Часть 3. Трансмиссия
Передний, задний и полный привод, механическая и автоматическая коробки перемены передач, блокировка дифференциала
Трансмиссия
Разнообразие привода автомобиля просто поражает воображение. Задний привод долгое время доминировал в автомобильной промышленности. Причин было несколько. Самая веская причина – отсутствие износоустойчивых шарниров равных угловых скоростей, сокращённо ШРУС.
Задний привод хорош всем. Однако конструкторы столкнулись с некоторыми проблемами. Первая проблема заднего привода заключается в том, что достаточно сложно опустить уровень пола у такого автомобиля. Мешает карданный вал. Поэтому на легковых автомобилях с задним приводом появился продольный тоннель в салоне. Сравните «Волгу» и УАЗ. У внедорожника карданный вал на задние колёса проходит под полом кузова и не доставляет неудобств пассажирам при посадке и высадке из автомобиля. Другая проблема карданного вала заключается в том, что он вибрирует. Особенно это сказывается на больших скоростях движения. С этой и другими проблемами можно бороться, сделав карданный вал составным с промежуточной опорой.
Одним из несомненных плюсов заднего привода является достаточно равномерный износ передних и задних колёс. Действительно, задние колёса являются ведущими и изнашиваются от усилий, передаваемых на них двигателем и от торможения. Передние колёса являются управляемыми и изнашиваются от усилий, возникающих при маневрировании и торможении (передние колёса подвергаются большему износу при торможении, чем задние).
На практике, при пробеге 30000 км (при аккуратном экономичном вождении) разница в износе передних и задних колёс не превышала погрешности измерений. Измерялась остаточная высота рисунка протектора. Измерения производились в нескольких точках по окружности каждого колеса и по ширине беговой дорожки протектора. Измерения производились при помощи штангенциркуля.
Передний привод не имеет недостатков заднего привода. Хотя продольный тоннель может оставаться в салоне, но в него помещают не карданный вал, а, например, различные трубопроводы и воздуховоды. Особенностью переднего привода являются шарниры равных угловых скоростей ШРУС. Передний привод позволяет сделать двигатель, сцепление и коробку перемены передач в виде компактного блока. Часто двигатель автомобилей с передним приводом помещают поперёк автомобиля. Некоторые переднеприводные автомобили имеют полуоси разной длины, что вызвано особенностями компоновки.
Недостатком переднего привода является разный износ передних и задних колёс. Это заметно при измерениях остаточной высоты рисунка протектора. Различный износ обусловлен тем, что в автомобиле с передним приводом передние колёса являются одновременно ведущими и управляемыми. Кроме того, никто не отменял повышенный износ передних колёс при торможении.
На практике, при пробеге 30000 км (при аккуратном экономичном вождении) разница в износе передних и задних колёс составила 3 мм. Своевременно переставляя передние колёса на заднюю ось, а задние колёса на переднюю ось можно продлить ходимость комплекта резины. О запасном колесе говорить не приходится, ибо в большинстве автомобилей вместо полноразмерного запасного колеса предлагается либо «докатка», либо комплект для оперативного ремонта.
Кроме переднего и заднего привода есть подключаемый передний (основной задний привод), подключаемый задний (основной передний привод), полный привод с перераспределением крутящего момента и постоянный полный привод.
Полный привод позволяет хорошо передавать большой крутящий момент при разгоне автомобиля на покрытии с хорошим сцеплением. На дорогах с плохим сцеплением полный привод позволяет повысить проходимость автомобиля.
При повороте автомобиля разные колёса проходят разный путь. Для уменьшения износа покрышек и исключения проскальзывания на повороте в конструкцию трансмиссии автомобиля вводят дифференциалы.
Есть дифференциалы передний, задний и межосевой. Для повышения проходимости автомобиля дифференциалы снабжают механизмом блокировки. Бывают самоблокирующиеся дифференциалы и дифференциалы с принудительной блокировкой. Если нужно повысить проходимость автомобиля, то установка блокировок дифференциалов позволяет это сделать. Часто при заказе автомобиля можно установить блокировку, например, заднего дифференциала, как дополнительное оборудование.
В автомобилях применяется два типа коробки перемены передач. Одним из них является механическая коробка перемены передач МКПП. Выбор необходимой передачи в МКПП осуществляется водителем. При этом связь двигателя с ведущими колёсами получается жесткая. Для каждой передачи существует передаточное отношение. Раньше 4-я передача была прямой. Скорость вращения первичного вала КПП равнялась скорости вращения вторичного вала КПП.
Конструкторская мысль и мода диктовали уменьшение числа ступеней в КПП. Так появились трёхступенчатые механические коробки перемены передач. Первая передача служила для того, чтобы трогаться с места. Вторая передача использовалась при движении по городу. Третья передача была прямая и предназначалась для движения по шоссе.
Потом мода прошла, и автомобили получили 4-х ступенчатые коробки передач.
По мере роста мощности двигателей и повышению качества дорожного покрытия (уменьшения сопротивления качению) в конструкцию механических коробок перемены передач МКПП стали внедряться повышающие передачи. Сначала появились 5-я, затем 6-я и т.д.
Механические коробки перемены передач МКПП имеют несколько важных плюсов. Полный контроль и управление водителем. Возможность буксировки автомобиля с МКПП. В зимний период достаточно выжать педаль сцепления и МКПП с загустевшим маслом будет отключена от двигателя, что облегчает его запуск при помощи стартёра.
Другим типом КПП, применяемых в автомобилях являются различные автоматические и роботизированные коробки перемены передач. Кстати, автомобиль «Волга» ГАЗ-21 имела модификацию с автоматической коробкой передач, выполненной на основе гидротрансформатора. Эта АКП заполнялась маслом типа веретенного. Из-за сложностей в обслуживании АКП на этом автомобиле не прижилась.
Основная идея АКП заключается в том, чтобы управлять автомобилем при помощи педали газа и педали тормоза. Представляется вполне логичным управлять скоростью движения автомобиля при помощи нажатия педали газа. Сильнее нажим – выше скорость. При обычном движении вопросов к АКП нет. Эти самые вопросы появляются при определённых условиях движения. Допустим, надо ехать медленно, немного ускоряясь и немного замедляясь. Но при достижении определенной скорости автомат попытается переключиться на следующую передачу, но скорость мы не повышаем (не разгоняемся), двигатель потеряет тягу на повышенной передаче и автомат переключится вниз. Затем процесс может повториться! Чтобы не было ненужных переключений, в АКП есть принудительное включение 1, 2 и 3 передачи.
У автоматических коробок передач АКП есть немало плюсов. Первое достоинство АКП сравнительная простота управления. Не секрет, что для некоторых водителей ездить с МКПП настоящее мучение. Другое достоинство АКП реализуется в современных автомобилях. И все мы являемся современниками этого явления. Речь идёт о значительном повышении диапазонов АКП. Появились АКП с 8 диапазонами. Это позволяет бортовому автомобильному компьютеру подбирать оптимальную передачу для любой скорости движения. Теперь двигатель большую часть своего времени работает в оптимальном диапазоне частот вращения коленчатого вала, обеспечивая либо максимальный крутящий момент, либо максимальную мощность, либо экономичность.
К недостаткам АКП можно было отнести повышенный расход топлива из-за проскальзывания гидротрансформатора. Однако в современных гидротрансформаторах проскальзывание сведено к минимуму. А роботизированные коробки перемены передач вообще не имеют подобных недостатков.
Зато с АКП практически любой водитель сможет реализовать разгонную динамику автомобиля, заявленную в технической документации производителя.
Интересное применение в трансмиссии автомобиля нашлось датчикам системы АБС. Датчики системы АБС могут использоваться для получения дополнительной информации. Некоторые возможности используются даже в базовых версиях автомобилей.
Например, если одно из колёс автомобиля постепенно начинает вращаться быстрее других – значит, у этого колеса уменьшился радиус вращения! Как такое может быть при движении автомобиля? Правильно! Значит, колесо стало спускать, и его радиус качения уменьшился. Система анализирует эту информацию и подаёт водителю соответствующий сигнал на панель приборов, сопроводив звуковым сигналом для привлечения внимания к проблеме.
А если одно из ведущих колёс начинает вращаться быстрее других? Причём даже быстрее, чем, при данной скорости, спущенное колесо на ободе? Значит, это колесо буксует или вывесилось! Опять появляется сигнал на панели приборов. Если автомобиль оснащён соответствующими системами, то может включиться блокировка дифференциала, либо электронная система подтормозит буксующее колесо и вращающий момент через дифференциал поступит на колесо с хорошим сцеплением с дорогой.
Аналогичный принцип используется для подключения переднего или заднего мостов. Некоторые производители утверждают, что их системы способны распознать пробуксовку в пределах половины оборота колеса и оперативно отреагировать, что, безусловно, повышает устойчивость автомобиля на дороге и предсказуемость его поведения для водителя.
© 2011 abcIBC.com. All rights reserved.Удачи на дорогах!
См.также
