О чем речь? Типы трансмиссий – разновидности основных элементов, которые обеспечивают передачу мощности от двигателя к колесам и позволяют с легкостью управлять автомобилем. Коробка передач — сердце любого автомобиля, определяющее его характеристики производительности, эффективность и удобство в управлении.
Что важно знать? Чтобы вы смогли принять осознанное решение при выборе автомобиля или обновлении трансмиссии своего существующего «железного коня», нужно рассмотреть особенности, преимущества и ограничения типов трансмиссий.
В этой статье:
Назначение трансмиссий
Трансмиссия является одним из основных агрегатов автомобиля и устроена из большого количества узлов и деталей. Задача системы — передавать энергию двигателя на мост ведущих колес. Однако это лишь упрощенное объяснение функционала трансмиссии, и требуется более подробное рассмотрение принципов работы агрегата.
Система передает крутящий момент от мотора на редукторы колес, задает направление и частоту вращения и контролирует распределение энергии между передней и задней осями.
Назначение трансмиссий
Таким образом, главная функция трансмиссии — обеспечение связи между двигателем и мостом ведущих колес, передача и распределение крутящего момента, а также управление вращением колес.
Как и любые механизмы, детали трансмиссии могут выйти из строя. Первые симптомы неполадок в системе:
- Педаль сцепления заедает или западает.
- Появляется шум при нажатии на педаль сцепления.
- Машина стартует рывком.
- Колеса пробуксовывают.
- Замечены протечки трансмиссионной жидкости.
Трансмиссионная система может прослужить долго и выполнять свои функции, если регулярно обслуживать ее элементы, своевременно выявлять неисправности и проводить ремонт.
Типы трансмиссий автомобиля
В настоящее время существует четыре основных типа трансмиссий:
Механическая коробка передач (МКПП)
МКПП является старейшим представителем среди всех типов коробок передач. Эта система трансмиссии передает крутящий момент при помощи шестеренок, которыми водитель управляет вручную.
Основные достоинства МКПП — высокий КПД, экономичность в расходе топлива, простое и надежное устройство конструкции, невысокая стоимость обслуживания.
Недостаток механической коробки передач — это относительная сложность управления. Современным водителям уже не по душе постоянно перемещать ручку, переключая скорости. Если учитывать, насколько в наши дни загружены городские дороги и сколько светофоров на пути, это становится особенно некомфортным.
Типы трансмиссий автомобиля
Хотя МКПП имеет достаточно архаичную конструкцию, механический тип трансмиссии по-прежнему остается наиболее часто устанавливаемой в современные автомобили коробкой передач. Эксперты объясняют это тем, что производство «механики» является самым бюджетным.
МКПП работает совместно со сцеплением. Узел может на определенное время разъединить трансмиссию и силовой агрегат, благодаря чему быстрое переключение передач осуществляется без вреда для мотора и коробки. Водитель регулирует сцепление, нажимая ногой на педаль.
«Механика» состоит из валов и преимущественно косозубых шестерен. Этот вид шестеренок отличается низким уровнем шума, большой прочностью и продолжительным сроком службы. Вращение валов и шестерен регулируется синхронизаторами, позволяющими переключать передачи без двойного выжима.
Роботизированная трансмиссия
Роботизированная КПП отличается от механической тем, что водитель может не контролировать переключение передач вручную — этим занимается электроника. Но «робот» способен работать и в полуавтоматическом режиме, когда ступени переключаются при помощи подрулевых лепестков или селектора.
Очевидным достоинством роботизированной КПП является удобство управления, ведь водителю не нужно каждый раз тянуть ручку рычага.
Но у «робота» есть и минус — при переключении передачи многие автомобилисты замечают небольшую задержку. Кроме того, для этого типа трансмиссии характерна меньшая плавность хода автомобиля. Водитель, переключая ступени, может заметить резкие рывки машины.
Роботизированная трансмиссия
Эти недостатки заставили инженеров компаний-автопроизводителей найти эффективное решение проблемы. Сегодня роботизированная КПП комплектуется и синхронизируется с двумя сцеплениями, благодаря чему задержка при переключении передач становится минимальной. Этот вариант трансмиссии известен как селективная коробка передач.
Автоматическая коробка передач
Автоматизированная КПП — вторая по популярности среди всех коробок после «механики». «Автомат» имеет более сложную конструкцию и состоит из множества деталей, в том числе датчиков. На АКПП нет сцепления в том же смысле, что у МКПП. Вместо этого автоматическая коробка работает совместно с гидродинамическим трансформатором.
На роботизированную коробку «автомат» похож тем, что может переключать ступени как с помощью водителя, так и с помощью электроники. Но у АКПП нет характерных для «робота» резких рывков машины.
Минусом «автомата» является высокая цена. Кроме того, этот тип автоматической трансмиссии расходует много машинного масла. Детали коробки стоят дорого, поэтому ремонт обойдется автовладельцу в немалую сумму.
