Содержание

Как работает трансмиссия на переднеприводном автомобиле

Первый переднеприводный автомобиль и современные представители

В таком авто крутящий момент, который создается движком, передается на передние колеса, другими словами, они являются ведущими.

На сегодняшний день практически каждый производитель имеет в своем списке авто с таким устройством: это Mercedes, Audi, Renault, Skoda, Citroen, Volkswagen, Peugeot, Toyota, в общем, этот перечень можно продолжать очень долго. И все эти автомобили нам хорошо знакомы и ежедневно встречаются на улицах города.

Первый переднеприводный автомобиль был создан еще в 1897 году братьями Грэф. Данный эффект достигался за счет самых обыкновенных карданных шарниров, которые располагались на каждой оси. Это был первый пробный вариант, далее свое развитие такой тип привода обрел уже в 1920 году в США при сборке гоночных автомобилей.

Сегодня самым мощным переднеприводным автомобилем, имеющим серийное производство, смело можно назвать Ford Focus. Его мощность достигает 305 л.с., а крутящий момент целых 440 Нм.

Дифференциал

Дифференциал — это механизм с двумя степенями свободы. Грубо говоря, конструкция разделяет механическую энергию двигателя на два потока и ведёт их к колёсам. Дифференциал контролирует вращение колёс и не допускает проскальзывания шин на неровной поверхности. Польза дифференциала проявляется при движении по некачественной дорожной поверхности или во время гололёда, дождя или снега. В зависимости от колёсной формулы расположение этого механизма может отличаться. Основная характеристика дифференциала – коэффициент блокировки (КБ).

Он показывает соотношение крутящего момента одного из колёс к этому же показателю другого колеса. От этого параметра зависит проходимость автомобиля, чем он больше – тем выше проходимость. У обычного симметричного дифференциала эта характеристика всегда равна 1, в случае же со специальными механизмами коэффициент может доходить до 5. Так что если кто-то спросит, из чего состоит трансмиссия, то можно сразу ответить.

Дифференциал

Это интересно: Сколько весит блок двигателя ваз 2101

Как устроен передний привод?

Трансмиссия переднеприводного автомобиля состоит из следующих основных частей: коробки передач, которая обеспечивает перераспределение и передачу крутящего момента и мощности к колесам; сцепления, благодаря которому отсутствует либо возникает связь между КП и непосредственно двигателем; и приводных валов.

Одним из важнейших элементов трансмиссии является дифференциал переднеприводного автомобиля, который расположен в КПП вместе с главной передачей. Он необходим, для того чтобы изменять, предавать и распределять крутящие моменты между потребителями, а также в случае необходимости обеспечить их вращение с различными угловыми скоростями.

Кроме того, отличительной особенностью устройства данных авто является и наличие шарниров равных угловых скоростей, посредством которых обеспечивается передача крутящего момента к передним колесам от дифференциала.

Чаще всего, используется четыре шарнира, два внутренних, прикрепленных к дифференциалу, и два внешних, расположенных на колесах. Между данными ШРУСами находятся приводные валы.

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы

Коробка переменных передач, взаимодействуя с другими механизмами и агрегатами, осуществляющими передачу крутящего момента от двигателя автомобиля к его ведущим колесам, составляют один из наиболее важных узлов под названием трансмиссия автомобиля.

Во время движения автомобиля крутящий момент коленчатого вала может достигать 7000 об/мин при том, что ведущие колеса в тот момент вращаются более, чем в четыре раза медленнее и этот показатель постоянно меняется, в зависимости от дорожных условий. Кроме этого, эксплуатация авто подразумевает изменение как скорости движения, так и необходимость выполнять различные маневры, движение задним ходом, останавливаться. Все это было бы выполнять затруднительно без трансмиссии.

На сегодняшний день автомобили оснащаются различными трансмиссиями трех основных компоновок:переднеприводной, заднеприводной и полноприводной.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

При производстве автомобилей с передним приводом устанавливаются следующие узлы и агрегаты, передающие крутящий момент от коленвала к колесам:

• Сцепление; • Коробка переменных передач; • Главная передача; • Дифференциал; • Шарнир равных угловых скоростей, вал привода колес.

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавного ее подключения во время начала движения автомобиля или переключения передач.

Коробка переменных передач используется для изменения передаваемого карданному валу крутящего момента о двигателя и тем самым, получения тяговых усилий на ведущих колесах. Также с помощью КПП осуществляется изменение направления ведущих колес и отключение трансмиссии от мотора на длительное время.

Помимо того, что главная передача передает усилие от карданного вала полуосям под прямым углом, с ее помощью происходит уменьшение по отношению к карданному валу числа оборотов ведущих колес. Таким образом, сила тяги на ведущих колесах увеличивается, за счет уменьшения крутящего момента механизмов трансмиссии после главной передачи.

Дифференциал обеспечивает разную скорость вращения правого и левого ведущих колес, с учетом дорожных условий (повороты, неровности и т. д.). К ведущим колесам крутящий момент передается через полуоси от дифференциала посредством полуосевых шестерен. Такие дифференциалы называют межколесными. Другой вид дифференциалов – межосевые, когда они остановлены между разными осями автомобиля.

Переднеприводные автомобили – особенности поведения

К главным преимуществам таких машин можно отнести следующие факты:

устройство переднеприводного автомобиля предполагает отсутствие карданного вала, что значительно увеличивает используемую площадь салона;
себестоимость производства значительно ниже, чем в случае с классической компоновкой;
небольшое количество узлов привода самым наилучшим образом сказывается на потерях энергии и его надежности;
более эффективное торможение.

Но, несмотря на столь явные преимущества, стоит отметить и некоторые недостатки:

прохождение поворотов на переднеприводном автомобиле может быть несколько затрудненно, так как углы поворотов колес ограничиваются шарнирами;
резкий разгон может привести к пробуксовке колес, при этом тяга движка реализуется в значительно меньшей степени, чем у задне- и полноприводных авто;
возможен занос задней оси переднеприводного автомобиля во время гололеда, а также при мокром дорожном покрытии, хотя выровнять ее все же легче, чем у заднеприводного;
в некоторых условиях во время добавления газа на руль может передаваться реактивное усилие, конечно же, из рук он не вырвется, однако дергаться будет довольно сильно;
малое сцепное усилие ведущих колес не самым лучшим образом влияет на проходимость, особенно на подъемах. В этом случае первыми застревают именно передние колеса, и тогда авто становится совершенно беспомощным. Владельцы же заднеприводных машин в этом случае всегда могут дать задний ход и исправить ситуацию.

Однако, несмотря на возможный занос переднеприводных автомобилей и остальные их недостатки, именно они являются наиболее востребованными и часто выпускаемыми моделями.

Приводы правого «А» и левого «В» колес

1 – корпус наружного шарнира; 2 – большой хомут крепления чехла наружного шарнира; 3 – чехол наружного шарнира; 4 – малый хомут крепления чехла наружного шарнира; 5 – демпфер; 6 – вал привода правого колеса; 7 – малый хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода правого колеса; 8 – чехол внутреннего шарнира привода правого колеса; 9 – большой хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода правого колеса; 10 – корпус внутреннего шарнира привода правого колеса; 11 – трехшиповик внутреннего шарнира привода левого колеса; 12 – держатель чехла внутреннего шарнира привода левого колеса; 13 – чехол внутреннего шарнира привода левого колеса; 14 – хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода левого колеса; 15 – вал привода левого колеса.

Приводы колес с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУСами) служат для передачи крутящего момента от главной передачи к ведущим колесам при различных углах поворота колес и ходах подвески.

При конструировании приводы стараются делать одинаковой длины, т. к. это условие обеспечивает равенство сил и моментов, возникающий на ведущих колесах. Выполнить это условие на автомобиле с поперечным расположением силового агрегата сложно, поэтому на таких автомобилях, как правило, правый привод значительно длиннее левого привода.

Для автомобиля с коробкой передач JH3 были применены конструктивные решения, позволяющие сблизить длины приводов ведущих колес. Длины приводов ведущих колес сближены за счет разной конструкции внутренних шарниров. Для того, чтобы увеличить длину привода левого колеса, корпус внутреннего шарнира привода выполнен внутри картера коробки передач. Для того, чтобы уменьшить длину привода правого колеса, корпус внутреннего шарнира отодвинут от картера коробки передач. Для этого в конструкцию коробки передач был введен дополнительный элемент — шлицевой вал, который выполнен за одно целое с полуосевой шестерней дифференциала. На валу привода правого колеса установлен резиновый демпфер. Наружные и внутренние шарниры приводов (типа Трипод) имеют разные конструкции. Шарниры приводов закрыты грязезащитными чехлами.

Элементы внутреннего шарнира привода правого колеса

1 – вал привода; 2 – малый хомут крепления чехла; 3 – чехол шарнира; 4 – большой хомут крепления чехла; 5 – грязеотражатель; 6 – корпус шарнира; 7 – пружина; 8 – стопорное кольцо трехшиповика; 9 – упорная шайба пружины; 10 – трехшиповик.

Внутренний шарнир привода обеспечивает возможность угловых перемещений подвески и компенсирует взаимные перемещения подвески и силового агрегата за счет изменения длины вала привода. Внутренний шарнир — разборный. На шлицевом конце вала привода со стороны внутреннего шарнира установлена ступица с тремя шипами — трехшиповик, на каждом из шипов (цапфе) которого расположен ролик с наружной сферической поверхностью, вращающийся на игольчатом подшипнике. Игольчатый подшипник фиксируется от смещений вдоль оси шипа запорным кольцом, надетым на стопорное кольцо, расположенное в проточке шипа. Трехшиповик зафиксирован на валу привода стопорным кольцом. Взаимные перемещения подвески и силового агрегата компенсируются перемещением роликов трехшиповика в продольных пазах корпуса внутреннего шарнира.

Внутренние шарниры приводов левого и правого колес невзаимозаменяемы.

Элементы внутреннего шарнира привода левого колеса

1 – хомут крепления чехла на наружном кольце подшипника; 2 – грязезащитный чехол шарнира; 3 – держатель чехла; 4 – стопорное кольцо трехшиповика; 5 – трехшиповик; 6 – подшипник; 7 – грязеотражатель.

Наконечник корпуса внутреннего шарнира привода правого колеса надевается на шлицевой вал, выходящий из картера коробки передач и выполненный заодно с полуосевой шестерней дифференциала (для наглядности показано на демонтированной коробке передач).

Пружина, установленная внутри корпуса внутреннего шарнира привода правого колеса, обеспечивает прижим корпуса шарнира к полуосевой шестерне дифференциала при работе подвески.

Корпус внутреннего шарнира привода левого колеса расположен в коробке передач и выполнен заодно с левой полуосевой шестерней дифференциала (показано при снятом приводе).

Подшипник (в сборе с сальником) внутреннего шарнира левого привода

На валу привода левого колеса за трехшиповиком внутреннего шарнира установлен игольчатый подшипник в сборе с сальником.

Внутреннее кольцо подшипника напрессовано на вал привода и вращается вместе с ним. На неподвижном наружном кольце подшипника хомутом закреплен защитный чехол внутреннего шарнира. Другим своим концом чехол шарнира через металлический фланцевый держатель крепится к картеру коробки передач.

Сальник, установленный в наружном кольце подшипника, предотвращает утечку масла из коробки передач по валу привода. Сальник подшипника закрыт от грязи пластмассовым грязеотражателем, установленным на валу.

Примечание:

При повреждении грязезащитного чехла шарнира или сальника подшипника произойдет утечка масла из коробки передач.

Наружный шарнир привода

1 – кулак; 2 – ролик; 3 – трехшиповик; 4 – корпус шарнира.

Наружный шарнир привода обеспечивает передачу крутящего момента при различных углах поворота ведущих колес. Наружные шарниры приводов обоих колес одинаковы, выполнены неразборными и не демонтируются с валов.

Наружный шарнир состоит из корпуса, в котором жестко закреплен трехшиповик с роликами, вращающимися на игольчатых подшипниках, и кулака, выполненного заодно с валом привода. При взаимных угловых смещениях корпуса и кулака шарнира ролики трехшиповика перекатываются в продольных пазах кулака.

Корпус наружного шарнира шлицевым хвостовиком входит в шлицевое отверстие ступицы колеса и крепится гайкой подшипника ступицы.

В наружные шарниры обоих приводов и внутренний шарнир правого привода заложена консистентная смазка MOBIL CVJ 825 BLACK STAR на весь срок их службы.

Пополнение или замена смазки, а также какое-либо другое обслуживание валов приводов колес в процессе эксплуатации автомобиля не требуется. Владельцу автомобиля необходимо лишь следить за состоянием защитных чехлов шарниров и хомутов их крепления, а также за состоянием сальника подшипника внутреннего шарнира левого привода.

Поврежденный чехол необходимо как можно быстрее заменить, так как попадание грязи в смазку вызывает быстрый износ деталей шарнира и выход его из строя, а повреждение резинового чехла или сальника подшипника внутреннего шарнира левого привода приведет к утечке масла из коробки передач и к выходу ее из строя. При установке нового чехла шарнира хомуты его крепления также следует заменить новыми.

В случае выхода из строя наружного шарнира необходимо заменить весь привод в сборе, а при выходе из строя внутреннего шарнира привода можно заменить только шарнир. Подшипник (в сборе с сальником) внутреннего шарнира привода левого колеса поставляется в запасные части вместе с защитным чехлом. Этот же подшипник применяется на автомобилях Renault: Megan, Scenic, Clio, Twingo, Kangoo; Citroёn Saxo; Peugeot 106; Volvo: 440, 460, 480. Но защитный чехол шарнира у этих автомобилей другой.

В статье не хватает:

Качественных фото ремонта

Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей.

При покупке автомобиля у автолюбителя часто возникает вопрос: стоит ли останавливать выбор на авто с передним приводом?

Для того, чтобы принять решение, стоит разобраться, какими недостатками и достоинствами обладают автомобили данного типа и какие производители и по каким причинам отдают предпочтение производству таких машин.

Определение понятия «трансмиссия»

Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.

Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление.

Немного истории

Первые автомобили были заднеприводные. Это обусловлено тем, что для примитивных (с современной точки зрения) автомобилей, с которых начиналось производство, задний привод был дешевле в реализации, надёжнее при использовании, экономичнее в плане потребления топлива и неприхотливее в различных условиях езды.

В историю автомобилестроения также вписан один из первый переднеприводных автомобилей Сord L29, изготовленный в 1929 году в Штатах компанией Auburn Automobile. Но даже при всей своей известности, завоёванной преимущественно благодаря элегантному дизайну, на тот момент этот автомобиль по своей популярности всё равно уступал машинам заднеприводного типа.

