logo1

logoT

 

Коробка перемены передач


Коробка перемены передач

Поиск Лекций

Рулевое управление

Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении. Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. В легковых автомобилях в основном применяются рулевые механизмы червячного и реечного типа.

К достоинствам механизма «червяк-ролик» относятся: низкая склонность к передаче ударов от дорожных неровностей, большие углы поворота колес, возможность передачи больших усилий. Недостатками являются большое количество тяг и шарнирных сочленений с вечно накапливающимися люфтами, «тяжелый» и малоинформативный руль. Минусы в итоге оказались весомее плюсов. На современных автомобилях такие устройства практически не применяют.

Самый распространенный на сегодняшний день - реечный рулевой механизм. Малая масса, компактность, невысокая цена, минимальное количество тяг и шарниров - все это обусловило широкое применение. Механизм «шестерня-рейка» идеально подходит для переднеприводной компоновки и подвески McPherson, обеспечивая большую легкость и точность рулевого управления. Однако тут есть и минусы: из-за простоты конструкции любой толчок от колес передается на руль. Да и для тяжелых машин такой механизм не совсем подходит.

Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы. Если оба колеса повернуты на одинаковую величину, внутреннее колесо будет скрестись по дороге (скользить боком) что будет снижать эффективность рулевого управления. Это скольжение, которое также создает дополнительный нагрев и износ колеса, может быть устранено с помощью поворота внутреннего колеса на больший угол, чем угол поворота внешнего колеса. При движении на повороте каждое из колес описывает свою окружность отличную от другой, причем внешнее (дальнее от центра поворота) колесо движется по большему радиусу, чем внутреннее. А, так как центр поворота у них общий, то соответственно внутреннее колесо необходимо повернуть на больший угол, чем внешнее. Это обеспечивается конструкцией так называемой «рулевой трапеции», которая включает в себя поворотные рычаги и рулевые тяги с шарнирами. Необходимое соотношение углов поворота колес обеспечивается подбором угла наклона рулевых рычагов относительно продольной оси автомобиля и длины рулевых рычагов и поперечной тяги.

Рулевой механизм червячного типа состоит из: - рулевого колеса с валом, - картера червячной пары, - пары «червяк-ролик»,

- рулевой сошки.

В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает перемещаться по винтовой нарезке червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки. Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю. Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. А далее усилие передается на рулевой привод и от него уже на управляемые (передние) колеса. В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или ломаться при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии во избежание серьезного повреждения грудной клетки.

Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа включает в себя: - правую и левую боковые тяги, - среднюю тягу, - маятниковый рычаг,

- правый и левый поворотные рычаги колес.

Каждая рулевая тяга на своих концах имеет шарниры, для того чтобы подвижные детали рулевого привода могли свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

В рулевом механизме «шестерня- рейка» усилие к колесам передается с помощью прямозубой или косозубой шестерни, установленной в подшипниках, и зубчатой рейки, перемещающейся в направляющих втулках. Для обеспечения беззазорного зацепления рейка прижимается к шестерне пружинами. Шестерня рулевого механизма соединяется валом с рулевым колесом, а рейка — с двумя поперечными тягами, которые могут крепиться в середине или по концам рейки. Данные механизмы имеют небольшое передаточное число, что дает возможность быстро поворачивать управляемые колеса в требуемое положение. Полный поворот управляемых колес из одного крайнего положения в другое осуществляется за 1,75...2,5 оборота рулевого колеса.

Рулевой привод состоит из двух горизонтальных тяг и поворотных рычагов телескопических стоек передней подвески. Тяги соединяются с поворотными рычагами при помощи шаровых шарниров. Поворотные рычаги приварены к стойкам передней подвески. Тяги передают усилие на поворотные рычаги телескопических стоек подвески колес и соответственно поворачивают их вправо или влево.

Коробка перемены передач

Назначение

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.

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.

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.

Типы КПП

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

Механическая коробка передач представляет собой набор шестерен, которые входят в зацепление в различных сочетаниях, образуя несколько передач или ступеней с различными передаточными числами. Чем больше число передач, тем лучше автомобиль «приспосабливается» к различным условиям движения.

Преимущества:

  • Наименьшая по сравнению с другими типами КПП стоимость и масса;
  • Высокие КПД, топливная экономичность и динамика разгона;
  • Простота и отработанность конструкции, а следовательно - высокая надежность;
  • Не требуют дорогостоящих расходных материалов, просты в обслуживании;
  • Благодаря жесткой связи двигателя с ведущими колесами, водитель может более эффективно использовать автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
  • МКПП допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии, поэтому такой автомобиль легко пускается «с толкача» и может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.

Недостатки:

  • Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках, необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков;
  • Ступенчатое изменение передаточного отношения;
  • Малый ресурс сцепления.

Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных и заднемоторных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы этих коробок передач имеют различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Рекомендуемые страницы:

Развитие конструкции коробок перемены передач

Поиск Лекций

Основная компоновка механическойкоробки перемены передач была разработа­на в 1890 году: крутящий момент от двигателя и сцепления передается на ведущий вал, на котором уста­новлена шестерня. Параллельно ведущему валу располага­ется промежуточный вал с набором шестерен. Внутри коробки передач ведущий вал может быть соединен непосред­ственно с ведомым валом для получения прямой передачи с передаточным числом, равным единице, когда входящая и выходящая скорости равны. Кроме того, одна из шестерен промежуточного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней ведущего вала. Для обеспечения заднего хода необходимо добавить третью шестерню в передачу момента между двумя валами, и тогда ведомый вал изменит направ­ление вращения. Переключение передач осуществляется маневрированием шестернями на ведомом и промежуточном валу.

Для обеспечения выравнивания скоростей шестерен перед зацепле­нием и во избежание зацеплений в 1928 году был изобретен Чарльзом Кеттерингом (Charles Kettering, Cadillac) механизм синхрони­зации (до этого использовалась двойная муфта), ставший эффективным только после снижения массы шестерен. Первую коробку передач с синхронизаторами всех ступеней сконструировали инженеры немецкой фабрики ZF в 1931 году.

Для перемещения шестерней вдоль вала требовалось большое пространство, поэтому коробки передач получались большого размера. Применили принцип коробки передач с постоянным зацеплением, быстро вытеснивший первоначальную коробку передач скользящего типа, по крайней мере, в легковых автомобилях.

Шестерни ведущего вала могут свободно вращаться, а соединение их с валом осуществляется специальными се­лекторами, скользящими вдоль шлицев вала и замыка­ющимися через втулку шестерни.

Перемещение селекторов требует меньше места и усилия, чем перемещение группы шестерен, поэтому в целом коробка передач становится компактнее, намного легче, скорость селекторов мо­жет быть синхронизирована с шестернями гораздо быстрее.

В трехступенчатых коробках перемены передач1940-х годов синхронизаторы применялись между второй и высшей передачей, а переключение на первую требовало двойного выжима сцепления. Сегодня едва ли есть автомобиль, который не имел бы синхронизаторов на всех передачах, независимо от их количества.

