ДооборудТюнТрансСред_Конспект лекций_2012

4.1.2. Тюнинг трансмиссии

Трансмиссия – совокупность узлов и механизмов между двигателем и ходовым оборудованием, предназначена для изменения крутящего момента двигателя по величине и направлению потока (вдоль-поперек автомобиля).

Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, взаимного расположения двигателя и ходового оборудования и значительно влияет на эксплуатационные свойства автомобиля.

Классификация трансмиссии представлена на рис.

Рис. 4.45 Классификация трансмиссии

Трансмиссия может иметь: -один ведущий мост -два и более ведущих моста

По характеру передачи крутящего момента между двигателем и колесами различают трансмиссии:

-прозрачные (механические) -непрозрачные (гидравлические)

Двигатель может быть размещен, как продольно, так и поперечно. Каждый вид трансмиссии имеет свои преимущества и недостатки.

Для характеристики автомобиля применяют колесную формулу – 4х2, 4х4, 6х4 и т.д. Первая цифра указывает общее число колес, вторая – число ведущих колес.

Большинство современных автомобилей являются переднеприводными. С помощью полного привода крутящий момент двигателя распределяется на обе оси. Это обеспечивает высокие динамические характеристики автомобиля, наилучший разгон при резком старте, отличную управляемость, боковую устойчивость при обгоне и прохождении поворотов.

133

На спортивные и тюнингованные автомобили многие автолюбители стали устанавливать облегченный маховик двигателя. Уменьшение веса маховика до полутора килограмм приводит к уменьшению инерционных потерь и улучшению динамических характеристик автомобиля на 3-4

Рис. 4.46 Облегченный маховик

%.Обычно его ставят на спортивные машины.

Сцепление служит для кратковременного отключение двигателя от трансмиссии. Оно бывает:

-механическим (фрикционным), -гидравлическим (гидромуфта), -электромагнитным.

жидкость, которая оказывает силовое воздействие на лопатки турбинного колеса и передаёт последнему крутящий момент. Для полного выключения гидромуфты необходимо удалить из неё жидкость.

По количеству дисков различают однодисковые и многодисковые сцепления (сухие и в «масляной ванне»).

Требования к сцеплениям:

плавность включения

чистота включения

отвод тепла

легкость управления

134

уменьшение момента инерции ведомых частей.

По каждому из этих требований могут быть проведены тюнинговые мероприятия, увеличивающие эффективность работы сцепления.

При увеличении мощности двигателя сцепление лучше заменить, чтобы оно соответствовало новым возможностям двигателя.

Постоянно пробуксовывающее сцепление сильно нагревается, а теплостойкость лучших органических накладок не превышает 2500 0С. Снижается коэффициент трения, накладки перегреваются, запекаются, растрескиваются и высыпаются.

Ведомый диск оснащают накладками из материала FiberTuff. В состав материала входят керамический наполнитель, углеродное волокно и кевлар. По фрикционным качествам эти накладки очень похоже на органические, но обладают повышенной четкостью включения сцепления. Износостойкость накладок FiberTuff в 2-4 раза выше органических. Теплостойкость до 4000 0С.

Можно делать фрикционные накладки из кевларового волокна - полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo - деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей стойкость к истиранию органических накладок. Накладки получаются долговечными. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа, а затем деликатной обкатки в течение длительного пробега (порядка 10 тыс.км). Теплостойкость кевларовых накладок достигает 3700 0С.

Экстремальные условия эксплуатации сцепления обусловили появление в автомобилях металлокерамических дисков. Металлокерамика бывает: алюминиевая, чугунная. Для большинства производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Ведомые диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 6000 0С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок - их "агрессивность" к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины сцепления. Они рекомендованы для спортивных и гоночных автомобилей.

Бескомпромиссным вариантом накладок является сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность их в том, что прижимной и ведомый диски, а также сопряженная поверхность маховика тоже выполнены из углерода. Это обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм из будущего обладает

135

большим температурным пределом (25000 0С). Долговечность раз в пять выше "органики". Единственный недостаток углеродных сцеплений - высокая стоимость.

По конструкции сцепления могут быть: однодисковые и многодисковые. При этом для дисков, втулок и пружинок тюнинговых сцеплений высококлассные производители используют более качественные материалы и термообработку, что позволяет выдерживать нагрузку в 2-8 раз выше заводской.

Конструкция мотоциклетного сцепления и место его расположения в значительной мере зависят от общей компоновки аппарата, его назначения и передаваемого от двигателя крутящего момента. На мотоциклах с четырехтактным двигателем, имеющих продольное расположение коленчатого вала удобно использовать сухое сцепление автомобильного типа, размещенное в маховике. Мотоциклы с двухтактным двигателем чаще всего используют сцепление, работающее в масляной ванне, в связи, с чем площадь соприкасающихся поверхностей многократно увеличивается, т.е. сцепление состоит из пакета дисков: ведомые чередуются с ведущими. Механизмы выключения обоих типов сцепления принципиально ничем не отличается.

Коробка перемены передач предназначена для изменения силы тяги на ведущих колёсах и скорости движения автомобиля, движения автомобиля задним ходом и разобщения вала двигателя от ведущих колёс на продолжительное время (стоянка, движение накатом).

Различают КП:

-по характеру изменения передаточного числа (ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные);

-по характеру связи (механические, гидравлические, электрические, комбинированные);

-по способу управления (автоматические и неавтоматические). Передаточное число:

i z2 D2 n1 , z1 D1 n2

где z1, z2 – числа зубьев шестерен; D1, D2 – диаметры шестерен;

n1, n2 – частоты вращения валов.

Механизм переключения передач предназначен для выбора, включения и выключения водителем передач, предотвращения самопроизвольного включения и выключения и одновременного включения нескольких передач.

136

поступает на лопатки неподвижно закрепленного колесареактора. Лопатки последнего изменяют направление проходящего через него потока жидкости. На лопатках реактора возникает усилие, вызывающее появление реактивного момента.

Таким образом, наличие реактора дает возможность получать на валу турбинного колеса крутящий момент, отличающийся от момента, передаваемого двигателем.

Чем медленнее вращается турбинное колесо по сравнению с насосным (например, при увеличении нагрузки на турбинном колесе), тем значительнее лопатки реактора изменяют направление проходящего через него потока жидкости и тем больше дополнительный момент передается от реактора турбинному колесу, вследствие чего увеличивается крутящий момент на его валу.

Гидротрансформатор характеризуется:

-коэффициентом трансформации, представляющий отношение момента Мт, получаемого на ведомом валу, к моменту Мк на ведущем валу (К=Мт/Мк)

-передаточным отношением, т.е. отношение оборотов на ведомом валу

138

-создает лучшие условия для труда водителя.

Для бесступенчатого переключения передач в таких коробках используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле, а иногда – для включения низшей передачи и заднего хода – зубчатая муфта.

Основными элементами электронной системы управления являются электронный блок и рычаг управления.

Положения рычага управления:

P-остановка R-движение назад

N-нейтральное положение D-движение вперёд L-небольшая скорость

Раздаточная коробка служит для передачи крутящего момента от вторичного вала на ведущие мосты колесного трактора и автомобиля повышенной проходимости. Она может выполнять также назначение дополнительной коробки передач, увеличивая общее передаточное число трансмиссии.

Раздаточная коробка общего назначения включает в себя валы привода переднего и заднего мостов, валы привода вала отбора мощности (ВОМ), а также ряд шестерен. Корпус раздаточной коробки прикреплен сзади к корпусу

коробки передач, которая вместе со сцеплением и двигателем образует единый блок, прикрепленный к раме трактора или внедорожника на кронштейнах и амортизаторах.

Большинство технологий, применяемых в тюнинге трансмиссии, проверены в автоспорте. Трансмиссия любого, особенно спортивного автомобиля - важнейший механизм реализации динамических характеристик двигателя. Даже с относительно слабым мотором машина может быть быстрой из-за правильно подобранных передаточных чисел.

В автоспорте применяются синхронизированные (как на "дорожных" автомобилях) и несинхронизированные (кулачковые) коробки передач. По

139

принципу переключения они делятся на обычные (Н-схема) и секвентальные (с последовательным выбором передач, как на мотоциклах).

В автомобилях достаточно серьезного уровня подготовки применяются кулачковые КП. Они имеют ряд преимуществ - выдерживают более высокие нагрузки (за счет формы зуба и зацепления шестерня - кулачковая муфта); позволяют опытным пилотам тратить меньше времени на переключение передач за счет неполного выжима сцепления или вообще без выжима сцепления; в них не разрушаются синхронизаторы (которых попросту нет).

Для обычного дорожного движения кулачковые КП практически непригодны, так как являются достаточно шумными (за счет работы прямозубых зубчатых пар), "жесткими" при включении передачи, имеют относительно небольшой ресурс. Кроме того, они несоизмеримо дороже, чем синхронизированные, и требуют регулярного квалифицированного обслуживания.

Синхронизированные КП отличаются от стандартных лишь передаточными числами. В отдельных случаях (ВАЗ-2108 и -2110) возможно добавление 6-й передачи. Правильный подбор передаточных чисел главной пары редуктора, первичного вала и ведомых шестерен вторичного вала - залог согласованной работы трансмиссии. Передаточные числа подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес и самое главное - от пожеланий владельца автомобиля.

Передаточное число коробки передач - это отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни. Чем оно выше, тем передача "короче" и "мощнее". Двигатель быстро набирает положенное количество оборотов, набор скорости происходит так же стремительно, но возникает необходимость в частом переключении передач. Как следствие - некоторое снижение максимальной скорости на данной передаче.

Первое средство повышения разгонной динамики автомобиля - изменение передаточного числа главной пары редуктора. При производстве переднеприводных моделей и машин "десятого" семейства на АвтоВАЗе, как правило, устанавливают пары с передаточным числом 3,7-3,9 (исключение - ВАЗ-21103 16V с передаточным числом 3,5).

Для динамики разгона автомобиля мощность двигателя не главное, важнее крутящий момент, но он достигается на определенных оборотах. Время разгон мало, поэтому важно, чтобы крутящий момент оставалась высокой во всем диапазоне оборотов.

. Мощность — произведение крутящего момента на частоту вращения. С ростом оборотов мощность увеличивается (скоростная характеристика). Когда рост оборотов перестает компенсировать снижение крутящего момента, мощность начинает падать. Поэтому разгон будет наиболее интенсивным, если удерживать обороты между максимальным моментом и максимальной мощностью.

140