Трансмиссия. 3

Введение.

     Трансмиссией  называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля. Трансмиссия предназначена  для передачи крутящего момента  с коленчатого вала двигателя  на ведущие колеса, а иак же для изменения величины этого момента. Кроме того,  трансмиссия обеспечивает движение автомобиля задним ходом.

     Устройство  трансмиссии зависит от количества ведущих мостов и их расположения. Трансмиссия может иметь:

     1.один  задний ведущий мост;

     2.два  ведущих моста – передний и  задний;

     3. Два задних ведущих моста и  один передний управляемый;

     4.три  ведущих моста и  один передний  управляемый;

     5.четыре  ведущих моста.

     Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, его назначения и взаимного расположения двигателя и ведущих колес. Характер изменения передаваемого крутящего  момента в разных типах трансмиссии  различен. Трансмиссия и ее техническое  состояние значительно влияют на эксплуатационные свойства автомобиля. Так, при ухудшении технического состояния механизмов трансмиссии и нарушении регулировок в сцеплении, главной передачей и дифференциале повышается сопротивление движению автомобиля и ухудшаются тягово – скоростные свойства, проходимость, экологичность автомобиля, снижается топливная экономичность. 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 1: Общие сведения и строение классической трансмиссии.

     Теперь  более подробно рассмотрим строение классической трансмиссии автомобиля. Как правило на классических моделях двигатель установлен в передней части машины, а ведущими являются задние колеса,  что обусловливает необходимость применения трансмиссии, состоящей из нескольких механизмов.

     При движении автомобиля коленчатый вал  двигателя развивает до 5800 об/мин, а  ведущие колеса при этом вращаются  со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля  вращаются  в четыре с лишним раза медленнее  коленчатого вала.

            А при неблагоприятных дорожных  условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает.

           При эксплуатации автомобиля  возникает необходимость изменять  не только скорость движения  и величину подводимого к колесам   момента,  но также маневрировать,  останавливаться, двигаться задним  ходом.

          Выполнение всех этих действий  становится возможным благодаря   тому, что развиваемый двигателем  крутящий момент подводится к  ведущим колесам через  механизмы,  составляющие трансмиссию автомобиля. К этим механизмам относятся:  сцепление, коробка передач, карданная  передача, главная передача, дифференциал  и  полуоси.  Каждый из механизмов  выполняет определенные функции.

           Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить силовую передачу от двигателя и обеспечивать плавное включение трансмиссии при трогании  автомобиля с места или при переключении передач.

            Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

             Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

             Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом  90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала.

       Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге.

              Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам.

     1.1 Сцепление.

     Применяемые на современных  автомобилях фрикционные  сцепления обладают высокой надежностью; простотой и технологичностью конструкции; долговечностью, согласованной со сроком службы других механизмов трансмиссии; малой трудоемкостью технического обслуживания при эксплуатации; легкостью управления, не требующего значительной затраты физической силы; плавностью изменения передаваемого момента при включении; постоянством теплового режима при работе (обеспечиваемым отводом тепла от его деталей); минимальным моментом инерции ведомых деталей сцепления и связанных с ним деталей трансмиссии; хорошей уравновешенностью; постоянством нажимного усилия независимо от степени износа трущихся поверхностей. Кроме того, фрикционные сцепления должны обеспечивать уменьшение вибраций и резонансных колебаний, передаваемых от двигателя, а  также сохранять коэффициент трения при изменении температуры.

        Стандартный тип сцепления - сухое,  однодисковое, с упругим ведомым диском, снабженным гасителем крутильных колебаний, и с диафрагменной нажимной пружиной. Привод включения от педали к вилке сделан гидравлическим.

       Собственно сцепление состоит  из двух основных частей: нажимного  диска в сборе с кожухом  и ведомого диска, заключенных  в отлитый из алюминиевого сплава картер.

       Нажимной диск соединен с кожухом  тремя стальными пластинами. Они  расположены тангенциально и  прикреплены одной стороной к  кожуху, а второй - к нажимному  диску таким образом, чтобы  при передаче крутящего момента  от маховика к диску пружины  работали на растяжение.

     Благодаря упругим свойствам пластин,  нажимной диск может перемещаться в продольном  направлении, т. е. к маховику (при включении сцепления) или от маховика (при выключении сцепления).

        Ведомый диск при монтаже сцепления  своей ступицей надевается на  шлицы первичного вала. Его рабочая  поверхность с наклепанными на  неё с обеих сторон фрикционными  накладками помещается между  маховиком и нажимным диском, а ступица имеет возможность  перемещаться по шлицам первичного  вала коробки передач. При нажатии  на педаль, когда пружина, опираясь  на обращенное к маховику опорное  кольцо, выгибается в обратную  сторону, ее наружный край отходит  от маховика, прекращая давление  на нажимной диск. При помощи трех фиксаторов пружина, соединенная с нажимным диском, отводит его от ведомого диска .

       Благодаря своей форме и установке  между опорными кольцами диафрагменная пружина при отсутствии внешнего воздействия нагружает нажимной диск, сжимая ведомый между ним и маховиком. При этом крутящий момент от маховика и  постоянно связанного с ним через кожух сцепления и соединительные пластины нажимного диска  передается через ведомый диск на первичный вал и далее через шестерни коробки передач. карданную передачу и задний мост подводится к ведущим колесам.

       Выключение сцепления производится  перемещением центральной части  диафрагменной пружины в сторону  маховика; наружная часть пружины при этом удаляется от него и,  увлекая за собой нажимной диск, освобождает ведомый от передачи крутящего момента. разъединяя трансмиссию.  Для устранения передачи крутильных колебаний коленчатого вала на коробку передач и для уменьшения пиковых напряжений в элементах силовой передачи,возникающих при резком изменении скоростного режима, ведомый диск  соединен со ступицей при помощи гасителя колебаний (демпфера). Этот узел состоит из упругой муфты с шестью пружинами и фрикционного элемента.    

        Последний состоит из двух  фрикционных колец, между поверхностями которых зажат фланец ступицы и кольцевой пружины сжимающей кольца для обеспечения необходимого момента трения.

        Крутящий момент двигателя передается  от фрикционных накладок и  через заклепки ведомому диску  и далее к ступице ведомого  диска через демпферные пружины.  При изменении передаваемого  крутящего момента происходят  угловые перемещения ведомого  диска относительно его ступицы;  направления этих перемещений  взаимно противоположны, поэтому  демпферные пружины, через которые передается вращение, сжимаясь и разжимаясь, поглощают часть энергии крутильных колебаний.

          Фрикционный элемент, являющийся  сухой дисковой муфтой, имеет  определенный  момент трения, в  результате которого исключаются  резонансные колебания и часть  поглощаемой энергии крутильных колебаний превращается в тепловую, рассеиваемую в окружающее пространство.

     2.1 Коробка передач.

     Как известно, двигатели внутреннего  сгорания развивают максимальную мощность только при вполне определенном и достаточно высоком числе оборотов. Для повышения тягового усилия на ведущих колесах автомобиля при невысоких скоростях движения возникает необходимость в увеличении передаточного отношения трансмиссии.

         Поэтому все современные автомобили  снабжены теми или иными устройствами, позволяющими при неизменном  числе оборотов двигателя изменять число оборотов ведущих колес в процессе движения.

        В настоящее время наилучшими  механизмами такого рода, работающими с наименьшими потерями. являются шестеренчатые многоступенчатые коробки передач.

         В качестве примера рассмотрим  трехходовую четырехступенчатую  коробку передач с четырьмя  передачами для движения вперед  и одной - заднего хода.

        Все четыре передачи переднего  хода включаются с помощью  синхронизаторов (с блокирующими конусными кольцами), облегчающих управление коробкой передач и обеспечивающих безударное включение шестерен.

       Коробка передач имеет три  вала: ведущий (или первичный), промежуточный и ведомый (или вторичный). Для уменьшения шума работы шестерен, повышения плавности зацепления и увеличения долговечности шестерни, находящиеся  в постоянном зацеплении, выполнены косозубыми. Шестерни заднего хода сделаны прямозубыми.

