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.
Делитель мощности гибрида — как планетарная передача объединяет ДВС и два мотор-генератора.
Задний электропривод гибрида — задний мотор, редуктор и дифференциал: помощь при разгоне и пробуксовке.
Коробка передач — меняет соотношение скорости и силы
Автоматическая коробка — гидротрансформатор и планетарные ряды
Ременной вариатор — меняет передаточное число непрерывно
Сцепление и вход коробки — соединяет двигатель с коробкой
Дифференциал — позволяет ведущим колёсам вращаться с разными скоростями
Приводы колёс — передают вращение к колёсам
Полный привод — распределяет тягу между осями, если установлен
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
Путь момента. Двигатель → сцепление → коробка → главная передача → дифференциал → приводы → колёса. Оранжевые частицы показывают, куда идёт момент.
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.
Шестая передача. Общее число 2,7: машина едет быстро, но тянет слабо. Поэтому для разгона переходят на пониженную.
Дифференциал в повороте. Наружное колесо проходит большую дугу и крутится быстрее. Сателлиты в корпусе дифференциала начинают вращаться.
Колесо на льду. Свободный дифференциал отдаёт обоим колёсам одинаковый момент. Колесу на льду много не нужно — оно буксует, второе почти стоит.
Полный привод выручает. Муфта сжимает диски и отправляет часть момента на заднюю ось — машина едет.
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.