Содержание
- Многовальные коробки передач
- Определение.
- В зависимости от количества ступеней различают следующие конструкции:
- Конструкции МКПП подразделяют на два вида:
- Предыстория…
- Устройство коробки передач.
- Трехвальная коробка передач:
- Двухвальная коробка передач:
- Механизм переключения передач двухвальной коробки имеет следующее устройство:
- Принцип работы трехвальной механической коробки передач
- Принцип работы двухвальной механической коробки передач
- Рекомендуем посмотреть:
Трехвальные коробки передач характеризуются наличием прямой передачи. При этом на прямой передаче трехвальная коробка имеет более высокий КПД, чем двухвальная, так как в этом случае уменьшаются потери на трение. На остальных передачах трехвальной коробки в зацеплении находятся две пары зубчатых колес, в то время, как у двухвальной — одна.
Многие легковые автомобили с мощными двигателями сейчас комплектуются шестиступенчатыми коробками передач. Для повышения жесткости картера коробки передач широко применяют оребрение. Применение новых технологий и материалов дает возможность уменьшить массу коробок передач, а создание новых синхронизаторов обеспечивает улучшение легкости включения передач.
Многовальные коробки передач
Многовальные коробки передач представляют собой четырех-шестиступенчатую трехвальную коробку передач со встроенным или совмещенным редуктором. Редуктор может быть повышающим или понижающим. Повышающий редуктор (делитель) устанавливается перед коробкой передач и предназначен для уменьшения разрыва между передаточными числами соседних передач, незначительно увеличивая диапазон. Делитель имеет обычно две передачи — прямую и повышающую, что позволяет увеличить число передач вдвое.
Понижающий редуктор (демультипликатор) размещается за коробкой передач. Демультипликатор выполняют двух или трехступенчатым и обычно с большим передаточным числом, благодаря чему еще больше расширяется диапазон возможных передаточных чисел.
Механизм переключения передач должен обеспечить четкое переключение, надежную фиксацию включенной передачи и предотвратить возможность одновременного включения нескольких передач. В его состав входят штоки, вилки и фиксаторы. В приводе включения применяют рычаги, тросы и в последнее время гидростатический привод. Для уменьшения трения ползуны механизма переключения покрывают тефлоном или применяют игольчатые подшипники в шарнирах.
Трехвальная коробка передач:
1 — первичный вал;
2 — крышка подшипника;
3 — выключатель света заднего хода;
4 — манжета первичного вала;
5 — задний подшипник первичного вала;
6 — шестерня привода промежуточного вала;
7 — сапун;
8 — шестерня III передачи;
9 — передний картер;
10 — шестерня I передачи;
11 — шестерня заднего хода;
12 — штоки переключения передач;
13 — шарик-фиксатор;
14 — пружина;
15 — рычаг переключения;
16 — защитный уплотнитель;
17 — колпак рычага;
18 — корпус рычага переключения;
19 — задний картер;
20 — вторичный вал;
21 — манжеты удлинителя заднего картера;
22 — сталебаббитовая втулка;
23 — шестерня привода спидометра;
24 — привод спидометра;
25 — задний подшипник промежуточного вала;
26 — шестерня V передачи;
27 — болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода;
28 — промежуточная шестерня заднего хода;
29 — промежуточный вал;
30 — маслозаливная пробка
Трехвальные коробки передач. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-433360 — трехвальная трехходовая пятиступенчатая с двумя синхронизаторами для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач (рис. 12.7).
Детали коробки передач смонтированы в чугунном литом картере, закрытом крышкой. На правом люке устанавливается коробка отбора мощности привода лебедки, левый люк закрыт крышкой.
В правой стенке картера имеется резьбовая пробка контрольно-наливного отверстия, через которое коробка передач заправляется маслом. В левой стенке картера внизу имеется сливное отверстие, закры-
Рис. 12.7. Пятиступенчатая коробка передач автомобиля ЗИЛ-433360: 1 — первичный вал; 2, 10, 12, 21, 22, 24, 27 — подшипники; 3, 20 — зубчатые колеса постоянного зацепления; 4 — синхронизатор четвертой и пятой передач; 5, 18 — зубчатые колеса четвертой передачи; 6, 17 — зубчатые колеса третьей передачи; 7 — синхронизатор второй и третьей передач; 8, /5 — зубчатые колеса второй передачи; 9 — подвижное зубчатое колесо первой передачи и заднего хода; 11, 23 — уплотнительные манжеты; 13 — вторичный вал; 14 — зубчатое колесо первой передачи; 16 — зубчатое колесо заднего хода промежуточного вала; 19 — промежуточный вал;
25 — блок зубчатых колес заднего хода; 26 — распорная втулка
ваемое резьбовой пробкой, которая снабжена магнитом, притягивающим продукты изнашивания из масла.
