3.7. Передача мощности от двигателя к ведущим колесам

Передача мощности с маховика двигателя на ведущие колеса сопровождается потерями. Вначале это потери, вызываемые пробуксовкой в сцеплении. Во фрикционном сцеплении они, однако, незначительны и ими можно пренебречь, в то время как при использовании гидродинамических муфт и трансформаторов эти потери достигают довольно больших величин.

Потери в коробке передач зависят от того, какая передача включена. Если используется четырехступенчатая коробка передач с прямой передачей, то в случае ее включения (обычно это IV ступень) потери ограничиваются расходом мощности на перемешивание масла в картере коробки передач при вращении промежуточного вала и на привод масляного насоса (если он соединен с коробкой передач). На других передачах потери зависят главным образом от общего числа зацеплений шестерен, через которые передается крутящий момент. Кроме этого, на потери влияют вязкость и температура масла, расстояние от шестерен до стенок картера коробки передач. Муфты синхронизаторов в отдельных случаях также могут являться причиной значительных потерь мощности.

Температура масла в картере коробки передач часто достигает 100 °С и является в определенном смысле показателем потерь. У автоматических коробок передач потери возрастают. Главными источниками потерь при этом являются гидромуфты и гидротрансформаторы. Гидродинамическая муфта не изменяет передаваемый момент, и поэтому ее пробуксовка свидетельствует о прямых потерях мощности. 10 %-ное буксование^* вызывает снижение КПД гидромуфты до 90 %. Для отвода теплоты от гидромуфты ее корпус выполняют с оребрением. Однако следует заметить, что гидродинамическая муфта не может передавать крутящий момент без пробуксовки и поэтому использование такого сцепления всегда связано с известными потерями мощности. В связи с этим иногда его функции дублируются параллельно подключенным фрикционным сцеплением. У гидродинамического трансформатора крутящего момента потери еще больше и о причинах этих потерь речь пойдет в главе о коробках передач.

^* (Буксование (скольжение) гидромуфты (гидротрансформатора) оценивается относительным уменьшением частоты вращения ведомого турбинного колеса в сравнении с частотой вращения ведущего насосного колеса, жестко соединенного с валом двигателя. - Примеч. ред.)

Другими источниками потерь служат шарниры и главная передача. Если автомобиль имеет независимую подвеску колес, то для передачи момента на ведущие колеса необходимы шарниры. В том случае, когда ведущими являются передние колеса, эти шарниры работают часто с большими угловыми перемещениями и служат причиной значительных потерь. К. счастью, при большой амплитуде колебаний колес скорость автомобиля невелика, да и передаваемый момент меньше по величине и весьма краток по времени.

Ведущие колеса установлены на подшипниках качения, в которых потери от трения очень незначительны. Весьма важной является правильная регулировка колесных тормозов. Если поверхности трения после торможения не отходят от барабана, то возникают большие потери, ведущие к перегреву и ухудшению функционирования тормозов. Повышение температуры тормозов легко определить простым прикосновением к диску колеса.

У грузовых и специальных автомобилей иногда в ступице колеса размещается понижающая передача, что также вызывает большие потери, особенно зимой, при загустении смазочного материала. Потери возрастают также, если ведущими являются одновременно передняя и задняя оси. В этом случае причиной роста потерь служит увеличение числа шестерен и, соответственно, зацеплений, дифференциалов и шарниров. Достичь малого расхода топлива при этом весьма проблематично.

С выключением переднего привода вращение колес в раздаточной коробке и шарниров в полуосях не прекращается, так как они приводятся в движение от вращающихся колес. Потери в передаче от передних колес устраняются лишь путем отсоединения ведущего вала в ступице колеса, поскольку в этом случае прекращается вращение всего привода передних колес. Однако размещение в ступицах колес специальных муфт отключения и их управление представляют собой сложную и дорогостоящую задачу.

Если не применяются межосевой и межколесный дифференциалы, то при повороте, различном давлении в шинах или их неодинаковом износе возникают реактивные силы, препятствующие движению, и появляется пробуксовка шин по поверхности дороги, что связано с повышенным потреблением энергии.