Трансмиссия лекция 6 Назначение, состав. Механические трансмиссии преподаватель

Захаров А.Ю.
МГТУ им. Н.Э.Баумана
Кафедра СМ-10 «Колесные машины»

изменения тяго­вого усилия путем изменения в широком диапазоне крутящего момента.

Двигатели внутреннего сгорания, являющиеся на сегодняшний день основным источником энергии для автомобилей, имеют максимальные значения крутящего момента и мощности при разных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя. Для того чтобы ис­пользовать соответствующие обороты двигателя при различных скоростях движения авто­мобиля, необходимо иметь возможность изменять передаточное число трансмиссии. Общее передаточное число трансмиссии в любой момент времени можно определить отношением частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения ведущих колес.
Крутящий момент, передающийся на ведущее колесо, определяет тяговое усилие, дейст­вующее в контакте колеса с дорогой. Это усилие определяется делением величины крутяще­го момента на радиус колеса. Для движения автомобиля необходимо, чтобы тяговое усилие было больше суммы сил сопротивления движению (силы сопротивления качению, силы сопротивления подъему, силы инерции, аэродинамического сопротивления). Сумма сил сопротивления движению изменяется в широких пределах в зависимости от условий движе­ния
Максимальное тяговое усилие ограничивается не возможностями двигателя и трансмиссии, а сцеплением колес с дорогой. Это усилие не должно превышать силу сцепления, иначе ведущие колеса будут проскальзывать и автомобиль не сможет двигаться. Силу сцепления можно опреде­лить, умножив часть массы автомобиля, приходящегося на одно колесо, на коэффициент сцепления. Коэффициент сцепления зависит от состояния дорожного покрытия, качества и состояния шин и находится в пределах от 0,1 до 0,9.

от скорости движения машины при разных передачах коробки передач.
Она

может быть построена по результатам стендовых испытаний, а также ана­литическим методом! При аналитических расчетах тяговой характеристики необходимо знать скоро­стную характеристику двигателя.
Выполняя тяговый расчет, при проектировании определяют основные конструктивные параметры колесной ма­шины, которые обеспечивают заданные тяговые свойства для соответствующих дорожных условий.
Важным показателем, определяющим тяговые свойства колес­ной машины, является D, т. е. отношение разности силы тяги Рк и силы сопротивления Pw воздушного потока к весу машины:
D = (Рк - Pw)/Gм.

и силы сопротивления движению Pw к весу машины:

D= (Рк -

Pw)/Gм.

машины.

колес с грунтом), тем лучше будет работать машина в тяжелых

дорожных условиях.
У грузовых машин максимальное значение динамического
фактора на низ­шей передаче составляет 0,30 ... 0,45,
а у колесных машин высо­кой проходимости 0,9 ... 1,0.

По динамической характеристике определяется целый ряд важных скоростных и эксплуатационных параметров колесной машины:
возможная скорость движения,
преодолеваемое колес­ной машиной сопротивление, максимальный угол подъема,
уско­рение и возможная сила тяги на крюке.

авто­мобиля будут ведущими. Тем не менее для движения автомобиля по

дорогам с твердым покрытием достаточно двух ведущих колес на одной оси.
Увеличение числа ведущих колес приводит к усложнению трансмиссии и увеличению механических потерь, поэтому конструк­торам автомобилей приходится применять компромиссные решения в зависимости от на­значения автомобиля.
Выбор типа привода ведущих колес и компоновки автомобиля определяют возможность в наибольшей степени реализовать те или иные его свойства.
Особенности привода оказы­вают влияние на топливную экономичность, безопасность, массу и компактность автомобиля, а также на показатели устойчивости, управляемости и тормозной динамики.

устройства.
Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и

малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации.
Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. Большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной. Поэтому спортивные автомобили, снабжённые механической трансмиссией, оборудуют электронными переключателями передач (подрулевыми лепестками, кнопками на руле и пр.) и коробками передач со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор.

Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надёжности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.
Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидротрансформатора. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трёх, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Необходимо иметь специальную систему охлаждения и подпитки гидроагрегата, что увеличивает габариты моторно-трансмиссионного отделения. Без специальных автологов или фрикционов не обеспечиваются торможение двигателем и пуск его с буксира.

выполняются не механически, а гидравлическими аппаратами, так как чисто гидравлические

трансмиссии встречаются весьма редко.
В такой трансмиссии имеется коробка передач с первичным и вторичным валами и несколькими парами зубчатых колёс, как и в обычной КПП, но включение нужной пары в работу выполняет не кулачковая или фрикционная муфта, а гидромуфта или гидротрансформатор, заполняемый для включения передачи. Достоинство такой трансмиссии — совершенно безударное включение передач и отсутствие механических муфт, ненадёжно работающих при передаче больших моментов (например, на тепловозах), недостаток — необходимость установки отдельной гидромуфты (весьма громоздкого аппарата) на каждую передачу.
Из-за перечисленных особенностей гидропередача используется в основном на ЖД-технике. Из отечественных типов техники гидропередачу имеют, например, маневровые тепловозы.

аксиально-плунжерные гидромашины.
Достоинства такой трансмиссии — малые габариты машин, малая

масса и отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, что позволяет разносить их на значительные расстояния и придавать большое число степеней свободы.
Недостаток гидрообъёмной передачи — значительное давление в гидролинии и высокие требования к чистоте рабочей жидкости.
Гидростатическая передача используется на дорожно-строительных машинах (особенно катках — из-за необходимости обеспечивать очень большое передаточное число, а также зачастую приводить вальцы с торца, построение механической передачи затруднено),
как вспомогательная — на тепловозах, авиационной технике (благодаря малой массе и возможности размещать мотор далеко от насоса),металлорежущих станках.

нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий,

является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы.
Недостатком, препятствующим широкому распространению электрических трансмиссий, являются относительно большие габариты, масса и стоимость (особенно если используются электрические машины постоянного тока), сниженный КПД (по сравнению с чисто механической). Однако, с развитием электротехнической промышленности, массовым распространением асинхронного, синхронного, вентильного, индукторного и др. видов электрического привода, открываются новые возможности для электромеханических трансмиссий.
Такие трансмиссии применяются в тепловозах, карьерных самосвалах, некоторых морских судах, тракторах, самоходных механизмах, военной технике — на танках ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах «Фердинанд» и «Мышонок»), автобусах (которые с таким видом трансмиссии правильнее называются теплоэлектробус, например ЗИС-154).

колеса,
- изменение направления крутящего момента и его величины,
- распределение между

колесами крутящего момента,
- отбор мощности к дополнительным агрегатам.

Главная передача
Дифференциал
Полуось

за счет работы сил трения.
Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять

двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять.
Элементы механизма заключены в картер, сцепления который крепится к картеру двигателя.

и передачи его от двигателя к ведущим колесам.
она обеспечивает

длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).

ведущим мостам ТССН.

от вторичного вала коробки передач к главной передаче под изменяющимся

углом.

на колеса передается двумя передачами, каждая из которых имеет свой

вал и шарниры .
Независимая по два шарнира, зависимая по одному на каждую сторону.

полуоси колес под прямым углом.

автомобиля и при движении по неровностям дороги.
Дифференциал позволяет колесам

вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.
Дифференциал выравнивает моменты на колесах одной оси, выбирая наименьший из моментов сопротивления в пятне контакта колёс.

непосредственно на колесо автомобиля.