испытывает повышенное сопротивление, по сравнению с внешним. Поскольку жесткой связи между ними нет, то из-за возникшего сопротивления внутреннее колесо замедляется и возникает разница в угловых скоростях на полуосях. Это приводит к тому, что сателлиты начинают крутиться на осях, передавая больший момент на полуось колеса, движущегося по внешней стороне. То есть, благодаря дифференциалу замедление одного колеса приводит к ускорению второго.

Но в функционировании дифференциала есть один существенный недостаток – при потере сопротивления на одном колесе узел весь крутящий момент подаст на него. В результате, при вывешивании одного из ведущих колес или его попадании на скользкий участок, все вращение пойдет на него, второе же колесо остановиться – автомобиль окажется обездвиженным. Для борьбы с этим негативным качеством используются блокировки, которые предотвращают подачу всего крутящего момента только на одну полуось.

Виды узлов

Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:

  1. Место расположения
  2. Соотношение моментов при распределении
  3. Конструкция
  4. Наличие блокировки

Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.

Места установки

На легковых авто с одной ведущей осью применяется только один дифференциал. В заднеприводных моделях он располагается в ведущем мосту (там, где установлена главная передача). В переднеприводных же моделях этот узел входит в конструкцию КПП.

дифференциал в коробке передач

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

Поскольку дифференциалы на легковых авто обеспечивают распределение крутящего момента между колесами, то они получили название межколесных.

В полноприводных моделях, в которых ведущими являются обе оси, используется два межколесных дифференциала, по одному на каждый ведущий мост.

Отметим, что в полноприводных моделях есть еще одно место распределения крутящего момента – раздаточная коробка, которая подает вращение на обе оси. И здесь также требуется разделение момента, но в этом случае – между мостами, поэтому в конструкции раздатки также применяется дифференциал, называющийся межосевым.

схема расположения дифференциалов в разных типах привода

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

На многоосных грузовиках с несколькими ведущими осями есть еще одно место установки дифференциала – между группой приводных мостов. Этот узел носит название центрального.

Распределение моментов

Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.

Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.

Конструктивное исполнение

Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:

  1. Конический
  2. Цилиндрический
  3. Червячный
  4. Кулачковый

виды дифференциалов

Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.

Виды блокировки

Как уже отмечено, в дифференциалах есть один серьезный недостаток. И решается он использованием специального механизма – блокировки.

По этому критерию узлы делятся на свободные, самоблокирующиеся и с принудительной блокировкой. Узлы свободного типа не имеют в конструкции какой-либо блокировки, поэтому при создании условий негативное качество сразу же проявляется. Такие узлы обычно используются на легковых авто, предназначенных для использования в городских условиях.

В самоблокирующихся узлах дополнительные элементы в конструкции дифференциала при возникновении ситуации, когда весь момент перебрасывается на одно колесо, замедляют вращение полуоси, тем самым направляя часть вращения на другое колесо. Самым распространенным способом обеспечить самоблокировку, является установка фрикционов. Отметим, что червячные дифференциалы не требуют установки дополнительных узлов, поскольку в червячной передаче присутствует эффект самоторможения, поэтому узлы этого типа сами по себе являются самоблокирующимся.

Читайте также  Ваз 21213 какое масло для трансмиссии

При принудительной блокировке осуществляется жесткое соединение одной из полуосей с корпусом дифференциала, поэтому при задействовании механизма дифференциал полностью прекращает свою работу, и функционирование ведущего моста осуществляется так, как будто колеса соединены между собой жестко одной осью.

Активный дифференциал

Все перечисленные виды дифференциалов работают полностью самостоятельно и вполне справляются с поставленной задачей. Но конструкторам показалось этого мало, поэтому ими был придуман и создан так называемый активный дифференциал.

В обычных узлах распределение вращения делается пропорционально. То есть, замедление одного колеса приводит к пропорциональному возрастанию вращения на втором. Активный же дифференциал позволяет подкорректировать эти пропорции.