Представляет инте­рес способ, которым ры­чаг управления соединяется с коробкой перемены передач. Устойчиво наблюда­лась тенденция использования тросового при­вода переключения передач, частично связанная с простотой установки, частично в связи с проблемой поворота поперечно установленного двигателя при передаче крутящего мо­мента, но главное, чтобы предотвратить вибрации, передаваемые от двигателя через привод, содержащий жест­кие звенья. Появляется интерес к будущим гидростатическим системам привода переключе­ния передач, более легким и совер­шенным.

Для переднеприводных и «заднемоторных» автомобилей по­требовались новые конструкции коробок передач. Если нет продольного привода к задним колесам, нужна коробка, поворачивающая поток крутящего момента, выходящего из сцепления. Выходящий момент в этом слу­чае может быть направлен непосредственно к главной передаче и дифференциалу, объединенным в одном узле с коробкой передач. В таких коробках не существу­ет как таковой прямой передачи: все передаточные числа определяются только отдельными парами шестерен. Такую коробку называют «двухвальной»: нет ведущего, ведомого и про­межуточного валов - только входящий и выходящий валы.

Увеличение числа передач и числа пар шестерен двухвальных коробок передач представляет трудность для поперечной установки двигателя с та­кими коробками в передней части автомобиля. Альтернативой служит трехвальная конструкция, которая с помощью более сложного ме­ханизма переключения дала возможность уменьшить длину коробки за счет уменьшения числа шестерен на каждом валу.

Первым серийным автомобилем такой конструкции был Volvo 850 с поперечно расположен­ным 5-цилиндровым двигателем. Volvo разработал компактную 5-ступенчатую коробку передач типа М56 с тремя валами и двумя комплектами шестерен. Два вала яв­ляются вторичными валами, на одном установлены проме­жуточные шестерни для первой и второй передач, а на дру­гом - промежуточные для пятой и задней; промежуточные шестерни для третьей и четвертой установлены на первич­ном валу. Включение задней передачи требует введения в зацепле­ние шестерен на двух вторичных валах, соединенных шестернями с выходным валом, поэтому нет не­обходимости в отдельной промежуточной шестерне. Коробка передач М56 имеет длину всего 335 мм, может устанавливаться совместно с двигателем, оставляя достаточно места для установки рулевого механизма.

Чем больше передач, тем меньше различие меж­ду передаточными числами двух «смежных». Большой промежуток между двумя передачами делает вожде­ние дискомфортным. В 1940-е годы механическая коробка передач среднего легкового автомобиля имела три передачи для движения вперед. В 1950-х и 1960-х годах происходил постепенный переход к 4-х ступенчатым механическим коробкам передач (большинство автоматических - 3-х ступенчатые). К 1980 году мы находились на пути перехода к 5-ступенчатым механичес­ким и 4-х ступенчатым автоматическим, а к 2000 году 6-ступенчатые механические и 5-ступенчатые автоматические ста­новятся общепринятыми. Шестиступенчатые коробки передач продолжают разрабатываться, хотя большинство автомобилей высшего класса сейчас комплектуются автоматическими трансмиссиями.

Хотя ручное переключение пе­редач стало легким, транспортные потоки так переполнены, что водители предпочитают ав­томатическиекоробки передач, избавляясь от нудной ра­боты по выжиманию сцепления и многократного переключению передач. Первые попытки применения ав­томатических коробок передач на автомобиле можно отнести к 1906 году (Sturtevant).

Процесс создания ав­томатических коробок можно разбить на две части. Во-первых, нужна коробка, автоматически, в определенное вре­мя, переключающая передачи вверх и вниз. Во-вторых, тре­буется конструкция автоматического сцепления, позволяющего автомобилю останавливаться и трогаться так, чтобы водитель управлял только двумя педалями (тормоз и акселератор).

Вначале изобретатели были направлены на создание механизма, дублировавшего действия опыт­ного водителя при переключении передач, что было невозможно, поскольку в 1930-е годы не существо­вало соответствующей техники для определения и измере­ния факторов, участвующих в процес­се (обороты и нагрузки двигателя, положения ак­селератора). В XXI веке, благодаря электронике, такие средства появились, поэтому возродился интерес к «ав­томатическим механическим коробкам передач». Между тем появились и широко распространились другие виды ав­томатических коробок передач.

Фирме Oldsmobile принадлежит первен­ство в создании и выпуске ав­томатических коробок передач(4-ступенча­тая планетарная Hydramatic, 1938 год). Но только в 1948 году автоматическая коробка передач Dynaflow на авто­мобилях Buick обеспечила мягкое, без рывков, переключение передач.

Обычный автомат состоит из гидротрансформатора и планетар­ной передачи (Рис. 3). Гидротрансформатор представляет собой раз­витие гидро­муфты (изобретена Daimler в 1931 году), при использовании которой ма­ховик заменяется «бубликом», разрезанным вдоль на две половины, одна из которых (насосное колесо) приводит­ся во вращение от вала двигателя, другая (турбинное коле­со) связана с ведущим валом коробки передач. «Бублик» ча­стично заполняется жидкостью и герметизируется, каждая половинка оборудуется боль­шим количеством направляющих лопаток. Крутящий момент от двигателя передается на коробку передаччерез жидкость, циркулирующую внутри «бублика», от насосного колеса к турбинному.

Рис. 3. Автоматическая коробка перемены передач:

1 - ведущий диск; 2 - муфта блокировки гидротрансформатора крутящего момента;

3 - гидротрансформатор крутящего момента; 4, 5, 11 - вращающиеся дисковые

фрикционы; 6, 7, 8, 12 - неподвижные дисковые фрикционы (тормоза); 9, 10 - блоки планетарных шестерен; 13 - фланец выходного вала; 14 - муфты свободного хода;

Р - насос; L -реактор; Т-турбина

Когда пере­даваемый крутящий момент небольшой или его нет, авто­мобиль удерживается тормозами, преодолевая незначитель­ную величину передаваемой энергии.

Простая гидромуфта передает крутящий момент без из­менения, за исключением небольшой части, теря­ющейся при перемешивании жидкости. Однако, установка между двумя вращающимися половинками неподвижного направляющего аппарата «ротор» увеличивает входящий момент. В этом заключается принцип работы современ­ного гидротрансформатора: в зависимости от формы лопа­ток ротора может быть достигнуто умножение в соотноше­нии 2,4:1 на низких оборотах (чем выше умножение, тем менее эффективной становится передача при нормальных скоростях).

Ценность эффекта умножения заключается в том, что он дает возможность быстрого, резкого старта, а также возможность уменьшения передаточного числа пер­вой передачи, которое снижает число пере­дач в коробке. Когда обороты двигателя увеличиваются, увеличение момента уменьшается и при нормальной ско­рости движения автомобиля оно отсутствует. Большинство современных гидротрансформаторов также оборудуются блокирующим устройством, которое ликвидирует возможность проскаль­зывания при включении высшей передачи, что повышает об­щую эффективность.

Планетарная коробка перемены передач состоит из центральной «солнечной» шестерни и наружной шестерни в виде кольца, у которого зубья расположены внутри. Обе шестерни связаны между собой посредством нескольких (обычно трех) шестерен - сателлитов, смонтированных на общей раме. Теоретически любая из трех составных частей может вра­щаться, в то время как одна из двух оставшихся должна быть заторможена каким-нибудь тормозом, тогда с третьей мож­но получать выходной момент.

Существуют бо­лее сложные вариации, но наиболее важным является воз­можность получения различных передаточных чисел без не­обходимости разъединения привода от двигателя. При соот­ветствующей конструкции планетарной передачи с внутрен­ним зацеплением управление легко осуществляется ленточными тормозами или автоматическими сцеплениями. Ленточные ремни охватывают снаружи внешнюю «коронную» шестерню и затормаживают ее или отпускают. Автоматичес­кие сцепления - многодисковые «мокрые» (заполненные трансмиссионной жидкостью) устройства, которые могут быть сделаны компактными, мощными и прогрессивными в работе.

Первое серьезное применение гидромуфты и планетарных механизмов на европейских автомобилях в 1930-е годы (Daimler) оставляло действитель­ный выбор передач за водителем. В коробке передач Wilson управление осуществлялось простым перемещением маленького рычага селектора (в более поздних моделях автомобилей - электрическим выключателем) вперед-назад в положение, соответствую­щее последующей передаче вверх или вниз («секвентальное» пере­ключение). В действитель­ности, переключение происходило после того, как один раз нажималась педаль, находившаяся на месте педали сцепле­ния. При этом создавался гидромеханический импульс, ко­торый отпускал тормозную ленту коронной шестерни одного ряда планетарной передачи и последовательно (или через небольшое время) затормаживал тормоз следующего ряда. Гидромуфта была нужна, когда автомобиль останав­ливался или трогался (сразу после включения первой пере­дачи). Водители, используя Wilson, наслаждались, поскольку могли выбрать нужную передачу, например, когда подъезжа­ли к повороту. Некоторые послево­енные автомобили высшего класса оборудовались трансмис­сией Wilson вплоть до 1950 года.

С 1940 года американские инженеры сделали переключение пере­дач полностью автоматическим (гидромеханические коробки на серийных моделях Pontiac и Oldsmobile). Европейские же водители сопротивлялись, считая, что автоматические коробки передач тяжелые и дорогие, уменьшают мощность двигателя, увеличивают расход топлива, возможно, самостоятельно изменяют пе­редачу, когда водитель ее выбрал. Со временем специалисты выяснили, что даже с гид­ротрансформатором, помогающем при трогании, для среднеразмерных европейских автомобилей требуется ми­нимум четырехступенчатая автоматическая коробка передач.

Проблема лучшего соответствия и чувстви­тельности автоматических коробок передач решалась в двух направлениях. Во-первых, удивительно сложная гидроме­ханическая система управления, разработанная американ­цами, заменена в середине 1970-х годов электронным контролем (Renault). Во-вторых, появилось направление, возглавленное японца­ми, в котором была использована способность современных компьютерных систем реагировать «адаптивным» способом, используя так называемую «неформальную логику», давшая возможность автоматическим коробкам передач уверенно производить переключения не просто при определенной комбина­ции скорости и нагрузки, но согласуясь с условиями движе­ния и даже стилем вождения водителя и его желаниями.

Эти системы управления могут не только определить разницу между спокойным, неторопливым или агрессивным води­телем, но и оттенки между этими двумя крайностями. Так­же они на шаг впереди селекторных переключателей, уста­навливаемых на некоторых коробках, с помо­щью которых водитель может сам переключать режимы «комфорт», «нормальный» или «спорт». Такие автоматические коробки передач всегда программируются так, чтобы избежать неже­лательного переключения вверх, если водитель убрал ногу с педали акселератора, особенно на спуске. Другой особен­ностью, которая двадцать лет назад показалась бы странной для пользователя автоматических коробок передач (но приветство­валась бы), является переключение автомата вниз, когда применяется резкое торможение. Водителю обычно остается одно в этих коробках с «неформальной логикой» - выб­рать «зимний» режим, чтобы исключить включение первой передачи и предотвратить проскальзывание ведущих колес на заснеженных и обледенелых поверхностях.

В Европе и Японии параллельное развитие 4-ступенчатых при растущем числе 5- и 6-ступенчатых автоматических коробок передач привело к необходимости их адаптации для переднеприводных автомобилей среднего и небольшого размера с поперечным расположением дви­гателя. Поэтому трансмиссии должны быть не только ком­пактными, легкими и дешевыми, но и более эффективными, потому что владельцы маленьких автомобилей в первую оче­редь заинтересованы в хорошей топливной экономичности.

Для получения максимально возможной дешевизны коробок перемены передачвнимание уделялось снижению сто­имости производства, и появилось несколько идей, которые свели число отдельных деталей к минимуму. В отличие от большинства своих предшественников, кото­рые требуют замены жидкости для автоматических коробок передач через определенные интервалы, агрегат PSA/Renault не нуждается в замене смазки в течение всего срока службы или как минимум через 150000 км. Долгий срок службы масла объясняется эффективным контролем за его темпе­ратурой. С этой целью Valeo был разработан новый высоко­эффективный масляно-жидкостный теплообменник, кото­рый является составной частью трансмиссии

В борьбе за высокую эффективность, а, следовательно, и хорошую топливную экономичность команда PSA/Renault использовала несколько высокотехнологичных особеннос­тей, включая блокировку гидротрансформатора на всех пе­редних передачах, а также электронную управляющую сис­тему от Siemens с «неформальной логикой».

Помимо неохотного распространения автоматических коробок передач на рынках Европы, по сравнению с другими странами, европейским инженерам приходится учитывать желание многих водителей иметь контроль над переключе­нием передач, даже если коробка автоматическая. Это при­вело к разработке целого ряда систем, цель создания кото­рых не имела здравого смысла. С одной стороны, создание автоматического сцепления, например, в коробке Easy Renault дало возможность освободить водителя от усилий, прикладываемых к педали сцепления. При этом удалось избежать высокой стоимости обычных автоматов.

С другой стороны, в трансмиссиях Selectronic BMW и Tiptronic Porsche автоматичес­кое переключение передач может быть отключено: води­тель переключает по одной передаче вверх и вниз, переме­щая рычаг вперед-назад или нажимая кнопки, встроенные в рулевое колесо. Конструкция легко встраивается в электронику современных автоматических коробок передач, но требует помимо выключателей специального программного обеспечения.

История использования клиноременных CVT (Continuously Variable Transmission) бесступенчатых трансмиссийв легковых авто­мобилях насчитывает несколько их типов. Только в 1950 году трансмиссия DAF Variomatic обеспечила рождение CVT в современном пони­мании, используя бесконечный ре­зиновый приводной ремень, зажатый между коническими поверхностями шкивов. Расстояние между половинками шкивов изменялось, поэтому изменялся рабочий радиус «главного» шкива, что заставляло изме­нять радиус «рабочего» шкива, половинки которого сжи­мались пружиной (Рис. 4). Такую конструкцию называли «вариатор». За системой Variomatic последовала система Van Doorne Transmatic, в которой резиновый ремень был заменен рем­нем, состоящим из набора стальных пластин особой фор­мы. Хотя трансмиссия Transmatic фундаментально отлича­лась от Variomatic (стальной ремень, в отличие от резинового, мог передавать не только тянущие усилия, но и толкающие), внешне она представляла собой те же два раздвигающиеся шкива.

