Дидактический материал на тему: "Общее устройство трансмиссии"

Тема: Общее устройство трансмиссии.

 

Для преобразования вырабатываемой двигателем механической энергии в работу по перемещению автомобильных транспортных средств на них обычно используются колесные движители. На рекордных гоночных автомобилях иногда применяют реактивные движители, однако в классическом понимании такой аппарат автомобилем не является. Те колеса автомобиля, которые выполняют функции движителя, называют ведущими, прочие - ведомыми. Подвод крутящего момента от двигателя к движителю осуществляется посредством трансмиссии. Наиболее распространены механическая и гидромеханическая трансмиссии.

Обязательным узлом первого варианта трансмиссии является сцепление позволяющее Кратковременно отключать работающий двигатель от остальных агрегатов трансмиссии и плавно соединять их в начале движения автомобиля и при переключении передач.

В гидромеханической трансмиссии эти функции выполняет гидромеханическая передача. Этот же агрегат, как и коробка передач в механической трансмиссии, предназначен для увеличения крутящего момента при необходимости преодоления повышенных сопротивлений и его реверсирования с целью движения задним ходом. Гораздо реже используют механические вариаторы, позволяющие, в отличие от коробок передач, осуществлять бесступенчатое изменение передаточного числа трансмиссии.

Обязательный для обоих типов трансмиссии согласующий редуктор, обеспечивающий наилучшую реализацию возможностей двигателя, называют главной передачей.

В случае, если у автомобиля больше двух ведущих колес, для распределения крутящего момента между ними может применяться раздаточная коробка.

Свобода относительного вращения валов трансмиссии при распределении крутящего момента чаще всего обеспечивается дифференциалами.

Взаиморасположение узлов трансмиссии определяется компоновочной схемой автомобиля, в частности количеством ведущих колее и их расположением относительно двигателя. Передача крутящего момента между узлами, относительное положение которых может изменяться, осуществляется обычно посредством карданных передач.

На сверхтяжелых автомобилях (например, карьерных самосвалах) иногда используют электромеханические трансмиссии. В таких конструкциях перечисленные выше узлы отсутствуют, а передача энергии от двигателя осуществляется путем преобразования ее с помощью генератора из механической в электрическую и обратного преобразования посредством электродвигателей непосредственно у движителей.

 

Компоновочные схемы автомобилей

 

Взаиморасположение основных узлов и агрегатов автомобиля называют его компоновочной схемой. Конструкция узлов и агрегатов автомобиля в очень большой степени зависит от особенностей его компоновочной схемы

Кроме того, компоновочная схема оказывает большое влияние на эксплуатационные качества автомобили. Важнейшими характеристиками компоновочной схемы являются число и расположение ведущих колес. Для оценки этих особенностей конструкции используются два понятия: «колесная формула» и «тип привода».

 

1.    Колесная формула

 

Колесная формула - это условное обозначение, характеризующее количество ведущих и ведомых колес автомобиля (если имеются сдвоенные колеса, то каждое из них считается как одно). Колесная формула имеет вид MxN, где М - общее число колес, а N - число ведущих колес (например, 4x2, 6x4, 8x8 и т.п.), Если М равно N, автомобиль называют полноприводным. Как будет показано далее, некоторые полноприводные автомобили обладают возможностью отключения части ведущих колес, то есть превращения их из ведущих к ведомые. Колесная формула при этом не изменяется; поскольку описывает в общем случае максимальные с точки зрения создания тяговых сил возможности автомобиля.

2.    Тип привода

 

Совокупность деталей, подводящих крутящий момент непосредственно к ведущим колесам, называют приводом ведущих колес. Ясли автомобиль не является полноприводным, то колесная формула не даст возможности определить, где расположены ведущие колеса. Для уточнения этого вопроса необходимо проанализировать тип привода.

Автомобили с одинаковой колесной формулой могут иметь разные типы приводов. Заднеприводиым называют автомобиль колесной формулы 4 х 2, у которого ведущими являются задние колеса. Переднеприводным называют автомобиль той же колёсной формулы, у которого ведущими являются передние колеса. Дли автомобилей с числом колес больше четырех эти термины не подходят, и для оценки типа привода приходится прибегать к более детальному описанию конструкции.

 

3.    Особенности конструкции легковых автомобилей

 

Компоновочные схемы легковых автомобилей весьма разнообразны. Классической (рис. 1 а) называют такую компоновочную схему, при которой двигатель расположен в передней части автомобиля, а ведущие колеса - задние. Крутящий момент от двигателя к ведущим задним колесам передастся последовательно через сцепление, коробку передач, карданную и главную передачи. При такой компоновочной схеме масса автомобиля распределяется по осям равномерно, что благотворно влияет на устойчивость, управляемость, проходимость автомобиля и долговечность шин. Такая схема имеет широкое распространение, особенно на автомобилях большого и высшего классов.

Компоновочную схему с задним расположением двигателя (ведущие колеса, разумеется, тоже задние) называют заднемоторной (рис. 1 б). При такой компоновочной схеме удастся несколько уменьшить общую массу автомобиля, однако задние колеса оказываются перегруженными, возникают проблемы с отоплением салона и обдувом ветрового стекла, уменьшается объем багажного отделения.

	Рис – 1. Компоновочные схемы легковых автомобилей а — классическая; б — заднемоторная; в — центральномоторная; г, д — переднеприводные; е, ж, з — полноприводные 1 - двигатель; 2 - сцепление; 3 - коробка передач; 4 - карданная передача; 5 -промежуточная опора карданной передали; 6— главная передача; 7— привод ведущих колес; 8 — раздаточная коробка; 9 — коробка отбора мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель при такой компоновочной схеме вместе со сцеплением, коробкой передач и главной передачей образует силовой агрегат, который может быть расположен как вдоль оси автомобиля, так и поперек, При этом вторая схема, не оказывая заметного влияния на эксплуатационные качества, позволяет уменьшить длину автомобиля.

 

Последовательность передачи крутящего момента через механизмы трансмиссии не зависит от компоновочной схемы, однако устройство узлов и агрегатов непосредственно с ней связано. Так, например, в схеме, изображенной на рис. 16, картер главной передачи находится между картерами сцепления и коробки передач, тогда как крутящий момент от двигателя последовательно проходит через сцепление, коробку передач и главную передачу. При такой компоновочной схеме картер главной передачи должен предусматривать наличие проходящего через него вала, соединяющего сцепление с коробкой передач. Кроме того, входной и выходной валы коробки передач должны проходить через отверстия с одной и той же стороны ее картера, тогда как при классической компоновочной схеме трансмиссии они выходят с разных сторон коробки передач.

Для достижения желаемых показателей распределения масс и величины момента инерции относительно вертикальной оси двигатель может располагаться за задней осью, над ней или перед ней. В последнем случае (рис. 1а) компоновочную схему иногда называют центральномоторной. Наиболее показательной областью применения заднемоторной компоновочной схемы являются гоночные автомобили.

Переднеприводная компоновочная схема позволяет обеспечить примерно такое же снижение общей массы автомобиля по сравнению с классической компоновочной схемой, как и заднемоторная, но теперь перегруженными оказываются передние колеса. Однако при такой схеме улучшаются управляемость и устойчивость автомобиля, имеется возможность увеличить объем багажного отделения. В наибольшей степени эти эффекты могут быть достигнуты при поперечном расположении двигателя (рис. 1 г), однако часто его располагают и продольно (рис. 1 д), В последнем случае снимаются ограничения па длину двигателя, удается унифицировать валы привода ведущих колес, и упрощается создание полноприводной версии конструкции. В настоящее время существует устойчивая тенденция к расширению применения переднеприводной компоновочной схемы, причем в первую очередь на автомобилях особо малого, малого и среднего классов.

Полноприводная компоновочная схема до недавнего времени использовалась только на автомобилях повышенной проходимости, конструкции которых предполагает возможность эксплуатации на неусовершенствованных (грунтовых) дорогах. При этом двигатель располагался продольно в передней части кузова, а распределение крутящего момента между ведущими мостами происходило обычно с помощью раздаточной коробки (рис. 1е). Однако и последнее время полноприводная компоновочная схема стала применяться и на автомобилях ограниченной проходимости, что обусловлено стремлением к наиболее полной реализации возможностей устанавливаемых на них мощных двигателей. Максимально возможная (равная массе автомобиля) сцепная масса полноприводного автомобиля позволяет реализовывать па колесах суммарно большую силу тяги, что особенно важно при плохих условиях сцепления колес с дорогой (в дождь или гололедицу). Такие автомобили обычно делают на базе переднеприводных, в которых двигатель может располагаться как вдоль (рис. 1 ж), так и поперек (рис. 1 з) автомобиля, а распределение крутящего момента происходит без раздаточной коробки (например, с помощью вязкостной муфты).

 

4.    Особенности конструкции автобусов

 

Оценку компоновочной схемы автобуса обычно начинают с анализа формы его кузова. Существует два распространенных варианта: капотная (рис. 2а) и вагонная (рис. 2 6} компоновочные схемы. Первый вариант, отличающийся наличием во внешних контурах явно выраженною моторного отсека, обычно применяют в случае, если конструкция автобуса построена на базе какого-либо грузового автомобиля, в частности используется его несущая система. Такую компоновочную схему (при использовании которой упрощается доступ к двигателю, но трудно достичь оптимального распределения нагрузок по осям) часто используют для создании полноприводного автобуса для сельских перевозок, Более распространенной является вагонная компоновочная схема. Отличия в конструкциях автобусов, имеющих такую компоновочную схему, определяются расположением двигателя.

Если двигатель расположен в передней части кузова (рис. 3 а), то при большой длине автобуса усложняется подвод крутящего момента к задним ведущим колесам, повышается сложность трансмиссии и уровень порождаемых ею шума и вибраций. Поэтому наиболее

распространена вагонная компоновочная схема с передним расположением двигателя на небольших автобусах.

Рис. 3. Варианты расположения силового агрегата автобуса а— в передней части кузова; б — под полом («в базе*): в — в задней части   кузова  (*в свесе*);   г —   в задней   части   кузина со   смещением относительно продольной оси

Валы трансмиссии можно сделать короче, а пространство кузова можно использовать более эффективно, если расположить двигатель под полом между передней и задней осями (рис. 36). Однако при такой схеме нужен двигатель с небольшими вертикальными габаритами (этого можно достичь при горизонтальном расположении цилиндров поршневого ДВС), и даже при этом уровень иола поднимается, что затрудняет посадку и высадку пассажиров. Кроме того, значительно утрудняется доступ к двигателю и усложняется система отопления автобуса. Однако при использовании сочлененной схемы (рис. 2 в) расположение двигателя под полом является наиболее распространенным техническим решением.

 

 

 

 

 

 

 

Самая малая высота уровня пола может быть достигнута, если расположить двигатель вне колесной базы рядом с ведущим мостом, то есть использовать переднеприводную или заднемоторную компоновочные схемы. Первая пока на автобусах широкого распространения не имеет, а автобусы вагонной компоновочной схемы с расположением двигателя за задней осью (рис 3 в) широко применяются как в качестве городских, так и междугородных. Существуют даже конструкции сочлененных автобусов с таким расположением двигателя (их называют автобусами с толкающей секцией). Смещение продольно расположенного двигателя к борту, противоположному тому, где находятся двери пассажирского салона (рис. 3 г), позволяет увеличить размеры накопительной площадки и понизить уровень пола.

Повышения вместимости автобусов обычно добиваются, увеличивая их длину, особо большие автобусы делают сочлененными. В ряде стран с этой же целью выпускаются двухэтажные городские автобусы (рис. 2 д), которые, сохраняя высокую маневренность, имеют несколько большую вместимость по сравнению с обычными одноэтажными автобусами, однако посадка и высадка пассажиров при такой компоновочной схеме затрудняется, а устойчивость автобуса против опрокидывания ухудшается. Высокие туристские автобусы иногда называют полутораэтажными (рис. 2 г), поскольку достаточно большое по высоте пространство используется для вспомогательных нужд: хранения багажа, а иногда даже для устройства спальных мест.

 

 

5.    Особенности конструкции грузовых автомобилей

 

Наряду с колесной формулой и типом привода компоновочные схемы грузовых автомобилей принято различать по расположению двигателя и кабины. Поскольку двигатель на большинство грузовых автомобилей установлен в передней части несущей системы, различают три компоновочные схемы: капотную. полукапотную и безкапотную (кабина над двигателем).

Капотная компоновочная схема (рис. 4 а) обеспечивает меньшую высоту автомобиля, упрощение механизмов управления двигателем и трансмиссией и лучшую пассивную безопасность (при лобовом ударе моторный отсек выполняет энергопоглощаюш,ие функции). Однако при такой компоновочной схеме ухудшена обзорность (имеется большая, закрываемая капотом «мертвая зона» перед автомобилем) и слишком большая доля длины автомобили занята кабиной и моторным отсеком.

Если кабину несколько приподнять и надвинуть на моторный отсек, то можно получить полукапотную компоновочную схему (рис. 4 б). При небольшой длине автомобиля такая компоновочная схема позволяет увеличить объем кузова, однако доступ к двигателю становится более затрудненным.

Установка кабины над двигателем позволяет получить безкапотную компоновочную схему (рис. 4 в). При этом для доступа к двигателю приходится делать кабинуопрокидывающейся, что естественно, усложняет конструкцию механизмов управления автомобилем. Самым большим недостатком такой компоновочной схемы напнется плохая пассивная безопасность конструкции. Расположение двигателя вдоль продольной оси грузового автомобиля бескапотной компоновочной схемы может достаточно сильно различаться, что связано с необходимостью обеспечения желаемого распределения нагрузок по осям. Так, при необходимости увеличения нагрузки на переднюю ось двигатель располагают очень близко к переднему концу несущей системы» и он находится практически под кабиной. Если же нагрузку па переднюю ось нужно понизить, двигатель сдвигается назад и может частично или полностью оказаться под кузовом. Такие компоновочные схемы часто используют на легких (рис. 4 г) или, наоборот, очень тяжелых грузовых автомобилях.

Часто легкие грузовые автомобили делают на базе легковых. В этом случае их компоновочную схему оценивают теми же терминами, что и у легковых автомобилей, Например, автомобиль может быть переднеприводным (рис. 4 д).

Поскольку грузовые автомобили часто бывают полпоприводными и к тому же могут иметь больше двух осей, существует множество конструктивных вариантов их трансмиссий. Некоторые из них приведены на рис. 5.

Наиболее простой вариант трансмиссии имеют автомобили колесной формулы 4x2 (рис. 5 а). Если двухосный грузовой автомобиль имеет колесную формулу 4x4 (рис. 5 6), то для распределения крутящего момента между передними и задними колесами практически всегда используется раздаточная коробка.

Автомобили колесной формулы 6x4 могут также иметь раздаточную коробку (рис. 5 в), тогда как при других схемах трансмиссии она может и отсутствовать (рис. 5 г). Полноприводные автомобили колесной формулы 6 х б с традиционной схемой распределения мощности могут иметь параллельный привод среднего и заднего мостов (рис.5 д) или последовательный (рис. 5ё).

Специальные полноприводные многоосные автомобили часто имеют схемы трансмиссии с бортовым распределением мощности. В схеме, показанной на рис. 5 ж, при этом используется раздаточная коробка, а схема, приведенная на рис. 5 з, предусматривает наличие на автомобиле двух двигателей.

 

Контрольные вопросы:

 

1.                  Какие узлы и агрегаты и механизмы входят в состав трансмиссии?

2.                  В каком порядке они расположены и какие функции выполняют?

3.                  Что показывает колесная формула автомобиля?

4.                  Что является приводом ведущих колес?

5.                  Виды приводов.

6.                  Влияние компоновочной схемы легковых автомобилей на габаритные размеры, эксплуатационные свойства (управляемость, устойчивость, проходимость), сложность конструкции трансмиссии, комфорт пассажиров.

7.                  Виды компоновочных схем автобусов.

8.                  Отличая в конструкции автобусов, имеющих вагонную компоновочную схему и их влияние на эксплуатационные свойства и пассажировместимость.

9.                  Компоновочные схемы грузовых автомобилей и их влияние пассивную безопасность, сложность устройства механизмов управления, сложность обслуживания двигателя.

10.              Как грузоподъемность автомобиля и условия эксплуатации влияют на устройство трансмиссии?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ № 11»

 

 

                                      

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УПР

__________А.В. Бычков

«__»____________2009г.

 

 

 

                       

ДИДИАКТИЧЕСКИЙ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

НА ТЕМУ: «ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСМИССИИ»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ»

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: «АВТОМЕХАНИК»

 

 

 

 

                                                                                                     Преподаватель:           

                   _________Л.С. Шуцкая

 

                                                   Рассмотрен и одобрен на

                                                   заседании методической комиссии

                                                          Протокол №__  от «__» __2009г

                                     

                                                   Председатель комиссии:

                                                   __________В.Г. Шкапина

 

 

 

 

 

 

 

БАРНАУЛ 2009