Постепенно конструкция дорабатывалась и совершенствовалась.

На сегодняшний день автомобили с ведущими передними колёсами выпускаются практически любым крупным производителем автомобильной техники. Более того, в современном автомобилестроении переднеприводные автомобили более распространены, чем машины других типов трансмиссионной конструкции.

Классификация трансмиссий

Рассмотрим классификацию трансмиссий.

По методам передачи и преобразованию момента трансмиссии подразделяются на электромеханические, механические и гидромеханические.

Механическая трансмиссия

Трансмиссии механического типа (обычные и планетарные) в КПП содержат только фрикционные и шестеренчатые устройства. Преимущества их заключаются в коэффициенте полезного действия, небольшой массе и компактности, простоте в эксплуатации и надежности в работе. Недостаток трансмиссии такого типа – ступенчатость изменения передаточных чисел, понижающая использование мощности силового агрегата. Длительное время на переключение рычагом передач усложняет управление автомобилем. Именно поэтому спортивные автомобили, оснащенные механической трансмиссией, снабжают электронными переключателями передач (кнопками на рулевом колесе, подрулевыми лепестками) и КПП со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Использование трансмиссий механического типа свойственно советскому тракторостроению.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссии гидромеханического типа оснащены гидромеханической КПП, которая состоит из механического редуктора и гидродинамического преобразователя момента. Преимущества таких трансмиссий заключаются в возможности автоматизации смены передачи и облегчении управления, автоматическом изменении крутящего момента на основе внешних сопротивлений, фильтрации крутильных колебаний и уменьшении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии, и увеличении за счет этого долговечности и надежности трансмиссии поршневого мотора.

Главный недостаток таких трансмиссий – достаточно низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно большого КПД гидротрансформатора. Если КПД гидропередачи не меньше 0.8, диапазон изменения крутящего момента не выше трех, что заставляет иметь механический редуктор на 3-5 передач, включая передачу заднего хода. Необходимо располагать специальной системой охлаждения, а также подпитки гидроагрегата, что увеличивает габаритные размеры моторно-трансмиссионного отдела. Без фрикционов или специальных автологов пуск двигателя с буксира и торможением двигателем не обеспечивается.

Трансмиссии гидромеханического типа активно применяются в западном тракторостроении – «Леопард-2» (ФРГ), М1 «Абрамс» (США). В трансмиссиях перечисленных танков в основном приводе, кроме гидромеханических передач, также применяются в дополнительном приводе гидростатические передачи для выполнения поворота. Гидромеханической передачей оснащен дизель-поезд под названием Д1 венгерского производства, работающий на постсоветском пространстве ЖД-техники.

Гидравлическая трансмиссия

Трансмиссией гидравлического типа в транспортной технике является такая трансмиссия, в которой переключения осуществляются не механическим методом, а гидравлическими аппаратами, т.к. чисто гидравлические трансмиссии встречаются довольно редко. Трансмиссия такого типа оборудована КПП с вторичным и первичным валами, а также, как и в обычной КПП, несколькими парами зубчатых колес, но включение необходимой пары в рабочий процесс выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или же гидротрансформатор, который заполняется для включения передачи.

Главное достоинство трансмиссии такого типа – включение передач совершенно безударное и полное отсутствие механических муфт, стабильно работающих в процессе передачи больших крутящих моментов (к примеру, на тепловозах), главный минус – необходимость монтажа отдельной гидромуфты для каждой передачи. Из-за своих особенностей гидропередача применяется в основном на железнодорожной технике. Из отечественных разновидностей техники гидропередачей оснащены, к примеру, дизель-поезд ДР1, маневровые тепловозы ТГМ6 и ТГМ4.

Гидростатическая трансмиссия

В трансмиссии гидростатического типа для передачи мощности применяется аксиально-плунжерные гидромашины. Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удается разносить их на достаточно значительные расстояния и придавать гораздо большее число степеней свободы. Главный минус гидрообъемной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.

Гидростатическая передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках, так как там необходимо обеспечивать достаточно большое передаточное число, а также очень часто приводить вальцы с торца, затруднено построение механической передачи), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, тепловозах.

Электромеханическая трансмиссия

Трансмиссии электромеханического типа состоят из тягового электромотора (или нескольких), электрического генератора, электрической системы контроля, а также соединительных кабелей. Главным достоинством трансмиссий электромеханического типа является обеспечение более широкого диапазона автоматического изменения силы тяги и крутящего момента, а также отсутствие кинематической жесткой связи между механизмами электротрансмиссии, что дает возможность создать разные компоновочные схемы.

Главными минусами, которые препятствуют распространению трансмиссий электрического типа, являются большая масса, габариты и цена (особенно если применяются электромашины постоянного тока), меньший КПД (по сравнению с механической). Но с развитием электротехнической промышленности, широким распространением индукторного, вентильного, синхронного, асинхронного и других разновидностей электропривода открывается все больше новых возможностей для электромеханических трансмиссий.

Данные трансмиссии широко используются в тепловозах, тракторах, карьерных самосвалах, морских судах, военной технике, самоходных механизмах, немецких военных машинах «Мышонок» и «Фердинанд», а также автобусах, которые с трансмиссией этой разновидности более правильно называются теплоэлектробусы, к примеру, ЗИС-154.

На современных автомобилях, по большей части, используется трансмиссия механического типа. Трансмиссия механического типа, в которой изменение крутящего момента происходит в автоматическом режиме, называется автоматической трансмиссией.

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.

Устройство трансмиссии переднеприводного типа

В автомобиле с передним приводом главное отличие заключается в дифференциале, который находится в коробке передач вместе с главной передачей. С его помощью происходит передача, изменение и распределение крутящего момента, а также обеспечение вращения колёс с различными угловыми скоростями.

Очевидно, что описанную выше конструкцию никак нельзя назвать примитивной. Значит ли это, что передний привод более технологичен, чем заднеприводная конструкция?

Ни в коем случае. Говоря о современных моделях автомобилей, нельзя классифицировать заднеприводные модели как более примитивные

— они, подобно переднеприводным, имеют сложную подвеску многорычажного типа, которая ни в какое сравнение не идёт с теми конструкциями, с которых начиналось производство. Поэтому, сравнивая заднеприводные и переднеприводные модели, было бы в корне неверным указывать на примитивность одних и высокую технологичность других.

Наиболее верным углом зрения на данный вопрос, пожалуй, будет понимание неоднозначности выбора. Для того, чтобы ответить, хорош или плох автомобиль с переднеприводным типом трансмиссии, следует понимать, какие задачи ставятся перед машиной, в каких условиях она будет эксплуатироваться.

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:

• Сцепление; • Коробка переменных передач; • Карданная передача; • Главная передача; • Дифференциал; • Полуоси.

Как видно, в состав узлов заднеприводной трансмиссии входит карданная передача, которая является промежуточным узлом между выходным валом коробки передач и задним мостом, и служит для передачи крутящего момента, вне зависимости от угла между осями вала коробки передач и главной передачи.

Переднеприводные машины в карданной передаче не нуждаются, т. к. у них все узлы и агрегаты трансмиссии объединены в один общий узел агрегатов под капотом автомобиля. Благодаря тому, что в корпусе коробки передач находится дифференциал с главной передачей, из самого картера КПП выходят валы привода передних ведущих колес.

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схемы трансмиссий машин с полным приводом пестрят большим разнообразием и условно разделяются на три группы:

Преимущества переднеприводных автомобилей

Говоря о моделях с передним приводом, прежде всего следует отметить тот факт, что на сегодняшний день свыше 70% всех автопроизводителей специализируются именно на выпуске моделей с переднеприводным типом трансмиссии. Это не случайно: переднеприводные модели в производстве обходятся существенно дешевле, чем заднеприводные или полноприводные авто.

Более того, такая конструкция содержит меньше элементов, а чем меньше конструктивных узлов в механизме, тем проще технологический процесс его сборки и тем выше его надёжность при эксплуатации.

Если же говорить о достоинствах переднеприводных автомобилей с точки зрения не производителя, а потребителя, здесь прежде всего обращают на себя внимание следующие моменты:

Модели машин с передним приводом, как правило, отличаются компактностью и лёгкостью. Это делает данную конструкцию очень привлекательной для малолитражных решений, которые сейчас так востребованы в городских условиях.

Отсутствие карданного вала в переднеприводной конструкции существенно увеличивает размер салона по сравнению с автомобилем тех же габаритов, но с заднеприводной трансмиссией.

Ведущие передние колёса существенно облегчают процесс парковки. Это особенно актуально в зимний период, когда маневренность автомобиля на малых площадях может быть затруднённой.

Движется автомобиль с передним приводом, как правило, более устойчиво. Это обусловлено тем , что двигатель и коробка передач в таких моделях размещается перпендикулярно вектору движения, при езде создавая так называемый «эффект гироскопа», стабилизирующий и нивелирующий колебания вне вектора движения.

Передние колёса несут основную нагрузку от веса двигателя и коробки передач. Это делает автомобиль с передним приводом более проходимым, чем машину с задним приводом и аналогичными прочими характеристиками.

Экономичность заднеприводной конструкции обусловлена тем, что при совершении поворота ведущие колёса совпадают по направлению с направлением движения, а не расположены по касательной, как это происходит в автомобиле с заднеприводным типом трансмиссии.

Все перечисленные выше моменты действительно делают переднеприводной автомобиль очень привлекательным, ведь он решает целый ряд проблем

, которые сопровождают машину в условиях густонаселённого города с напряжённым автомобильным трафиком:

Что такое трансмиссия и как она работает — фото видео.