Хотя CVT может обес­печить любое передаточное число в зависимости от формы и размеров шкивов, она не имеет нейтральной переда­чи и нуждается в некоторой форме сцепления и возможности заднего хода. Если нет автоматического сцепления, CVT не могут функционировать как полностью автоматические трансмиссии. Простейшим способом обеспечения заднего хода является установка одного ряда планетарной передачи и тормоза, чтобы реверсировать выход из вариатора. Такая конструкция означает, что теоретически автомобиль с такой трансмиссией может двигаться задним ходом с той же ско­ростью, что и вперед (первые модели DAF). Движение задним ходом с высокой скоростью опасно, поэтому современные системы CVT пре­дусматривают специальные ограничители скорости заднего хода, например, предотвращением выхода вариатора из мак­симального значения передаточного числа.

Системы Variomatic и Transmatic использовали центробежные сцепления для решения проблемы останов­ки и трогания с места без значительного увеличения сто­имости конструкции. Несмотря на последовательные улуч­шения и двухступенчатое включение при увеличении оборотов, старт с места и остановка всегда сопровождались дерганьем. Subaru, использовав CVT на мини-автомобиле Justy, получил улучшение при использовании порошкового электро­магнитного сцепления, с компьютерным контролем элект­рического тока сцепления. Это же решение применено на Nissan Micra. Также одним из решений является использова­ние обычного гидротрансформатора. Хотя это и увеличивает стоимость, но обеспечивает более плавный старт, а увеличе­ние момента может быть использовано для более быстрого разгона или увеличения низшего передаточного числа вари­атора, что позволяет сделать его более компактным.

Такое же решение было предложено немецкими специалистами ком­пании ZF, которые в 1995 году впервые продемонстрировали свой клиноременный вариатор Ecotronic. Гидротрансформатор ZF Ecotronic имеет механическую блокировку, как в обычных современных автоматах.

Рис. 4. Слева - принцип работы клиноременного вариатора Transmatic,

справа - схема автоматической бесступенчатой коробки передач автомобиля на основе планетарного дискового адаптивного вариатора:

1 - ось поворотных рычагов; 2 - пакет пластин; 3 - водило; 4 - тарельчатая пружина;

5 - внутренний центральный фрикционный диск; 6 - подшипники сателлитов;

7 - сателлит; 8 - фрикционы; 9 - плоская дисковая пружина; 10 - внешний центральный фрикционный диск; 11 - ось сателлитов; 12 - противовес; 13 - ролик; 14 – прорезной диск; 15 - рычаг; 16 - пружина; 17 - рычажный механизм; 18 - каретка; 19 - выходной вал; 20 - эпицикл; 21 - поворотный рычаг; 22 - фасонная прорезь прорезного диска; ЖСМ - жидкий смазочный материал

Один планетарный ряд между гидротрансформатором и ведущим шкивом вариатора обеспечивает задний ход, включаясь и выключаясь с помощью многодискового сцепления и тор­моза, что идеально подходит для переднеприводных автомобилей с поперечной установкой двигателя. Кро­ме того, ZF разработала конструкцию, подходящую как для переднеприводных, так и для классической компонов­ки с приводом на задние колеса. Причем она изготовлена для работы с продольно установленным двигателем. Ecotronic использует совершенную систему электронно­го управления, позаимствованную из огромного опыта по созданию адаптивной электрони­ки для текущего производства 4- и 5-ступенчатых агрегатов. Неформальная логика используется для определения рабо­чих характеристик в каждый момент времени. Информацию получают из различных источников, включая управляющие сигналы от водителя и накопленные в памяти характерис­тики двигателя.

Honda разработала собственную конструк­цию вариатора, используя стальной ремень и шкивы, сделав шаг вперед, приняв в качестве устройства для стар­та и остановки многодисковое, мокрое сцепление, управля­емое компьютером. Среди особенностей системы следует отметить компьютерный контроль (от электронной системы управления двигателем и трансмиссией) давления, управляющий положением половинок обоих шкивов вари­атора.

Система обеспечивает оптимальное давление без чрезмерного его увеличения. Программирование вариатора для Civic обеспечило хорошее соотношение с режимами эко­номичной работы двигателя, и это привело к тому, что топ­ливная экономичность автомобиля с вариатором, показан­ная при испытаниях в городском цикле, оказалась на 15% лучше, чем у автомобиля с обычной 4-ступенчатой автоматической коробкой передач.

Вариатор Audi Multytronic обеспечивает увеличение оборотов двигателя с увеличением скорости автомобиля, удов­летворяя ощущения водителя при разгоне. Как и Honda, Multytronic использует мокрое многодисковое сцеп­ления для обеспечения возможности старта с места. Привод­ной ремень Audi работает под напряжением и передает кру­тящий момент за счет трения между осями пластин, состав­ляющих ремень, и поверхностями шкивов.

Вариаторы с гибким тянущим или толкающим звеном имеют ограниченные перспективы в качестве коробок передач автомобилей. Поэтому достаточно перспективны планетарные дисковые вариаторы, имеющие большие долговечность, КПД на высших передачах, простоту и компактность, что достигается объединением систем нажима и изменения передаточного отношения. Интерес представляет конструкция адаптивного бесступенчатого вариатора Н.В.Гулиа и С.А.Юркова для автобусов ЗИЛ-3250 (Рис. 4).

Отличительной особенностью является регулируемая адаптивность к нагрузке (зависимость частоты вращения от момента сопротивления на выходе). КПД всей бесступенчатой коробки передач составляет от 0,8 при трогании с места до 0,95...0,96 при наиболее нужном для автомобиля минимальном передаточном отношении, что значительно больше, чем у коробки передач с гидротрансформатором.

Предусмотрено и непосредственное принудительное изменение передаточного отношения (диапазон варьирования передаточного отношения не менее восьми). Коробка передач значительно меньше существующих и легче их, не требует переключения ступеней, поскольку их не содержит; нет зубчатых передач, что существенно улучшает акустические показатели коробки.

Концепция прогрессивного вариатора применима в качестве автоматической бесступенчатой коробки передач, составной части автомобильного гибрида и нового перспективного типа движителя автомобиля, где вариатор встроен в ступицу ведущего колеса – вариоколеса. В будущем привлекательность вариаторов может стать выше из-за легкости, с которой они могут быть адаптирова­ны к другим типам приводов, например гибридным.

Для вариатора в концепции тороидного привода используется поворачиваю­щийся ролик, бегущий между двумя чашами, одна из кото­рых приводится от двигателя, а вторая приводит в действие ведущие колеса. Две повернутые друг к другу чаши, образу­ют тороид. В за­висимости от угла поворота ролика ведомая чаша может вращаться с той же скоростью, что и ведущая (при горизонтальном ролике) или с большей (меньшей), когда ролик по­ворачивается. Также требуется сцепление для старта и передача заднего хода.

Предлагаемые в 1930-е годы трансмиссии Perbury-Hayes страдали недостаточной вели­чиной передаваемого момента и низкой долговечностью из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий. Проблема в том, что передача крутящего момента зависит от трения в контакте ролика с чашами, и чем выше передаваемый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень маленькой площади контакта. Поэтому давление должно быть выше, и воз­можность разрушения чаши и ролика становится больше.