Суть его такова – если при прохождении поворота на наружном колесе сделать скорость вращения больше, чем это обеспечивает дифференциал, то возникает эффект подруливания. За счет этого колесо, идущее по внешнему радиусу, «доворачивает» авто, позволяя ему лучше войти в поворот.

А реализовано это путем установки дополнительных планетарных редукторов на полуоси. Причем эти редукторы срабатывают только в определенные моменты, и для этого дополнительные узлы оснастили муфтами с электроприводом.

принцип работы активного дифференциала

Принцип работы активного дифференциала

Суть работы активного дифференциала такова – при вхождении в поворот, на полуоси внешнего колеса срабатывает муфта, включая редуктор. Дополнительная передача обеспечивает повышение скорости вращения полуоси, а соответственно и колеса, и оно начинает «подруливать».

Как видно дифференциалы очень разнообразны, и автопроизводители не останавливаются на достигнутом. От модели к модели повышаются их возможности и пределы, скорость работы постоянно возрастает. В конечном счете это может отразиться на надежности в любую из сторон, но безусловно наш комфорт и безопасность возрастает.

Переднеприводные автомобили

Первые переднеприводные автомобили появились в начале прошлого века. Передний привод подразумевает конструкцию трансмиссии, в которой крутящий момент направлен на передние колеса. Первым автомобилем похожей конструкции стал Cord L29, созданный американской компанией Auburn Automobile в 1929 году. Эти модели были известны благодаря использованию инноваций и элегантному дизайну. Широкую популярность данная компоновка обрела в Штатах лишь в 80-х годах прошлого века.

Что лучше, задний или передний привод?

С давних пор не прекращается спор автолюбителей о том, какой же привод лучше. Как правило, почитателей переднего привода оказывается больше. Тем не менее серьезным аргументом в пользу заднего привода является то, что он используется в транспортных средствах известных брендов, таких как Mercedes, BMW, Porsche и даже Rolls Royce. Как привод влияет на характеристики автомобиля в эксплуатации? И какой привод лучше выбрать? Сейчас мы попробуем дать ответ на эти вопросы! В чем же разница?

Передний привод

Благодаря своим конструкционным особенностям переднеприводные автомобили имеют ряд преимуществ перед своими заднеприводными конкурентами.

Авто с передним приводом более экономичны заднеприводных. А также имеют более высокий коэффициент полезности двигателя, так как крутящий момент происходит с потерей меньшего количества энергии.

К явным преимуществам данного типа конструкции можно отнести высокую курсовую устойчивость на прямолинейной траектории.

Задний привод

Автомобили, у которых вращательный момент, создаваемый двигателем, приходится на задние колеса, называются заднеприводными. Это самый первый тип привода в истории, а также один из самых распространенных в мире.

Рассмотрим его преимущества и недостатки:

Несмотря на то, что заднеприводные автомобили тяжелее, вес у них распределен более гармонично, что существенно влияет на маневренность и управляемость. Заносы задней части более прогнозируемы, поэтому многие водители в сложных ситуациях справляются с этим неприятным явлением (можно сказать, рефлекторно).

Благодаря тому, что КПП в машинах с задним приводом устанавливается на более мягких опорах, в салоне практически не чувствуется вибрация от работающего двигателя.

У автомобилей с данным видом привода пробуксовка с места значительно меньше. К тому же они эффективнее преодолевают препятствия с крутым наклоном (если даже дорога скользкая). Но при спуске вероятность заноса задней части выше, чем у конкурентов.

Плюсы и минусы переднеприводных автомобилей

Плюсы и минусы переднеприводных автомобилей

Плюсы:

  • Лучшее сцепление с дорогой за счет двигателя, который располагается в передней части автомобиля.
  • Компактность, что является неоспоримым преимуществом в городских условиях.
  • При повороте ведущие колеса смотрят четко в сторону поворота. Это является значительным плюсом при парковке.
  • В связи с отсутствием карданного вала увеличивается внутреннее пространство.
  • Относительная дешевизна авто и его обслуживания.
  • При разгоне снижается эффективность управления и увеличивается вероятность пробуксовки. Это связано с тем, что передняя часть авто приподнимается.
  • Возможен снос передней оси, который не контролируется. Эту неприятность сложно устранить (в особенности новичку).
  • В салоне весьма ощутимы вибрации двигателя.
  • Большой радиус разворота.

