РазноеНазначение кпп – Назначение, принцип работы и устройство коробки передач. Устройство механической коробки передач :: SYL.ru

Назначение кпп – Назначение, принцип работы и устройство коробки передач. Устройство механической коробки передач :: SYL.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

назначение, устройство, виды и перспективы развития

Создание двигателя внутреннего сгорания способствовало развитию всех типов транспорта и даже появлению новых видов. Первые автомобили именовались самобеглыми колясками и имели достаточно примитивную конструкцию. Передача крутящего момента от силового агрегата на ведущие колеса происходила при помощи очень ненадежного ременного, а позднее и цепного привода.

КПП - сложное устройство

Двигатели внутреннего сгорания, используемые на транспортных средствах, имеют относительно небольшой рабочий диапазон. При малой частоте вращения коленчатого вала силовой агрегат не развивает достаточной мощности и под нагрузкой просто глохнет. При больших оборотах резко возрастают нагрузки на детали, и мотор может просто пойти вразнос. Коробка перемены передач призвана обеспечить оптимальный режим работы двигателя в разных условиях.

Этот агрегат представляет собой редуктор, позволяющий в широком диапазоне изменять частоту оборотов и крутящий момент на ведущих колесах автомобиля. Такие механизмы не нужны на транспортных средствах, оснащенных электрическими и паровыми двигателями.

Тяговые характеристики данных силовых агрегатов позволяют обходиться без дополнительных устройств. В идеале двигатель может быть встроен непосредственно в колесо, в настоящее время уже существуют промышленные образцы приводов такого рода.

привод на колеса

Термин коробка перемены передач в настоящее время практически не используется, вместо него применяется более современное название: коробка переключения передач.

Помимо основного назначения этот механизм выполняет еще ряд функций:

  • обеспечение реверса, иными словами, движения задним ходом;
  • разобщение работающего силового агрегата и трансмиссии во время длительной остановки или стоянки;
  • обеспечение условий для запуска двигателя.

Применение коробки переключения передач позволяет водителю автомобиля выбирать наиболее оптимальный режим работы силового агрегата в зависимости от внешних условий.

Проектированием и серийным изготовлением такого рода механизмов занимаются в основном производители автомобилей. Кроме того, в мире существует ряд компаний, специализацией которых является производство элементов трансмиссий и, в частности, коробок переключения передач:

  • Allison Engine Company;
  • BorgWarner Inc;
  • Delphi Corporation;
  • Robert Bosch GmbH;
  • Wulf Gaertner Autoparts AG;
  • ZF Friedrichshafen AG.

Указанные компании обычно выполняют заказы автопроизводителей, осуществляя при этом серийное изготовление оригинальных и лицензионных механизмов. Нередко они осуществляют опытно-конструкторские работы и участвуют в совместных проектах корпораций, занимаясь доводкой техники. Продукция данных производителей отличается высочайшим качеством и надежностью.

Классификация коробок переключения передач

В процессе развития автомобилестроения инженерами были предложены несколько типов механизмов, реализующих разные принципы действия и способы управления. Общепринятая в инженерной среде классификация коробок использует названные выше признаки в качестве отличительных:

По принципу работы коробки переключения передач делятся на три вида:

  • ступенчатые;
  • бесступенчатые;
  • комбинированные.

По способу управления устройством различают:

  • механические;
  • автоматические;
  • роботизированные.

Данная классификация не включает в себя некоторые типы коробок переключения передач, которые в силу ряда обстоятельств не получили широкого распространения.

Так, некоторые автомобили, предназначенные для людей с ограниченными физическими возможностями, оснащались полуавтоматическими трансмиссиями. По сути это обычная коробка с ручным переключением передач, агрегатированная с автоматизированным сцеплением.

В настоящее время многие автопроизводители в рамках экологических программ выпускают автомобили с гибридными силовыми установками. Конструкций таких машин достаточно много, используются самые разные схемы компоновки. В некоторых из них присутствуют коробки переключения передач, в других же в качестве привода используются электрические двигатели, не нуждающиеся в дополнительных устройствах для передачи крутящего момента.

Видео — виды коробок переключения передач автомобиля, их плюсы и минусы:

Подавляющее большинство коробок переключения передач представляют собой редуктор, с несколькими парами шестеренок. Изменение передаточного числа в них происходит дискретно, а число пар соответствует количеству ступеней.

В свою очередь, существует две основных конструктивные схемы механизмов такого рода: соосные и планетарные. Первая компоновка в основном применяется в механических коробках, а вторая – в автоматических.

Бесступенчатые механизмы называются вариаторами, в них изменение частоты вращения ведомого вала по отношению к ведущему происходит плавно без рывков. В них реализуется принцип передачи крутящего момента через промежуточный элемент, используя силу трения. Соответственно вариаторы классифицируются по типу передающего звена: клиноременные, клиноцепные, роликовые и шариковые передачи.

Механические

Агрегаты такого типа получили наибольшее распространение в Старом Свете ими оснащено около 80% от общего количества транспортных средств. В технических описаниях автомобилей механические коробки часто обозначаются аббревиатурой МКПП. Они отличаются простотой и высокой надежностью конструкции. Подробное описание принципа действия и устройства механической коробки можно найти здесь.

Вкратце работу агрегата можно описать следующим образом: на маховике двигателя установлен механизм сцепления. Ведомый диск его имеет возможность перемещаться вдоль ведущего вала в шлицах разной формы. Сцепление обеспечивает прерывание потока мощности в момент переключения передачи. Через первичный вал крутящий момент приводит в действие через постоянную главную передачу ведущий вал коробки.

На нем установлены и жестко зафиксированы шестерни по количеству передач и еще одна для заднего хода. В постоянном зацеплении с ними находятся соответствующие детали ведомого вала. Они свободно вращаются на подшипниках, а между ними имеются стопорные кольца с синхронизаторами. Эти детали выравнивают скорости вращения ведущих и ведомых шестерней между собой и обеспечивают зацепление при включении определенной передачи.

ручка переключения коробки передач

Перемещение муфты производится специальными вилками, которые приводятся в действие специальным механизмом. Защитой от одновременного включения двух передач является замок, исключающий перемещение других устройств. Водитель осуществляет управление работой коробки при помощи специального рычага, который может устанавливаться в разных точках салона:

  • на полу;
  • на центральной консоли;
  • на рулевой колонке;
  • на панели приборов.

Передача управляющего воздействия на МКПП может передаваться непосредственно либо через специальные тросовые механизмы или кулисы.

Роботизированные

Развитие электроники и появление достаточно надежных процессоров и контролеров сделало возможным их применение в выборе режимов работы трансмиссии автомобилей. Роботизированные коробки переключения передач представляет собой проверенную временем и надежную механику, управление которой осуществляется при помощи электронного блока.

 

Подробное описание устройства таких коробок и принципа их действия можно найти здесь. Отработка методики осуществлялась на болидах, специально созданных для участия в соревнованиях Формулы -1. В данных автомобилях сервоприводы управляют работой сцепления и переключениями передач. Время перемены передачи в них составляет от 0,01 до 0,02 с.

Существуют два способа управления функционированием роботизированной коробки передач: гидравлический и электрический. Первый вариант обеспечивает минимальное время срабатывания, но более сложен в изготовлении. Используется преимущественно на дорогих автомобилях бизнес-класса. Электрические сервомоторы применяются на бюджетных моделях и не могут похвастаться значительным быстродействием.

Основное достоинство роботизированных коробок переключения передач: жесткая механическая связь между двигателем и ведущими колесами. В сравнении с автоматическими коробками данный тип трансмиссии обладает лучшими характеристиками и меньшими потерями. Основным недостатком ее является высокая сложность и соответственно стоимость механизма.

Автоматические

Общепринятые обозначения агрегатов такого рода АКП или АКПП, они представляют собой целый комплекс устройств. В его состав входит гидромеханическое сцепление и планетарный редуктор. Данная конструкция позволяет создавать разные передаточные соотношения в зависимости от выбранного режима работы. Развернутое описание устройства и принципа работы АКП можно найти здесь.

Планетарный механизм состоит из двух шестерней – центральной и внешней, а также расположенных между ними сателлитов. Они устанавливаются на специальном узле – водиле. Детали могут фиксироваться относительно корпуса коробки при помощи специальных механизмов, по устройству аналогичных фрикционам сцепления или ленточным тормозам.

Управление работой АКПП осуществляется при помощи гидроприводов, при этом выбор режима производится селектором. Педаль акселератора на таких автомобилях не имеет прямой механической связи с дроссельной заслонкой двигателя. При нажатии на нее происходит изменение положения клапана в гидросистеме, которая управляет работой коробки.

Видео — как устроена автоматическая коробка передач:

На современных АКП выбор режима выполняется процессором, который способен адаптироваться под манеру вождения. Это позволило несколько уменьшить негативные стороны данного типа коробок переключения передач.

