Системы питания двигателей 10 страница

отверстие 4, выполненное в шейке первичного вала 11 коробки передач.

Трехвальные коробки передач. 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 и_к= 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, 4.39) на любой передаче, кроме прямой и заднего хода, крутящий момент двигателя с пер­вичного вала 1 передается через шестерни 2и 7 постоянного за­цепления, промежуточный вал 5 и шестерни 6 и 3 на вторичный кал 4, соединенный с ведущими колесами автомобиля. При этом крутящий момент на промежуточном валу 5 больше 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.

При включении прямой передачи крутящий момент передает­ся непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4. При

12 3 4 8

а б в

Рис. 4.39. Схема работы трехвальной коробки передач:

а, 6 — движение вперед; в — движение задним ходом; / — первичный вал; 2, 3

б, 7, 8, 9, 10 — шестерни; 4 — вторичный вал; 5 — промежуточный В'

включении передачи заднего хода промежуточная шестерня 9вво дится в зацепление между шестернями 8 и 10. Вследствие этог вторичный вал 4 коробки передач вращается в сторону, противо положную вращению первичного вала /, и обеспечивается дви жение автомобиля задним ходом.

Конструкция трехвальной коробки передач и число ее переда; во многом зависят от типа автомобиля. Однако широкое примене ние получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач н легковых и грузовых автомобилях и автобусах.

Конструкция коробки передач легковых автомобилей ВАЗ пд казана на рис. 4.40. Коробка передач механическая, четырехст пенчатая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, синхронизаторами и неавтоматическая (с ручным управлением)

Коробка имеет четыре передачи для движения вперед и од~ передачу для движения назад. Шестерни всех передач (кром заднего хода) — косозубые, что уменьшает шум при работе кО_к робки передач, имеют постоянное зацепление. Шестерни переда; чи заднего хода — прямозубые. Передачи для движения впер включаются с помощью синхронизаторов, а для движения назад передвижением промежуточной шестерни заднего хода. Переклю. чаются передачи с помощью рычага, который имеет три хода впе ред и назад для переключения передач.

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки переда" на подшипниках установлены первичный (ведущий) /, вторич ный (ведомый) 8 и промежуточный 21 валы. Первичный вал вы; полнен как одно целое с шестерней 3, находящейся в постоян, ном зацеплении с шестерней 23 промежуточного вала, представ, ляющего собой блок шестерен. На вторичном валу свободно уста новлены шестерни 5, 6 и 9 соответственно ПТ, II и I передач находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ше стернями промежуточного вала. На вторичном валу также жестк закреплены ступицы синхронизаторов 4 и 7 и шестерня /Язадне го хода. Промежуточная шестерня 16 заднего хода свободно уста,

^У 18 17 16 15

ЛИ 1и_ -* I 5 6 78 9 10

/ 23 22 21 20 19 а

/ 3 4

^■18

—=-Э ■ пп

16 3-Х.—' х/7

I

23 21

30 29

31 32

Ъ^€

29 30

/Г

\^г^й

3029

-*- 32 31

Рис. 4.40. Коробка передач легковых автомобилей ВАЗ:

а — обший вид' б, г — схемы коробки и синхронизатора; в — синхронизатор; / — первичный вал; 2, 12, 14, 19 - крышки; 3, 5, 6, 9, Ю, 16, 17, 23 - шестерни; 4, 7- синхронизаторы; 8— вторичный вал; //, 29— пружины; 13 — рычаг; 13 ~ 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

новлена 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 / 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 я зад­нюю 14 крышки установлены прокладки. Синхронизатор состоит из ступицы 31, скользящей муфты 32, блокирующих колец 30 и пружин 29. Ступица синхронизатора закреплена на вторичном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых уста­новлена скользящая муфта 32 с внутренними коническими по­верхностями. Блокирующие кольца 30 имеют наружные коничес­кие поверхности и внутренние зубья со скосами. Блокирующие кольца постоянно отжимаются пружинами 29 к скользящей муф­те 32. Работа синхронизатора основана на использовании сил тре­ния. Включение передачи возможно только после предваритель­ного уравнивания угловых скоростей вторичного вала и шестерни включаемой передачи. После уравнивания угловых скоростей за;. счет трения между коническими поверхностями скользящей муф­ты 32 и блокирующего кольца 30 зубья муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. В этом случае свободно вращающаяся шестерня на вторичном валу с помощью синхронизатора соединяется с вторичным валом, и передача включается.

