Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки

Содержание

Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки

Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей. Статья о переднеприводных автомобилях — устройство трансмиссии, особенности, плюсы и минусы. В конце статьи — видео о трансмиссии переднеприводных автомобилей.

Переднеприводные автомобили — достоинства и недостатки

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

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.

Первый переднеприводный автомобиль был сконструирован братьями Грэф в 1897 году. Крутящий момент двигателя в этом авто передавался на передние колёса. Идею оценили при разработке гоночных автомобилей в 1920-х годах.

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

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.

Крутящий момент передаётся от дифференциала к передним колёсам при помощи шарниров равных угловых скоростей: два шарнира крепятся к дифференциалу, и два – к колёсам, соединяясь при помощи приводных валов.

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

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.

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;

Недостатки переднего привода

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.

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.

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.

Особенности управления переднеприводным автомобилем

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;

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:

Передний привод: что это и чем отличается от заднего

То, на какую из осей двигатель через трансмиссию передает усилие, и определяет тип привода. От этого зависит множество параметров. При выборе автомобиля важно понять, что для вас является приоритетом.

Ни один тип привода не идеален, но каков баланс основных показателей у переднего, который иногда обозначают буквами FWD?

Читать статью  Назначение и принцип работы основных датчиков АКПП

Что такое передний привод

Передний привод — это тип трансмиссии, при котором усилие от двигателя передается только на передние колеса, которые одновременно являются управляемыми, т.е. поворачиваются с помощью рулевого механизма.

Хотя первые образцы переднеприводных автомобилей появились еще в конце XIX века, сколько-нибудь массовое производство таких моделей началось на рубеже 1920-1930-х годов, а доминирующим в массовом легковом сегменте FWD стал в 1990-х. Это объясняется рядом причин, среди которых ключевыми являются:

  • Достижение высокой степени проработки трансмиссий и компоновки переднеприводных моделей.
  • Появление во многих странах мира сети асфальтовых дорог хорошего качества, к чему особенно чувствительны переднеприводные модели.
  • Привлекательность с точки зрения производителей. Трансмиссии переднеприводных моделей отличаются бОльшей простотой и дешевизной в производстве, а также меньшей массой, что позволяет при прочих равных повысить экономичность и уменьшить выбросы вредных веществ.

Сегодня передний привод в основном используется на легковых автомобилях/кроссоверах в диапазоне от особо малого до среднего классов, мощность ДВС которых редко превышает 300 л.с., что связано с особенностями конструкции FWD-трансмиссии.

«Рентген» переднеприводного автомобиля</p><p>» /></p><h2><span class=Отличия разных типов привода

Передний привод

Все наиболее тяжелые элементы конструкции сосредоточены в моторном отсеке, в результате чего на переднюю ось приходится, как правило, 60-65% веса автомобиля, что отражается на его управляемости.

Задний привод

У автомобилей с классической компоновкой для передачи усилия от двигателя на ведущую ось служит карданный вал, который подходит к картеру с главной передачей и дифференциалом. Для таких моделей оптимальна развесовка по осям близкая к 50:50.

Легче добиться ее позволяет схема transaxle с вынесенной к задней оси коробкой передач. В выигрыше управляемость.

Еще более верткими, но и более сложными в управлении являются заднеприводные автомобили, у которых двигатель и коробка передач размещены за салоном или в заднем свесе. В этом случае карданный вал не устанавливается. Последние две компоновки характерны в основном для моделей с выраженным спортивным характером.

Полный привод

Обе оси автомобиля являются ведущими постоянно или в определенных ситуациях, благодаря чему такие модели увереннее, чем моноприводные, чувствуют себя на скользком покрытии. Оборотная сторона медали — увеличенный вес из-за наличия привода передней и задней оси. У внедорожников к этому добавляются специфические устройства для преодоления особо сложных участков. В результате, при прочих равных полноприводные модели потребляют больше топлива, чем моноприводные, и дороже в обслуживании.