Пионером в исследовании тороидных вариаторов была британская компания Torotrak, кото­рая имела ряд достижений в конструкции деталей и управлении и продемонстрировала ряд успешных прототи­пов.

Работы Torotrak продолжались, но тем временем к этой концепции проявил интерес Nissan (Extroid CVT), используя ее в мелкосерийном производстве с 1997 года как продольный агрегат для установки на зад­неприводные автомобили. Входной крутящий момент разделялся между двумя тороидными вариаторами, работающими параллельно, таким образом были уменьше­ны размеры всего узла. За это время Nissan направил усилия на использование специальных сталей и провел интенсив­ные исследования свойств высококачественных трансмис­сионных масел, что дало возможность сделать трансмиссию надежной и эффективной.

В Европе появился интерес к идее автоматизи­рованных механических коробок перемены передач с использовани­ем электронного контроля и современных исполнительных устройств, чтобы получить результат, который пытались по­лучить многие изобретатели в 1930-е годы, используя только механические средства. Первым был BMW со своей коробкой передач Sequential M Gearbox (SMG), пред­лагаемой как опция для высокофорсированной версии 3-й серии МЗ, имевшей 6 передач вперед и два независимых, управляемых сервомеханизмами режима работы.

В первом «экономичном» режиме коробка передач работает как автоматическая коробка. Режим включа­ется «по умолчанию» каждый раз, когда включается зажига­ние. Второй, «спортивный» режим, который выбирает во­дитель, дает возможность переключать передачи вверх-вниз, как это делает Тiptronic.Водитель может переключать режимы, покачивая рычаг в стороны. Переключения можно производить, не снимая ноги с педали акселератора. Нет опасности при пе­реключении на высшую передачу, хотя двигатель защищен от «перекручивания» регулятором зажигания. Для предотв­ращения поломки двигателя при включении низкой передачи на большой скорости предусматривается перере­гулирование. Коробка передач также автоматически пере­ключается на вторую передачу, если скорость автомобиля снижается до 15 км/час, и на первую, когда автомобиль оста­навливается. Установки электронного модуля могут быть легко перепрограммированы. Подобная концепция представлена позже Valeo и Renault. Преимущества заключались в снижении веса, меньшей стоимости и более высокой эффективности, чем у обычной автоматической коробки при эквивалентной или лучшей работе.

Согласно исследованиям компании Ricardo, применение шестерен с по­стоянным зацеплением позволяет достигнуть эффективно­сти в 97%, в то время как обыкновенные автоматы, даже с блокировкой гидротрансформатора и минимизированными насосными потерями смазочной системы могут надеяться не более, чем на 95%.

У всех используемых коробок передач есть недостатки. Механичес­кая коробка - лидер по простоте, дешевизне и эффек­тивности, но проигрывает по комфорту, принуждая во­дителя манипулировать рычагом и вы­жимать сцепление. Автоматический привод решает лишь поло­вину проблемы при увеличении цены вдвое. Полностью автоматизирован­ная механическая трансмиссия не де­шевле гидромеханического «автомата». Кроме того, у нее есть сущест­венный недостаток: гидравлическая система требует высокого давления жидкости и мощного насоса, приводимого в дейст­вие двигателем, что сказывается на рас­ходе топлива в городском цикле, по­скольку требует повышенной частоты вращения коленчатого вала при рабо­те двигателя на холостом ходу. Кроме того, все три разновидности обладают одним неустранимым недостатком: они разрывают поток мощности при переключении. Это почти незаметно при плавном разгоне, зато на мощных автомобилях при быстрой езде пасса­жиры ощущают явный дискомфорт.

Вариатор хорош в го­родском режиме, но его коэффициент трансформации мал для современных скоростных автомо­билей с высокооборотными двигателя­ми, а КПД их ниже, стоимость и масса значительно больше, чем у механичес­кой коробки передач. Есть и ограниче­ние - передаваемая мощность не более 100 кВт (скорее технологи­ческий предел, чем конструктивный).

Гидромеханические трансмиссии стали намного совершеннее благодаря широкому распро­странению электроники. Блокировка гидротрансформатора на высших пе­редачах позволила им сравняться в экономичности с механическими коробками передач на шоссе, но в городе на некоторых режимах они проигрывают.

Виной тому - не только постоянная пробуксовка гидротрансформатора, но и привод масляного насоса, создающий высокое давление, сжимающее фрикционы. В результате потери мощности дости­гают 15…20%. Не стоит сбрасывать со счетов около 5% поте­рю динамических качеств автомоби­ля, особенно малолитражных. Цена же современно­го «автомата» втрое больше, чем механической коробки передач.

Рекомендуемые страницы:

Коробка перемены передач погрузчиков

Категория:

   Погрузчики

Коробка перемены передач погрузчиков

На автопогрузчиках устанавливают два типа коробок передач (КПП) — реверсивного типа (погрузчики фирмы «Балканкар») и нереверсивного.

Коробка перемены передач реверсивного типа выполняет следующие функции: а) обеспечивает трансмиссии холостой ход; б) обеспечивает ступенчатое изменение передаточного отношения между двигателем и ведущим мостом;

в) обеспечивает погрузчику эксплуатационно равноценное движение в направлениях «вперед» и «назад» — реверсирование движения.

Коробки перемены передач нереверсивного типа выполняют только две первые функции. Для изменения на- . правления движения погрузчика устанавливают отдельный реверсивный механизм — коробку обратного хода.

Не следует путать коробки передач реверсивного типа с нереверсивными коробками, имеющими одну передачу заднего хода, в то время как для движения «вперед» имеется несколько передач (автомобильные коробки).

Конструктивно коробки перемены передач изучаемых погрузчиков выполняются в виде многоступенчатых редукторов, у которых можно включать в работу различные пары шестеренок. В рассматриваемых конструкциях коробок перемены передач используются два способа такого включения: при помощи устройства скользящих муфт при постоянном зацеплении зубчатых колес; осевым сдвигом отдельных зубчатых колес, обеспечивающим возможность переменного включения в работу зубчатых пар.

Коробка перемены передач с постоянным зацеплением зубчатых колес установлена на автопогрузчиках фирмы «Балканкар». Коробка трехступенчатая, реверсивная. Она обеспечивает погрузчику движение на трех передачах (трех скоростях) «вперед» и «назад». Картер — литой, чугунный. Его задняя и передняя торцовые части выполнены в виде фланцев для соединения со сцеплением и ведущим мостом.

В корпусе в подшипниках качения установлены четыре шлицевых вала — ведущий (первичный), ведомый (вторичный), промежуточный вал и реверсивный. Ведущий и ведомый валы — трехопор-ные. Носок ведущего вала через подшипник опирается на носок ведомого вала, выполненного как одна деталь с конической шестерней, и через подшипник соединяется с внутренним корпусом ведущего моста.

Промежуточные валы — двухопорные. Зубчатые колеса соединяются с валами фланцами и вращаются вместе с ними. Остальные зубчатые колеса свободно вращаются на валах на втулках и постоянной жесткой связи с валами не имеют.

На ведущем валу установлены две включающие муфты зубчатого типа. Муфта — двустороннего действия. Она предназначена для попеременного соединения с ведущим валом зубчатого колеса либо зубчатого колеса, а также имеет среднее нейтральное положение.

Рис. 1. Коробка перемены передач погрузчика Ф17.ДУ32.33.1: 1 — картер, 2, 8, 9, 14, 16, 17, 19 , 33, 35. 42 , 43 , 46 , 53 , 60 , 61 — зубчатые колеса, 3, 7, 24 и — уплотнения, 4, 6, 10 — подшипники, 5 — вал-шестерня, 11, 25 , 48 — крышки, 12, 18 и 38 — Кг>мпеисаторы, 13, 20, 39 и 41 — муфты, 15— специальная гайка, 21 и 34 — упорные болты, 22 — Пробка, 23 , 26 , 28 , 27 , 55 и 62 — вилки, 29 — ползун, 30— винт, 31 — пружина, 32 — шариковый Фиксатор, 36 — ступица синхронизатора, 37—первичный вал, 40 — промежуточный вал, 44 — вал Реверса, 45 — распорная втулка, 47 — стакан подшипника, 50 — регулировочные пластины, 51, 52 и 54 — пробки, 56—отдушина, 57 — крышка, 58 , 59— валы вилок, 60 — текстолитовое зубчатое колесо

Рис. 2. Позиционная схема переключений коробки передач: а – для движения «вперед», б – для движения «назад»

Муфта одностороннего действия. Она имеет три основные части — ведущую полумуфту, соединенную с валом фланцами, ведомую, выполненную как одна деталь с зубчатым колесом, и скользящую полумуфту, имеющую с внешней стороны круговой паз для соединения с механизмом переключения. Зубчатые венцы ведущей и ведомой полумуфт, а также внутренние зубья скользящей полумуфты имеют одинаковые профили, что позволяет при перемещении скользящей полумуфты вправо жестко соединить между собой ведущую и ведомую полумуфты. На рис. 2 показано нейтральное положение муфты.

Муфта имеет аналогичное устройство, однако ведомые полумуфты расположены с двух сторон от ведущей, что позволяет попеременно подсоединять к валу зубчатое колесо либо зубчатое колесо.

Конструктивно включающие муфты ведущего вала выполнены в одном узле с синхронизаторами.

Позиционные схемы поясняют порядок работы деталей коробки при переключении передач для движения «вперед».

I передача. Муфта установлена нейтрально. Муфта блокирует зубчатое колесо с ведущим валом. Крутящий момент передается от ведущего вала к промежуточному валу через пару зубчатых колес от промежуточного вала к реверсивному валу через пару колес; от реверсивного вала к ведомому валу через пару колес 9—2.

валами. Максимальное значение передаточное число коробки перемены передач будет иметь на I передаче (низшая передача, минимальная скорость погрузчика). На II передаче передаточное число будет иметь среднее значение, на III —минимальное (высшая передача), то есть скорость погрузчика будет максимальной.

Необходимо обратить внимание на следующую особенность рассматриваемой коробки перемены передач. Даже на высшей передаче передаточное число будет больше единицы, то есть в трансмиссии коробка перемены передач выполняет также частично роль первой ступени главной передачи. Зубчатые колеса можно рассматривать как первую ступень главной передачи.

Во всех трех позиционных схемах направления вращения ведущего и ведомого вала противоположны, что соответствует переднему ходу погрузчика. Для получения заднего хода между промежуточными валами включается паразитное зубчатое колесо, сидящее на оси.

На валу имеются две включающие муфты зубчатого типа. В положении, показанном на рис. 2, муфта блокирует зубчатые колеса. При включении муфты блокируются между собой зубчатые колеса. Одновременно муфта переводится в нейтральное положение. Зубчатые колеса постоянно связаны между собой через паразитное зубчатое колесо, что обеспечивает изменение вращения промежуточного вала, а, следовательно и ведомого вала.

На рис. 3, б показаны позиционные схемы переключений в коробке перемены передач при движении погрузчика назад. Схематично последовательность передач можно изобразить так: производится переключающимися вилками, жестко закрепленными на ползуне. В свою очередь ползун получает осевое смещение от первичной вилки, шарнирно соединенной с валом. Ползун имеет два фиксированных положения, что обеспечивается двумя кольцевыми проточками на его конце и шариковым фиксатором. Его концевые положения ограничены упорными болтами.

Осевое перемещение скользящих полумуфт выполняется переключающими механизмами. Реверсирование коробки перемены передач.

Рис. 3. Коробка перемены передач погрузчиков 4043М и 4045М: 1 — рычаг, 2 — хомутик, 3 и 4 — вилки, 5 и 6 — ползуны, 7 и 8 — блок зубчатых колес, 9 — крышка подшипника, 10 — ведомый вал, 11 и 20 — шариковые подшипники, 12 — ось, 13, 15, 16 и 18 — блок промежуточных зубчатых колес, 14— картер, 17— игольчатый подшипник, 19 — передвижная блок-каретка, 21 — игольчатый подшипник, 22—ведущий вал, 23 — зубчатое колесо, 24 — крышка картера

Переключение муфт выполняется двумя вилками, шарнирно связанными с валами.

Коробка перемены передач смазывается жидкой смазкой путем ее разбрызгивания из масляной ванны в картере. Смазка заливается через верхнее резьбовое отверстие, закрываемое пробкой. Нижнюю пробку открывают для выпуска отработавшей смазки. Боковое отверстие, закрываемое пробкой, предназначено для контроля рабочего уровня.

Чтобы улучшить смазку втулок и зубчатых колес первичного вала, установлено текстолитовое зубчатое колесо, увеличивающее эффективность разбрызгивания смазки в картере. Утечка смазки предупреждается установкой плоских прокладок под фланцами и самоподжимающегося уплотнения на ведомом валу коробки.

Нереверсивная коробка перемены передач погрузчиков 4043М и 4045М показана на рис. 3. Конструкция ее такая же, что и у автомобиля ГАЗ-51 (без узла заднего хода). Коробка _четырехскоростная с соосными ведущим и ведомым валами и промежуточным валом, расположенным параллельно им. Переключения в коробке производятся осевым смещением зубчатых колес на ведомом валу.

Ведущий вал выполнен как одна деталь с ведущим зубчатым колесом. Концы ведущего Еала опираются на шариковый подшипник и на шариковый подшипник в маховике. Для соединения с ведомым диском сцепления на валу имеются фланцы.

Ведомый вал шлицевый. По его шлицам перемещается блок-каретка с зубчатыми колесами и блок-каретка.

Опорами ведомого вала являются шариковый подшипник и игольчатый, который размещается в центральном отверстии ведущего вала. На шлицевый хвостовик ведомого вала надет фланец.

Блок промежуточных зубчатых колес вращается в игольчатых подшипниках на оси. Большое зубчатое колесо блока находится в постоянном зацеплении с ведущим зубчатым колесом.

Порядок включения передач следующий.

Реклама:
Читать далее: Карданные валы погрузчиков

Категория: - Погрузчики

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Коробка перемены передач

Категория:

   Силовая передача и ходовая автомобилей

Коробка перемены передач

Техническое обслуживание коробки передач и раздаточной коробки заключается в поддержании нормального уровня масла в картере, замене его в соответствии с графиком смазки, а также в своевременном выявлении и устранении неисправностей. Необходимо постоянно проверять состояние картера, его крепление, затяжку болтов крышки, исправность механизма переключения и бесшумность работы. При смене масла обязательно нужно промыть картер коробки перемены передач (КПП) жидким минеральным маслом. Старое мадло сливают через сливную пробку, затем заворачивают сливную пробку и заливают промывочное масло. Подняв заднее колесо, пускают на несколько минут двигатель при включенной передаче, после чего промывочное масло сливают и заливают свежее.

Необходимо следить за тем, чтобы не был засорен сапун, служащий для поддержания в картере агрегата нормального давления, и периодически его прочищать.

Проверку крепления раздаточной коробки к поперечине рамы производят одновременно с проверкой крепления КПП. Крепление раздаточной коробки автомобиля УАЗ-469 производится на заднем торце коробки передач. В промежутке между КПП и раздаточной коробкой установлена стальная штампованная пластина, которая выполняет роль кронштейна для подвески на автомобиле всего агрегата и является задней опорой подвески двигателя, для чего пластина имеет опорные, лапы.

Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-66 крепится к кронштейну рамы и поперечине в четырех точках с помощью эластичных опор с резиновыми подушками. При смене масла картер промывают так же, как и КПП.

Карданная передача

Техническое обслуживание карданной передачи заключается в периодической смазке подшипника промежуточной опоры, шлице-вого соединения и смене смазки в карданных шарнирах (согласно карте смазки); очистке валов от грязи; проверке крепления кронштейна промежуточной опоры к поперечине рамы и креплений фланцев карданных шарниров к коробке передач и заднему мосту, проверке затяжки обоймы сальников скользящей вилки. Игольчатые подшипники карданных шарниров смазывают только жидкими маслами. При этом не допускается подтекание масла через сальники игольчатых подшипников. Подшипник промежуточной опоры смазывается до тех пор, пока смазка не выйдет из контрольных отверстий.

Главная передача

Главная передача служит для повышения крутящего момента и представляет собой одинарный или двойной шестеренчатый редуктор, который необходимо постоянно контролировать и регулировать.

В автомобиле «Москвич-412» величину предварительного натяга подшипников ведущей шестерни регулируют при помощи стальных прокладок различной толщины (0,05; 0,08; 0,12; 0,25; 0,4 мм), которые укладывают между распорной втулкой и внутренними кольцами переднего и заднего подшипников. При туго затянутой гаике хвостовика шестерня должна вращаться от руки .фи небольшом усилии.

Боковой зазор в зацеплении шестерен главной передачи и подшипники дифференциала регулируют в следующей последователь, ности: — дифференциал устанавливают в гнезде картера и приворачивают крышки подшипников, а регулировочные гайки устанавливают как можно ближе к подшипникам дифференциала, ставят крышки подшипников и заворачивают болты, а также регулировоч-ную гайку со стороны ведомой шестерни до получения бокового зазора не более 0,08—0,10 мм после затяжки болтов крышки подшипника дифференциала с этой же стороны. При этом противо- ^ положная регулировочная гайка не должна касаться наружного кольца подшипника; — затягивают противоположную регулировочную гайку так, чтобы после затяжки всех болтов крышек подшипников боковой зазор был равен 0,08—0,22 мм на том же зубе; при этом разность между наибольшим и наименьшим зазорами при проворачивании ведомой шестерни на один оборот не должна превышать 0,08 мм;

— проверяют на краску правильность расположения пятна контакта зубьев ведомой шестерни.

В автомобиле ГАЗ-24 предварительный натяг подшипников вала ведущей шестерни регулируют изменением толщины пакета прокладок так, чтобы требуемый натяг получился после затяжки гайки вала ведущей шестерни до отказа.

Для уменьшения предварительного натяга прокладки добавляют, для увеличения — убавляют. При регулировке осевой люфт вала ведущей шестерни должен быть устранен. После окончания регулировки вал ведущей шестерни должен легко проворачиваться от руки.

Предварительный натяг подшипников дифференциала регулируют изменением общей толщины пакетов прокладок; оба пакета имеют одну и ту же толщину. С увеличением общей толщины пакетов увеличивается предварительный натяг подшипников.

Регулировку необходимо производить в такой последовательности: — набрать по пакету прокладок (каждый толщиной 1,3 мм). Прочитать на ободе ведомой шестерни (рис. 20) отклонение В монтажного расстояния Е. Если отклонение имеет знак минус, то следует переложить из пакета в пакет прокладки, толщина которых равна величине отклонения, а если знак плюс, то переложить прокладки из пакета в пакет; — собрать половины моста без ведущей шестерни (в разъеме картера должны быть бумажные прокладки; — провернуть ведомую шестерню; если она вращается туго и нет осевого люфта, разобрать мост на две половины и добавить в разъем бумажные прокладки; — собрать мост и проверить осевой люфт. Прокладки добавлять пока не появится едва ощутимый осевой люфт (0,01 — 0,05 мм);

— вынуть все бумажные прокладки и подсчитать их общую толщину и новую толщину пакетов. Для этого из имеющихся на дифференциале толщин пакетов вычесть ‘/з толщины бумажных прокладок. Набрать соответствующие пакеты и к каждому прибавить по одной прокладке толщиной 0,15 мм.

Предварительный натяг должен быть равен 0,18 — 0,26 мм.

После регулировки подшипников ведомая шестерня должна свободно вращаться от руки без осевого люфта или боковой качки.

Рис. 1. Расположение пятна контакта на зубьях ведомой шестерни: а — передний ход автомобиля; б — задний ход автомобиля

Рис. 2. Схема регулировки главной передачи автомобиля ГАЗ-24: 1 и 10 — подшипники дифференциала; 2 и 11 — пакеты регулировочных прокладок. 3 — ведомая шестерня; 4 — регулировочное кольцо установки ведущей шестерни; 5 — регулировочная шайба затяжки подшипников; т.. РегУлировочные прокладки затяжки подшипников; 7 и 8 – подшипники вала ведущей шестерни; 11 — уплотнительные прокладки; 12 — грязеотражатель

Рис. 3. Маркировка шестерен главной передачи: А — порядковый номер пары шестерен; Б — отклонение высоты головки ведущей шестерни; В — отклонение монтажного расстояния Е; Г — боковой зазои в паре

В автомобиле УАЗ-469 регулировка подшипников ведущей шестерни главной передачи производится путем подбора регулировочного кольца, прокладки и затяжной гайки. Регулировку нужно производить только кольцом. Если же 0 не удается, то следует установить одну или две прокладки новь, подбирая кольцо необходимой толщины, произвести регулировку подшипников. Предварительный натяг должен быть таким, чтобы осевое перемещение ведущей шестерни отсутствовало, а шестерня вращалась рукой без большого усилия.

Рис. 4. Задний мост автомобиля УАЗ-469: 1— предохранительный клапан; 2 — крышка картера главной передачи; 3 — подшипник дифференциала; 4— регулировочная прокладка; 5 — уппотнитель-ная прокладка; 6 — распорная втулка: 7 — сальник; 8 — Фланец; 9 — гайка; 10 и 13—подшипники ведущей шестерни; 11 — регулировочное кольцо; 12— регулировочные прокладки; 14 — регулировочное кольцо; 15 — ведущая шестерня главной передачи; 16 — полуось; 17 — картер главной передачи; 18 — пробка сливного отверстия; 19 — шайба шестерни полуоси; 20 — ведомая шестерня главной передачи; 21 — коробка сателлитов; 22 — шестерня полуоси

Регулировка подшипников дифференциала производится при помощи пакета регулировочных прокладок, которые установлены между торцами внутренних колец подшипников и коробки сателлитов.