Механизм переключения коробки передач включает рычаг пе­реключения 13, ползуны 24, 26 и 28 с вилками, шариковые фик­саторы 25 и замок 27. Рычаг 13 прижимается пружиной // к сфе­рической поверхности крышки 12 шаровой опоры и имеет фигур­ный конец, который при переключении передач входит в пазы вилок. Вилки, установленные на ползунах, входят в выточки сколь­зящих муфт синхронизаторов 4 и 7 и промежуточной шестерни 16, заднего хода. Шариковые фиксаторы 25 удерживают ползуны в нейтральном и включенном положениях, а замок 27 исключает одновременное включение двух передач. Замок состоит из двух блокировочных сухарей и штифта между ними. При перемещений среднего ползуна 26 оба сухаря выходят из его углублений и запи- -рают крайние ползуны 24 и 28, исключая их смещение. При пере-' мещении одного из крайних ползунов сухарь выходит из его углуб-.> ления, блокирует средний ползун и, действуя через штифт на другой сухарь, запирает также другой крайний ползун, что ис­ключает включение двух передач одновременно.

Коробка передач крепится к заднему торцу картера сцепления. В нее через резьбовое отверстие с пробкой 20 заливают трансмис­сионное масло. Внутренняя полость коробки передач через сапун сообщается с атмосферой. Масло из коробки передач сливается

через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в нижней крышке 19.

На рис. 4.41 представлена трехвальная коробка передач легко­вых автомобилей ГАЗ. Коробка передач четырехступенчатая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизаторами для пе­реключения передач и с непосредственным управлением.

В картере 2 коробки передач и удлинителе 12 на подшипниках установлены первичный / и вторичный 13 валы. Первичный вал изготовлен вместе с шестерней 19, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 18 промежуточного вала 16, представля­ющего собой блок шестерен, который установлен на игольчатых подшипниках на оси 17, закрепленной в картере 2.

На вторичном валу свободно установлены косозубые шестерни 6, 7 и 9 соответственно III, II и I передач, которые находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями про­межуточного вала. На вторичном валу жестко закреплены ступи­цы синхронизаторов 3 и 8. Промежуточная шестерня 15 заднего хода свободно установлена на оси 14, закрепленной в картере. При включении I и II передач синхронизатор 8 соединяет соответ­ственно шестерни 9 и 7с вторичным валом коробки передач. При включении III и IV передач синхронизатор 3 соединяет соответ­ственно шестерню 6 и первичный вал / с вторичным валом. Зад­ний ход включается вилкой путем введения в зацепление проме­жуточной шестерни 15 одновременно с соответствующей шестер­ней блока шестерен промежуточного вала 16 и зубчатым венцом муфты синхронизатора 8.

Синхронизатор — разборный, состоит из ступицы 23, сколь­зящей муфты 21, блокирующих колец 20, пружинных колец 24 и сухарей 22. Ступица синхронизатора жестко крепится на вторич­ном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы и три паза. На шлицах установлена скользящая муфта, а в пазах размещены сухари. Сухари прижимаются к шлицам скользящей муфты пру­жинными кольцами.

Бронзовые блокирующие кольца 20 имеют внутреннюю кони­ческую поверхность, наружные зубья с торцовыми скосами и три паза, куда входят сухари и ширина которых больше ширины суха­рей. Работа синхронизатора аналогична работе синхронизаторов, описанных ранее.

Механизм переключения передач находится в крышке 11 ко­робки передач и включает рычаг переключения 10, ползуны 5 с вилками 4, шариковые фиксаторы, блокирующий штифтовой замок и пружинный предохранитель включения заднего хода. При переключении передач нижний конец рычага входит в пазы головок ползунов, которые через вилки связаны со скользящими Муфтами синхронизаторов и промежуточной шестерней заднего хода.

Шариковые фиксаторы удерживают ползуны в нейтральном и включенном положениях. Блокирующий замок исключает одно­временное включение двух передач. Пружинный предохранитель исключает ошибочное включение заднего хода при включении I _или II передач, так как для включения заднего хода необходимо прилагать большее усилие.

На рис. 4.42 показана конструкция коробки передач, применя­емой на грузовых автомобилях ГАЗ. Коробка передач трехвальная, четырехступенчатая, с синхронизаторами и непосредственным управлением.

Рис. 4.42. Коробка передач грузовых автомобилей ГАЗ:

₍~- предохранитель; 2, 14, 18 — первичный, вторичный и промежуточный валы; '> Я 10, 11, 15, 17 — шестерни; 4 — картер; 5 — ползун; 6 — фиксатор; 7 — Рычаг; 8— крышка; 12— вилка; Л? — замок; 16— ось; 19— синхронизатор

*™,„ 193

Первичный 2 и промежуточный /<?валы коробки передач свя­заны между собой через косозубые шестерни 3 и //постоянного' зацепления. В постоянном зацеплении также находятся косозубые шестерни 9 и 10(11 и III передачи) вторичного вала с соответству­ющими шестернями промежуточного вала. При этом шестерни ука­занных передач свободно установлены на вторичном валу и име ют возможность вращаться относительно вала. На промежуточно валу шестерни изготовлены совместно с валом. Шестерня 7/ (I передача) прямозубая и установлена на шлицах вторичного вала'-На вторичном валу также установлен синхронизатор 19, с помо щью которого производится включение III и IV передач. Консг рукция и работа синхронизатора такие же, как и в коробке пере, дач легковых автомобилей ГАЗ. Включение I и II передач осушест вляется перемещением шестерни 11 на вторичном валу. Задни ход включается перемещением блока из двух шестерен 15, кото рый установлен на отдельной оси 16.

Механизм переключения передач размещен в крышке <? карте ра 4 коробки передач. Он состоит из рычага 7, ползунов 5 с вилк' ми 12, шариковых фиксаторов 6 с пружинами, блокирующе замка 13 и пружинного предохранителя /. Переключение переда, осуществляется рычагом, ползунами и вилками. Фиксация вклю ченных передач выполняется шариковыми фиксаторами 6, а о новременное включение двух передач предотвращается замком I Ошибочно включение заднего хода при включении I и II переда исключается пружинным предохранителем /. Он позволяет вкл чать задний ход только при большем усилии на рычаге перекл чения, чем при включении I и II передач.

Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ представлена рис. 4.43. Коробка трехвальная, пятиступенчатая, с синхронизато рами и с неавтоматическим непосредственным управлением. Вы шая V передача в коробке передач — прямая.

В картере 9 коробки передач на подшипниках установлен три вала — первичный /, вторичный 10 и промежуточный / Вместе с первичным валом изготовлена ведущая косозубая шео терня 2, соединенная с ведомой шестерней 17, которая закре лена на шпонке на промежуточном валу. Промежуточный вал / изготовлен совместно с ведущей прямозубой шестерней // пе вой передачи. На нем также на шпонках установлены всдущ" косозубые шестерни второй 12, третьей 14 и четвертой 15 пер дач. Прямозубая шестерня 8 первой передачи и заднего хода у тановлена подвижно на шлицах вторичного вала, а ведомые к созубые шестерни второй 7, третьей 5 и четвертой 4 передач свободны и находятся в постоянном зацеплении с ведущим шестернями 12, 14 и 15. На вторичном валу на шлицах устано лены синхронизаторы 6 и 3 для включения соответственно II III, IV и V передач.

