Механические ступенчатые и бесступенчатые трансмиссии

Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, изменения их оборотов и подводимого к ним крутя­щего момента по величине и направлению, а также для отсоединения двигателя от ведущих колес.

 

Обороты и крутящий момент двигателя изменяются в довольно узком диапа­зоне, а скорость движения автомобиля и сила сопротивления движению, оказывае­мая окружающей средой, изменяются в зависимости от условий его эксплуатации, в широких пределах. Для расширения диапазона изменения оборотов и тягового уси­лия на ведущих колесах, т.е. согласования работы двигателя с сопротивлением движению автомобиля, и служит трансмиссия.

 

Трансмиссии, в зависимости от типа преобразователя крутящего момента ме­жду двигателем к ведущими колесами, подразделяют на механические (ступенча­тые и бесступенчатые), гидромеханические, гидрообъемные и электромеханиче­ские (бесступенчатые).

 

Механические ступенчатые трансмиссии имеют преобразователь крутящего момента в виде коробки передач, изменяющей передаточное число между входным и выходным валами за счет переключения шестерен. Передаточное число в таких трансмиссиях на каждой ступени постоянно. Механические ступенчатые трансмис­сии являются наиболее простыми, имеют наименьшую стоимость, высокую надеж­ность и к.п.д., вследствие чего получили наибольшее распространение. К недостат­кам таких трансмиссий следует отнести разрыв потока мощности, поступающей от двигателя к ведущим колесам при переключении передач, ступенчатость передаточ­ного числа, и как следствие, сложность управления при большом числе ступеней в коробке передач.

 

Механические бесступенчатые трансмиссии в основном фрикционные. Их можно разделить на три группы: передачи с гибкой связью; многоконтактные; пере­дачи с твердыми катящимися телами.

 

Передача с гибкой связью (рис. 1.1, а) представляет собой клиноременную пе­редачу со шкивами переменного диаметра. Изменение диаметров шкивов произво­дится за счет изменения расстояния между полушкивами. При увеличении расстоя­ния между полушкивами ведущего вала 1, т. е. уменьшении активного диаметра ве­дущего шкива, уменьшается одновременно расстояние между полушкивами ведомо­го вала 2, что приводит к увеличению активного диаметра ведомого шкива. В ре­зультате увеличивается передаточное число между ведущим и ведомым валами.

 

Многоконтактная передача (рис. 1.1, б) состоит из тонких конических дисков, расположенных на валу 4 и соприкасающихся с кольцевыми выступами дисков, ко­торые расположены на валу 3. При взаимном перемещении валов изменяется рас­стояние, на котором кольцевые выступы дисков вала 3 соприкасаются с конически­ми дисками вала 4. Это приводит к изменению передаточного числа между валами. Диски валов 3 и 4 могут перемещаться вдоль валов таким образом, что при измене­нии расстояния между валами кольцевые выступы постоянно прижимаются к кони­ческим дискам.

 

Передача с твердыми катящимися телами выполняется тороидной (рис. 1.1, в), у которой между ведущей 5 и ведомой 7 чашками располагаются ролики 6 и 8. Об­разующая чашек является частью окружности тора. Крутящий момент передается с ведущей чашки на ведомую при помощи сил трения через ролики, расположенные по хорде окружности и вращающиеся вокруг осей, перпендикулярных плоскости чертежа, что приводит к изменению передаточного числа между валами, на которых располагаются чашки 5 и 7.

 

Общим недостатком фрикционных трансмиссий является то, что передача мощности обеспечивается при высоком давлении на контактных поверхностях, что при неизбежном проскальзывании ведущих и ведомых элементов передачи приво­дит к потери мощности и быстрому изнашиванию трущихся поверхностей. Поэтому фрикционные трансмиссии используются только для транспортных средств с малой мощностью: мотоциклы, мотоколяски, микролитражные автомобили.