Трансмиссия — что это¶
Трансмиссия — это совокупность механизмов и узлов, передающих крутящий момент от двигателя транспортного средства к ведущим колёсам (или к рабочему органу машины), а также обеспечивающих его изменение по величине и направлению. Термин происходит от латинского transmissio — «передача, перенос». В широком смысле трансмиссией называют весь тракт передачи мощности от источника к исполнительному органу, включая элементы изменения передаточного отношения, сцепление, дифференциал и приводные валы.
¶Назначение и принцип работы
Двигатель внутреннего сгорания выдаёт крутящий момент в узком диапазоне оборотов, а транспортному средству требуется менять скорость движения в широком диапазоне. Трансмиссия решает эту задачу, выполняя несколько функций:
- изменение величины крутящего момента и частоты вращения (передаточное отношение);
- изменение направления вращения (задний ход);
- разъединение двигателя от колёс (нейтраль, сцепление);
- распределение момента между ведущими колёсами (дифференциал);
- в ряде случаев — раздельное управление тягой по осям (межосевой дифференциал, блокировки).
Суммарное передаточное отношение трансмиссии определяется как произведение передаточных отношений всех включённых звеньев — от главной передачи до колёс. Именно оно задаёт, какое усилие на колесо придётся при данном крутящем моменте двигателя.
¶Основные элементы
Типовой состав трансмиссии легкового автомобиля с задним или передним приводом включает:
| Элемент | Функция |
|---|---|
| Сцепление | Плавное соединение и разъединение двигателя с коробкой передач |
| Коробка передач (КПП) | Изменение передаточного отношения, включение заднего хода |
| Карданный вал | Передача момента на неподвижно закреплённый приводной мост |
| Главная передача | Увеличение момента и снижение частоты вращения |
| Дифференциал | Распределение момента между ведущими колёсами с учётом их разных угловых скоростей |
| Полуоси | Передача момента от дифференциала к колёсам |
В переднеприводных автомобилях карданный вал отсутствует, а коробка передач объединена с дифференциалом и главной передачей в единый агрегат — так называемый «мост» или трансмиссионный блок.
¶Классификация
По типу ведущих колёс различают трансмиссии для переднеприводных, заднеприводных и полноприводных автомобилей. По конструкции главной передачи — одноступенчатые и двухступенчатые. По типу КПП — механические, автоматические, роботизированные, вариаторные.
¶Механическая коробка передач
Классическая МКПП — набор параллельных валов с шестернями, передающими момент через синхронизаторы. Отличается высоким КПД, простотой и ремонтопригодностью, но требует от водителя навыка переключения передач.
¶Автоматическая коробка передач
Гидромеханический автомат (АКПП) использует гидротрансформатор и планетарные ряды. Переключение выполняется автоматически по алгоритму, заданному блоком управления. Распространён на легковых автомобилях, автобусах и грузовиках.
¶Вариатор
Вариатор (CVT) обеспечивает плавное, бесступенчатое изменение передаточного отношения за счёт пары конусных дисков и металлической ленты или цепи. Отсутствие ступеней исключает толчки при переключении, но ограничивает передаваемый крутящий момент.
¶Роботизированная КПП
Робот — механическая коробка с автоматизированным приводом сцепления и переключения передач. Отличается от АКПП более высоким КПД и меньшими потерями, но имеет характерные задержки при переключении.
¶Трансмиссии специальной техники
В тракторах, комбайнах и дорожной технике трансмиссия часто включает коробку отбора мощности (Коробку отбора мощности, КОМ), гидротрансформатор и гидростатический привод. Гусеничные машины используют дифференциалы с планетарными механизмами и бортовые редукторы, а также системы поворота с тормозами на бортовых трактах.
¶Электромобили
В электромобилях классическая многоступенчатая КПП, как правило, отсутствует: электродвигатель работает в широком диапазоне оборотов, поэтому применяется одноступенчатый редуктор с дифференциалом. Это упрощает конструкцию и снижает потери. Исключения — спортивные электромобили, где для расширения диапазона скоростей используют двухступенчатую коробку.
¶Типичные неисправности
К характерным поломкам трансмиссии относят износ фрикционных накладок сцепления, выход из строя синхронизаторов, течь масла через сальники и прокладки, износ шестерён главной передачи и шум подшипников. Своевременная замена трансмиссионного масла и диагностика люфтов позволяют продлить ресурс узлов.
Источники:
- Киселёв А. Н. «Конструкция и расчёт автомобилей»
- Вахламов В. К. «Конструкция легковых автомобилей»
- ГОСТ Р 52053-2003 «Транспорт дорожный. Термины и определения»
- Справочник «Автомобиль: конструкция, эксплуатация, ремонт»