Боковой зазор и положение шестерен главной передачи регулируют только при замене старых шестерен новыми в следующем порядке: сначала регулируются подшипники ведущей шестерни, положение ведущей шестерни и подшипники дифференциала, а затем — боковой зазор и расположение пятна контакта на зубьях шестерен главной передачи.

Боковой зазор в зацеплении шестерен регулируется перестановкой прокладок с одной стороны дифференциала на другую. Снимая прокладки со стороны ведомой шестерни, мы увеличиваем зазор в зацеплении, прибавляя, — уменьшаем. Прокладки можно только переставлять, не меняя их общей толщины, так как это может нарушить натяг подшипников дифференциала. Боковой зазор должен находиться в пределах 0,2—0,45 мм. Зазор необходимо производить на фланце ведущей шестерни на радиусе 40 мм.

Рис. 5. Пятно контакта шестерен главной передачи: 1 — сторона переднего хода, 11 — сторона заднего хода

Рис. 6. Проверка затяжки подшипников ведущей шестерни. а — правильное положение пятна контакта рабочей стороны зуба при сборке без нагрузки; б — правильное положение пятна контакта на рабочей стороне зуба после работы с нагрузкой

После окончания регулировки бокового зазора проверяется зацепление в зубьях шестерен главной передачи по пятну контакта.

В автомобиле ГАЗ-53А регулировка затяжки подшипников вала ведущей шестерни производится в том случае, если осевой зазор шестерни превышает 0,03 мм. При регулировке необходимо подтянуть подшипники, удалив прокладки, которые установлены между распорным и внутренним кольцами заднего роликоподшипника. Осевой зазор проверяют при помощи индикатора перемещением ведущей шестерни от одного крайнего положения в другое. При отсутствии индикатора регулировку затяжки подшипников проверяют покачиванием фланца рукой. Если ощущается люфт ведущей шестерни в конических подшипниках, подшипники следует подтянуть.

Проверку затяжки подшипников вала ведущей шестерни производят динамометром. Усилие замеряют во время вращения шестерен; оно должно быть в пределах 1,25—2,9 кг.

Рис. 7. Проверка затяжки подшипников вала ведущей шестерни автомобиля ЗИЛ-130: 1 — гайка ведущей шестерни; 2 — фланец; 3 — регулировочные шайбы; 4 — сальник; б — регулировочные прокладки зацепления конических шестерен

передачи должен находиться в пределах 0,15—0,3 мм. Этот зазор будет соответствовать перемещению фланца (при измерении на диаметре расположения болтов) в пределах 0,4—0,8 мм. Для нормальной работы шестерен необходимо также, чтобы боковой зазор колебался не более чем на 0,1 мм (или не более 0,25 мм на диаметре расположения болтов кардана).

У автомобиля ЗИЛ-130 проверка и регулировка конических подшипников вала ведущей шестерни производится так же, как и у автомобиля ГАЭ-53А, но вместо прокладок здесь применяются регулировочные шайбы, которые устанавливаются под внутренние кольца подшипников.

Момент, необходимый для проворачивания вала ведущей шестерни в подшипниках, смазанных маслом, должен быть 0,1—0,35кгм, что соответствует усилию 1,65—5,83 кг, а осевой люфт должен быть в пределах 0,05—0,1 мм. Щ

Регулировочных шайб восемь, их толщины: 2,00—2,02; 2,05— 2,07; 2,15—2,17; 2,25—2,27; 2,35—2,37; 2,45-2,47; 2,55—2,57; 2,60-2,62 мм.

При регулировке подшипников вала ведущей шестерни одновременно проверяют и при необходимости регулируют подшипники промежуточного вала главной передачи. Для этого используют наборы пяти прокладок толщиной 1,0; 0,5; 0,2; 0,1 и 0,05 мм. Под „ждой крышкой обязательно должны быть прокладки толщиной о 05 и 0,1 мм, не менее чем по одной штуке, остальные ставят по мере надобности.

м

Рис. 8. Положение пятна контакта на зубьях ведомой конической шестерни главной передачи автомобиля ЗИЛ-130:

Прокладки необходимо снимать с обеих сторон одинаковой толщины и в одинаковом количестве.

При регулировке подшипников главной передачи необходимо проверить зацепление зубьев ведущей и ведомой шестерен (на краску). Положение пятна контакта на рабочей поверхности зуба ведомой шестерни при зацеплении новых шестерен должно соответствовать без нагрузки пятну контакта, изображенному на рис. 8а, на рис 8б — после работы с нагрузкой. При этом боковой зазор между зубьями должен быть выдержан в пределах 0,15 — 0,14 мм. Пятно контакта должно составлять 2/3 длины зуба ведомой шестерни.

Зацепление конических шестерен регулируют при-помощи изменения толщины набора регулировочных прокладок между фланцами стакана подшипников вала ведущей шестерни и картером редуктора. Набор прокладок состоит из пяти штук толщиной: 0,5; 0,2; 0,1; 0,05 мм.

Ведомую шестерню перемещают перекладыванием прокладок из-под одной крышки картера редуктора под другую, не изменяя их общей толщины, чтобы не нарушить регулировку подшипников промежуточного вала главной передачи.

Затяжку подшипников дифференциала производят регулировочными гайками. Гайки надо затягивать равномерно с обеих сторон. Осевой зазор должен отсутствовать.

После регулировки производится контроль главной передачи во время движения автомобиля. Главная передача должна работать бесшумно и не нагреваться.

Коробка передач предназначена для ступенчатого изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя или гидротрансформатора к главной передаче ведущих мостов, а также для движения автомобиля или трактора задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки и при движении по инерции. Коробка передач состоит из нескольких валов, набора шестерен и механизма управления. Величина крутящего момента, развиваемого двигателем, изменяется переключением шестерен. При зацеплении той или иной шестерни с исходной шестерней получается определенное соотношение между частотой вращения коленчатого вала и частотой вращения ведущих колес или звездочек, вследствие чего развивается различное тяговое усилие. В современных автомобилях получили распространение четырех- и пятиступенчатые коробки передач. Коробка передач современных автомобилей типа МАЗ-509 состоит из первичного вала, который опирается на два подшипника, установленных впереди в расточке торца коленчатого вала двигателя, а сзади в передней стенке картера коробки передач и крышке подшипника. Вторичный вал опирается передним концом в роликовом цилиндрическом подшипнике, установленном во внутренней расточке зубчатого венца первичного вала, и вторым концом опирается на шарикоподшипник, закрепленный в крышке. На вторичном валу установлены последовательно синхронизатор включения V и IV передач, шестерня V передачи, шестерня III передачи, синхронизатор включения III и II передач, шестерня II передачи и шестерня I передачи заднего хода. Зубья шестерен коробки передач смазываются разбрызгивателем масла, захватываемого шестернями со дна картера.

Реклама:
Читать далее: Карданные передачи

Категория: - Силовая передача и ходовая автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf