◉ POISK ACADEMIAАВТОМОБИЛЬ ИЗНУТРИ
ИНТЕРАКТИВНЫЙ АТЛАС

Трансмиссия

Как момент двигателя доходит до колёс: сцепление или гидротрансформатор, коробка, главная передача, дифференциал и приводы.

Трансмиссия: устройство и принцип работы

Передаёт вращение к ведущим колёсам.

Зачем машине трансмиссия

Двигатель даёт 150–250 Н·м при 800–6000 об/мин, а колёсам для старта нужно 3000 Н·м и больше при обороте в секунду. Трансмиссия меняет обороты на момент и доводит его до колёс.

  • Сцепление. Отделяет двигатель от коробки на время переключения и позволяет плавно тронуться.
  • Коробка. Выбирает, во сколько раз уменьшить обороты: на 1‑й в 3,62 раза, на 6‑й — увеличить в 1,5 раза.
  • Главная передача и дифференциал. Ещё ×4 к моменту, затем момент делится поровну между колёсами, а скорость — как получится в повороте.
  • Приводы и полный привод. ШРУСы передают вращение на поворачивающиеся и прыгающие колёса, муфта или раздатка делят момент между осями.
Детали в модели «Трансмиссия: путь момента»
  • Двигатель. Источник момента: около 150–250 Н·м на коленвале при 800–6000 об/мин. Сам по себе он не может тронуть машину с места — момента мало, а обороты слишком высокие для колёс.
  • Сцепление. Ведомый диск зажат между маховиком и нажимным диском. Педаль разводит их: двигатель крутится, коробка стоит. Плавное включение позволяет тронуться с места.
  • Коробка передач. Шесть пар шестерён на двух валах. Включённая пара (подсвечена) решает, во сколько раз упадут обороты и вырастет момент: на первой в 3,62 раза, на шестой обороты наоборот растут.
  • Главная передача. Постоянная пара после коробки: шестерня 17 зубьев и ведомая 69 зубьев, ещё ×4,06 к моменту. У заднего моста — коническая пара 10/41, она же поворачивает поток на 90°.
  • Полуосевые шестерни. Две конические шестерни соединены с полуосями. Их средняя скорость равна скорости корпуса: при повороте одна ускоряется, другая замедляется.
  • Дифференциал. Корпус с сателлитами делит момент поровну между колёсами, но разрешает им крутиться с разной скоростью. В повороте наружное колесо идёт быстрее, сателлиты проворачиваются.
  • Приводные валы. Передают момент от дифференциала к ступицам. У поперечного двигателя правый вал длиннее, поэтому его делят промежуточным валом с опорным подшипником.
  • ШРУСы. Шарниры равных угловых скоростей: наружный работает под углом до 45° при вывернутом руле, внутренний — ходить подвеске вверх‑вниз. Смазка держится в гофрированном пыльнике.
  • Карданный вал. Труба из двух частей с крестовинами и промежуточной опорой посередине. Крутится с оборотами выхода коробки — на 6‑й передаче быстрее двигателя.
  • Раздаточная коробка (PTU). Коническая пара на корпусе переднего дифференциала: отбирает часть момента и поворачивает его к карданному валу.
  • Муфта полного привода. Пакет фрикционных дисков перед задним редуктором. Блок управления поджимает его уже при трогании и добавляет давление, когда передние колёса начинают буксовать: до половины момента уходит назад.
  • Колёса и шины. Колесо Ø640 мм за оборот проходит 2 м. Чтобы ехать 100 км/ч, ему нужно около 830 об/мин — в несколько раз меньше, чем у двигателя.
Показ по шагам
  1. Путь момента. Двигатель → сцепление → коробка → главная передача → дифференциал → приводы → колёса. Оранжевые частицы показывают, куда идёт момент.
  2. Передача меняет обороты на момент. На первой передаче колёса крутятся в 14,7 раза медленнее двигателя, а момент на них в 13,5 раза больше. Посмотрите на график под моделью.
  3. Шестая передача. Общее число 2,7: машина едет быстро, но тянет слабо. Поэтому для разгона переходят на пониженную.
  4. Дифференциал в повороте. Наружное колесо проходит большую дугу и крутится быстрее. Сателлиты в корпусе дифференциала начинают вращаться.
  5. Колесо на льду. Свободный дифференциал отдаёт обоим колёсам одинаковый момент. Колесу на льду много не нужно — оно буксует, второе почти стоит.
  6. Полный привод выручает. Муфта сжимает диски и отправляет часть момента на заднюю ось — машина едет.
  7. Задний привод. Продольный двигатель, коробка за ним и карданный вал через всю машину к заднему мосту.
Что ломается и как это проявляется
  • Пробуксовывает сцепление. Признаки: на высокой передаче при разгоне обороты резко растут, а скорость почти не прибавляется. Пахнет горелым, педаль сцепления срабатывает у самого верха. Что проверить: на 4‑й передаче на малой скорости резко нажать газ: обороты взлетели — сцепление. Ход педали, утечка в приводе. Меняют комплект: диск, корзину и выжимной подшипник.
  • Изношен наружный ШРУС справа. Признаки: ритмичный хруст или щелчки при разгоне с вывернутым рулём, чаще в одну сторону. Сначала обычно рвётся пыльник и вылетает смазка. Что проверить: осмотреть пыльники: масляные брызги на рычаге и подкрылке. Проверить люфт шарнира. При порванном пыльнике и хрусте меняют шарнир с пыльником.
  • Изношена главная пара. Признаки: вой или гул, который появляется на определённой скорости и меняет тон при сбросе и наборе газа. Что проверить: уровень и состояние масла (стружка), люфт фланцев. Прослушать на подъёмнике под нагрузкой. Чинят заменой пары с подшипниками и регулировкой зазора.
  • Дисбаланс карданного вала. Признаки: вибрация пола и рычага коробки на 80–120 км/ч, которая растёт со скоростью и не зависит от поворота руля. Что проверить: люфт крестовин и подвесного подшипника, следы снятых грузиков. Балансировка на стенде, замена крестовин или опоры.
  • Не подключается задний привод. Признаки: на скользком машина ведёт себя как переднеприводная: передние колёса буксуют, задние не помогают. Иногда горит ошибка полного привода. Что проверить: ошибки блока полного привода, уровень и состояние масла в муфте, работа насоса. Масло в муфте меняют чаще, чем думают владельцы.
Упрощения модели
  • Вращение показано в десятки раз медленнее, чем на самом деле.
  • Коробка упрощена: нет передачи заднего хода и синхронизаторов, механизма переключения и подшипников.
  • Момент при полной нагрузке; сопротивление движению и пробуксовка шин не моделируются, скорость — без проскальзывания.
  • Кузов, подвеска и тормоза не показаны — они в своих лабораториях.
  • Двигатель — упрощённый силуэт рядной четвёрки (блок, головка, поддон, привод ГРМ, коллекторы) без внутренних деталей: здесь он только источник момента, его устройство — в лабораториях двигателя.
  • Муфта полного привода здесь включается только на льду. Упреждающий поджим на трогании и отпускание в повороте не моделируются — они показаны в лаборатории полного привода.

Связанные узлы и детали

Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.

Обучение: как устроен автомобиль — курс с заданиями в 3D

Гибридный привод: двигатель и трансмиссия