Силовые передачи автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Назначение и типы

2. Механические ступенчатые трансмиссии

3. Механическая бесступенчатая трансмиссия

4. Гидрообъемная трансмиссия

5. Гидромеханическая трансмиссия

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Трансмиссией называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля.

При передаче крутящего момента происходит его изменение и распределение между ведущими колесами. Изменение крутящего момента в трансмиссии можно оценивать ее передаточным числом, равным отношению частот вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес, если не учитывать потери энергии в трансмиссии. Разделив крутящий момент, подведенный к ведущим колесам, на радиус колес, получим силу тяги Рт, т. е. силу, обеспечивающую движение автомобиля в результате взаимодействия колес с дорогой. Сила тяги затрачивается на преодоление сил сопротивления движению: силы сопротивления качению колес, силы сопротивления воздуха, силы сопротивления подъему и силы сопротивления разгону. Сумма сил сопротивления движению может меняться в широких пределах в зависимости от условий движения. Соответственно должна изменяться сила тяги на ведущих колесах, главным образом вследствие изменения крутящего момента в трансмиссии. Сила тяги ограничивается сцеплением ведущих колес с дорогой. Максимальная сила тяги равна произведению коэффициента сцепления колеса с дорогой па сцепной вес, т. е. на часть веса автомобиля, приходящуюся на ведущие колеса. Наибольшая сила тяги может быть реализована при наличии на автомобиле привода ко всем колесам. Для движения по дорогам с твердым покрытием достаточно двух ведущих колес.

силовая передача трансмиссия автомобиль

1. Назначение и типы

Крутящий момент М_к, подведенный от двигателя к ведущим колесам, стремится сдвинуть их относительно поверхности дороги в сторону, противоположную движению автомобиля. Вследствие этого из-за противодействия дороги на ведущих колесах возникает тяговая сила Р_Т, которая направлена в сторону движения и является движущей силой автомобиля. Тяговая сила Р_Т вызывает возникновение на ведущем мосту толкающей силы Р_Х которая от моста через подвеску передается на кузов и приводит в движение автомобиль.

В зависимости от того, какие колеса автомобиля являются ведущими (передние, задние или те и другие), мощность и крутящий момент могут подводиться только к передним, задним или передним и задним колесам одновременно. В этом случае автомобиль является соответственно переднеприводным, заднееприводным и полноприводным.

Переднеприводные и заднеприводные автомобили имеют ограниченную проходимость и предназначены для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, на сухих грунтовых дорогах. Такие автомобили имеют колесную формулу, т.е. соотношение между общим числом колес и числом ведущих колес, с обозначением 4 х 2. В этой формуле первая цифра представляет собой общее число колес автомобиля, а вторая - число ведущих колес. Если ведущие колеса двухскатные (грузовые автомобили, автобусы) и, следовательно, общее их число равно шести, то колесная формула этих автомобилей имеет также обозначение 4 x 2.

Полноприводные двухосные автомобили и трехосные автомобили с двумя задними ведущими мостами обладают повышенной проходимостью. Они способны двигаться по плохим дорогами и вне дорог. Их колесные формулы имеют соответственно обозначения 4 х 4 и 6 х 4.

Полноприводные трехосные и четырехосные автомобили имеют высокую проходимость. Они могут преодолевать рвы, ямы и подобные препятствия. Их колесные формулы обозначаются соответственно 6х6 и 8х8.

Колесная формула характеризует не только проходимость автомобиля, но и тип его трансмиссии.

На автомобилях применяются трансмиссии различных типов.

Наибольшее распространение на автомобилях получили механические ступенчатые трансмиссии и гидромеханические трансмиссии. Другие типы трансмиссий на автомобилях имеют ограниченное применение.

Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, его назначения и взаимного расположения двигателя и ведущих колес. Характер изменения передаваемого крутящего момента в разных типах трансмиссий различен:

а - ступенчатой,

б - бесступенчатой,

в - гидромеханической;

I-IV - ступени скоростей; Мк - крутящий момент; v - скорость автомобиля.

Трансмиссия и ее техническое состояние оказывают значительное влияние на эксплуатационные свойства автомобиля. Так, при ухудшении технического состояния механизмов трансмиссии и нарушении регулировок в сцеплении, главной передаче и дифференциале повышается сопротивление движению автомобиля и ухудшаются тягово-скоростные свойства, проходимость, топливная экономичность и экологичность автомобиля.

