4.1. Трансмиссия. Общее устройство, назначение и компоновка
Трансмиссией называют совокупность узлов и агрегатов, передающих мощность от вала двигателя к ведущим колесам автобуса. Традиционная трансмиссия включает в себя сцепление, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал и полуоси.
Сцепление — узел, обеспечивающий соединение вращающегося вала двигателя с ведущим валом коробки передач.
Коробка передач — агрегат, обеспечивающий изменение передаточного числа трансмиссии для согласования частоты вращения, направления и крутящего момента вала двигателя с частотой вращения, направлением и крутящим моментом ведущих колес автобуса.
Карданная передача — система валов с шарнирами, обеспечивающая передачу мощности от выходного вала коробки передач к входному валу главной передачи при изменяющихся углах и расстояниях между ними.
Главная передача — узел, обеспечивающий увеличение общего передаточного числа трансмиссии и изменение направления передачи мощности.
Дифференциал — механизм подачи мощности к ведущим колесам при обеспечении возможности вращения их с различными угловыми скоростями.
Полуоси — валы, обеспечивающие подачу мощности от ведомых шестерен дифференциала к ступицам ведущих колес. При независимой подвеске колес ведущего моста роль полуосей выполняют карданные валы привода ведущих колес.
На части больших и особо больших городских автобусов применяется гидромеханическая трансмиссия, отличающаяся от традиционной механической наличием гидротрансформатора (вместо сцепления) и спе-циальной ступенчатой коробки передач. Узел, объединяющий гидротрансформатор и специальную ступенчатую коробку передач, называется гидромеханической передачей (ГМП).
Компоновка трансмиссии во многом определяется компоновкой самого автобуса. На автобусах особо малого и малого классов может применяться как переднеприводная, так и заднеприводная схема трансмиссии. Компоновки переднеприводной схемы приведены на рис. 1.1 (продольное расположение двигателя) и 1.2 (поперечное расположение двигателя).
В первом случае двигатель расположен вдоль продольной оси автобуса, картер сцепления крепится непосредственно к картеру двигателя, коробка передач объединена в один узел с главной передачей и картер этого узла крепится к картеру сцепления. В главной передаче происходит поворот потока мощности на 90°, передача мощности к ведущим колесам осуществляется карданными валами.
Во втором случае двигатель расположен поперек продольной оси автобуса, крепление сцепления, коробки передач и главной передачи аналогично первому варианту. Вместе с тем в главной передаче не происходит поворота потока мощности (см. рис. 1.2).
На отечественных автобусах особо малого и малого классов (УАЗ-2206, ГАЗ-2217, ГАЭ-3221, ПАЗ-3205, ЗИЛ-3207) применяется переднемоторная заднеприводная компоновка трансмиссии с центральным расположением двигателя (см. рис. 1.3). В этом случае картер сцепления крепится к картеру двигателя, картер коробки передач — к картеру сцепления, мощность с выходного вала коробки передач карданной передачей подводится к ведущему валу главной передачи, установленной в балке заднего ведущего моста. Подвеска задних колес зависимая, крутящий момент к ступицам ведущих колес подводится через полуоси.
На части больших городских автобусов прежних выпусков применялась переднемоторная заднеприводная компоновка (ЗИЛ-158, ЛиАЗ-677). Из-за карданной передачи, проходящей через весь автобус, высоко располагался пол, это создавало неудобства посадки и высадки пассажиров. Некоторого снижения уровня пола достигали, смещая двигатель (см. рис. 1.4), что позволило разместить карданную передачу под одним из рядов сидений.
На ряде конструкций больших городских автобусов двигатель расположен продольно под полом. Цилиндры расположены горизонтально, двигатель смещен к заднему ведущему мосту, что позволяет существенно уменьшить длину карданной передачи, а следовательно и упростить ее (см. рис. 1.7). Высота пола остается такой же, как и при переднем расположении двигателя.
У современных больших и особо больших городских автобусов и междугородних больших автобусов расположение двигателя заднее. Двигатель при этом может располагаться вдоль продольной оси автобуса по центру или быть смещенным относительно центральной продольной оси (см. рис. 1.5). В этом случае выходной вал коробки передач соединяется короткой карданной передачей с входным валом главной передачи, расположенной в балке ведущего моста.
При поперечном заднем расположении двигателя (что встречается на части больших городских и междугородних автобусов) между выходным валом коробки передач и входным валом главной передачи необходима установка углового редуктора, который в зависимости от компоновки имеет угол от 60° до 90° (см. рис. 1.6).
Особо большие городские автобусы, как правило, выполняются сочлененными. Двигатель может располагаться под полом передней секции (см. рис. 1.7), в этом случае прицепная задняя секция ведома передней. Такая конструкция не обеспечивает низкого уровня пола, что в настоящее время считается обязательным. Для понижения уровня пола в сочлененных автобусах двигатель располагают в задней части прицепной секции, которая в этом случае становится толкающей. Он может располагаться продольно (см. рис. 1.8), или поперечно (см. рис. 1.9). Недостаток такой компоновки — возможность складывания секций в определенных условиях движения. Для исключения этого в задней толкающей секции применяют специальную систему противо-складывания, о которой будет рассказано в под разд. 4.3.4.