       Характерной особенностью коробки  передач является то, что I, II и  III передачи  имеют шестерни постоянного  зацепления. При этом соответствующие шестерни  вторичного вала могут на нем свободно вращаться, и при включении передачи соответствующая шестерня соединяется с валом посредством скользящих муфт синхронизаторов. Эти муфты перемещаются при помощи вилок включения передач. Вилок всего три. и поэтому коробка является трехходовой.

        Коробка передач состоит из  первичного , вторичного и промежуточного валов, картера и механизма переключения передач.

        Первичный вал изготовлен как  одно целое с шестерней постоянного  зацепления. Он вращается на двух  шариковых подшипниках, передний  запрессован в гнездо торца коленчатого вала, задний подшипник помещен в картере коробки передач и уплотняется сальником.

       Вторичный вал установлен в  трех подшипниках. Передний игольчатый  подшипник установлен в расточке  первичного вала, средний подшипник  шариковый, запрессован в гнездо картера коробки передач, задний подшипник, размещенный в гнезде задней крышки, уплотняется сальником. На вторичном валу свободно расположены шестерня первой передачи, шестерня второй передачи, шестерня третьей передачи; они находятся в постоянном зацеплении с одноименными шестернями промежуточного вала.

       На переднем конце вторичного  вала имеются три шлица, на  которых расположена ступица  скользящей муфты синхронизатора III и  IV передач.   

       Ступица скользящей муфты синхронизатора  I и II передач связаны с валом  аналогично. Шестерня заднего хода  крепится на валу шпонкой. На  задней шейке вала размещена  ведущая шестерня привода спидометра. Фланец эластичной муфты карданного вала насажен на шлицы вала и  фиксируется гайкой.

        Промежуточный вал изготовлен  как одно целое с блоком  шестерен и опирается на  два  подшипника; передний подшипник  6-шариковый, фиксируется на валу шайбой и болтом, задний подшипник - роликовый, цилиндрический. На шлицах вала расположена шестерня заднего хода.

        Промежуточная шестерня заднего  хода свободно вращается на  оси, запрессованной в отверстиях  картера коробки передач и  его задней крышки.

       Рычаг переключения передач составной,  его нижняя часть соединяется с верхней частью через демпферное устройство. Такое соединение позволяет снимать коробку передач с автомобиля без “лишней” разборки.

     3.1 Карданная передача.

       Карданная передача автомобиля  служит для передачи крутящего  момента от коробки  передач на главную передачу заднего ведущего моста при изменяющемся угле между осями вторичного вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

       Карданная передача состоит из  переднего (промежуточного) вала, промежуточной  опоры и заднего вала.

       Промежуточный карданный вал  - стальной. Он сварен из тонкостенной трубы и наконечников. На передний наконечник, имеющий шлицевую часть, надета стальная скользящая втулка, которая соединена с вилкой вторичного вала коробки передач через упругую резиновую муфту. Наличие в трансмиссии упругой муфты позволяет не только передавать крутящий момент при незначительных изменениях угла между осью вторичного вала коробки передач и осью подшипника промежуточной опоры, но и защищает трансмиссию от жестких ударов.

         Передняя часть промежуточного  вала сцентрирована относительно  вторичного вала коробки передач  при помощи центрирующего кольца, на которое при установке вала надевается запрессованная в скользящую вилку стальная центрирующая втулка.

        Передняя часть шлицевого соединения  уплотнена резиновым кольцом специального профиля, имеющимся на вторичном валу коробки передач.

       Задний карданный вал в отличие  от промежуточного имеет два  карданных шарнира, посредством которых он соединен своей передней частью с промежуточным валом, а задней частью - с ведущим валом главной передачи. Вал этот изготовлен из стальной тонкостенной трубы, к которой с обеих сторон приварены кованые вилки. Как промежуточный, так и задний карданные валы после сборки динамически отбалансированы; приваренные к ним металлические пластины служат для устранения дисбаланса. Каждый из двух карданных шарниров состоит из двух вилок, расположенных под углом 90 градусов друг к другу и соединенных крестовиной, и четырех игольчатых подшипников.