Устройство переднего привода

Основные компоненты трансмиссии переднеприводного автомобиля</p><p>» /></p><p>Переднеприводными могут быть легковые автомобили/кроссоверы как с продольно, так и поперечно установленными ДВС. Конструкция трансмиссии современных моделей с FWD имеет ряд особенностей:</p><ul><li>В ней, в отличие от трансмиссии заднеприводных моделей классической компоновки и полноприводников, отсутствуют карданный вал для направления усилия на вторую пару колес и вынесенный назад картер главной передачи и дифференциала или электронноуправляемых муфт полуосей.</li><li>Главная передача и дифференциал, позволяющий колесам ведущей оси вращаться с разными угловыми скоростями в поворотах и при проезде неровностей, находятся в корпусе механических и автоматических коробок передач.</li><li>Наличие в обязательном порядке шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов), которые через полуоси без рывков передают усилие от дифференциала к ведущим колесам и позволяют им поворачиваться на бОльшие углы, чем применявшиеся на первых переднеприводных автомобилях карданные шарниры.</li><li>При компоновке с поперечно установленным двигателем левый и правый приводные валы колес имеют неравную длину, поскольку дифференциал в коробке передач, пристыкованной к торцу ДВС, расположен на разном удалении от бортов автомобиля.</li></ul><p><img decoding=Занос на переднем приводе

Занос — ситуация, при которой задняя ось автомобиля теряет сцепление с дорогой и стремится обогнать переднюю, что ведет к развороту автомобиля. Занос переднеприводных моделей возникает вследствие сочетания двух факторов:

  • Резкого движения рулем, например, для объезда преграды.
  • Резкого отпускания педали газа во время маневра.
  • С ростом скорости.
  • На скользкой дороге.
  • При установке шин не по сезону или с изношенным протектором.

Техника выхода из заноса на современных автомобилях с включенной и отключенной системой стабилизации существенно различается. В первом случае следует:

  • Не трогая педали, быстро повернуть руль в сторону заноса.
  • Также быстро повернуть руль в сторону, куда вы хотите продолжить движение. Со стабилизацией автомобиля справится электроника.

Системе стабилизации можно помочь, если последовательно выполнить следующие действия:

  • Парировать занос рулем.
  • Не дожидаясь движения задней оси в обратном направлении, выставить управляемые колеса прямо.
  • Активно добавить газа. Система стабилизации не позволит выполнить этот прием, если при нажатии педали акселератора управляемые колеса будут хотя бы немного повернуты.

При отключенной системе стабилизации (или ее отсутствии), чтобы погасить занос, требуется:

  • Быстро повернуть руль в сторону заноса.
  • Также быстро повернуть руль в сторону, куда вы хотите продолжить движение.
  • Обязательно сильно нажать педаль газа. Для того чтобы стабилизирующее автомобиль увеличение тяги на передней оси происходило максимально быстро, предвидя возможность возникновения заноса, желательно заранее переключить коробку передач на ступень ниже (в случае с автоматом с помощью ручного режима).

Как погасить занос на передне- и заднеприводном автомобиле</p><p>» /></p><p>В обоих этих сценариях водитель не использует педаль тормоза. Нажать ее можно только в одной ситуации — в момент, когда при отключенной системе стабилизации передняя часть находящегося в заносе автомобиля направлена в сторону ближней (правой) обочины. Машину развернет, но она останется на своей полосе, а не вылетит на встречку. Этот вариант действий на крайний случай позволит если не избежать, то, по возможности, минимизировать ущерб.</p><p>Другой вариант потери управляемости — снос передней оси. Управляемые колеса при этом направлены в сторону поворота, но автомобиль продолжает движение по прямой. Основная причина сноса — превышение требуемой в данной ситуации скорости. Вне зависимости от типа привода, чтобы справиться со сносом, необходимо:</p><ul><li>Снизить скорость.</li><li>На короткое время уменьшить угол поворота управляемых колес, чтобы автомобиль вновь слушался руля.</li></ul><h2><span class=Дрифт на переднем приводе

Дрифт — зрелищное движение автомобиля в управляемом заносе. Наилучшим образом для дрифта подходят высокомощные заднеприводные модели. Но дрифт при отключенной системе стабилизации, пусть и с рядом оговорок, возможен и на переднеприводных моделях, причем количество лошадиных сил под капотом не имеет решающего значения, поскольку занос в данном случае вызывается не избытком мощности, а своевременным замедлением в повороте.

