Трансмиссия и тормозная система

      При разгоне автомобиля действующие  силы от грузов 4 центробежного регулятора и вакуума в полости 2 преодолевают силу пружин 3 и 6, сдвигают половины ведущего шкива 9 и раздвигают половины ведомого шкива 7. Таким образом, осуществляется бесступенчатое изменение передаточного числа и, следовательно, крутящего момента.

      Эта передача выполняет также функции межколесного дифференциала. Передача применяется на некоторых моделях легковых автомобилей.

      Механические  бесступенчатые передачи не получили широкого распространения и имеют  ограниченное применение на автомобилях  из-за недостаточной надежности их работы.

      Гидромеханическая трансмиссия. Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно (рисунок 3, в).

      В гидромеханическую трансмиссию (рисунок 6) входят гидромеханическая коробка передач 2, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача 3, главная передача 4, дифференциал 5 и полуоси 6.

      Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя 1 к трансмиссии происходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, улучшает проходимость автомобиля, почти в два раза повышается долговечность двигателя и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в трансмиссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

     Рисунок 6 - Схема гидромеханической трансмиссии: 1 — двигатель;

     2 — гидромеханическая коробка передач; 3 — карданная передача;

     4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — полуоси 

     Недостатком гидромеханической трансмиссии  являются более низкий КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную  экономичность автомобиля, более  сложная конструкция и большая  масса, а также высокая стоимость  в производстве, которая составляет около 10 % стоимости автомобиля.

      Электромеханическая трансмиссия. Это комбинированная  трансмиссия, которая состоит из элементов механической и электрической  трансмиссий.

      На  рисунке 7 показана схема электромеханической трансмиссии автобуса большой вместимости. Двигатель 4 внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие генератор 5. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электродвигателю 1. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу 2 подводится к ведущему мосту 3 и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутствуют, так как при возрастании сопротивления дороги уменьшается частота вращения электродвигателя и автоматически увеличивается крутящий момент, подводимый к ведущим колесам автобуса.

      Режим работы двигателя в различных  дорожных условиях зависит только от подачи топлива, которая осуществляется педалью. Отсутствие педали сцепления  и рычагов переключения коробки  передач существенно облегчает работу водителя автобуса, который в условиях города работает с частыми остановками. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения. Недостатками электромеханической трансмиссии по сравнению с механической являются меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность (расход топлива увеличивается на 15... 20 %), а также большие габаритные размеры и масса. 

     

     Рисунок 7 - Схема электромеханической трансмиссии: 1 – электродвигатель; 2 — карданная передача; 3 — ведущий мост; 4 — двигатель; 5 — генератор

      Трансмиссии автопоездов. Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприцепов, могут иметь различного типа трансмиссии в зависимости от назначения автопоезда. Так, на автопоездах, предназначенных для работы по дорогам с твердым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль-тягач. На автопоездах, рассчитанных на работу в условиях бездорожья, для повышения их проходимости прицепы и полуприцепы обычно оборудуются ведущими мостами. Мощность и крутящий момент к этим мостам могут подводиться от двигателя автомобиля-тягача через механическую, гидравлическую или электрическую передачи.

      Для привода дополнительного оборудования автопоезда (лебедки, насоса подъема грузового кузова и др.) в трансмиссии имеется коробка отбора мощности, которая присоединяется к коробке передач. 

      2. Принципиальная схема гидрообъёмной, электрической

трансмиссии. Назначение и краткая характеристика агрегатов гидрообъёмной, электрической трансмиссии.

      Гидрообъемная трансмиссия. Этот вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую передачу автомобиля. В гидрообъемной трансмиссии (верхняя половина рисунок 8) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос 2, соединенный трубопроводами с гидромоторами 3, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. При работе двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую работу. Ведущие колеса с гидромоторами, установленными в них, называются гидромотор-колесами.

      Рабочее давление в системе в зависимости  от конструкции гидроагрегатов — 10...50 МПа.

      На  рисунке 9 представлена простейшая схема устройства и работы гидрообъемной передачи, в которой используется гидростатический напор жидкости. При вращении коленчатого вала двигателя через кривошип 2 и шатун 3 производится перемещение поршня 4 гидронасоса. Жидкость из гидронасоса через трубопровод 9 подается в цилиндр гидродвигателя, поршень 8 которого перемещает через шатун 7 кривошип 5 и приводит во вращение ведущее колесо 6. 

     

     Рисунок 8 - Схема гидрообъемной (верхняя половила схемы) и электрической (нижняя половина) трансмиссии: 1 — двигатель;

       2 — гидронасос; 3 — гидромотор; 4 — электродвигатель;

     5 — генератор 

      Преимуществом гидрообъемной трансмиссии является бесступенчатое автоматическое изменение  ее передаточного числа и передаваемого  крутящего момента, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, облегчает и упрощает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя и, следовательно, повышает безопасность движения. Она также повышает проходимость автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента.

      В действительности гидрообъемные передачи, применяемые на автомобилях, гораздо сложнее, чем представленная на рисунке 7. Так, они включают роторные гидронасосы плунжерного типа, колесные гидродвигатели, магистрали высокого и низкого давления, редукционные клапаны, охладитель, дренажную и подпитывающую системы (резервуар, фильтр, охладитель, насос, редукционный и предохранительный клапаны). 

     

     Рисунок 9 - Схема гидрообъемной передачи: 1 — двигатель; 2, 5 — кривошипы; 3, 7 — шатуны; 4, 8 — поршни; 6 —колесо; 9 — трубопровод 

      По  сравнению с механической гидрообъемная трансмиссия имеет большие габаритные размеры и массу, меньшие КПД, долговечность и более высокую стоимость. Она сложна в изготовлении и требует надежных уплотнений.

      Электрическая трансмиссия. Это бесступенчатая передача, в которой крутящий момент измеряется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

      В электрической трансмиссии (рисунок 8) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие генератор 5. Ток от генератора поступает к электродвигателям 4 ведущих колес автомобиля.

      Ведущее колесо (рисунок 10) с установленным внутри электродвигателем  1 называется электромотор-колесом. Крутящий момент от электродвигателя к колесу передается через колесный редуктор 2. При применении быстроходных электродвигателей в ведущих колесах используются понижающие зубчатые передачи.

      Преимуществом электрических трансмиссий является бесступенчатое автоматическое изменение  ее передаточного числа. Это обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, упрощает и облегчает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя, в результате повышается безопасность движения. Кроме того, повышается проходимость автомобиля вследствие непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента. Повышается также долговечность двигателя из-за уменьшения динамических нагрузок и отсутствия жесткой связи между двигателем и ведущими колесами. Однако у электрических трансмиссий КПД не превышает 0,75, что ухудшает тягово-скоростные свойства автомобиля. Кроме того, расход топлива по сравнению с механическими трансмиссиями повышается на 10...20 %. Электрические трансмиссии также имеют большую массу и высокую стоимость. 

     

     Рисунок 10 - Электромотор-колесо:

     1 — электродвигатель; 2 — редуктор 
 

Тормозная система.

      1. Назначение и основные типы тормозных систем автомобиля.

      Тормозная система состоит из тормозных  механизмов и их привода. Назначение тормозной системы — обеспечить быструю остановку и достаточное замедление скорости автомобиля, что является обязательным условием безопасности движения. Кроме того, в тормозной системе должно быть предусмотрено устройство для надежного удержания автомобиля на месте во время стоянки. Торможение автомобиля происходит в результате создания искусственного сопротивления вращению колес. С этой целью тормозной момент прикладывается или непосредственно к барабанам на самих колесах (колесные тормоза), или к барабану, установленному на трансмиссии (центральный тормоз). Центральный тормоз может действовать только на ведущие колеса.

      Для быстрого торможения автомобиля необходимо использовать сцепной вес, приходящийся на все колеса. В связи с этим наиболее часто употребляемыми (рабочими) являются колесные тормозы, приводимые одновременно от педали тормоза. У современных  автомобилей применяют приводы (от педали тормоза к колесным тормозам) двух типов — гидравлический и пневматический.

      Общее устройство тормозов. Тормоза служат для быстрого снижения скорости или  для полной остановки движущегося  автомобиля, а также для удержания  его на месте при стоянке.

      Действие  тормозов основано на трении между  колодками и вращающимся барабаном  или диском, связанным с колесами, а это создает силу трения между  колесами и дорогой и вызывает замедление и остановку автомобиля. В простейших тормозах (рисунок 11) источником усилия, необходимого для создания трения, является физическая сила водителя, передаваемая через систему рычагов и тяг.

      

Рисунок 11 – Устройство тормозного механизма 

      Водитель, нажимая ногой на педаль 4 через  тягу 3 и рычаг 2, поворачивает разжимной кулак 10. При этом раздвигаются две колодки с фрикционными накладками 1, укрепленные на неподвижном диске 6 на оси 7. Колодки прижимаются к вращающемуся вместе с колесом 6 тормозному барабану 5 и останавливают его. Растормаживание осуществляется пружиной S, стягивающей колодки при освобождении педали.

      Тормоза, установленные на автомобилях, различаются  по форме трущихся поверхностей, расположению на автомобиле и типу привода. По форме  трущихся поверхностей тормоза подразделяются на колодочные, ленточные и дисковые. В колодочных тормозах трущиеся поверхности изготовляются в виде барабана и прилегающих к нему колодок. В ленточных трение происходит между барабаном и лентой. У дисковых тормозов трущимися поверхностями служат вращающийся диск и прилегающий к нему башмак или колодки.

      По  расположению на автомобиле различают тормоза, действующие на колеса и на силовую передачу. Основными являются первые. Вторые же предназначены для удержания автомобиля на месте и лишь в крайних случаях для торможения при движении.

      Если  торможение одного и того же барабана или диска осуществляется двумя независимо действующими системами колодок или лент, то такие тормоза называются двойными.