Устройство и принцип работы трансмиссии переднеприводного авто
Трансмиссия – это комплекс агрегатов и механизмов, которые соединяют коленчатый вал движка авто (вал с маховиком) с ведущей парой колес авто. Принцип работы трансмиссия предполагает передачу вращения (вращающего момента) от мотора к ведущим колесам. Именно трансмиссия дает возможность водителю менять показатель вращающего момента, а в случае необходимости движения задним ходом и направление вращающего момента. Легковые автомобили можно разделить исходя из того, какие колеса вращает трансмиссия, на переднеприводные, заднеприводные и полноприводные.
Рассмотрим цепь операций передачи вращающего момента. Сначала двигатель, затем размещается сцепление, после него – коробка передач, затем карданная передача (карданный вал), мост (задний или передний), это главная передача, включая дифференциал и полуоси, которые снабжены шарнирами «равных угловых скоростей» (ШРУС), к которым, собственно, и крепятся ведущие колеса. Необходимо заметить, что на машине с передним приводом вращающий момент «вертится» как раз под капотом, ведь все трансмиссионные агрегаты располагаются именно там.
Необходимо коротко остановиться на ШРУСах – эти специальные шарниры, которые делают возможным передавать вращающий момент на передние ведущие колеса, без учета их положения (все равно, повернуты они или нет).
Рассмотрим подробнее устройство и принцип работы трансмиссии переднеприводного авто, включающее в себя:
· во-первых, это сцепление, которое обеспечивает связь между двигателем и коробкой передач;
· во-вторых, это сама коробка передач, ее основное назначение — осуществление подачи и перераспределение мощности и вращающего момента от двигателя автомобиля к приводным валам колес;
· в-третьих, собственно приводные валы.
Трансмиссия современного автомобиля — это, пожалуй, самый важный механизм, передающий динамические характеристики двигателя. Даже если у автомобиля слабый двигатель, то вовсе не обязательно, что он должен быть медленным — если верно подобрать передаточные числа, то и такой автомобиль станет быстрым.
Коробки передач в современных автомобилях используются двух типов: синхронизированные коробки передач и несинхронизированные (кулачковые). А если рассматривать их отличия по принципу переключения: простые (иначе Н-схема) или секвентальные (с последовательным выбором передач).
В автомобилях с передним приводом уровня гоночных машин используют несинхронизированные коробки передач, которые имеют ряд преимуществ:
· они в состоянии выдержать больше нагрузок (благодаря специальной форме зуба шестерни и принципу зацепления);
· требуется меньше времени для переключения коробки передач, поскольку возможно неполное выжимание сцепления;
· не разрушаются синхронизаторы.
Однако для движения автомобиля по городским дорогам в обычном режиме кулачковые коробки передач совершенно непригодны: они очень шумные, очень жесткие в процессе переключения передач, и крайне недолговечные. И еще один немаловажный фактор — они очень дорогие, по сравнению с обычными, и нуждаются в постоянном квалифицированном обслуживании.
Что же касается сравнения синхронизированных и обычных коробок передач, то первые отличаются от вторых лишь передаточными числами. В некоторых моделях авто существует возможность установить шестую передачу. При верном подборе передаточных чисел таких компонентов, как: первичный вал главной пары редуктора и ведомые шестерни вторичного вала, то трансмиссия будет работать согласованно, ну просто как швейцарские часы. На подбор передаточных чисел влияют показатели мощностных и моментных характеристик двигателя, диаметр колес, а главное — это пожелания владельца автомобиля.
Давайте проанализируем такой интересный показатель, как передаточное число.
Передаточное число — это отношение количества зубцов ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Полученное число — это коэффициент передачи, чем больше число, тем короче и мощнее передача, и, соответственно, двигатель в короткий промежуток времени выкручивает количество оборотов, необходимое для разгона, но водителю придется часто переключать передачи. И в конечном итоге – незначительное снижение максимальной скорости на каждой отдельной передаче.
Увеличение передаточного числа в главной паре редуктора — это основное средство увеличение разгонной динамики автомобиля.
Кроме всего прочего, устройство трансмиссии переднеприводного авто предполагает специальные тюнинговые ряды передач (они еще называются коммерческими рядами).
В некоторых авто присутствует такая картина: даже в случае, если выжать до упора двигатель на первой скорости, а затем переключить на вторую, то обороты зачастую резко падают, кроме того, ухудшается динамика. А происходит это из-за большой разницы между передаточными числами между передачами. А основное назначение тюнинговых рядов — это обеспечение уверенного и равномерного разгона авто на всех передачах. И происходит следующее: первая передача, если сравнивать с обычной, чуть-чуть понижена. Получаем результат: динамика немного ухудшается, но сама передача теперь длиннее, а если совместить это с главной парой редуктора (4, 3), то машинка получается просто сказка. Вторая передача приближается к первой передаче, и пропадает скоростной провал. Далее передачи, третья и пятая, соответствуют стандартным. Четвертая передача максимально приближена к третьей, а шестая – соответственно, к пятой. И получаем не просто деление на скорости, а практически плавные переходы – вместо рывков.
Кроме всего перечисленного, специалисты советуют устанавливать дифференциал повышенного уровня трения. Существенное преимущество данного авто с данным приспособлением становится заметным в весьма неприятной ситуации – если колесо начинает пробуксовывать. В таких случаях за счет запуска блокировки полуоси приобретают жесткую связь. Колесо, имеющее нормальное сцепление с поверхностью, начинает вращаться. Блокировка отключается только после того, как вращающий момент между полуосями уравнивается, и, разумеется, дифференциал далее функционирует в штатном режиме.
Если в авто установлена система блокировки, то сцепление с дорожным покрытием значительно улучшается, а это повышает уровень управляемости автомобиля.
Последний элемент в списке устройств работы трансмиссии переднеприводного авто — это, конечно, приводные валы. Если все-таки модернизируют трансмиссию, то применяют специальные приводные валы и к ним шарниры (очень хорошего качества бывают советского производства и немецкой компании GKN-Lobro).
Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки
Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей.
Содержание статьи:
- Немного истории
- Устройство трансмиссии переднеприводного типа
- Преимущества переднеприводных автомобилей
- Недостатки переднего привода
- Особенности управления переднеприводным автомобилем
- Видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей
При покупке автомобиля у автолюбителя часто возникает вопрос: стоит ли останавливать выбор на авто с передним приводом? Для того, чтобы принять решение, стоит разобраться, какими недостатками и достоинствами обладают автомобили данного типа и какие производители и по каким причинам отдают предпочтение производству таких машин.
Немного истории
Первые автомобили были заднеприводные. Это обусловлено тем, что для примитивных (с современной точки зрения) автомобилей, с которых начиналось производство, задний привод был дешевле в реализации, надёжнее при использовании, экономичнее в плане потребления топлива и неприхотливее в различных условиях езды.
В историю автомобилестроения также вписан один из первый переднеприводных автомобилей Сord L29, изготовленный в 1929 году в Штатах компанией Auburn Automobile. Но даже при всей своей известности, завоёванной преимущественно благодаря элегантному дизайну, на тот момент этот автомобиль по своей популярности всё равно уступал машинам заднеприводного типа.
Постепенно конструкция дорабатывалась и совершенствовалась. На сегодняшний день автомобили с ведущими передними колёсами выпускаются практически любым крупным производителем автомобильной техники. Более того, в современном автомобилестроении переднеприводные автомобили более распространены, чем машины других типов трансмиссионной конструкции.
Устройство трансмиссии переднеприводного типа
В автомобиле с передним приводом главное отличие заключается в дифференциале, который находится в коробке передач вместе с главной передачей. С его помощью происходит передача, изменение и распределение крутящего момента, а также обеспечение вращения колёс с различными угловыми скоростями.
Очевидно, что описанную выше конструкцию никак нельзя назвать примитивной. Значит ли это, что передний привод более технологичен, чем заднеприводная конструкция?
Ни в коем случае. Говоря о современных моделях автомобилей, нельзя классифицировать заднеприводные модели как более примитивные — они, подобно переднеприводным, имеют сложную подвеску многорычажного типа, которая ни в какое сравнение не идёт с теми конструкциями, с которых начиналось производство. Поэтому, сравнивая заднеприводные и переднеприводные модели, было бы в корне неверным указывать на примитивность одних и высокую технологичность других.
Наиболее верным углом зрения на данный вопрос, пожалуй, будет понимание неоднозначности выбора. Для того, чтобы ответить, хорош или плох автомобиль с переднеприводным типом трансмиссии, следует понимать, какие задачи ставятся перед машиной, в каких условиях она будет эксплуатироваться.
Преимущества переднеприводных автомобилей
Говоря о моделях с передним приводом, прежде всего следует отметить тот факт, что на сегодняшний день свыше 70% всех автопроизводителей специализируются именно на выпуске моделей с переднеприводным типом трансмиссии. Это не случайно: переднеприводные модели в производстве обходятся существенно дешевле, чем заднеприводные или полноприводные авто.
Более того, такая конструкция содержит меньше элементов, а чем меньше конструктивных узлов в механизме, тем проще технологический процесс его сборки и тем выше его надёжность при эксплуатации.
Если же говорить о достоинствах переднеприводных автомобилей с точки зрения не производителя, а потребителя, здесь прежде всего обращают на себя внимание следующие моменты:
- Модели машин с передним приводом, как правило, отличаются компактностью и лёгкостью. Это делает данную конструкцию очень привлекательной для малолитражных решений, которые сейчас так востребованы в городских условиях.
Отсутствие карданного вала в переднеприводной конструкции существенно увеличивает размер салона по сравнению с автомобилем тех же габаритов, но с заднеприводной трансмиссией.
Ведущие передние колёса существенно облегчают процесс парковки. Это особенно актуально в зимний период, когда маневренность автомобиля на малых площадях может быть затруднённой.
Движется автомобиль с передним приводом, как правило, более устойчиво. Это обусловлено тем , что двигатель и коробка передач в таких моделях размещается перпендикулярно вектору движения, при езде создавая так называемый «эффект гироскопа», стабилизирующий и нивелирующий колебания вне вектора движения.
Передние колёса несут основную нагрузку от веса двигателя и коробки передач. Это делает автомобиль с передним приводом более проходимым, чем машину с задним приводом и аналогичными прочими характеристиками.
Экономичность заднеприводной конструкции обусловлена тем, что при совершении поворота ведущие колёса совпадают по направлению с направлением движения, а не расположены по касательной, как это происходит в автомобиле с заднеприводным типом трансмиссии.
Все перечисленные выше моменты действительно делают переднеприводной автомобиль очень привлекательным, ведь он решает целый ряд проблем, которые сопровождают машину в условиях густонаселённого города с напряжённым автомобильным трафиком:
- дефицит парковочных площадей;
- необходимость экономии топлива;
- вопрос соотношения устойчивости и маневренности;
- вопрос безопасности движения.
Недостатки переднего привода
Если бы переднеприводная конструкция имела бы только плюсы, заднеприводные модели уже давно заняли своё место в музеях и на страницах истории автомобилестроения. В реальности же на автомобильном рынке присутствуют автомобили обоих типов.
Следовательно, нужно упомянуть и о недостатках переднеприводной трансмиссии:
- Передний привод делает автомобиль недостаточно поворачиваемым. Чем длиннее база модели, тем сложнее «вписать» её в малый радиус поворота.
Задние колёса переднеприводного автомобиля выполняют минимальную роль в управлении, по сути работая прицепом-тележкой: на долю передних колёс приходится и движение автомобиля (получение крутящего момента от мотора), и управление посредством руля. Именно получаемый передними колёсами крутящий момент препятствует хорошему «чувству руля», на что жалуются многие автолюбители, которым перед управлением переднеприводным авто довелось поездить на машине заднеприводного типа.
Возможно, это прозвучит парадоксально, но автомобили с передним приводом интуитивно более сложны в управлении по сравнению с заднеприводными конструкциями.
Частый спутник переднеприводных машин – стартовая пробуксовка. Это происходит потому, что, трогаясь с места, машина «присаживается» на заднюю часть, чем вызывает дефицит сцепления.
Как известно, оптимальной развесовкой автомобиля по осям является соотношение 50 на 50: в этом случае обеспечивается равномерное стирание шин, следовательно, на протяжении всей эксплуатации безопасность и равномерность движения не страдают.
К сожалению, в случае переднеприводной модели об этом идеале приходится забыть: здесь потребуется дать большую нагрузку на передние колёса, чтобы увеличить их сцепление с дорожным покрытием. Кстати говоря, именно эта особенность стала причиной того, что грузовые модели с переднеприводным типом трансмиссии не получили широкого распространения: никакая дешевизна производства не смогла оправдать малой грузоподъёмности и плохой управляемости переднеприводных грузовиков.
Современные конструкции не позволяют реализовать более 250 лошадиных сил через передний привод (речь идёт о средних показателях, а не только о прямолинейной езде).
Наконец, немалую опасность при движении в зимних условиях представляет практически неконтролируемый снос передних колёс в процессе заноса автомобиля. Снос, в отличие от заноса, отличается тем, что даже опытный автомобилист может не сразу распознать его начало, а когда процесс уже развернулся в полную силу, его не остановить.
С такой проблемой может не справиться даже опытный водитель, поэтому высокие скорости и прочие лихачества на переднеприводном автомобиле в условиях скользкой дороги чреваты очень плохими последствиями.
Продолжая говорить о заносах и сносах, следует также упомянуть о том, что контролируемый занос, который может быть выполнен на автомобилях с задним приводом, на переднеприводных конструкциях невозможен. То есть, знаменитый «полицейский разворот» на ограниченном пространстве, в котором как раз применяется контролируемый занос задней оси автомобиля, в случае конструкции с переднеприводной трансмиссией невозможен.
Особенности управления переднеприводным автомобилем
Завершая перечень достоинств и недостатков переднеприводной конструкции, следует также упомянуть об основных моментах, важных при управлении данной трансмиссионной модели.
Прежде всего, системы стабилизации хорошо работают против заноса автомобиля. Со сносом такие системы не справляются. Если снос возник, справиться с ним можно при помощи заноса колёс задней оси. Вызвать такой занос на переднеприводной машине можно следующим способом:
- на малых скоростях без ослабления педали газа следует на коротким момент нажать на тормоз, поворачивая руль в сторону нужного движения;
- на высоких скоростях, не сбрасывая газа, также следует кратковременно нажать на тормоз, после чего руль также кратковременно вывернуть в сторону начавшегося вследствие торможения задних колёс заноса и тут же вернуть в прежнее положение.
Если машину закрутило, педали тормоза и сцепления следует выжать до упора. А вот если при этом резко сбросить скорость, вращение не прекратится, а при попадании на скользкий участок дороги усилится.
Подводя итоги, можно увидеть, что выбор переднеприводных моделей авто будет оправдан в том случае, если машину планируется использовать в городских условиях, где нет нужды в гонках и экстремальной езде по пересечённой местности, но зато остро чувствуется дефицит пространства, а также хотелось бы немного сэкономить на топливе.
Видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей:
