Назначение и устройство кпп – Назначение и устройство коробки передач автомобиля

Содержание

Назначение и устройство коробки передач автомобиля

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно).Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

  • 4-ступенчатую;
  • 5-ступенчатую;
  • 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

ПреимуществаНедостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КППМеньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПДУтомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкцииНеобходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживаниеБолее низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожьюВозможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

  • выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
  • при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
  • при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

  • отпустить педаль газа;
  • левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
  • рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
  • аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

wikers.ru

24. Назначение, типы, общее устройство и принцип работы коробки переключения передач

Понятие о передаточном числе.

Коробкой передач называется механизм трансмиссии, изменя­ющий при движении автомобиля соотношение между скоростями вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес. Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, длительного разъединения двигате­ля и трансмиссии и получения заднего хода.

Изменение крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или умень­шения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала. Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и прохо­димость автомобиля.

коробки передач

по изменению передаточного числа

по связи между валами

по управлению

ступенчатые

механические

неатоматические

бесступенчатые

гидравлические

полуавтоматические

комбинированные

электрические

автоматические

В ступенчатых коробках передач передаточное число изменяет­ся ступенчато и тяговая сила на ведущих колесах автомобиля так­же изменяется ступенчато. В бесступенчатых коробках передач передаточное число и тяговая сила на ведущих колесах изменяются плавно, а при гидромеханических короб­ках передач — и плавно, и ступенчато. В неавтоматических коробках передач переключение передач осуществляется водителем вручную при помощи рычага переклю­чения, расположенного на коробке передач или на рулевой ко­лонке. В полуавтоматических коробках передач выбор необходи­мой передачи осуществляется водителем, а включение передачи производится автоматически. В автоматических коробках передач переключение передач происходит автоматически без участия во­дителя и в зависимости от условий движения. На большинстве легковых и грузовых автомобилей применя­ются ступенчатые коробки передач, все большее распростране­ние в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах полу­чают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидро­трансформатора и ступенчатой механической коробки передач.

Требования к коробке передач. Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомо­биля к коробке передач предъявляются специ­альные требования, в соответствии с которыми она должна обес­печивать:

• оптимальные тягово-скоростные свойства и топливную эко­номичность автомобиля;

• бесшумность при работе и переключении передач;

• легкость и удобство управления;

• высокий КПД;

• возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования.

Ступенчатая коробка передач представляет собой зубчатый (шестеренный) механизм, в котором изменение передаточного числа происходит ступенчато. Передаточным числом зубчатой передачи называется отношение числа зубьев колеса (большего из пары) к числу зубьев шестерни (меньшего из пары), или обратное отношение их частот вращения. Если в передаче участвует несколько пар зубьев, то общее передаточное число равно произведению их передаточных чисел. Передаточные числа ступенчатой коробки передач на всех пе­редачах, кроме высшей, больше единицы. При включении этих передач уменьшается скорость вращения ведомого (вторич­ного) вала коробки передач и почти во столько же раз увеличива­ется передаваемый крутящий момент двигателя.

На автомобилях применяются различные типы ступенчатых коробок передач. Наибольшее распространение на легковых и грузовых автомо­билях и автобусах получили трехвальные коробки передач. Эти коробки передач имеют три вала — первичный (ведущий), вто­ричный (ведомый) и промежуточный, на которых установлены шестерни различных передач.

Конструкция трехвальной коробки передач и число ее передач во многом зависит от типа автомобиля. Однако широкое примене­ние получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач на легковых и грузовых автомобилях и автобусах.

Механическая, четырехступенчатая, треххо­довая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизатора­ми и неавтоматическая (с ручным управлением) коробка имеет четыре передачи для движения вперед и одну передачу для движения назад. Шестерни всех передач (кроме зад­него хода) — косозубые, что уменьшает шум при работе коробки передач, имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи зад­него хода — прямозубые. Передачи для движения вперед включа­ются с помощью синхронизаторов, а для движения назад — пере­движением промежуточной шестерни заднего хода. Переключа­ются передачи с помощью рычага, который имеет три хода впе­ред и назад для переключения передач.

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки передач на подшипниках установлены первичный (ведущий) 7, вторич­ный (ведомый) 8 и промежуточный 21 валы. Первичный вал вы­полнен как одно целое с шестерней 3, находящейся в постоян­ном зацеплении с шестерней 23 промежуточного вала, представ­ляющего собой блок шестерен. На вторичном валу свободно уста­новлены шестерни 5, 6 и 9 соответственно III, II и I передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ше­стернями промежуточного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 4 и 7 и шестерня 10 заднего хода. Промежуточная шестерня 7 заднего хода свободно установ­лена на оси 18. При включении I и II передач синхронизатор 7 соединяет соответственно шестерни 6 и 9 с вторичным валом ко­робки передач. При включении III и IV передач синхронизатор 4 соединяет соответственно шестерню 5 и первичный вал 1 с вторичным валом. Задний ход включается вилкой 15 путем введения в зацепление шестерни 16 с шестернями 17 и 10. Картер коробки передач закрывается крышками 2, 14 и 19. Под нижнюю 19 и зад­нюю 14 крышки установлены прокладки.

Синхронизатор состоит из ступицы 31, скользящей муфты 32, блокирующих колец 30 и пружин 29. Ступица синхронизатора за­креплена на вторичном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 32 с внутрен­ними коническими поверхностями. Блокирующие кольца 30 имеют наружные конические поверхности и внутренние зубья со скосами. Блокирующие кольца постоянно отжимаются пружинами 29 к скользящей муфте 32. Работа синхронизатора основана на использова­нии сил трения. Включение передачи возможно только после пред­варительного уравнивания угловых скоростей вторичного вала и шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями скользящей муфты 32 и блокирующего кольца 30. После этого зубья муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне; свободно вращающа­яся шестерня на вторичном валу с помощью синхронизатора со­единяется с вторичным валом, и передача включается. Механизм переключения коробки передач включает в себя рычаг переключения, ползуны с вилками, шариковые фиксаторы и замок. Рычаг прижимается пружиной к сферической поверхности крышки шаровой опоры. Фигурный конец рычага при переключении передач входит в пазы вилок. Вилки, установленные на ползунах, входят в выточки скользя­щих муфт синхронизаторов 4 и 7 и промежуточной шестерни 16 заднего хода. Шариковые фиксаторы удерживают ползуны в нейтральном и включенном положениях, а замок исключает одновременное включение двух передач. Замок состоит из двух бло­кировочных сухарей и штифта между ними. При перемещении сред­него ползуна оба сухаря выходят из его углублений и запирают крайние ползуны, исключая их смещение. При перемеще­нии одного из крайних ползунов сухарь выходит из его углубле­ния, блокирует средний ползун и, действуя через штифт на дру­гой сухарь, запирает также другой крайний ползун, что исключа­ет включение двух передач одновременно.

Коробка передач крепится к заднему торцу картера сцепления. В нее через резьбовое отверстие с пробкой заливают трансмис­сионное масло. Внутренняя полость коробки передач через сапун сообщается с атмосферой. Масло из коробки передач сливается через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в нижней крышке.

studfile.net

Коробка переключения передач: назначение и принцип работы

Говоря сухим техническим языком, коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).

А теперь с точки зрения новичка давайте разберемся – зачем вообще нужна коробка передач на автомобиле, и для чего нужно переключать передачи? Переключение передач – необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента ДВС. Сравним для примера ДВС и электродвигатель.

Тяговые характеристики ДВС и электродвигателяТяговые характеристики ДВС и электродвигателя

Основное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент.
У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает.

Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент. А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше. Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы. У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется.

График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается – двигатель глохнет.

Как видим, тяговая характеристика двигателя внутреннего сгорания совершенно неудовлетворительна. Но силовая установка с таким мотором по своей легкости,
экономичности и другим качествам пока превосходит электромотор. Поэтому конструкторам пришлось примириться с недостатками ДВС и для их преодоления поставить на автомобиль коробку передач, которая изменяет передаточное отношение
между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них. На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.

Шестеренчатые передачиШестеренчатые передачи

А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом.

Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив – выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче
участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.

Для получения различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).

Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.

В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).

При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью – необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне – высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.

Для равномерного движения на высокой скорости необходимо обеспечить большую частоту вращения колёс, поддерживая обороты двигателя в оптимальном диапазоне. Для этого служат высшие передачи (от четвертой и выше), имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими. При этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя. Однако на высших передачах автомобиль не может двигаться с небольшой скоростью и, тем более, трогаться с места, так как двигатель не сможет развить крутящего момента, необходимого для того, чтобы сдвинуть автомобиль с места, и заглохнет.

Передача с передаточным отношением, равным 1, называется прямой (как правило, четвертая). Если передаточное число меньше единицы, такая передача называется ускоряющей (от пятой и выше). Ускоряющая передача включается при движении автомобиля в хороших дорожных условиях, когда не требуется большой силы тяги на ведущих колесах. Давая возможность двигателю работать с пониженными оборотами, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и экономии топлива

С понятием передаточного числа связано выражение «длинная коробка» и «короткая коробка». Речь идёт о разнице в передаточных числах разных передач – в «длинной» коробке она больше. Рассмотрим два автомобиля, одинаковых во всём, кроме коробок передач. Водитель авто с «короткой» коробкой, поддерживая высокие обороты мотора, разгонится быстрее и быстро наберёт максимальную скорость. Водитель на машине с «длинной» коробкой разгоняться будет дольше, но до более высокой скорости. Таким образом, выбор коробки зависит от темперамента водителя. С «короткой» коробкой автомобиль более динамичен, но чаще приходится переключаться. С «длинной» – не такой резвый, но диапазон скоростей на одной передаче больше, то есть, можно добраться до высшей передачи и кататься на ней со скоростью от пятидесяти до ста с лишним, изменяя её только газом и тормозом. Любители агрессивного «спортивного» стиля предпочтут «короткую» коробку, люди спокойные – длинную.

Содержание статьи

Типы КПП

Современные автомобили могут оснащаться одним из четырех видов КПП – механической, автоматической, роботизированной или вариаторной.

Механическая коробка передач с ручным переключением состоит из набора шестерен. Изменение передаточного числа осуществляется путем введения их в зацепление в различных сочетаниях. К плюсам данной коробки следует отнести высокий КПД, простоту, низкую цену, высокую динамику и наименьший расход топлива по сравнению с остальными коробками. Из недостатков следует отметить неудобство управления, особенно при движении в городе. Подробнее про механическую коробку передач.

Планетарная передачаПланетарная передача

Автоматическая КПП – планетарная коробка передач с автоматическим переключением. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, называемых планетарными или сателлитами, вращающихся вокруг центральной (или солнечной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила.

Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. В современных коробках используются несколько планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел.

К преимуществам автоматической коробки следует отнести, прежде всего, удобство управления и комфорт. АКПП способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо в МКПП. В плюсы «автомата» можно добавить плавность хода во время переключения, отсутствие откатывания при трогании с места, защищенность двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок и поломок из-за неправильного включения передач, увеличенный ресурс.

К недостаткам АКПП обычно относят более низкий КПД, более высокую цену, а также стоимость ремонта и обслуживания, повышенный расход топлива, ухудшение динамических качеств автомобиля, задержки в переключении передач. Однако с каждым годом эксплуатационные свойства автоматических коробок улучшаются, а число поклонников АКПП уверенно растет. Подробнее про автоматическую коробку передач.

Клиноременной вариаторКлиноременной вариатор

Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Его главные детали – два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапециедальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень наружу – радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение.

А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу – передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Вместо ремня может применяться цепь, набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Главным преимуществом вариатора является то, что двигатель постоянно работает в оптимальном режиме. Как бесспорные плюсы вариатора (по сравнению с АКПП) выступают: экономичность, более плавный ход и динамичный разгон. Вариатор проще по конструкции, чем обычный «автомат». Однако по сравнению с МКПП вариаторы имеют меньшую экономичность и динамику.

Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах для режимов трогания и заднего хода,высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт. Подробнее про вариатор CVT.

Роботизированная коробка – это обычная механическая коробка передач. Для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии также используется стандартное «сухое» однодисковое сцепление. Отличие состоит в том, что процессы включения-выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем, освобождая от необходимости переключать передачи вручную и задумываться о том, какую именно передачу включить в данный момент. К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.

Этот тип коробки имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь это касается плавности его работы, которая оставляет желать лучшего. Передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме «газ в пол» появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, сцеплением ведь все равно управляет электроника. В четкости переключений «робот» уступает даже простому «автомату». К тому же, «роботу» свойственен небольшой откат при начале движения. Такой тип коробки обычно ставят на недорогие модели.

Более совершенной является роботизированная коробка с двойным сцеплением. В такой коробке одно сцепление включает нечетные передачи, а другое – четные. Во время езды крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут. В то же время диск второго сцепления разомкнут, но в самой коробке следующая передача уже включена.

Когда электроника «чувствует», что надо переключаться на другую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Это позволяет избавиться от рывков при переключениях и обеспечивает непрерывный поток мощности от двигателя к колёсам, что недостижимо для обычной механической коробки с одним сцеплением. Режим переключения – как ручной, так и автоматический. Технически это довольно сложный вид коробки (а значит, и недешевый), но по динамике и экономии топлива он превосходит даже простую механику. Подробнее про роботизированную коробку передач.

Какая коробка лучше?

Как и на любой риторический вопрос, на него нет однозначного ответа. Какой вид КПП выбрать – дело личное, зависящее от приоритетов конкретного человека. Определитесь, что для вас важнее (цена, динамика, комфорт)- и тогда выбор КПП не составит для вас никакого труда!

avtonov.info

Ступенчатая коробка передач. Устройство и принцип действия

Механическая коробка (переключения) передач (МКПП или МКП) — разновидность коробки передач, механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором (водителем) вручную. Названа так, поскольку весь её основной функционал реализуется исключительно за счёт механических устройств, без применения гидравлических или электрических элементов (в отличие от гидромеханической или электромеханической трансмиссий, содержащих в своей конструкции, соответственно, гидравлические и электрические элементы).

Ступенчатые простые коробки передач широко применяются в трансмиссиях транспортных средств, так как отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. К коробкам передач этого вида предъявляются следующие требования:

  • высокие тягово-динамические качества ТС
  • высокая прочность, жесткость, надежность и долговечность
  • высокий КПД, особенно на наиболее употребляемых передачах
  • легкость управления и бесшумность работы
  • надежное фиксирование включенной и выключенной передач, недопущение одновременного включения двух передач
  • малые размеры и масса

Предъявляемые требования определяют рациональную конструкцию коробки передач и ее отдельных частей.

На большинстве изучаемых колесных транспортных средствах устанавливаются пятиступенчатые трехходовые простые коробки передач (пять ступеней для движения вперед и одна ступень заднего хода). Число «ходов» коробки передач соответствует числу подвижных элементов, с помощью которых осуществляется включение тех или иных передач.

Пятиступенчатая коробка передач имеет 3 вала:

  • ведущий 7, связанный при помощи сцепления с коленчатым валом двигателя
  • ведомый 5, установленный соосно с ведущим валом 7 и соединенный с карданной передачей
  • промежуточный вал 6 с закрепленными на нем шестернями

Валы установлены на подшипниках качения в картере, служащем одновременно и масляным резервуаром, с наливным, контрольным и сливным отверстиями, а также вентиляционным устройством. В картере закреплена ось с установленным на ней на подшипниках блоком 7 шестерен ЗХ. Шестерня 17 выполнена заодно с ведущим валом и находится в постоянном зацеплении с соответствующей шестерней 16 промежуточного вала, в результате чего промежуточный вал получает от ведущего вала вращение с постоянным передаточным числом, которое определяется отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей. Шестерни ведомого вала (кроме шестерни I передачи и ЗХ) находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала, но установлены на ведомом валу свободно (могут вращаться относительно вала, но не перемещаться вдоль него). Поэтому, хотя промежуточный вал при работе двигателя и включенном сцеплении будет вращаться, вращение к ведомому валу, а следовательно, и к ведущим колесам движителя передаваться не будет (нейтральное положение).

Схема пятиступенчатой коробки передач

Рис. Схема пятиступенчатой коробки передач

Включение передач обеспечивается двумя синхронизаторами — 2 и 3 и шестерней 4 I передачи и ЗХ, которые установлены на ведомом валу на шлицах и могут перемещаться вдоль вала. Механизм переключения передач содержит рычаг управления, валики (штоки) с вилками, перемещающими синхронизаторы и каретку 4, фиксаторы и предохранительное замковое устройство, установленные в крышке коробки передач. Синхронизаторы имеют зубчатые венцы, которые при включении передач входят в зацепление с соответствующими зубчатыми венцами шестерен постоянного зацепления, что обеспечивает передачу вращающего момента на ведомый вал и далее к ведущим колесам движителя. Передаточное число между промежуточным и ведомым валами определяется отношением числа зубьев шестерни ведомого вала к числу зубьев шестерни промежуточного вала. Передаточное число между ведущим и ведомым валами, т. е. общее передаточное число коробки передач представляет собой произведение двух передаточных чисел, одно из которых — между ведущим и промежуточным валами, а другое — между промежуточным и ведомым валами.

Чем больше передаточное число коробки передач, тем больше при одном и том же вращающем моменте двигателя вращающий момент, передаваемый к ведущим колесам, а скорость движения ТС соответственно меньше. На I передаче, когда передаточное отношение самое большое, обычно осуществляют трогание ТС с места и первоначальный разгон, а также движение в особо трудных условиях. Включение I передачи обеспечивается передвижением шестерни 4 вперед и введением ее в зацепление с шестерней 8 промежуточного вала. По мере улучшения условий движения осуществляется включение более высоких передач с меньшими передаточными числами, когда не требуется значительного увеличения тяговой силы на ведущих колесах, а скорость движения ТС возрастает.

