Содержание
- 1Что такое трансмиссия
- 2Типы трансмиссии
- 2.1По типу коробки передач:
- 2.2По способу передачи энергии:
- 3Трансмиссии с механической КПП
- 4Трансмиссии с автоматической КПП
- 5Трансмиссии с бесступенчатой КПП
- 6Трансмиссии с роботизированной КПП
- 7Механические трансмиссии
- 8Гидромеханические трансмиссии
- 9Гидростатические трансмиссии
- 10Трансмиссии по типу привода
- 11Итоги
Трансмиссия автомобиля — это связующее звено между его двигателем и колёсами. Она отвечает за своевременную передачу и распределение крутящего момента, выполняет ряд важных функций, без которых эксплуатация авто была бы невозможна. Трансмиссия является сложной системой узлов и механизмов, где важна работоспособность каждого из её элементов. Поэтому так важно её регулярное обслуживание и диагностика. Из этой статьи вы узнаете принцип работы трансмиссии, познакомитесь с основными типами и их особенностями.
Что такое трансмиссия
Трансмиссия авто представляет собой конструкцию, расположенную между силовым агрегатом и ведущими колёсами. В обобщённом виде она состоит из нескольких элементов:
Сцепление. Элемент, который самым первым обеспечивает передачу крутящего момента. Чаще всего выглядит как диск, с одной стороны подключённый к коленвалу двигателя, а с другой — к коробке передач. Также сцепление позволяет разъединить трансмиссию и двигатель, что необходимо для переключения передач и остановки автомобиля.
Коробка передач. В обиходе этот термин используют как синоним трансмиссии, но в действительности это лишь одна из её частей, хотя и самая важная и сложно устроенная. Коробка позволяет менять величину крутящего момента, скорость и направление движения колёс. Она состоит из нескольких пар шестерён разного диаметра, которые и являются передачами. Сцепку с валом обеспечивают соединительные муфты, а синхронизаторы упрощают этот процесс. Нейтральная передача выражается в полном разъёдинении шестерён и прекращении передачи крутящего момента.
Главная передача. Механизм, который состоит из двух шестерён, отвечает за передачу импульса от коробки на ведущую ось или обе оси в случае с системой постоянного полного привода. На массивных транспортных средствах используют двойную главную передачу для повышения передаточного числа (отношению числа зубьев ведомой и ведущей шестерни).
Межколёсный дифференциал. Редуктор, который на основании поступающей угловой скорости, распределяет крутящий момент по двум полуосям с минимальными потерями КПД. Благодаря этому колёса автомобиля могут вращаться с разной скоростью, что необходимо при скоростном маневрировании, вхождении в повороты и движении по неровным дорогам. В зависимости от привода трансмиссия может включать от 1 до 3 дифференциалов.
Полуоси. Так называют приводной вал, который завершает многоступенчатый процесс передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам. Помимо самого вала, полуоси состоят из внешнего и внутреннего ШРУСа. Шарниры равных угловых скоростей обеспечивают непрерывную передачу импульса с учётом угла поворота и взаимного расположения колёс.
Типы трансмиссии
Классификация трансмиссий, которые используются на современных легковых автомобилях, достаточно широка. Опираясь на 3 основных отличительных признака, мы кратко рассмотрим особенности каждого типа.
По типу коробки передач:
- Механические;
- Автоматические;
- Бесступенчатые;
- Роботизированные;
- Последовательные механические и полуавтоматические.
По способу передачи энергии:
- Механические;
- Гидромеханические;
- Гидростатические.
- По типу привода:
- Передний;
- Задний;
- Постоянный полный;
- Подключаемый полный.
Трансмиссии с механической КПП
В трансмиссиях с механической коробкой бремя управления полностью ложится на водителя. Нажимая на педаль сцепления, он разделяет двигатель и КПП, тем самым получая возможность выбрать оптимальную на данный момент передачу.
Плюсы:
- Высокий уровень вовлечённости в процесс вождения.
- Возможность самостоятельно определять динамику и обороты двигателя.
- Снижение расхода топлива.
- Простая конструкция, надёжность и возможность буксировки авто.
- Низкая цена.
Минусы:
- Сложность управления — требует слаженных действий и высокой концентрации.
- Необходимость постоянного использования педали сцепления и рычага в плотном трафике повышает утомляемость.
- При современном уровне развития технологий производительность МКПП всё чаще уступает автоматам.
Трансмиссии с автоматической КПП
Трансмиссии с автоматической коробкой переключают передачи самостоятельно, без участия водителя. Они отличаются отсутствием прямой физической связи между двигателем и коробкой передач. Переключение происходит посредством гидротрансформатора, который изменяет давление масла по достижении определённого количества оборотов в минуту.
Плюсы:
- Комфортное и менее энергозатратное управление автомобилем.
- В отличие от ручного режима, передачи переключаются всегда быстро и чётко.
- Отсутствие отката при начале движения на подъёме.
- Адаптация к стилю вождения.
Минусы:
- Повышенный расход топлива.
- Дорогостоящий ремонт и обслуживание.
- Чаще всего отсутствует возможность включения пониженной передачи.
- Нельзя буксировать автомобили.