Рис. 4.43. Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ:

^а — продольный разрез; б — синхронизатор; / — первичный вал; 2, 4, 5, 7, 8,

И- 12, 13, 14, /5, 17, 18, 19 — шестерни; 3, 6 — синхронизаторы; 9 — картер;

К) — вторичный вал; 16 — промежуточный вал; 20 — ось; 21, 23 — пальцы; 22 —

муфта; 24 — кольцо; /, // — положения пальцев

Синхронизатор неразборный и состоит из муфты 22 с внут­ренними шлицами и с двумя наружными зубчатыми венцами, двух бронзовых колец 24 с внутренними коническими поверхнос­тями, трех блокирующих пальцев 21 с выточками посередине и трех фиксирующих разрезных пальцев 23 с пружинами и с выточ­ками в средней части. Во фланце муфты 22 выполнены шесть от­верстий, через три из которых проходят блокирующие пальцы, жестко соединяющие бронзовые кольца. Через остальные три от верстия проходят фиксирующие пальцы, удерживающие в сред^ нем положении бронзовые кольца относительно муфты.

При включении передачи муфта 22 передвигается по шлица вторичного вала 10 и через фиксирующие пальцы 23 перемещав бронзовые кольца 24 к ведомой шестерне включаемой передачи, свободно вращающейся на вторичном валу. При соприкоснове нии конических поверхностей бронзового кольца и шестерни коль" ца поворачиваются относительно муфты вместе с блокирующим пальцами. При этом пальцы смещаются относительно центро отверстий (положение Г), упираются выточками в края отверсти и препятствуют дальнейшему передвижению муфты и, следова тельно, включению передачи. При дальнейшем увеличении сил^-сжатия конических поверхностей бронзового кольца и шестерн увеличивается трение между ними и выравниваются их скорое вращения. При этом кольца с блокирующими пальцами возврата, ются в исходное положение относительно муфты (положение Щ Муфта свободно передвигается и ее наружный зубчатый вене входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом шестерн включаемой передачи. Таким образом происходит бесшумное вклю чение передачи. При выключении передачи муфта передвигаете' в исходное положение относительно бронзовых колец, в резуль тате чего зубчатые венцы муфты и шестерни включенной переда чи оказываются разъединенными.

При включении I передачи шестерня 8 вводится в зацеплени с шестерней 11, а для включения заднего хода — с шестерней / блока шестерен заднего хода, шестерня 19 которого находится постоянном зацеплении с шестерней 75. В этом случае вторичнк вал вращается в обратном направлении. Блок шестерен задне~ хода установлен на оси 20 на игольчатых подшипниках.

Механизм переключения передач находится в крышке короб ки передач. Он состоит из рычага, трех ползунов с вилками, тре шариковых фиксаторов с пружинами, шарикового замка со штиф: том и плунжерного предохранителя с пружиной. Фиксаторы ис ключают самопроизвольное выключение передач, замок — одно временное включение двух передач, а предохранитель — ошибоч ное включение заднего хода при включении I передачи.

На рис. 4.44 представлена коробка передач грузовых автомоби лей МАЗ. Коробка передач трехвальная, пятиступенчатая, с сиЯ

хронизаторами и с неавтоматическим дистанционным управле­нием. Высшая V передача в коробке передач повышающая, а IV — прямая. Повышающая передача используется при движении по хорошим дорогам, а также при движении автомобиля с неполной нагрузкой. При этом уменьшается расход топлива и повышается долговечность двигателя, так как на повышающей передаче обес-

Рис. 4.44. Коробка передач грузовых автомобилей МАЗ:

^а — продольный разрез; 6 — привод; в — синхронизатор; /, 9, 10 — первичный,

вторичный и промежуточный валы; 2, 6 — синхронизаторы; 3, 14 — рычаги; 4,

⁵- 7, 8, П, 12, 16- шестерни; 13— насос; 15- шарнир; /7, 23— кольца; 18-

прорезь; 19 — корпус; 20 — фиксатор; 21 — штифт; 22 — муфта

печивается работа двигателя с меньшей частотой вращения ко­ленчатого вала.

Первичный вал / выполнен вместе с шестерней постоянного зацепления, а промежуточный вал 10 — с шестерней // первой передачи. Остальные шестерни, в том числе и шестерня /2 отбора мощности, закреплены на промежуточном валу при помощи шпо­нок.

На вторичном валу установлены шестерни первой 8 передачи и заднего хода, второй 7, третьей 5 и пятой 4 передач, а также синхронизаторы 2 и 6. Внутри вторичного вала выполнен осевой канал, в который поступает масло для смазывания втулок, сво­бодно установленных на валу шестерней II, III и V передач. Масло в канал нагнетается шестеренным насосом 13, который приво­дится в движение от промежуточного вала. Все шестерни коробки передач, кроме шестерни I передачи и заднего хода, — косозубые, и находятся в постоянном зацеплении. Шестерни I передачи и, заднего хода — прямозубые.

При включении I передачи шестерня 8 вводится в зацепление; с шестерней // промежуточного вала, а при включении заднего' хода — с блоком шестерен заднего хода, установленным в карте­ре коробки передач на оси на игольчатых подшипниках. Включе­ние II и III передач осуществляется синхронизатором 6, а IV и V передач — синхронизатором 2.

Синхронизаторы имеют одинаковую конструкцию и отлича­ются только размерами — синхронизатор II и III передач больш синхронизатора IV и V передач.

Синхронизатор состоит из муфты 22 и корпуса 19. Муфта име ет внутренние шлицы, два наружных зубчатых венца и выступы в которых размещаются шариковые фиксаторы 20 с пружинами \ штифты 21. Корпус имеет фигурные прорези 18, и внутри него обоих концов запрессованы бронзовые конические кольца 23 Муфта находится внутри корпуса и соединяется с ним шарико выми фиксаторами, а ее выступы проходят через фигурные про рези. Штифтами муфта соединена с кольцом 17, связанным с вил кой переключения передач. Шестерни 16 передач, включаемь синхронизатором, имеют наружные конусные поверхности и внут ренние зубчатые венцы, соответствующие наружным зубчатым вен цам муфты синхронизатора.

При переключении передачи передвигается муфта 22 и вместе ней корпус 19 синхронизатора. Конусной поверхностью кольцо 2 прижимается к конусной поверхности шестерни 16, свободн вращающейся на вторичном валу. От трения, возникающего меж^ поверхностями, корпус повернется на некоторый угол и его вьГ, ступы упрутся в края фигурных прорезей, препятствуя передвИ, жению муфты. После выравнивания скоростей вращения муфты шестерни корпус повернется в исходное положение, не препят

ствуя продвижению муфты. При дальнейшем перемещении муф­ты ее зубчатый венец войдет в зацепление с зубчатым венцом шестерни, и передача будет бесшумно включена. Выключение пере­дачи производится передвижением муфты в исходное положение относительно корпуса синхронизатора, вследствие чего зубчатые венцы муфты и шестерни включенной передачи разъединяются. Управление коробкой передач — неавтоматическое дистанци­онное. Рычаг 14 переключения передач соединяется с коробкой передач механическим приводом, включающим тяги, валики и карданные шарниры 15. Привод соединен с рычагом 3 механизма переключения, находящегося в крышке коробки передач. Конец рычага входит в пазы головок ползунов с вилками переключения. Механизм переключения также включает пружинные шариковые фиксаторы, плунжерный замок со штифтом и пружинный пре­дохранитель. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключе­ние передач, замок — одновременное включение двух передач, а предохранитель — ошибочное включение заднего хода при вклю­чении I передачи.

Многовальные коробки передач. Для получения большого числа передач — от 8 до 24 — применяются многовальные коробки пе­редач. Они представляют собой четырех-, пяти- или шестисту-пенчатые трехвальные коробки передач со встроенными или совме­щенными дополнительными коробками передач (редукторами). При этом дополнительная коробка передач может быть повыша­ющей или 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 и_к = 1 и повышающую с передаточным числом и_к < I. 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 и_к = I и понижающие с и_к> 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.

На рис. 4.45 представлена конструкция коробки передач грузо­вых автомобилей КамАЗ. Коробка передач пятивальная, десяти-^стУпенчатая, синхронизированная, с делителем и с неавтомати­ческим дистанционным управлением.

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 с высокой скоростью движения, что способствует экономии топлива.

Размещение делителя в отдельном картере позволяет исполь-зоиать 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.).

Механизм переключения передач основной коробки передач имеет дистанционный механический привод управления. В привод (рис. 4.46) входят рычаг 1 переключения, передняя 2 и промежу-