Что лучше, задний или передний привод?

Приведенная информация поможет Вам определиться с выбором будущего автомобиля, который будет отвечать Вашим требованиям. А если Вы все еще испытываете трудности – напишите нашим специалистам. Консультанты ГК FAVORIT MOTORS имеют большой опыт в сфере автопродаж и подберут Вам машину Вашей мечты.

Как работает передний привод: преимущества и недостатки

Можно проездить на машине несколько лет и не знать, какой привод она имеет: передний или задний. Но это нетипично для нашей страны, поэтому владельцу полезно разбираться, скажем, как работает передний привод его машины.

Серию статей о преимуществах и недостатках различных типов приводов мы начнем с переднеприводной схемы. Она не была первой из общераспространенных, но уже лет сорок как стала наиболее массовой в мире, оттеснив на второй план задний привод.

Для потребителя важное преимущество переднего привода в том, что силовой агрегат помещен под капотом, а остальное пространство кузова отдано для людей и багажа

О том, как устроен передний привод автомобиля, мы расскажем в конце статьи. Итак, что значат для водителя передние колеса, которые двигают его машину вперед?

Преимущества переднего привода

  • Более уверенное поведение авто на скользкой дороге, в грязи и в снегу
  • Больше пространства в ногах в передней части салона
  • Низкий и ровный пол багажника
  • Относительно короткий капот, который улучшает обзор дороги

Отметим, что передний привод конструкторы создавали не столько для удобства потребителей, сколько для удешевления конструкции при массовом производстве. Ведь двигатель и вся трансмиссия в одном блоке – это гораздо удобнее при сборке машины на конвейере, чем растянутая на длину всего кузова цепочка двигатель – коробка передач – карданный вал – ведущий мост. Но владельцу машины это безразлично.

Передний привод применяется на моделях низшего и среднего ценового сегмента

Недостатки переднего привода

Понятно, что передний привод имеет и свои недостатки, как с точки зрения производителя, так и потребителя.

  • Более дорогой ремонт трансмиссии
  • Наличие таких дорогих узлов, как ШРУС (4 шт.)
  • Наличие таких уязвимых деталей, как пыльники ШРУСов
  • Потребность в эластичных элементах выхлопной системы – «гофрах», которые довольно часто выходят из строя.

В то время, как автовладелец из-за переднего привода имеет дополнительные хлопоты, есть и дополнительные сложности технического плана, которые не позволяют существенно снизить цену переднеприводной машины по сравнению с заднеприводной. Так, с технической точки зрения, переднеприводный автомобиль требует такого дорогого и сложного узла, как шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Есть определенные ограничения по габаритам двигателя, требует тщательности работа по распределению масс по длине автомобиля.

Распространению переднего привода способствовало массовое производство ШРУСов – шарниров, которые передают крутящий момент на управляемые колеса без рывков. Но они дорогие и требуют внимания в эксплуатации

Как работает передний привод

При переднеприводной компоновке весь силовой агрегат – двигатель с коробкой передач и сцеплением – размещены спереди, под капотом. Также здесь помещена главная передача и силовые передачи на колеса. С одной стороны, это хорошо, потому что загружает ведущие колеса и снижает вероятность буксования на скользкой поверхности, а с другой – перегружает переднюю ось.

Читайте также  Замена масел в трансмиссии хонда срв 3

То есть крутящий момент двигателя, не оставляя подкапотного пространства, передается через сцепление на коробку передач, здесь же идет на главную передачу и затем два трансмиссионных вала отправляют мощность на передние колеса. По сравнению с классическим задним приводом, нет необходимости обустраивать отдельное размещение коробки передач под кузовом, крепить там же опоры кардана, усиливать кузов в месте крепления ведущего заднего моста – тяжелого, с соответствующими реактивными моментами.