Высшей в приведенной схеме коробки передач является V передача, которая получается соединением ведущего 1 и ведомого 5 валов при помощи зубчатых венцов ведущего вала и синхронизатора 2; передаточное число в этом случае равно единице (прямая передача).

При движении ТС на прямой передаче промежуточный вал коробки передач вращается вхолостую.

Задний ход обеспечивается перемещением шестерни 4 назад и введением ее в зацепление с одной шестерней блока 7 3Х. Другая шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 11, жестко связанной (закрепленной с помощью шпонки) с промежуточным валом.

Вращающий момент передается от ведущего вала к ведомому через следующие детали:

  • при включении I передачи — через шестерни 16, 17, 8 и 4
  • II — через шестерни 16, 17, 9, 10 и синхронизатор 3
  • III — через шестерни 16,17, 12, 13 и синхронизатор 3
  • VI — через шестерни 16,17,14, 15 и синхронизатор 2
  • V — через шестерню 16 и синхронизатор 2
  • ЗХ — через шестерни 16, 17, 11, блок шестерен 7 и шестерню 4

Для более плавного зацепления и бесшумной работы шестерни постоянного зацепления обычно выполняют косозубыми. Углы и направление наклона зубьев на различных парах шестерен подбирают так, чтобы осевые силы на валах получались наименьшими. Эти осевые силы обычно воспринимаются радиальным шариковым подшипником, устанавливаемым на одном из концов вала. Другой конец вала опирается на роликовый цилиндрический подшипник. Этим предотвращается возникновение дополнительных напряжений в подшипниках в результате теплового удлинения валов. Гнезда подшипников закрываются крышками с уплотнительными прокладками. В случае выхода конца вала наружу в крышках устанавливают уплотнения, предотвращающие вытекание смазки. Этому же способствуют маслосгонные канавки на валах.

Смазывание деталей в коробке передач осуществляется разбрызгиванием при вращении шестерен или с помощью масляного насоса. Для смазывания используют специальные трансмиссионные масла.

Коробка передач обычно крепится к картеру сцепления и устанавливается вместе с двигателем на эластичных опорах на раме.

Для примера на рисунке приведен продольный разрез коробки передач автомобиля КамАЗ.

В последнее время наблюдается тенденция к установке на транспортных средствах большой грузоподъемности, предназначенных для тяжелых условий работы, дополнительной коробкой передач — понижающей или ускоряющей (в некоторых случаях — одновременно обеих). Наличие понижающей дополнительной коробки передач, обычно устанавливаемой за основной в одном и том же картере, позволяет увеличить общее передаточное число между двигателем и ведущими колесами при движении на всех передачах в основной коробке передач. Ускоряющая дополнительная коробка передач, устанавливаемая обычно перед основной в одном с нею картере, позволяет увеличить скорость движения ТС и уменьшить вращающие моменты на валах основной коробки передач. Кроме того, в основной коробке передач устанавливают 2 промежуточных вала, а шестерни постоянного зацепления выполняют прямозубыми, что позволяет уменьшить размеры и массу коробки передач.

Коробка передач (продольный разрез) автомобиля КамАЗ

Рис. Коробка передач (продольный разрез) автомобиля КамАЗ:
1 — ведущий вал; 2 — крышка заднего подшипника ведущего вала; 3 — регулировочная прокладка; 4 — шток рычага; 5 — опора штока; 6 — пружина; 7 — опора рычага переключения передач; 8 — ось блока шестерен ЗХ; 9 — блок шестерен ЗХ; 10 — роликоподшипник; 11 — верхняя крышка; 12 — крышка заднего подшипника ведомого вала; 13 — задний шарикоподшипник ведомого вала; 14 — втулка; 15 — фланец крепления карданного вала; 16 — крышка подшипника; 17— сферический роликоподшипник; 18 — промежуточный вал; 19 — картер коробки передач; 20 — ведомый вал; 21 — крышка переднего подшипника промежуточного вала; 22 — картер сцепления; 23 — вилка выключения сцепления; 24 — вал вилки выключения сцепления; 25 — муфта выключения сцепления

ustroistvo-avtomobilya.ru

Особенности устройства коробок передач отечественных автомобилей

На автомобилях ГАЗ-63 и ГАЗ-51А устанавливаются трехходовые четырехступенчатые коробки передач. Они имеют четыре передачи для движения вперед и одну для движения задним ходом. Устроены коробки передач на автомобилях этих марок одинаково и отличаются между собой лишь тем, что на вторичном валу коробки передач автомобиля ГАЗ-51А имеется шестерня привода спидометра. У автомобиля ГАЗ-63 привод спидометра перенесен в раздаточную коробку.

Картер коробки передач литой, чугунный, крепится болтами к картеру сцепления. С правой стороны в картере имеется окно, к фланцу которого крепится механический насос накачки шин.

В коробке передач на вторичном (ведомом) валу на шлицах: сидят две каретки 2 и 3. Каретка 3 с двумя шестернями: большая 22 служит для включения первой передачи и малая 21 для включения второй передачи.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А: 1 — шестерня первичного вала; 2 — каретка третьей и четвертой (прямой) передач; 3 — каретка первой и второй передач; 4 — шарик фиксатора; 5 — вилка включения первой и второй передач; 6 — рычаг переключения передач; 7 — верхняя крышка картера коробки передач; 8 — шаровая опора рычага переключения передач; 9 — пружина шаровой опоры; 10 — рычажок защелки предохранителя включения заднего хода; 11 — скоба предохранителя включения заднего хода; 12 — ползун вилки включения первой и второй передач; 13 — ползун вилки включения третьей и четвертой передач; 14 — ползун вилки включения заднего хода; 15 — вторичный вал; 16 — сальник; 17 — ось вилки включения заднего хода; 18 — вилка включения заднего хода; 19 — ось каретки заднего хода; 20 — каретка заднего хода; 21 — малая шестерня каретки первой и второй передач; 22 — большая шестерня каретки первой и второй передач; 23 — пробка сливного отверстия картера; 24 — картер коробки передач; 25 — подшипники промежуточного вала; 26 — ось промежуточного вала; 27 — блок шестерен промежуточного вала; 28 — подшипник первичного вала; 29 — подшипник переднего конца вторичного вала; 30 — первичный вал

Каретка 2 представляет собой шестерню, имеющую наружные зубья для включения третьей передачи и внутренний зубчатый венец, которым она может входить в зацепление с зубчатым венцом шестерни 1 первичного вала, для включения четвертой (прямой) передачи.

Задний ход включается при помощи каретки 20, представляющей собой двойную шестерню, свободно вращающуюся и передвигающуюся вдоль неподвижной оси 19. Для включения заднего хода эта каретка перемещается вперед, при этом большая шестерня каретки входит в зацепление с шестерней промежуточного вала, а малая — с большой шестерней 22 каретки 3. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.

Рис. Схема включения шестерен и передач крутящего момента в четырехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А: а — первая передача; б —вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; б — задний ход (наименование деталей то же, что на предыдущем рисунке)

Произвольное выключение передачи предотвращается посредством фиксаторов, размещенных над каждым ползуном в приливах крышки коробки передач.

Фиксатор состоит из шарика 4 и пружины 3, которая прижимает его к ползуну. Сверху в ползунах имеется по три выемки: средняя выемка служит для фиксации нейтрального положения, а крайние — для фиксации соответствующих передач. Ползун заднего хода имеет только две выемки: одну — для фиксации нейтрального положения, другую — для фиксации заднего хода.

Рис. Схема устройства фиксаторов и замка коробки передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А: 1 — штифт; 2 — стопор; 3 — пружина; 4 — шарик; 5 — прилив крышки картера коробки передач; 6 — крайний ползун; 7 и 9 — сухари замка; 8 — средний ползун

Для предотвращения одновременного включения двух передач в переключающем механизме коробки имеется замок. Этот замок состоит из двух сухарей 7 и 9, помещенных между ползунами, и штифта 1, установленного в горизонтальном сверлении среднего ползуна 8. От выпадания штифт 1 удерживается стопором 2.

В крайних ползунах соответственно их нейтральному положению против канала замка сделано по одной выемке, в среднем ползуне — две.

Длина сухарей, штифта и глубина выемок подобраны так, что при перемещении одного из ползунов два других надежно запираются. При перемещении среднего ползуна раздвигающиеся сухари входят в канавки крайних ползунов и запирают их.

При перемещении крайнего ползуна 6 сухарь 9, выходящий из его канавки, перемещается, запирает средний ползун 8 и, надавливая через штифт 1 на второй сухарь 7, запирает другой крайний ползун.

Для предотвращения случайного включения заднего хода при движении автомобиля вперед в переключающем механизме имеется дополнительный замок — предохранитель включения заднего хода.

Он изготовлен в виде тяги с рычажком 10. На нижнем конце тяги имеется скоба 11. Эта скоба, если рычажок 10 не поднят, мешает нижнему концу рычага переключения передач войти в паз ползуна 14 вилки включения заднего хода.

На автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А одинаковые по своему устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164А отличается от коробки передач автомобиля ЗИЛ-157К тем, что имеет на вторичном валу привод спидометра, у автомобиля ЗИЛ-157К привод спидометра размещен в раздаточной коробке.

Коробка передач имеет пять передач вперед и одну для движения назад. Пятая Передача коробки — прямая.

Коробка передач крепится к картеру сцепления четырьмя шпильками, ввернутыми в картер сцепления. Соосная установка коробки и картера сцепления осуществляется по точно обработанному фланцу крышки 4 заднего подшипника первичного вала коробки.

Первичный вал 1 установлен на двух шарикоподшипниках. Передний подшипник 53 установлен в расточке фланца коленчатого вала, задний 2 — в передней стенке картера коробки передач. Задний подшипник от осевых перемещений удерживается стопорным кольцом 3.

Передний конец вторичного вала 34 опирается на подшипник, который состоит из свободных роликов 51, удерживаемых в гнезде первичного вала кольцом 50. Задний конец вторичного вала опирается на шарикоподшипник 22, закрепленный в стенке картера стопорным кольцом 29.

Промежуточный вал 44 установлен па двух подшипниках. Передний подшипник 46 роликовый, без внутреннего кольца; ролики перемещаются непосредственно по шейке вала. Стопорное кольцо 48 ограничивает возможность осевого перемещения кольца подшипника. Отверстие под подшипник в картере закрывается заглушкой 47, которую устанавливают на краске; это место дополнительно уплотняется резиновым кольцом 49. Задний подшипник 31 закреплен стопорным кольцом 32; подшипник шариковый с защитной шайбой и с полным заполнением шариков для увеличения срока его службы.

Блок шестерен заднего хода 57 вращается на двух роликоподшипниках, установленных на неподвижной оси 56.

Шестерня первичного вала 1 и шестерня 45 промежуточного вала, шестерни второй 18 и 35, третьей 8 и 39 и четвертой 7 и 41 передач имеют косые зубья, остальные шестерни имеют прямые зубья. Шестерни четвертой 7, третьей 8 и второй 18. передач вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются на своем валу. Шестерни на шейках вала удерживаются от осевых перемещений замочными кольцами 37 и 43. Опорные шайбы 36 и 42 шестерен четвертой и второй передач установлены на шлицах вала.

Рычаг 68 переключения передач вместе с промежуточным рычагом 69 включения первой передачи и заднего хода размещены в съемной крышке 41 коробки. Промежуточный рычаг 69 уменьшает ход рычага 68 переключения передач при включении первой передачи и заднего хода, сделано это для того, чтобы иметь ход рычага 68 одинаковым при включении любой передачи коробки.

Ползуны переключения передач 71, 72, 73 удерживаются в нужном положении фиксаторами, состоящими из шарика 13 и пружины 14 на ползунах имеются канавки под шарик. Для предохранения от случайного включения одновременно двух передач имеется замочное устройство, состоящее из штифта 15 и двух пар шариков 16 при движении какого-либо ползуна два других запираются шариками, которые входят в соответствующие канавки на стержнях.

Для предохранения от ошибочного включения заднего хода или первой передачи служит пружинный упор 70, размещенный в промежуточном рычаге: чтобы включить одну из этих передач, водителю нужно приложить к рычагу переключения передач дополнительное усилие, необходимое для преодоления сопротивления пружинного упора.

Для безударного включения второй, третьей, четвертой и пятой передач коробка передач имеет два синхронизатора, которые облегчают труд водителя при переключении передач, обеспечивают бесшумность включения передач и повышают долговечность зубчатых муфт и шестерен.

Рис. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-157К; 1 — первичный вал; 2, 22, 31, 46, 53 и 54 — подшипники; 3, 29, 32, 48 — стопорные кольца; 4 — крышка подшипника первичного вала; 5 — синхронизатор четвертой и пятой передач; 6 — втулка шестерни четвертой передачи; 7 и 41 — шестерни четвертой передачи; 8 и 39 — шестерни третьей передачи; 9 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 10 — вилка переключения второй и третьей передач; 11 крышка коробки передач; 12 — установочная втулка; 13 — шарик фиксатора; 14 — пружина фиксатора; 15 — штифт замка; 16 — шарик замка; 17 — синхронизатор второй и третьей передач; 18 и 35 — шестерни второй передачи; 19 — вилка переключения первой передачи и заднего хода; 20 — шестерня первой передачи и заднего хода; 21 — сапун; 23 — крышка подшипника вторичного вала; 24 — распорная втулка; 25 — фланец с отражателем; 26 — шайба; 27 — гайка фланца вторичного вала; 28 — сальник; 30 — гайка промежуточного вала; 33 — картер коробки передач; 34 — вторичный вал; 36, 40 и 42 — опорные шайбы; 37 и 43 — замочные кольца; 38 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 44 — промежуточный вал; 45 — шестерня постоянного зацепления; 47 — заглушка; 49 — резиновое кольцо; 50 — пружинное кольцо; 51 — ролики подшипника; 52 — гайка первичного вала; 55 — распорная втулка; 56 — ось блока шестерен; 57 — блок шестерен заднего хода; 58 — крышка люка отбора мощности; 59 — пробка контрольно-наливного отверстия; 60 — пробка с магнитом сливного отверстия; 61 — прокладка; 62 — головка стержня переключения первой передачи и заднего хода; 63 — ось промежуточного рычага; 64 — картер рычага переключения передач; 65 — фиксатор рычага; 66 — опора рычага; 67 — пружина; 68 — рычаг переключении передач; 69 — промежуточный рычаг; 70 — пружинный упор; 71 — ползун переключения первой передачи и заднего хода; 72 — ползун переключения четвертой и пятой передач; 73 — ползун переключения второй и третьей передач

Конусные кольца 8 синхронизатора связаны между собой жестко с помощью трех пальцев 6, концы которых развальцованы. Пальцы в средней части имеют конические поверхности, являющиеся блокирующими. Отверстия в диске каретки 7, через которые проходят блокирующие пальцы, также имеют блокирующие поверхности в виде фасок с двух сторон отверстия.

Конусные кольца 8 не имеют жесткой связи с кареткой 7 и могут быть смещены относительно нее; они связаны с кареткой через три фиксирующих пальца 4, внутри которых размещены пружины 3 и по два шарика 2. В кольца 8 запрессованы опоры 1 для шариков фиксатора.

При передвижении каретки вилкой конусное кольцо 8, двигаясь вместе с кареткой, подводится к конусу 5 шестерни. Вследствие разности оборотов каретки, связанной со вторичным валом и шестерней, связанной через промежуточный вал с первичным валом, происходит сдвиг конусного кольца 8 относительно каретки 7 до соприкосновения блокирующих поверхностей пальцев 6 с блокирующими поверхностями каретки 7, препятствующий дальнейшему продвижению каретки.

Как только числа оборотов каретки и шестерни уравняются (синхронизация), блокирующие поверхности не будут препятствовать продвижению каретки, и передача включится без шума и удара.

Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.

Конструкцией коробки передач предусмотрена возможность отбора мощности для привода лебедки или других специальных дополнительных агрегатов. Для этого картер коробки передач имеет люк с правой стороны, закрытый крышкой 58, взамен которой при необходимости ставится та или иная специальная коробка отбора мощности; приводом отбора мощности служит большая шестерня блока 57 шестерен заднего хода.

На автомобилях ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164 устанавливаются одинаковые по своему устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач.

Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164 отличается от коробки передач автомобиля ЗИЛ-157 лишь тем, что имеет на вторичном валу привод спидометра; у автомобиля ЗИЛ-157 привод спидометра размещен в раздаточной коробке.

Рис. Синхронизатор коробки передач автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А: 1 — опора фиксатора; 2 — шарик; 3 — пружина; 4 — фиксирующий палец; 5 — конус шестерни; 6 — блокирующий палец; 7 — каретка; 8 — конусное кольцо

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход

Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну для движения задним ходом. Пятая передача коробки — ускоряющая. Она используется при движении автомобилей по хорошей дороге без нагрузки.

Рис. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-157: 1 — первичный вал; 2 — роликоподшипник переднего конца вторичного вала; 3 — подшипник первичного вала; 4 — шестерня первичного вала; 5 — зубчатая ступица; 6 — муфта включения четвертой и пятой передач; 7 — зубчатый венец шестерни пятой передачи вторичного вала; 8 — бронзовая втулка; 9 — крышка картера коробки; 10 — шпилька замка переключения; 11 — шарик фиксатора; 12 — пружина фиксатора; 13 — вилка включения четвертой и пятой передач; 14 — пружина шаровой опоры рычага; 15 — шаровая опора рычага; 16 — рычаг переключения передач; 17 — каретка второй и третьей передач; 18 — каретка первой передачи и заднего хода; 19 — шарикоподшипник заднего конца вторичного вала; 20— картер коробки передач; 21 — корпус привода спидометра; 22 — резиновый сальник; 23 — фланец крепления вилки кардана; 24 — вторичный вал; 25 — крышка подшипника промежуточного вала; 26 — шарикоподшипник промежуточного вала; 27 — промежуточный вал; 28 — шестерня первой передачи промежуточного вала; 29 — ось блока шестерен заднего хода; 30 — блок шестерен заднего хода; 31 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 32 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 33 — роликоподшипник; 34 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 35 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 36 — шестерня отбора мощности; 37 — приводная шестерня промежуточного вала; 38 — роликоподшипник промежуточного вала; 39 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 40 — шестерня пятой передачи вторичного вала; 41 — игольчатый подшипник; 42 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 43 — зубчатый венец шестерни первичного вала

