Исследовательская работа "Устройство трансмиссии автомобиля"

Устройство ТрансмиссиИ

Исследовательская работа студента ГБПОУ МО «Ступинский техникум им. А.Т.Туманова» кондратова даниила

Трансмиссия — один из важнейших узлов автомобиля

• Трансмиссия автомобиля это комплекс механизмов, назначение которых — передача крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам.
• Это заставляет колёса вращаться, благодаря чему авто начинает своё движение.

• Этот важный механизм может распределять крутящий момент между всеми колёсами, а также менять направление вращения и величину.
• В этом помогают различные детали и механизмы, без которых бы никак не получилось нормально эксплуатировать автомобиль.
• Например, это такие агрегаты трансмиссии, как главная передача, автоматическая и механическая коробка передач (КПП), сцепление, дифференциал.

• Устройство трансмиссии эволюционировало постепенно.
• Поначалу упор делался на комфорт и управляемость транспортного средства, а потом стали увеличивать срок работы самой машины за счёт улучшения эффективности трансмиссии.

Каким требованиям должна соответствовать трансмиссия?

• Надёжность и безопасность.
• Лёгкость рулевого управления, особенно при прохождении поворотов.
• Максимально возможный показатель передачи мощности.
• Минимальный вес всех составных деталей.
• Низкий уровень шума во время работы.
• Высокий КПД.

• Чем правильней и эффективней будут работать составные части трансмиссии, тем выше безопасность водителя, меньше расход топлива и износ трущихся деталей.

коэффициент полезного действия трансмиссии (КПД).

• Он рассчитывается как произведение КПД механизмов, включённых в её состав.
• Это эффективная характеристика, обозначающая отношение полезной энергии к затраченной.
• КПД трансмиссии современных автомобилей варьируется от 0,82 до 0,94.

• При эксплуатации нового автомобиля механизмы притираются друг к другу и КПД повышается. Затем это значение держится на протяжении долгого периода времени, а когда движущиеся детали изнашиваются, то показатель падает.
• После капитального ремонта КПД возрастает, но уже никогда не достигает максимального значения.

Назначение

• Все детали, которые влияют на передачу крутящего момента от маховика мотора к ведущим колёсам, входят в состав трансмиссии.
• Автомобиль без особых усилий трогается с места и движется с нужной скоростью.

Для чего необходима эта система механизмов?

• Главной функцией трансмиссии является передача, распределение и изменение крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам автомобиля.
• Для чего служит трансмиссия? Это посредник между двигателем и ведущими колёсами, без которого было бы невозможно начать движение автомобиля.

На что ещё влияет трансмиссия?

• Обеспечение нужного показателя тяги и скорости автомобиля при движении и поворотах.
• Простота управления автомобилем. Благодаря этому снижается усталость и напряжение шофёра при длительных поездках.
• Увеличение безопасности и надёжности транспортного средства.
• Продление «жизни» двигателя, снятие с него лишней нагрузки.

Устройство

• Как правило, автопроизводители применяют в своих автомобилях автоматическую и механическую трансмиссию.
• Дополнительно машины могут быть передне- , задне- , а также полноприводными. Это зависит от того, на какие колёса подаётся крутящий момент.
• Поэтому тип привода непосредственно влияет на то, какие элементы входят в трансмиссию.

• Сцепление.
• КПП – коробка передач.
• Дифференциал.
• Полуоси – валы привода колёс.
• Главная передача.
• Шарниры равных угловых скоростей.

Сцепление

• Это комплекс деталей (диски, маховик, вилки выключения, первичный вал коробки), назначение которых – кратковременное разъединение мотора с коробкой передач.
• Сцепление расположено между ДВС и коробкой передач. Это нужно для того, чтобы автомобиль пришёл движение, а также для плавного переключения скорости передач.
• Сцепление находится в авто с механической либо роботизированной коробкой передач.
• Поэтому им управлять может как водитель, так и электроника, автоматически переключающая скорости.

• Дополнительное предназначение сцепления в том, что оно помогает защитить детали двигателя и трансмиссии от поломок при резкой нагрузке.
• Когда левая педаль нажата – ведомый и ведущий диски разъединяются, можно переключать нужную передачу.
• А если педаль не нажата, то эти самые диски плотно соединены друг с другом.
• Важно понимать, что этот достаточно хрупкий механизм чувствителен к неверным действиям водителя.
• Если резко включать сцепление, то оно сломается по причине «сгорания» трущихся деталей.

• Как правило, чаще применяется фрикционное сцепление, действие которого основано на силе сухого трения.
• В автомобилях с механической КПП применяется сухой тип трения без смазывающей жидкости.
• В обычном состоянии диски прижаты друг к другу при помощи пружин.
• Это помогает передавать энергию от сгорания топлива в трансмиссию.
• Если водитель нажмёт на левую педаль, то диски разъединятся, и передача потока энергии останавливается без остановки работы двигателя.
• Когда снова потребуется начать движение, то надо плавно отпустить педаль, чтобы диски вновь соединились.
• Сухое сцепление часто применяют на автомобилях с полным приводом.

• А в автомобилях с автоматической КПП сцепление выглядит в форме двух турбин, которые напрямую связаны с трансмиссией и мотором.
• Детали вращаются в моторной жидкости. Ведущий гидротрансформатор передают энергию в моторное масло, от движения которого начинает двигаться ведомая турбина.
• Мокрое сцепление более надёжное, но и цена его выше.
• Также существуют гидравлическое и электромагнитное сцепление, но они получили не такое большое распространение.

Коробка передач (КПП)

• Это самый сложный механизм в трансмиссии.
• Коробка передач помогает изменить передаточное число для эффективного режима мотора в любых дорожных условиях.
• Благодаря этому двигатель работает в стабильном режиме, без резких скачков оборотов, а машина двигается с той скоростью, которая необходима в данный момент времени.
• Дополнительно КПП переключает движение на задний ход.

• Коробка передач изменяет крутящий момент, подаваемый на колёса, направление движения транспортного средства, а также его скорость.
• Кроме этого, КПП может на долгое время разъединять мотор от трансмиссии.

• КПП могут быть следующих типов:
• Автоматическая («автомат»). Здесь переключение скоростей происходит автоматически. Из минусов – медленный разгон и повышенное потребление топлива.
• Механическая («механика»). Здесь переключение позиций передач происходит в ручном режиме при помощи рычага. Этот тип КПП надёжен и прост в управлении.
• Вариатор. Здесь происходит плавное изменение крутящего момента. Это так называемые бесступенчатая коробка передач.
• Робот. Это механическая КПП, где сцепление и переключение передач происходят автоматически.

• Коробка передач помогает двигателю «приспосабливаться» к нужным условиям. Например, при езде по бездорожью на низкой передаче мотор работает сильнее, а колёса вращаются медленно, что помогает преодолеть даже сложные участки пути. А при езде на трассе при включении высокой передаче двигатель работает в экономичном режиме, а колёса вращаются быстрее.

Ведущий мост

• Мосты в трансмиссии — это опоры, к которым крепится рама автомобиля.
• Ведущий мост получает крутящий момент от трансмиссии, что приводит колёса в движение.
• Ведомый мост – это просто опора. Мосты могут быть задними, передними, а также средними (их ставят в грузовые автомобили).

Дифференциал

• Дифференциал – это комплекс шестерён, которые вращаются с 2-мя степенями свободы.
• Для чего это нужно? Для того, чтобы делить крутящий момент на 2 потока, который заставляет крутиться колёса.
• Простыми словами, он распределяет скорость вращения по полуосям ведущего моста в зависимости от внешних условий. А работает он вместе с главной передачей.

• Например, при повороте налево левые колёса движутся по меньшей траектории, чем правые. Таким образом, левые колёса движутся несколько медленнее. Наличие в автомобилях блокировки дифференциала позволяет двигаться двум колёсам на одной оси с равной скоростью. Устройство держит вращение колёс под своим контролем, меняя их скорость, чтобы не допустить их проскальзывание на неровном дорожном покрытии (особенно это важно при езде на скользкой дороге).

• Самая важная характеристика дифференциала – это коэффициент блокировки, который обозначает соотношение крутящего момента одного колеса к такому же показателю другого. Грубо говоря, от коэффициента блокировки зависит проходимость. Чем выше этот показатель, тем лучше проходимость. У стандартных дифференциалов он равен 1, а у более усложнённых механизмов он может быть со значением 5.
• Расположение дифференциала напрямую зависит от типа привода: Полный – в раздаточной коробке; Передний – в коробке передач; Задний – в картере.

Раздаточная коробка

• В простонародье эту деталь называют «раздатка».
• Эта деталь устанавливается только в полноприводных автомобилях для распределения вращения между всеми колёсами.
• В раздаточной коробке может содержаться демультипликатор, который во много раз увеличивает крутящий момент при прохождении тяжёлых участках пути.

Карданный вал (передача)

• Карданный вал – это механизм, который обеспечивает передачу крутящего момента от КПП к задним колёсам. Как правило, эту деталь устанавливают в полноприводных или заднеприводных транспортных средствах, чтобы передавать вращение между разными мостами. Например, в переднеприводных автомобилях вращение двигателя передаётся к ведущей оси валами из кардана КПП. Карданный вал помогает передать крутящий момент от вторичного вала КПП на вал главной передачи, который находятся под углом друг к другу.

• Вал содержит 2 части, который соединены друг с другом под углом. В состав кардана входят муфты, валы, шарниры, шлицы, промежуточная опора. Выглядит карданная передача в виде трубы, а благодаря дополнительным деталям она может менять свою длину, а также изгибаться. А это очень важно при езде по ухабам, когда колёса движутся вверх и вниз, а расстояние от КПП до главной передаче постоянно изменяется. Кардан считается важным механизмом, который помогает плавно передать крутящий момент от КПП к главной передаче при движении по неровной дороге, даже под определённым углом. Дополнительно кардан снижает колебания кузова при движении автомобиля.

Главная передача

• Это узел, который передаёт крутящий момент напрямую к ведущему мосту.
• В состав устройства входит полуось, шестерни, сателлиты.
• Одна из важных функций главной передачи – это повышение крутящего момента и уменьшение вращения ведущих колёс.
• Существует одинарная передача, а также двойная, которая имеется у грузового автотранспорта с большим передаточным значением.
• А на заднеприводных авто используется так называемая гипоидная главная передача, которая располагается в картере моста.
• В переднеприводных автомобилях главная передача находится в КПП недалеко от дифференциала

ШРУС

• ШРУС – это шарнир равных угловых скоростей, который располагается на ведущих полуосях.
• Он является самым последним узлом трансмиссии, который непосредственно связан с крутящим моментом.
• Этот механизм необходим, чтобы точно «передать» вращение от дифференциала на колёса, причём неважно под каким углом они находятся.
• Внутренние и внешние ШРУСы обеспечивает постоянную связь дифференциала с колёсами при движении в любых дорожных условиях.

• В автомобили всё больше внедряют новые разработки, где электронные компоненты, шестерни заменяются электрокабелями и электромоторами, которыми управляет бортовой компьютер. А вершиной технического прогресса является экологический чистый авто (например, на водородном топливе), где такой механизм как трансмиссия вообще отсутствует.