Трансмісія — сукупність агрегатів та механізмів автомобіля, призначених для передавання крутного моменту від двигуна до ведучих коліс. При цьому передаваний крутний момент змінюється за величиною і напрямом та розподіляється у певному співвідношенні між ведучими колесами.
Класифікація трансмісії
За конструкцією:
Механічна трансмісія - трансмісія автомобіля, що складається лише з механічних передач.
Гідромеханічна трансмісія - трансмісія автомобіля, що складається з механічних та гідравлічних передач.
Гідрооб'ємна трансмісія - трансмісія автомобіля, в якій передача крутного моменту та зміна швидкості обертання здійснюються через гідрооб'ємні перетворювачі.
Електромеханічна трансмісія - трансмісія автомобіля, що складається з механічних та електричних передач.
За способом зміни крутного моменту:
Ступінчаста трансмісія - трансмісія автомобіля з фіксованою ступінчастою зміною передавального відношення.
Безступінчаста трансмісія - трансмісія автомобіля з безступінчастою зміною передавального відношення.
За способом керування:
Механічна (ручна)
Автоматична
Напівавтоматична
Елементи трансмісії автомобіля
Зчеплення - передає крутний момент від двигуна далі по трансмісії і дозволяє короткочасно від'єднати двигун від усіх інших елементів трансмісії і знову плавно з'єднати. В механічних трансмісіях зчепленням є механічна муфта певної конструкції (зазвичай - керована фрикційна муфта). В гідромеханічних трансмісіях зчеплення як такого може не бути, а його функцію виконує гідродинамічна передача, яка, в свою чергу, разом з коробкою передач, утворює так звану «гідромеханічну коробку передач».
Коробка передач - перетворює крутний момент за величиною та напрямком в певному діапазоні. Вона складається із зібраних у спільному картері зубчастих та/або планетарних та/або фрикційних передач, а також різних пристроїв, які забезпечують роботу коробки передач на тому чи іншому передавальному відношенні. Може бути ступінчастою і безступінчастою; механічною, напівавтоматичною та автоматичною.
Роздавальна коробка - елемент трансмісії автомобілів підвищеної прохідності, що забезпечує можливість розподілу крутного моменту між ведучими осями. Вона складається з керованого водієм двоступеневого демультиплікатора, та вузла, що відповідає за розподіл крутного моменту по осям, конструкція та принцип якого визначають тип повного приводу (підключаємий, постійний, за вимогою, багаторежимний).
Головна передача - перетворює крутний момент відповідно до певного фіксованого значення, перш ніж подавати його на ведучі колеса. Конструктивно виготовлена на основі зубчастої передачі певного типу. В абсолютно переважній більшості випадків вона розташована уздовж осі ведучих коліс і зібрана з міжколісним диференціалом в одному вузлі, незалежно від того, розташована головна передача у загальному картері з коробкою передач чи в окремому картері.
Диференціал - розподіляє крутний момент, підведений до нього між двома вихідними валами і дозволяє цим валам обертатися з неоднаковою швидкістю. Структурно виготовлений на основі планетарної передачі тієї чи іншої форми. Він використовується для розподілу крутного моменту між ведучими колесами (міжколісний диференціал) та між ведучими осями в системах постійного повного приводу (міжосьовий диференціал).
Вали - передають крутний момент всередині трансмісії між її основними агрегатами та вузлами. У випадках, коли осі двох з'єднаних агрегатів не збігаються або рухомі в просторі, вали можуть бути оснащені пружними резинометалевими шарнірами, карданними шарнірами або шарнірами рівних кутових швидкостей.
Конструкція трансмісії залежить від типу автотранспортного засобу, компонувальної схеми та типу приводу.
Особливості трансмісії в залежності від компонування
Умовні позначення:
1 - двигун, 2 - зчеплення (гідротрансформатор), 3 - коробка передач, 4 - карданний шарнір, 5 - карданна передача, 6 - проміжна опора карданної передачі, 7 - головна передача, 8 - привід ведучих коліс (півосі), 9 - роздавальна коробка, 10 - коробка відбору потужності, 11 - кутовий редуктор
Трансмісії легкових автомобілів
Класичною називають таку компоновочну схему, при якій двигун розташований у передній частині автомобіля, а ведучі колеса - задні. Крутний момент від двигуна до ведучих задніх колес передається послідовно через зчеплення, коробку передач, карданну та головну передачі. При такій схемі компонування маса автомобіля розподіляється по осях рівномірно, що позитивно впливає на стійкість, керованість, прохідність автомобіля і довговічність шин. Така схема набула широкого поширення, особливо на автомобілях великого та вищого класів.
Компонувальну схему із заднім розташуванням двигуна та задніми ведучими колесами називають задньомоторною. При такій схемі компонування вдається дещо зменшити загальну масу автомобіля, проте задні колеса виявляються перевантаженими, виникають проблеми з опаленням салону і обдуванням вітрового скла, зменшується об'єм багажного відділення. Двигун при такій компонувальній схемі разом зі зчепленням, коробкою передач і головною передачею утворює силовий агрегат, який може бути розташований як уздовж осі автомобіля, так і впоперек. При цьому друга схема, не суттєво впливаючи на експлуатаційні якості, дозволяє зменшити довжину автомобіля.
