Трансмиссия, управляемая водителем. На многих автомобилях все еще используются фрикционное сцепление с педальным управлением и коробка передач со скользящими шестернями. Сцепление, которое связано с коробкой передач, имеет ведомый стальной диск с фрикционными накладками из асбестовой пластмассы на каждой стороне. Когда водитель включает сцепление (отпускает педаль сцепления), ведомый диск зажимается между маховиком двигателя и нажимным стальным диском. Плавность подключения ведущего вала коробки передач к коленчатому валу двигателя обеспечивается первоначальным проскальзыванием дисков до момента их полного прижатия друг к другу. Когда водитель выключает сцепление (отжимает педаль сцепления вниз), нажимной диск отводится назад, а ведомый диск больше не прижимается к маховику и перестает вращаться.

Коробка передач со скользящими шестернями состоит из группы шестерен, которые могут вводиться в зацепление и выводиться из него для получения различных (трех, четырех или пяти) передаточных чисел между двигателем и колесами для движения вперед. Передаточное число может быть изменено путем перемещения либо самих шестерен, либо специального устройства, называемого синхронизатором. Синхронизатор служит для предварительного уравнивания окружных скоростей включаемых в зацепление шестерен с целью бесшумного включения передач. Это достигается использованием блокирующих колец с внутренней конической поверхностью и зубчатым наружным венцом. Включаемая в зацепление шестерня со стороны синхронизатора имеет зубчатый венец и конический выступ. При включении передачи перемещается муфта синхронизатора, продвигающая впереди себя блокирующее кольцо. Коническая поверхность блокирующего кольца опирается на конический выступ шестерни и благодаря возникшей между ними силе трения их обороты уравниваются. При дальнейшем перемещении муфты ее зубья бесшумно входят в зацепление с венцом шестерни. Большинство коробок передач снабжено синхронизаторами для всех передач движения вперед.

На автомобилях устанавливается четырех- или пятиступенчатая коробка передач для более плавного изменения передаточного числа с целью лучшего управления мощностью двигателя и скоростью автомобиля, а также более быстрого переключения передач. На некоторых автомобилях также используется небольшая дополнительная зубчатая передача на задней стороне коробки передач для получения наиболее экономичного передаточного числа при движении с высокой скоростью. Она позволяет снизить отношение частоты вращения вала двигателя к частоте вращения колес, благодаря чему двигатель работает тише и расходует меньше топлива.

Автоматическая трансмиссия. Существуют разные типы такой трансмиссии. Как правило, в ней вместо фрикционного сцепления используется гидродинамическая передача в той или иной форме, которая проскальзывает достаточно эффективно, чтобы автомобиль стоял на месте, когда двигатель работает на холостом ходу, и постепенно передает все больший крутящий момент, когда число оборотов двигателя нарастает.

Существуют два типа гидродинамической передачи. Один из них представляет собой гидродинамическую муфту, состоящую из двух установленных встречно турбин, которые погружены в маловязкое масло. Одна из турбин соединена с валом двигателя. При вращении вала двигателя эта турбина приводит в движение масло, энергия которого передается второй турбине; так крутящий момент передается с ведущего вала на ведомый. Гидромуфта действует так же, как два вентилятора, поставленные на столе напротив друг друга: когда один из вентиляторов включается, создаваемый им воздушный поток заставляет вращаться второй вентилятор. Другой тип гидродинамической передачи – гидротрансформатор, принцип действия которого тот же, что и у гидромуфты, однако в нем между ведущей и ведомой турбинами помещено третье колесо с реактивными лопатками, изменяющее направление потока масла. Оно замедляет вращение ведомой турбины, но увеличивает (умножает) крутящий момент. Типичные современные гидротрансформаторы умножают крутящий момент двигателя в два-три раза при трогании с места, что обеспечивает более быстрое ускорение. Коэффициент умножения снижается с ростом числа оборотов двигателя; наконец, масло начинает давить на заднюю сторону лопаток направляющего колеса и освобождает его от соединения с валом. При этом гидротрансформатор действует как простая гидромуфта, без умножения крутящего момента. В экономичном режиме движения у гидротрансформатора потери энергии на трение больше (КПД меньше), чем у гидромуфты. Поэтому в стремлении к топливной экономичности были разработаны различные типы блокирующего гидротрансформатора, в котором на высшей передаче автоматическое сцепление жестко соединяет две турбины.

Автоматические коробки передач в корне отличаются от шестеренных. Они способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо со скользящими шестернями и синхронизаторами. На некоторых автомобилях малого класса используются комплексные механизмы для автоматического изменения передач с помощью гидравлической или магнитной муфты. Однако самое простое решение проблемы дает планетарная коробка передач типа установленной на автомобиле «Форд» модели Т. Она имеет следующие элементы: центральное («солнечное») зубчатое колесо, внешнее «кольцевое» зубчатое колесо и три или четыре сателлита (малые шестерни), обращающиеся между солнечным и кольцевым колесами; оси сателлитов закреплены на подвижном звене, называемом водилом. В коробке передач этого типа определенное передаточное число получается путем фиксирования одного из элементов на месте, приведения в движение второго и снятия крутящего момента с третьего. Различные передаточные числа можно получить, фиксируя и перемещая различные комбинации зубчатых колес. Когда колеса соединяются с муфтами сцепления, такая коробка передач может изменять передаточное число на полной мощности двигателя. Два планетарных набора зубчатых колес можно использовать с целью получения трех или четырех передач для движения вперед. Управление изменением передаточного числа осуществляется с помощью автоматической системы регулирования, а для управления внутренними муфтами сцепления масляный насос в коробке передач создает гидравлическое давление. Действие муфт контролируется центробежными регуляторами и дроссельно-стержневыми модуляторами, так что момент изменения определяется автоматически по скорости автомобиля и открытию дросселя.

назад   дальше