TRABALHO DE LABORATÓRIO Nº 13
Tópico: “Finalidade, design e princípio de operação da caixa de engrenagens”
Objetivo do trabalho: estudar a finalidade, design e princípio de funcionamento de uma caixa de velocidades manual.
Disposições gerais
Classificação da caixa de velocidades
Transmissão manual- é uma caixa de câmbio helicoidal de vários estágios que permite a troca manual de marchas.
Transmissão automatizada- fornece seleção automática (sem participação direta do motorista) da relação de transmissão correspondente às condições atuais de condução, dependendo de muitos fatores.
Caixa de velocidades robótica- é uma caixa de velocidades manual na qual as funções de desengate da embraiagem e mudança de velocidades são automatizadas.
Caixa de velocidades CVT- esta é uma unidade mecânica projetada para transmitir continuamente a potência do motor às rodas motrizes.
Por método de controle
1. Com mudança de marcha manual- o motorista (operador) engata a marcha.
· Ação direta- apenas o esforço do operador é utilizado. Os acionamentos de ação direta são mecânico E hidráulico.
· Servoacionamentos- a força do operador e do servodispositivo é utilizada, enquanto a parte principal do trabalho é realizada pelo servodispositivo, e a força do operador é necessária para controlar a operação do servodispositivo. Dependendo da fonte (conversor) de energia, os servos são divididos em hidráulico, mecânico, elétrico, vácuo, misturado etc. Na construção de automóveis e tanques, os servoacionamentos hidráulicos são mais difundidos .
2. Automático- dependendo das condições externas (por exemplo, velocidade de rotação e carga no virabrequim do motor), as marchas são trocadas por um sistema automatizado de controle da caixa de câmbio sem a participação do motorista.
Finalidade e princípio de funcionamento da caixa de velocidades
A caixa de câmbio serve para alterar uma ampla faixa de torque transmitido do motor para as rodas motrizes do carro durante a partida e a aceleração. Além disso, a caixa de velocidades permite que o veículo se mova em marcha-atrás e permite a separação a longo prazo do motor e das rodas motrizes, o que é necessário quando o motor está ao ralenti durante a condução ou quando o veículo está estacionado.
Os carros modernos usam principalmente transmissões mecânicas com engrenagens dentadas. O número de marchas à frente é geralmente quatro ou cinco, sem contar as marchas à ré.
A troca de marchas neles é realizada por meio do movimento de engrenagens, que engatam alternadamente com outras engrenagens, ou pelo travamento das engrenagens no eixo por meio de sincronizadores. Os sincronizadores equalizam a velocidade de rotação das engrenagens engatadas e bloqueiam uma delas com o eixo acionado. O movimento das engrenagens ou sincronizadores é controlado pelo motorista quando a embreagem é desengatada. Dependendo do número de marchas à frente, as caixas de câmbio são de três, quatro marchas, etc.
Diagrama de funcionamento de uma transmissão manual.
1 - eixo de entrada; 2 - alavanca de câmbio; 3 - mecanismo de mudança de marcha; 4 - eixo secundário; 5 - bujão de drenagem; 6 - eixo intermediário; 7 - carcaça da caixa de engrenagens
A transmissão manual consiste em:
· bloco do motor,
· eixos primário, secundário e intermediário com engrenagens,
eixo adicional e marcha à ré
· sincronizadores,
· mecanismo de mudança de marcha com dispositivos de travamento e travamento
· alavanca de mudança.
Carter contém todos os principais componentes e peças da caixa de velocidades. Ele está preso à carcaça da embreagem, que por sua vez está presa ao motor. Como as engrenagens da caixa de engrenagens sofrem cargas pesadas durante a operação, elas devem ser bem lubrificadas. Portanto, o cárter é preenchido até metade do seu volume com óleo de transmissão (óleo de motor é usado em alguns modelos de automóveis).
Eixos de caixa de engrenagens giram em rolamentos instalados no cárter e possuem conjuntos de engrenagens com diferentes números de dentes.
Sincronizadores necessário para mudanças de marcha suaves, silenciosas e sem choques, equalizando as velocidades angulares das engrenagens rotativas.
Mecanismo de mudança de marcha serve para mudar de marcha na caixa e é controlado pelo motorista por meio de uma alavanca de dentro do carro. Neste caso, o dispositivo de travamento não permite que duas engrenagens sejam acionadas ao mesmo tempo e o dispositivo de travamento evita que as engrenagens desliguem espontaneamente.
Marcha à ré, ou seja, a rotação do eixo secundário da caixa de engrenagens na outra direção é garantida por um quarto eixo adicional com marcha à ré. Um eixo adicional é necessário para obter um número ímpar de pares de engrenagens, então o torque muda de direção:
Diagrama de transmissão de torque quando a marcha à ré está engatada
1 - eixo de entrada; 2 - engrenagem do eixo de entrada; 3 - eixo intermediário; 4 - eixo da engrenagem e da ré; 5 - eixo secundário
Quase todo mundo que já lidou com um carro ou outro tipo de veículo com rodas sabe bem que além do design do veículo também é utilizada uma caixa de câmbio. A caixa de câmbio () é a segunda unidade mais importante depois do motor em diferentes tipos de veículos.
Ao mesmo tempo, existem vários tipos de caixas de câmbio, mas a principal tarefa dessas unidades em um carro é receber, converter e transmitir posteriormente do motor para as rodas motrizes do carro. A seguir, consideraremos em detalhes a finalidade da caixa de câmbio e por que ela é necessária no dispositivo de transmissão de um carro.
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Assim, a caixa de câmbio é considerada o principal elemento da transmissão de um carro. Como já mencionado, seu principal objetivo é alterar o torque do motor, bem como a velocidade e direção do movimento do carro. A caixa também permite “desconectar” o motor da transmissão durante as mudanças de marcha.
É graças à caixa de velocidades que o carro é capaz de avançar e recuar, o movimento pode ser realizado em diferentes velocidades, enquanto o motor funciona de forma estável em diferentes velocidades e cargas, e a mudança de marcha suave é conseguida durante a condução.
Para deixar claro, a principal tarefa da caixa de câmbio é a necessidade de fornecer tanto o desempenho dinâmico necessário do veículo quanto a eficiência de combustível do motor. Isso leva em consideração diferentes condições de condução, carga, velocidade, etc.
Portanto, para dar partida e acelerar você precisa de torque, enquanto para dirigir em altas velocidades e superar cargas pesadas você precisa de rotações de potência. Ao mesmo tempo, a peculiaridade do motor de combustão interna é que a velocidade de torque é “média” (3.000-3.500 rpm), enquanto o motor atinge velocidades de “potência” próximas dos valores máximos (5.500-6.000 mil rpm) .
Em palavras simples, se a carga do motor for alta e a velocidade muito baixa, o motor não será capaz de produzir potência suficiente e irá parar. Se a velocidade for muito alta e não for necessário dirigir em alta velocidade, o consumo de combustível aumenta significativamente. Para alcançar o equilíbrio ideal, a caixa inclui uma mudança.
Graças a esse recurso, você pode partir com segurança do ponto morto, mover-se em baixa velocidade, dar ré, etc. Também é possível manter a rotação do motor na faixa ideal para condições e cargas da estrada em constante mudança.
Por exemplo, acelerar um carro envolve a necessidade de superar altos valores de forças de resistência (superando o aumento das forças de atrito e inércia). A presença de uma caixa de câmbio permite partir do ponto morto e acelerar para velocidades médias e altas, o que envolve uma transição suave ou gradual de marchas baixas para marchas mais altas (mudança de marcha).
Como resultado, a velocidade aumenta gradualmente e as cargas dinâmicas no motor e na transmissão são bastante reduzidas. Neste caso, é ideal manter a velocidade precisamente na faixa de valores elevados de torque do motor.