Читайте также: Как снять переднюю фару лада гранта
Первичный вал 1 является ведущим валом коробки передач. Он изготовлен заодно с зубчатым колесом 3 постоянного зацепления и установлен на двух подшипниках. Передний подшипник 24 установлен в расточке фланца коленчатого вала. Задний подшипник 2 — в передней стенке картера коробки передач. Для устранения утечки масла из картера в крышке подшипника первичного вала установлена резиновая са-моподжимная уплотнительная муфта 23.
Промежуточный вал 19 изготовлен из стали 25ХГМ вместе с зубчатым колесом 14 первой передачи. Он установлен в картере передним концом на цилиндрическом роликоподшипнике 21, а задним — на подшипнике 12. На валу на шпонках закреплены зубчатые колеса 20, 18, 17, 15 и 16 постоянного зацепления четвертой, третьей, второй передач и передачи заднего хода соответственно.
Вторичный вал 13 является ведомым валом коробки передач. Он изготовлен из стали 25ХГМ и установлен передним концом в расточке первичного вала на подшипнике 22, а задним — в стенке картера на подшипнике 10. В крышке подшипников имеется самоподжимная резиновая уплотнительная манжета 11, предотвращающая утечку масла из коробки передач.
По шлицам вала может перемещаться зубчатое колесо 9 включения первой передачи и заднего хода, кроме того, на валу свободно установлены зубчатые колеса 8, 6, 5 второй, третьей и четвертой передач соответственно, входящих в постоянное зацепление с соответствующими зубчатыми колесами промежуточного вала. Все зубчатые колеса постоянного зацепления — косозубые. На зубчатых колесах второй и четвертой передач выполнены конусные поверхности и внутренние зубчатые венцы для соединения с синхронизаторами.
Блок 25 зубчатых колес заднего хода установлен на оси на двух роликоподшипниках 27 с распорной втулкой 26. Ось закреплена в картере и от осевых перемещений удерживается стопорной пластиной. Зубчатый венец большего диаметра блока зубчатых колес находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 16 заднего хода промежуточного вала.
Для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач на вторичном валу установлено два синхронизатора 4 и 7 с блокирующими пальцами.
Включение передач осуществляется рычагом через механизм переключения передач. На первой передаче зубчатое колесо 9, перемещаясь, войдет в зацепление с зубчатым колесом 14 первой передачи промежуточного вала. Крутящий момент будет передаваться с первичного вала / на вторичный вал 13 зубчатыми колесами 3 и 20 постоянного зацепления и зубчатыми колесами 14 и 9 первой передачи промежуточного и вторичного валов. При включении других передач крутящий момент будет передаваться другими парами зубчатых колес, передаточные числа при этом изменяются, а следовательно, будет изменяться и величина передаваемого крутящего момента. При включении передачи заднего хода изменяется направление вращения вторичного вала, так как крутящий момент передается тремя парами зубчатых колес.
Двухвальные коробки передач. Пятиступенчатая двухвальная коробка передач (рис. 12.8), устанавливаемая на переднеприводных автомобилях, создана в результате модификации четырехступенчатой коробки передач, рассмотренной ранее (см. рис. 12.4). Первичный вал 3 (см. рис. 12.8) и вторичный вал Сделаются более длинными, задние концы их выходят за пределы картера 2. На них устанавливается дополнительная пара зубчатых колес 7 и 9. Кроме того, на вторичном валу устанавливается третий синхронизатор 8 с блокирующими зубчатыми кольцами. Установка дополнительных зубчатых колес потребовала усиления подшипников, поэтому здесь применяются двухрядные шариковые подшипники. Картер закрывается увеличенной в размерах крышкой /.
При такой конструкции усложняется смазывание дополнительных зубчатых колес пятой передачи, что снижает надежность. Поэтому более предпочтительны коробки, изначально разработанные как пятиступенчатые.