Трансмиссии с бесступенчатой КПП
Автоматические бесступенчатые коробки, также известные как вариаторы, относятся к типу с постоянно изменяющейся передачей (CVT). Принцип их работы основан на взаимодействии 2 конусов (шкивов), один из которых прикреплён к двигателю, а другой связан с ведущей осью. Соединённые ремнём шкивы постоянно меняют взаимное расположение, меняя и передаточное число. При отсутствии постоянных передач отпадает необходимость и в межколёсном дифференциале. Вариаторы дополнительно оснащают ЭБУ, который меняет диаметр ремня в зависимости от работы двигателя, а также редуктором заднего хода.
Плюсы:
- Отличная плавность хода при отсутствии переключения передач.
- Высокий КПД, который положительно влияет на динамику и расход топлива.
- Простота конструкции и высокая надёжность при своевременной замене масла и ремня.
Минусы:
- Неприспособленность к перегреву приводит к быстрому износу при езде по бездорожью и резкому старту.
- Необходимость длительного прогрева в холодное время года.
- Некорректная работа хотя бы одного из многочисленных датчиков электронного блока управления приводит к потере работоспособности всей системы.
Трансмиссии с роботизированной КПП
Роботизированная коробка передач является гибридом механики и автомата, благодаря чему совмещает достоинства обоих типов. Конструкция такого агрегата почти полностью идентична МКПП, однако за переключение передач отвечает не водитель, а электроприводы. При разгоне или торможении система автономно отсоединяет коробку от двигателя и включает нужную передачу.
Плюсы:
- Высокая динамика разгона.
- Повышенный ресурс пробега и экономичный расход топлива.
- Возможность выбора между автоматическим и ручным режимом.
Минусы:
- Частые рывки в момент переключения передачи.
- Плохая адаптированность к пробкам и откат при трогании в горку.
- Дорогостоящее обслуживание и сбои в работе электронных систем управления.
- Трансмиссии с последовательными механическими и полуавтоматическими КПП
- Трансмиссии с коробками передач этих 2 типов редко встречаются в массовом сегменте. В основном, их используют производители эксклюзивных гоночных автомобилей и суперкаров.
При использовании последовательной механической коробки передач водитель нажимает сцепление в момент запуска двигателя и включения первой передачи, после чего использует рычаг или подрулевые лепестки без нажатия педали. Как понятно из названия, за одно действие можно переключиться только на одну передачу вверх или вниз.
Полуавтоматические коробки (ПАКП) работают с помощью системы двойного сцепления, одно из которых подключено к чётным передачам, а другое — к нечётным. Устройства такого типа обеспечивают молниеносное переключение — менее чем за 0,01 секунды. В разное время ПАКП применялись на мотоциклах и спецтехнике, а сегодня ими оснащают болиды Формулы-1.
Механические трансмиссии
Из-за схожей терминологии механические трансмиссии путают с теми, которые работают в связке с МКПП. Чаще всего это действительно так, но здесь речь идёт об их устройстве, где за передачу крутящего момента отвечает система шестерён и шарниров, а энергия возникает благодаря силе трения.
Плюсы:
- Простое устройство.
- Компактный размер.
- Самый высокий КПД.
Минусы:
- Почти всегда используется с МКПП.
- Быстрый износ контактирующих элементов.
Гидромеханические трансмиссии
Гидромеханические трансмиссии используют в связке с автоматическими коробками передач. Функцию диска сцепления здесь выполняет гидротрансформатор. При изменении давления масла приводится в движение насосное колесо, которое передаёт энергию турбинному колесу, соединённому с коробкой планетарного типа. Для оптимизации крутящего момента используется дополнительное реакторное колесо.
Плюсы:
- Широкая возможность регулировки передаточного числа.
- Обеспечение плавного переключения и совместимость с бесступенчатыми коробками.
Минусы:
- Потеря КПД из-за энергоёмкой работы трансформатора.
- Высокая стоимость используемых материалов.
Гидростатические трансмиссии
В гидростатических трансмиссиях энергия двигателя с помощью насоса передаётся специальному гидравлическому мотору, который в свою очередь распределяет её по осям. Трансмиссии такого типа ценятся за экономичность и используются в основном на строительной технике.
Плюсы:
- Высокое передаточное число.
- Обеспечение стабильной проходимости и прямолинейности движения.
Минусы:
- Большие габариты.
- Неэффективное использование энергии.
Трансмиссии по типу привода
Устройство и принцип работы трансмиссии несколько отличаются в зависимости от использующейся системы привода. Кратко рассмотрим особенности каждого типа:
Передний привод. Дифференциал располагается на передней оси, позволяя колёсам тянуть автомобиль за собой. Способствует стабильному сцеплению и комфортной управляемости.
Задний привод. Импульс карданного вала передаётся задним колёсам, которые толкают автомобиль вперёд. Недостатки проходимости и курсовой устойчивости компенсируют отличная динамика и управляемость в поворотах.
Постоянный полный привод. Для постоянной передачи крутящего момента на все 4 колеса трансмиссию оснащают 2 межколёсными дифференциалами на каждой оси, работу которых координирует раздаточная коробка.
Подключаемый полный привод. В данной конфигурации раздаточная коробка передач включается автоматически при проскальзывании колёс или же в ручном режиме по желанию водителя. В остальном конструкция такой трансмиссии идентична системам переднего и заднего привода.
Итоги
Трансмиссия автомобиля является одним из важнейших элементов его технического оснащения. Каждый тип трансмиссии имеет как преимущества, так и недостатки. При покупке нового автомобиля важно обращать внимание на этот фактор, чтобы более точно понимать особенности его эксплуатации и поведения на дороге.