Levando em consideração o peso e as características do veículo, o motor instalado, a finalidade do veículo e uma série de outras características e características, os projetistas selecionam o número de marchas e relações de transmissão na caixa, etc. (na presença de).
Tendo compreendido a finalidade da caixa, deve-se notar que as próprias caixas de câmbio podem ser escalonadas, continuamente variáveis e combinadas. Vejamos esses tipos de caixas com mais detalhes. Em primeiro lugar, o tipo de transmissão mais comum é a transmissão escalonada. Nessas caixas de câmbio, o torque muda passo a passo. Este tipo inclui (mecânica) e (caixa robótica).
As transmissões manuais mais modernas possuem e se diferenciam por um design complexo. Ao mesmo tempo, a embreagem dupla torna o processo de troca rápido e suave, o torque é transmitido sem interromper o fluxo de potência do motor de combustão interna para as rodas.
Como resultado, essa caixa de câmbio muda mais rápido do que um piloto profissional ou experiente poderia fazer. Um carro com esse “robô” (por exemplo) se distingue pela aceleração rápida, além de manter a rotação ideal do motor e, ao mesmo tempo, alta eficiência de combustível. A desvantagem é considerada a complexidade dos reparos, a vida útil reduzida, a baixa facilidade de manutenção e o alto custo de peças sobressalentes e elementos individuais.
Qual é a diferença entre uma transmissão automática “clássica” com conversor de torque e uma caixa de câmbio robótica com uma embreagem e robôs pré-selecionados como o DSG.
Quando o iniciante se senta ao volante de um carro, na fase de aprender a dirigir, ele tem problemas com a caixa de câmbio, ou melhor, com a necessidade de trocas constantes. Muitos já pensaram mais de uma vez que sem esse “pôquer” o carro seria mais ideal. Mas, infelizmente, sem ele o carro não seria capaz de funcionar de forma eficiente. Isto se deve às características do motor de combustão interna. Vamos descobrir a finalidade de seus tipos, estrutura e princípio de funcionamento.
Se você abrir os livros de referência, diz que esse mecanismo serve para alterar o torque gerado pelo motor de combustão interna. A caixa de velocidades também serve para cortar temporariamente o binário do motor e para fazer marcha-atrás.
Agora vamos analisar o propósito do ponto de vista de pessoas que estão longe do design e da teoria do carro. Também vale a pena entender por que você precisa mudar os estágios da caixa de câmbio toda vez que dirige.
A necessidade de trocas constantes de marcha está diretamente relacionada às características dos motores de combustão interna. Ao contrário das unidades elétricas, o torque de um motor de combustão interna possui uma característica irregular.
A principal diferença entre motores elétricos e motores de combustão interna são as características de empuxo. Esta característica descreve como a potência e o torque mudam dependendo da velocidade. No caso de motores elétricos, o torque fica disponível imediatamente e, à medida que a velocidade aumenta, o torque cai.
Essa característica é mais adequada para um carro - no momento de iniciar o movimento e durante a aceleração, quando é preciso fazer muito esforço para vencer a inércia, é melhor ter um torque grande. Para avançar de maneira mais uniforme, é necessário muito menos esforço. A potência dos motores elétricos em qualquer faixa de velocidade do rotor está próxima do máximo e, em qualquer modo, é realizada e utilizada quase completamente. Portanto, os motores elétricos são mais adequados para uso como sistema de propulsão de veículos. Num motor de combustão interna tudo é um pouco diferente. Quando a velocidade do virabrequim é baixa, a potência também é baixa. O torque permanece praticamente inalterado.
Se a resistência ao movimento aumentar e a velocidade começar a diminuir, o motor elétrico aumentará o torque. No caso de um motor de combustão interna, o torque aumentará apenas ligeiramente e depois diminuirá.
O desempenho de tração de um motor de combustão interna é considerado totalmente insatisfatório. Mas mesmo agora, em termos de eficiência, dimensões gerais e outras qualidades, eles são significativamente superiores às modernas unidades de energia elétrica. Com base nestas considerações, os engenheiros aceitaram a deficiência do motor de combustão interna e criaram uma caixa de velocidades para resolver este problema. Sua finalidade é alterar a relação de transmissão entre o virabrequim e o par de rodas motrizes. Como resultado, o torque máximo está disponível em uma faixa estreita de velocidades ideais, mas em marchas diferentes. Isso faz com que o motor funcione com mais eficiência.
Para entender melhor a finalidade de uma caixa de câmbio em um carro, lembre-se do curso escolar de física e de algumas seções de mecânica.
Em sistemas de transmissão baseados em engrenagens, onde operam duas engrenagens, o diâmetro e o número de dentes determinarão a velocidade e o torque. A relação entre o número de dentes da engrenagem acionada e o número de dentes da engrenagem motriz é a relação da engrenagem. Quando a engrenagem motriz tiver diâmetro menor que a acionada, a velocidade desta será menor e o torque, ao contrário, será maior.
Embora haja um ganho de força, haverá uma perda de velocidade. E tendo ganho velocidade, notaremos uma perda de força. Se houver várias engrenagens no mecanismo de transmissão, a relação de transmissão será determinada multiplicando os números de cada par de engrenagens. O objetivo da caixa de câmbio é justamente alterar as relações de transmissão.
Para obter os diferentes torques necessários para dirigir um carro em diferentes condições de estrada, a caixa de câmbio possui vários pares de marchas. Eles vêm com diferentes relações de transmissão. Se você instalar uma engrenagem intermediária em um par de engrenagens motrizes e acionadas, esta última girará na direção oposta - esta é a marcha à ré.
Qualquer tipo de caixa de câmbio de carro é necessária para que o motor de combustão interna possa operar em velocidades ideais e em seus modos normais de operação, e também para que a potência do motor possa ser efetivamente utilizada em qualquer situação de direção, simplesmente alterando a relação de transmissão.
Para começar a movimentar um carro e ganhar uma velocidade inicial baixa, bem como para se deslocar em condições off-road, é necessário um torque próximo do máximo. Isso pode ser alcançado na faixa média de rotação do motor. Não há necessidade de alta velocidade neste caso. Para isso, a caixa de câmbio possui marchas mais baixas - primeira, segunda, às vezes terceira. Ao mesmo tempo, mesmo em altas velocidades em primeira marcha, o carro andará bem devagar.
Para se moverem uniformemente em velocidades mais altas, as rodas devem girar em alta frequência. Neste caso, a rotação do motor deve ser ideal. Para isso, existem marchas mais altas - quarta, quinta (e se a caixa for de 6 marchas, então sexta). Aqui as relações de transmissão são mais baixas. O carro se moverá rapidamente na mesma velocidade ideal até que o motor de combustão interna atinja a velocidade máxima ou máxima permitida. Em marchas mais altas, a aceleração não será mais tão eficaz. Além disso, em marchas mais altas não será possível dirigir em velocidades baixas. O carro não poderá se mover. O motor simplesmente não será capaz de fornecer o torque necessário.
Existem agora muitos designs diferentes de transmissão manual no mundo. A maioria dos carros com tração dianteira possui mecanismos de dois eixos. Os de três eixos são instalados em veículos com tração traseira. É preciso dizer que mesmo em nossa época, quando a tecnologia se desenvolve muito rapidamente, a mecânica é muito popular. O fato é que reparos desse tipo são simples e baratos, ao contrário das transmissões automáticas e CVTs.
Baseia-se no eixo primário e secundário da caixa de engrenagens. Também na caixa de câmbio do veículo existe um bloco de engrenagens junto com sincronizadores. A carcaça metálica da transmissão abriga o mecanismo de engrenagem principal e o diferencial.
Usando o eixo piloto, a transmissão do veículo pode ser conectada ao conjunto da embreagem. Um bloco com engrenagens é rigidamente fixado ao eixo. A caixa de câmbio também possui um eixo secundário. Ele está localizado paralelo ao primário. Também é equipado com um bloco de engrenagens. Estes últimos estão constantemente em engate rígido com elementos do bloco no eixo de entrada. Além disso, o eixo secundário da transmissão é conectado por meio de uma engrenagem à engrenagem principal. O bloco de engrenagens está equipado com sincronizadores. Em diferentes designs pode haver vários eixos secundários.
Além disso, a caixa está equipada com um mecanismo de mudança de marcha. Na maioria das vezes é remoto. Como a caixa de transmissão do veículo é pequena, os elementos estão localizados sob o capô.
O eixo piloto serve para conectar o mecanismo da caixa de engrenagens ao conjunto da embreagem. Existem estrias no eixo no qual o disco acionado é colocado. O torque do motor é transmitido através da engrenagem da caixa de câmbio, que está engrenada com esses elementos. Existe um elemento intermediário localizado em paralelo. É equipado com um bloco de engrenagens que estão em engate rígido com o eixo.
O eixo secundário está no mesmo eixo do primário. As engrenagens não estão rigidamente engrenadas e giram livremente. As engrenagens do eixo intermediário e secundário, bem como a peça do eixo piloto, estão constantemente engatadas.
Os sincronizadores são instalados entre as engrenagens. O mecanismo de mudança é instalado diretamente na carcaça da transmissão do veículo. Consiste em uma alavanca de câmbio, bem como controles deslizantes e garfos.
Então, descobrimos o que é uma caixa de câmbio. Como você pode ver, este é um componente muito importante no design de qualquer carro. É isso que permite que o veículo se mova com diferentes forças e velocidades. O movimento do carro é em grande parte determinado pela caixa de câmbio.
4. Transferência e caixas de velocidades adicionais.
1. Finalidade e tipos de caixas de engrenagens.
A finalidade da caixa de câmbio é alterar a força de tração, velocidade e direção do veículo. Nos motores de automóveis, à medida que a velocidade de rotação do virabrequim diminui, o torque aumenta ligeiramente, atinge um valor máximo e, com uma diminuição adicional na velocidade de rotação, também diminui. Porém, ao dirigir um carro em subidas, em estradas ruins, ao partir parado e em acelerações rápidas, é necessário aumentar o torque transmitido do motor para as rodas motrizes. Para isso é utilizada a caixa de câmbio, que também inclui uma marcha que permite ao carro dar ré. Além disso, a caixa de câmbio garante que o motor esteja desacoplado da transmissão.
Uma transmissão manual consiste em um conjunto de engrenagens que se engrenam em diversas combinações para formar diversas marchas ou estágios com diferentes relações. Quanto maior o número de marchas, melhor o carro “se adapta” às diferentes condições de direção. A caixa de câmbio deve funcionar silenciosamente, com desgaste mínimo; Isto é conseguido usando engrenagens com dentes helicoidais.
Com base no número de marchas à frente, as transmissões escalonadas são divididas em quatro e cinco marchas. Normalmente, as transmissões de automóveis de passageiros, ônibus pequenos e caminhões leves possuem quatro estágios, enquanto as transmissões de ônibus grandes e caminhões pesados possuem cinco estágios. Todos os automóveis de passageiros de produção nacional, ônibus das famílias RAF, KAVZ, PAZ e caminhões das famílias U AZ e G AZ possuem caixas de câmbio de quatro marchas, e ônibus das famílias ZIL, LAZ e caminhões das famílias ZIL, Ural, MAZ e KamAZ as famílias têm caixas de câmbio de cinco marchas.
As transmissões escalonadas podem ser simples ou planetárias. A maioria dos carros usa caixas de câmbio escalonadas simples, nas quais a mudança de marcha ocorre de duas maneiras: movendo as marchas ou movendo as embreagens.
Às vezes, os carros são equipados com transmissões continuamente variáveis com uma mudança suave na relação de transmissão e caixas de câmbio combinadas, que usam ambos os métodos de alteração da relação de transmissão. Estas últimas incluem caixas de câmbio de ônibus da família LiAZ, compostas por um conversor de torque operando em conjunto com uma caixa de câmbio de dois estágios, e caixas de câmbio de automóveis de passageiros das famílias Chaika e ZIL, bem como caixas de câmbio de caminhões basculantes da família BelAZ, composto por um conversor de torque operando em conjunto com uma transmissão automática planetária de três velocidades. A mudança contínua da relação de transmissão nessas caixas é realizada por meio de um conversor de torque.
2.Esquema e princípio de funcionamento de uma transmissão manual.
Em uma caixa de câmbio escalonada simples (Fig. 126) existem três eixos: acionamento (primário) A, conectado por meio de uma embreagem ao virabrequim do motor; acionado (secundário) B, conectado por meio de transmissão cardan e outros mecanismos às rodas motrizes do carro; intermediário B. A engrenagem motriz 1 é fabricada como uma unidade única com o eixo motor e está em constante engate com a engrenagem acionada 8, rigidamente conectada ao eixo intermediário. Quando a embreagem é engatada, os eixos de acionamento e intermediário giram.
Arroz. 126 - Diagrama da caixa de câmbio de três velocidades:
A - eixo de transmissão; B - eixo acionado; B - eixo intermediário; G - eixo da marcha à ré; 1-8 - marchas.
As engrenagens móveis 2 e 3 são instaladas no eixo acionado, e as engrenagens 7, 6 e 4, assim como a roda 8, são rigidamente conectadas ao eixo intermediário. A relação entre o número de dentes da engrenagem acionada e o número de dentes da roda motriz, o inverso da razão de suas velocidades de rotação, é chamada de relação de transmissão. Por exemplo, a relação de transmissão de uma engrenagem que consiste nas engrenagens 8 e 1,
Iv = Z8/Z1, onde Z8 é o número de dentes da engrenagem acionada 8; Z 1 - número de dentes da engrenagem motriz 1.
Quando qualquer engrenagem no eixo acionado engrena com uma das engrenagens no eixo intermediário, o torque do motor é transmitido através dos eixos acionador, intermediário e acionado da transmissão para a linha de transmissão e depois para as rodas motrizes do veículo. Para engatar a primeira marcha, a roda 3 é movimentada para frente, engatando-a na engrenagem 6 da primeira marcha do eixo intermediário. A relação de transmissão total da primeira marcha é determinada como o produto das relações de transmissão de pares individuais de engrenagens, ou seja, onde ZЗ. e Z6 são os números de dentes da roda 3 e da engrenagem 6, respectivamente.
Quando a primeira marcha é engatada, o torque do MK no eixo acionado da caixa de câmbio aumenta em comparação com o torque do motor Dm em N vezes, ou seja, Z8 ZЗ.
MK = DmU1 = Dm
E tem o valor máximo, pois a engrenagem 6 é a menor das engrenagens do eixo intermediário, e a roda 3 é a maior das engrenagens do eixo acionado.
A primeira marcha é utilizada ao dirigir o carro nas condições de estrada mais difíceis, em subidas íngremes, bem como ao arrancar em uma estrada ruim e com carga. Para automóveis de passageiros, a primeira relação de transmissão é Ш = 3 -;- 4, para ônibus I! = 3 -;- 7, para caminhões UJ = 4 -;- 7.
A segunda marcha é proporcionada pela inclusão das engrenagens 2 e 7. Então onde Z2 e z7 são os números de dentes das engrenagens, respectivamente 2 e 7. A segunda marcha é intermediária. No diagrama acima de uma caixa de três estágios, é o único. As transmissões de quatro e cinco marchas podem ter duas ou até três marchas intermediárias.
Quando a marcha direta (neste caso a terceira) é engatada, os eixos acionador e acionado são conectados diretamente através das engrenagens 1 e 2 (Iz = 1). A transmissão direta é a principal transmissão usada ao dirigir um carro em uma estrada boa.
A troca de marchas é realizada com a embreagem desengatada, engatando as rodas dentadas móveis (carrinhos) do eixo acionado com as rodas dentadas estacionárias do eixo intermediário. Este engate é acompanhado por impactos nas extremidades dos dentes e seu maior desgaste. Portanto, os carros costumam usar caixas de câmbio com engrenagens de engrenamento constante, que se caracterizam pela alta durabilidade.
Com a engrenagem 4 do eixo intermediário em constante engate está a engrenagem intermediária 5 da marcha à ré, que na Fig. 126 é convencionalmente representado no plano do desenho. Para engatar a marcha à ré, a marcha 3 se move para trás, engatando-a na marcha intermediária 5 da marcha à ré, que gira livremente em seu eixo.
3. Mecanismo de controle da caixa de engrenagens.
O mecanismo de controle que muda as marchas geralmente está localizado na tampa da caixa de câmbio e é operado por uma alavanca oscilante. Por exemplo, no mecanismo de controle da caixa de câmbio de um carro ZIL-130, a alavanca 51 (ver Fig. 129), montada diretamente na caixa de câmbio, oscila livremente no encaixe esférico da tampa da caixa de câmbio, apoiando-se nela com uma esfera espessada. A alavanca é presa por uma mola e uma trava 50. A extremidade inferior da alavanca 51 se encaixa na ranhura de um dos garfos montados nos controles deslizantes 54 e 55. O movimento da alavanca para frente ou para trás faz com que o controle deslizante se mova no direção oposta, como resultado do qual seu garfo move uma roda dentada ou embreagem, incluindo uma de transmissão Para reduzir o curso da alavanca de câmbio ao engatar a primeira marcha ou a ré, é utilizada uma alavanca intermediária 52 montada no eixo 49. Assim, o curso da alavanca é o mesmo para engatar todas as marchas: ambas ao mover os cursores conectados. por garfos com sincronizadores, e ao movimentar o cursor, movimentar a roda dentada 16 da primeira marcha e da ré por meio de um garfo.
A instalação precisa das engrenagens nas posições ligada e desligada é garantida por pinças compostas por 9 esferas e 10 molas colocadas verticalmente nas saliências da tampa da caixa da caixa de engrenagens. As bolas cabem nas reentrâncias dos controles deslizantes. Existem três recessos em cada controle deslizante: um (do meio) para a posição neutra e dois para as marchas correspondentes. A distância entre os recessos garante que as engrenagens engatem ao longo de todo o comprimento dos dentes.
O engate acidental de duas engrenagens ao mesmo tempo é evitado por uma trava composta por um pino 11 e dois pares de esferas 12. Se um dos controles deslizantes se mover, os outros dois são travados pelas esferas. Existem reentrâncias correspondentes nas corrediças para as esferas de travamento. Quando o controle deslizante do meio se move, as bolas saem de suas reentrâncias, entram nas reentrâncias dos controles deslizantes externos e os travam. Se um dos controles deslizantes externos se mover, as bolas saem de seus recessos e entram no recesso do controle deslizante do meio, e o outro controle deslizante externo é travado devido ao fato de o pino 11 se mover em direção a ele e pressionar as bolas do outro lado do controle deslizante do meio. Para mover um dos controles deslizantes, os outros dois devem ser colocados em posição neutra.
Para engatar a primeira marcha ou a marcha à ré, é necessário aplicar força adicional para utilizar a alavanca 51 para comprimir a mola do fusível 48 até que ela pare. Somente depois disso a alavanca de câmbio pode ser movida para a posição correspondente ao engate da primeira marcha ou à ré. engrenagem.
A caixa de transferência é usada para distribuir o torque da caixa de câmbio entre os eixos motores do veículo. Um dispositivo para ligar e desligar o eixo motor dianteiro também é colocado na caixa de transferência.
Em veículos projetados para operar em condições de estrada difíceis, é instalada uma caixa de câmbio adicional com duas engrenagens de redução ou uma direta e uma de redução, o que pode aumentar ainda mais a força de tração nas rodas motrizes em qualquer marcha da caixa de câmbio principal. A caixa de câmbio adicional, via de regra, é estruturalmente combinada com a caixa de transferência.
Normalmente, a redução de marcha da caixa de transferência é acionada quando o veículo é usado como trator, rebocando manguais pesados, ao dirigir em declives íngremes e em condições de estrada difíceis. Por exemplo, a caixa de transferência de um caminhão off-road GAZ-66 com dois eixos motrizes é uma unidade com uma caixa de câmbio adicional de duas velocidades (Fig. 134,a).
O eixo de transmissão 4 da caixa de transferência é conectado por uma transmissão cardan ao eixo acionado da caixa de engrenagens. O rolamento de esferas dianteiro do eixo 4 está localizado na parede da carcaça da caixa de transferência, e o rolamento de rolos traseiro está localizado na ranhura da engrenagem 6, fabricada em peça única com o eixo acionado do eixo traseiro 11. eixo, o eixo do eixo traseiro e o eixo intermediário 9 giram sobre rolamentos de esferas.
Movendo-se ao longo das estrias, a engrenagem 10 do eixo intermediário pode engatar com as engrenagens 6 e 12, e a engrenagem 5 do eixo de transmissão com a roda 13. A engrenagem 6, além da coroa externa, possui um anel interno para engate com a engrenagem 5 As engrenagens 13 e 12 são fixadas de forma fixa nas estrias do eixo.
As extremidades dos eixos de transmissão dos eixos dianteiro e traseiro que saem da carcaça da caixa de transferência são estriadas.
Arroz. 134 - Caixa de transferência:
um design; b - dispositivo de travamento; 1, 2 e 14 - plugues; 3 ~ respirador; 4 - eixo de transmissão; 5 - engrenagem do eixo de transmissão; 6 - engrenagem do eixo acionado; 7 - roda sem-fim do acionamento do velocímetro; 8 - sem-fim de acionamento, flanges de junta cardan são instalados, fixados com porcas e arruelas. 9 - eixo intermediário; 10 e 13 - engrenagens de eixo intermediário; 11 - eixo de transmissão do eixo dianteiro; 12 - engrenagem motriz do eixo dianteiro; 15 - boné; 16 - biscoito; 17 - primavera; 18 e 25 - garfos; 19 e 20 - controles deslizantes; 21 - noz; 22 - anel; 23 - arruela; 24 – retentor de óleo.
O torque do eixo de transmissão 4 da caixa de transferência é transmitido ao eixo dianteiro pelas engrenagens 5, b, 10 e 12. Ao inserir o velocímetro da engrenagem; A roda 5 engata na coroa dentada interna da roda 6 do eixo acionado e a marcha mais alta (direta) do eixo traseiro é engatada. Se você também engatar a marcha 10 com as marchas b e 12, a transmissão direta do eixo dianteiro será engatada. Quando a marcha 5 se move para a esquerda até engatar na roda 13 (a marcha 10 permanece engatada), uma redução de marcha é engatada. Neste caso, o torque é transmitido ao eixo traseiro pelas marchas 5, 13, 10 e 6, e ao eixo dianteiro pelas marchas 5, 13, 10 e 12. A relação de redução é de 1,96. Para facilitar o engate do eixo dianteiro, as engrenagens 10 e 6 são constantemente engatadas em um comprimento de dente incompleto.
O óleo é despejado no cárter através de um orifício fechado pelo bujão 2, que também serve para controlar o nível do óleo. O óleo é drenado através do orifício fechado pelo bujão 1. O respiro 3 é usado para ventilar a carcaça da caixa de transferência. O mecanismo de controle da caixa de transferência do carro GAZ-66 consiste em uma alavanca de mudança de marcha para frente e para baixo e uma alavanca do eixo dianteiro. Ambas as alavancas são conectadas por hastes aos controles deslizantes da caixa de transferência. Quando a alavanca esquerda está na posição dianteira, o eixo dianteiro do carro está ligado, e quando esta alavanca está na posição traseira, ela está desligada. Se a alavanca direita for movida da posição neutra para frente, uma marcha direta será engatada, e da posição neutra para trás, uma redução de marcha será engatada.
Ao dirigir o carro em condições de estrada difíceis (lama, areia, neve), o eixo dianteiro é ligado. Porém, isso não deve ser feito a menos que seja necessário, pois aumenta o consumo de combustível e acelera o desgaste dos pneus e peças da transmissão. Enquanto o veículo está em movimento com a transmissão direta engatada na caixa de transferência, o eixo dianteiro é engatado sem desengatar a embreagem.
A redução de marcha na caixa de transferência é ativada quando o carro está se movendo em uma ladeira ou em condições de estrada difíceis. Esta marcha só pode ser engatada após parar o carro e engatar o eixo dianteiro. O eixo dianteiro só pode ser desligado depois de mudar a redução de marcha na caixa de transferência para direta. Tudo isso protege as peças da transmissão cardan e do eixo traseiro contra sobrecargas. O dispositivo de travamento (Fig. 134.6), disponível no sistema de controle da caixa de transferência, não permite engatar uma redução de marcha quando o eixo dianteiro estiver desligado e desengatar o eixo dianteiro quando a redução de marcha estiver engatada.
Na caixa da caixa de transferência podem mover-se os cursores 19 e 20, nos quais os garfos 18 e 25 são fixados com parafusos fixados com arame. Entre os cursores na parede do cárter, são colocados dois crackers 16 com uma mola 17 entre eles. O orifício de saída dos crackers é fechado com um tampão 14 aparafusado na rosca. Os orifícios nas extremidades externas dos cursores são fechados com tampas 15. No lado oposto são instaladas vedações na parede do cárter, compostas por vedações 24, arruelas 23, anéis 22 e porcas 21.
Na corrediça 19, utilizada para ligar e desligar o eixo dianteiro, existem duas reentrâncias de diferentes profundidades para os crackers do dispositivo de travamento. No controle deslizante 20, que desliga a marcha direta ou a redução, existem três reentrâncias para trincas: a esquerda corresponde à inclusão da marcha direta, a do meio à posição neutra e a direita ao engate da redução de marcha. Há uma doninha entre os entalhes esquerdo e intermediário. A posição dos biscoitos na Fig. 134, b corresponde ao eixo dianteiro desativado. Neste caso, o cursor 20 pode passar da posição neutra para a posição correspondente à transmissão direta engatada. Devido à presença de doninhas na corrediça entre as ranhuras, os crackers não interferem nesse movimento. O movimento adicional do controle deslizante 20 é impossível, uma vez que os crackers, comprimindo a mola, ficarão encostados uns nos outros e impedirão o movimento.
Quando o eixo dianteiro é ligado, um recesso profundo no cursor 19 será instalado oposto aos patins. Quando o patim 20 se move, os patins não descansarão um contra o outro e será possível acionar uma redução de marcha. Neste caso, será impossível desligar o eixo dianteiro sem primeiro desligar a redução de marcha.
PALESTRA Nº 8
TÓPICO: ENGRENAGENS CARDAN.
PLANO:
1.Tipos de engrenagens cardan.
1.Tipos de engrenagens cardan.
O eixo motor traseiro é suspenso no chassi do carro por molas e muda sua posição em relação ao chassi durante a condução; A caixa de velocidades é fixada ao quadro. Portanto, para transmitir o torque do eixo acionado da caixa de câmbio para o eixo de transmissão da engrenagem principal, cujos eixos se cruzam e estão localizados em um ângulo que muda com o aumento ou diminuição da carga, bem como devido a choques quando o veículo se move em estradas irregulares, são usadas transmissões cardan.
A transmissão cardan consiste em eixos, seus suportes e juntas cardan. Os acionamentos cardan são instalados entre a embreagem e a caixa de câmbio, localizadas separadamente do motor; entre a caixa de velocidades e a caixa de transferência ou adicional; entre as engrenagens principais de dois eixos traseiros motrizes de um veículo de três eixos; entre a engrenagem principal e os semi-eixos das rodas motrizes com suspensão independente; entre os semi-eixos e as rodas direcionais dianteiras; em acionamento do guincho e outros mecanismos auxiliares.
As transmissões cardan são divididas em simples e duplas de acordo com o número de juntas cardan. Se uma transmissão tiver apenas uma junta universal localizada na caixa de câmbio, essa transmissão será chamada de transmissão única. Essas engrenagens são usadas apenas quando os eixos estão localizados em um leve ângulo e raramente são instaladas em carros hoje em dia. Em uma transmissão dupla, as juntas universais estão localizadas em ambas as extremidades do eixo motor.
Independentemente da velocidade do veículo, o eixo de transmissão não deve sofrer vibrações ou batidas de torção significativas. Para reduzir o desvio, é realizado o balanceamento dinâmico do conjunto do eixo cardan com juntas cardan. O desequilíbrio é eliminado soldando placas de balanceamento nas extremidades dos tubos cardan e, se necessário, instalando placas de balanceamento sob as tampas das juntas cardan. A posição relativa correta das peças da junta estriada após o balanceamento é fixada com marcas especiais.
Se houver extensão da caixa de câmbio (Fig. 136, a), a transmissão cardan dos automóveis de passageiros (G AZ-24 Volga, Moskvich-2140) é feita em forma de eixo cardan 2 com duas juntas cardan. O acionamento cardan conecta diretamente a caixa de câmbio ao eixo traseiro 3. Uma conexão estriada da junta cardan dianteira ao eixo acionado da caixa de câmbio é colocada dentro da extensão. O mesmo tipo de transmissão cardan é usado no caminhão de curta distância entre eixos MAZ-5335 e suas modificações.
Os carros G AZ-53A, G AZ-53-12, ZIL-130, VAZ da família “Zhiguli” e outros possuem acionamento cardan (Fig. 136), composto por um intermediário 4, um eixo principal 2 e três dobradiças. Isto elimina a possibilidade de forte vibração do eixo. No carro GAZ-66, o torque da caixa de câmbio (Fig. 136, c) é transmitido através do eixo 4 para a caixa de transferência 6, e dela através dos eixos 2 e 7, respectivamente, para os eixos motrizes traseiro 3 e dianteiro 8 . As juntas cardan são colocadas nas extremidades dos eixos, uma das quais é rigidamente fixada e a outra possui uma conexão deslizante com o eixo.
A transmissão cardan de veículos de três eixos (ZIL-131, KrAZ-260), com disposição de rodas 6 x 6, com acionamento sequencial dos eixos traseiros é mostrada na Fig. 136, g. O primeiro eixo motor traseiro possui um eixo passante da engrenagem principal, que transmite torque através do eixo cardan 9 para o segundo eixo motor traseiro 10. Na Fig. 136, d mostra a transmissão cardan de veículos de três eixos (<<Урал-4320») с колесной формулой 6 х 6 с параллельным приводом задних мостов. В этом случае на картере первого заднего моста устанавливают промежуточную опору и привод второго заднего моста осуществляют от раздаточной коробки через валы 11 и 9.
Os veículos de três eixos com disposição de rodas 6 x 4 não possuem acionamento por cardan no eixo dianteiro. O movimento angular dos eixos cardan é garantido pelo desenho das juntas cardan, e a mudança nas distâncias entre as juntas é garantida pela presença de conexões estriadas dos garfos da junta cardan com o eixo cardan. Normalmente, para um veículo parado, os ângulos entre os eixos conectados por juntas cardan não excedem 5-90, mas quando em movimento podem ser de 20 a 300. No acionamento entre a transmissão principal do eixo motriz dianteiro e as rodas direcionais motrizes ao girar, esses ângulos podem chegar a 30 - 400, dependendo do tamanho dos ângulos entre os eixos dos eixos conectados, podem ser utilizadas juntas cardan macias e duras. No primeiro, o deslocamento angular dos eixos ocorre devido à deformação de elementos elásticos (geralmente borracha) e, no segundo, devido às juntas articuladas das peças metálicas. Nos automóveis, são utilizadas principalmente juntas universais rígidas.
2. Projeto e operação de juntas universais e eixos.
Arroz. 136 - Localização das engrenagens cardan nos automóveis: a - automóveis de passageiros; b - carga; c - d - carga fora de estrada; 1 - caixa de câmbio; 2, 4, 7, 9 e 11 - eixos cardan; 3 e 10 - eixos motores traseiros: 5 - suporte intermediário; 6 - caixa de transferência; 8 - eixo motriz dianteiro.
Arroz. 137 - Juntas cardan:
a - c - velocidades angulares desiguais; d e d - velocidades angulares iguais; 1 - capa; 2 - placa de travamento: 3 - capa do mancal; 4 - agulhas; 5 - selos de feltro; 6, 10, 24 e 28 - garfos; 7 - válvula de segurança; 8 - cruz; 9 - lubrificador; 11 - eixo cardan; 12 - refletor; 13 - retentor de óleo autofixante; 14 - anel de retenção; 15 e 16 - vedações radiais e mecânicas; 17 - punho interno; 18 - bola central; 19 - punho externo; 20 - bolas de condução; 21 - pino; 22 - grampo de cabelo; 23 - semi-eixo; 25 e 27 - punhos semicilíndricos; 26 - disco central.
De acordo com a cinemática, as juntas cardan são divididas em juntas de velocidades angulares desiguais e iguais. Normalmente, em todos os acionamentos de automóveis, exceto no acionamento das rodas direcionais acionadas, são usadas juntas homocinéticas desiguais.
Considere, por exemplo, a transmissão cardan de um carro G AZ-53A com juntas cardan rígidas de velocidades angulares desiguais (Fig. 137, a). As transmissões cardan deste tipo são as mais difundidas. Tais juntas cardan consistem em dois garfos de aço 6 e 10 montados nos eixos e uma travessa 8 conectando-os de forma articulada, instalada nas orelhas dos garfos em rolamentos de agulhas. Os rolamentos, constituídos por copos 3 e agulhas 4, são colocados nas pontas retificadas da cruz 8, em aço cromo, e fixados nos olhais dos garfos 6 e 10 por placas de travamento 2 com tampas 1 colocadas sob eles. as vedações 5 evitam o vazamento de lubrificante dos mancais, que entra pelo lubrificador 9 e pelos canais na cruz. A válvula de segurança 7 é usada para remover o excesso de lubrificante.
Outra junta cardan com rolamento de agulhas, na qual são utilizadas vedações autofixantes de borracha 13 e as capas dos rolamentos são fixadas nos garfos com anéis de retenção 14, é mostrada na Fig. 137, b. Essas juntas universais são usadas no carro GAZ-3102 Volga. Para proteger de forma mais confiável os rolamentos de agulha contra vazamento de óleo, às vezes são instalados dois retentores de óleo - radial e mecânico, como, por exemplo, nos veículos da família KamAZ (Fig. 137.6). O desenho de uma das juntas incluídas na transmissão cardan deve permitir a movimentação axial do eixo cardan. Normalmente, uma conexão estriada de um dos garfos da junta universal com o eixo é usada para essa finalidade.
Uma simples junta cardan rígida, em grandes ângulos entre os eixos dos eixos que conecta, não pode garantir a rotação uniforme do eixo acionado. Quando o garfo motriz gira uniformemente, o garfo acionado gira desigualmente. Durante uma revolução do eixo da hélice, o garfo acionado, ao girar, ultrapassa duas vezes o garfo motriz e fica duas vezes atrás dele. Como resultado, surgem cargas adicionais nas peças da engrenagem principal, diferencial, semi-eixos e rodas, e seu desgaste aumenta. Para eliminar a rotação irregular do eixo acionado, use um cardan duplo com juntas cardan rígidas ou um cardan único com uma junta cardan de velocidades angulares iguais.
Se em um acionamento cardan duplo o ângulo entre os eixos do eixo acionado da caixa de engrenagens e o eixo cardan for igual ao ângulo entre os eixos do eixo cardan e o eixo de acionamento da engrenagem principal, então com rotação uniforme do acionado eixo da caixa de engrenagens, o eixo de transmissão da engrenagem principal também girará uniformemente. Neste caso, ambos os garfos montados no eixo cardan devem estar localizados no mesmo plano.
As juntas universais de velocidade constante que garantem a rotação uniforme do eixo acionado são, na maioria das vezes, juntas esféricas e de came. Nos eixos dianteiros dos carros das famílias ZIL, GAZ e UAZ, são utilizadas juntas esféricas de velocidades angulares iguais com ranhuras longas (Fig. 137, d). A junta externa 19, em cujas estrias o cubo da roda está montado, é feita de uma só peça com o garfo acionado, e a junta interna 17 com as estrias entrando no orifício da engrenagem do eixo diferencial é forjada como uma peça única com o acionamento garfo. Os garfos são conectados entre si por meio de quatro esferas principais 20 localizadas nas ranhuras dos garfos. Para centralizar os garfos, existem reentrâncias esféricas nas suas extremidades, nas quais é colocada a esfera central 18. As esferas motrizes 20 transmitem o torque do garfo motriz para o acionado. A esfera central 18 evita que as esferas de acionamento rolem para fora das ranhuras. A esfera central possui uma doninha que, ao montar a junta universal, gira em direção à esfera motriz inserida. O pino 22, localizado no canal axial do garfo acionado, entra com uma das extremidades no orifício da esfera central 18, travando a junta cardan montada.
As ranhuras divisórias têm um formato em que as esferas motrizes, independentemente dos movimentos angulares dos garfos, estão sempre localizadas em um plano que divide o ângulo entre os eixos dos garfos motrizes e acionados. Graças a isso, ambos os garfos têm a mesma velocidade de rotação.
A junta universal do came (Fig. 137, e) é composta pelos garfos 24 e 28, juntas semicilíndricas 25 e 27 e um disco central 26 inserido nas ranhuras internas desses punhos, cujas superfícies cilíndricas cobrem os garfos 24 e 28 Tal junta funciona como duas juntas articuladas com velocidades angulares desiguais. Em um plano, os garfos giram em relação aos punhos e, no outro plano, junto com eles em relação ao disco central. Essas dobradiças são instaladas no veículo Ural-4320.
Para obter resistência suficiente com baixo peso, os eixos cardan são geralmente feitos na forma de tubos de aço. Os garfos de junta universal são soldados aos eixos ou colocados nas estrias da ponta soldada ao tubo. Esta junta deslizante é coberta por uma capa de borracha.
Nos automóveis de passageiros com extensão na caixa de câmbio, é utilizada uma transmissão cardan com um eixo de transmissão (Fig. 138, a).
Arroz. 138 - Transmissões cardan:
a - com um eixo; b - com dois eixos (carro ZIL-l30); c - com dois eixos e junta elástica (carro VAZ-2101 Zhigulya; 1 e 3 - garfos; 2 e 19 - niples de óleo; 4 - bucha estriada; 5 - ponta com estrias; 6. 14 e 18 - retentores de óleo; 7 - tampa costurada 8 - eixo cardan 10 - almofada de apoio 13 - porca de montagem do rolamento de suporte intermediário 16 - garfo deslizante 21; e 3, podem se mover ao longo das estrias da ponta 5, soldadas ao eixo 8. A extremidade do eixo é soldada à ponta da junta universal 9. A tampa de borracha ondulada 7 protege a junta estriada da sujeira.
O lubrificante entra pelo lubrificador 2 e é retido pelo retentor de óleo 6.
Em caminhões de dois eixos com eixo traseiro, a transmissão mais utilizada é a transmissão, composta por um eixo intermediário e um semi-eixo traseiro (Fig. 138.6). Neste caso, uma junta universal conecta o eixo acionado da caixa de engrenagens à extremidade dianteira do eixo intermediário 10. A outra, a junta universal intermediária, conecta o eixo intermediário 10 e o eixo cardan 8 do eixo traseiro.
Uma transmissão com junta elástica, composta por uma dobradiça com acoplamento de borracha elástica 24, do carro VAZ-2101 Zhiguli é mostrada na Fig. 138, v. No suporte do eixo motor intermediário do carro ZIL-130 (Fig. 138.6), dentro da almofada 11 com suporte 12 fixado com braçadeira 20, é colocado um rolamento de esferas 22 com vedações 18
PALESTRA Nº 9
TÓPICO: PONTES DE CARRO.
PLANO:
1.Tipos de pontes.
2. Viga do eixo motriz.
3. Ponte dirigida.
1.Tipos de pontes.
Os eixos dianteiro e traseiro de um veículo percebem forças verticais, longitudinais e transversais que atuam entre a superfície de apoio e a estrutura ou carroceria do veículo. O eixo traseiro geralmente é acionado e o eixo dianteiro é direcionado. As forças verticais são transmitidas por elementos elásticos de suspensão, e as forças longitudinais e transversais são transmitidas tanto pela suspensão quanto por hastes especiais. Ao transmitir torque no eixo motriz, surge um torque reativo, tendendo a girar o eixo no sentido oposto ao sentido de rotação das rodas motrizes. Durante a travagem, os eixos do veículo estão sujeitos a binários de travagem na direção oposta. Normalmente esses momentos são transmitidos dos eixos ao chassi por meio de molas, mas nas suspensões balanceadas, pneumáticas e independentes, são utilizadas alavancas ou hastes para transmiti-los.
O eixo motriz traseiro geralmente é feito em forma de uma viga oca, dentro da qual são colocados a engrenagem principal, o diferencial e os semi-eixos, e os cubos das rodas são fixados externamente.
Arroz. 139 - Pontes:
a - tração traseira contínua; b - tração dividida com suspensão independente das rodas; c - dianteira contínua com suspensão de rodas dependente; d - bipartição dianteira com suspensão independente das rodas, pontes esculpidas - vigas rígidas conectando as rodas direita e esquerda (Fig. 139, a). Nos carros com suspensão independente, o eixo motriz é dividido (Fig. 139.6).
O eixo dianteiro também pode ser contínuo (Fig. 139, c) com suspensão de roda dependente, ou dividido se a suspensão for independente (Fig. 139, d) para veículos todo-o-terreno, o eixo dianteiro é combinado, ou seja, acionado simultaneamente e dirigido. Em veículos multieixos, às vezes são utilizados eixos de apoio, que servem apenas para transmitir cargas verticais do chassi para as rodas.
2. Viga do eixo motriz.
A viga do eixo motriz pode ser destacável e composta por duas partes conectadas por parafusos (automóveis de passeio e caminhões leves e médios) ou inteiriça, em forma de viga maciça com parte central em forma de anel (automóveis de passeio e caminhões médios e pesados).
Na Fig. 140 mostra a viga do eixo traseiro do GAZ-53A. Os munhões 5 são soldados ao cárter 7, possuindo munhões usinados 1 e 2 para rolamentos de cubo de roda. Uma tampa 13 é soldada na parte traseira do cárter. Os recessos 11 fornecem folgas de montagem ao instalar a caixa de engrenagens. Flanges de aço 4 são prensadas e soldadas nos eixos 5, aos quais são fixadas as proteções do freio. A bucha prensada 3 do retentor de óleo serve de batente para o anel interno do rolamento do cubo da roda. Os rolamentos dos cubos são instalados nos munhões retificados 1 e 2 dos eixos e fixados com porcas e contraporcas aparafusadas nas extremidades dos eixos. O suporte 8 e o suporte 9, soldados na parede traseira da carcaça, servem para fixar os tubos do freio. O orifício de abastecimento de óleo está localizado na carcaça do comando final.
Tipos de engrenagens principais. O objetivo da engrenagem principal é aumentar o torque e transmiti-lo aos semi-eixos localizados em um ângulo de 900 em relação ao eixo longitudinal do veículo. Seu design deve ser compacto e sua operação deve ser suave e silenciosa. As peças da engrenagem principal estão sujeitas a cargas pesadas, portanto, é necessária alta precisão no ajuste dos rolamentos e no engate das engrenagens. As engrenagens principais podem ser de engrenagem ou sem-fim. A engrenagem principal, na qual um par de engrenagens é chamado de simples, dois pares são chamados de duplos.
Arroz. 141 – engrenagem principal única.
Uma única engrenagem principal (Fig. 141, a e 6), composta por um par de engrenagens cônicas em engate constante, é usada principalmente em automóveis e caminhões leves e médios. A engrenagem motriz nele é conectada à transmissão cardan, e a roda motriz é conectada à caixa de diferencial e, através do diferencial, aos semi-eixos. Uma única engrenagem principal pode ser equipada com engrenagens cônicas convencionais (Fig. 141, a) e hipóides (Fig. 141,6). As engrenagens hipóides operam de forma mais confiável, suave e silenciosa do que as engrenagens cônicas espirais convencionais.
Arroz. 140 - Viga do eixo motor traseiro:
1 e 2 - munhões para rolamentos de cubo; 3 - bucha de vedação de óleo; 4 - flange; 5 - eixo; 6 - almofada de mola"; 7 - cárter; 8 - suporte; 9 - suporte em T; 10 - furo para respiro; 11 - reentrâncias; 12 - furo para drenagem de óleo; 13 - tampa do cárter.
Engrenagens simples com engrenagens cônicas com dentes espirais são usadas em carros das famílias ZAZ e UAZ, e engrenagens hipóides simples são usadas em carros GAZ-53A, GAZ-53-12, GAZ-3102 Volga e na família VAZ Zhiguli. Uma engrenagem hipóide permite que o piso da carroceria de um carro de passeio seja abaixado, uma vez que o eixo de sua engrenagem motriz pode ser posicionado abaixo do eixo da engrenagem acionada (eixo do eixo traseiro, como resultado, o centro de gravidade do carro). é abaixado e sua estabilidade é melhorada.
As engrenagens duplas são instaladas em veículos pesados e em alguns veículos médios quando a relação de transmissão geral deve ser significativa, pois são consumidos grandes torques. Em uma engrenagem principal dupla (Fig. 141.6), o torque é aumentado sequencialmente por dois pares de engrenagens, uma das quais é cônica e a outra é cilíndrica. A relação de transmissão total de uma engrenagem dupla é igual ao produto das relações de transmissão dos pares de componentes.
3. Ponte dirigida.
O eixo dianteiro do carro GAZ-53A (Fig. 154, a) é uma viga na qual as juntas de direção 10 são instaladas em 15 pinos 11 fixados nela com batentes. A viga é uma seção em I estampada, com duas plataformas para. fixando molas conectando-o à estrutura. A parte central da viga é curvada para garantir um centro de gravidade mais baixo do veículo.
Os discos de freio 9 são fixados nos flanges das mangas de eixo 10. Os cubos das rodas são montados em dois rolamentos de rolos cônicos 4 e 5. Para fixar os cubos das rodas às mangas de eixo, há uma arruela e uma porca castelo, que é chaveada e coberto com uma tampa.
As juntas de direção podem girar livremente nos pivôs graças aos rolamentos na forma de duas buchas de bronze pressionadas nos olhais das juntas de direção e um rolamento de impulso 16 instalado entre a manga de eixo e o olhal da viga do eixo dianteiro. Folga axial entre a manga de eixo e o olhal da viga.
Arroz. 153 - Elementos de tração das rodas motrizes dianteiras do carro GAZ-66:
1 - flange principal; 2 ~ canal de fornecimento de ar; 3 - tampa do flange; 4 e 5 ~ porcas de rolamento; 6 - arruela de pressão; 7 - apoio para os pés; 8 - cubo; 9 ~ punho externo; 10 - válvula de corte de ar; 11 - roda; 12 - bloco de vedação; 13 - chefão; 14 ~ alavanca; 15 - bucha; 16 - retentor de óleo; 17 - junta esférica; 18 - punho interno; 19 - eixo; 20 - o disco de freio é ajustado instalando arruelas 12.
Os rolamentos do cubo da roda contêm uma graxa lubrificante cujo vazamento é evitado pelo retentor de óleo.
Nos orifícios cônicos do olhal da manga de eixo esquerda, as alavancas da direção 13 e 21 são fixadas com porcas. Os parafusos 20 nas alavancas 21 limitam os ângulos máximos de rotação das rodas, apoiadas na viga do eixo dianteiro. Os lubrificadores 22 servem para lubrificar o mancal de impulso 16 e as buchas de bronze do eixo de direção.
7 ..> Caixa de velocidades (caixa de velocidades)
A caixa de câmbio é usada para variar o torque transmitido do motor para as rodas motrizes do carro em uma ampla faixa durante a partida e a aceleração. Além disso, a caixa de velocidades permite que o veículo se mova em marcha-atrás e permite a separação a longo prazo do motor e das rodas motrizes, o que é necessário quando o motor está ao ralenti durante a condução ou quando o veículo está estacionado.
Os carros modernos usam principalmente transmissões mecânicas com engrenagens dentadas. O número de marchas à frente é geralmente quatro ou cinco, sem contar as marchas à ré.
A troca de marchas neles é realizada por meio do movimento de engrenagens, que engatam alternadamente com outras engrenagens, ou pelo travamento das engrenagens no eixo por meio de sincronizadores. Os sincronizadores equalizam a velocidade de rotação das engrenagens engatadas e bloqueiam uma delas com o eixo acionado. O movimento das engrenagens ou sincronizadores é controlado pelo motorista quando a embreagem é desengatada. Dependendo do número de marchas à frente, as caixas de câmbio são de três, quatro marchas, etc.
A caixa de velocidades consiste em:
Carter contém todos os principais componentes e peças da caixa de velocidades. Ele está preso à carcaça da embreagem, que por sua vez está presa ao motor. Como as engrenagens da caixa de engrenagens sofrem cargas pesadas durante a operação, elas devem ser bem lubrificadas. Portanto, o cárter é preenchido até metade do seu volume com óleo de transmissão (óleo de motor é usado em alguns modelos de automóveis).
Eixos de caixa as engrenagens giram em rolamentos instalados no cárter e possuem conjuntos de engrenagens com diferentes números de dentes.
Sincronizadores necessário para mudanças de marcha suaves, silenciosas e sem choques, equalizando as velocidades angulares das engrenagens rotativas.
Mecanismo de comutação gear é usado para mudar de marcha na caixa e é controlado pelo motorista por meio de uma alavanca de dentro do carro. Neste caso, o dispositivo de travamento não permite que duas engrenagens sejam acionadas ao mesmo tempo e o dispositivo de travamento evita que as engrenagens desliguem espontaneamente.
Como a quantidade de torque (rpm) muda em diferentes marchas? Vamos entender isso com um exemplo.
Relação de transmissão de um par de engrenagens
Vamos pegar duas marchas, não tenha preguiça e conte a quantidade de dentes. A primeira engrenagem tem 20 dentes e a segunda 40. Isso significa que com duas voltas da primeira marcha, a segunda fará apenas uma volta (a relação de transmissão é 2).
Relação de transmissão de duas marchas
Na foto, a primeira engrenagem (“A”) tem 20 dentes, a segunda (“B”) tem 40, a terceira (“C”) tem 20 novamente, a quarta (“D”) tem 40 novamente e então. há uma aritmética muito simples. O eixo de entrada da caixa de câmbio e a engrenagem “A” giram a uma velocidade de, digamos, 2 cc rpm. A engrenagem “B” gira 2 vezes mais devagar, ou seja, tem 1cc rpm, e como as engrenagens “B” e “C” estão montadas no mesmo eixo, a terceira marcha também faz 1cc rpm. Então a engrenagem “G” girará 2 vezes mais devagar - 500 rpm. Do motor, 2 cc rpm chegam ao eixo de entrada da caixa de câmbio e saem 500 rpm. Neste momento, o eixo intermediário da caixa de velocidades está a 1ccc rpm.
Neste exemplo, a relação de transmissão do primeiro par de engrenagens é dois e o segundo par de engrenagens também é dois. A relação de transmissão total deste esquema é 2x2=4. Ou seja, o número de rotações no eixo secundário da caixa de câmbio diminui 4 vezes em relação ao eixo primário. Observe que se desengatarmos as engrenagens “B” e “D”, o eixo secundário da caixa não girará. Ao mesmo tempo, a transmissão de torque para as rodas motrizes do carro é interrompida, o que corresponde ao ponto morto da caixa. A marcha à ré, ou seja, a rotação do eixo secundário da caixa de câmbio na outra direção, é fornecida por um quarto eixo adicional com marcha à ré. É necessário um eixo adicional para obter um número ímpar de pares de engrenagens, então o torque muda de direção.
Diagrama de transmissão de torque quando a marcha à ré está engatada
1 - eixo de entrada; 2 - engrenagem do eixo de entrada; 3 - eixo intermediário;
4 - eixo da engrenagem e da ré; 5 - eixo secundário
Como a caixa de câmbio de um carro real possui um grande conjunto de marchas, ao acionar diferentes pares delas, temos a oportunidade de alterar a relação geral de marchas da caixa.
Por exemplo, na caixa de câmbio de um carro VAZ-2105, as seguintes relações de transmissão são:
R. 3,53 - reverso
Esses números inconvenientes são obtidos dividindo o número de dentes de uma engrenagem pelo número inconvenientemente divisível de dentes da segunda e mais adiante ao longo da corrente. Se a relação de transmissão for igual a um (1,00), isso significa que o eixo secundário gira na mesma velocidade angular que o primário. A engrenagem na qual a velocidade de rotação dos eixos é igual é geralmente chamada - direto e, via de regra, esta é a quarta marcha.
Vejamos o significado da mudança de marcha usando o exemplo de uma bicicleta esportiva, já que as bicicletas modernas também possuem marchas. Os proprietários desses veículos notaram que quando uma roda dentada com grande número de dentes é engatada na parte traseira, é fácil pedalar, mas a velocidade da bicicleta é baixa. Se você mudar para uma roda dentada menor (com menos dentes), a velocidade aumenta, mas o esforço nos pedais aumenta. Ao mudar as rodas dentadas (mudança de marcha) da sua bicicleta, você encontra o modo de condução ideal, levando em consideração sua resistência e as condições da estrada.
O mesmo princípio é usado em um carro. Dependendo das condições da estrada e tendo em conta as capacidades do motor, é necessário mudar de marcha na caixa de velocidades. A primeira marcha e a marcha à ré são as “mais fortes” e não é difícil para o motor girar as rodas, mas neste caso o carro se move lentamente. E, por exemplo, ao subir ladeiras em quinta e quarta marchas “ágeis”, o motor não tem força suficiente (como o ciclista), e você tem que mudar para marchas mais baixas, mas “fortes”. A primeira marcha é necessária para colocar o carro em movimento, para que o motor possa mover o pesado “monstro” de ferro. Além disso, tendo aumentado a velocidade do movimento e feito uma certa reserva de inércia, você pode mudar para a segunda marcha, que é mais fraca, porém mais rápida, e depois para a terceira, quarta e quinta marchas. Todas as etapas de mudança de marcha - da primeira à quinta - devem ser passadas sequencialmente. A mudança de marcha em ordem decrescente pode ser feita “pulando um degrau” e mesmo depois de vários - dois, três e assim por diante. O modo normal de condução do carro é em quarta ou quinta marcha, por serem as mais rápidas e econômicas.
