Главная передача в автомобиле

Главная передача – это механизм трансмиссии автомобиля, который устанавливается перед ведущими колесами и преобразует крутящий момент от коробки передач.

Разные автомобили, как правило, оснащаются бензиновыми или дизельными двигателями разной мощности, с разной величиной крутящего момента и, соответственно, разной частотой вращения коленчатого вала.

Также, вне зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, автомобили комплектуются разными коробками передач. При этом для большинства коробок передач актуальна главная передача автомобиля. Далее поговорим о том, что такое главная передача и для чего она нужна.

Устройство и принцип работы

По принципу работы главная передача довольно проста для понимания. Когда автомобиль движется, крутящий момент передается от двигателя на коробку передач с переменным режимом работы. После этого за счет главной передачи и дифференциала она передается на ведущие валы. Следовательно, главная передача действует как элемент переключения. Он изменяет крутящий момент, передаваемый на колеса, и изменяет скорость вращения колес. Среди основных характеристик этой коробки передач – передаточное число. Параметр отражает отношение числа зубьев ведомой шестерни к главной. Чем выше передаточное число, тем быстрее разгоняется автомобиль. Однако в этом случае значение максимальной скорости неизбежно у всех уменьшится.Увеличение максимальной скорости происходит за счет уменьшения передаточного числа.

Основное оборудование также достаточно простое. Он состоит из двух шестерен разного размера. К нему предъявляются особые требования, среди которых минимальный уровень шума и вибрации при работе, минимальный расход топлива и высокий КПД. Главная передача должна обеспечивать высокие тягово-динамические характеристики, быть технологичной, надежной и неприхотливой в обслуживании.

Это интересно: Какой двигатель стоит бензин 66

Дифференциал

Дифференциал представляет собой планетарный механизм, предназначенный для распределения крутящего момента между ведущими мостами трактора или автомобиля и обеспечения вращения ведущих колес с разной частотой при движении по кривой или неровной дороге. В повороте, на неровной дороге ведущие колеса движутся по дугам разной длины. Если бы оба колеса располагались на общей оси, их движение сопровождалось бы пробуксовкой, износом шин и поломкой. Поэтому ведущие колеса установлены на отдельные оси — полуоси, соединенные дифференциалом.

Рассмотрим принцип работы дифференциала по схеме, представленной на рисунке а. Шестерни: сателлит 7 (рисунок а) соединен с рейками 6 и 8 (в реальной конструкции это шестерни 6 и 8). К валу 10 шестерни 7 приложена сила Р, стремящаяся переместить эту шестерню вверх.

Если сопротивление реек 6 и 8 движению силой Р одинаково, то на их зубья действуют равные силы Р/2 и рейки вместе с шестерней 7 движутся вверх. Однако при сопротивлении движению одной из рейки, например, рейка 6, будут больше, чем рейка 8, шестерня 7 начнет вращаться вокруг своей оси и, катясь по рейке 6, переместит рейку 8 вверх еще быстрее. При этом скорость рейки 8 увеличивается настолько, насколько уменьшается скорость рейки 6 в 2 раза больше скорости движения вала 10.

Он нарисовал. Схема дифференциала и механизма его блокировки: а — схема дифференциала; б — дифференциальная схема с механизмом блокировки; 1 — корпус; 2 — кулачок на картере дифференциала; 3 — вилка включения механизма блокировки дифференциала; 4 — подвижная кулачковая муфта; 5, 9 — полуоси; 6, 8 — шестерни полуосей; 7 — сателлит; 10 — ось сателлита; 11 — ведомая коническая шестерня главной передачи.

Теперь рассмотрим реальную схему дифференциала (рисунок б). В приливах корпуса 1 на валу 10 свободно установлена ​​сателлитная шестерня 7. Отверстия боковых приливов корпуса служат опорой для полуосей 5 и 9 с коническими полуосями 6 и 8 на них установлены сцепленные с сателлитом 7. Вращение на корпус дифференциала 1 передается от главной шестерни 11 ведомой шестерни. Если валы 9 и 5 имеют одинаковое сопротивление вращению, то сателлит 7, заклиненный шестернями 6 и 8, неподвижен на валу 10 и вся система вращается как единое целое.

Если сопротивление вращению одной полуоси, например полуоси 9, больше сопротивления полуоси 5, то сателлит 7, вращаясь вокруг своей оси, будет замедлять вращение шестерни 8 и ускорять вращение шестерни 6, как это произошло в примере с движением шестерни 7 и реек 6 и 8 (см рис а).

Изменение дифференциалом частот вращения полуосей при колебаниях сопротивления в колесах снижает проходимость трактора по мокрой или рыхлой почве. В сложных грунтовых условиях лучше отключить дифференциал, чтобы улучшить сцепление колес. Для этого на тракторах предусмотрены механизмы блокировки дифференциалов, которые весьма разнообразны по конструкции.

Механизмы блокировки дифференциала

Механизмы блокировки дифференциала по способу включения делятся на:

• принужденный
• автоматический
• самоблокирующийся

И по типу диска до:

• механик
• гидравлический

Принудительная (механическая) блокировка дифференциала происходит при зацеплении подвижной кулачковой муфты 4 (см рис б), установленной на шлицах полувала 5 трактора, с кулачками 2 на корпусе 1 дифференциала. В этом случае частоты вращения корпуса дифференциала 7 и полуоси 5 будут одинаковыми, т е дифференциал будет заблокирован.

Запирающий механизм включается педалью (или рукояткой) и выключается выдвижной пружиной при прекращении усилия, прилагаемого водителем.

Автоматическая блокировка дифференциала позволяет водителю не прилагать никаких усилий: процесс включения и выключения механизма происходит автоматически. Автоматическая блокировка дифференциала применяется на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82, Т-150К и др.

Принцип работы

Общий вид гипоидной главной передачи

Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается на вариатор (КПП), а затем через главную передачу и дифференциал на оси автомобильной трансмиссии. Таким образом, главная передача напрямую изменяет крутящий момент, который передается на колеса машины. Соответственно через него меняется и скорость вращения колес.

Главной особенностью этой коробки передач является передаточное число. Этот параметр отражает соотношение числа зубьев ведомой шестерни (соединенной с колесами) и главной шестерни (соединенной с выходным валом коробки передач). Чем выше передаточное число, тем быстрее разгоняется автомобиль (увеличивается крутящий момент), но снижается максимальная скорость. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом автомобиль начинает разгоняться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом особенностей двигателя, коробки передач, размера колеса, тормозной системы и т.д.

Преимущества и недостатки

• Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено 4,2. Дальнейшее увеличение соотношения количества зубьев приводит к значительному увеличению размеров механизма, а также увеличению уровня шума.
• Гипоидная главная передача. Этот тип характеризуется малой нагрузкой на зубья и низким уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен увеличивается трение скольжения и снижается КПД, но при этом появляется возможность как можно ниже опустить карданный вал. Передаточное число для легковых автомобилей — 3,5-4,5; для грузовых автомобилей — 5-7;.
• Коническая главная передача. Он редко используется из-за его большого размера и шума.
• Винтовая шестерня. Этот тип зубчатого соединения практически не используется из-за трудоемкости изготовления и высокой себестоимости.

Кто тут главный и почему?

Так что главная передача автомобиля – это узел, без которого усилия двигателя и коробки передач были бы потерей энергии. Почему? Дело в том, что именно она отвечает за передачу крутящего момента от коробки передач непосредственно на ведущие колеса.

Кроме того, вращению, как правило, еще нужно изменить направление — с продольного (вдоль оси автомобиля) на поперечное, чтобы добраться до колес. И все это делает, по сути, шестеренчатый механизм, он же шестеренчатый редуктор. Ко всему прочему, передаточные числа подобраны таким образом, чтобы увеличить крутящий момент двигателя.

Это интересно: Что такое адсорбент в машине

Назначение, конструктивные особенности

Основной задачей этого элемента является изменение крутящего момента перед подачей его на ведущие колеса. Коробка передач делает то же самое, но имеет возможность изменять передаточные числа путем включения определенных передач. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля редуктора, крутящий момент на выходе небольшой, а скорость вращения выходного вала высокая. Если передать вращение непосредственно на ведущие колеса, то возникающая нагрузка «раздавит» мотор. В общем, машина просто не сможет двигаться.

Главная передача автомобиля обеспечивает увеличение крутящего момента и снижение частоты вращения. Но в отличие от коробки передач, передаточное число фиксированное.

Эта трансмиссия в легковом автомобиле представляет собой обычную одноступенчатую коробку передач постоянного зацепления, состоящую из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня имеет небольшие размеры и связана с выходным валом редуктора, то есть приводится в действие от вращения. Ведомая шестерня имеет значительно большие размеры и обеспечивает результирующее вращение приводным валам колес.

Передаточное число – это отношение числа зубьев шестерни в редукторе. У легковых автомобилей этот параметр находится в пределах 3,5-4,5, а у грузовых достигает 5-7.

Чем выше передаточное число (чем больше число зубьев на ведомой шестерне по отношению к ведущей), тем больше крутящий момент, подаваемый на колеса. В этом случае тяговое усилие будет выше, но максимальная скорость будет ниже.

Передаточное число главной передачи выбирается исходя из производительности силовой установки, а также других агрегатов трансмиссии.

Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Эта коробка передач может быть отдельным узлом, установленным в вашем картере (заднеприводные модели) или входить в конструкцию коробки передач (переднеприводные автомобили).

Что касается некоторых полноприводных автомобилей, то они могут использовать другую компоновку. Если в таком автомобиле расположение силовой установки поперечное, то главная передача переднего моста включена в схему коробки передач, а задний расположен в отдельном картере. В автомобиле с продольным расположением главные передачи на обоих мостах отделены от коробки передач и раздаточной коробки.

На моделях с раздельной главной передачей этот редуктор выполняет другую задачу – меняет направление угла поворота на 90 градусов. То есть выходной вал коробки передач и ведущие валы колес имеют перпендикулярное расположение.

На переднеприводных моделях, где главная передача является частью конструкции коробки передач, эти оси параллельны, так как нет необходимости изменять угол поворота рулевого колеса.

Двухступенчатые коробки передач используются на нескольких грузовиках. Примечательно, что их компоновка может быть различной, но наиболее распространенной является так называемая разнесенная компоновка, в которой используется центральный редуктор и два колеса (бортовых). Такая конструкция позволяет значительно увеличить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.

Вождение автомобиля

Особенность редуктора в том, что он равномерно делит вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении это нормально. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо менять скорость вращения каждого из них. Это часть задачи используемого в конструкции трансмиссии дифференциала (он установлен на ведомой шестерне). В результате главная передача обеспечивает вращение карданным валам не напрямую, а через дифференциал.

Типы главной передачи по виду зубчатого соединения

Если разделить основные виды передач, то можно выделить:

• цилиндрический;
• конический;
• червь;
• гипоидный;

Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач. Его передаточное число находится в пределах 3,5-4,2.

Зубчатые колеса могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая трансмиссия имеет высокий КПД (не менее 0,98), но уменьшает дорожный просвет и довольно шумна.

• Коническая главная передача применяется в заднеприводных автомобилях малой и средней грузоподъемности с продольной компоновкой двигателей внутреннего сгорания, где габаритные размеры не имеют значения.

Оси шестерен и колес такой передачи пересекаются. В этих передачах используются прямые, косые или криволинейные (спиральные) зубья. Снижение шума достигается за счет использования косого или спирального зуба. КПД главной передачи со спиральным зубом достигает 0,97-0,98.

• Главная червячная передача может находиться в нижнем или верхнем расположении червяка. Передаточное число такой бортовой передачи находится в пределах от 4 до 5.

По сравнению с другими видами передач червячная передача более компактна и менее шумна, но имеет низкий КПД от 0,9 до 0,92. В настоящее время применяется редко из-за сложности изготовления и дороговизны материалов.

• Гипоидная главная передача — один из популярных типов зубчатого соединения. Эта трансмиссия является своеобразным компромиссом между коническими и косозубыми бортовыми передачами.

Трансмиссия используется в заднеприводных легковых и грузовых автомобилях. Оси шестерен и колес гипоидной передачи не пересекаются, а пересекаются. Сама шестерня может иметь меньшее или большее смещение.

Главная передача с нижним смещением позволяет расположить карданную передачу ниже. Следовательно, смещается и центр тяжести автомобиля, что повышает его устойчивость при движении.

Гипоидная передача по сравнению с конической имеет большую плавность хода, бесшумность и меньшие габариты. Применяется в легковых автомобилях с передаточным числом 3,5-4,5 и в грузовых вместо сдвоенной главной передачи с передаточным числом 5-7. При этом КПД гипоидной передачи составляет 0,96-0,97.

При всех достоинствах гипоидная передача имеет один недостаток — порог блокировки при движении автомобиля задним ходом (превышение расчетной скорости). По этой причине водитель должен проявлять особую осторожность при выборе передачи заднего хода.

Виды трансмиссий автомобиля

Тип системы трансмиссии зависит от источника мощности и способа передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам автомобиля. Автопроизводители выпускают автомобили с различными типами трансмиссии:

• механик;
• гидромеханика;
• электрический;
• гибридный.

Механическая

Наиболее распространенный тип силовой передачи, присутствующий на всех автомобилях с механической коробкой передач и блоком сцепления. Вращение коленчатого вала через диски сцепления передается на коробку передач и другие агрегаты трансмиссии.

Гидромеханическая

Завоевывает популярность благодаря широкому использованию автоматических коробок передач в новых моделях автомобилей. Механическое вращение преобразуется в движение жидкости (масла) в гидротрансформаторе, более совершенной замене сцепления. Передача крутящего момента через трансформатор более плавная.

Электрическая

Он используется в электромобилях и автомобилях с гибридными установками. В первом случае электричество от аккумулятора приводит в действие электродвигатель, вращающий колеса. Автоматические гибриды оснащаются силовыми установками двух типов: ДВС, электродвигатели и аккумуляторы. Некоторые модели автомобилей используют двигатель внутреннего сгорания только после разгона до определенной скорости, до этого времени колеса вращаются электрическим током. Некоторые решения позволяют постоянно передвигаться с помощью электродвигателей, используя маломощный бензиновый двигатель только для подзарядки аккумуляторов.

Где находится?

Вроде бы мы выяснили назначение главной передачи автомобиля, теперь неплохо бы его найти. Это может оказаться непростой задачей, поскольку расположение этого узла различно и зависит от типа привода машины и фантазии инженеров-разработчиков.

К счастью, полет мысли здесь ограничен количеством осей. Так, например, если у нас передний привод, то в этом случае главную передачу автомобиля стоит искать в коробке передач вместе с дифференциалом, в заднеприводных автомобилях — прямо на задней оси. Если все четыре лидера, то выбирается один из вышеперечисленных вариантов.

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Самым сложным в ремонте элементом трансмиссии является коробка передач. Владельца автомобиля должны предупредить:

• трудности при переключении передач, скрипы, скрипы, другие посторонние звуки при переводе рычага в другое положение;
• невозможно включить передачу;
• в салоне сильный запах моторного масла;
• скрипит, стучит при нейтральном положении рычага коробки передач.

Течь масла из коробки передач – серьезный повод немедленно обратиться к специалисту. Отсутствие смазки может полностью вывести механизм из строя.

Повреждение троса, «слабая» педаль сцепления может привести к «залипанию» сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разойтись и вы не сможете изменить скорость. При этом слышен неприятный визг.

Передаточные числа (ряд)

Передаточные числа – это шестерни в каждой передаче, которые также имеют свой размер.

Передаточные числа характеризуют скоростные характеристики автомобиля на той или иной передаче. На стандартном ВАЗе применяются следующие номера:

Выше приведены характеристики только со стандартными передаточными числами.

Стандартный ряд на ВАЗ 2114 далек от идеала: первая передача коротковата, вторая длинна. Из-за этого наблюдается резкое падение динамики при переключении с первой на вторую передачу. Мало того, что есть неисправность, так еще и при резком переключении медленно умирает синхронизатор второй передачи.

Поэтому существуют спортивные ряды, где устранен разрыв между 1 и 2, и не только: спортивные ряды выбираются в зависимости от типа двигателя: это может быть просто хороший городской двигатель, или спортивный, или арестант для гонок на 402 метра. Существуют также «турбо» трансмиссии, рассчитанные на турбодвигатель.

Как устроена ГП?

Из чего состоит основная команда:

• коническая передача;
• коническое колесо.

Шестерня является ведущей частью (к ней присоединена тяга от редуктора и двигателя), а колесо — ведомым элементом (принимает тягу от шестерни и передает ее под углом 90°).

Шестерни выполнены со спиралевидными зубьями, за счет этого увеличивается их твердость и количество. При этом они сцеплены, а шестерни работают плавно и без шума.

Помимо конической передачи с пересекающимися валами, в машине используется гипоидная передача. Здесь зубья имеют определенную конструкцию и ось малой конической шестерни. Он смещается вниз относительно центра наибольшей шестерни на определенное расстояние.

Это позволяет разместить кардан ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части тоннеля для расположения оси в нижней части корпуса, за счет этого площадь внутренней части машина увеличивается.

Есть возможность немного понизить центр тяжести машины и повысить ее устойчивость. Гипоидная передача обладает значительной плавностью хода, высокой прочностью зубьев и износостойкостью.

Обслуживание коробки передач, устранение проблем

Ниже вы найдете ссылки на статьи, с помощью которых вы сможете найти нужную вам информацию.

• Какое масло лить в КПП? Типы масел, вязкость, срок службы масла.
• Как снять/заменить коробку передач? Пошаговая инструкция по снятию коробки передач.
• Звук рычага коробки передач, что делать? Избавляемся от дребезжания рычага переключения передач за 2,5-4 т.
• Как заменить мульсо на КПП? Пошаговая инструкция по замене масла в коробке.
• Как проверить уровень масла? О том, где находится щуп в коробке, как проверить уровень.
• Как заменить датчик заднего хода (dzx)? Не горят фонари заднего хода, скорее всего вышел из строя датчик. Подробная инструкция по замене датчика.
• Задняя передача не включается. Сделать? Причины этой проблемы и что с этим делать.
• Хрустящая вторая передача. Причины этой проблемы и что с этим делать.

Надеемся, вы нашли ответы на свои вопросы.

Трансмиссионные передачи и крутость автомобиля, как это взаимосвязано?

Знание такого понятия, как передаточное отношение, а также его влияние на скорость, динамику разгона и топливную экономичность, позволяет выбрать оптимальный режим вождения. Этот параметр имеет решающее значение для любого автомобиля, вне зависимости от его цены и возраста. Об этом мало кто знает, но грамотный анализ технических параметров перед покупкой позволяет выбрать автомобиль, идеально отвечающий запросам владельца. Рассмотрим основные аспекты, которые необходимо учитывать при выборе.