С правой стороны картера 20 имеется окно, к которому при необходимости крепится коробка отбора мощности. Первичный вал 1, выполненный заодно с шестерней 4 и зубчатым венцом 43, вращается в двух подшипниках, установленных в гнезде маховика и в стенке картера. Вторичный вал установлен в двух подшипниках: передний конец в роликоподшипнике 2 и задний в шарикоподшипнике 19. Вытекание масла через подшипник 19 предотвращается резиновым сальником 22; установленный на фланце вторичного вала отражатель защищает сальник от пыли и грязи.

На шлицах вторичного вала 24 установлены каретки: 18 — первой передачи и заднего хода и 17 — второй и третьей передач. На вторичном валу свободно установлены шестерня 39 третьей передачи на игольчатом подшипнике 41, шестерня 40 пятой передачи на бронзовой втулке 8. В передней части вторичного вала на шлицах сидит зубчатая ступица 5. По зубьям ступицы передвигается муфта 6 включения четвертой и пятой передач. Шестерни 4 и 40 имеют зубчатые венцы, в зацепление с которыми входит муфта 6 при включении четвертой или пятой передачи. Третья передача включается кареткой 17 посредством ввода ее внутренних зубьев в зацепление с зубчатым венцом шестерни 39. Этой же кареткой включается и вторая передача (с шестерней 31). Первая передача и задний ход включаются кареткой 18. Для включения заднего хода в коробке передач имеется блок 30 шестерен заднего хода, который размещен на оси 29. Одна из шестерен блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 32 заднего хода промежуточного вала. Передний конец промежуточного вала установлен на роликоподшипнике 38, задний на шарикоподшипнике 26. Шестерни 28, 31 и 32 выполнены заодно с промежуточным валом. Шестерни 34, 35, 36 и 37 установлены на промежуточном валу на шпонках. Все шестерни постоянного зацепления, за исключением шестерни заднего хода и отбора мощности, имеют спиральные зубья.

Произвольное выключение передач предотвращается установленными в приливах крышки 9 картера фиксаторами, действующими так же, как и в коробке передач автомобилей ГАЗ-63 и ЗИЛ-157К.

Чтобы предотвратить случайное передвижение одновременно двух ползунов, имеется специальное замочное устройство, которое позволяет перемещаться только одному ползуну. От ошибочного включения на ходу автомобиля заднего хода предохраняет пружинный упор, увеличивающий усилие на рычаге при переводе его в положение включения передачи заднего хода.

Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход

На автомобилях ЗИЛ-151 и ЗИЛ-150 устанавливались коробки передач, в основном одинаковые по устройству с коробками передач автомобилей ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164. Отличаются они тем, что на крышке картера коробки передач нет сапуна для вентиляции картера, коробка передач имеет несколько укороченный рычаг переключения передач, задний подшипник первичного вала и шарикоподшипник вторичного вала не имеют уплотнений, предотвращающих вытекание смазки.

На автомобилях Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219 устанавливаются одинаковые по устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач. Коробка передач имеет пять передач для движения вперед и одну для движения задним ходом. Шестерня 13 первичного вала выполнена заодно с валом 1 и имеет венец с внутренним зубом.

Рис. Устройство коробки передач автомобилей Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219: 1 — первичный вал; 2 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 3 — предохранитель рычага переключения; 4 — головка ползуна вилки переключения пятой передачи и заднего хода; 5 — поводок переключения первой передачи и заднего хода; 6 — рукоятка рычага переключения передач; 7 — рукоятка предохранителя рычага переключения; 8 — рычаг переключения передач; 9 — горловина; 10 — головка ползуна переключения второй и третьей передач; 11 — ползун вилки переключения четвертой и пятой передач; 12 — шарик фиксатора ползуна; 13 — шестерня первичного вала; 14 — каретка синхронизатора включения четвертой и пятой передач; 15 — шестерня пятой передачи вторичного вала; 16 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 17 — вилка переключения второй и третьей передач; 16 — ползун вилки переключения второй и третьей передач; 19 — каретка синхронизатора включения второй и третьей передач; 20 — шестерня второй передачи вторичного вала; 21 — ползун вилки переключения первой передачи и заднего хода; 22 — вилка переключения первой передачи и заднего хода; 23 — шестерня первой передачи и заднего хода вторичного вала; 24 — верхняя крышка коробки передач; 25 — канал для подачи масла; 26 — вторичный вал; 27 — фланец вторичного вала; 26 — пробка сливного отверстия в задней части картера; 29 — промежуточный вал; 30 — ось блока шестерен заднего хода; 31 — блок шестерен заднего хода; 32 — шестерня первой передачи и заднего хода промежуточного вала; 33 — пробка сливного отверстия в передней части картера; 34 — сетчатый фильтр; 35 — магистраль системы смазки; 36 — шестерня второй передачи промежутрчного вала; 37 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 38 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 39 — шестерня привода отбора мощности; 40 — шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 41 — масляный насос; 42 — переменной клапан; 43 — конусное кольцо обоймы синхронизатора; 44 — муфта синхронизатора; 45 — обойма синхронизатора

Вторичный вал 26 передним концом опирается на роликоподшипник, установленный в гнезде первичного вала, а задним — на шарикоподшипник в задней стенке картера коробки передач. Все шестерни вторичного вала, кроме скользящей шестерни 23, свободно вращаются на валу на игольчатых подшипниках.

Промежуточный вал 29 установлен в двух подшипниках: в переднем роликовом и в заднем шариковом. На промежуточном валу последовательно расположены шестерня 39 привода отбора мощности через боковой люк, шестерня 38 пятой передачи, шестерня 37 третьей передачи и шестерня 36 второй передачи. Шестерня 32 первой передачи и Заднего хода промежуточного вала нарезана непосредственно на валу.

Для включения заднего хода в коробке передач имеется ось 30, на которой на двух роликоподшипниках установлен блок 31 шестерен заднего хода. Одна шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 32 промежуточного вала.

Все шестерни постоянного зацепления, кроме шестерен первой передачи и заднего хода и шестерни отбора мощности, имеют спиральные зубья.

Чтобы облегчить включение второй, третьей, четвертой и пятой передач, на вторичном валу установлены два синхронизатора.

Включаются эти передачи блокированием их со вторичным валом при помощи кареток синхронизаторов. Синхронизатор состоит из каретки 44, обоймы 45 и муфты 44. Обойма синхронизатора имеет четыре продольные прорези, в середине боковых поверхностей которых имеются углубления со скошенными выходами. Каретка имеет четыре прямоугольных отростка, которые проходят в прорези обоймы.

На отростках закреплена муфта синхронизатора. В среднем нейтральном положении обойма дополнительно связана с кареткой четырьмя шариками, входящими в канавку обоймы под действием пружин. На торцах обоймы имеются конусные бронзовые кольца 43.

При включении передач каретка и обойма синхронизатора перемещаются вдоль вала. При этом конусные кольца обоймы находят на конус шестерни, изменяя скорость ее вращения, вследствие чего прямоугольные отростки каретки войдут в углубления прорезей обоймы. Когда скорости вращения обоймы и шестерни выравняются, отростки каретки перестанут прижиматься к углублениям прорезей обоймы и муфта может переместиться вдоль оси вала, шарики, соединяющие обойму с кареткой, под действием вилки переключения выйдут из своих углублений в обойме, и каретка, имея одинаковую скорость вращения с шестерней, войдет своим зубчатым венцом во внутренний зубчатый венец шестерни.

Для переключения передач в крышке картера коробки установлены три ползуна с вилками. Ползуны передвигаются рычагом 8, имеющим опору в горловине 9 крышки коробки передач. Положение ползунов фиксируется шариковыми фиксаторами.

Случайное включение одновременно двух передач предотвращается замком обычного типа.

Так как механизм рассматриваемой коробки работает под большими нагрузками, смазка его деталей осуществляется комбинированно — под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются, игольчатые подшипники шестерен постоянного зацепления вторичного вала, разбрызгиванием — зубья шестерен.

Подача смазки под давлением осуществляется при помощи шестеренчатого масляного насоса 41, устроенного и работающего так же, как насосы, устанавливаемые в системе смазки двигателя.

Масляный насос приводится в действие от конца промежуточного вала коробки передач. Для предохранения насоса от перегрузки в нем имеется предохранительный перепускной клапан 42, соединяющий между собой канал насоса и всасывающий канал при чрезмерном повышении давления масла. Масло всасывается насосом через сверление в стенках картера из кармана поддона картера, отгороженного сетчатым фильтром 34. Картер коробки передач поэтому имеет две сливные пробки.

Для предотвращения случайного включения на ходу автомобиля первой передачи или заднего хода на рычаге 5 установлен предохранитель 3.

Схема включения шестерен и передачи крутящего момента приведена на рисунке.

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход

ustroistvo-avtomobilya.ru

Назначение и типы коробок передач

Коробка передач (КП) — обязательный агрегат в трансмиссии, так как поршневые двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на большинстве современных ТС, имеют малый (недостаточный) диапазон значений вращающего момента и частоты вращения при изменении от минимальных значений, обеспечивающих движение ТС, до максимальных. Так, у карбюраторных двигателей диапазон вращающего момента (силовой диапазон) составляет не более 1,4, а диапазон частоты вращения (кинематический диапазон) — не более 3. У дизелей указанные диапазоны еще меньше.

В то же время сопротивление движению ТС в зависимости от условий движения может изменяться в широких пределах. Соответственно этому должна изменяться и тяговая сила, подводимая от двигателя к ведущим колесам, а также скорость движения ТС. Диапазон изменения сопротивления движению и требуемых скоростей движения для изучаемых ТС составляет 10 —12 и более.

Таким образом, назначением КП является изменение в широких пределах тягового усилия на ведущих колесах и скорости движения ТС за счет изменения передаточного числа. Кроме того, КП обеспечивает возможность движения задним ходом, а при выключении передач — отъединение ведущих колес от двигателя (нейтральное положение). В некоторых конструкциях от КП осуществляется привод дополнительных агрегатов.

По характеру изменения передаточных чисел механические КП могут быть двух типов:

  • ступенчатые, которые до настоящего времени находят широкое применение
  • бесступенчатые, не получившие пока распространения из-за низкой надежности

Ступенчатые КП подразделяются на простые (с неподвижными осями валов) и планетарные (с подвижными осями шестерен).

Ступенчатая коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые в различных сочетаниях обеспечивают получение разных передаточных чисел. Поэтому при одном и том же вращающем моменте двигателя можно получить различные ступенчато меняющиеся моменты на ведущих колесах. Число ступеней (передач) обычно не превышает восьми, но в настоящее время наблюдается тенденция к увеличению в коробках передач ТС большой грузоподъемности числа ступеней до 12, 16 и 20.

В простых ступенчатых КП переключение передач осуществляется передвижением шестерен, а если последние находятся в постоянном зацеплении, — при помощи зубчатых муфт или синхронизаторов. В планетарных коробках передач переключение передач осуществляется затормаживанием и растормаживанием одного или нескольких звеньев планетарных рядов.

Коробки передач могут иметь принудительное (неавтоматическое), автоматическое или полуавтоматическое управление. При принудительном управлении переключение передач производится водителем при помощи рычага управления. В КП с автоматическим управлением переключение передач осуществляется автоматически (без участия водителя) специальным механизмом в зависимости от скорости ТС или сопротивления его движению и от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При полуавтоматическом управлении необходимую передачу выбирает водитель, а процесс включения выбранной передачи происходит автоматически.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о