Рис. 12.8. Пятиступенчатая коробка передач автомобиля ВАЗ-2109: / — задняя крышка; 2 — картер; 3 — первичный вал; 4 — синхронизатор первой и второй передач; 5 — синхронизатор третьей и четвертой передач; 6 — вторичный вал; 7 — зубчатое колесо пятой передачи вторичного вала; 8 — синхронизатор пятой передачи; 9 — зубчатое колесо пятой передачи первичного вала
В настоящее время существуют сконструированные аналогично шестиступенчатые коробки передач.
Определение.
Механическая коробка переключения передач (МКПП) – механизм, осуществляющий ступенчатое изменение передаточного отношения, после выбора передачи водителем (оператором). Переключение передач ведется вручную. На данный момент, механическая коробка переключения передач является самым популярным устройством для регулирования крутящего момента двигателя.
Крутящий момент в МКПП изменяется ступенями, поэтому она относится к ступенчатым коробкам. Передача или ступень – это пара взаимодействующих шестерен. Каждая передача обеспечивает вращение со своей, определенной угловой скоростью, или, как можно сказать, обладает своим передаточным числом т.е. отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Таким образом, высшая передача имеет наименьшее передаточное число, а низшая передача – наибольшее передаточное число.
Читайте также: Какие лампочки поставить в линзы
В зависимости от количества ступеней
различают следующие конструкции:
• четырехступенчатая коробка передач;
• пятиступенчатая коробка передач;
• шестиступенчатая коробка передач;
• и далее.
Самая популярная на сегодняшний момент – пятиступенчатая коробка передач.
Конструкции МКПП подразделяют на два вида:
• трехвальная коробка передач;
• двухвальная коробка передач.
Трехвальную коробку передач устанавливают, как правило, на заднеприводные автомобили, а двухвальную – на переднеприводные.
Предыстория…
Как мы уже говорили в предыдущей статье "Коробка переключения передач", главной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что нужную рабочую мощность они способны развивать лишь при небольшом диапазоне частот. Именно поэтому, для изменения крутящего момента двигателя обязательно необходимо использование специального механизма.
Самое интересное заключается в том, кому принадлежит идея изобретения этого механизма. По общеизвестным данным, до создания этого устройства, первым додумался Карл Бенц, получивший в 1886 году патент на автомобиль. Через пару лет, его жена, Берта, вместе с сыновьями, тайно отправилась к своей матери, которая жила, без малого, в 80 километрах от них. Множество хлопот Берте вызвали несовершенства конструкции этого автомобиля. Маломощность автомобиля являлась главным его недостатком. Дело даже доходило до абсурда, ведь Берте с пассажирами приходилось толкать автомобиль с 0,8-сильным двигателем под горку самостоятельно. Даже и речи нет об удобстве. Помимо малой мощности, автомобиль страдал и быстроизнашивающимися кожаными тормозными механизмами. В результате, после этой поездки, Карл Бенц установил на автомобиль дополнительную передачу.
Превью – увеличение по клику.
По нынешним меркам, первое устройство имело очень примитивную конструкцию. Оно состояло всего из двух шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущей оси и соединены с валом двигателя ремнем. При необходимости, с помощью рычагов, ремень переставлялся с одного шкива на другой. В результате, даже такой простой механизм, позволял регулировать крутящий момент на ведущих колесах. При вращении большого колесного шкива, меньшим шкивом, расположенным на валу мотора, крутящий момент двигателя увеличивался. Это соединение использовалось для того, чтобы тронуться с места. Когда же диаметр шкива на оси был меньше, чем на валу двигателя, то угловая скорость колес возрастала, а усилие двигателя уменьшалось. Немного позже, ремень был заменен на более износостойкую цепь, а вместо шкивов использовали звездочки. Наверное, такой механизм известен всем, ну, по крайней мере тем, кто хоть раз катался на велосипеде.
Устройство коробки передач.
Трехвальная коробка передач:
• ведущий (первичный) вал;
• шестерня ведущего вала;
• промежуточный вал;
• блок шестерен промежуточного вала;
• ведомый (вторичный) вал;
• блок шестерен ведомого вала;
• муфты синхронизаторов;
• механизм переключения передач;
• картер (корпус) коробки передач.
Ведущий вал предназначен для соединения со сцеплением. На валу прорезаны пазы для ведомого диска сцепления. От ведущего вала, крутящий момент предается через шестерню, которая в данный момент зацеплена с ним.
Промежуточный вал параллелен первичному. На валу расположен блок шестерен, находящихся в жестком зацеплении с ним.
Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим. Это возможно благодаря торцовому подшипнику на ведущем валу, который включает ведомый вал. Блок шестеренок ведомого вала не закреплен с валом и свободно вращается на нем, но блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а еще и шестерня ведущего вала находится в постоянном зацеплении.
Муфты синхронизаторов расположены между шестернями ведомого вала. Их работа основана на выравнивании угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. За счет шлицевого соединения, муфты могут двигаться продольно по ведомому валу, поскольку имеют с ним жесткое зацепление. Торцы муфт имеют форму зубчатых венцов, которые входят в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. Сейчас, новые коробки передач, оборудованы синхронизаторами на всех передачах.
Читайте также: Распорная планка задних колодок ваз 2110
Механизм переключения трехвальной коробки передач расположен на корпусе коробки. Он состоит из ползунов с вилками и рычага управления. Блокиратор необходим, для того, чтобы предотвратить одновременное включение двух передач. Так же механизм переключения может иметь дистанционное управление.
Картер коробки передач необходим для размещения конструктивных частей и механизмов и для хранения масла. В качестве материла, для изготовления картера используют алюминиевый или магниевый сплав.
Двухвальная коробка передач:
• ведущий (первичный) вал;
• блок шестерен ведущего вала;
• ведомый (вторичный) вал;
• блок шестерен ведомого вала;
• муфты синхронизаторов;
• главная передача;
• дифференциал;
• механизм переключения передач;
• картер коробки передач.
Ведущий вал, как и в трехвальной коробке, служит для соединения со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестеренок. Ведомый вал, вместе с блоком шестерен расположен параллельно ведущему валу. Шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и могут свободно вращаться на валу. К ведомому валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Муфты синхронизаторов расположены между шестернями ведомого вала.
Для уменьшения линейных размеров и увеличения числа ступеней, во многих конструкциях коробок передач устанавливается по два, и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с одной ведомой шестерней – так сказать, три главных передачи.
Крутящий момент от вторичного вала коробки передач к ведущим колесам автомобиля передают главная передача и дифференциал. При необходимости, дифференциал может обеспечивать вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм переключения передач двухвальной коробки, является дистанционным, так как располагается отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом осуществляется за счет различных тяг или тросов. Самым простым является соединение при помощи тросов, именно поэтому его чаще используют в механизмах переключения.
Механизм переключения передач двухвальной коробки
имеет следующее устройство:
• рычаг управления;
• трос выбора передач;
• рычаг выбора передач;
• трос включения передач;
• рычаг включения передач;
• центральный шток переключения передач с вилками;
• блокирующее устройство.
Выбор передачи осуществляется за счет поперечного движения рычага управления, относительно оси автомобиля, а включение передачи – продольное движение рычага, т.е. к конкретной передачи.
Принцип работы трехвальной механической коробки передач
В нейтральном положении рычага управления, не происходит передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. С перемещением рычага управления, происходит соответствующее перемещение муфты синхронизатора. Муфта же, в свою очередь, обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. Уже после, зубчатый венец муфты зацепляется с венцом шестерни и происходит блокировка шестерни ведомого вала. В итоге, коробка передач осуществляет передачу оборотов с двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Задний ход обеспечивается соответствующей передачей коробки. Сменить направление движения, удается благодаря промежуточной шестерни заднего хода, которую устанавливают на отдельной оси.
Принцип работы двухвальной механической коробки передач
Двухвальная и трехвальные коробки передач работают по схожему принципу, главное в чем они отличаются – особенности работы механизма переключения передач.
Все, что требуется от оператора (водителя), это изменять положение рычага, двигая им продольно или поперечно. Передвигая рычаг поперечно, усилие передается на трос выбора передач. Тот же, воздействует на рычаг выбора передачи. Рычаг, в свою очередь, поворачивает центральный шток вокруг оси и, таким образом, позволяет выбрать передачу.
При продолжении поперечного движения рычага, усилие передается на трос переключения передач, а далее на рычаг переключения передачи. За счет движения рычага, происходит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и блокирует шестерню ведомого вала. В итоге, крутящий момент передается от двигателя на ведущие колеса.