При переднеприводной компоновке двигатель вместе с трансмиссией размещается на передней оси. Чаще всего мотор с коробкой стоит поперечно между передних колес

Но самая главная техническая проблема, которую приходится решать конструкторам переднеприводных машин – это передача крутящего момента на управляемые колеса, которые могут поворачиваться влево-вправо. Обычные карданные шарниры для этого не очень годятся, а ШРУСы, передающие момент без рывков, стоят в разы дороже. На сегодня промышленность научилась производить качественные и долговечные ШРУСы, но необходимость постоянно контролировать целостность их резиновых чехлов никуда не делась.

Рекомендация Авто24

Ситуация на рынке новых машин такова, что небогатый потребитель практически не имеет возможности выбирать авто по типу привода: раздел передний/задний четко проходит по сегментам рынка. Массовые и более дешевые модели имеют ведущий “передок”, престижные и премиальные авто – задний или полный. Однако для покупателя подержанных машин такая возможность есть, хотя при покупке б/у делать выбор придется с учетом не только ходовых качеств, но и особенностей ремонта.

Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки

Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей. Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей.

Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки

При покупке автомобиля у автолюбителя часто возникает вопрос: стоит ли останавливать выбор на авто с передним приводом? Для того, чтобы принять решение, стоит разобраться, какими недостатками и достоинствами обладают автомобили данного типа и какие производители и по каким причинам отдают предпочтение производству таких машин.

Немного истории

Немного истории

Первые автомобили были заднеприводные. Это обусловлено тем, что для примитивных (с современной точки зрения) автомобилей, с которых начиналось производство, задний привод был дешевле в реализации, надёжнее при использовании, экономичнее в плане потребления топлива и неприхотливее в различных условиях езды.

В историю автомобилестроения также вписан один из первый переднеприводных автомобилей Сord L29, изготовленный в 1929 году в Штатах компанией Auburn Automobile. Но даже при всей своей известности, завоёванной преимущественно благодаря элегантному дизайну, на тот момент этот автомобиль по своей популярности всё равно уступал машинам заднеприводного типа.

Постепенно конструкция дорабатывалась и совершенствовалась. На сегодняшний день автомобили с ведущими передними колёсами выпускаются практически любым крупным производителем автомобильной техники. Более того, в современном автомобилестроении переднеприводные автомобили более распространены, чем машины других типов трансмиссионной конструкции.

Устройство трансмиссии переднеприводного типа

Устройство трансмиссии переднеприводного типа

В автомобиле с передним приводом главное отличие заключается в дифференциале, который находится в коробке передач вместе с главной передачей. С его помощью происходит передача, изменение и распределение крутящего момента, а также обеспечение вращения колёс с различными угловыми скоростями.

Очевидно, что описанную выше конструкцию никак нельзя назвать примитивной. Значит ли это, что передний привод более технологичен, чем заднеприводная конструкция?

Ни в коем случае. Говоря о современных моделях автомобилей, нельзя классифицировать заднеприводные модели как более примитивные — они, подобно переднеприводным, имеют сложную подвеску многорычажного типа, которая ни в какое сравнение не идёт с теми конструкциями, с которых начиналось производство. Поэтому, сравнивая заднеприводные и переднеприводные модели, было бы в корне неверным указывать на примитивность одних и высокую технологичность других.

Наиболее верным углом зрения на данный вопрос, пожалуй, будет понимание неоднозначности выбора. Для того, чтобы ответить, хорош или плох автомобиль с переднеприводным типом трансмиссии, следует понимать, какие задачи ставятся перед машиной, в каких условиях она будет эксплуатироваться.

Преимущества переднеприводных автомобилей

Преимущества переднеприводных автомобилей

Говоря о моделях с передним приводом, прежде всего следует отметить тот факт, что на сегодняшний день свыше 70% всех автопроизводителей специализируются именно на выпуске моделей с переднеприводным типом трансмиссии. Это не случайно: переднеприводные модели в производстве обходятся существенно дешевле, чем заднеприводные или полноприводные авто.

Более того, такая конструкция содержит меньше элементов, а чем меньше конструктивных узлов в механизме, тем проще технологический процесс его сборки и тем выше его надёжность при эксплуатации.

Если же говорить о достоинствах переднеприводных автомобилей с точки зрения не производителя, а потребителя, здесь прежде всего обращают на себя внимание следующие моменты:

    Модели машин с передним приводом, как правило, отличаются компактностью и лёгкостью. Это делает данную конструкцию очень привлекательной для малолитражных решений, которые сейчас так востребованы в городских условиях.

Все перечисленные выше моменты действительно делают переднеприводной автомобиль очень привлекательным, ведь он решает целый ряд проблем, которые сопровождают машину в условиях густонаселённого города с напряжённым автомобильным трафиком:

    дефицит парковочных площадей;

Недостатки переднего привода

Недостатки переднего привода

Если бы переднеприводная конструкция имела бы только плюсы, заднеприводные модели уже давно заняли своё место в музеях и на страницах истории автомобилестроения. В реальности же на автомобильном рынке присутствуют автомобили обоих типов.

Следовательно, нужно упомянуть и о недостатках переднеприводной трансмиссии:

    Передний привод делает автомобиль недостаточно поворачиваемым. Чем длиннее база модели, тем сложнее «вписать» её в малый радиус поворота.

К сожалению, в случае переднеприводной модели об этом идеале приходится забыть: здесь потребуется дать большую нагрузку на передние колёса, чтобы увеличить их сцепление с дорожным покрытием. Кстати говоря, именно эта особенность стала причиной того, что грузовые модели с переднеприводным типом трансмиссии не получили широкого распространения: никакая дешевизна производства не смогла оправдать малой грузоподъёмности и плохой управляемости переднеприводных грузовиков.

С такой проблемой может не справиться даже опытный водитель, поэтому высокие скорости и прочие лихачества на переднеприводном автомобиле в условиях скользкой дороги чреваты очень плохими последствиями.

Особенности управления переднеприводным автомобилем

Особенности управления переднеприводным автомобилем

Завершая перечень достоинств и недостатков переднеприводной конструкции, следует также упомянуть об основных моментах, важных при управлении данной трансмиссионной модели.

Прежде всего, системы стабилизации хорошо работают против заноса автомобиля. Со сносом такие системы не справляются. Если снос возник, справиться с ним можно при помощи заноса колёс задней оси. Вызвать такой занос на переднеприводной машине можно следующим способом:

    на малых скоростях без ослабления педали газа следует на коротким момент нажать на тормоз, поворачивая руль в сторону нужного движения;

Если машину закрутило, педали тормоза и сцепления следует выжать до упора. А вот если при этом резко сбросить скорость, вращение не прекратится, а при попадании на скользкий участок дороги усилится.

Подводя итоги, можно увидеть, что выбор переднеприводных моделей авто будет оправдан в том случае, если машину планируется использовать в городских условиях, где нет нужды в гонках и экстремальной езде по пересечённой местности, но зато остро чувствуется дефицит пространства, а также хотелось бы немного сэкономить на топливе.

Видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей:

Как заставить колеса вращаться: механическая коробка передач

На пути перехода от экипажей на конной тяге к автомобилю с двигателем внутреннего сгорания конструкторы сталкивались со множеством проблем, которые требовали решения. Одной из них стала необходимость совместить диапазоны оборотов мотора и колес. Интервал рабочих оборотов двигателя от 800 до примерно 8000 об/мин. Частота вращения колес до 1500 об/мин. Без введения промежуточного звена такую задачу не решить. В результате работы над решением вопроса совместимости частоты вращения появилась механическая КПП (коробка перемены передач). В России ее впервые применил И.П. Кулибин на своей «самокатной тележке» в конце XVIII в. Несмотря на появление впоследствии более удобных автоматических КПП, механическая коробка передач используется в автомобилях и поныне.

Читайте также  Какое масло заливать в трансмиссию тойота королла

Преимущества и недостатки механической КПП

Коробки передач подразделяются виды: ступенчатые и бесступенчатые. Механическая относится к первому виду. По сравнению с остальными старая добрая «механика» обладает рядом достоинств:

  • простота конструкции;
  • надежность;
  • ремонтопригодность;
  • самая маленькая потеря мощности при передаче от двигателя к колесам;
  • высокая скорость переключения;
  • невысокая стоимость изготовления.

Благодаря этим качествам механическая КПП остается до сих пор в строю. К недостаткам можно отнести:

  • необходимость обладания специфическим навыком управления (плавный выжим сцепления);
  • высокая утомляемость водителя при большом количестве циклов трогание-остановка.

Сцепление

Механизм сцепления обязательно входит в устройство всех МКПП. Служит он для прерывания потока мощности от двигателя к коробке передач. Это необходимо сделать для того, чтобы скорости вращения шестерен можно было уравнять при переключении.

В большинстве автомобилей используется сухое однодисковое фрикционное сцепление. Его составные части:

    картер сцепления;
  • корзина сцепления с диафрагменной пружиной (она же ведущий диск);
  • ведомый диск сцепления;
  • выжимной подшипник;
  • вилка выключения сцепления;
  • привод выключения (гидравлический или тросовый);
  • педаль выключения.

Принцип работы сцепления: в обычном состоянии оно замкнуто, ведущий и ведомый диски плотно прилегают друг к другу. Размыкает его водитель, нажимая соответствующую педаль. Далее посредством гидравлического или тросового привода воздействие передается на вилку выключения сцепления, которая через выжимной подшипник отодвигает ведомый диск от ведущего, и двигатель с МКПП оказываются разобщенными.

Устройство МКПП

Величина крутящего момента, передаваемого от двигателя приводному валу, должна соответствовать условиям движения. Для ее изменения и служит механическая коробка передач, внутри корпуса которой находятся валы с шестернями. Принцип работы коробки передач прост: изменение величины передаваемого крутящего момента происходит ступенчато посредством перемены пар шестерен, находящихся в зацеплении.

Механическая коробка передач состоит из следующих частей:

    картер КПП — корпус, в котором расположены детали;
  • первичный вал — ведущий, на который передается крутящий момент от двигателя;
  • вторичный вал – ведомый;
  • промежуточный вал;
  • шестерни;
  • промежуточная шестерня заднего хода;
  • синхронизаторы;
  • механизм переключения.

Устройство агрегатов для переднеприводных и заднеприводных машин различно. Это связано с расположением двигателя. Мотор в переднеприводных автомобилях расположен поперек продольной оси. Такое положение требует от КПП компактности. Достигается это использованием конструкции с двумя валами. Задне- и полноприводные автомобили имеют продольно расположенный силовой агрегат, что позволяет использовать в конструкции коробки три вала.

Шестерни, расположенные на валах механической КПП, имеют разный диаметр и число зубьев. За счет этого меняется передаваемый крутящий момент. Если диаметр и число зубьев ведущей шестерни меньше, чем у ведомой, то момент увеличивается, если наоборот — то уменьшается. Соотношение количества зубьев ведомой и ведущей шестерни называется передаточным числом. Чем оно больше, тем с меньшей скоростью вращается ведомая шестерня. В трехвальных МКПП одна из передач имеет соотношение 1:1. В этом случае момент, передаваемый от двигателя, не изменяется. Как правило, такое передаточное число соответствует четвертой передаче.

Для получения заднего хода в зацепление входят три шестерни. Нечетное количество шестерен заставляет вторичный вал изменить направление вращение на противоположное.

Современные МКПП легкового автомобиля могут иметь от четырех до семи передач. В коробках грузовых автомобилей применяются дополнительные устройства: делители и демультипликаторы, которые позволяют добиться количества передач, выражаемого двузначными числами.

Принцип действия

Для того, чтобы водитель мог включить необходимую передачу, необходимо временно разъединить двигатель и первичный вал МКПП. В коробках с механическим управлением для этой цели служит сцепление. В автомобилях используют дисковые сцепления, использующие силу трения между рабочими поверхностями двух дисков — ведущего и ведомого.

Выжимая педаль сцепления, водитель разобщает двигатель и коробку, получая возможность с помощью управляющего рычага поменять пары шестерен, находящиеся в зацеплении. Но валы коробки, даже и отсоединенной от двигателя с помощью сцепления, продолжают вращаться. Скорость вращения при этом у них разная. Поэтому зубья шестерен, входящих в зацепление, не совмещены между собой и с силой соударяются друг об друга. Нагрузка, возникающая при этом, весьма велика и сокращает срок службы деталей. Чтобы снизить отрицательный эффект соударения, конструкторы ввели в устройство механической КПП синхронизаторы.

Устройство МКПП

Синхронизатор представляет собой муфту с внутренними зубьями и конусными зубчатыми кольцами. Шестерни синхронизированной коробки передач имеют конические поверхности, соответствующие поверхностям колец. Принцип работы: выравнивание скоростей вращения происходит за счет сил трения, возникающих между шестернями и кольцами муфты синхронизатора.

Управление

Для переключения передачи в механической КПП водитель должен проделать следующую последовательность действий:

  • выжать педаль сцепления;
  • перевести рычаг КПП в нейтральное положение;
  • не опуская педали перевести рычаг в положение, соответствующее выбранной передаче;
  • плавно отпустить педаль сцепления.

Схема расположения передач для удобства наносится на рукоятку рычага переключения коробки. Каждая передача имеет свой номер, от единицы и далее. Чем он больше, тем меньше передаточное число. Начиная с пятой передаточные числа меньше единицы. Такие передачи называют повышающими, так как ведомая шестерня в этом случае вращается быстрее ведущей. Их используют для движения с высокой скоростью, позволяя двигателю работать с меньшей нагрузкой. Передача заднего хода маркируется латинской буквой R.

Опытному водителю схема переключения не нужна. Достаточно один раз ее запомнить, и сверяться с ней уже нет необходимости. Гораздо сложнее научиться переключать передачи без рывков и пробуксовки сцепления. Навык плавного переключения передач требует длительной тренировки, и не всем дается сразу. Поэтому конструкторы искали и продолжают искать способы упростить водителю процесс управления классической «механикой».

Пик развития — роботы

На помощь в нелегком деле совершенствования конструкции механической коробки передач пришла электроника. С ее помощью реализовали управление переключением передач без участия водителя. Такие КПП называют роботизированными. Оставаясь конструктивно механическими, и имея в своем устройстве такую часть, как фрикционное сцепление, процесс выжима и переключения они берут на себя.

Такое устройство позволяет сохранить относительную простоту самой коробки и приблизиться к комфорту управления автоматических трансмиссий. Но избавившись от ряда недостатков МКПП, новые агрегаты приобрели собственные, присущие только им.

Поскольку механизм сцепления никуда не делся, возникла проблема: при трогании на подъеме машина откатывается назад. Связано это с тем, что при размыкании ведомого и ведущего дисков автомобиль ничто не удерживает — водитель в этот момент переносит ногу с педали тормоза на акселератор. Решают возникшее затруднение двумя путями — внося коррективы в алгоритм управления, заставляя автомобиль сбрасывать давление в тормозной системе с задержкой, или вводя в конструкцию второе сцепление. Тогда при переключении одно из них остается замкнутым.

Будущее МКПП

В итоге автопроизводители продолжают использовать механическую коробку передач в конструкции своих машин. Благодаря сочетанию простоты и невысокой стоимости ей практически нет альтернативы в сегменте доступных по цене авто. Уважают ее и любители спортивной езды за возможность быстрого переключения, надежность и неприхотливость. Несмотря на почтенный возраст конструкции, принцип действия которой за долгое существование практически не изменился, старая добрая «механика» остается самым распространенным вариантом трансмиссии в автостроении.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: