Чтобы разобраться, как работает трансмиссия в машине, сначала нужно понять, для чего она нужна. Двигатель генерирует механическую энергию, которая заставляет крутиться его вал — это понятно. Но затем полученный крутящий момент следует преобразовать в двигательную силу, которая позволит автомобилю перемещаться за счет вращения колес. За это отвечает трансмиссия. Само слово «transmissio» на латыни означает «пересылка» или «передача».

В общем случае система состоит из нескольких основных узлов:

  • коробки передач;
  • сцепления;
  • механизмов переключения передач;
  • валов и дифференциалов, количество и типы которых определяются приводом авто;
  • вспомогательных систем — смазки, охлаждения.

Различные типы автомобилей имеют разные конструкции трансмиссий — механические, автоматические, вариаторы или роботизированные коробки передач. Каждая из них наделена своими особенностями и преимуществами. Но задачи — общие.

 Для чего нужна трансмиссия в автомобилях?

 

Представим момент запуска двигателя. Через некоторое непродолжительное время на выходе мы получим высокие обороты. Если они без какой-либо трансформации будут приложены к колесам, стартануть не выйдет. Более вероятно, что мотор заклинит. Трансмиссия же позволяет согласовать и правильно распределить мощность, выдаваемую силовым агрегатом, на колесные пары в зависимости от условий движения.

Кроме передачи мощности трансмиссия выполняет и другие функции:

  • Обеспечивает возможность переключения передач для адаптации к разным условиям и скоростям движения.
  • Позволяет автомобилю двигаться назад для парковки и маневрирования.
  • Может увеличивать крутящий момент, передаваемый на колеса, что полезно при старте с места езде под гору.
  • Выбирать оптимальную передачу для снижения оборотов мотора, если требуется постоянная скорость движения. Это помогает экономить топливо.
  • Контролирует скорость вращения двигателя, что важно для его безопасной и эффективной работы.

Все вышеперечисленное в совокупности обеспечивает комфорт управления автомобилем и оптимизирует его работу.

 Как функционирует трансмиссия в автомобилях?

 

Физически процесс организован по следующему алгоритму.

Двигатель автомобиля генерирует мощность, что приводит к вращению коленвала. Далее полученная мощность передается к коробке передач через:

  • маховик в автоматических коробках передач;
  • сцепление в механических коробках передач.

В КПП используются различные передачи. Их количество зависит от модели авто и обычно составляет от 3 до 8 штук. Каждая из них рассчитана на определенный уровень передаваемой мощности. Это определяется соотношением между скоростью вращения коленвала двигателя и выходного вала коробки передач:

  • Ступенчатая коробка передач использует для этого пары шестерней. Передача может быть зубчатой или планетарной. Ступени всегда дискретны и представлены фиксированным количеством обычно от 3х до 6ти.
  • Бесступенчатая фрикционная коробка передач или CVT (Continuously Variable Transmission) в своей основе имеет вариаторы. Они позволяют плавно менять передаточное число в рамках предустановленного диапазона за счет изменения диаметра ведущего и ведомого валов. Основными компонентами вариатора являются два шкива — ползущий (входной от мотора) и движущийся (выходной к колесам). Они состоят из конических дисков, которые могут изменять свои радиусы. Между ними находятся фрикционные муфты или цепь. Фрикционные муфты могут менять свое положение в зависимости от нагрузки и скорости движения. Вариатор регулирует радиусы шкивов. Если требуется больше скорости, они расширяются, увеличивая радиус. Если требуется больше крутящего момента, шкивы сжимаются, уменьшая радиус и увеличивая передаточное отношение.
  • Гидромеханическая коробка передач устанавливается вместе с гидротрансформатором. Ведущий вал мотора соединен с насосным лопастным колесом. Турбинное колесо имеет контакт с ведомым валом привода. Оба элемента помещены в герметичный корпус, заполненный специальной жидкостью. Прямой жесткой механической связи между ними нет. Насос трансформирует крутящий момент в энергию раскручивающегося потока жидкости, которую, в свою очередь, воспринимает турбина. Такая конструкция сглаживает пульсации нагрузки, предохраняя мотор и трансмиссию от повреждений. Такая КПП может быть как ступенчатой, так и плавной.

Водитель выбирает нужный вариант, используя рычаг или кулису (для механики) или с помощью селектора (на автомате).

В механике обязательно присутствует сцепление. Оно соединяет или разрывает связь между двигателем и коробкой передач в момент переключения режимов. Это необходимо для плавного перехода на другую передачу без рывков, а также остановки автомобиля с работающим мотором двигателя. Все перестройки происходят в момент разрыва сцепления, то есть при нажатой соответствующей педали.

Система валов и дифференциалов обеспечивает распределение мощности в нужных пропорциях на ведущие пары колес. Возможные варианты исполнения — передний, задний или полный привод.