Когда каждый человек еще в детстве начинает интересоваться автомобилями, он изучает не только марки и моделей машин, но и устройство автомобиля. Одним из главных агрегатов автомобиля является трансмиссия, которая состоит из множества более мелких узлов и агрегатов. В данной статье мы расскажем всем интересующимся молодым автомобилистам, что такое трансмиссия в автомобиле.

Недостатки переднего привода

Если бы переднеприводная конструкция имела бы только плюсы, заднеприводные модели уже давно заняли своё место в музеях и на страницах истории автомобилестроения. В реальности же на автомобильном рынке присутствуют автомобили обоих типов.

Следовательно, нужно упомянуть и о недостатках переднеприводной трансмиссии:

Передний привод делает автомобиль недостаточно поворачиваемым. Чем длиннее база модели, тем сложнее «вписать» её в малый радиус поворота.

Задние колёса переднеприводного автомобиля выполняют минимальную роль в управлении, по сути работая прицепом-тележкой: на долю передних колёс приходится и движение автомобиля (получение крутящего момента от мотора), и управление посредством руля. Именно получаемый передними колёсами крутящий момент препятствует хорошему «чувству руля», на что жалуются многие автолюбители, которым перед управлением переднеприводным авто довелось поездить на машине заднеприводного типа.

Возможно, это прозвучит парадоксально, но автомобили с передним приводом интуитивно более сложны в управлении по сравнению с заднеприводными конструкциями.

Частый спутник переднеприводных машин – стартовая пробуксовка. Это происходит потому, что, трогаясь с места, машина «присаживается» на заднюю часть, чем вызывает дефицит сцепления.

Как известно, оптимальной развесовкой автомобиля по осям является соотношение 50 на 50: в этом случае обеспечивается равномерное стирание шин, следовательно, на протяжении всей эксплуатации безопасность и равномерность движения не страдают.

К сожалению, в случае переднеприводной модели об этом идеале приходится забыть: здесь потребуется дать большую нагрузку на передние колёса, чтобы увеличить их сцепление с дорожным покрытием. Кстати говоря, именно эта особенность стала причиной того, что грузовые модели с переднеприводным типом трансмиссии не получили широкого распространения: никакая дешевизна производства не смогла оправдать малой грузоподъёмности и плохой управляемости переднеприводных грузовиков.

Современные конструкции не позволяют реализовать более 250 лошадиных сил через передний привод (речь идёт о средних показателях, а не только о прямолинейной езде).

Наконец, немалую опасность при движении в зимних условиях представляет практически неконтролируемый снос передних колёс в процессе заноса автомобиля. Снос, в отличие от заноса, отличается тем, что даже опытный автомобилист может не сразу распознать его начало, а когда процесс уже развернулся в полную силу, его не остановить.

С такой проблемой может не справиться даже опытный водитель, поэтому высокие скорости и прочие лихачества на переднеприводном автомобиле в условиях скользкой дороги чреваты очень плохими последствиями.

Продолжая говорить о заносах и сносах, следует также упомянуть о том, что контролируемый занос, который может быть выполнен на автомобилях с задним приводом, на переднеприводных конструкциях невозможен. То есть, знаменитый «полицейский разворот» на ограниченном пространстве, в котором как раз применяется контролируемый занос задней оси автомобиля, в случае конструкции с переднеприводной трансмиссией невозможен.

Виды полного привода

В разных режимах движения очень полезно перераспределять крутящий момент между колёсами для повышения экономичности с одной стороны, и проходимости с управляемостью с другой. При этом чем трансмиссия оказывается сложнее, тем она дороже обходится, поэтому на разных типах и классах машин используются разные схемы привода.

Постоянный

Наиболее логичным будет использование полного привода всегда и во всех дорожных условиях. Это обеспечит предсказуемость реакций и постоянную готовность машины к любым сменам ситуации. Но это достаточно дорого, требует дополнительных затрат топлива и не всегда оправдано.

Классическая схема постоянного полного привода (ППП) во всей её простоте использована на нестареющем советском автомобиле Нива. Продольный двигатель, затем коробка, к ней через короткий карданный вал подсоединена шестерёнчатая раздатка, откуда и отходят два вала к переднему и заднему мостам.

Для обеспечения возможности вращения передних и задних колёс с разной скоростью, что важно на сухом асфальте в поворотах, в раздатке стоит межосевой свободный дифференциал, который можно заблокировать, чтобы иметь на бездорожье хотя бы два ведущих колеса при пробуксовке двух других. Там же имеется демультипликатор, увеличивающий тягу примерно вдвое с таким же снижением скорости, что очень помогает относительно слабому двигателю

Там же имеется демультипликатор, увеличивающий тягу примерно вдвое с таким же снижением скорости, что очень помогает относительно слабому двигателю.

Момент на ведущих колёсах имеется всегда, пока одно из них не забуксует. В этом и есть основное преимущество такого типа трансмиссии. Не надо думать о её мобилизации вручную или создавать сложную автоматику.

Естественно, одной Нивой применение ППП не ограничивается. Его используют на множестве дорогих машин премиального сегмента. Там, где цена вопроса особого значения не имеет.

При этом снабжают трансмиссию массой дополнительного электронного сервиса, в основном для улучшения управляемости при избытке мощности, схема это позволяет.

Автоматический

Подключение дополнительного ведущего моста автоматикой имеет множество исполнений, можно выделить две конкретные схемы, применяемую на БМВ и многих других премиумах и типичную для массовых кроссоверов муфту в приводе задних колёс.

В первом случае всё возлагается на фрикционы в раздатке с электронным приводом. Зажимая или распуская эту работающую в масле муфту можно в широких пределах менять распределение моментов по осям.

Обычно при старте с мощным двигателем, когда основные ведущие задние колёса начинают пробуксовывать, им в помощь подключаются передние. Существуют и другие алгоритмы перераспределения, они зашиты в памяти управляющих блоков, считывающих показания многочисленных датчиков.

Второй случай похож, но основные колёса передние, а задние подключаются кратковременно через муфту между карданным валом и редуктором моста.

Муфта быстро перегревается, но долгой работы от неё и не ждут, просто иногда надо слегка подтолкнуть машину через задний мост на скользкой дороге или в сложном повороте. Так построены почти все кроссоверы в модификации 4×4.

Принудительный

Самый простой и дешёвый тип полного привода, используется в утилитарных внедорожниках, чьё постоянное место работы находится вне асфальта. Постоянно ведущим мостом служит задний, а при необходимости водитель может включить передний, жёстко, без дифференциала.

Поэтому на твёрдом покрытии машина обязана быть заднеприводной, иначе трансмиссия будет повреждена. Зато такие машины имеют большой запас прочности, просты и недороги в ремонте.

Такие модификации имеют и многие импортные пикапы и внедорожники, иногда дорогие и сложные в более продвинутых опциональных версиях привода.

Электромеханическая

электромеханическая трансмиссия

Основной элемент электромеханической трансмиссии – тяговый электромотор. Также в неё входят генератор электрического тока, электрическая система контроля и провода, которые соединяют все части конструкции. Стоит отметить, что нередко в таких конструкциях используется несколько электромоторов для увеличения мощности. Такая трансмиссия автомобиля не очень распространена из-за серьёзных недостатков. Это очень большой размер и масса, а также высокая стоимость. Кроме этого, обычная механическая трансмиссия имеет больший КПД, чем электромеханический вариант. Тем не менее, электротехническая промышленность быстро развивается, и возможности таких механизмов постоянно увеличиваются. Сейчас электромеханическая трансмиссия используется в основном для армейских машин или тяжёлой техники вроде тракторов, троллейбусов, морских судов и некоторых военных машин. Остальные виды трансмиссий очень редко используются в автомобилях. Тем не менее, специалисты постоянно исследуют возможности разных видов механизмов этого типа. Даже если учёным и инженерам удастся придумать перспективную конструкцию, для разработки технологии производства и модернизации производственных линий потребуются годы.

Основные неисправности

Всё, что работает, может и выходить из строя, ничего с этим не сделаешь. И компоненты трансмиссии тоже подвержены поломкам в той или иной степени. Основные неисправности компонентов трансмиссии имеют свои характерные особенности:

Трансмиссия машины, конструктивные особенности

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

В трансмиссию входят:

сцепление,
коробка передач,
карданная передача,
главная передача, устанавливаямая в картере ведущего моста,
дифференциал
полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает 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 (при движении автомобиля) 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. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Рекомендуем: Устройство, принцип работы и разновидности коробки передач DSG

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. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями — межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Схемы трансмиссий: а — автомобиля 4X2, б — переднеприводного автомобиля 4X2, в — автомобиля 4X4, г — автомобиля 6X4

Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.

На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.

Рекомендуем: Какая коробка передач лучше: автомат, робот или вариатор?

На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.

Преимущества переднеприводных автомобилей

, которые сопровождают машину в условиях густонаселённого города с напряжённым автомобильным трафиком:

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

4-х ступенчатую;
5-и ступенчатую;
6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Постоянный полный привод. Обязательный атрибут автомобилей с такой схемой трансмиссии – межосевой дифференциал.Автомобильная трансмиссия с передачей мощности на все четыре колеса является эффективной как при создании автомобилей с повышенной проходимостью, так и при улучшении разгона машины. Достижение обоих эффектов возможно, благодаря распределению силы тяги – уменьшение тяги на каждом колесе исключает вероятность пробуксовки.
Полный привод, подключаемый вручную, который предусматривает наличие раздаточной коробки, но межосевой дифференциал в большинстве моделей отсутствует. Вся ответственность по распределению крутящего момента между задней и передней осями автомобиля в этой схеме возложена на “раздатку”.
Автоматически подключаемый полный привод присущ автомобилям с передними ведущими колесами, а функции дифференциала выполняет вискомуфта либо фрикционная муфта с электронным управлением. Что касаетсявискомуфты (вязкостной муфты), передача крутящего момента с ее помощью осуществляется, за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками, заключенными в корпусе. Данную муфту могут также, использовать для автоматической блокировки дифференциала, установив ее между осями или встроив непосредственно в корпус дифференциала. При использовании же фрикционных муфт передача крутящего момента осуществляется за счет сжатия пакета дисков и возникающего, вследствие этого, трения.

Анимационный видео ролик принципа построения трансмиссии автомобиля.

Электромеханическая трансмиссия

Такой тип трансмиссии отличается тем, что в ней в качестве силового агрегата применяется электромотор. В состав трансмиссии электромеханического типа также входят следующие элементы: системы управления, токовый генератор, электропроводка для соединения всех ведущих элементов.

К недостаткам такой трансмиссии возможно отнести высокий вес, пониженный КПД и большую стоимость. Но с каждым годом электромеханические трансмиссии совершенствуются. Они чаще всего применяются в морском транспорте, сельскохозяйственной технике, в электротранспорте.

Основные понятия

Что такое трансмиссия? Это совокупность механизмов, имеющих следующие функции:

смена направленности, а также величины момента вращения;
перераспределение момента вращения от мотора к колесам;
распределение момента вращения на ведущие колеса.

Принцип работы агрегата основывается на преобразовании энергии. По этому критерию различают такие типы трансмиссий:

Механическую. Происходит преобразование и передача механической энергии. Это классические планетарные КПП.
Электрическую. Механическая энергия превращается электрическую, затем после передачи энергии на колеса происходит ее превращение в обратной последовательности от электрической энергии к механической.
Гидрообъемную. Механическая энергия превращается в энергию потока жидкости, затем после ее поступления на основные автоколеса осуществляется преобразование энергии в обратной последовательности.
Комбинированную. Различают электромеханические либо гидромеханические типы устройств. Такие конструкции объединяют несколько способов преобразования энергии.

Конструктивно автомобили разделяются по типу привода:

Передний привод. Основными есть передние колеса машины.
Задний привод. Основными становятся задние колеса авто.
Полноприводные. Такой транспорт имеет привод на все полуоси (передние, а также задние).

Для автотранспорта с различными видами моторов используются разные трансмиссии, имеющие определенные конструктивные особенности. Составляющими частями трансмиссии заднеприводной машины есть такие основные узлы: КПП, сцепление, главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал.

Все основные узлы трансмиссии для переднеприводных машин, располагаются под капотом транспортного средства. Для полноприводных автомобилей характерны следующие типы трансмиссий:

Полноприводная конструкция, включаемая с помощью водителя. Обязательным условием функционирования таковой системы есть присутствие раздаточной коробки, посредством нее происходит распределение момента вращения между передней и задней осью.
Конструкция, оборудованная автоматикой для включения. Часто основными колесами служит передняя пара. Вместо дифференциала размещается муфта с электрическим управлением.
Постоянная полноприводная система. Основной особенностью такой системы есть наличие межосевого дифференциала. Увеличивается проходимость машины, а также ее разгоночные показатели. Достигаются такие результаты благодаря перераспределению силы тяги.

Рекомендуем: Что такое суммарный люфт в рулевом управлении

Рекомендуем посмотреть видео о назначении и принципе работы трансмиссии:

Устройство трансмиссии переднеприводного типа

Гипоидная передача Главная передача и дифференциал Коробка передач

Принцип работы механической коробки передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Особенности управления переднеприводным автомобилем

Завершая перечень достоинств и недостатков переднеприводной конструкции, следует также упомянуть об основных моментах, важных при управлении данной трансмиссионной модели.

Прежде всего, системы стабилизации хорошо работают против заноса автомобиля. Со сносом такие системы не справляются. Если снос возник, справиться с ним можно при помощи заноса колёс задней оси. Вызвать такой занос на переднеприводной машине можно следующим способом:

на малых скоростях без ослабления педали газа следует на коротким момент нажать на тормоз, поворачивая руль в сторону нужного движения;
на высоких скоростях, не сбрасывая газа, также следует кратковременно нажать на тормоз, после чего руль также кратковременно вывернуть в сторону начавшегося вследствие торможения задних колёс заноса и тут же вернуть в прежнее положение.

Если машину закрутило, педали тормоза и сцепления следует выжать до упора. А вот если при этом резко сбросить скорость, вращение не прекратится, а при попадании на скользкий участок дороги усилится.

Подводя итоги, можно увидеть, что выбор переднеприводных моделей авто будет оправдан в том случае, если машину планируется использовать в городских условиях, где нет нужды в гонках и экстремальной езде по пересечённой местности, но зато остро чувствуется дефицит пространства, а также хотелось бы немного сэкономить на топливе.

Видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей:

Назначение и типы трансмиссии автомобиля

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 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.

Источник https://k-sportracing.ru/zapchasti/princip-raboty-perednego-privoda-avtomobilya.html

Источник https://rti-bsk.ru/transmissiya/peredacha-krutyashchego-momenta-na-kolesa.html

Источник