Для досягнення бажаних показників розподілу мас і величини моменту інерції щодо вертикальної осі двигун може розташовуватися за задньою віссю, над нею або перед нею. В останньому випадку компонувальну схему називають центральномоторною. Найбільш показовою сферою застосування задньомоторної схеми компонування є гоночні автомобілі.
Передньопривідна компоновочна схема дозволяє забезпечити приблизно таке ж зниження загальної маси автомобіля в порівнянні з класичною схемою компонування, як і задньомоторна, але тепер перевантаженими виявляються передні колеса. Однак за такої схеми покращуються керованість і стійкість автомобіля, є можливість збільшити об'єм багажного відділення. Найбільшою мірою ці ефекти можуть бути досягнуті при поперечному розташуванні двигуна, проте часто мають і поздовжньо.
При поздовжньому розташуванні двигуна знімаються обмеження на довжину двигуна, вдається уніфікувати вали приводу провідних коліс і спрощується створення повнопривідної версії конструкції. В даний час існує стійка тенденція до розширення передньопривідної схеми компонування, причому в першу чергу на автомобілях особливо малого, малого і середнього класів.
Повнопривідна схема компонування до недавнього часу використовувалася тільки на автомобілях підвищеної прохідності, конструкція яких передбачає можливість експлуатації на неудосконалених (ґрунтових) дорогах. При цьому двигун розташовувався поздовжньо в передній частині кузова, а розподіл крутного моменту між ведучими осями відбувався зазвичай за допомогою роздавальної коробки.
Однак останнім часом повнопривідна схема компонування стала застосовуватися і на автомобілях обмеженої прохідності, що обумовлено прагненням до найбільш повної реалізації можливостей встановлюваних на них потужних двигунів. Максимально можлива (рівна масі автомобіля) зчіпна маса повнопривідного автомобіля дозволяє реалізовувати на колесах сумарно велику силу тяги, що особливо важливо за поганих умов зчеплення коліс з дорогою (дощ або ожеледь). Такі автомобілі зазвичай роблять на базі передньопривідних, в яких двигун може розташовуватися як вздовж, так і поперек автомобіля, а розподіл крутного моменту відбувається без роздавальної коробки.
Трансмісії автобусів
Ведучими колесами автобуса можуть бути колеса передньої осі, задньої осі (задніх осей - при багатовісній схемі) або всіх осей.
Відмінності у конструкціях автобусів визначаються розташуванням двигуна. При задньопривідній схемі двигун розташовується в поздовжній площині симетрії автобуса або зміщений щодо осі симетрії. Проте, якщо двигун розташований в передній частині кузова, то при великій довжині автобуса ускладнюється підведення крутного моменту до задніх ведучих коліс, підвищується складність трансмісії і рівень шуму і вібрацій, що нею породжуються. Тому ця схема найпоширеніша на невеликих автобусах.
Вали трансмісії можна зробити коротшими, а простір кузова використовувати більш ефективно, якщо розташувати двигун під підлогою між передньою та задньою осями. Однак за такої схеми потрібен двигун з невеликими вертикальними габаритами (цього можна досягти при горизонтальному розташуванні циліндрів), і навіть при цьому рівень підлоги піднімається, що ускладнює посадку та висадку пасажирів. Крім того, значно ускладнюється доступ до двигуна. Однак при використанні зчленованої схеми розташування двигуна під підлогою є найпоширенішим технічним рішенням.
Найменша висота рівня підлоги може бути досягнута, якщо розташувати двигун поза колісною базою поряд з ведучим мостом, тобто використовувати передньопривідну або задньомоторну компонувальні схеми. При передньопривідному компонуванні двигун може встановлюватись як уздовж поздовжньої осі, так і поперек, проте поки що дана схема на автобусах широкого поширення не отримала. Автобуси вагонної компонувальної схеми з розташуванням двигуна за задньою віссю широко застосовуються як міські, так і міжміські. При задньому розташуванні двигуна можливі варіанти його встановлення як вздовж, так і впоперек поздовжньої осі автобуса.
Зсув поздовжньо розташованого двигуна до борту, протилежного тому, де розташовані двері пасажирського салону, дозволяє збільшити розміри накопичувального майданчика та знизити рівень підлоги.
Існують також конструкції зчленованих автобусів з таким розташуванням двигуна (їх називають автобуси зі штовхаючою секцією).
Трансмісії вантажних автомобілів
Оскільки вантажні автомобілі часто бувають повнопривідними і можуть мати більше двох осей, існує безліч конструктивних варіантів їх трансмісій.
Найбільш простий варіант трансмісії мають автомобілі колісної формули 4х2 та 6х2. Автомобілі з колісною формулою 6х2 зазвичай мають середній ведучий міст.
Якщо двовісний вантажний автомобіль має колісну формулу 4х4, то для розподілу крутного моменту між передніми та задніми колесами практично завжди використовується роздавальна коробка.
Автомобілі колісної формули 6х4 можуть мати роздавальну коробку, тоді як при інших схемах трансмісії вона може бути і відсутня.
Повнопривідні автомобілі колісної формули 6х6 із традиційною схемою розподілу потужності можуть мати паралельний або послідовний привід середнього та заднього мостів.