2. Механические ступенчатые трансмиссии

В механических ступенчатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к ведущим колесам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии, которое равно произведению передаточных чисел шестеренных (зубчатых) механизмов трансмиссии.

Передаточным числом шестеренного механизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

На автомобиле с колесной формулой 4 x 2, передним расположением двигателя и задними ведущими колесами в трансмиссию входят сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси. Крутящий момент от двигателя через сцепление передается к коробке передач, где изменяется в соответствии с включенной передачей. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу подводится к главной передаче ведущего моста, в которой увеличивается, и далее через дифференциал и полуоси - к задним ведущим колесам.

Для легковых автомобилей такое взаимное расположение двигателя и механизмов трансмиссии обеспечивает равномерное распределение нагрузки между передними и задними колесами и возможность размещения сидений между ними в зоне меньших колебаний кузова. Недостатком является необходимость применения сравнительно длинной карданной передачи с промежуточной опорой.

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4x2 могут иметь и другое расположение двигателя, сцепления и коробки передач у ведущего моста - задние ведущие колеса и двигатель сзади или передние ведущие колеса и двигатель спереди. Такие трансмиссии не имеют карданной передачи между коробкой передач и ведущим мостом и включают в себя сцепление, коробку передач, главную передачу, дифференциал и привод ведущих колес, который осуществляется не полуосями, а карданными передачами. При этом в приводе к ведущим управляемым колесам применяются карданные шарниры равных угловых скоростей. Эти трансмиссии просты по конструкции, компактны, имеют небольшую массу и экономичны.

Заднее расположение двигателя и трансмиссии обеспечивает лучшие обзорность и размещение сидений в кузове между мостами автомобиля, лучшую изоляцию салона от шума двигателя и отработавших газов. Однако ухудшаются управляемость, Устойчивость автомобиля и безопасность водителя и переднего пассажира при наездах и столкновениях.

Переднее расположение двигателя и трансмиссии улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, но при движении на скользких подъемах дороги возможно пробуксовывание ведущих колес вследствие уменьшения на них нагрузки.

Механическая трансмиссия автомобиля с колесной формулой 4 х 4 с передним расположением двигателя / кроме сцепления, коробки передач, карданной передачи и заднего ведущего моста дополнительно включает в себя передний ведущий управляемый мост и раздаточную коробку, соединенную с этим мостом и коробкой передач карданными передачами. Крутящий момент от раздаточной коробки подводится к переднему и заднему ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения привода переднего ведущего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами автомобиля.

Передний ведущий мост имеет главную передачу, дифференциал и привод колес в виде карданных передач с шарнирами равных угловых скоростей, обеспечивающих подведение крутящего момента к передним ведущим управляемым колесам.

У автомобилей с колесной формулой 6 x 4 крутящий момент к среднему (промежуточному) и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом. В этом случае главная передача среднего моста имеет проходной ведущий вал. У автомобиля с колесной формулой 6x6 крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться и раздельно - двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения привода переднего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами.

Автомобили с колесной формулой 8 x 8 обычно имеют потележечное расположение ведущих мостов, при котором сближены ведущие мосты - первый со вторым и третий с четвертым. При этом первые два моста являются и управляемыми. При установке двух двигателей трансмиссия таких автомобилей имеет два сцепления, две коробки передач и две раздаточные коробки с межосевыми дифференциалами. При этом автомобиль может двигаться при одном работающем двигателе. Недостатком их является разрыв потока мощности при переключении передач, что снижает тягово-скоростные свойства и ухудшает проходимость автомобиля. Кроме того, правильность выбора передачи и момента переключения передач зависит от квалификации водителя, а частые переключения передач в условиях города приводят к сильной утомляемости водителя. Механические трансмиссии также не обеспечивают полного использования мощности двигателя и простоты управления автомобилем.

3. Механическая бесступенчатая трансмиссия

Это фрикционная трансмиссия, в которой для плавной передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам используется сила трения.

Крутящий момент от двигателя через сцепление передается конической шестерне реверс-редуктора. Эта шестерня находится в зацеплении с шестернями, соединяемыми с валом и муфтой, перемещающейся на шлицах вала.

На концах вала установлены ведущие шкивы передачи, от которых крутящий момент через зубчатые ремни трапецеидального сечения передается на ведомые шкивы и далее через колесные редукторы на ведущие колеса автомобиля.

Передаточное число клиновой передачи, равное отношению рабочих радиусов R₂:R₁ шкивов, зависит от положения ремня. Оно регулируется пружиной, соответственно сдвигающей половины ведомого шкива, и пружиной, раздвигающей половины ведущего шкива, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и вакуума в полости, соединенной трубопроводом / с впускным коллектором двигателя.

При разгоне автомобиля действующие силы от грузов центробежного регулятора и вакуума в полости преодолевают силу пружин, сдвигают половины ведущего шкива и раздвигают половины ведомого шкива. Таким образом, осуществляется бесступенчатое изменение передаточного числа и, следовательно, крутящего момента.

Эта передача выполняет также функции межколесного дифференциала. Передача применяется на некоторых моделях легковых автомобилей.

Механические бесступенчатые передачи не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение на автомобилях из-за недостаточной надежности их работы.

4. Гидрообъемная трансмиссия

Этот вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую передачу автомобиля.

В гидрообъемной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос, соединенный трубопроводами с гидромоторами, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. При работе двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую работу. Ведущие колеса с гидромоторами, установленными в них, называются гидромотор-колесами.

Рабочее давление в системе в зависимости от конструкции гидроагрегатов - 10...50 МПа.

При вращении коленчатого вала двигателя через кривошип и шатун производится перемещение поршня гидронасоса. Жидкость из гидронасоса через трубопровод подается в цилиндр гидродвигателя, поршень которого перемещает через шатун кривошип и приводит во вращение ведущее колесо.

Преимуществом гидрообъемной трансмиссии является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа и передаваемого крутящего момента, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, облегчает и упрощает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя и, следовательно, повышает безопасность движения. Она также повышает проходимость автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента.

По сравнению с механической гидрообъемная трансмиссия имеет большие габаритные размеры и массу, меньшие КПД, долговечность и более высокую стоимость. Она сложна в изготовлении и требует надежных уплотнений.

5. Гидромеханическая трансмиссия

Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно.

В гидромеханическую трансмиссию входят гидромеханическая коробка передач, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.

Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии происходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, улучшает проходимость автомобиля, почти в два раза повышается долговечность двигателя и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в трансмиссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

Недостатком гидромеханической трансмиссии являются более низкий КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля, более сложная конструкция и большая масса, а также высокая стоимость в производстве, которая составляет около 10 % стоимости автомобиля.

Электромеханическая трансмиссия. Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из элементов механической и электрической трансмиссий.

Двигатель внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие генератор. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электродвигателю. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу подводится к ведущему мосту и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутствуют, так как при возрастании сопротивления дороги уменьшается частота вращения электродвигателя и автоматически увеличивается крутящий момент, подводимый к ведущим колесам автобуса.

Режим работы двигателя в различных дорожных условиях зависит только от подачи топлива, которая осуществляется педалью. Отсутствие педали сцепления и рычагов переключения коробки передач существенно облегчает работу водителя автобуса, который в условиях города работает с частыми остановками. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения. Недостатками электромеханической трансмиссии по сравнению с механической являются меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность (расход топлива увеличивается на 15... 20 %), а также большие габаритные размеры и масса.

Заключение

В данной работе мы рассмотрели и изучили технические характеристики и функциональный состав трансмиссии. Описали назначение и устройство основных агрегатов трансмиссии.

На эксплуатационные свойства автомобилей в значительной степени влияет содержание и состав трансмиссии.

Анализируя произведённые расчёты, можно сделать вывод, что зависимость частоты вращения коленчатого вала двигателя и тягово-скоростных характеристик автомобиля изменяются не прямо пропорционально. Максимальные характеристики крутящего момента находятся в пределах от 2800 до 3200 оборотов в минуту и при дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала снижаются.

Список использованной литературы

1. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. ? Ростов н/Д: «Феникс», 2006.

2. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. ? М.: «Академия», 2004.

3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. - М.: Транспорт, 1988г.

Размещено на Allbest.ru