Что такое активная трансмиссия

Тенденции развития автомобильных трансмиссий

Активная трансмиссия Honda

Широкое применение улучшенных систем повышенного трения появившихся в конце 1990-х гг. привело конструкторов автомобилей к разработке концепции «активной трансмиссии». Такая трансмиссия дает возможность изменять устойчивость и управляемость автомобиля путем управления распределением крутящего момента по правым и левым колесам автомобиля, а также, в случае полноприводного варианта, между передними и задними мостами. Распределение крутящего момента регулируется в зависимости от степени проскальзывания муфты, управление осуществляется гидравликой, которая сжимает диски муфты с разной силой, уменьшая или увеличивая величину передаваемого момента на ту или другую сторону. Контролирует работу муфт процессор (ЭБУ), который получает информацию от различных датчиков. Очень многое зависит от программного обеспечения ЭБУ, который должен распределять крутящий момент в зависимости от нагрузки на соответствующие колеса автомобиля. При повороте автомобиля большая часть крутящего момента должна перераспределяться на внешние (относительно центра поворота), более нагруженные, колеса. В полноприводном автомобиле может быть обеспечено распределение крутящего момента к каждому колесу в соответствии с максимально возможным по условиям сцепления с дорогой. Такой подход не сможет исключить возможность потери устойчивости автомобиля, обусловленной возможными ошибками водителя при управлении. Для более совершенной системы компьютер должен получать сигналы, соответствующие углу и скорости поворота рулевого колеса, курсовой скорости и поперечным ускорениям. При наличии точной информации от датчиков и правильного понимания желаний водителя имеется несколько способов, с помощью которых может корректироваться траектория автомобиля в случае сноса (когда автомобиль движется в повороте по более широкой траектории, чем бы ло задумано) или заноса (когда задняя часть автомобиля «обгоняет» переднюю, а автомобиль стремится уйти внутрь желаемой траектории поворота). Корректировка может производиться с помощью дифференциала или тормозов, а со временем, может быть, и непосредственно с помощью рулевого управления. Но тот же эффект можно получить также с помощью «активной» работы системы распределения крутящего момента. Предположим, что программное обеспечение интерпретирует прямолинейное движение как поворот автомобиля по дуге с бесконечным радиусом, обеспечивая системе возможность применять автоматическую коррекцию, если, например, автомобиль самопроизвольно разворачивается из-за неровности дороги, даже когда водитель и не поворачивает рулевое колесо.
Когда такая система «хочет» скорректировать траекторию поворота при сносе автомобиля с двумя ведущими колесами, она передает дополнительный крутящий момент на внешнее колесо (возможно, при одновременном снижении частоты вращения двигателя), что само по себе будет уменьшать радиус поворота и снижать скорость движения, уменьшая риск выхода из коридора движения, перед тем, как траектория будет отрегулирована.
Большой интерес к таким активным системам проявлен в Японии. В 1996 г. компания Honda представила свою систему ATTS (Automatic Torque Transfer System — система автоматического распределения крутящего момента) для переднеприводного автомобиля и установила ее на некоторые из своих моделей легковых автомобилей, предназначенных для внутреннего рынка Японии. Отличительной особенностью системы ATTS является то, что оценка всей информации о поведении автомобиля производится с помощью одного датчика, установленного за центром тяжести автомобиля. Фирма также адаптировала принцип ATTS для использования в главной передаче заднего моста полноприводного автомобиля. Такое размещение имеет то преимущество, что это распределение крутящего момента не влияет на работу рулевого управления (в переднеприводном автомобиле распределение момента может непосредственно влиять на так называемое «чувство руля»).
В полноприводных автомобилях распределение момента между передним и задним мостами оказывает более тонкое влияние. Направление большей доли крутящего момента на передние колеса будет уменьшать существующую избыточную поворачиваемость, и наоборот. В системах с активным управлением тремя дифференциалами перераспределение крутящего момента на колеса одной из сторон автомобиля может улучшить сцепление при движении на повороте, в то время как регулирование распределения момента между мостами может улучшить управляемость автомобиля. Такая сложная система активной трансмиссии предназначена в основном для автомобилей-участников ралли. На обычных автомобилях она обеспечивает поддержание нужного поведения автомобиля при движении и безопасность управления в ситуациях, когда водитель совершил ошибку и не обладает достаточным навыком, чтобы самостоятельно выйти из сложившейся ситуации.
В Японии компании Mitsubishi и Subaru продемонстрировали системы, которые управляют трансмиссией, изменяя курсовой угол автомобиля. К концу 2000 г. специалисты компании Prodrive (Великобритания) представили свою собственную систему, которую они назвали Active Torque Dinamic (ATD) — активная динамика крутящего момента. Эта система была разработана для полноприводных автомобилей и может быть выполнена с различными уровнями сложности, в зависимости от поставленной задачи. На простейшем уровне ATD блокирует задний дифференциал в целях предотвращения развития заноса; эта блокировка распределяет большую величину момента на внутреннее колесо, и траектория движения автомобиля выравнивается. На более высоком уровне управления ATD в нужные моменты обеспечивает подачу оптимальной величины крутящего момента к отдельным колесам. Компания Prodrive утверждает, что система активной трансмиссии действует быстрее, чем тормозные механизмы колес, и воспринимается водителем более естественно. Компания ожидает, что технология ATD будет широко использоваться на мощных полноприводных легковых автомобилях.
Компания Honda разработала и изготовила перспективную активную трансмиссию, в которой перераспределение крутящего момента по колесам автомобиля обеспечивается с помощью многодисковых муфт, управляемых мощными электромагнитами.

