Асновы навукі аб сістэмах колавага прывада транспартных сродкаў
Трансмісія транспартнага сродку — гэта набор кампанентаў, якія адказваюць за перадачу магутнасці ад рухавіка або электрарухавіка да колаў. Без гэтай сістэмы магутнасць, якая выпрацоўваецца крыніцай энергіі, не пераўтваралася б у рух транспартнага сродку. Разуменне асноў сістэм трансмісіі важна не толькі для студэнтаў-аўтамабілістаў, але і для карыстальнікаў транспартных сродкаў, бо дапамагае ім зразумець, як яны працуюць, як іх абслугоўваць і чаму розныя транспартныя сродкі маюць розныя характарыстыкі, напрыклад, больш эканамічныя, больш магутныя або больш устойлівыя на слізкіх дарогах.
1. Асноўная канцэпцыя : ад энергіі да руху
У звычайных транспартных сродках хімічная энергія паліва пераўтвараецца ў механічную ў працэсе згарання ў рухавіку. У электрамабілях электрычная энергія з акумулятара пераўтвараецца электрарухавіком у механічную энергію ў выглядзе кручэння. Гэта кручэнне затым неабходна рэгуляваць, павялічваючы або памяншаючы яго крутоўны момант, а затым перадаваць на колы. Вось тут і ўступае ў гульню трансмісія.
У фізіцы асноўнымі фактарамі з'яўляюцца крутоўны момант і магутнасць. Крутоўны момант — гэта «сіла кручэння», якая прымушае колы круціцца, а магутнасць — гэта хуткасць працы, якую выконвае рухавік. Транспартныя сродкі, якія могуць лёгка падымацца на ўзгоркі, звычайна маюць высокі крутоўны момант на нізкіх абаротах, у той час як транспартныя сродкі, якія могуць хутка разганяцца, патрабуюць дастатковай магутнасці для падтрымання высокай хуткасці.
2. Асноўныя кампаненты прываднай сістэмы
Нягледзячы на тое, што дэталі адрозніваюцца ў залежнасці ад тыпу транспартнага сродку (механічная, аўтаматычная, электрычная), трансмісія звычайна складаецца з:
1. Крыніца харчавання: рухавік унутранага згарання (ДВЗ) або электрарухавік.
2. Счапленне або гідратарнсфарматар: злучае і рэгулюе размеркаванне магутнасці ад рухавіка да трансмісіі.
3. Трансмісія (каробка перадач): змяняе перадаткавае стаўленне кручэння і крутоўнага моманту праз перадаткавае стаўленне.
4. Карданны вал/вал карданнага вала: перадае кручэнне на вось (звычайна на заднім/поўным прывадзе).
5. Дыферэнцыял (галоўная перадача/мост): размяркоўвае магутнасць паміж левымі і правымі коламі і дазваляе ажыццяўляць розныя кручэнні пры павароце.
6. Вось (паўвось): перадае кручэнне ад дыферэнцыяла да колаў.
7. Колы і шыны: пераўтвараюць крутоўны момант у сілу счаплення з дарожным пакрыццём.
Кожны кампанент выконвае пэўную ролю ў забеспячэнні эфектыўнай, плаўнай і бяспечнай падачы энергіі.
3. Роля трансмісіі: рэгуляванне крутоўнага моманту і хуткасці
Рухавік мае эфектыўны працоўны дыяпазон абаротаў. Калі абароты занадта нізкія, рухавік можа заглухнуць; калі яны занадта высокія, павялічваецца расход паліва і рызыка пашкоджання. Задача трансмісіі — падтрымліваць абароты рухавіка ў ідэальным дыяпазоне, забяспечваючы пры гэтым неабходны крутоўны момант для колаў.
– Нізкая перадача (высокае перадаткавае стаўленне): высокі крутоўны момант, нізкая хуткасць. Падыходзіць для старту, пад'ёму і перавозкі грузаў.
– Высокая перадача (нізкае перадаткавае стаўленне): меншы крутоўны момант, больш высокая хуткасць. Падыходзіць для ўстойлівай язды па роўнай дарозе.
У аўтаматычнай каробцы перадач пераключэнне перадач адбываецца без умяшання кіроўцы (абапіраючыся на гідраўлічныя сістэмы і электроннае кіраванне). У электрамабілях многія мадэлі не выкарыстоўваюць шматступенчатую каробку перадач, як звычайныя аўтамабілі, таму што электрарухавік мае больш шырокі эфектыўны дыяпазон крутоўнага моманту, хоць усё яшчэ ёсць паніжэнне (рэдукцыйная перадатка), каб прыстасаваць кручэнне рухавіка да колаў.
4. Счапленне і гідратарнсфарматар: плаўная падача магутнасці
У аўтамабілях з механічнай каробкай перадач счапленне дазваляе рухавіку працягваць працаваць нават тады, калі транспартны сродак спыніўся. Пры націсканні педалі счаплення рухавік і трансмісія адключаюцца. Пры павольным адпусканні магутнасць перадаецца паступова, забяспечваючы плаўны рух.
У звычайных аўтамабілях з аўтаматычнай каробкай перадач счапленне замяняецца гідратарнсфарматарам — гідрадынамічнай прыладай, запоўненай вадкасцю, якая забяспечвае больш плаўную перадачу магутнасці. Гідратарнсфарматар таксама можа «падвойваць» крутоўны момант пры пэўных умовах, дапамагаючы, калі аўтамабіль пачынае рухацца з месца.
5. Дыферэнцыял: чаму левае і правае колы павінны круціцца па-рознаму?
Калі аўтамабіль паварочвае, вонкавае кола праязджае большую адлегласць, чым унутранае. Гэта азначае, што вонкавае кола павінна круціцца хутчэй. Калі абодва колы прымушаюць круціцца з аднолькавай хуткасцю, шыны будуць праслізгваць, руль будзе цяжкім, а кампаненты трансмісіі будуць зношвацца хутчэй. Дыферэнцыял вырашае гэтую праблему, дазваляючы леваму і праваму колам круціцца з рознай хуткасцю.
Аднак стандартныя дыферэнцыялы маюць недахоп: калі адно кола губляе счапленне з дарогай (напрыклад, у гразі або на слізкай дарозе), магутнасць, як правіла, пераходзіць на кола, якое пракручваецца найбольш лёгка (тое, якое праслізгвае). Каб змагацца з гэтым, у некаторых аўтамабілях выкарыстоўваецца дыферэнцыял падвышанага праслізгвання (LSD) або электронная сістэма кантролю цягі, якая прадухіляе праслізгванне колаў шляхам тармажэння.
6. Тып прывада: пярэдні, задні, поўны і поўны прывад
Канфігурацыя трансмісіі ўплывае на характар аўтамабіля:
а. FWD (пярэдні прывад)
Магутнасць перадаецца на пярэднія колы. Перавагі:
– Лягчэйшы і больш эфектыўны (менш кампанентаў).
– Прастора салона больш прасторная, бо не патрэбны падоўжаны карданны вал.
– Звычайна больш устойлівы для пачаткоўцаў-кіроўцаў на слізкіх дарогах.
Недахопы:
– Пярэднія колы выконваюць падвойную функцыю: кіраванне і кіраванне, таму яны больш схільныя да недастатковай паваротлівасці.
— Пры вялікай магутнасці гэта можа здарыцца крутоўны момант рулявога кіравання (цягненне руля).
б. RWD (задні прывад)
Магутнасць перадаецца на заднія колы. Перавагі:
– Падзел задач: пярэднія колы кіруюць, заднія колы штурхаюць.
– Лепшая кіравальнасць і патэнцыял паскарэння аўтамабілі высокай прадукцыйнасці.
Недахопы:
– Дадатковыя кампаненты (карданны вал, задні дыферэнцыял).
– На слізкіх дарогах заднія колы хутчэй губляюць счапленне з дарогай, калі ім не дапамагае сістэма кантролю ўстойлівасці.
c. Поўны прывад (AWD)
Крутоўны момант можа перадавацца на ўсе колы, звычайна з дапамогай аўтаматычнай сістэмы, якая размяркоўвае яго ў залежнасці ад умоў. Падыходзіць для:
– Лепшае счапленне з мокрымі дарогамі, пяском або снегам.
– Стабільнасць падчас разгону.
Асноўны недахоп — павелічэнне вагі і расходу паліва .
г. 4WD (поўны прывад)
Звычайна яны распрацаваны для выкарыстання па бездаражы, маюць раздатачную скрынку і рэжымы 2H/4H/4L. Рэжым 4L прапануе вельмі нізкае перадаткавае стаўленне для высокага крутоўнага моманту пры ўздыме на крутоўны момант або пераадоленні перасечанай мясцовасці. Гэтая сістэма надзейная, але звычайна цяжэйшая і патрабуе больш тэхнічнага абслугоўвання.
7. Счапленне з дарогай: спалучэнне шын, дарожнага пакрыцця і крутоўнага моманту
У рэшце рэшт, колы не «штурхаюць» дарогу непасрэдна — працу выконвае трэнне паміж шынай і паверхняй. Калі крутоўны момант занадта вялікі ў параўнанні са счапленнем шыны, шына будзе прабуксоўваць, і аўтамабіль не будзе эфектыўна рухацца наперад. Вось чаму сучасныя транспартныя сродкі выкарыстанне:
– ABS, якая прадухіляе блакіроўку колаў пры тармажэнні.
– TCS (сістэма кантролю цягі) прадухіляе прабуксоўку вядучых колаў падчас паскарэння.
– ESC (электронная сістэма стабілізацыі) для падтрымання ўстойлівасці, калі аўтамабіль пачынае губляць курс.
Гэта азначае, што сістэму прывада нельга аддзяліць ад тармазной сістэмы і электроннага кіравання.
8. Базавае тэхнічнае абслугоўванне для падтрымання тэрміну службы прываднай сістэмы
Некаторыя этапы тэхнічнага абслугоўвання, якія непасрэдна звязаны з трансмісіяй:
– Рэгулярна мяняйце трансмісійны алей у адпаведнасці з рэкамендацыямі вытворцы.
– Праверце алей у масце/дыферэнцыяле (асабліва ў мадэлях з заднім/поўным прывадам).
– Пераканайцеся, што пылнік шарніра вала (звычайны для пярэднепрывадных аўтамабіляў) не парваны, каб не выцякала змазка і не трапляў бруд.
– Пазбягайце звычак, якія прыводзяць да негатыўнага ўздзеяння на кампаненты: паўторных рэзкіх стартаў, занадта доўгага знаходжання счаплення ў «напалову выціснутым» стане або прымусовага руху аўтамабіля ўгору на няправільнай перадачы.
– Падтрымлівайце ціск у шынах і іх стан, бо шыны ўплываюць на счапленне з дарогай і нагрузку на трансмісію.
Закрыццё
Фундаментальная навука аб трансмісіях транспартных сродкаў вывучае, як магутнасць ад рухавіка або электрарухавіка апрацоўваецца і накіроўваецца ў рух на колах. Яна ўключае ў сябе такія важныя кампаненты, як счапленне або гідратарнсфарматар, трансмісія, карданны вал, дыферэнцыял і шыны як канчатковы вузел, які стварае счапленне з дарогай. Розныя канфігурацыі трансмісіі — пярэдні прывад, задні прывад, поўны прывад і поўны прывад — ствараюць розныя характарыстыкі транспартных сродкаў з пункту гледжання эфектыўнасці, устойлівасці, здольнасці праходзіць павароты і прадукцыйнасці на цяжкапраходнай мясцовасці. Разумеючы гэтыя прынцыпы, мы можам больш мэтазгодна выкарыстоўваць транспартныя сродкі, падтрымліваць тэрмін службы кампанентаў і разумець, чаму тэхнічнае абслугоўванне трансмісіі з'яўляецца найважнейшай часткай бяспекі і камфорту кіравання.
