Потому что у автомобиля есть трансмиссия! Внезапно, но факт.
С латинского языка (transmission) означает передачу усилия. В очень большом пласте трансмиссия подразумевает под собой коробку передач, привод на колеса. И все. Конечно есть еще и разновидности, передний привод, задний привод, "мост", "паук", постоянный "полный привод", подключаемый передний мост и прочее.
Сегодня я предлагаю разобраться с основными принципами работы трансмиссии, с моей точки зрения в самом возможном правильном подходе. Я считаю, что разделять , как это делают очень многие, коробку передач и двигатель в этом вопросе - недопустимо. Надеюсь сборная солянка изображений поможет постичь основные принципы работы системы в целом.
Под цифрами 1 и 2 располагаются задний мост и передний мост. Они приводятся в движение за счет передачи крутящего момент на них посредством карданного вала (4).
В очень грубом представлении - мост - система зубчатой передачи. В данном случае от кардана, на привода колес (называются они "полуось").
Передача "кручения" крутящего момента на карданы вращающие мосты проходит через раздаточную коробку (3).
Посредством косых шестерен с карданного вала (7) коробки передач (5) происходит вращение карданного вала (8) заднего моста (1). Карданный вал (9) переднего моста (2) имеет выключатель (10)(Он может быть и с электроприводом и механическим).
А еще раздаточная коробка, в зависимости от модификации позволяет распределять силы по осям (мостам) и по колесам. Рекомендую поискать в интернете что такое дифференциал.
Теперь, когда более менее что вращает колеса ясно, необходимо разобраться с тем, что приводит в движение кардан, то есть коробка переключения передач. Коробка переключения передач - это механизм, позволяющий менять шестеренки, передающие усилия двигателя (крутящий момент, обороты) на кардан. Если бы не было математики, и различных размеров шестеренок - система была бы много проще, но проблема в том, что система была бы ограничена по скорости автомобиля.
Коробка передач позволяет как трогаться, так и развивать большую скорость, экономить топливо, передвигаться на автомобиле с комфортом.
Как видно в этой потрясающей гифке, сила вращения - слева передается через шестеренки на вал (Draveshaft), в нашем случае будем звать его карданным валом. При включении 1-й передачи - усилие идет через крупную шестеренку! Это означает что 900 оборотов коленчатого вала (видеть их можно в салоне на тахометре) - преобразуется в меньшее количество оборотов на кардане. ( С так называемыми передаточными числами Вашей кпп вы можете ознакомиться в спецификации производителя. ) В среднем - первая передача имеет коэффициент 0.3 это означает, что 900 оборотов в минуту вашего коленчатого вала помноженное на коэффициент 0.3 становятся 270 оборотами в минуту на вашем карданном вале. (условно примем, что передаточное число в мосту 1). Это означает, что на ваше колесо стандартного размера будет получать 270 оборотов в минуту при 900 оборотах коленчатого вала. Вторая передача условно имеет коэффициент 0.45 - это 405 оборотов. 3-я примерно 0.65 - 585 оборотов. Четвертая - 0.8 - 720 оборотов. 5-я 0.95 - 855 оборотов. Почему бы не оставить только 5-ю передачу? Ну во первых - вес автомобиля, мощность двигателя, тип сцепления, физика просто не позволит тронуться автомобилю. (К примеру - за счет кпп, и раздаточной коробки в "лада нива" можно достичь крутящего момента на одно колесо 1000 нм. При крутящем моменте двигателя -116 нм.).
Мощность двигателя - это его способность крутить коробку передач, передавая через зубчатые передачи усилие, которое заставит ваше колесо "вращать землю".
Парадокс, но это так, и только законы физики, а именно масса планеты "Земля", и плотность грунта или асфальта, качество покрышек, вес автомобиля и правильная "мощность" в купе с подвеской и верно подобранной передачей позволяет нам передвигаться на автомобилях с малыми и большими скоростями, а еще с комфортом.
Но между двигателем и коробкой передач есть еще один "выключатель" - именуемый "сцеплением".
Очень сложно представить себе весь этот набор механизмов работающих вместе. Представьте себе - взрывом горючей смеси в движением приводится поршень, толкающий коленвал, который вращается сам и передает крутящий момент на маховик, в свою очередь маховик вращает сцепление, сцепление уже вращает первичный вал, а первичный вал вращает кардан, который в свою очередь приводит в движение полуоси, и следовательно колеса.
На каждом участке этого потрясающего инженерного достижения присутствуют свои тонкости. Детали должны быть идеально подогнаны друг к другу, детали должны обладать запасом прочности, достаточным, чтобы выдерживать нагрузки и крутящий момент ( вспомните ниву - 1000 нм крутящего момента ). Избыточная мощность двигателя, неправильная развесовка автомобиля, могут привести к тому, что колесо начнет вращаться в холостую. Или к такому эффекту
Такой эффект возможен и в обратную сторону - большая скорость, переключение с 5-й передачи на первую. Колеса вращаются, а вот кпп и двигатель не могут поддерживать такие скорости.
Теперь же, имея представление о том, как это работает Вам будет легче читать сухую литературу и непонятные статьи про возможности и работу автомобиля в целом и его компонентов. В следующей статье будем разбираться в сложном слове "дифференциал".
