Системы питания двигателей 9 страница

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой сцепление и для чего оно предназначено?

2. Какие бывают сцепления по связи между ведущими и ведомыми деталям, по числу ведомых дисков, по созданию нажимного усилия и по приводу?

3. Из каких основных частей состоят однодисковое и двухдисковое сцепления и как в них передается крутящий момент от ведущих к ведо­мым деталям?

4. На каких автомобилях и почему имеют наибольшее применение одно- и двухдисковые сцепления с различными типами нажимных пру­жин и приводов управления?

4.3. Коробка передач

Назначение и типы. Коробкой передач называется механизм трансмиссии, изменяющий при движении автомобиля соотноше­ние между скоростями вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес.

Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, длительного разъединения двигате­ля и трансмиссии и получения заднего хода.

Крутящий момент на ведущих колесах необходимо изменять в соответствии с дорожными условиями для обеспечения оптималь­ной скорости и проходимости автомобиля, а также для наиболее экономичной работы двигателя.

Двигатель и трансмиссию необходимо разъединять на продол­жительное время при работе двигателя на холостом ходу.

Задний ход автомобиля требуется для совершения автомоби­лем определенных маневров.

Изменение крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или умень­шения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала.

Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и прохо­димость автомобиля.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них при­меняются различные типы коробок передач (рис. 4.32).

На большинстве легковых и грузовых автомобилей применя­ются ступенчатые коробки передач. Все большее распространение в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах получают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротранс­форматора и ступенчатой механической коробки передач.

Ступенчатые коробки передач. В общем случае ступенчатая ко­робка передач представляет собой зубчатый (шестеренный) меха­низм, в котором изменение передаточного числа происходит сту­пенчато. Передаточные числа ступенчатой коробки передач на всех передачах, кроме высшей, больше единицы (и_к > 1). При, включении этих передач уменьшается скорость вращения ведомо­го (вторичного) вала коробки передач и почти во столько же раз увеличивается передаваемый крутящий момент двигателя.

Высшая передача в ступенчатых коробках передач может быть прямой (и_к = }) или повышающей (и_к < 1). При повышающей передаче снижается скорость вращения коленчатого вала двигате­ля на 10... 20%, повышается долговечность деталей коробки пере­дач и уменьшается расход топлива при движении с той же скоро­стью, что и на прямой передаче.

На автомобилях применяются различные типы ступенчатых¹ коробок передач (рис. 4.33).

				Коробки передач
			♦
По изменению передаточного числа			По связи между валами		По управлению

ч

Ступенчатые

Механические

Неавтоматические {•*■

Бесступенчатые

Гидравлические

Полуавтоматические

Комбинированные

Электрические

Автоматические }-*■

Рис. 4.32. Типы коробок передач, классифицированных по различным

признакам

Ступенчатые коробки передач

По числу передач [— | По числу валов | По зацеплению шестерен

Трехступенчатые

Двухвальные С подвижными шестернями

Трехвальные

Четырехступенчатые

С постоянным зацеплением

Пятиступенчатые

Многовальные

С комбинированным

зацеплением

Многоступенчатые

Рис. 4.33. Типы ступенчатых коробок передач, классифицированных по различным признакам

Двухвальные коробки передач применяются на переднепривод­ных легковых автомобилях малого класса и заднеприводных лег­ковых автомобилях с задним расположением двигателя. Число пе­редач таких коробок составляет 4—5. Высшая передача в двухваль-ных коробках часто бывает повышающей, а большинство передач синхронизировано.

Трехвальные коробки передач устанавливаются на заднепри-водных легковых автомобилях с передним расположением двига­теля, на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемно­сти и на автобусах. Число передач в этих коробках составляет не менее четырех для легковых и грузовых автомобилей малой грузо­подъемности и от четырех до шести для грузовых автомобилей средней грузоподъемности.

Многовальные коробки передач применяются на грузовых ав­томобилях большой грузоподъемности с целью увеличения числа передач. Чем больше число передач в коробке передач, тем лучше используется мощность двигателя и выше тягово-скоростные свой­ства и топливная экономичность автомобиля. Однако при этом усложняется конструкция коробки передач и затрудняется выбор передачи, оптимальной для данных условий движения. В много-вальных коробках передач число передач может быть от 8 до 24. В связи с этим многовальные многоступенчатые коробки передач наибольшее применение получили на автомобилях-тягачах, ра­ботающих с прицепами и полуприцепами.

Переключение передач в большинстве ступенчатых коробок передач выполняется водителем. Однако в последнее время по­явились конструкции ступенчатых коробок передач, в которых переключение передач автоматизировано на основе применения микропроцессорной техники

Двухвальные коробки передач. Такие коробки передач приме­няются в переднеприводных и заднеприводных (с задним распо­ложением двигателя) легковых автомобилях. Эти коробки просты по конструкции, имеют небольшую массу и высокий КПД. Кон-

2 3 4 5

структивно они объединены в одном блоке с двигателем, сцепле нием, главной передачей и дифференциалом.

Конструкция двухвальной коробки передач во многом завис^-от того, какое расположение на автомобиле имеют двигатель коробка передач — продольное или поперечное. При поперечно расположении коробки передач применяется цилиндрическая гла ная передача и дистанционный привод переключения передач. Пр продольном расположении — коническая или гипоидная главн передача и непосредственный привод переключения передач.,

В двухвальной коробке передач на любой передаче, кром заднего хода, крутящий момент двигателя передается двумя ше тернями 2 и 3 (рис. 4.34) непосредственно с первичного вала 1 вторичный вал 4, который соединен с ведущими колесами авт~ мобиля. Движение автомобиля задним ходом обеспечивается прр межуточной шестерней 6, которая вводится в зацепление меж. шестернями 5 и 7. В результате этого вторичный вал коробки пере' дач вращается в сторону, противоположную вращению первичн; го вала 1.

Конструкция двухвальной коробки передач, применяемой переднеприводных легковых автомобилях ВАЗ, представлена рис. 4.35. Коробка передач механическая, четырехступенчатая, тре' ходовая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизат рами и ручным управлением.

Картер Л?коробки передач, отлитый из алюминиевого сплав соединен шпильками с картером /7 сцепления и образует с н единый картер, в котором размещены первичный и вторичн валы с шестернями и синхронизаторами, главная передача и ме колесный дифференциал. Главная передача — одинарная, цили дрическая, косозубая. Дифференциал — конический, двухсате литный, симметричный, малого трения. Картер коробки перед сзади закрыт крышкой 27, в которой установлен сапун 1 для свя внутренней полости коробки передач с атмосферой. Первичн"

Рис. 4.34. Схема работы двухвальной коробки передач:

а — движение вперед; 6 — движение задним ходом; / — первичный вал; 2, 3, 6, 7 — шестерни; 4 — вторичный вал

Рис. 4.35. Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ:

а — общий вид; 6 — схема; в — включение заднего хода; г — синхронизатор; / — сапун; 2 — первичный вал; 3, 6 — синхронизаторы; 4, 7, 9, 12, 13, 23, 24, 25, 26, 35 — шестерни; 5 — зубчатый венец; 8 — вторичный вал; 10 — корпус; // — стеллит; 14, 22 — шарниры; 15 — привод спидометра; 16, 34 — оси; 17, 18 — картеры;' 19, 20 — пробки; 21 — подшипник; 27 — крышка; 28 — кольцо; 29 — муфта; 30 - фиксатор; 31 - пружина; 32 — сухарь; 33 - ступица; 36 - вилка

рис. 4.36. Привод переключения передач переднепривод­ных легковых автомобилей ВАЗ: / — картер; 2, 3, 8 — рычаги; 4 — шток; 5 — шарнир; 6 — тяга; 7— чехол; 9— конец рычага; 10 — опора

вал 2 представляет собой блок ведущих шестерен I, II, III, IV передач и заднего хода. Вал вращается в двух подшипниках, один из которых установлен в картере коробки передач, а другой — в картере сцепления. Вторичный вал 8 изготовлен вместе с ведущей шестерней 7 главной передачи. Он вращается в двух подшипни-, ках, установленных в картере сцепления и в картере коробки пе­редач. На вторичном валу свободно установлены ведомые шестер­ни 23, 24, 25 и 26 соответственно I, II, III и IV передач, находя­щиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ведущими,, шестернями первичного вала. На вторичном валу жестко закреп­лены ступицы синхронизаторов 3 и 6. На скользящей муфте син­хронизатора 6 имеется зубчатый венец 5 для включения заднего, хода. Промежуточная шестерня 35 заднего хода свободно установ- ] лена на оси 34, которая закреплена в картерах коробки передач и сцепления. При включении I и II передач синхронизатор 6~соеди­няет соответственно шестерни 23 и 24 с вторичным валом короб-' ки передач, а при включении III и IV передач синхронизатор 3 соединяет с вторичным валом соответственно шестерни 25 и 26. Задний ход включается вилкой 36 путем введения в зацепление шестерни 35 с шестерней 4 и зубчатым венцом 5.

Синхронизатор состоит из ступицы 33, скользящей муфты 29, блокирующих колец 28, сухарей 32 с шариковыми фиксаторами 3 и пружинами 31, Ступица синхронизатора жестко крепится на вто-, ричном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 29, и шесть пазов, в трех из которых размещаются сухари с фиксаторами. Бронзовое блоки­рующее кольцо 28 имеет внутреннюю коническую поверхность, наружные зубья со скосами и шесть выступов. Выступы кольца входят в пазы ступицы с боковым зазором, ограничивающим по-; ворот кольца относительно ступицы. На конической поверхности кольца нарезаны резьба и канавки, которые предназначены для разрыва масляной пленки. Передача включается после уравнива­ния угловых скоростей вторичного вала и свободно вращающейся, на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между! коническими поверхностями блокирующего кольца и шестерни ' В этом случае зубья скользящей муфты входят в зацепление с зуб-^;' чатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне, ко­торая и стопорится на вторичном валу. Ведущая шестерня /глав­ной передачи находится в постоянном зацеплении с ведомой ше-,; стерней 9, прикрепленной болтами к корпусу 10 дифференциала,, который установлен в подшипниках 21. Внутри корпуса диффе­ренциала установлена ось 16 с двумя сателлитами //, находящи­мися в постоянном зацеплении с шестернями 12, которые связа­ны с шлицевыми хвостовиками внутренних шарниров 14 и 22 при­вода передних ведущих колес. Сателлиты и шестерни 12 имеют, сферические опорные поверхности, что исключает применение;

опорных шайб. На корпусе дифференциала установлена ведущая пластмассовая шестерня 13 привода 15 спидометра.

Коробка передач имеет механический привод переключения передач (рис. 4.36). Он состоит из рычага 8 со сферическим кон­цом 9, шаровой опоры 10, тяги 6, соединительного шарнира 5, штока 4 и механизмов выбора и переключения передач. Рычаг пе­реключения передач закреплен на полу кузова автомобиля. Отвер­стие в полу для тяги 6 закрыто резиновым чехлом 7. На конце штока 4 установлен рычаг 2, который связан с трехплечим рыча­гом 3 механизма выбора передач, выполненного отдельным узлом и размещенным в картере 1 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. В коробку через резьбовое отверстие с пробкой 19 (см. рис. 4.35) заливается моторное масло. Масло из коробки передач сливают через резьбовое отверстие с пробкой 20.

На рис. 4.37 показана коробка передач переднеприводных авто­мобилей АЗЛК. Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну передачу для движения назад. В коробке два вала и шестер­ни всех передач, кроме заднего хода, косозубые, что уменьшает шум при работе. Они имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи заднего хода прямозубые. Для движения вперед переда­чи включаются с помощью синхронизаторов, а для движения назад — перемещением промежуточной шестерни заднего хода. Переключение производится с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Отлитые из алюминиевого сплава картер 15 коробки передач, крышка 23 картера коробки передач и картер 30 главной передачи

рис. 4.37. Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей АЗЛК:

/ — корпус дифференциала; 2 — ось; 3 — сателлит; 4 — отверстие; 5, 22 — гайки; 6 — манжета; 7 — фланец; 8, 36, 41 — кольца; 9 — подшипник; 10, 31 — ведущая и ведомая шестерни главной передачи; //, 25 — первичный и вторич­ный валы; 12, 13, /6, 17, 19, 20, 26, 28, 29, 33, 34— шестерни; 14, 35— болты; 15, 30— картеры; 18, 21, 27 — синхронизаторы; 23 — крышка; 24— шайба; 32 — пробка; 37 — палец; 38 — муфта; 39 — выточка; 40 — пружина; 42 — ступица

соединены между собой болтами 14 и образуют единый картер, в котором размещены первичный и вторичный валы коробки пере­дач с шестернями и синхронизаторами, главная передача и меж­колесный дифференциал. Первичный вал 11 изготовлен вместе с ведущими шестернями 13 и 16 соответственно I и II передач и шестерней 12 заднего хода. Вал вращается в трех подшипниках, которые установлены в хвостовике коленчатого вала двигателя, в картере главной передачи и в картере коробки передач. На пер­вичном валу свободно установлены ведущие шестерни 17, 19 и 20 соответственно III, IV и V передач, а также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 18 и 21 для включения этих передач. Вторичный вал 25 изготовлен вместе с ведущей шестерней 10 глав­ной передачи. Он вращается в двух подшипниках, установленных в картерах главной передачи и коробки передач. На вторичном вату свободно установлены ведомые шестерни 26 и 28 соответ­ственно I и II передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ведущими шестернями первичного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ведомые шестерни III, IV, V передач и заднего хода, а также ступица синхронизато­ра 27для включения I и II передач. При включении I и II передач синхронизатор 27 соединяет соответственно шестерни 26 и 28 с вторичным валом, а при включении III, IV и V передач синхро­низаторы 18 и 21 соединяют с первичным валом соответственно шестерни /7, 19 и 20.

Задний ход включается вилкой путем введения в зацепление промежуточной шестерни заднего хода с шестернями 12 и 29.

В коробке передач имеются три синхронизатора, обеспечиваю­щие включение всех передач, кроме заднего хода. Они имеют одина­ковое устройство и являются двухсторонними для включения I и П, III и IV передач; синхронизатор для включения V передачи — односторонний.

Синхронизатор состоит из ступицы 42, скользящей муфты 38, Двух конических колец 36, трех блокирующих пальцев 37 и пру­жины 40. Ступица синхронизатора жестко крепится на шлицах на валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых Установлена скользящая муфта 38 с тремя отверстиями для бло­кирующих пальцев 37. Пальцы жестко соединены с латунными Коническими кольцами 36 и имеют в средней части кольцевую

рис. 4.38. Привод переключения передач перед­неприводных легковых автомобилей АЗЛК: д 14 — крышки; 2 — переключатель; 3, 9, 19 — шарниры; 4 — тяга; 5, 7, 10 — чехлы; 6 — рукоятка; # — рычаг; //, 15 — вкладыши; 12 — опора; 13 — корпус; 16— конец рычага; 17 — основание; 18 — удлинитель

17 16 15 14 13 12

блокировочную выточку 39. Латунные кольца имеют наружную ' коническую поверхность, аналогичную внутренней конической поверхности колец 41, приваренных к шестерням. На конической поверхности латунных колец нарезана резьба для разрыва масля­ной пленки и увеличения трения. Пружина 40 поджимает блоки­рующие пальцы к скользящей муфте синхронизатора и обеспечи­вает ее связь с коническими кольцами.

Работа синхронизатора основана на использовании сил трения. Передача включается только после предварительного уравнива-ния угловых скоростей вала коробки передач и свободно вращаю­щейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями колец синхронизатора и шестерни.' В этом случае зубья скользящей муфты входят в зацепление с зуб­чатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. Сво­бодно вращающаяся шестерня соединяется с валом, и передача, включается.

Коробка передач имеет механический привод переключения передач (рис. 4.38). Он состоит из рычага 8 со сферическим кон­цом 16, основания 17 с удлинителем 18 и шаровой опорой, тяги! управления 4, соединительных шарниров 3 и 9 и переключателя передач 2. Рычаг переключения передач сферическим концом ус­тановлен в шаровой опоре, состоящей из корпуса 13, верхнего 11 и нижнего 15 пластмассовых вкладышей и резьбовой крышки 14. Корпус шаровой опоры приварен к основанию 17 механизма, которое крепится к полу кузова через эластичную опору 12, а к крышке / коробки передач — через удлинитель 18и резинометал-,, лический шарнир 19. Резьбовая крышка в корпусе обеспечивает необходимую затяжку сферического конца рычага переключения^; передач. Отверстие в полу кузова для рычага переключения пере­дач закрыто резиновым чехлом 10. На верхнем конце рычага наде­та рукоятка 6 со сферической головкой. Внешняя часть рукоятки пластмассовая, а внутренняя резиновая. Находящаяся в салоне кузова часть рычага закрыта резиновым чехлом 7прямоугольной! формы. Рычаг переключения передач через тягу управления 4 и шарниры 3 и 9 соединен с переключателем передач 2, который-расположен в крышке коробки передач. Отверстие в полу для;, тяги управления закрыто резиновым чехлом 5. Картер коробки передач вместе с картером главной передачи крепится на шпиль-_; ках самоконтрящимися гайками к заднему торцу картера сцеп­ления. В коробку и главную передачу через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в средней части картера главной передачи, заливают трансмиссионное масло. Масло из коробки, и главной передачи сливают через резьбовое отверстие с проб-' кой 32 (см. рис. 4.37), расположенное в нижней части картера главной передачи. Связь внутренней полости коробки передач и главной передачи с окружающей средой осуществляется через