Трансмиссия и тормозная система

Содержание.

      Типы  трансмиссий.

      1. Основные типы автомобильных трансмиссий, их преимущества и недостатки………………………………………………………………………...3

      2. Принципиальная схема гидрообъёмной,  электрической трансмиссии. Назначение и краткая характеристика агрегатов гидрообъёмной, электрической трансмиссии…………………………………………………….12 

      Тормозная система.

      1. Назначение и основные типы тормозных систем автомобиля……..16

      2. Принципиальная схема тормозной  системы автомобиля ГАЗ-53, её устройство  и работа……………………………………………………………..23

      3. Конструктивное различие дискового и колодочного тормозных механизмов, их достоинства и недостатки.

      Литература. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Типы  трансмиссий.

      1. Основные типы автомобильных трансмиссий, их преимущества и недостатки.

      Трансмиссией  называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля. Трансмиссия служит для передачи от двигателя к ведущим колесам мощности и крутящего момента, необходимых для движения автомобиля.

      Крутящий  момент М_к (рисунок 1), подведенный от двигателя к ведущим колесам, стремится сдвинуть их относительно поверхности дороги в сторону, противоположную движению автомобиля. Вследствие этого из-за противодействия дороги на ведущих колесах возникает тяговая сила Р_Т, которая направлена в сторону движения и является движущей силой автомобиля. Тяговая сила Р_Т  вызывает возникновение на ведущем мосту толкающей силы Р_Х  которая от моста через подвеску передается на кузов и приводит в движение автомобиль.

      В зависимости от того, какие колеса автомобиля являются ведущими (передние, задние или те и другие), мощность и крутящий момент могут подводиться только к передним, задним или передним и задним колесам одновременно. В этом случае автомобиль является соответственно переднеприводным, заднеприводным и полноприводным.

      Переднеприводные и заднеприводные автомобили имеют ограниченную проходимость и предназначены для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, на сухих грунтовых дорогах. Такие автомобили имеют колесную формулу, т.е. соотношение между общим числом колес и числом ведущих колес, с обозначением 4 х 2. В этой формуле первая цифра представляет собой общее число колес автомобиля, а вторая — число ведущих колес. Если ведущие колеса двухскатные (грузовые автомобили, автобусы) и, следовательно, общее их число равно шести, то колесная формула этих автомобилей имеет также обозначение 4x2. 

     

     Рисунок 1 - Движущие силы автомобиля

  

      Полноприводные  двухосные автомобили и трехосные  автомобили с двумя задними ведущими мостами обладают повышенной проходимостью. Они способны двигаться по плохим дорогами и вне дорог. Их колесные формулы имеют соответственно обозначения 4 х 4 и 6 х 4.

      Полноприводные  трехосные и четырехосные автомобили имеют высокую проходимость. Они  могут преодолевать рвы, ямы и  подобные препятствия. Их колесные формулы обозначаются 6 х 6 и 8 х 8.

      Колесная  формула характеризует не только проходимость автомобиля, но и тип  его трансмиссии. На автомобилях применяются трансмиссии различных типов, схема на рисунке 2. Наибольшее распространение на автомобилях получили механические ступенчатые трансмиссии и гидромеханические трансмиссии. Другие типы трансмиссий на автомобилях имеют ограниченное применение. 

     

     Рисунок 2 - Типы трансмиссий автомобилей

Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, его назначения и взаимного расположения двигателя и ведущих колес. Характер изменения передаваемого крутящего момента в разных типах трансмиссий различен (рисунок 3).

     Рисунок 3 - Графики изменения крутящего момента в трансмиссиях:

       а — ступенчатой; 6— бесступенчатой, в — гидромеханической;

       I— IV — ступени скоростей; Мк  крутящий момент; v — скорость автомобиля 

      Трансмиссия и ее техническое состояние оказывают  значительное влияние на эксплуатационные свойства автомобиля. Так, при ухудшении  технического состояния механизмов трансмиссии и нарушении регулировок в сцеплении, главной передаче и дифференциале повышается сопротивление движению автомобиля и ухудшаются тягово-скоростные свойства, проходимость, топливная экономичность и экологичность автомобиля.

      Механические  ступенчатые трансмиссии. В механических ступенчатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к ведущим колесам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии (рисунок 3, а), которое равно произведению передаточных чисел шестеренных (зубчатых) механизмов трансмиссии. Передаточным числом шестеренного механизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

         На автомобиле с колесной формулой 4x2, передним расположением двигателя и задними ведущими колесами (рисунок 4, а) в трансмиссию входят сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача 4, главная передача 6, дифференциал 7 и полуоси 8. Крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 2 передается к коробке передач 3, где изменяется в соответствии с включенной передачей. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 подводится к главной передаче 6 ведущего моста 5, в которой увеличивается, и далее через дифференциал 7 и полуоси 8 — к задним ведущим колесам.

      Для легковых автомобилей такое взаимное расположение двигателя и механизмов трансмиссии обеспечивает равномерное распределение нагрузки между передними и задними колесами и возможность размещения сидений между ними в зоне меньших колебаний кузова. Недостатком является необходимость применения сравнительно длинной карданной передачи с промежуточной опорой. 

     

     Рисунок 4 - Схемы механических трансмиссий автомобилей с различными колесными формулами: а –в — 4x2; г — 4x4; д — 6x4; е — 6x6; ж — 8x8; 1 — двигатель; 2 - сцепление; 3 — коробка передач; 4 — карданная передача; 5 — ведущий мост; 6 —главная передача; 7 — дифференциал; 8 — полуоси; 9 – карданный шарнир; 10 — раздаточная коробка;  11 — межосевой дифференциал. 

      Механические  трансмиссии легковых автомобилей  с колесной формулой 4x2 могут иметь и другое расположение двигателя, сцепления и коробки передач у ведущего моста — задние ведущие колеса и двигатель 1 сзади (рисунок 4, б) или передние ведущие колеса и двигатель спереди (рисунок 4, в). Такие трансмиссии не имеют карданной передачи между коробкой передач и ведущим мостом и включают в себя сцепление 2, коробку передач 3, главную передачу, дифференциал и привод ведущих колес, который осуществляется не полуосями, а карданными передачами. При этом в приводе к ведущим управляемым колесам применяются карданные шарниры 9 равных угловых скоростей.

      Эти трансмиссии просты по конструкции, компактны, имеют небольшую массу  и экономичны.

      Заднее  расположение двигателя и трансмиссии (рисунок 4, б) обеспечивает лучшие обзорность и размещение сидений в кузове между мостами автомобиля, лучшую изоляцию салона от шума двигателя и отработавших газов. Однако ухудшаются управляемость, устойчивость автомобиля и безопасность водителя и переднего пассажира при наездах и столкновениях.

         Переднее расположение двигателя и трансмиссии (рисунок 4, в) улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, но при движении на скользких подъемах дороги возможно пробуксовывание ведущих колес вследствие уменьшения на них нагрузки.

      Механическая  трансмиссия автомобиля с колесной формулой 4 х 4 с передним расположением двигателя (рисунок 4, г) кроме сцепления 2, коробки передач 3, карданной передачи 4 и заднего ведущего моста 5 дополнительно включает в себя передний ведущий управляемый мост и раздаточную коробку 10, соединенную с этим мостом и коробкой передач 3 карданными передачами. Крутящий момент от раздаточной коробки подводится к переднему и заднему ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения привода переднего ведущего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами автомобиля.

      Передний  ведущий мост имеет главную передачу, дифференциал и привод колес в  виде карданных передач с шарнирами  9 равных угловых скоростей, обеспечивающих подведение крутящего момента к передним ведущим управляемым колесам.

      У автомобилей с колесной формулой 6x4 (рисунок 4, д) крутящий момент к среднему (промежуточному) и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом. В этом случае главная передача среднего моста имеет проходной ведущий вал.

      У автомобиля с колесной формулой 6x6 (рисунок 4, е) крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться и раздельно — двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения привода переднего моста или межосевой дифференциал 11, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами.

      Автомобили  с колесной формулой 8x8 обычно имеют  потележечное расположение ведущих  мостов, при котором сближены ведущие  мосты — первый со вторым и третий с четвертым. При этом первые два моста являются и управляемыми.

      При установке двух двигателей 1 (рисунок 4, ж) трансмиссия таких автомобилей имеет два сцепления 2, две коробки передач 3 и две раздаточные коробки 10 с межосевыми дифференциалами 11. При этом автомобиль может двигаться при одном работающем двигателе.

      По  сравнению с другими типами трансмиссий  механические трансмиссии проще  по конструкции, имеют меньшую массу, более экономичны, надежнее в работе и имеют высокий КПД, равный 0,8... 0,95. Недостатком их является разрыв потока мощности при переключении передач, что снижает тягово-скоростные свойства и ухудшает проходимость автомобиля. Кроме того, правильность выбора передачи и момента переключения передач зависит от квалификации водителя, а частые переключения передач в условиях города приводят к сильной утомляемости водителя. Механические трансмиссии также не обеспечивают полного использования мощности двигателя и простоты управления автомобилем.

      Механическая  бесступенчатая трансмиссия. Это фрикционная трансмиссия, в которой для плавной передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам используется сила трения.

      На  рисунке 5 приведена схема клиноременной передачи, которая представляет собой фрикционную бесступенчатую передачу.

      Крутящий  момент от двигателя через сцепление передается конической шестерне 14 реверс-редуктора. Эта шестерня находится в зацеплении с шестернями 13 и 10, соединяемыми с валом 12 муфтой 11, перемещающейся на шлицах вала.

      На  концах вала 12 установлены ведущие шкивы 9 передачи, от которых крутящий момент через зубчатые ремни 8 трапецеидального сечения передается на ведомые шкивы 7 и далее через колесные редукторы 5 на ведущие колеса автомобиля.

      Передаточное  число клиновой передачи, равное отношению  рабочих радиусов R₂:R₁ шкивов, зависит от положения ремня 8. Оно регулируется пружиной 6, соответственно сдвигающей половины ведомого шкива 7, и пружиной 3, раздвигающей половины ведущего шкива 9, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и вакуума в полости 2, соединенной трубопроводом  с впускным коллектором двигателя.

      При трогании автомобиля с места пружины  3 и 6 обеспечивают наибольшее передаточное число, и в этом случае половины ведомого шкива сдвинуты, а ведущего — раздвинуты.

     

 

Рисунок 5 - Схема клиноременной передачи: 1 — трубопровод; 2 — полость; 3, 6 — пружины; 4 — груз; 5 — редуктор; 7, 9 – шкивы; 8 — ремень; 10, 13, 14 — шестерни; 11 — муфта; 12 — вал; R₁ R₂ – радиусы шкивов