Автолюбителю

Легковые автомобили

Учебное пособие для средней школы

3.5. Коробки передач

Коробка передач служит для преобразования крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам, по величине и направлению (задний ход). Кроме того, коробка передач позволяет длительное время разъединять двигатель и трансмиссию. Такая необходимость появляется во время стоянки автомобиля или при движении накатом при работающем двигателе.

Коробка передач должна обеспечивать необходимые тягово-скоростные и / топливно-экономические показатели автомобиля, иметь высокий коэффициент полезного действия, работать бесшумно, легко управляться.

Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные (рис. 3.6, а, б).

Трехвальная коробка (см. табл. V цв. вкл.) имеет ведущий (первичный) вал / и ведомый (вторичный) вал 8, которые расположены соосно. Шестерни этих валов соединены с шестернями промежуточного вала. На первичном валу установлена всего одна шестерня 3, она жестко закреплена. Жестко закреплены и все шестерни на промежуточном валу

На вторичном валу все шестерни 5, 6 и 9, кроме шестерни заднего хода 10, сидят свободно и соединяются с валом с помощью синхронизаторов. Для получения заднего хода в коробке передач имеется промежуточная шестерня заднего хода 16. При соединении синхронизатором первичного и вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая передача. Передаточное число прямой передачи равно единице. На прямой передаче шестерни вращаются вхолостую и не изнашиваются, коробка работает с максимальным КПД. Прямая передача обеспечивает автомобилю максимальную скорость. В работе каждой передачи, кроме прямой, участвуют четыре шестерни: одна пара шестерен на первичном и промежуточном валах и вторая — на промежуточном и вторичном валах. Передача заднего хода имеет три пары шестерен и крутящий момент передается с первичного вала на промежуточный //, затем с промежуточного вала — на шестерню заднего хода, а с нее — на шестерню вторичного вала. Передача заднего хода должна обеспечивать автомобилю минимальную скорость движения, необходимую для маневрирования. Шестерни трехвальной коробки передач обычно (исключая первую передачу и передачу заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны и бесшумны  в  работе,  чем   прямозубые.

Механизм переключения передач трехвальной коробки (см. табл. V цв. вкл.) имеет (включает в себя) рычаг 13, ползуны 24, 26, 28 с вилками 15, шариковые фиксаторы 25 и замок 27. При включении передачи рычаг перемещает ползуны, к которым прикреплены вилки. Вилки входят в выточки скользящих муфт синхронизаторов и промежуточной шестерни 16 заднего хода. Шариковые фиксаторы 25 удерживают ползуны во включенном и нейтральном состояниях. Одновременное включение двух передач исключает замок 27, состоящий из двух сухарей и штифта между ними. При перемещении одного из крайних ползунов сухарь выходит из углубления, запирает средний ползун и, действуя через штифт на второй сухарь, запирает также другой крайний ползун, что исключает включение двух передач одновременно.

Непосредственное включение передач осуществляется синхронизаторами (рис. 3.7). Ведомыми частями синхронизатора являются ступица /, закрепленная на вторичном валу 12, скользящая муфта 2, которая может перемещаться по ступице, блокирующие кольца 3 с конической поверхностью 7 и выступами 9. На кольцах 3 имеются зубья 8 со скосами. Шестерни 10 и // вторичного вала имеют такие же зубья, как и блокирующие кольца 3, являются ведущими частями синхронизатора. Фиксирующее устройство синхронизатора содержит фиксаторы 5 с пружинами 6 и сухари 4. В нейтральном положении сухари 4 скользящей муфты 2 находятся в центре пазов ступицы / и не действуют на блокирующие кольца

Между выступами блокирующего кольца и пазами ступицы имеется равномерный боковой зазор (поз. Б). При включении передачи (поз. В) скользящая муфта 2, перемещаясь в сторону ведущей шестерни 10, увлекает за собой сухари 4, которые упираются в торцы выступов 9 блокирующего кольца 3 и прижимают кольцо к конической поверхности ведущей шестерни 10. Под действием сил трения между коническими поверхностями блокирующего кольца 3 и ведущей шестерни 10 и инерции деталей синхронизатора кольцо 3 поворачивается относительно ступицы 1 до упора выступов 9 в боковые стенки пазов ступицы /. При этом блокирующее кольцо <3 устанавливается в положение, при котором зубья скользящей муфты 2 упираются в зубья кольца 3 (поз. В). На скошенных поверхностях зубьев возникает сила., препятствующая повороту кольца 3 и дальнейшему перемещению скользящей муфты 2. Когда в результате трения между коническими поверхностями угловые  скорости  вращения  ведущих  и  ведомых  частей  синхронизатора уравняются, сила на скошенных поверхностях зубьев исчезает, т. е. исчезает препятствие повороту блокирующего кольца. Скользящая муфта освобождается и легко перемещается вдоль ступицы, соединяя ее зубья с зубьями ведущей шестерни 10 (рис. 3.7). С помощью одного синхронизатора можно поочередно включать две передачи в коробке.

Схема двухвальной коробки передач показана на рисунке 3.6, б, а ее конструкция — на рисунке 3.8. Коробка не имеет промежуточного вала, ее первичный / и вторичный 2 валы несоосны. Прямой передачи в коробке нет. Каждая передача, кроме заднего хода, создается одной парой шестерен. Меньшее число шестерен, чем в трехвальной коробке, повышает КПД двухвальной коробки на низших передачах. Однако добиться большого передаточного числа в двухвальной коробке труднее, чем в трехвальной. Двухвальные коробки передач применяют на переднеприводных и заднемоторных автомобилях. Двухвальные коробки переднеприводных автомобилей могут располагаться поперек или вдоль продольной оси машины. В последнее время двухвальные коробки выполняются пятиступенчатыми, где все передачи включаются с помощью синхронизаторов 3, 4 и 5. Пятая, высшая передача называется ускоряющей, ее передаточное число меньше единицы, т. е. ведомый вал вращается быстрее ведущего. Ускоряющая передача позволяет двигаться автомобилю с большей скоростью, не увеличивая при этом расход топлива. Переключение передач осуществляется ползуном 6 с вилками

1. Общее устройство трансмиссии

2. Сцепление

3. Коробка передач

4. Раздаточная коробка

5. Карданная передача

6. Главная передача

7. Дифференциал и полуоси

8. Передний ведущий мост