Так, резкое нажатие на педаль газа вызывает включение режима кикдаун, при котором переход на повышенную передачу происходит при значительно больших оборотах коленчатого вала. Разгонная динамика при этом значительно возрастает.

Вариаторы

Бесступенчатая передача обеспечивает силовому агрегату возможность работы на постоянных оборотах. Таким образом, достигаются максимальные показатели по мощности, экономичности или крутящему моменту в зависимости от выбранного режима.

Передача усилия от двигателя на ведущие колеса осуществляется без разрывов потока. С полным и точным описанием конструкции вариатора и принципа действия можно ознакомиться здесь.

Название этого устройства происходит от английского слова variable – переменная, которое входит в наименование конструкции. CVT расшифровывается как непрерывная переменная трансмиссия, что наилучшим образом характеризует ее работы. Предусмотренное конструкцией сцепление используется исключительно для запуска и обеспечения работы двигателя во время остановки.

Существует несколько разновидностей конструкций вариаторов:

  • клиноременный;
  • клиноцепной;
  • тороидальный.

В первом устройстве передача усилия осуществляется при помощи ремня, который находится между двумя направленными своими вершинами друг к другу конусами. Расстояние между ними изменяется в простейшем устройстве под воздействием центробежной силы, а в более сложных конструкциях под управлением электронного контролера.

Видео — что такое бесступенчатая трансмиссия (вариатор):

Клиновый ремень проваливается к центру и соответственно меняется радиус зоны его соприкосновения со шкивом. Обратная картина наблюдается на другой части конструкции. В результате передаточное соотношение плавно изменяется. Клиноременные передачи используются на относительно небольших транспортных средствах скутерах.

Полимерные материалы не способны выдержать больших нагрузок, и малопригодны для автомобильных трансмиссий. Прочность клиноременной передачи увеличивается за счет использования пакета стальных пластин особой формы с вырезами, через которые пропущены синтетические соединительные элементы. Такие элементы применяются даже на относительно небольших кроссоверах модели Honda H-RV.

Большие усилия могут передавать торовые вариаторы, разработанные инженерами компании Ниссан. Данное устройство состоит из двух конусов с вогнутой поверхностью, находящихся на одной оси. Один из них является ведущим, а другой соответственно ведомым. Передача крутящего момента осуществляется через два ролика, которые соединяются их и образуют хорду. Наклоном этих элементов изменяются радиусы в точках соприкосновения и передаточное отношение.

Перспективы развития КПП

Объемы производства автомобилей постоянно нарастают, а продукция постоянно совершенствуется. Общие тенденции развития коробок перемены передач наглядно демонстрируют следующее:

  • Используемые конструктивные схемы усложняются и автоматизируются, яркий пример — роботизированная КПП.
  • Автоматические коробки переключения передач модернизируются для максимального снижения механических потерь — применение блокиратора.
  • Все более широкое использование вариаторов, как устройств, обеспечивающих оптимальные условия работы двигателя.

На общие тенденции развития автотранспорта оказывают большое влияние новые экологические требования и ограниченность запасов природных ресурсов. В частности, речь идет о жидких и газообразных углеводородах, которые служат сырьем для производства топлива. На смену двигателям внутреннего сгорания по логике вещей должны прийти электромоторы.

гибридный автомобиль

В настоящее время уже налажено серийное производство переходных моделей, так называемых гибридных автомобилей. Так, Lexus RX400h имеет мощный бензиновый двигатель, агрегатированный с вариатором, и два электромотора. Существуют и другие модели, где у ДВС нет прямой механической связи с ведущими колесами. В движение они приводятся электрическими двигателями.

гибридный автомобильНужна ли промывка двигателя при замене масла? Однозначного ответа нет.

Как ездить на автоматической коробке передач здесь рассказано простыми словами.

Рассчитать маршрут на автомобиле (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/interesnoe-dlya-voditelej/raschet-rasstoyanij.html) используя кратчайший или оптимальный путь.

Видео о гибридных автомобилях:

Может заинтересовать:

гибридный автомобиль
Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Добавить свою рекламу

гибридный автомобиль
Как быстро избавиться от царапин на кузове авто

Добавить свою рекламу

гибридный автомобиль
Что дает установка автобаферов?

Добавить свою рекламу

гибридный автомобиль
Зеркало видеорегистратор Car DVRs Mirror

Добавить свою рекламу

voditeliauto.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

Назначение и типы трансмиссии автомобиля

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 об/мин, а ведущие колеса при этом вращаются со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля вращаются в четыре с лишним раза медленнее коленчатого вала. А при неблагоприятных дорожных условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает. При эксплуатации автомобиля возникает необходимость изменять не только скорость движения и величину подводимого к колесам момента, но также маневрировать, останавливаться, двигаться задним ходом.
Выполнение всех этих действий становится возможным благодаря тому, что развиваемый двигателем крутящий момент подводится к ведущим колесам через механизмы, составляющие трансмиссию автомобиля.

Содержание статьи

Типы трансмиссий

Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Задний привод

Устройство системы заднего приводаУстройство системы заднего привода

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

  • сцепление,
  • коробку передач,
  • карданную передачу,
  • главную передачу,
  • дифференциал,
  • полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями – межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Передний привод

Устройство системы переднего приводаУстройство системы переднего привода

В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:

  • сцепление,
  • коробку передач,
  • главную передачу,
  • дифференциал,
  • валы привода передних колес.

Полный привод

Устройство системы полного приводаУстройство системы полного привода

Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.

a. Полный привод, подключаемый водителем. В такой схеме трансмиссии обязательно есть раздаточная коробка, при этом на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между передней и задней осями (мостами).

б. Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) – передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.

в. Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.

Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги – на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.

avtonov.info

Коробка передач.


Коробка передач




Назначение и основные функции коробок передач

Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса по величине и направлению. Это позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а также движение задним ходом.

Кроме того, коробка передач позволяет разобщать коленчатый вал двигателя от ведущих колес во время остановки или стоянки автомобиля или при движении накатом с работающим двигателем.
От коробки передач может производиться отбор мощности на привод дополнительного оборудования.

Преобразующие свойства коробки передач характеризуются величиной передаточных чисел.

Передаточным числом называют отношение числа зубьев ведомого зубчатого колеса к числу зубьев ведущего зубчатого колеса или отношение частоты вращения ведущего зубчатого колеса к частоте вращения ведомого колеса. Общее передаточное число какой-либо передачи определяется как произведение передаточных чисел всех пар зубчатых колес, участвующих в передаче крутящего момента на данной передаче, или как отношение частоты вращения входного вала (ωвх) к частоте вращения выходного вала (ωвых):

Uкп i = ωвх/ ωвых i.

Изменение передаточного отношения позволяет:

  • при постоянной мощности двигателя увеличивать силу тяги на ведущих колесах пропорционально увеличению сил сопротивления движению и тем самым обеспечивать проходимость и улучшать топливную экономичность автомобиля;
  • двигаться с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены двигателем внутреннего сгорания, с максимальными или заданными скоростями движения;
  • обеспечивать интенсивный разгон автомобиля.

Высокие тяговые качества и экономичность автомобиля обеспечиваются заданным диапазоном и плотностью ряда передаточных чисел коробки передач.

Диапазоном передаточных чисел называется отношение общего передаточного числа низшей передачи к общему передаточному числу высшей передачи, который на современных автомобилях высокой проходимости может быть от 10 до 13.

Отношение передаточных чисел соседних передач называется плотностью ряда передаточных чисел. Чем больше число передач, тем выше плотность ряда.
Увеличение числа передач, с одной стороны, сопровождается лучшим использованием мощности двигателя, повышением топливной экономичности, с другой стороны, увеличением массы, усложнением конструкции и снижением надежности, а также затруднением выбора оптимальной для данного режима движения передачи.

***



Классификация коробок передач

По характеру изменения передаточных чисел коробки передач подразделяются на бесступенчатые, ступенчатые и комбинированные.
Бесступенчатые коробки передач применяются в бесступенчатых трансмиссиях. В качестве бесступенчатых коробок передач на автомобилях применяют гидравлические трансформаторы, вариаторы, гидрообъемные и электрические передачи. Они способны плавно изменять величину крутящего момента в автоматическом режиме.
Однако диапазон изменения передаточного числа у таких коробок передач невелик, поэтому чаще их применяют в сочетании с механическими ступенчатыми коробками передач для расширения диапазона передаточных чисел. Такие коробки передач называются комбинированными.

Механические ступенчатые коробки передач отличаются простотой, надежностью и удобством в техническом уходе, но с их помощью можно изменять крутящий момент лишь ступенчато (скачкообразно). Это сопряжено с определенными динамическими нагрузками на двигатель и трансмиссию, особенно, если управляет автомобилем водитель недостаточной квалификации.

В механических ступенчатых коробках передач выбор оптимального передаточного числа (оптимальной передачи) осуществляется водителем вручную. Каждая передача способна обеспечивать движение автомобиля в узком интервале тяговых усилий, передаваемых ведущим колесам, определяемых частотами вращения коленчатого вала, близкими к номинальной частоте.

Тем не менее, в настоящее время ступенчатые коробки передач широко применяются на многих автомобилях.

К отдельному типу механических КПП относятся роботизированные коробки передач, или коробки-роботы. От обычных ступенчатых механических коробок передач классического типа их отличает то, что управление сцеплением и переключением передач осуществляется автоматически при помощи специальных сервоустройств и приводов, которые, чаще всего, управляются электроникой.
Такие коробки сочетают в себе достоинства автоматических КПП, освобождая водителя от обязанностей по управлению, и механических КПП, отличающихся простотой конструкции, низкой стоимостью, надежностью и способствующих топливной экономичности и динамичности автомобиля.

***

Ступенчатые коробки передач



k-a-t.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

Коробка передач | Трансмиссия

Назначение коробка передач и требования к ней

Коробка передач служит для преобразования вращающего момента по значению и направлению, изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости и направления движения, обеспечивает возможность движения машинно-тракторных агрегатов (МТА) задним ходом и длительное разъединение двигателя и ведущих колес.

Коробки передач

К коробке передач предъявляются следующие требования:

  • увеличение тягового усилия до значения, необходимого для преодоления сопротивления движению в заданных эксплуатационных условиях при хороших показателях топливной экономичности
  • обеспечение оптимального использования мощности двигателя, уменьшение работы буксования сцепления
  • обеспечение управления переключением передач, сокращение переключений для повышения динамических качеств
  • высокий КПД на чаще всего используемых передачах
  • наличие нейтрального положения для длительного отключения двигателя от трансмиссии, а также передачи заднего хода
  • возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования

Технический уровень современных тракторов и автомобилей, эффективность их использования в значительной мере зависят от типа трансмиссии, числа передач, перепада между ними, способа переключения передач, надежности и стоимости.

Ступенчатые коробки передач. Принцип действия

Наиболее распространены ступенчатые коробки передач. Их классифицируют по следующим основным признакам:

  • по числу передач (ступеней) — четырех-, пятиступенчатые и т.д.;
  • способу зацепления шестерен — с подвижными шестернями и с шестернями постоянного зацепления
  • расположению валов относительно продольной оси трактора — с продольным и поперечным расположением валов. В тракторах Т-16М, Т-25А и ЛТЗ-55 применены коробки передач с поперечным расположением валов, в большинстве тракторов — коробки передач с продольным расположением валов
  • способу переключения передач — коробки, переключаемые с остановкой трактора и без его остановки (на ходу)
  • способу управления — с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмом включения передач

Принцип работы шестеренных коробок передач основан на том, что вращение от ведущего вала к ведомому передается через шестерни, которые могут входить в зацепление друг с другом в определенных сочетаниях.

Рассмотрим работу наиболее распространенной трехвальной пятиступенчатой коробки передач с прямой передачей. Вращающий момент двигателя через сцепление передается первичному валу 7, а с него через шестерни 2 и 11 — промежуточному валу 9.

Кинематическая схема трехвальной КПП с прямой передачей

Рисунок. Кинематическая схема трехвальной коробки переключения передач (КПП) с прямой передачей: 1 — первичный вал; 2, 4, 7, 8, 10, 11 — шестерни; 3 — зубчатая муфта; 5 — корпус коробки; 6 — вторичный вал; 9 — промежуточный вял; 12 — подшипник вторичного вала

На промежуточном валу 9 жестко закреплены ведущие шестерни 10, в зацепление с которыми входят соответствующие ведомые каретки шестерен 4 вала 6. Перемещая каретки шестерен 4 по шлицам вала 6, в данной схеме можно получить пять передач вперед и одну назад. Чтобы включить прямую (пятую) передачу, необходимо первую каретку шестерен 4, выполненную в виде зубчатой муфты 3, переместить влево и ввести в зацепление с зубьями первичного вала. Тогда первичный I и вторичный 6 валы будут вращаться как одно целое.

Коробки с прямой передачей компактны. Их широко применяют на автомобилях и отдельных тракторах. Для увеличения числа передач применяют составные коробки передач. Они представляют собой комбинацию двух коробок; двухвальной, называемой редуктором, и трехвальной — основной.

Видео: Коробка передач. Общее устройство

ustroistvo-avtomobilya.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *