Pikap24.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что соединяет двигатель с колесами

Как работает трансмиссия автомобиля

Управление карданным валом

Автомобиль с передним расположением двигателя и задним приводом

Коробка передач находится рядом с двигателем, между ними располагается сцепление. Двигатель жестко крепится к опоре, а карданный вал подвижен и позволяет двигаться заднему мосту.

В автомобиле с передним расположением двигателя и задним приводом энергия передается от двигателя через сцепление и коробку передач на задний мост посредством полого карданного вала.

Задний мост двигается вверх и вниз на подвеске, адаптируясь к неровностям дороги.

При движении автомобиля угол поворота карданного вала и расстояние между коробкой передач и задним мостом постоянно меняются.

Для этого на передней части карданного вала предусмотрены шлицы, которые позволяют ему входить в коробку и выходить из нее. Кроме того, к обоим концам (и иногда в центре) вала крепятся шарниры.

Шарниры обеспечивают гибкость вала при постоянной передаче энергии.

Последним компонентом трансмиссии является главная передача, включающая в себя дифференциал, поэтому главную передачу иногда называют дифференциалом.

Главная передача

К карданному валу крепится зубчатый валик, который входит в корпус дифференциала в центре заднего моста.

Скошенные ведущие шестерни в дифференциале вращаются вместе с ведомой шестерней, управляя полуосями, которые ведут к задним колесам. Как правило, полуоси вращаются с одинаковой скоростью. При повороте одно колесо вращается быстрее, чем другое.

Дифференциал предназначен для передачи крутящего момента под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, изменения скорости вращения одного из задних колес при повороте, а также для управления редуктором главной передачи.

Зубчатый валик в дифференциале работает под управлением карданного вала и обладает скошенными зубьями. Эти зубья соприкасаются с ведомой шестерней так, что обе детали образуют угол в 90 градусов.

Карданный шарнир

В современных автомобилях чаще всего используется шарнир Гука с крестовиной, пересекающей ось вращения несущего вала. Крестовина крепится посредством игольчатых подшипников, чтобы минимизировать трение.

Количество зубьев ведомой шестерни обычно в четыре раза превышает количество зубьев на валике, поэтому шестерня вращается в четыре раза медленнее, чем карданный вал.

Энергия передается от дифференциала к задним колесам посредством полуосей.

На концах, которыми полуоси крепятся к дифференциалу, предусмотрены валики со скошенными зубьями. Эти валики взаимодействуют с ведомой шестерней посредством промежуточных шестерен.

Читать еще:  Что означает класс двигателя

Управление передними колесами

В автомобилях с передним приводом используется тот же принцип, что и в автомобилях с задним приводом, однако механические компоненты отличаются в зависимости от местоположения двигателя и коробки передач.

Поперечно расположенные двигатели обычно крепятся прямо над коробкой, и энергия передается через сцепление блоком шестерен.

Поперечно расположенный двигатель

Коробка передач вмонтирована в картер, энергия передается на передние колеса посредством валов на шарнирах.

Рядный двигатель

В рассматриваемом автомобиле с передним приводом коробка передач расположена стандартно (позади двигателя).

Однорядные двигатели обычно соединены с коробками передач, и энергия проходит через сцепление обычным способом.

В любом случае, энергия поступает к конечной передаче через коробку передач.

В автомобилях с поперечно расположенным двигателем механизм конечной передачи обычно располагается в коробке передач. В автомобилях с однорядными двигателями он обычно находится между двигателем и коробкой передач.

Механизм конечной передачи отдает энергию колесам посредством коротких несущих валов. Для корректной работы подвески и рулевого управления крепление несущих валов осуществляется посредством шарниров равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир справляется с напряжением, которое возникает при вращении и повороте колес в автомобилях с передним приводом.

Вместо крестовины шарнир равных угловых скоростей контактирует с подшипниками, внутри которых находятся стальные шарики, и передает энергию с одинаковой скоростью вне зависимости от расстояния между механизмом конечной передачи и колесами.

В некоторых автомобилях (например, ранних моделях Mini) использовались пары несущих валов, соединенных шарнирами с крестовиной. Такие конструкции выполняли ту же функцию, что и карданные шарниры в автомобилях с задним приводом, т.е. позволяли подвеске двигаться вверх и вниз. Эти шарниры изготавливались из резины и металла.

Автомобили с задним положением двигателя и задним приводом

В некоторых автомобилях (например, VW Beetle и небольших Fiat) двигатели и коробки передач располагаются сзади.

Для привода на задние колеса энергия передается от двигателя к коробке через сцепление, а затем к колесам посредством несущих валов.

В отличие от автомобилей с передним приводом, в таких конструкциях вращательное движение колес в расчет не принимается.

В некоторых случаях валы соединяются с выступами на коробке передач посредством круглой муфты.

Читать еще:  Что такое быстроходные поршневые двигатели

Валы и выступы крепятся к краям муфты, а энергия передается через гибкую резиновую прокладку.

Механизм сцепления

Представляет устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Он позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Его элементы заключены в картер, который крепится к мотору. Он состоит из:

  • картера и кожуха,
  • ведущего диска (которым является маховик двигателя),
  • нажимного диска с пружинами,
  • ведомого диска с износостойкими накладками.

Ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе вращается при работе двигателя. Но только, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо едет или стоит на месте автомобиль.

Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, т.е. — включить сцепление. Это сложная задача, т.к. угловая скорость вращения маховика составляет 20 — 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.

На первом этапе — приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.

Второй этап – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения. Т.е. на две — три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина увеличивает скорость движения.

Тритий этап — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса машины. Это соответствует состоянию – включено, автомобиль едет. Теперь остается полностью отпустить педаль и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль. При этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Читать еще:  Что проверять контрактный двигатель

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

  • 4-ступенчатую;
  • 5-ступенчатую;
  • 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Робот (РКПП)

Роботизированная коробка передач названа так потому, что представляет собой электронно управляемую МКПП, где комплекс механизмов и процессоров, которые условно можно назвать роботом, выполняет за водителя работу по переключению. Эти коробки появились лишь в конце XX века.

Первоначально РКПП имели одно сцепление, как и обычная «механика», были дешевле традиционного автомата, обеспечивали меньшую потерю мощности и ставились на машины попроще, например Ford Fusion, Peugeot 107, Opel Corsa и т. д. Переключения выполняли специальные механизмы — сервоприводы . Жесткие, рваные и медленные переключения вкупе с быстрым износом сцепления свели их популярность на нет и передали планку современным собратьям — роботам с двумя сцеплениями .

Большинство из них известно поименно: это Direct Shift Gearbox от VAG (Volkswagen Audi Group), Dual Clutch Transmission от Hyundai/Kia, PowerShift от Ford и т. д. Их главная особенность — наличие двух независимых сцеплений : пока одна передача ведет автомобиль, другая уже включена и ожидает своего соединения с мотором. Это существенно усложняет конструкцию узла, но позволяет избегать задержек и рывков при переключении. Более того, робот с двумя сцеплениями (а иногда даже и с одним) по способности экономить топливо легко потягается с традиционной механикой!

Элементы управления мотор-колесом

Интенсивность вращения ступичного электромотора регулируется рычагом газа. При смене его положения меняется число импульсов напряжения, подаваемых в единицу времени на обмотки. В результате меняется и скорость езды. В ручки тормоза также встроены датчики, которые в свою очередь отключают подачу питания на электрический двигатель при торможении.

В предыдущей статье блога VoltBikes рассказывается о том, какое напряжение лучше выбрать для электровелосипеда.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector