Главная передача
Так называют последнее звено трансмиссии, передающей крутящий момент от двигателя на ведущие колеса. Еще ее называют главной парой, а за рубежом — конечной передачей Цепь была обязательным элементом в трансмиссиях практически всех автомобилей «доисторических времен». Вспомним первые модели Бенца или пресловутую «Антилопу-Гну» из романа Ильфа и Петрова: после аварии «цепь змеей сползала в придорожную канаву». Обычно открытая и ничем не защищенная цепь быстро вытягивалась и изнашивалась. Этого недостатка были лишены разве что автомобили марок «De Dion Bouton» и «Renault»: крутящий момент на задние ведущие колеса у них передавал карданный вал, и главная передача состояла из двух прямозубых конических шестерен. Однако такую конструкцию применяли лишь на легких маломощных авто. Более тяжелые машины сохраняли верность цепной передаче.
Тем более что с ней неподрессоренные массы были меньше, чем при наличии кардана и задней оси, отягощенной редуктором с коническими шестернями. Недаром на спортивных автомобилях цепная главная передача держалась дольше всего! Так было и у гоночного Benz с 200-сильным мотором — на таком автомобиле в 1913 году был установлен всероссийский рекорд скорости, составивший 202,168 км/ч.
Тише, пожалуйста
Конические прямозубые шестерни работали надежно, но слишком шумно. Поэтому уже в самом начале ХХ века появилась червячная главная передача — пионерами ее применения стали английские фирмы «Daimler» и «Lanchester».
Она исполняла свои обязанности тише, но требовала специальной смазки из-за повышенного трения между червячным валом и зубьями червячной шестерни. Верность такой конструкции долго сохраняли некоторые марки, например «Audi» и «Peugeot», ведь она давала возможность опустить карданный вал. Остальные фирмы, начиная с 20-х годов, предпочли главную передачу с коническими шестернями, на которых появились спиральные зубья. Для их нарезки станкостроительным компаниям «Glasson» и «Klingenberg» даже пришлось разработать специальные станки. Спиральные зубья издавали меньше шума при работе, а главное, площадь зацепления у них была больше. Почти все легковые модели середины прошлого века имели такую главную передачу!
Однако потребительские запросы росли, и этот тип главной передачи тоже стал казаться довольно шумным. Да и конструкция автомобиля радикально менялась! Машины становились все ниже, появились несущие кузова, а туннель над карданным валом оставался не просто высоким — он стал серьезной помехой для ног пассажиров заднего дивана. И тогда инженеры снова вспомнили про червячную передачу. Первые гипоидные главные передачи появились еще в 30-е годы. Это были все те же конические шестерни со спиральными зубьями, однако в них ось ведущей была смещена вниз относительно ведомой на 35—45 мм. Получился как бы гибрид между червячным валом и спирально-коническими шестернями. Такая передача, как и червячная, требовала специальной смазки. Однако позволяла опустить на 35—45 мм карданный вал, а следовательно, и его туннель. Кроме того, шестерни в данном случае работали тише. В результате практически все легковые автомобили с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами перешли на гипоидную главную передачу.
Но уже в шестидесятые годы прошлого века начался переход на передний привод. У большинства автомобилей подобной компоновки силовой агрегат устанавливали не вдоль, а поперек моторного отсека. Соответственно валы коробки передач располагались не поперек, а параллельно оси коленчатого вала. Поэтому в главной передаче были задействованы не конические, а цилиндрические шестерни. Получилась весьма компактная конструкция. Вдобавок цилиндрические шестерни дешевле конических в производстве, а КПД их выше. Однако на автомобилях с задними ведущими колесами до сих пор сохраняется гипоидная главная передача.
Назад в будущее!
Цепная главная передача неожиданно возродилась на послевоенных микролитражных автомобилях с моторами мотоциклетного типа.
Наиболее интересную конструкцию выдвинула в 1958 году голландская фирма DAF. Она заменила цепи... клиновыми ремнями, работавшими по раздвижным коническим шкивам. Такая ременная передача являлась одновременно и главной передачей, и бесступенчатой коробкой (вариатором). Увы, КПД и ресурс этой трансмиссии оказались невелики, и уже через несколько лет компании DAF пришлось от нее отказаться. И наконец, еще об одних цепях — электрических. Уже в начале прошлого века появились первые автомобили с электрической трансмиссией. Двигатель внутреннего сгорания, связанный с генератором, вырабатывал электрический ток. По проводам он поступал к электромоторам, вмонтированным в ступицы колес. Такова вкратце эволюция главной передачи.