Схема сноса и заноса</p><p>» /></p><p>Любая массовая модель с FWD — потенциальный дрифт-кар без каких-либо переделок конструкции. Если не считать дощечки, подложив которую под задние колеса, затягивают ручник, чтобы дрифтовать на сухом асфальте даже на малых скоростях. Альтернативой дощечкам или более долговечному ламинату могут служить лысые покрышки задних колес (желательно, более узкие, чем передние), но их монтаж потребует больше времени и дополнительных затрат. Не исключено, придется также установить более удобный, ухватистый руль.</p><p>Без дощечек дрифт на переднем приводе возможен на скользких покрытиях, но тут важна избыточная скорость перед входом в поворот и овладение особыми приемами.</p><p>Слово Аркадию Цареградцеву, чемпиону Сибири по дрифту 2013, 2014, 2016 годов, серебряному призеру первого Интерконтинентального кубка ФИА по дрифту, прошедшему в Японии в 2017 году:</p><div style=

Разумеется, технику дрифта надо отрабатывать на безопасных закрытых площадках и лучше под руководством опытного инструктора.

Передний привод: «плюсы» и «минусы»

Сопоставим передне- и заднеприводные модели по основным параметрам:

  • Цена: Если говорить о новых автомобилях, то переднеприводные доступнее, поскольку в основном принадлежат к массовому сегменту, тогда как заднеприводные — к премиальному. Более низкая стоимость обслуживания переднеприводных моделей объясняется и менее сложным устройством их трансмиссии.
  • Размеры салона: Отсутствие у переднеприводных моделей развитого трансмиссионного тоннеля на полу позволяет удобнее разместиться задним пассажирам. При схожих внешних габаритах салон FWD-моделей с поперечно установленным двигателем за счет более короткого капота просторнее, чем у заднеприводных с классической компоновкой.
  • Размеры багажника: Перенос главной передачи и дифференциала в моторный отсек из-под задней части днища автомобиля позволяет понизить уровень пола на корме и при схожих внешних габаритах моделей сделать вместительнее багажник переднеприводных моделей.
  • Мощность двигателя: Верхняя планка мощности переднеприводных моделей ниже. При компоновке с поперечно установленным ДВС втиснуть под их капот, как правило, габаритные двигатели-силачи невозможно. В любом случае, тяжелые многоцилиндровые моторы чрезмерно нагрузили бы переднюю ось, что негативно сказалось бы на управляемости автомобиля. Наконец, ШРУСы поворотных колес переднеприводных моделей имеют ограничения по величине передаваемого от коробки передач усилия.
  • Эффективность разгона: При интенсивном разгоне вес автомобиля переносится на его заднюю ось, что делает ускорение переднеприводных моделей менее эффективным, поскольку их разгруженные ведущие колеса легко срываются в пробуксовку. Кроме того, у FWD-моделей с поперечно установленными мощными ДВС из-за неравной длины полуосей наблюдается эффект силового подруливания, выражающийся в самопроизвольном рыскании автомобиля на разгоне.
  • Преодоление крутых подъемов: Схожая ситуация с разгрузкой передней оси на крутых подъемах. При прочих равных справиться с ними сложнее переднеприводным моделям, особенно если они полностью загружены.
  • Эффективность торможения: У переднеприводных моделей она ниже, поскольку их, как правило, изначально недостаточно загруженная задняя ось дополнительно разгружается при торможении, и ее колеса не так активно помогают замедлить автомобиль.
  • Маневренность: В силу компоновки у переднеприводников вес, как правило, смещен в сторону передней оси, поэтому в поворот такие модели заходят менее охотно, чем заднеприводные. Улучшить ситуацию способен блокирующийся дифференциал, но он достаточно дорог и устанавливается только на модели с мощными двигателями. В любом случае, ШРУСы имеют ограничения по углу поворота ведущих управляемых колес. Из-за того, что те выполняют двойную функцию, у переднеприводников при прочих равных менее информативное рулевое управление.
  • Стабильность на прямой: Здесь в выигрыше переднеприводные автомобили. Под тягой они сами стабилизируют свою траекторию, поскольку передаваемое от двигателя усилие приложено к их управляемым колесам. Если на скользкой дороге резкое нажатие на педаль газа провоцирует занос заднеприводной модели, переднеприводник оно напротив стабилизирует.
  • Безопасность: Наиболее типичная развесовка в пользу передней оси делает такие модели более склонными к сносу, который, как считается, менее опасен, чем занос. Погасить последний на FWD-моделях гарантированно помогает добавление газа в сочетании с работой рулем. Заднеприводные модели в такой ситуации гораздо требовательнее к скорости и точности руления. Впрочем, грамотно настроенные активированные системы стабилизации нивелируют эту разницу.
  • Проходимость: Как передне-, так и заднеприводные модели не предназначены для преодоления серьезного бездорожья. В гололед, на снежных переметах, чуть раскисшей грунтовке моноприводникам помимо правильно подобранных покрышек могут помочь блокирующийся межколесный дифференциал или грамотно настроенная система его имитации с помощью тормозных механизмов.
  • Экономичность: При прочих равных отсутствие тяжелых карданного вала и вынесенного к задней оси картера главной передачи с дифференциалом делает переднеприводные модели легче заднеприводной «классики», а значит, несколько экономичнее.

Сопоставление компоновок задне- и переднеприводного автомобиля</p><p>» /></p><p>Как видим, на «плюсовой» чаше весов у переднеприводных моделей те потребительские качества и показатели, на которые в первую очередь обращает внимание большинство покупателей: стоимость автомобиля и его обслуживания, простор салона и багажника, стабильность на прямой, экономичность и безопасность. Солидный набор.</p><h2><span class=Самые популярные переднеприводные модели в России

По итогам 2021 года в Топ-10 (он аккумулировал более трети объемов продаж) российского рынка легковых автомобилей 7 моделей — переднеприводные:

  1. Lada Vesta
  2. Lada Granta
  3. Kia Rio
  4. Hyundai Solaris
  5. Lada Largus
  6. Volkswagen Polo
  7. Skoda Rapid

Пользующиеся спросом переднеприводные версии имеют и вошедшие в первую десятку самых популярных моделей кроссоверы:

  1. Hyundai Creta
  2. Renault Duster
  3. Toyota RAV4

Как видим, несмотря на дорожно-климатические особенности нашей страны, переднеприводные модели очень востребованы. И кто скажет, что незаслуженно?

Коробка передач передний привод

Не утихают споры в водительском соозабществе о том, передний привод автомобиля лучше или задний. Каждый приводит свои доводы. Но никто в здравом уме не станет отрицать, что без наличия положительных качеств в каком бы то ни было устройстве, ни один производитель не станет производить это себе в убыток. Нам же остается только разобраться во всем плюсах и минусах переднего привода у автомобиля.

Привод передних колес.

Начнем с устройства трансмиссии переднеприводной машины и истории ее появления. При переднеприводной конструкции крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Такой тип привода автомобиля или, в английской транскрипции, FWD (Front Wheel Drive) стал применяться массово в машинах несколько позднее заднего. В 1929 году его стал использовать в серийном производстве автомобиля Карл Ван Ранст «Cord L29». В 70-е и 80-е годы наблюдается резкий рост производства переднеприводных машин. Сегодня их количество значительно превышает выпуск заднеприводных моделей. Это, в основном, массовые и не дорогие модели автомобилей. В зависимости от типа установки двигателя, различают следующие компоновки автомобилей с передним приводом: продольная установка двигателя перед осью, продольная установка двигателя за осью, продольная установка двигателя над осью, поперечная установка двигателя перед осью, поперечная установка двигателя за осью, поперечная установка двигателя над осью.

Устройство переднего привода автомобиля.

Выделяют три типа компоновки силового агрегата при переднем приводе:

  • Последовательная компоновка, при которой двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси;
  • При параллельной компоновка двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте;
  • Последний тип — «этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.

Современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные автомобили с точки зрения потребительских качеств, безопасности и управляемости, но мы все-таки разберем преимущества и недостатки переднеприводных автомобилей. Итак, о преимуществах:

  • переднеприводные автомобили, как правило, более компактны, их сборка менее затратная, следовательно, они более экономичны и дешевы;
  • в связи с тем, что передние ведущие колеса нагружены достаточно сильно за счет двигателя, проходимость у переднеприводного автомобиля в большинстве случаев значительно лучше, чем у машины с задним приводом;
  • при недостаточном опыте вождения, переднеприводный автомобиль легче освоить, особенно при парковке в зимнее время, так как его ведущие колеса направляют автомобиль более точно к месту стоянки;
  • вырабатываемая двигателем энергия используется при повороте с большим КПД, так как передние приводящие колеса поворачиваются, а не движутся по касательной;
  • в салоне нет необходимости размещать карданный тоннель, из-за отсутствия в конструкции кардана, в связи с чем увеличивается объем кабины.

Однако, не смотря на большое количество положительных моментов, автомобили с передним приводом обладают и достаточным количеством недостатков, а именно:

  • у них плохая, в сравнении с задним приводом, маневренность в поворотах из-за ограниченности угла шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС);
  • по причине одновременного выполнения передними колесами двух функций – тяги и поворота, задние колеса просто «тащатся» за ними, что приводит к недостаточно «острой» управляемости;
  • двигатель жестко закреплен с кузовом автомобиля, а это приводит к передаче вибраций от силового агрегата на кузов;
  • при разгоне машины на ее рулевое колесо передается реактивное усилие;
  • из-за перераспределения при старте нагрузки назад, передние колеса разгружаются, что приводит к пробуксовке автомобиля;
  • для переднеприводного автомобиля действует ограничение по мощности. При установке двигателя мощнее 200 л.с. значительно увеличивается нагрузка на узлы ходовой части, что приводит к плохой управляемости машины.
Читать статью  Для чего предназначена трансмиссия автомобиля

Все сказанное выше говорит о том, что прежде чем начать управлять переднеприводным автомобилем, нужно досконально изучить теорию, по возможности с опытным инструктором. Особо внимательным нужно быть при вождении по скользкой дороге и помнить, что выход из заноса на заднеприводных и переднеприводных машинах отличаются кардинальным образом.

Устройство и принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от “ручного” (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

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.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

  • 4-х ступенчатую;
  • 5-и ступенчатую;
  • 6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

  • двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

  • ведущий или первичный вал;
  • ведомый или вторичный вал;
  • промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
  • шестерни первичного и вторичного валов;
  • механизм выбора передач;
  • муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
  • картер;
  • главная передача;
  • дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

  1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
  2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
  3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
  4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
  5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье Устройство и принцип работы синхронизатора КПП.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Источник https://fastmb.ru/soveti_auto/3062-peredneprivodnye-avtomobili-dostoinstva-i-nedostatki.html

Источник https://www.autonews.ru/news/62a2e0a79a7947d5fffc2c04

Источник https://carlasart.ru/raznoe/korobka-peredach-perednij-privod.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: