Кинематическая схема переднеприводного автомобиля

is905 › Блог › Трансмиссия

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.
При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 об/мин, а ведущие колеса при этом вращаются со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля вращаются в четыре с лишним раза медленнее коленчатого вала. А при неблагоприятных дорожных условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает. При эксплуатации автомобиля возникает необходимость изменять не только скорость движения и величину подводимого к колесам момента, но также маневрировать, останавливаться, двигаться задним ходом. Выполнение всех этих действий становится возможным благодаря тому, что развиваемый двигателем крутящий момент подводится к ведущим колесам через механизмы, составляющие трансмиссию автомобиля.
Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

— сцепление,
— коробку передач,
— карданную передачу,
— главную передачу,
— дифференциал,
— полуоси.

В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:

— сцепление,
— коробку передач,
— главную передачу,
— дифференциал,
— валы привода передних колес.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.
Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.
Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.
Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.
Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями — межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.

Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) — передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.
Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.
Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги — на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.

Источник: www.drive2.ru

В Мире Моторов

блог о автомобилях

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы

Коробка переменных передач, взаимодействуя с другими механизмами и агрегатами, осуществляющими передачу крутящего момента от двигателя автомобиля к его ведущим колесам, составляют один из наиболее важных узлов под названием трансмиссия автомобиля.

Во время движения автомобиля крутящий момент коленчатого вала может достигать 7000 об/мин при том, что ведущие колеса в тот момент вращаются более, чем в четыре раза медленнее и этот показатель постоянно меняется, в зависимости от дорожных условий. Кроме этого, эксплуатация авто подразумевает изменение как скорости движения, так и необходимость выполнять различные маневры, движение задним ходом, останавливаться. Все это было бы выполнять затруднительно без трансмиссии.

На сегодняшний день автомобили оснащаются различными трансмиссиями трех основных компоновок:переднеприводной, заднеприводной и полноприводной.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

При производстве автомобилей с передним приводом устанавливаются следующие узлы и агрегаты, передающие крутящий момент от коленвала к колесам:

• Сцепление;
• Коробка переменных передач;
• Главная передача;
• Дифференциал;
• Шарнир равных угловых скоростей, вал привода колес.

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавного ее подключения во время начала движения автомобиля или переключения передач.

Читайте также:  Как сделать краскопульт из автомобильного компрессора

Коробка переменных передач используется для изменения передаваемого карданному валу крутящего момента о двигателя и тем самым, получения тяговых усилий на ведущих колесах. Также с помощью КПП осуществляется изменение направления ведущих колес и отключение трансмиссии от мотора на длительное время.

Помимо того, что главная передача передает усилие от карданного вала полуосям под прямым углом, с ее помощью происходит уменьшение по отношению к карданному валу числа оборотов ведущих колес. Таким образом, сила тяги на ведущих колесах увеличивается, за счет уменьшения крутящего момента механизмов трансмиссии после главной передачи.

Дифференциал обеспечивает разную скорость вращения правого и левого ведущих колес, с учетом дорожных условий (повороты, неровности и т. д.). К ведущим колесам крутящий момент передается через полуоси от дифференциала посредством полуосевых шестерен. Такие дифференциалы называют межколесными. Другой вид дифференциалов – межосевые, когда они остановлены между разными осями автомобиля.

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:

• Сцепление;
• Коробка переменных передач;
• Карданная передача;
• Главная передача;
• Дифференциал;
• Полуоси.

Как видно, в состав узлов заднеприводной трансмиссии входит карданная передача, которая является промежуточным узлом между выходным валом коробки передач и задним мостом, и служит для передачи крутящего момента, вне зависимости от угла между осями вала коробки передач и главной передачи.

Переднеприводные машины в карданной передаче не нуждаются, т. к. у них все узлы и агрегаты трансмиссии объединены в один общий узел агрегатов под капотом автомобиля. Благодаря тому, что в корпусе коробки передач находится дифференциал с главной передачей, из самого картера КПП выходят валы привода передних ведущих колес.

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схемы трансмиссий машин с полным приводом пестрят большим разнообразием и условно разделяются на три группы:

  • Постоянный полный привод. Обязательный атрибут автомобилей с такой схемой трансмиссии – межосевой дифференциал.Автомобильная трансмиссия с передачей мощности на все четыре колеса является эффективной как при создании автомобилей с повышенной проходимостью, так и при улучшении разгона машины. Достижение обоих эффектов возможно, благодаря распределению силы тяги – уменьшение тяги на каждом колесе исключает вероятность пробуксовки.
  • Полный привод, подключаемый вручную, который предусматривает наличие раздаточной коробки, но межосевой дифференциал в большинстве моделей отсутствует. Вся ответственность по распределению крутящего момента между задней и передней осями автомобиля в этой схеме возложена на “раздатку”.
  • Автоматически подключаемый полный привод присущ автомобилям с передними ведущими колесами, а функции дифференциала выполняет вискомуфта либо фрикционная муфта с электронным управлением. Что касаетсявискомуфты (вязкостной муфты), передача крутящего момента с ее помощью осуществляется, за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками, заключенными в корпусе. Данную муфту могут также, использовать для автоматической блокировки дифференциала, установив ее между осями или встроив непосредственно в корпус дифференциала. При использовании же фрикционных муфт передача крутящего момента осуществляется за счет сжатия пакета дисков и возникающего, вследствие этого, трения.
Анимационный видео ролик принципа построения трансмиссии автомобиля.

Источник: avto-ka.ru

Кинематическая схема переднеприводного автомобиля

Кинематическая схема автомобиля с приводом на передние колеса приведена на рис 2.

1 – двигатель (Д). Предназначен для преобразования тепловой энергии в механическую.

2 – сцепление. Для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии.

3 – коробка перемены передач (КПП). Для изменения крутящего момента (М), для разъединения Д от трансмиссии на длительный период и изменения направления движения автомобиля.

4 – главная передача. Изменение М по величине и направлению.

5 – дифференциал. Распределение М по полуосям.

6 – ведущие колёса.

Трансмиссия – служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и для его изменения в соответствии с условиями движения, а также для отключения двигателя от ведущих колёс (рис. 3).

Крутящий момент на ведущих колёсах:

Частота вращения ведущих колёс:

Мощность на ведущих колёсах:

где ηтр КПД трансмиссии

iкп – передаточное отношение коробки передач

iгп – передаточное отношение главной передачи.

Целями тягового расчёта являются предварительный выбор тягово-скоростных свойств автомобиля с принятыми параметрами.

1. Выбор основных параметров автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям:

т – масса снаряженного автомобиля (прототип);

тгр – номинальная грузоподъемность автомобиля;

q – расчетная масса пассажира;

qбг – расчетная масса багажа;

Nсум – количество перевозимых пассажиров (суммарно) с учетом водителя;

Распределение массы по осям автомобиля:

та1 – масса приходящаяся на переднюю ось:

та2 – масса приходящаяся на заднюю ось:

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля:

– – расстояние от оси передней балки до центра тяжести автомобиля (см. Рис.4)

расстояние от оси заднего моста до центра тяжести автомобиля;

h=0,25•B – высота центра тяжести (где B – высота автомобиля)

Определение осевой нагрузки, действующей на шину:

– нагрузка на шину переднего моста;

– нагрузка на шину заднего моста,

i1 – количество шин установленных на переднем мосту;

Читайте также:  Как узнать какой налог на автомобиль

i2 -количество шин установленных на заднем мосту;

175=В – ширина профиля, мм;

R – радиальный корд;

14 – посадочный диаметр d=14 дюймов;

80 – индекс грузоподъёмности;

Индекс грузоподъемности— принятое условное обозначение максимально допускаемой нагрузки на шину

индекс 75 — соответствует 387 кгс;

S – индекс допустимой максимальной скорости движения = 180 км/ч.

Индекс скорости – принятое условное обозначение максимально допускаемой скорости в км/ч:

Радиус качения колеса: ,

где Ɣ – коэффициент смятия шины = (0,92 – 0,94)

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Обычно внешнюю скоростную характеристику двигателя получают путём испытания двигателя на специальном стенде по стандартной методике. Внешнюю скоростную характеристику можно построить воспользовавшись формулой:

,

где Nе i , ωi текущие значения мощности и угловой скорости,

Nmax, ωN– максимальные значения мощности двигателя и угловой скорости коленчатого вала при максимальной мощности (задаются), k, а, b, с – коэффициенты (табл.1)

Коэффициент карбюраторный ДВС ДВС Дизельный ДВС
а 0,87 0,6 0,7
b 1,13 1,4 1,3
с
ω/ωN k
0,2 0,232 0,152 0,184 0,168
0,3 0,363 0,258 0,3 0,279
0,4 0,496 0,376 0,424 0,4
0,5 0,625 0,5 0,55 0,525
0,6 0,744 0,624 0,672 0,646
0,7 0,847 0,742 0,784 0,763
0,8 0,928 0,848 0,88 0,864
0,9 0,981 0,936 0,954 0,945
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,98

где 1 – двигатель с неразделённой камерой сгорания 2 – двигатель с предварительной камерой сгорания 3 – двигатель с вихревой камерой сгорания.

Внешняя скоростная характеристика может быть задана таблично в относительных единицах:

Карбюраторные двигатели Табл.2

ωmin ωN ωN ωmax
n/nmах 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Ne/Nmax 0,214 0,478 0,648 0,76 0,891 0,942 1,0 0,985 0,956

Дизельные двигатели Табл.3

n/nmах 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Ne/Nmax 0,19 0,32 0,48 0,6 0,73 0,85 0,93 0,98 1,0

Порядок построения внешней скоростной характеристики:

В соответствии с заданием разность ωNωmin делится на 10 интервалов и определяются текущие значения ωmin Ne i . Затем определяются значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя Ме i .

Источник: studopedia.ru

Кинематическая схема переднеприводного автомобиля

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями – межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Схемы трансмиссий:
а – автомобиля 4X2, б – переднеприводного автомобиля 4X2, в – автомобиля 4X4, г – автомобиля 6X4

Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Читайте также:  Как расшифровывается номер автомобиля

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.

На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.

На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.

Источник: tezcar.ru

Переднеприводные автомобили

Передний привод. История.

Первые переднеприводные автомобили появились в начале прошлого века. Передний привод подразумевает конструкцию трансмиссии, в которой крутящий момент направлен на передние колеса. Первым автомобилем похожей конструкции стал Cord L29, созданный американской компанией Auburn Automobile в 1929 году. Эти модели были известны благодаря использованию инноваций и элегантному дизайну. Широкую популярность данная компоновка обрела в Штатах лишь в 80-х годах прошлого века.

Что лучше, задний или передний привод?

С давних пор не прекращается спор автолюбителей о том, какой же привод лучше. Как правило, почитателей переднего привода оказывается больше. Тем не менее серьезным аргументом в пользу заднего привода является то, что он используется в транспортных средствах известных брендов, таких как Mercedes, BMW, Porsche и даже Rolls Royce. Как привод влияет на характеристики автомобиля в эксплуатации? И какой привод лучше выбрать? Сейчас мы попробуем дать ответ на эти вопросы! В чем же разница?

Передний привод

Благодаря своим конструкционным особенностям переднеприводные автомобили имеют ряд преимуществ перед своими заднеприводными конкурентами.

Авто с передним приводом более экономичны заднеприводных. А также имеют более высокий коэффициент полезности двигателя, так как крутящий момент происходит с потерей меньшего количества энергии.

К явным преимуществам данного типа конструкции можно отнести высокую курсовую устойчивость на прямолинейной траектории.

Задний привод

Автомобили, у которых вращательный момент, создаваемый двигателем, приходится на задние колеса, называются заднеприводными. Это самый первый тип привода в истории, а также один из самых распространенных в мире.

Рассмотрим его преимущества и недостатки:

Несмотря на то, что заднеприводные автомобили тяжелее, вес у них распределен более гармонично, что существенно влияет на маневренность и управляемость. Заносы задней части более прогнозируемы, поэтому многие водители в сложных ситуациях справляются с этим неприятным явлением (можно сказать, рефлекторно).

Благодаря тому, что КПП в машинах с задним приводом устанавливается на более мягких опорах, в салоне практически не чувствуется вибрация от работающего двигателя.

У автомобилей с данным видом привода пробуксовка с места значительно меньше. К тому же они эффективнее преодолевают препятствия с крутым наклоном (если даже дорога скользкая). Но при спуске вероятность заноса задней части выше, чем у конкурентов.

Плюсы и минусы переднеприводных автомобилей

Плюсы:

  • Лучшее сцепление с дорогой за счет двигателя, который располагается в передней части автомобиля.
  • Компактность, что является неоспоримым преимуществом в городских условиях.
  • При повороте ведущие колеса смотрят четко в сторону поворота. Это является значительным плюсом при парковке.
  • В связи с отсутствием карданного вала увеличивается внутреннее пространство.
  • Относительная дешевизна авто и его обслуживания.
  • При разгоне снижается эффективность управления и увеличивается вероятность пробуксовки. Это связано с тем, что передняя часть авто приподнимается.
  • Возможен снос передней оси, который не контролируется. Эту неприятность сложно устранить (в особенности новичку).
  • В салоне весьма ощутимы вибрации двигателя.
  • Большой радиус разворота.

Приведенная информация поможет Вам определиться с выбором будущего автомобиля, который будет отвечать Вашим требованиям. А если Вы все еще испытываете трудности – напишите нашим специалистам. Консультанты ГК FAVORIT MOTORS имеют большой опыт в сфере автопродаж и подберут Вам машину Вашей мечты.

Источник: favorit-motors.ru