Короткі теоретичні відомості

Під час руху автомобіля водій або автоматичний регулятор, постійно змінюючи подачу палива до двигуна, розширює діапазон його стійкої роботи. Але й таке розширення виявляється недостатнім. За реальних умов експлуатації автомобіля зовнішні сили опору руху змінюються у 20 і більше разів. Отже, абсолютна величина крутного моменту автомобільного двигуна виявляється зазвичай у 10 ... 30 разів меншою, ніж та, яку необхідно підводити до ведучих коліс автомобіля для його стійкого руху в реальних умовах експлуатації.

Частота обертання колінчастого вала двигуна зазвичай є набагато більшою, ніж та, з якою обертаються ведучі колеса навіть при максимальній швидкості автомобіля. Отже, безпосередній зв’язок колінчастого вала двигуна з ведучими колесами неможливий. Для пристосування двигуна до зовнішніх умов руху автомобіля між двигуном і ведучими колесами необхідно встановити трансмісію.

Трансмісія призначена для зв’язку двигуна з ведучими колесами автомобіля, а також для зміни на них крутного моменту і частоти обертання відповідно до зовнішніх сил опору і швидкості руху автомобіля.

За способом передачі крутного моменту трансмісії сучасних автомобілів поділяють на механічні, гідравлічні, електричні та комбіновані (гідромеханічні, електромеханічні), а за характером його зміни вони можуть бути ступеневими і безступеневими. За способом керування трансмісії бувають неавтоматичні, автоматичні та автоматизовані (напівавтоматичні).

Ступеневими механічними трансмісіями з неавтоматичним керуванням обладнана більша частина сучасних легкових, вантажних та спеціальних автомобілів. До складу такої трансмісії найчастіше за все входять зчеплення, коробка передач, карданна передача, головна передача, диференціал, привод ведучих коліс, а також, у разі необхідності, додаткова коробка (роздавальна, подільник тощо).

Схема механічної трансмісії визначається загальним компонуванням автомобіля – розміщенням двигуна, кількістю та розташуванням ведучих коліс і мостів тощо.

Найпоширеніші схеми механічних трансмісій наведено на рисунку 1.1. Автомобілі з колісною формулою 4 х 2 можуть мати переднє розташування двигуна і задні ведучі колеса (рис. 3.1, а). Частіше за все двигун 1, зчеплення 2 і коробка передач з у такій трансмісії об’єднані в єдиний блок і утворюють силовий агрегат. Крутний момент від коробки передач 3 до головної передачі 5 передається за допомогою карданної передачі 4.

Істотні відмінності має трансмісія передньоприводного автомобіля з колісною формулою 4 х 2 (рис. 3.1, б). У нього передні колеса є одночасно і керованими, і ведучими. Таке компонування викликало необхідність об’єднання двигуна 1, зчеплення 2, коробки передач 3, а також головної передачі та диференціала 5 в єдиний силовий агрегат, з’єднаний з передніми керованими колесами правою і лівою карданними передачами з шарнірами 6.

Характерною особливістю трансмісії повноприводного автомобіля з колісною формулою 4 х 4 (рис. 3.1, в)є застосування в трансмісії додаткової – роздавальної коробки 7, яка зв’язана із силовим агрегатом карданною передачею 4 і через проміжні карданні вали 9 передає крутний момент головним передачам переднього 8 і заднього 5 ведучих мостів.

а – задньоприводний автомобіль з колісною формулою 4 х 2; б – передньоприводний автомобіль 4 х 2; в – автомобіль 4 х 4; г – автомобіль 6 х 4

Рисунок 3.1 – Найпоширеніші схеми механічних трансмісій

Особливістю схеми механічної трансмісії тривісних вантажних автомобілів з колісною формулою 6 х 4 є використання двох задніх ведучих мостів, головні передачі 10 і 5 (рис. 3.1, г)яких зв’язані із силовим агрегатом карданними передачами 4 і 11, а в головній передачі прохідного типу середнього моста передбачене установлення міжосьового диференціала.

Трансмісія автомобіля характеризується наступними параметрами:

– колісна формула автомобіля;

– передаточне число трансмісії;

– коефіцієнт корисної дії трансмісії.

Передавальне число трансмісії визначає у скільки разів збільшується крутний момент при його передачі від двигуна до ведучих коліс. Передавальне число вибирається залежно від призначення автомобіля, параметрів його двигуна і потрібних динамічних якостей.

Передавальне число ступеневої механічної трансмісії можна визначити за формулою

, (1.1)

де U_тр – передавальне число трансмісії; U_кп – передавальне число коробки передач; U_рк – передавальне число роздавальної коробки; U₀ – передавальне число головної передачі.

Підведений до ведучих коліс крутний момент перетворюється в рухому силу, яка визначається за формулою

(1.2)

де Р_о – рухома сила; М_е – крутний момент двигуна, Нм; η _тр – коефіцієнт корисної дії. Для механічних трансмісій легкових автомобілів η _тр= 0,9….0,95; для вантажних автомобілів η _тр= 0,82….0,88; r_к – радіус колеса, м.