Автомобиль малого класса, с разработкой коробки передач

Синхронизатор состоит из ступицы, скользящей муфты, блокирующих колец, сухарей с шариковыми фиксаторами и пружинами. Ступица, жестко закрепленная на вторичном валу коробки передач, имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта, и шесть пазов, в трех из которых размещаются сухари с фиксаторами. Бронзовое блокирующее кольцо имеет внутреннюю коническую поверхность, наружные зубья со скосами и шесть выступов, которые входят в пазы ступицы с боковым зазором, ограничивающим поворот кольца относительно ступицы. На конической поверхности кольца нарезаны резьба и канавки, предназначенные для разрыва масляной пленки. Передача включается после выравнивания угловых скоростей вторичного вала и свободно вращающейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями блокирующего кольца и шестерни. Тогда зубья скользящей муфты входят в зацепление с губчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. В результате шестерня стопорится на вторичном валу.

Ведущая шестерня главной передачи находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней, прикрепленной болтами к корпусу дифференциала, который установлен в подшипниках. Внутри корпуса дифференциала установлена ось с двумя сателлитами, находящимися в постоянном зацеплении с шестернями, которые связаны с шлицевыми хвостовиками внутренних шарниров привода передних ведущих колес. Сателлиты и шестерни имеют сферические опорные поверхности, что исключает применение опорных шайб. На корпусе дифференциала установлена ведущая пластмассовая шестерня привода спидометра.

Механический привод переключения передач состоит из рычага со сферическим концом, шаровой опоры, тяги, соединительного шарнира, штока и механизмов выбора и переключения передач. Рычаг переключения передач закреплен на полу кузова автомобиля. Отверстие в полу для тяги закрыто резиновым чехлом. На конце штока установлен рычаг, который связан с трехплечим рычагом механизма выбора передач, выполненного отдельным узлом и размещенного в картере сцепления. В привод переключения передач входят также три штока с закрепленными на них вилками и шариковые фиксаторы штоков.

Коробка передач вместе с картером сцепления крепится к блоку цилиндров  двигателя. Через резьбовое отверстие  с пробкой в коробку в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя заливают моторное или трансмиссионное масло. Сливают масло через резьбовое отверстие с пробкой.

 

8.Трехвальная коробка передач

Рис. 6.

Наибольшее распространение на легковых, 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. Отличительной особенностью трехвальных коробок передач является наличие прямой передачи с передаточным числом Uk = 1, на которой первичный и вторичный валы соединяются напрямую, и автомобиль движется большую часть времени.

На прямой передаче КПД трехвальной коробки передач больше по величине, чем у двухвальной, и коробка передач работает менее шумно. 

На остальных передачах, кроме заднего хода, в трехвальной коробке передач в зацеплении находятся две пары шестерен, что несколько снижает КПД коробки, но позволяет иметь на первой передаче большое передаточное число.

В трехвальной коробке передач (рис. 7.) на любой передаче, кроме прямой и заднего хода, крутящий момент двигателя с первичного вала 1 передается через шестерни 2 и 7 постоянного зацепления, промежуточный вал 5 и шестерни 6 и 3 на вторичный вал 4, соединенный с ведущими колесами автомобиля. При этом крутящий момент на промежуточном валу 5больше крутящего момента на первичном валу 1, так как диаметр и число зубьев шестерни 7 больше, чем у шестерни 2. В то же время крутящий момент на вторичном валу 4 будет больше, чем на промежуточном валу 5.

 

Рис. 7. – Работа трехвальной коробки передач

а, б – движение вперед; в –  движение задним ходом; 1 – первичный  вал; 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10 – шестерни; 4 – вторичный  вал; 5 – промежуточный вал

При включении прямой передачи крутящий момент передается непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4. При включении передачи заднего хода промежуточная шестерня 9 вводится в зацепление между шестернями 8 и 10. Вследствие этого вторичный вал 4 коробки передач вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала 1, и обеспечивается движение автомобиля задним ходом.