      4.1 Задний мост.

       Задний мост автомобиля агрегатирован  и состоит из главной передачи  с  дифференциалом и полуосей, помещенных в картер (балку) заднего  моста. Указанные механизмы позволяют  увеличить крутящий момент, подводимый  карданной передачей. и передают  его под углом 90 градусов к  ведущим колесам автомобиля.

           Картер заднего моста состоит  из верхней и нижней половин,  отштампованных из листовой связи и сваренных между собой двумя продольными швами. К концам картера, имеющим форму труб, приварены два стальных кованых фланца, в которых расточены гнезда для установки подшипников полуосей, сальников и обработаны отверстия для четырех болтов, которыми к картеру крепятся пластины и щиты тормозов. К консольным частям верхней половины картера приварены две подушки для установки пружин подвески, кронштейны для крепления верхних штанг подвески, кронштейн для рычага привода регулятора давления задних тормозов и некоторые другие детали.

        К консольным частям нижней  половины картера прикреплены  сваркой кронштейны крепления нижних штанг и амортизаторов задней подвески.

       Механизм главной передачи с  дифференциалом заднего моста  размещен в чугунном литом картере. При монтаже он устанавливается в картер заднего моста таким образом, что в собранном виде образуется единая жесткая система, имеющая собственную масляную ванну.

        К балке заднего моста крепится  редуктор, в котором и расположены  главная передача и дифференциал. Ведущая и ведомая шестерни  главной передачи спарены по контакту и шуму, поэтому при повреждении одной из них заменяются обе.  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава  2:  Трансмиссия  современного  автомобиля(автоматическая трансмиссия).

     Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

     По  этой причине он обязан постоянно  следить за нагрузкой двигателя  и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает  необходимость постоянного пользования  переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

     увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных  функций;

     автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;

     предохраняет  двигатель и ходовую часть  автомобиля от перегрузок;

     допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

     Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно  разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи -- дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля. 
 
 

     Упрощённая  кинематическая схема АКПП

     АКПП   состоит  из: 
1) Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии , но не требует непосредственного управления  со  стороны  водителя. 
2) Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении  передач. 
3) Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение  передач. 
4) Устройство управления.  Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.

     Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно  высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться.

     Планетарный ряд  в отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

     Составные части фрикционаПоршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

     Тормозная лента Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда. 
 
 
 

                                                 Заключение.

     В заключение лишь остается проанализировать все выше сказанное и сделать  вывод. Рассмотрев две разновидности  строения трансмиссий, классическую и современную, можно говорить о том, что каждая представленная модель имеет свои особенности и преимущества по отношению друг к другу. На данный момент можно сказать большинство производителей современных автомобилей останавливается на производстве автоматический трансмиссий, аргументируя это тем, что такая конструкция более удобна и конфортабельна, но стоить заметить что такой вид трансмиссии более приемлем для езды по ровному покрытию. Но до сих пор многие конструкторы различных автопромов останавливают свое внимание на классической схеме трансмиссии, опираясь на простоту и надежность данной модели. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список  использованной литературы.

    1. Гаврилов К.Л. Моторная диагностика: учебно – практическое пособие.-М.,2005.

    2. Дмитриев В.Я. Устройство автомобиля  в вопросах и ответах, Омск, 2004.

    3. Пехальский А.П. Устройство автомобилей: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования, М.,2005.

    4.Хараман С. В., Метелкин В. В. Практическое обучение вождения автомобиля: Учебно – методическое пособие / Под редакцией В.М. Рудника.,М,2002.

    5. Шестопалов С. К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: Учебник для нач. проф. образования,  М.,2003. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                            Содержание.

    1.Введение  …………………………………………………………. 2

    2. Общие сведения и строение  классической трансмиссии…….. 3

    2. 1.Сцепление……………………………………………………....  4

    2. 2. Коробка передач……………………………………………... 6

    2. 3. Карданная передача…………………………………………. 8

    2. 4.Задний мост…………………………………………………… 9