Существует 2 вида АКПП:
- Коробка передач с гидроавтоматом имеет достаточно простую конструкцию, работает совместно с турбиной и насосом, через которые проходит рабочая жидкость.
- Электронная АКПП устроена сложнее — гидродинамический трансформатор имеет дополнительные режимы: спортивный, экономичный (экологичный) и зимний.
Бесступенчатая трансмиссия
Этот тип трансмиссионной системы также известен под названием «вариатор». Главное отличие от других типов — отсутствие ступеней переключения. Крутящий момент передается от двигателя при помощи шкива и приводного ремня.
Основными преимуществами бесступенчатой трансмиссии является плавность хода автомобиля, отсутствие рывков при старте и движении, а также существенное увеличение ресурса двигателя.
Минус вариатора — медленный набор скорости и дорогостоящий ремонт и обслуживание.
Типы трансмиссий трактора
Механическая трансмиссия
Механическая трансмиссионная система состоит из различных механизмов, узлов и передач. Основные элементы конструкции — КПП, муфта сцепления, главная передача, конечные передачи, промежуточные соединения, дифференциал.
Типы трансмиссий, используемые на тракторах, устроены сложнее, так как оба моста являются ведущими. Такая система имеет дополнительные механические элементы — карданную передачу и раздаточную коробку, а также комплектуется отдельными конечными передачами, главной передачей и дифференциалом. Эти элементы установлены на переднем мосту.
Механическая трансмиссия
Гусеничный трактор может иметь дополнительные поворотные механизмы, а их трансмиссия также включает усилители вращательного движения.
Отличие механического типа трансмиссии состоит в том, что частота вращения регулируется по ступеням, благодаря чему КПД системы становится особенно высоким. При этом цена агрегата и его обслуживания не слишком большая.
Электрическая трансмиссия
Электрическая трансмиссия работает от постоянного тока, выдаваемого генератором. Якорь устройства соединен с карбюратором или дизельным мотором трактора. Двигатель передает энергию генератору, заставляя его вращаться и вырабатывать электричество. Ток по соединительным кабелям распределяется между тяговыми электродвигателями, которые преобразуют электрическую энергию в крутящий момент и передают ведущим колесам или звездочкам.
К достоинствам электрической трансмиссионной системы относится бесступенчатое регулирование скорости движения, которое достигается благодаря простоте преобразования и распределения энергии между основными агрегатами трактора. Однако при этом КПД электротрансмиссии слишком низкий для высокой цены.
Гидравлическая трансмиссия с гидростатической передачей
Этот тип системы использует работу гидравлической передачи. Передаточным устройством трансмиссии, передающим энергию от ДВС ведущим колесам или звездочкам, выступает рабочая жидкость. Существует два вида такой системы: гидростатическая и гидродинамическая.
Гидростатическая передача также известна как объемная трансмиссия. Этот узел состоит из компрессора, распределительного устройства и вмонтированных в ведущие колеса или гусеницы приводных моторов и гидролиний. Компрессор под большим давлением подает в ДВС рабочую жидкость, которая далее распределяется между моторами ведущих колес.
Гидростатическая трансмиссия регулирует частоту вращения бесступенчато, что является ее основным преимуществом. Однако система имеет ряд минусов, среди которых низкий КПД, а также массивные и тяжелые элементы конструкции. Кроме того, гидравлическую трансмиссию для корректной эффективной работы обязательно нужно обеспечить полностью герметичными соединениями.
Гидравлическая трансмиссия с гидромеханической передачей
Второй вид гидравлической трансмиссионной системы. Конструкция агрегата включает дополнительные элементы: гидротрансформатор и гидромуфту. Крутящий момент от ДВС поступает на ведущие колеса при помощи динамического напора жидкости.
Гидравлическая трансмиссия с гидромеханической передачей
Как и гидродинамическая, такая система отличается бесступенчатым регулированием частоты вращения. Также трансмиссия имеет ряд существенных преимуществ, какими являются быстрый разгон и плавный ход трактора при относительно низких динамических нагрузках на элементы конструкции. К минусам гидростатической трансмиссии относят низкий КПД, сложное устройство и тяжеловесные агрегаты и детали.
Электромеханическая трансмиссия
Эта система смешанного типа обладает механической передачей, оборудованной генератором постоянного тока и электродвигателями. Как и предыдущие типы, трансмиссия передает крутящий момент колесам или гусеницам бесступенчато, что обеспечивает плавное изменение скорости трактора. Однако электромеханическая система также имеет низкий КПД. Детали конструкции стоят довольно дорого и из-за большого веса существенно утяжеляют транспортное средство.
Устройство трансмиссий
Каждая трансмиссионная система состоит из определенных узлов и агрегатов. Кроме коробки переключения передач, к ним относятся сцепление, главная передача, карданная передача и дифференциал.
Сцепление
Выжимая сцепление, водитель включает нейтральную скорость, благодаря чему КПП отсоединяется от двигателя, и глушить мотор при остановке автомобиля не нужно. Во время движения сцепление возвращает соединение вращающегося двигателя и КПП.
Кроме того, сцепление является проводником в трансмиссионной системе, передавая усилие между узлами. Работу механизма контролирует водитель, нажимая на педаль, посредством чего запускается привод, передающий усилие.
Существует три типа приводов, но чаще трансмиссия имеет лишь два из них: гидравлический или механический. Электрогидравлический привод встречается реже всего.
Устройство трансмиссий
Механизм сцепления состоит из следующих деталей:
- Связанные друг с другом диски.
- Корзина, расположенная на маховике ДВС. Эти элементы являются одними из наиболее прочных в системе.
- Вилки выключения, отводящие диски после нажатия на педаль.
- Первичный вал КПП, на который передается крутящий момент.
Различают два вида сцепления:
- «Сухое» сцепление передает усилие между диском двигателя и коробкой передач напрямую. Этот вид механизма можно встретить на полноприводных внедорожниках.
- Рабочие элементы «мокрого» сцепление погружены в гидротрансформаторное масло, и соединение/отсоединение происходит за счет гидравлики. Такое устройство намного надежнее, но и стоит гораздо дороже.
Главная передача
Этот узел трансмиссии передает крутящий момент на мост ведущих колес. Главная передача имеет в своем составе полуось, полуосевые шестерни, ведущую и ведомую шестерню, а также планетарные шестерни.
Узел предназначен для усиления крутящего момента, с помощью чего частота вращения ведущих колес уменьшается. На автомобилях, оснащенных передним приводом, главная передача находится в коробке около дифференциала, а в заднеприводных машинах расположена в картере моста.
Главная передача может быть одинарной и двойной. Вторая чаще всего встречается на грузовых автомобилях, у которых больше передаточное число.
Дифференциал
Дифференциал — еще один узел системы, передающий, увеличивающий/уменьшающий и распределяющий крутящий момент. В зависимости от типа привода дифференциал в трансмиссии находится:
- в картере моста у заднеприводных авто;
- в коробке передач у переднеприводных;
- в раздатке у полноприводных.
Особенностью конструкции является наличие планетарного колесного редуктора. Выделяют разные виды дифференциала в зависимости от вида используемого зубчатого колеса:
- Конический дифференциал. Чаще применяется для распределения крутящего момента между колесами.
- Цилиндрический — устанавливается между осями в полноприводных автомобилях.
- Червячный — может использоваться как между колесами, так и между осями.
Механизм состоит из нескольких деталей:
- корпуса или чашки, которые принимают крутящий момент от главной передачи;
- зафиксированной на корпусе/чашке ведомой шестерни;
- осей сателлитов;
- шестеренок.
Кардан
В состав карданной передачи входят такие элементы, как шарниры, шлицы, валы, муфта, промежуточная опора.
- Шарниры заднего кардана плавно передают крутящий момент от коробки на главную передачу, когда автомобиль движется по неровной дороге.
- Шарниры с крестовинами передают усиление под углом.
- Шлицы гасят колебания кузова машины.
Карданная передача является одним из наиболее важных в трансмиссии узлов, за настройкой которого требуется внимательно следить. При неверной регулировке в системе могут появиться неприятные шумы, вибрации и другие неполадки.
Часто задаваемые вопросы о типах трансмиссий
Какая КПП имеет самую простую конструкцию?
На первом месте по популярности находятся ручные коробки, а на втором — гидромеханические, однако самыми простыми, как ни странно, являются вариаторы. Этот вид КПП, по сути, состоит из единственного элемента — ремня, с помощью которого соединяются входной и выходной валы и обеспечивается широкий диапазон отношений их крутящих моментов. Однако простая конструкция еще не делает вариаторы самыми надежными устройствами.
Зачем бесступенчатой трансмиссии виртуальные передачи?
Наличие виртуальных передач не является техническим преимуществом. Однако такие КПП нравятся автомобилистам тем, что двигатель не звучит монотонно — звук периодически меняющихся оборотов гораздо привычнее для слуха.
Что лучше для бесступенчатой трансмиссии: ремень или цепь?
Вариатор, оборудованный приводным ремнем, является более распространенным видом бесступенчатых КПП и встречается у таких марок авто, как Renault, Nissan, отечественная «Лада» и др. Однако ресурс ремня меньше, чем у цепи, — примерно 150 тыс. км. Клиноцепная трансмиссия встречается у меньшего количества моделей (бывает у некоторых Kia, Subaru, Audi), но отличается лучшей переносимостью нагрузки.
Каково назначение элементов гидравлических трансмиссий разных типов?
Гидравлический тип трансмиссии включает в свой состав насос, который под давлением подает рабочую жидкость на турбину (гидромотор).
Есть два вида таких систем: гидростатическая и гидродинамическая, отличающиеся между собой разными типами насосов и моторов.
Трансмиссионная система является одним из самых главных агрегатов любого автомобиля. Чаще всего под трансмиссией имеется в виду какой-либо тип коробки передач, но в более широком понимании — это совокупность механизмов.
