Особенности технического обслуживания электромеханических трансмиссий автомобилей
Электрическая трансмиссия
5. Электрическая трансмиссия
Это бесступенчатая передача, в которой крутящий момент измеряется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и частоты вращения коленчатого вала двигателя.
В электрической трансмиссии (см. нижнюю половину рис. 6) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие генератор 5. Ток от генератора поступает к электродвигателям 4 ведущих колес автомобиля.
Ведущее колесо (рис. 8) с установленным внутри электродвигателем 1 называется электромотор-колесом. Крутящий момент от электродвигателя к колесу передается через колесный редуктор 2. При применении быстроходных электродвигателей в ведущих колесах используются понижающие зубчатые передачи.
Преимуществом электрических трансмиссий является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа. Это обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, упрощает и облегчает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя, в результате повышается безопасность движения. Кроме того, повышается проходимость автомобиля вследствие непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента. Повышается также долговечность двигателя из-за уменьшения динамических нагрузок и отсутствия жесткой связи между двигателем и ведущими колесами. Однако у электрических трансмиссий КПД не превышает 0,75, что ухудшает тягово-скоростные свойства автомобиля. Кроме того, расход топлива по сравнению с механическими трансмиссиями повышается на 10. 20 %. Электрические трансмиссии также имеют большую массу и высокую стоимость.
Рис. 8. Электромотор-колесо:
1 — электродвигатель; 2 — редуктор
6. Гидромеханическая трансмиссия
Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно (см. рис. 3, в).
В гидромеханическую трансмиссию (рис. 9) входят гидромеханическая коробка передач 2, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача 3, главная передача 4, дифференциал 5 и полуоси 6.
Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя 1 к трансмиссии происходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, улучшает проходимость автомобиля, почти в два раза повышается долговечность двигателя и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в трансмиссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.
Рис. 9. Схема гидромеханической трансмиссии:
1 — двигатель; 2 — гидромеханическая коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — полуоси
Недостатком гидромеханической трансмиссии являются более низкий КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля, более сложная конструкция и большая масса, а также высокая стоимость в производстве, которая составляет около 10 % стоимости автомобиля.
Электромеханическая трансмиссия. Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из элементов механической и электрической трансмиссий.
На рис. 10 показана схема электромеханической трансмиссии автобуса большой вместимости. Двигатель 4 внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие генератор 5. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электродвигателю 1. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу 2 подводится к ведущему мосту 3 и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутствуют, так как при возрастании сопротивления дороги уменьшается частота вращения электродвигателя и автоматически увеличивается крутящий момент, подводимый к ведущим колесам автобуса.
Режим работы двигателя в различных дорожных условиях зависит только от подачи топлива, которая осуществляется педалью. Отсутствие педали сцепления и рычагов переключения коробки передач существенно облегчает работу водителя автобуса, который в условиях города работает с частыми остановками. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения. Недостатками электромеханической трансмиссии по сравнению с механической являются меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность (расход топлива увеличивается на 15. 20 %), а также большие габаритные размеры и масса.
Рис. 10. Схема электромеханической трансмиссии:
1 – электродвигатель; 2 — карданная передача; 3 — ведущий мост; 4 — двигатель; 5 — генератор
7. Трансмиссии автопоездов
Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприцепов, могут иметь различного типа трансмиссии в зависимости от назначения автопоезда. Так, на автопоездах, предназначенных для работы по дорогам с твердым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль-тягач. На автопоездах, рассчитанных на работу в условиях бездорожья, для повышения их проходимости прицепы и полуприцепы обычно оборудуются ведущими мостами. Мощность и крутящий момент к этим мостам могут подводиться от двигателя автомобиля-тягача через механическую, гидравлическую или электрическую передачи.
Для привода дополнительного оборудования автопоезда (лебедки, насоса подъема грузового кузова и др.) в трансмиссии имеется коробка отбора мощности, которая присоединяется к коробке передач.
Список использованной литературы
1. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. − Ростов н/Д: «Феникс», 2004.
2. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. − М.: «Академия», 2004.
3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1988г.
Особенности технического обслуживания электромеханических трансмиссий автомобилей
Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании трансмиссии
При ежедневном техническом обслуживании проверяют действие механизма сцепления и переключения передач, а на автомобилях повышенной проходимости также действие механизма переключения передач раздаточной коробки.
При проведении ТО-1 выполняют следующие работы:
по сцеплению — смазывают подшипник муфты сцепления, вилок, оси, педали, проверяют величину свободного хода педали;
у автомобилей, имеющих гидравлический привод сцепления, проверяют уровень жидкости в резервуаре привода;
по коробке передач и раздаточной коробке — проверяют крепление картера и действие рычага переключения передач, при необходимости доливают масло в коробки;
по карданной передаче — проверяют крепления кронштейнов опорных подшипников карданного вала, смазку шлицев;
по главной передаче, дифференциалу, полуосям — проверяют соединения картеров ведущих мостов на герметичность, крепления гаек полуосей или шпилек на их фланцах, доливают масло в картер главной передачи.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
В ТО-2, помимо работ, выполняемых при проведении ТО-1, входят:
по коробке передач и раздаточной коробке — проверка соединений картеров на герметичность, состояние валов и подшипников;
по карданной передаче — проверка состояния опорных подшипников и картеров;
по главной передаче, дифференциалу, полуосям — проверка состояния (нет ли люфта) и регулировка подшипников ведущего вала главной передачи, проверка состояния и регулировка подшипников ступиц ведущих колес.
Кроме перечисленных работ при проведении ТО-2 производят смену масла в картерах агрегатов трансмиссии в соответствии с графиком смазки.
Проверка и регулировка сцепления
Нормальная работа сцепления существенно влияет на условия работы трансмиссии автомобиля.
Недостаточная величина свободного хода вызывает пробуксовку сцепления (неполное включение) и быстрый износ фрикционных накладок и подшипника выключения сцепления. Если свободный ход педали будет велик, то не будет происходить полного выключения сцепления.
Рис. 153. Проверка величины свободного хода педали сцепления
Для проверки сцепления на полное включение затягивают ручной тормоз при работающем двигателе, включают прямую передачу и плавно отпускают педаль сцепления, нажимая на педаль управления дросселем. Если двигатель заглохнет сразу же после отпускания педали сцепления, значит, сцепление включается полностью.
Для проверки сцепления выключают сцепление при работающем двигателе и поочередно переключают передачи в коробке передач. При исправном сцеплении переключение передач происходит бесшумно.
Величину свободного хода педали проверяют линейкой (рис. 153), приставленной вплотную к педали сцепления и упирающейся в пол кабины. Заметив по шкале линейки положение отпущенной педали, нажимают рукой на педаль и приводят ее в положение, соответствующее началу выключения сцепления, что определяется резким увеличением усилия, необходимого для перемещения педали. По шкале линейки определяют разницу указанных двух положений педали в миллиметрах.
Регулировка главной передачи
Правильная и надежная работа главной передачи автомобиля в большой степени зависит от регулировки подшипников валов. Неправильная регулировка подшипников может привести к выходу из строя не только самих подшипников, но и шестерен главной передачи и дифференциала.
Вследствие износа шестерен, подшипников и ослабления креплений нарушается регулировка, увеличивается осевое перемещение шестерен при работе под нагрузкой. Характерным признаком является повышенный шум шестерен, что ведет к быстрому износу и выкрашиванию зубьев. Поэтому при техническом обслуживании автомобиля следует проверять и при необходимости регулировать подшипники главной передачи и дифференциала.
Следует иметь в виду, что чрезмерная затяжка подшипников главной передачи увеличивает их нагрев и ускоряет износ, а при слабой затяжке будет увеличенный осевой зазор, что также приводит к ускоренному износу и разрушению подшипников вследствие перекоса роликов и возникающих при этом ударных нагрузок.
Подшипники главной передачи регулируют с предварительным натягом, т. е. так, чтобы осевое перемещение вала совершенно отсутствовало и при этом вал проворачивался от руки с некоторым сопротивлением.
Величина предварительного натяга подшипников определяется крутящим моментом, необходимым для проворачивания вала в подшипниках.
Осевой зазор подшипников измеряют индикаторным приспособлением.
После этого поворачивают переднюю крышку картера заднего моста до совпадения ее отверстий с резьбовыми отверстиями фланца стакана подшипников вала ведущей шестерни; ввертывают два болта крышки в резьбовые отверстия фланца стакана и при помощи их вынимают стакан вместе с валом ведущей шестерни из картера.
Рис. 154. Выпрессовка стакана подшипников в сборе с валом ведущей шестерни при помощи болтов-съемников:
1 — стакан п сборе с валом ведущей шестерни, 2 — болты-съемники
Затем проверяют, достаточное ли количество прокладок имеется между подшипниками. Для этого зажимают фланец стакана (рис. 155) в тиски, расшплинтовывают гайку и завертывают ее до отказа. Если регулировочных прокладок имеется достаточное количество, то ведущая шестерня проворачивается за фланец свободно, при этом будет ощущаться осевой зазор в подшипниках.
При недостаточном количестве регулировочных прокладок подтяжка гайки приведет к тому, что ведущая шестерня будет проворачиваться очень туго или совсем не будет проворачиваться. В этом случае надо правильно подобрать толщину регулировочных прокладок, расположенных между торцом кольца внутреннего переднего подшипника и распорным кольцом, с тем чтобы обеспечить предварительный натяг подшипников.
Для этого отвертывают корончатую гайку, снимают фланец, крышку с сальником и внутреннее кольцо переднего подшипника. Затем вынимают или добавляют одну или две регулировочные прокладки в зависимости от величины осевого зазора в подшипниках.
Далее собирают стакан вала ведущей шестерни в последовательности, обратной разборке, но без сальника в крышке и затягивают до отказа корончатую гайку. При этом одна из прорезей гайки должна совпадать с отверстием в валу для шплинта. При недостаточной затяжке гайки возможно проворачивание внутреннего кольца подшипника, износ регулировочных прокладок и, как следствие, опасное увеличение осевого люфта ведущей шестерни.
Для проверки регулировки прокладками зацепляют крючок динамометра за отверстие фланца кардана (рис. 156) и плавно поворачивают шестерню. Затем отвертывают гайку, снимают фланец, ставят на место крышку с сальником и фланец, затягивают гайку до положения, отмеченного кернером, и зашплинтовывают ее. Собирают задний мост, ставят рессоры и присоединяют фланцы карданного вала к ведущей шестерне главной передачи.
Под каждой крышкой обязательно должны быть установлены прокладки толщиной 0,05 и 0,1 мм, остальные по мере необходимости. Прокладки должны удаляться с обеих сторон одинаковой толщины и по равному количеству.
Ежедневно перед выездом из гаража осмотром проверять отсутствие подтекания масла из картеров коробки передач и главной передачи, проверять действие сцепления,коробки передач, карданной и главной передач на ходу автомобиля.
Через 10 тыс. км пробега контролировать уровень жидкости в бачке привода сцепления; проверять свободный ход педали сцепления и уровень масла в картерах коробки передач и главной передачи. Подтягивать болты и гайки крепления фланцев карданных шарниров и промежуточной опоры.
После первых 15—20 тыс. км пробега, а в дальнейшем через 24—30 тыс. км заменять масло в КП и главной передаче в следующем порядке: после поездки, когда масло теплое, через спускные отверстия, вывернув пробки, слить масло из картеров, поднять задние колеса домкратом, завернуть спускные пробки, залить для промывки в картеры масло для двигателя до половины уровня, пустить двигатель, включить четвертую передачу на 1—2 мин. Остановить двигатель, слить промывочное масло и заправить картеры маслом до нормы.
На автомобиле ЗАЗ через 12 тыс. км смазать карданные шарниры полуосей трансмиссионным маслом, которое нагнетать шприцем до выхода через все уплотнители подшипников крестовины.
Картеры пополнять можно только тем маслом, которое было залито ранее; при переходе на другой сорт масла картер необходимо промывать заправляемым маслом. Консистентные смазки нагнетаются при помощи солидолонагнетателя. Нагнетание смазки следует производить до полного выхода отработавшей и появления свежей смазки из зазоров сопряженных деталей. Если смазка через масленку не проходит, необходимо вывернуть масленку и проверить ее исправность путем нагнетания через нее смазки. При эксплуатации автомобиля по грязным и запыленным дорогам сроки смазки узлов сокращаются в 2—3 раза.
Трансмиссия машины, конструктивные особенности
Назначение трансмиссии автомобиля заключается в преобразовании, передаче и распределении по ведущим колесам момента вращения от маховика автодвигателя, таким образом, указанный агрегат выступает промежуточным устройством, позволяющим снизить момент вращения до нужных оборотов, а также перераспределить их на ведущие колеса авто.
Правильно крутим колеса
Если коротко, то все механизмы, которые находятся между двигателем и ведущими колесами и есть трансмиссия автомобиля. Она выполняет такие функции:
Определение понятия «трансмиссия»
Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.
Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление.
Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.
Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.
В трансмиссию входят:
Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.
Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.
Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.
Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.
Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями — межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).
Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.
Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.
Схемы трансмиссий: а — автомобиля 4X2, б — переднеприводного автомобиля 4X2, в — автомобиля 4X4, г — автомобиля 6X4
Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.
Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами. Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.
На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469). Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.
Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими. Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).
Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.
На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.
Виды механических КПП
По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:
Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.
В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:
Электромеханическая трансмиссия
Такой тип трансмиссии отличается тем, что в ней в качестве силового агрегата применяется электромотор. В состав трансмиссии электромеханического типа также входят следующие элементы: системы управления, токовый генератор, электропроводка для соединения всех ведущих элементов.
К недостаткам такой трансмиссии возможно отнести высокий вес, пониженный КПД и большую стоимость. Но с каждым годом электромеханические трансмиссии совершенствуются. Они чаще всего применяются в морском транспорте, сельскохозяйственной технике, в электротранспорте.
Основные понятия
Что такое трансмиссия? Это совокупность механизмов, имеющих следующие функции:
Принцип работы агрегата основывается на преобразовании энергии. По этому критерию различают такие типы трансмиссий:
Конструктивно автомобили разделяются по типу привода:
Для автотранспорта с различными видами моторов используются разные трансмиссии, имеющие определенные конструктивные особенности. Составляющими частями трансмиссии заднеприводной машины есть такие основные узлы: КПП, сцепление, главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал.
Все основные узлы трансмиссии для переднеприводных машин, располагаются под капотом транспортного средства. Для полноприводных автомобилей характерны следующие типы трансмиссий:
Рекомендуем посмотреть видео о назначении и принципе работы трансмиссии:
Принцип работы механической коробки передач
Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.
Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.
Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.
Рекомендации по эксплуатации КПП
Выход трансмиссионной системы из строя нередко становится неприятной неожиданностью для автовладельцев, так как её ремонт может влететь в копеечку. Чтобы этого не произошло, при езде на авто с АКПП необходимо придерживаться следующих рекомендаций.
Соблюдение этих простых рекомендаций позволит вам избежать аварийных ситуаций на дороге, а также больших затрат на ремонт АКПП в случае поломки авто из-за неправильного обращения.