Общие сведения о трансмиссии, ходовой части и механизмах управления

1. Общие сведения о трансмиссии и ходовой части
   1. Трансмиссия автомобиля
   2. Сцепление, коробка передач, дифференциал, привод ведущих колёс
   3. Подвеска
   4. Колёса и шины
2. Общие сведения о механизмах управления
   1. Рулевое управление
   2. Тормозные системы
3. Неисправности ходовой части и механизмов управления
1. Неисправности ходовой части и механизмов управления, с которыми запрещено участие в дорожном движении

1. Общие сведения о трансмиссии и ходовой части

1.1. Трансмиссия автомобиля

Трансмиссия — это совокупность агрегатов и механизмов, соединяющих двигатель с ведущими колёсами автомобиля.
Назначение трансмиссии:

• передавать крутящий момент от двигателя к ведущим колёсам;
• изменять величину и направление крутящего момента;
• перераспределять крутящий момент между ведущими колёсами.

В конструкции трансмиссии в качестве ведущих колёс могут использоваться передние, задние, а также одновременно и передние, и задние колёса. Если в качестве ведущих колёс используются задние колёса, автомобиль имеет задний привод, а если передние — передний привод. Привод на передние и задние колёса имеют полноприводные автомобили.

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает последовательно расположенные сцепление, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал и полуоси.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля в отличие от заднеприводного имеет шарниры равных угловых скоростей и приводные валы (полуоси). На переднеприводных автомобилях главная передача и дифференциал размещаются в картере коробки передач.

Трансмиссия полноприводных автомобилей может иметь различные конструкции. В совокупности они образуют системы полного привода.

1.2. Сцепление, коробка передач, дифференциал, привод ведущих колёс

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также для предохранения элементов трансмиссии от перегрузок. Появление вибрации или шума при нажатии на педаль сцепления свидетельствует о появлении неисправности в механизме сцепления и требует немедленного обращения в автосервис.

Привод сцепления может быть как механическим, так и гидравлическим. При гидравлическом приводе необходимо контролировать уровень жидкости в бачке сцепления.

Коробка передач служит для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля, а также длительного разъединения двигателя и трансмиссии.

Типы коробок передач:

• Механическая коробка передач — представляет собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором предусмотрено ручное переключение передач.
• Автоматизированная коробка передач — обеспечивает автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов.
• Роботизированная коробка передач — представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач.

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. Карданная передача включает шарниры неравных угловых скоростей, расположенные на карданных валах. При необходимости используется промежуточная опора. На концах карданной передачи установлены соединительные устройства. Данный тип передачи применяется в основном на заднеприводных автомобилях и автомобилях с полным приводом.

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колёс под углом 90°. Конструктивно главная передача представляет собой зубчатый редуктор, который обеспечивает увеличение крутящего момента двигателя и уменьшение частоты вращения ведущих колёс автомобиля. На преднеприводных автомобилях главная передача расположена вместе с дифференциалом в коробке передач. В автомобиле с задним приводом ведущих колёс главная передача помещена в картер ведущего моста, где кроме неё находится и дифференциал.

Дифференциал автомобиля предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колёс при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колёсам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги. Однако, если сила сопротивления качению одного из колёс или колёс одного из мостов (на автомобилях с полным приводом применяются также межосевые дифференциалы) близка к нулю, то они будут пробуксовывать. Чтобы увеличить проходимость, предусматривается блокировка дифференциала. Блокировка дифференциала является одним из самых эффективных способов повышения проходимости. В любом автомобиле, предназначенном для эксплуатации на бездорожье и имеющем межосевой дифференциал, конструкторы обязательно вводят механизм его блокировки. Иногда машину оснащают механизмом, блокирующим межколёсный дифференциал заднего моста.

Пользоваться блокировкой дифференциала следует только в тех случаях, когда это действительно необходимо, и только на слабых грунтах. При использовании блокировки следует не забывать отключать её при выезде на сухую дорогу.

На многих полноприводных автомобилях привод на все колёса является временной мерой. Полный привод включается только при неблагоприятных дорожных условиях автоматически или принудительно.

Приводы ведущих колёс предназначены для передачи крутящего момента от главной передачи к колёсам. На легковых автомобилях получили распространение две конструкции привода.

Первая конструкция — полуоси, установленные в жёстком картере на подшипниках. Полуоси с картером и главной передачей образуют мост. Применяется на заднеприводных автомобилях.

Вторая конструкция — приводы с шарнирами равных угловых скоростей. В этом случае допускается взаимное перемещение колёс друг относительно друга и относительно главной передачи. Также возможен поворот управляемых колёс. Применяется на переднеприводных автомобилях и заднеприводных с независимой подвеской (встречается не так часто).

1.3. Подвеска

Подвеска автомобиля предназначена для обеспечения упругой связи между колёсами и кузовом автомобиля за счёт восприятия действующих сил и гашения колебаний. Подвеска входит в состав ходовой части автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на водителя и пассажиров, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колёс от соответствующего положения.