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

Конструкция коробки передач легковых автомобилей ВАЗ показана на рис. 7. Коробка передач механическая, 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 помощьюсинхронизаторов, а для движения назад – передвижением промежуточной шестерни заднего хода. Переключаются передачи с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Конструкция коробки

Рис. 8. – Коробка передач легковых автомобилей ВАЗ

а – общий вид; б, г – схемы  коробки и синхронизатора; в –  синхронизатор; 1 – первичный вал; 2, 12, 14, 19 – крышки; 3, 5, 6, 9, 10, 16, 17, 23 –  шестерни; 4, 7 – синхронизаторы; 8 –  вторичный вал; 11, 29 – пружины; 13 – рычаг; 15 – вилка; 18 – ось; 20 – пробка; 21 – промежуточный вал; 22 – картер; 24, 26, 28 – ползуны; 25 – фиксатор; 27 – замок; 30 – кольцо; 31 – ступица; 32 – муфта; I – IV - передачи

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки передач на подшипниках установлены первичный (ведущий) 1,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 16 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 19, 2 и 14. Под нижнюю 19 и заднюю 14 крышки установлены прокладки.

9.Многовальные коробки передач

Многовальные коробки передач  применяются Для получения большого числа передач – от 8 до 24 – применяются многовальные коробки передач. Они представляют собой четырех- , пяти- или шестиступенчатые Трехвальные коробки передач со встроенными или совмещенными дополнительными коробками передач (редукторами). При этом дополнительная коробка передач может быть повышающейили понижающей. Повышающая коробка передач называется делителем или мультипликатором. Делитель устанавливается перед коробкой передач и увеличивает число передач в два раза. Обычно он имеет две передачи: прямую с передаточным числом uk = 1 и повышающую с передаточным числом u_k < 1. Делитель не увеличивает передаточные числа коробки передач, а только уменьшает разрыв между передаточными числами соседних передач, увеличивая на 20…25% их диапазон.

Понижающая коробка  передач называется демультипликатором. Демультипликатор устанавливается за коробкой передач. Он имеет две или три передачи: прямую с u_k = 1 и понижающие с u_k > 1. Демультипликатор увеличивает число передач в 2-3 раза и передаточные числа коробки передач, значительно расширяя их диапазон.

Многовальные коробки передач  используются на автомобилях большой  грузоподъемности, а также на автомобилях-тягачах, работающих с прицепами и полуприцепами.

Коробка КамАЗ с делителем

На рис. 9. представлена конструкция коробки передач грузовых автомобилей КамАЗ. Коробка пятивальная, десятиступенчатая, синхронизированная, с делителем и с неавтоматическим дистанционным управлением.

Рис. 9.– Коробка передач грузовых автомобилей КамАЗ

1 – ведущий вал; 2, 13 – шестерни; 3 – первичный вал; 4, 5, 6 – синхронизаторы; 7 – муфта; 8 – вторичный вал; 9, 11 – промежуточные валы; 10, 12 – картеры

Коробка передач состоит из двух частей – основной пятиступенчатой  коробки передач и делителя. Делитель выполнен в отдельном картере 12 с картером сцепления и прикреплен к картеру 10 коробки передач. В картере 10 основной коробки передач размещены первичный 3, вторичный 8 и промежуточный 9 валы. Косозубые шестерни коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Включение IV и V, а также II и III передач производится соответственно синхронизаторами 5 и 6. Включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой 7. Синхронизаторы имеют конструкцию, аналогичную синхронизаторам грузовых автомобилей ЗИЛ.

Делитель имеет ведущий 1 и промежуточный 11 валы, две шестерни 2 и 13 постоянного зацепления и зубчатую муфту с синхронизатором 4 для включения прямой и повышающей передач с передаточными числами соответственно u_k = 1 и u_k = 0,815. Промежуточный вал 11 делителя соединен шлицами с промежуточным валом 9 коробки передач. Шестерня 2 установлена свободно на ведущем валу и вращается относительно вала.

При включении прямой передачи ведущий вал 1 делителя и первичный вал 3 коробки передач жестко соединяются напрямую с помощью зубчатой муфты. При этом крутящий момент, передаваемый от двигателя к коробке передач, не изменяется по величине. При включении повышающей передачи шестерня 2 фиксируется синхронизатором на ведущем валу 1 делителя. В этом случае крутящий момент двигателя передается с шестерни 2 на шестерню 13 промежуточного вала и далее на промежуточный вал 9 коробки передач. При этом уменьшается передаваемый крутящий момент и увеличивается скорость движения. Это обеспечивает работу автомобиля при небольших нагрузках и высокой скоростью движения, что способствует экономии топлива.

