На автомобиле установлена коробка передач модели ЯМЗ-236У

Характеристика: механическая, пятиступенчатая, трехвальная, с непостоянным зацеплением зубчатых колес, частично синхронизированная.

Установка и крепление: крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, крепится к раме. Задняя часть коробки передач устанавливается на специальной поддерживающей опоре.

Устройство (в соответствии с рисунком 101): картер 64 с крышками, редуктор, привод управления, механизм переключения передач, система смазывания, детали крепления и уплотнения.

Картер с крышками.

Отливается из серого чугуна и является базовой деталью коробки передач. В картере, в соответствии с рисунком 2.21, выполнены 4 расточки для установки подшипников валов, в правой и левой боковых стенках люки для монтажа коробки отбора мощности, верхняя часть картера закрывается съемной крышкой, в которой монтируется механизм переключения передач. Все люки и расточки закрываются крышками (проходными и глухими).

Рис.101. Коробка передач Урал – 4320.31:

1 - первичный вал; 2 - крышка подшипника первичного вала; 3 - картер сцепления; 4 - сальник; 5 - подшипник первичного вала; 6 - маслоотводная трубка; 7 - передний подшипник вторичного вала; 8 - синхронизатор IV и V передач; 9-вилка; 10 - рукоятка рычага; 11 - фиксатор; 12 - втулка шестерни III передачи; 13 - сапун; 14 - вилка переключения II и III передач; 15 - синхронизатор II и III передач; 16 - шестерня II передачи ведомого вала; 17 - упорное кольцо; 18 - вилка переключения I передачи и заднего хода; 19 - шестерня I передачи и заднего хода; 20 - задний подшипник вторичного вала; 21 - вторичный вал; 22 - стакан пружины предохранителя; 23 - пружина предохранителя; 24 - ось поводка; 25 - штифт предохранителя; 26 - защитный колпак; 27 - штифт-фиксатор; 28 - пружина рычага; 29 -опора рычага; 30 - крышка коробки передач; 31 - пробка маслозаливного отверстия; 32 - шарик замка штоков; 33 - штифт замка штоков; 34 - установочный винт; 35 -поводок; 36 - фланец; 37 - ось блока шестерен заднего хода; 38 -промежуточная втулка; 39 - игольчатый подшипник; 40 - блок шестерен заднего хода; 41 - сальник; 42 - крышка заднего подшипника вторичного вала; 43 -крышка заднего подшипника промежуточного вала; 44 - упорная шайба; 45 - задний подшипник промежуточного вала; 46 - промежуточный вал; 47 - шестерня заднего хода промежуточного вала; 48 - пробка маслосливного отверстия; 49 - шестерня II передачи промежуточного вала; 50 - распорная втулка; 51 - крышка; 52 - пружинное кольцо магнита; 53 - магнит; 54 - заборник масла; 55 - шестерня III передачи промежуточного вала; 56 - шестерня V передачи промежуточного вала; 57-шлицевая втулка синхронизатора; 58 - шестерня III передачи вторичного вала; 59 - пробка маслосливного отверстия; 60 - втулка шестерни V передачи вторичного вала; 61 - шестерня V передачи вторичного вала; 62 - шестерня отбора мощности; 63 - шестерня привода промежуточного вала; 64 - картер коробки передач; 65-масляный насос; 66 - кольцевая гайка

Картер имеет раздельно заливное отверстие (на верхней крышке) и контрольное на левой боковой стенке картера. В средней части картера внутри выполнена перегородка.

Редуктор.

Назначение: служит для изменения крутящего момента по величине, путем увеличения или уменьшения передаточного числа, и направлению, за счет дополнительного блока шестерен.

Характеристика: основной, одноприводный, шестеренчатый, с неподвижными осями, передаточные числа: первая – 5,26; вторая – 2,90; третья – 1,52; четвертая – 1,0; пятая – 0,664; задний ход – 5,48.

Устройство: ( в соответствии с рисунком 101): первичный вал с ведущей шестерней 1, промежуточный вал 46 в сборе с зубчатыми колесами 49,55,56,62,63, вторичный вал 21 в сборе с зубчатыми колесами 16,20,58,61, блок шестерен заднего хода 40.

Первичный вал 1 изготавливается из легированной стали вместе с ведущей шестерней. Спереди его опорой является игольчатый подшипник, установленный в расточке коленчатого вала двигателя. Сзади его опорой, в соответствии с рисунком 101, является шариковый подшипник 5.

Передний подшипник при сборке заполняется смазкой, уплотняется манжетой и в процессе эксплуатации ухода не требует. Задний подшипник на валу стягивается кольцевой гайкой.

Шестерня косозубая, имеет внутренний зубчатый венец для соединения с зубчатым венцом каретки синхронизатора и осевую цилиндрическую расточку для роликового подшипника передней опоры вторичного вала. Задняя часть шестерни имеет наружную коническую поверхность для создания момента трения между шестерней и синхронизатором при включении прямой передачи.

В осевое отверстие вала вставлена втулка для подачи масла в осевой канал вторичного вала. Для отвода масла из полости крышки подшипника в первичном валу выполнено наклонное сверление. Полость подшипника вала уплотнена сальником, установленным в крышке подшипника.

Вторичный вал 21 изготовлен из легированной стали и установлен в соответствии с рисунком 101, на двух опорах соосно с первичным валом: передняя опора – роликовый цилиндрический подшипник 7, установленный в расточке шестерни первичного вала, задняя опора – шариковый подшипник 20, установленный в расточке задней стенки картера коробки передач.

Вторичный вал на переднем конце имеет шлифованную шейку под подшипник. На заднем конце нарезаны шлицы для установки фланца карданного вала и резьба для гайки крепления фланца. От самоотворачивания гайка стопорится шплинтом, который вставляется в прорези, гайки и отверстие в резьбовой части вала. Выход вала уплотняется сальником. На шлицах вторичного вала установлена каретка синхронизатора 4 и 5 передач 8. Синхронизатор 2 и 3 передач 15 установлен на шлицевой втулке, закрепленной на вторичном валу с помощью сегментной шпонки.

Внутри вала выполнено осевое сверление, в которое поступает смазка от первичного вала. Для подвода смазки к подшипникам шестерен во вторичном валу выполнены радиальные сверления. При установке втулок шестерен при сборке вала, необходимо следить, чтобы отверстия в валу и втулках совпадали. Включение передач первой и заднего хода осуществляется перемещением шестерни-каретки по шлицам вала вперед - 1-я передача, назад - передача заднего хода.

На валу в соответствии с рисунком 101, установлены шестерни 16, 19, 58, 61. Шестерни изготовлены из легированной стали, их рабочие поверхности цементированы и закалены для повышения твердости зубьев.

Шестерня 19 (I передачи и заднего хода) установлена и перемещается по прямым шлицам, нарезанным на валу 21.

Шестерни 61, 58, 16 (V,III,II передач) косозубые, постоянного зацепления с соответствующими шестернями промежуточного вала, установлены на валу на подшипниках скольжения (втулках) и зафиксированы в сборе с одной стороны – упорным кольцом 17, а с другой – специальной упорной зубчатой шайбой и фигурной шпонкой, запирающей шайбу. Втулки изготовлены из стали, цементированы и закалены, имеют отверстия для подвода смазки. На наружных поверхностях втулок выполнены полукруглые канавки, образующие карманы для смазки и удержания частиц износа. Шестерни 61, 58, 16 имеют дополнительные зубчатые венцы для обеспечения переключения передач, зубья которых выполнены с небольшой конусностью по длине. Для обеспечения создания необходимого момента трения между поверхностью шестерни и поверхностью фрикционного кольца синхронизатора шестерни выполнены заодно с конусом.

Промежуточный вал 48 изготовлен из легированной стали и установлен в соответствии с рисунком 101, на двух опорах: переднем роликовом и заднем щариковом 45 (в последних модификациях роликовом) подшипниках. От осевых перемещений задний подшипник зафиксирован стопорным кольцом и крышкой.

Вал откован заодно с венцами прямозубых шестерен первой передачи и заднего хода, в соответствии с рисунком 101, причем на указанных передачах зубчатые колеса входят в зацепление только при включении передач. Зубчатые колеса привода промежуточного вала 63, привода отбора мощности 62, пятой 56, третьей 55 и второй 49 передач косозубые и напрессованы на промежуточный вал, от проворачивания стопорятся сегментными шпонками.

Блок шестерен заднего хода 37 установлен в левой стороне картера и имеет, в соответствии с рисунком 101, два прямозубых зубчатых венца, установлен на оси 37 на двух роликовых подшипниках 39. Ось в картере фиксируется двумя упорными шайбами. В переднем торце промежуточного вала выполнено сверление со шлицами для соединения с валиком масляного насоса 65.

Порядок передачи крутящего момента в коробке передач.

Нейтральное положение – синхронизаторы 5,10 и шестерня-каретка включения первой передачи и заднего хода 12, в соответствии с рисунком 101, выключены. Первичный вал 2 вращается двигателем и вращает через свою шестерню промежуточный вал 17. Шестерни промежуточного вала 19, 21, 22 вращают зубчатые колеса вторичного вала 8, 11. Поскольку зубчатые венцы колес вторичного вала выведены из зацепления с синхронизаторами или шестерней-кареткой, то крутящий момент на вал не передается.

Первая передача – шестерня-каретка, в соответствии с рисунком 102, перемещена назад и зубчатый венец находится в зацеплении с зубчатым венцом шестерни первой передачи промежуточного вала.

Рис.102.Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на первой передаче

Крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный, с него на шестерню-каретку вторичного вала и шлицы, вторичного вала. Вторичный вал вращается с частотой (скоростью) в 5,26 раза меньшей, чем первичный, а крутящий момент, подведенный к первичному валу, увеличивается на эту же величину.

Рис.103. Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на второй передаче

Вторая передача – каретка синхронизатора 10, в соответствии с рисунком 103, введена в зацепление с зубчатым венцом шестерни второй передачи 11.

Крутящий момент передается от первичного вала на промежуточный, с него на зубчатое колесо (шестерню) второй передачи вторичного вала, каретку синхронизатора и вторичный вал. Частота вращения вторичного вала в 2,9 раза меньше первичного, крутящий момент на вторичном валу на эту же величину больше.

Третья и пятая передачи – крутящий момент передается, в соответствии с рисункам 104, 105, аналогично второй передаче, за исключением соединяемых с вторичным валом ведомых шестерен.

Рис.104. Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на третьей передаче

Рис.105. Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на пятой передаче

При этом на третьей передаче вторичный вал вращается с частотой (скоростью) в 1,52 раза меньшей, чем первичный, а крутящий момент, подведенный к первичному валу, увеличивается на эту же величину; на пятой передаче частота вращения вторичного вала в 0,664 раза больше первичного, а крутящий момент на эту же величину меньше.

Четвертая передача – каретка синхронизатора 5, в соответствии с рисунком 106, введена в зацепление с зубчатым венцом шестерни первичного вала.

Рис.106. Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на четвертой передаче

Крутящий момент с первичного вала передается на каретку синхронизатора и с нее на вторичный вал. Крутящий момент не преобразуется, прямая передача.

Передача заднего хода – шестерня-каретка, в соответствии с рисунком 107, введена в зацепление с блоком шестерен заднего хода.

Рис.107. Передача крутящего момента в редукторе коробки передач на передаче заднего хода

Крутящий момент от первичного вала через промежуточный передается на блок шестерен заднего хода, затем на – шестерню-каретку и на вторичный вал. Крутящий момент увеличивается в 5,48 раза, скорость вращения вторичного вала меньше на эту же величину, а направление вращения меняется на обратное.

Механизм переключения передач.

Назначение: служит длянадежного включения требуемой передачи.

Установка и крепление: собран в верхней крышке картера коробки передач, синхронизаторы установлены на шлицах вторичного вала.

Общее устройство: в соответствии с рисунком 108, ползуны 3 (3 шт.), вилки 4 (3 шт.), фиксаторы 2, 6 (3 шт.), блокировочное устройство (замок) 5, предохранитель, в соответствии с рисунком 101, синхронизаторы в соответствии с рисунком 101 (2 шт.).

Рис.108. Механизм переключения передач коробки передач ЯМЗ-236У

1 – верхняя крышка коробки передач; 2 – пружина фиксатора; 3 – ползун; 4 – вилка; 5 – блокировочное устройство (замок); 6 – шарик фиксатора

Фиксаторы служат дляудержания (фиксации) ползунов в определенном положении.

Рис.109. Схема фиксатора

1 – крышка коробки передач; 2 – пружина; 3 – шарик; 4 – ползун; 5 – лунка ползуна

Каждый из трех фиксаторов, в соответствии с рисунком 109, представляет собой подпружиненный шарик 3, находящийся в лунках 5 ползуна и удерживающий его от перемещения.

При воздействии водителя на ползун 4 при переключении передач шарик утапливается в крышку, сжимая пружину 2, и при подходе другой лунки опускается в нее, фиксируя положение ползуна.

Блокировочное (замок) устройство служитдля исключения одновременного перемещения двух ползунов а, следовательно, и включения двух передач.

Блокировочное устройство включает,в соответствии с рисунком 110, шарики 3 (4 шт.), штифт 4.

Рис.110. Схема блокировочного устройства:

1 - крышка, 2 - ползуны, 3 - шарики, 4 -штифт, 5 - выемки в ползунах.

Размеры шариков 3 и штифта 4, в соответствии с рисунком 110, подобраны таким образом, что суммарная величина диаметров двух соседних шариков больше толщины, разделяющей ползуны перегородки в крышке.

При перемещении одного из крайних ползунов 2 пара шариков перекатывается в выемку 5 среднего ползуна и стопорят его. Одновременно с помощью штифта они воздействуют на два других шарика и перекатывают их в выемку другого крайнего ползуна, осуществляя его стопорение. При перемещении среднего ползуна шарики перекатываются в выемки крайних ползунов и вызывают их стопорение (запирание).

Предохранитель служит дляпредотвращения случайного включения первой передачи или заднего хода и включает, в соответствии с рисунком 111, толкатель 3, шток 2, пружину 1.

Рис.111. Устройство предохранителя:

1 – пружина; 2 – шток; 3 – толкатель

Толкатель не дает возможности ввести в паз головки ползуна нижний конец наконечника рычага переключения передач. Поэтому для включения первой передачи или заднего хода необходимо, вначале, сжать пружину, перемещая шток с помощью толкателя, и только затем перемещать соответствующий ползун.

Синхронизаторы установлены на шлицах вторичного вала.

Назначение: служат для выравнивания частоты вращения соединяемых элементов при включении передач.

Принцип действия: основан на выравнивании угловых скоростей, включаемых (соединяемых) элементов за счет трения между конусными поверхностями синхронизатора и зубчатого колеса.

Характеристика: инерционные, конусные, обоймовые, двухсторонние с блокировочными окнами неразборные.

Устройство ( в соответствии с рисунком 112): обойма 1, муфта 5, каретка 3, конусные кольца 7 (2 шт.).

Синхронизаторы 2-3 и 4-5 передач по устройству аналогичны и отличаются только размерами.

Обойма 4 представляет собой полый цилиндр, в соответствии с рисунком 112, имеющий фигурные пазы 10.

Конусные кольца 7 бронзовые фрикционные, приклепаны к торцам обоймы.

Рис.112. Синхронизатор коробки передач Урал – 4320.31:

1 - шарик фиксатора каретки; 2 – пружина фиксатора; 3 – каретка; 4 – обойма; 5 – муфта; 6 – штифт обоймы; 7 – конусные кольца; 8 – заклепка крепления кольца; 9 – шип каретки; 10 - фигурный паз обоймы

Муфта 5 закреплена на четырех выступах каретки 3, входящих в пазы 10 обоймы синхронизатора. Через муфту синхронизатор связан с вилкой переключения передач.

Каретка 3 синхронизатора имеет шлицевое отверстие, которое устанавливается на шлицы вторичного вала (синхронизатор 4 и 5 передач) или на шлицы распорной втулки вторичного вала (2 и 3 передач).

Для соединения с муфтой на каретке выполнены 4 шипа, проходящие через пазы обоймы. Фиксирование нейтрального положения обоймы и каретки осуществляется фиксаторами, представляющими собой подпружиненные шарики, расположенные в 4-х сверлениях каретки. При выключенной передаче шарики входят в канавки обоймы, при включенной - утапливаются в сверления. Для соединения с зубчатыми венцами шестерен на каретке с обеих сторон нарезаны наружные зубья.

Рис.113. Действие синхронизатора:

а – нейтральное положение; б – выравнивание угловых скоростей соединяемых деталей; в – включение передачи (соединение зубчатых венцов)

Действие синхронизатора. При включении передачи, в соответствии с рисунком 113 б, вилка перемещает муфту синхронизатора, которая передвигает вдоль вала связанную с ней каретку и обойму синхронизатора. При соприкосновении конусного фрикционного кольца с конусом зубчатого колеса изменяются их скорости вращения, в результате чего прямоугольные выступы каретки, входящие в прорези обоймы, смещаются и входят в средние боковые углубления прорезей. До тех пор, пока не прекратится взаимное скольжение конических поверхностей и не выровняются скорости вращения обоймы и зубчатых колес, дальнейшее продвижение каретки вдоль оси вала невозможно.

После выравнивания угловых скоростей, в соответствии с рисунком 113 в, каретка перестает прижиматься к средним боковым углублениям прорезей и муфта перемещается вместе с кареткой вдоль оси вала, при этом шарики фиксаторов утапливаются в сверления каретки, освобождая ее от связи с обоймой. Зубчатый венец каретки соединяется с зубчатым венцом шестерни и происходит безударное включение передачи.

Привод управления.

Назначение: служит для передачи управляющего усилия водителя на механизм переключения передач.

Характеристика: непосредственный.

Установка и крепление: крепится к верхней крышке картера коробки передач.

Рис.114.Привод управления коробкой передач ЯМЗ-236У:

1 – корпус; 2 – защитный колпак; 3 – рычаг; 4 – пружина рычага; 5 – опора рычага, 6 – штифт-фиксатор

Устройство (в соответствии с рисунком 114): корпус 1,защитный колпак 2, рычаг управления 3, пружина рычага 4, опора рычага 5, штифт-фиксатор 6.

Рычаг управления рычаг переключения передач, в соответствии с рисунком 114, выполнен цельным, без наконечника. Имеет шаровую опору 5 и установлен в специальном корпусе 1 на штифте - фиксаторе 6 и поджимается пружиной 4. В шаровой опоре выполнен паз, позволяющий рычагу с наконечником качаться в продольной (вдоль оси машины) и поперечной плоскостях. Нижний конец наконечника при этом перемещается в пазах головок ползунов. Качанием в поперечной плоскости производится выбор ползуна, в продольной - включение передачи.

Для уверенного пользования механизмом переключения передач водитель должен четко знать положение рычага при включении той или иной передачи. Для этого в кабине на видном месте передней панели крепится табличка со схемой переключения передач, в соответствии с рисунком 115.

Рис.115. Схема переключения передач в коробке передач Урал – 4320.31

Система смазывания.

Назначение: служит для смазывания под давлением роликовых подшипников зубчатых колес вторичного вала.

Рис.116. Схема смазки коробки передач ЯМЗ-236У:

1 - канал первичного вала; 2 - масляный насос; 3 - канал картера; 4, 6 - сливная пробка; 5 – маслозаборник

Характеристика: комбинированная.

Устройство (в соответствии с рисунком 116): масляный насос 2,заборник масла 5, магистрали 1, 3.

Масляный насос.

Назначение: служит для подачи масла под давлением в систему.

Характеристика: односекционный, шестеренного типа.

Установка и крепление (в соответствии с рисунком 117): крепится к переднему торцу картера коробки передач и приводится в действие от носка промежуточного вала коробки передач.

Рис.117. Масляный насос

1 - валик; 2 - ось; 3, 11 - втулки; 4 - ведомая шестерня; 5 - основание насоса; 6 - пружина клапана; 7 - шарик клапана; 8 - корпус насоса; 9 - пробка клапана; 10 - ведущая шестерня

Устройство (в соответствии с рисунком 117): основание 5, корпус 8, ведущая шестерня 10 с валиком 1, ведомая шестерня 4 с осью 2, редукционный клапана 6, 7, 9.

Редукционный клапан насоса отрегулирован на давление 0,07 - 0,09 МПа (0,7-0,9 кГс/см²).

Заборник масла служит для очистки масла.

Установка и крепление (в соответствии с рисунком 116): крепится изнутри к днищу картера коробки в задней части.

Устройство (в соответствии с рисунком 118): корпус 1,сетка 2, магнит 3, пружина 4.

Рис.118.Заборник масла

Точки смазывания и заправки.

Передний подшипник первичного вала коробки передач, расположенный в расточке коленчатого вала, смазывается при сборке сцепления и коробки передач смазкой МЛи-Ка 3/13-3 (№ 158). В процессе эксплуатации пополнения смазки не требуется.

Заправочная емкость коробки передач 5,5 л.

Применяемое масло: основное при температуре до –30^оС - ТМ-3-18 (ТСп-15к), до–50°С-ТМ-5-12РК; дублирующее: до –30^оС - М-16-А (т) (МТ-16п), ниже –30^оС допускается применять масло ТМ-3-9 (ТСп-10), или масло ТМ-3-18 (к) с добавлением 10-15% дизельного арктического или зимнего топлива.

Заправку производить через заливную горловину (пробку), контроль уровня - с помощью контрольного отверстия. Слив производить через два сливных отверстия. После слива отработавшего масла очистить магнит пробки переднего сливного отверстия от металлических частиц.