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

• Упругое устройство (пружины, рессоры, торсионы, пневмоэлементы). Они воспринимают нагрузки от неровностей дорожной поверхности.
• Демпфирующее устройство (амортизаторы). Они гасят колебания кузова при проезде через неровности.
• Направляющее устройство (рычаги, поперечные и реактивные тяги, рессоры). Они обеспечивают заданное перемещение колеса относительно кузова.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Предназначен для уменьшения поперечного крена кузова.
• Резино-металлические шарниры (сайлент-блоки и втулки). Они обеспечивают упругое соединение элементов подвески с кузовом, частично амортизируют, смягчают удары и вибрации.
• Ограничители хода подвески. Они ограничивают ход подвески в крайних положениях.

В зависимости от конструкции направляющих элементов различают два типа подвески — независимая и зависимая.

Зависимая подвеска объединяет колёса жёсткой балкой и образует так называемый мост автомобиля. Перемещение одного из колёс в поперечной плоскости передаётся другому колесу. Зависимая подвеска вследствие своей простоты имеет высокую надёжность.

В независимой подвеске связь между колёсами отсутствует. Колёса перемещаются в поперечной плоскости независимо друг от друга, чем достигается значительное снижение неподрессоренных масс и повышение плавности хода.

Полузависимая подвеска или торсионная балка — это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колёса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга.

1.4. Колёса и шины

Колесо, являясь элементом ходовой части, связывает автомобиль с дорогой. С помощью колёс осуществляется движение, передаются вертикальные нагрузки от автомобиля, воспринимаются удары и колебания от дороги. Кроме того, ведущие колёса создают при контакте с дорогой тяговое усилие, управляемые колёса обеспечивают маневрирование. От колеса зависит управляемость и устойчивость автомобиля.

Автомобильное колесо состоит из двух составных частей — колёсного диска и шины.

Колёсный диск предназначен для установки шины и передачи на неё вращения от оси. Конструктивно объединяет собственно диск и обод.

Различают два типа колёсных дисков — стальные и легкосплавные. В стальном диске обод и диск соединены между собой сваркой. Легкосплавный диск представляет собой единое целое.

Колёсный диск закрепляется на оси колеса с помощью ступицы. Крепление у легковых автомобилей чаще всего может быть болтовое. Для соединения в диске выполнено несколько (от 4 до 6) крепёжных отверстий. Обод служит для соединения шины с диском. Обод имеет сложную поперечную форму, которая обеспечивает установку шины соответствующего размера.

На легковые автомобили устанавливают в основном бескамерные шины, то есть шины, которые имеют только покрышку. Герметичность бескамерной шины достигается за счёт конструкции покрышки. Бескамерная шина состоит из нескольких элементов: каркаса, брекера, протектора, боковины и борта.

Каркас является силовой частью шины. Он воспринимает внутреннее давление воздуха, а также передаёт давление от внешних сил. Каркас состоит из нескольких (от 1 до 10) слоёв прорезиненного корда. Нити корда изготавливаются из синтетического волокна, стекловолокна или стали (металлокорд). Корд натянут от одного края шины до другого радиально. Такое расположение корда снижает напряжение в нитях и обеспечивает низкое сопротивление качению.

Брекер представляет собой слои корда, расположенные между каркасом и протектором. Он предотвращает отслоение протектора, амортизирует ударные нагрузки и повышает прочность каркаса.

Наружная часть покрышки называется протектор. Он обеспечивает сцепление шины с дорогой и защищает её от повреждения. Протектор состоит из массивного слоя резины и снаружи имеет рельефный рисунок. Рисунок протектора определяет способность шины к работе в определённых условиях.

На боковину нанесена маркировка шины «205/55R16 91Н»:

205

ширина шины в мм.

55

пропорциональность, то есть отношение высоты профиля к ширине. В нашем случае оно равно 55%. Проще говоря, при одинаковой ширине, чем больше этот показатель, тем шина будет выше, и наоборот. Обычно эту величину называют просто — «профиль».

R

означает автошину с радиальным кордом (практически все современные шины). Бывает ещё диагональная конструкция, но в последнее время её практически не выпускают, поскольку её эксплуатационные характеристики заметно хуже.

16

диаметр колеса (диска) в дюймах. Это «посадочный» диаметр покрышки на диск, то есть это внутренний размер шины или наружный у диска.

91

индекс нагрузки. Это уровень предельно допустимой нагрузки на одно колесо. Для легковых автомобилей он обычно делается с запасом, и при выборе шин не имеет решающего значения (в нашем случае 91 соответствует нагрузке в 615 кг).

H

индекс скорости шины. Чем он больше, тем с большей скоростью вы можете ездить на данной покрышке (в нашем случае шину можно эксплуатировать со скоростью до 210 км/ч).

