Тема 1.7. Трансмиссия автомобиля

Трансмиссия автомобиля выполняет две функции: она передаёт крутящий момент от двигателя ведущим колёсам автомобиля, а также изменяет его величину и направление. При передаче крутящего момента трансмиссия, кроме того, перераспределяет его между отдельными колёсами.

Общее передаточное число трансмиссии в любой момент времени можно определить отношением частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения ведущих колёс.

Крутящий момент, передающийся на ведущее колесо, определяет тяговое усилие, действующее в контакте колеса с дорогой. Это усилие определяется делением величины крутящего момента на радиус колеса. Для движения автомобиля необходимо, чтобы тяговое усилие было больше суммы сил сопротивления движению. Максимальное тяговое усилие ограничивается сцеплением колёс с дорогой. Силу сцепления можно определить, умножив часть массы автомобиля, приходящегося на одно колесо, на коэффициент сцепления – φ. Коэффициент сцепления зависит от состояния дорожного покрытия, качества и состояния шин и находится в пределах от 0,1 до 0,9.

Крутящий момент, подведённый к ведущим колёсам, стремится сдвинуть их относительно поверхности дороги в сторону, противоположную движению автомобиля. Вследствие этого из-за противодействия дороги на ведущих колёсах возникает тяговая сила Р_т, которая направлена в сторону движения и является движущей силой автомобиля. тяговая сила вызывает возникновение на ведущем мосту толкающей силы Р_х, которая через подвеску передаётся на кузов и приводит в движение автомобиль.

В зависимости от того, какие колёса автомобиля являются ведущими, мощность и крутящий момент могут подводиться только к передним, только к задним или к передним и задним одновременно, а автомобили, соответственно, будут переднеприводными, заднеприводными и полноприводными.

Трансмиссии подразделяются: по конструкции и по изменению крутящего момента.

По конструкции

- механические;

- гидрообъёмные;

- электрические;

- гидромеханические;

- электромеханические.

По изменению крутящего момента:

- ступенчатые;

- бесступенчатые;

- комбинированные.

Наиболее распространены механические ступенчатые и гидромеханические трансмиссии. Трансмиссии других типов имеют ограниченное применение.

Выбор типа трансмиссии зависит от назначения автомобиля и взаимного расположения двигателя ведущих колёс. Характер изменения передаваемого крутящего момента в разных трансмиссиях различен.

В механической ступенчатой трансмиссии передаваемый от двигателя к ведущим колёсам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии, которое равно произведению передаточных чисел шестерённых механизмов трансмиссии. Передаточным числом зубчатой передачи механизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни (колеса) к числу зубьев ведущей шестерни.

Гидрообъёмная передача представляет собой бесступенчатую силовую передачу, в которой крутящий момент двигателя к ведущим колёсам автомобиля передаётся гидравлическим потоком жидкости.

Электрическпя трансмиссия является бесступенчатой передачей, в которой крутящий момент изменяется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Электрическая трансмиссия обладает всеми преимуществами и недостатками гидрообъёмной трансмиссии, кроме требования к надёжности уплотнения. Однако КПД трансмиссии не превышает 0,75, что ухудшает тягово-скоростные свойства автомобиля. Кроме того, расход топлива по сравнению с механической трансмиссией повышается на 10…20 %.

Гидромеханическая трансмиссия является комбинированной трансмиссией, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. Передаточное число и крутящий момент в ней изменяются ступенчато и плавно.

Электромеханическая трансмиссия является комбинированной и состоит из элементов механической и электрической трансмиссий.