Размещение делителя в отдельном  картере позволяет использовать основную коробку передач и без  делителя на самосвалах и других автомобилях, где это целесообразно. При установке делителя отдельные детали основной коробки передач заменяются (первичный вал и др.).

10.Механизм переключения передач в коробке с делителем

Механизм переключения передач  основной коробки передач имеет  дистанционный механический привод управления. В привод (рис. 10) входят рычаг 1 переключения, передняя 2 и промежуточная 4 тяги, рычаг 3 передачи и шток с рычагом 5 механизма переключения передач, который находится в крышке 6 коробки передач.

Рис. 11.– Приводы переключения коробки передач (а) и делителя (б) грузовых автомобилей КамАЗ

1, 3, 5 – рычаги; 2, 4 – тяги; 6 –  крышка; 7 – переключатель; 8 – кран; 9 – воздухораспределитель; 10, 11 – клапаны; 12 – упор; 13 – пневмоцилиндр; В, Н – положения переключателя

Механизм переключения передач делителя имеет пневматический привод. Привод состоит из переключателя 7, находящегося на рычаге 1 коробки передач, редукционного клапана 10, пневмоцилиндра 13, воздухораспределителя 9, клапана 11 включения делителя, крана 8 и трубопроводов.

При установке переключателя в  положение Н (низшая) или В (высшая) передача золотник крана 8 перемещается тросом. Сжатый воздух от редукционного клапана 10 поступает в соответствующую полость воздухораспределителя 9, устанавливая при этом его золотник в необходимое положение.

При выключении сцепления упор 12, установленный  на толкателе рычага выключения сцепления, открывает клапан 11, и сжатый воздух проходит в воздухораспределитель 9 и далее в нужную полость пневмоцилиндра 13, перемещая его поршень и выключая передачи в делителе. Следовательно, переключатель можно включать заранее, однако переключение передач в делителе произойдет только при выключении сцепления. Такое полуавтоматической переключение передач делителя значительно облегчает его применение.

Коробка передач ЗИЛ  с демультипликатором

Многовальная коробка передач (рис. 12) грузовых автомобилей ЗИЛ состоит из основной коробки передач и демультипликатора. Она имеет восемь основных передач для движения вперед (передача VIII – прямая с u_k = 1), дополнительную «ползущую» передачу (u_k = 11,4) и передачу заднего хода.

Рис. 12. – Коробка передач с демультипликатором грузовых автомобилей ЗИЛ

а – продольный разрез; б – механизм переключения; 1, 15, 28, 29, 35 – валы коробки; 2 – ползун; 3 – головка; 4, 33 – рычаги; 5 – блок клапанов; 6, 36 – фиксаторы; 7 – крышка; 8, 14 – вилки; 9 – пневмоцилиндр; 10- солнечная шестерня; 11 – сателлит; 12 – коронная шестерня; 13 – блокировочный диск; 16 – втулка шлицевая; 17, 25, 32 – синхронизаторы; 18, 30 – картеры; 19 – насос; 20, 23 – шестерни передач «ползущей» и заднего хода; 21 – муфта; 22 – промежуточная шестерня заднего хода; 24 – шестерня I и V передач; 26 – шестерня II и VI передач; 27 – шестерня III и VII передач; 31 – шестерня привода; 34 – серьга; 37 – демпфер

Такое число передач позволяет  изменять крутящий момент двигателя в широком диапазоне и выбирать наиболее экономичный режим движения автомобиля.

В картере 30 основной коробки передач  на подшипниках установлены первичный 1, вторичный 29 и промежуточный 28 валы.

Первичный вал выполнен вместе с косозубой шестерней, которая находится в постоянном зацеплении с шестерней 31 привода промежуточного вала. На вторичном валу шестерни всех передач установлены на роликовых подшипниках и свободно вращаются относительно вала.

Промежуточный вал изготовлен за одно целое с прямозубыми шестернями 20 «ползущей» передачи и 23 заднего хода. Косозубые шестерни остальных передач напрессованы на промежуточный вал.