Дополнительная маркировка шины:

• M+S, или маркировка покрышки M&S (Mud + Snow) — грязь плюс снег — означает, что шины всесезонные или зимние.
• AS или All Season — всесезонные шины.
• AW (Any Weather) — любая погода, всепогодные шины.
• Пиктограмма «∗» (снежинка), надпись «Winter», горная вершина со снежинкой — резина предназначена для использования в суровых зимних условиях.
• Aquatred, Aquacontact, Rain, Water, Aqua или пиктограмма (зонтик) — специальные дождевые шины.
• Outside и Inside — ассиметричные шины, то есть важно не перепутать, какая сторона наружная, а какая внутренняя. При установке надпись Outside должна быть с наружной стороны автомобиля, а Inside — с внутренней.
• Rotation или стрелка — эта маркировка на боковине шины означает направленную шину. При установке покрышки нужно строго соблюдать направление вращения колеса, указанное стрелкой.
• Tubeless — бескамерная шина.
• Буква E (в кружочке) — шина соответствует европейским требованиям ECE (Economic Commission for Europe).

Давление воздуха в шинах должно находиться в пределах, рекомендованных производителем автомобиля, в зависимости от нагрузки. Эксплуатация с повышенным или пониженным давлением воздуха будет вести к неравномерному износу и худшей управляемости. Увод автомобиля в сторону возможен, если в шине с этой стороны давление воздуха ниже, чем в шине на этой оси с противоположной стороны.

Также автомобиль может отклоняться от прямолинейного направления при неправильной установке углов схождения, неравномерном износе протектора левых и правых шин, а также вследствие нарушения геометрии кузова автомобиля после ДТП.

2. Общие сведения о механизмах управления

2.1. Рулевое управление

Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении.

Рулевое управление состоит из рулевого колеса с рулевой колонкой, рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм предназначен для увеличения, приложенного к рулевому колесу усилия, и передачи его рулевому приводу.

Рулевой привод предназначен для передачи усилия, необходимого для поворота, от рулевого механизма к колёсам.

Большинство современных автомобилей имеют гидравлический усилитель рулевого управления. Разновидностью гидроусилителя является электрогидравлический усилитель рулевого управления, в котором гидронасос имеет привод от электродвигателя. В последние годы на автомобилях всё шире применяется электрический усилитель рулевого управления.

Усилитель рулевого управления, в котором поворотное усилие изменяется в зависимости от скорости автомобиля, называется адаптивным усилителем рулевого управления.

Отдельно сто́ит объяснить, что такое люфт в рулевом управлении.
Люфтом считается свободный ход рулевого колеса без непосредственного воздействия на управляемые колёса. Минимальный люфт наблюдается в любом автомобиле, и он обусловлен конструкцией рулевого управления. Увеличение люфта может свидетельствовать о предельном износе или появлении неисправности.

В некоторых автомобилях о различных неисправностях рулевого управления могут информировать индикаторы неисправности на панели приборов.

2.2. Тормозные системы

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время. В легковых автомобилях применяется рабочая и стояночная тормозные системы.

Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля. Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.

Тормозные системы состоят из тормозных механизмов и тормозного привода. Различают барабанные и дисковые тормозные механизмы. На передней и задней оси современных легковых автомобилей устанавливаются, как правило, дисковые тормозные механизмы. Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижных колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.

Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами. Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе легковых автомобилей. Конструкция гидравлического привода включает тормозную педаль, усилитель тормозов, главный тормозной цилиндр, колёсные цилиндры, соединительные шланги и трубопроводы.

В стояночной тормозной системе используется в основном механический тормозной привод, который обеспечивает передачу тормозного усилия от человека к тормозному механизму. Человек взаимодействует с ручным рычагом, тягой или ножной педалью. Самым популярным устройством является ручной рычаг, который располагается, как правило, справа от водителя рядом с сиденьем. От рычага к тормозным механизмам усилие передаётся с помощью тросов.

В некоторых автомобилях используется электронное включение стояночного тормоза.

Для уменьшения длины тормозного пути и сохранения управляемости автомобиля в конструкцию рабочей тормозной системы встраиваются различные дополнительные системы, в частности, антиблокировочная (ABS). При её неисправности на панели приборов загорается соответствующий индикатор.

Продолжением развития антиблокировочной системы тормозов стала система стабилизации курсовой устойчивости ESP, объединив в себе функции ABS и системы контроля тягового усилия (ASR). Включение этой системы в работу также фиксируется соответствующим индикатором на панели.

3. Неисправности ходовой части и механизмов управления

3.1. Неисправности ходовой части и механизмов управления, с которыми запрещено участие в дорожном движении

Перечень неисправностей изложен в Приложении 4 к Правилам дорожного движения «Перечень неисправностей транспортных средств и условий, при которых запрещается их участие в дорожном движении».

Неисправности перечисленных агрегатов, механизмов и систем влияют на основные характеристики автомобиля — управляемость и устойчивость. При этом следует помнить, что кроме перечисленных неисправностей следует уделять внимание всем неисправностям ходовой части и механизмов управления, и при малейшем подозрении на появление неисправности следует обращаться на станцию технического обслуживания.