Активная трансмиссия автомобиля

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к бесступенчатой трансмиссии для транспортных средств, и может быть использована в различных установках, где требуется плавное изменение передаточного отношения.

Активная трансмиссия автомобиля состоит из двигателя внутреннего сгорания, соединенного дифференциалом через редуктор и дополнительно установленным электродвигателем с аккумуляторной батареей и редуктором, при этом адаптированные редукторы выполнены с возможностью блокировки вращения в состоянии покоя.

Создание такой конструкции трансмиссии дает возможность управляемо передавать вращающий момент двигателя внутреннего сгорания с коэффициентом от 0 до 1, с дальнейшим его возрастанием за счет электродвижущей силы магнитного поля электродвигателя. Данная модель позволяет использовать оба типа двигателя в качестве основного.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая поперечно расположенный двигатель, связанный с коробкой передач, к которой пристыкован редуктор привода заднего моста, дифференциальный механизм с ведомой шестерней главной передачи, расположенный в корпусе коробки передач и содержащий кинематически взаимосвязанные между собой через зубчатые зацепления межосевой и межколесный планетарные дифференциалы, кинематическая взаимосвязь между которыми осуществляется единой для обоих эпициклической шестерней, находящейся в зацеплении непосредственно с их сателлитами (смотри патент РФ №2122953, МПК В60К 17/346).

Недостатками данного технического решения являются: сложность конструкции, в результате применения сложнопрофильного корпуса дифференциального механизма, выполненного заодно целое с эпициклической шестерней, большие осевые габариты дифференциального механизма и большой вес.

Сущность полезной модели заключается в том, что в активную трансмиссию автомобиля, включающую двигатель внутреннего сгорания, соединенный с дифференциалом через редуктор, дополнительно установлен электродвигатель с аккумуляторной батареей и редуктор, при

этом адаптированные редукторы выполнены с возможностью блокировки вращения в состоянии покоя.

Преимущества созданной конструкции активной трансмиссии автомобиля:

1. Позволяет использовать двигатель внутреннего сгорания с постоянным или малоизменяющимся вращением (вплоть до турбинного), не нуждающемся в стартере.

2. Отсутствие элементов сухого трения, «ступенчатого» принципа передачи, общая простота конструкции предполагают безотказность и минимальное обслуживание.

3. Управление электродвигателем может легко осуществляться автоматикой и электроникой, через импульсные теристорные блоки, что давно и успешно применяется на электропоездах (метро).

4. Позволяет на равных использовать двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель как основной привод, позволяя создать автомобиль «переходного типа».

5. Электродвигатель помимо основной, выполняет функции стартера и генератора без усложнения конструкции активной трансмиссии автомобиля. Современные же модели оснащены ими дополнительно.

На чертеже Фиг.1 изображена схема предлагаемой активной трансмиссии автомобиля.

Трансмиссия состоит из двигателя внутреннего сгорания 1 соединенного с двумя основными устройствами: электродвигателя 2 с аккумуляторной батареей 3 и дифференциала 4, и двух адаптированных редукторов 5 и 6 выполненных с возможностью блокировки вращения в состоянии покоя.

Принцип работы трансмиссии заключается в следующем.

Первоначально, в состоянии покоя, передающий от активной трансмиссии автомобиля (рабочий) вал должен быть заблокирован редуктором 6, вращение от двигателя внутреннего сгорания 1 через дифференциал 4 будет полностью передаваться на ротор электродвигателя 2 и наоборот, что позволит осуществить запуск двигателя. Для начала движения редуктор 6 разблокируется, и, при торможении магнитным полем ротора электродвигателя 2, вращение будет передаваться на рабочий вал трансмиссии. Коэффициент передачи будет изменяться под управлением электродвигателя от 0 до 1 (полная остановка ротора) и более при обратном вращении ротора. Блокировка редуктора 5 позволяет передавать вращающий момент непосредственно с электродвигателя 2. Обратное вращение рабочего вала (задний ход) может быть получено соответствующим режимом электродвигателя 2, как при работающем двигателе внутреннего сгорания 1 (разгон ротора), так и выключенном (блокировка редуктора 5).

Активная трансмиссия автомобиля дает возможность управляемо передавать вращающий момент двигателя внутреннего сгорания с коэффициентом от 0 до 1, с дальнейшим его возрастанием за счет электродвижущей силы магнитного поля электродвигателя. Она позволяет в первую очередь, пересмотреть все существующие на сегодняшний день модели автомобилей, роль трансмиссии в которых вторична: изменение вращающего момента сегодня на 50% берет на себя двигатель. Из-за этого двигатели чрезвычайно сложны (до 8 клапанов на цилиндр, оснащаются турбонаддувами и массой электроники) а подчас и не экономичны, как роторно-поршневой, известный своей компактностью, простотой, но не выдерживающий конкуренции в диапазоне от 1 до 7 тыс.оборотов. Кроме того, двигатель с малоизменяемым или постоянным моментом может быть универсальным в плане потребляемого топлива, а, при уже отмеченной простоте и безотказности, данная модель позволяет использовать оба типа

двигателя в качестве основного, что очень важно в случае возникновения топливного кризиса и с учетом стремительного улучшения качества и емкости аккумуляторов.

Заявляемая активная трансмиссия позволяет упростить ее конструкцию и, как следствие этого, упростить ее технологию изготовления и сборки.

Активная трансмиссия автомобиля, включающая двигатель внутреннего сгорания соединенный с дифференциалом через редуктор, отличающаяся тем, что в нее дополнительно установлен электродвигатель с аккумуляторной батареей и редуктор, при этом редукторы адаптированы и выполнены с возможностью блокировки вращения в состоянии покоя.

Что такое трансмиссия автомобиля

Людям, чья деятельность не связана с механикой или управлением транспорта, значение слова «трансмиссия» практически неизвестно. Для чего нужна трансмиссия, какую роль она играет в конструкции автомобиля, из чего состоит и как научиться определять самые частые поломки — читайте в этой статье.

Что такое трансмиссия?

Сам термин пришел в русский язык из итальянского: существительное «transmissio» обозначает переход, передачу. Глагол «transmittere» звучит как передавать, пересылать. Под трансмиссией в машиностроении в широком смысле понимают передачу энергии от ее источника (двигателя, силовой установки) к рабочим органам машины. В автомобиле независимо от его типа (легкового, грузового) трансмиссия — система узлов и механизмов, передающих вращательное, поступательное движение от двигателя к колесам.

От правильной работы каждого компонента системы зависят:

безопасность водителя, пассажира;
расход топлива;
износ трущихся, соприкасающихся друг с другом деталей;
соответствие технических характеристик сведениям, заявленным производителем.

Трансмиссионные детали, узлы и механизмы производят из износоустойчивых материалов, способных выдерживать высокие механические нагрузки, воздействие перепадов температур, химически активных веществ. Для уменьшения трения, охлаждения трансмиссии применяют специальные моторные масла, которые нужно регулярно менять согласно инструкции завода-производителя авто.

Что входит в трансмиссию автомобиля

Стандартный комплект трансмиссионной передачи состоит из нескольких компонентов:

сцепления;
коробки передач;
карданной передачи;
главной передачи;
дифференциала;
полуосей.

В зависимости от компоновки (передний, задний, полный привод) трансмиссия может включать другие узлы: ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), раздаточные коробки, фрикционные, вязкостные муфты.

Сцепление

Сцепление — набор деталей, который способен на некоторое время отделить передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Узел устанавливают на машинах, оснащенных механическими коробками передач. Принцип действия — сухое трение дисков: Если крайняя левая педаль остается не нажатой, два диска ведомый (трансмиссия) и ведущий (двигатель) остаются плотно прижатыми друг к другу.

Механизм крайне чувствителен к неправильным действиям водителя и может часто выходить из строя из-за резкого включения сцепления («сгорают» соприкасающиеся детали). У большинства авто с автоматическими коробками переключения передач роль сцепления играют гидротрансформаторы — две турбины, связанные валами с двигателем и трансмиссией, которые вращаются в моторном масле. Ведущая турбина передает свою энергию вращения жидкости, от движения которой начинает вращаться ведомая.

Для простоты восприятия — это как два пропеллера, расположенные друг напротив друга. После включения одного струя воздуха начинает вращать лопасти второго. Вместо пропеллеров — турбины, вместо воздуха — вязкое моторное масло.

Коробка передач

Частота вращения коленчатого вала в двигателе примерно в 4 раза больше, чем тот же показатель у ведущих колес. Одна из функций трансмиссии — установка нужного крутящего момента, сообщаемого колесам. Например, При преодолении бездорожья на низкой передачи двигатель работает интенсивнее, а колеса вращаются медленнее. Разрыв в частоте вращения коленвала и ведущих колес сокращается, когда машина двигается по шоссе с высокой скоростью и относительно невысоких оборотах двигателя. Такую возможность предоставляет КПП — сложная система валов и шестерен, преобразующих крутящий момент до нужного показателя. Коробки изготавливают в нескольких вариантах:

ручные (МКПП);
автоматические (АКПП).

Коробки-автоматы делятся на собственно автоматические, роботизированные и вариаторы.

Карданная передача

Карданный вал — деталь, передающая вращение двигателя от коробки передач к задней оси автомобиля. Такой вид соединения используют в производстве заднеприводных либо полноприводных моделях авто. Характерная особенность — вал состоит из двух частей, соединенных под углом специальным шарниром. В переднеприводных автомобилях крутящий момент передается прямо к колесам валами из кардана коробки передач.

Главная передача

Узел, который сообщает вращение коленвала к ведущему мосту, называют главной передачей. Основная функция — уменьшение вращательного момента, передаваемого к колесам. Чем больше разница между количеством оборотов двигателя и колес, тем выше проходимость авто.

Дифференциал

При движении колеса машины (передние, задние, с правой либо левой стороны) могут вращаться с разной скоростью. Например, при повороте направо правые колоса преодолевают меньший путь, чем левые, поэтому вращаются медленнее. То же самое происходит, когда авто двигается по неровной проезжей части с большими неровностями. Для компенсации неравных скоростей вращения используют дифференциал — систему шестерен, вращающихся с двумя степенями свободы. Блокировка дифференциала (одна из функций в полноприводных автомашинах) заставляет колеса одной оси либо двух осей вращаться с одинаковой скоростью.

Виды трансмиссий автомобиля

Тип трансмиссионной системы зависит от источника энергии и способа передачи крутящего момента от ДВС к колесам транспорта. Автопроизводители выпускают транспорт с несколькими видами трансмиссий:

механической;
гидромеханической;
электрической;
гибридной.

Механическая

Наиболее распространенный вид передачи энергии, присутствует во всех автомобилях с механической коробкой переключения передач и блоком сцепления. Вращение коленвала передается через диски сцепления к коробке передач и другим трансмиссионным узлам.

Гидромеханическая

Набирает популярность благодаря широкому использованию АКПП в новых моделях авто. Механическое вращение трансформируется в движение жидкости (масла) в гидротрансформаторе — более совершенной замене сцепления. Передача крутящего момента через трансформатор — более плавная.

Электрическая

Используется в электрокарах и машинах с гибридными силовыми установками. В первом случае электроэнергия из аккумулятора приводит в действие электромотор, вращающий колеса. Автогибриды оснащены двумя типами силовых установок: двигателями внутреннего сгорания, электродвигателями, а также аккумуляторами. Часть моделей авто использует ДВС только после разгона до определенной скорости, до этого момента колеса крутит электроток. Некоторые решения позволяют постоянно передвигаться при помощи электродвигателей, используя бензиновый мотор невысокой мощности только для подзарядки аккумуляторов.

Читайте также: Что такое раздаточная коробка в автомобиле и как она работает.

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Наиболее сложный в ремонте элемент трансмиссии — коробка переключения передач. Владельца автомобиля должны насторожить:

трудности при переключении передач, хруст, скрипы, другие посторонние звуки при переведении рычага в другое положение;
невозможно включить передачу;
в салоне появляется резкий запах моторного масла;
шелест, стуки, когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении.

Утечка масла из КПП — серьезная причина сразу же обратиться к специалистам. Недостаток смазки способен полностью вывести механизм из строя.

Повреждение тросика, «слабая» педаль сцепления способны привести к «залипанию» муфты сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разъединиться, и переключить скорость не получится. При этом раздается неприятный скрежещущий звук.

Читайте также: Что такое дифференциал в автомобиле и для чего он нужен.

Система активного распределения крутящего момента (ATTS)

Система активного распределения крутящего момента ATTS (Active Torque Transfer System) служит для улучшения управляемости автомобиля.

При повороте автомобиля на колеса автомобиля действуют две главные силы – тяговая, ускоряющая автомобиль и боковая, которая заставляет автомобиль поворачивать. Обе они связаны с силой трения, возникающей в пятне контакта. Сила трения в свою очередь, ограничена лимитированными сцепными свойствами шины и покрытия.

Рассмотрим распределение сил на колесах при повороте автомобиля.

Рис. Распределение сил на колесах автомобиля при повороте:
а) обычного автомобиля; б – автомобиля с системой активного распределения крутящего момента

При повороте из-за действия центробежной силы внутреннее колесо оказывается разгруженным, то есть оно находится в худших условиях по сцеплению с дорогой. Соответственно, уменьшится и та суммарная сила, сложенная из тяговой и боковой, которую может воспринять колесо, и поэтому оно в меньшей степени будет способно ускорять и поворачивать автомобиль. Система ATTS перераспределяет крутящий момент между ведущими колесами, убирая излишек тяговой силы с внутреннего колеса и перебрасывая его на более нагруженное внешнее. В результате у малонагруженной внутренней шины, освобожденной от излишка тяги, появляется больше возможностей для реализации боковой силы, так необходимой в повороте.

Увеличение крутящего момента на наружном колесе позволяет создать дополнительный момент, который стремится «затащить» автомобиль в поворот.

Задача перераспределения крутящего момента не только между левым и правым колесами, но и задней и передней осями, решена компаниями «Хонда» и «Мицубиси».

Система электронного управления включает в себя датчики угла поворота бокового и углового ускорения, скорости вращения колес, частоты вращения коленчатого вала двигателя и давления воздуха на впуске, передаточного отношения в трансмиссии.

Рис. Схема трансмиссии полноприводного автомобиля Mitsubishi Lancer Evolution VIII:
1 – коробка передач; 2 – двигатель; 3 – муфта блокировки межосевого дифференциала; 4 – блок управления дифференциалами; 5 – датчик угла поворота рулевого колеса; 6 – датчик положения дроссельной заслонки; 7 – колесные датчики АБС; 8 – датчики продольного ускорения; 9 – датчики поперечного ускорения; 10 – задний активный дифференциал; 11 – гидронасос с гидроаккумулятором; 12 – лампа стоп-сигнала; 13 – датчик включения стояночного тормоза; 14 – индикатор переключения режимов: асфальт/гравий/снег; 15 – блок управления АБС; 16 – передний дифференциал; 17 – межосевой дифференциал (50:50)

Информация от всех датчиков поступает в ЭБУ, рассчитывает оптимальное распределение крутящего момента по колесам. Далее ЭБУ передает информацию блоку управления дифференциалом для распределения момента между осями и задними колесами в соответствии с условиями движения. На нужную ось он перераспределяет от 30 до 70% момента, на одно из задних колес – от 0 до 100%. В обычных условиях до 70% крутящего момента передается на передние колеса. При больших ускорениях до 70% крутящего момента поступает на заднюю ось для улучшения динамики разгона и одновременной стабилизации движения. При ускорении в повороте почти 100% крутящего момента может передаваться на заднее внешнее колесо. Диаметрально противоположная картина возникает при снижении скорости на изгибе дороги – крутящий момент будет передаваться на внутреннее колесо.

Рис. Траектория движения автомобиля с электронным приводом управляемых колес:
1 – наибольший крутящий момент; 2 – траектория движения автомобиля с электронным приводом управляемых колес; 3 – автомобиля без электронного привода управляемых колес

Существуют различия в приводе дисков сцеплений приводов колес. Компания «Мицубиси» в своих конструкциях применяет электрогидравлический привод, а компания «Хонда» – электромагнитный.

В дифференциале автомобилей «Хонда» применяются электромагнитные многодисковые сцепления 4. Каждое сцепление индивидуально передает крутящий момент к одному из задних колес правому или левому. Встроенные электромагнитные соленоиды 3 изменяют положение сердечника магнита относительно его корпуса. Блок управления дифференциалом, в зависимости от условий движения определяет какой ток подать на магнит – тем самым, сжимая пакеты дисков и плавно меняя распределение крутящего момента. Оба сцепления способны работать независимо друг от друга.

Модули сцепления дополнены собственными планетарными передачами 2.

Вместе с дифференциалом работает ускорительный модуль с гидравлическим приводом (на рисунке не показан), включающий планетарную передачу и передающий крутящий момент на ведущую шестерню гипоидной передачи 1. Этот модуль позволяет сделать более надежным поведение автомобиля в крутых поворотах. Он принудительно «подкручивает» задние колеса в виражах.

В повороте траектория движения внешнего заднего колеса смещается наружу относительно траектории передних колес. Проблема заключается в том, что при традиционной схеме трансмиссии заднее внешнее колесо вращается медленнее передних и тем самым препятствует полноценной передаче мощности. Как результат – ухудшение управляемости и риск заноса. Эту проблему решает ускорительный блок.

Рис. Привод задних колес с электромагнитным сцеплением:
1 – ведущая шестерня гипоидной передачи; 2 – планетарная передача; 3 – соленоид; 4 – многодисковые сцепления

Во время движения по прямой, шестерни планетарной передачи вращаются синхронно с карданным валом – скорость передних и задних колес одинакова. При входе автомобиля в поворот гидравлический привод посредством еще одного, уже третьего по счету модуля сцепления включает планетарную передачу ускорительного модуля в работу, при этом заднее колесо с нужной стороны «подкручивается» до оптимальной скорости.

Блок управления, воспринимая сигнала датчиков, может определять стиль вождения. Когда автомобиль едет прямо, фрикционы разомкнуты и планетарные шестерни системы вращаются вхолостую, дифференциал поровну распределяя идущий от двигателя крутящий момент между ведущими колесами.

Если водитель вводит автомобиль в поворот, держа ногу на педали акселератора реакция электронной системы управления будет отличаться от ситуации, когда автомобиль описывает дугу по инерции или при торможении. При этом один из фрикционов с помощью исполнительного устройства частично или полностью блокируется, при этом крутящий момент на колесах изменяется, что позволяет перераспределить его до 80% с противоположного колеса.

При резком трогании с места у полноприводных автомобилей возникает дефицит крутящего момента на колесах задней оси и избыток – на передней. Чтобы этого не происходило, система оборудована датчиком ускорения, фиксирующим момент, когда необходимо перебросить энергию к задней оси. При спокойном режиме движения больший момент передается на передние колеса, способствуя более стабильному поведению автомобиля.

Трансмиссия автомобиля

Установить ДВС под капот автомобиля, присоединить к коленчатому валу устройство сцепления с колёсами и поехать не получится – двигатель просто заглохнет. Почему? Двигателю автомобиля не хватит мощности за доли секунды раскрутить колеса до рабочих оборотов двигателя, а это примерно 2000 обмин, помешает вес автомобиля и сила трения, возникающая при сцеплении колес с покрытием дороги. Выход? Установить промежуточный механизм, который понизит крутящий момент двигателя, до необходимых оборотов и передаст его на ведущие колеса. Вот этот механизм, состоящий из нескольких узлов, и называется трансмиссией. Основное назначение трансмиссии является передача, регулирование пошагово, распределение по ведущим колесам крутящего момента от маховика двигателя. Условно, трансмиссию, по способу передачи можно поделить на:

• механическую,
• электрическую,
• гидрообъемную,
• комбинированную.

Самая распространенная, это механическая трансмиссия. На ее основе и рассмотрим работу узлов.

В состав трансмиссии входят несколько узлов:

1.Сцепление — предназначено для «мягкого» присоединения маховика к первичному валу коробки передач и передачи крутящего момента. Сцепление состоит из трех элементов – корзина сцепления, диск сцепления и выжимной подшипник.

2.Коробка передач — устройство, преобразующее крутящий момент. Предназначена для дальнейшей передачи крутящего момента к карданному валу или непосредственно к главной передаче, с возможностью его изменения (пошагово). Усилие двигателя передается посредством вторичного вала. Коробки передач бывают механические и автоматические.

3.Карданный вал (для заднеприводных авто), устройство передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач к главной передаче.

4.Главная передача, дифференциал – в совокупности составляют «мост», который предназначен для передачи силы двигателя через приводные валы (полуоси) к колёсам, а также распределения усилия между колесами. Для заднего привода «мост» располагается в задней части автомобиля и имеет (в некоторых случаях) общий корпус с полуосями. Соответственно и система смазки общая. Для переднего привода «мост» совмещен в одном корпусе с коробкой передач.

5.Приводной вал (полуось) – представляет собой металлический стержень из высоколегированной стали и устройством зацепления с дифференциалом и шарниром равных угловых скоростей (ШРУС). Это могут быть проточенные шлицы или устройство крепления крестовин.

6.Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – предназначен для подачи силы вращения на ведущие колеса. Есть несколько видов ШРУСов: шариковый и трипоид.

7. Раздаточный механизм – устройство распределения усилия двигателя по ведущим колесам, применяется в автомобилях с колесной формулой 4х4. «Раздатка» может быть размещена как в одном корпусе с коробкой передач, так и отдельным узлом.

✔ Трансмиссия переднеприводного автомобиля

У переднеприводных и заднеприводных автомобилей существуют различия в системе трансмиссии. На автомобилях, где ведущими являются передние колёса (передний привод), трансмиссия со всеми её узлами установлена под капотом. Что касается коробки передач, то в неё входит ещё и главная передача с дифференциалом. Поэтому в данном случае из картера коробки передач выходят валы привода к передним колёсам. На переднеприводных транспортных средствах, система трансмиссии состоит из таких узлов как:

1.коробка передач;
2.сцепление;
3.валы привода передних колёс;
4. шарниры равных угловых скоростей;
5.дифференциал;
6.главная передача.

Отличительной особенностью трансмиссии переднего привода, является размещение главной передачи и дифференциала непосредственно в картере коробки передач. Ну и передний мост в данном случае является ведущим, с управляемыми колёсами.

✔ Трансмиссия заднеприводного автомобиля

Заднеприводная трансмиссия включает в себя следующие взаимосвязанные элементы:
1.коробку передач;
2.сцепление;
3.главную передачу;
4.дифференциал;
5.карданную передачу;
6.полуоси.

Стоит отметить, что на заднеприводных автомобилях коробка передач устанавливается на более мягкие опоры, что позволяет снизить уровень вибрации и создаёт дополнительный комфорт. Трансмиссия автомобиля при заднем приводе характеризуется тем, что наиболее массовым вариантом расположения КПП, является её блокировка вместе со сцеплением к заднему мосту посредством карданного вала. Это приводит к концентрации центра масс в район передней оси. Следует отметить, что вариант автомобилей с задним приводом считается классическим, и трансмиссия в данном случае более проста по своей конструкции и в эксплуатации.

Трансмиссия работает следующим образом: на маховик, через фрикционные накладки диска сцепления, жестко крепится корзина сцепления своей рабочей поверхностью. В диске изготовлено шлицевое отверстие, куда направляется первичный вал коробки передач. Когда сцепление отпущено, диск плотно зажимается между маховиком и «корзиной» и крутится вместе с ними, приводя в действие первичный вал. При нажатии на педаль сцепления, в действие приводится выжимной подшипник, который нажимает на лепестки корзины и освобождает диск сцепления, в этот момент работает двигатель «вхолостую». Далее первичный вал посредством шестерен передач с разным передаточным числом приводит в действие вторичный вал. Переключая передачи можно регулировать передаточное число, соответственно обороты вторичного вала изменяются. Хвостовик коробки передач (для заднего привода) соединен с карданным валом, далее крутящий момент поступает на главную передачу и распределяется на колеса с помощью дифференциала и полуосей. Вторичный вал коробки передач (для переднего привода) непосредственно соединен с главной передачей и дифференциалом. К дифференциалу подсоединены полуоси, на них соответственно ШРУСы через которые крутящий момент передается на колеса. Для полноприводных автомобилей крутящий момент передается через раздаточный механизм, который имеет один выход хвостовика для подачи на кардан. Полноприводные авто могут обеспечиваться блокировкой моста, т.е. отключение перераспределения по полуосям крутящего момента.

Автомат или вариатор: что лучше и надежнее?

Содержание:

Автоматические трансмиссии на автомобилях зачастую называют одним общепринятым наименованием «автомат», однако по принципу действия и конструкции они могут кардинально отличаться друг от друга.

На сегодняшний день существует множество видов автоматических трансмиссий, однако на легковых автомобилях чаще всего применяют коробки передач трех типов: классические гидромеханические автоматические трансмиссии, роботизированные коробки передач, а также бесступенчатые вариаторы, которые часто обозначают аббревиатурой CVT.

Конструктивно все они отличаются и имеют как свои преимущества, так и недостатки. Однако раньше всех широкое распространение получили классические автоматы, которые уже больше 70 лет применяются на легковых машинах.

Следом широко начали устанавливать роботизированные трансмиссии, которые долгое время вызывали скепсис у автовладельцев из-за не очень надежной конструкции. Впрочем, с годами они модернизировались, и кризис недоверия к роботизированным коробкам передач был успешно пройден.

А сейчас все большее распространение на современных машинах начали получать бесступенчатые вариаторы, которые идут по пути, уже когда-то пройденному «роботами». Так что давайте разбираться, что собой представляет вариатор, как он работает, какие у него минусы и плюсы, а также насколько он надежнее и лучше в сравнении с классическим автоматом.

Что такое вариатор и как он работает?

Вариатор — это вид автоматической коробки передач, который передает крутящий момент от двигателя к колесам и способен плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении такой тип трансмиссии также обозначают аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).

Удивительно, но изобрели вариатор даже гораздо раньше, чем обычные «автоматы», но применяли его все же не на автомобилях. Патент на вариатор был выдан еще в конце XIX века и сначала он использовался для изменения скорости вращения валов на станках.

А первый автомобиль с таким типом трансмиссии появился лишь в 1950-х. Вариатор впервые начал устанавливаться серийно на автомобили марки DAF, которая в те годы производила не только грузовики, но и легковушки. Потом их начали устанавливать на некоторые модели Volvo, а конце 1990-х и начале 2000-х вариатор c фирменном наименованием Tiptronic использовался на младших седанах Audi. Но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные. Первый тип — самый распространенный. Так что рассмотрим, как он устроен и работает.

Автомобиль, оборудованный такой трансмиссией, на первый взгляд ничем не отличается от машин с обычным автоматом — педалей всего две, и рычаг переключения режимов трансмиссии с положениями P, R, N, D, схожий с машинами с традиционной АКП. Но работает вариатор совершенно по-другому, а именно в нем нет фиксированных передач. Изменения передаточного отношения происходит не «переключениями», а плавно и незаметно, благодаря ремню или цепи, который в разных положениях вращается по специальным коническим шкивам.

В зависимости от диаметра шкивов в месте вращения ремня или цепи меняется и передаточное отношение и изменяется скорость вращения и крутящий момент выходного вала, который дальше передает тягу на приводы и колеса. Поэтому при работе вариатора нет толчков при трогании с места, и тем более нет никаких «переключений передач».