ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 13
Тема: «Призначення, пристрій та принцип роботи коробки передач»
Мета роботи: вивчення призначення, устрою та принципу роботи механічної коробки перемикання передач.
загальні положення
Класифікація КПП
Механічна коробка передач- є багатоступінчастим циліндричним редуктором, в якому передбачено ручне перемикання передач.
Автоматизована коробка передач- забезпечує автоматичний (без прямої участі водія) вибір відповідного поточним умовам руху передавального числа, залежно від багатьох факторів.
Роботизована коробка передач- являє собою механічну коробку передач, в якій автоматизовані функції вимкнення зчеплення та перемикання передач.
Варіаторна коробка передач- це механічний вузол, призначений передачі зусилля двигуна безступінчасто до провідним колесам.
За способом керування
1. З ручним увімкненням передач- Передача включає водій (оператор).
· Безпосередньої дії- Використовується тільки зусилля оператора. Приводи безпосередньої дії бувають механічнимиі гідравлічними.
· Сервоприводи- використовується зусилля оператора та сервоустрою, при цьому основну частину роботи виконує сервопристрій, а зусилля оператора необхідне для керування роботою сервоустрою. Залежно від джерела (перетворювача) енергії сервоприводи поділяються на гідравлічні, механічні, електричні, вакуумні, змішаніта ін В авто- та танкобудуванні найбільшого поширення набули гідросервоприводи .
2. Автоматичні- Залежно від зовнішніх умов (наприклад, частота обертання та навантаження на колінчастому валу двигуна) передачі перемикає автоматизована система управління КП без участі водія.
Призначення та принцип роботи коробки перемикання передач
Коробка передач служить для зміни в широкому діапазоні моменту, що крутить, переданого від двигуна на провідні колеса автомобіля при рушанні з місця і його розгоні. Крім цього коробка передач забезпечує автомобілю рух заднім ходом і дозволяє тривалий час роз'єднувати двигун і провідні колеса, що необхідно при роботі двигуна на холостому ході під час руху або при стоянці автомобіля.
На сучасних автомобілях застосовують переважно механічні ступінчасті коробки з зубчастими шестернями. Кількість передач переднього ходу зазвичай дорівнює чотирьом або п'яти, крім передачі заднього ходу.
Перемикання передач у них здійснюється пересуванням шестерень, які входять по черзі в зачеплення з іншими шестернями, або блокуванням шестерень на валу за допомогою синхронізаторів. Синхронізатори вирівнюють частоту обертання шестерень, що включаються, і блокують одну з них з веденим валом. Управління пересуванням шестерень або синхронізаторів здійснює водій при вимкненому зчепленні. Залежно від числа передач переднього ходу коробки передач бувають триступінчастими, чотириступінчастими тощо.
Схема роботи механічної коробки.
1 – первинний вал; 2 – важіль перемикання передач; 3 – механізм перемикання передач; 4 – вторинний вал; 5 – зливна пробка; 6 – проміжний вал; 7 – картер коробки передач
Механічна коробка передач складається з:
· картера,
· первинного, вторинного та проміжного валів з шестернями,
· Додаткового валу і шестерні заднього ходу
· Синхронізаторів,
· механізму перемикання передач із замковим та блокувальним пристроями
· важеля перемикання.
Картер містить у собі всі основні вузли та деталі коробки передач. Він кріпиться до картера зчеплення, який у свою чергу закріплений на двигуні. Так як при роботі, шестерні коробки передач мають великі навантаження, то вони повинні добре змащуватися. Тому картер наполовину свого обсягу залитий трансмісійною олією (у деяких моделях автомобілів застосовується моторна олія).
Вали коробки передач обертаються в підшипниках, встановлених у картері, та мають набори шестерень з різним числом зубів.
Синхронізатори необхідні для плавного, безшумного і ненаголошеного включення передач, шляхом зрівнювання кутових швидкостей шестерень, що обертаються.
Механізм перемикання передач служить для зміни передач у коробці та керується водієм за допомогою важеля із салону автомобіля. При цьому замковий пристрій не дозволяє вмикатися одночасно двом передач, а блокувальний пристрій утримує передачі від мимовільного вимикання.
Задня передачатобто обертання вторинного валу коробки передач в іншу сторону, забезпечується додатковим, четвертим валом з шестернею заднього ходу. Додатковий вал необхідний для того, щоб вийшло непарне число пар шестерень, тоді момент, що крутить, змінює свій напрямок:
Схема передачі моменту, що крутить, при включенні задньої передачі
1 – первинний вал; 2 – шестерня первинного валу; 3 – проміжний вал; 4 - шестерня та вал передачі заднього ходу; 5 – вторинний вал
Практичний кожен, хто мав справу з автомобілем або іншим видом колісної техніки, добре знає, що крім пристрою ТС також використовується коробка передач. Коробка передач () за важливістю є другим агрегатом після двигуна різних видів транспортних засобів.
При цьому існує декілька видів коробок передач, проте основним завданням даних агрегатів на машині є отримання, перетворення та подальша передача від двигуна на колеса провідні автомобіля. Далі ми докладно розглянемо призначення коробки передач і навіщо потрібна коробка передач у пристрої трансмісії авто.
Читайте у цій статті
Отже, коробка вважається основним елементом трансмісії автомобіля. Як уже було сказано, основним її призначенням є зміна крутного моменту від двигуна, а також швидкості руху та напрямки руху авто. Також коробка дозволяє "від'єднувати" двигун від трансмісії під час перемикання передач.
Саме завдяки КПП автомобіль отримує можливість рухатися вперед і назад, рух можна здійснювати з різною швидкістю, при цьому двигун стабільно працює на різних швидкостях та навантаженнях, а також досягається плавне перемикання передач у процесі їзди.
Щоб було зрозуміло, основним завданням КПП є необхідність забезпечувати як необхідні динамічні показники автомобіля, і показники паливної економічності двигуна. У цьому враховуються різні умови руху, навантаження, швидкість тощо.
Так ось, для старту і розгону потрібен момент, що крутить, тоді як для їзди з високою швидкістю і подолання великих навантажень потрібні обороти потужності. При цьому особливістю ДВЗ є те, що обороти моменту, що крутить, «середні» (3000-3500 об/хв) тоді як на «потужні» обороти двигун виходить ближче до максимальних значень (5500-6000 тис. об/хв.).
Простими словами, якщо навантаження на мотор буде велике, а обороти занадто низькі, двигун «не витягне» по потужності і заглухне. Якщо ж обороти будуть надто високими, при цьому їзда з високою швидкістю не потрібна, сильно зростає витрата палива. Щоб досягти оптимального балансу, у коробці передбачено зміну .
Завдяки такій можливості можна впевнено стартувати з місця, рухатись з невеликою швидкістю, здійснювати рух заднім ходом тощо. Також вдається підтримувати обороти двигуна в оптимальному діапазоні стосовно постійно змінних дорожніх умов і навантажень.
Наприклад, розгін автомобіля передбачає необхідність подолати високі значення сил опору (подолання підвищеного тертя та сил інерції). Наявність КПП уможливлює рушання з місця і розгін до середніх і високих швидкостей, який передбачає плавний або ступінчастий перехід з низьких на підвищені передачі (перемикання передач).
В результаті швидкість наростає поступово, сильно знижуються динамічні навантаження на двигун та трансмісію. При цьому оберти оптимально утримувати саме в діапазоні високих значень крутного моменту двигуна.
З урахуванням ваги та особливостей ТЗ, встановленого двигуна, цільового призначення транспорту та ряду інших характеристик та особливостей конструктори виробляють підбір кількості передач та передавальних чисел у коробці тощо. (при наявності).
Розібравшись із призначенням коробки, слід зазначити, що самі КПП бувають ступінчастими, безступінчастими та комбінованими. Давайте розглянемо зазначені види коробок докладніше. Насамперед найбільш поширеним типом КПП є ступінчасті коробки передач. У таких КПП крутний момент змінюється поступово. До цього типу можна віднести (механіка) та (коробка-робот).
Найсучасніші РКПП мають та відрізняються складною конструкцією. При цьому подвійне зчеплення робить процес перемикання швидким і плавним, передача моменту, що крутить, відбувається без розриву потоку потужності від ДВС на колеса.
В результаті така коробка перемикається швидше, ніж це зміг зробити водій-професіонал або досвідчений пілот на гоночному авто. Машина з таким «роботом» (наприклад, ) відрізняється швидким розгоном, а також підтримкою оптимальних обертів двигуна і одночасно високою економічністю палива. Недоліком прийнято вважати складність ремонту, знижений ресурс, низьку ремонтопридатність та високу вартість окремих запчастин та елементів.
Чим відрізняється "класична" АКПП з гідротрансформатором від роботизованої коробки передач з одним зчепленням та преселективних роботів типу DSG.
Коли новачки сідають за кермо автомобіля, у них на етапі навчання водінню виникають проблеми із коробкою передач, а точніше, із необхідністю постійних перемикань. Багато хто не раз замислювався, що без цієї «кочерги» автомобіль був би ідеальнішим. Але, на жаль, без автомобіля не зміг би ефективно працювати. Пов'язано це з особливостями ДВЗ. Давайте дізнаємося про призначення її види, пристрій і принцип дії.
Якщо відкрити довідники, то там написано, що даний механізм застосовується, щоб змінювати момент, що виробляється ДВС. Також КПП служить для тимчасового відключення моменту, що крутить, з мотора і для руху заднім ходом.
А тепер розглянемо призначення з погляду далеких від устрою та теорії автомобіля людей. Також варто розібратися, навіщо щоразу при русі потрібно змінювати щаблі КПП.
Необхідність постійно змінювати передачі безпосередньо з особливостями моторів внутрішнього згоряння. На відміну від електричних агрегатів, обертальний момент ДВС має нерівномірну характеристику.
Головна різниця між електромоторами та двигунами внутрішнього згоряння у характеристиці тяги. Цією характеристикою описується, як змінюються потужність і крутний момент залежно від оборотів. У випадку з електромоторами момент обертання доступний відразу ж, а в міру того, як обороти будуть зростати, момент падатиме.
Ця характеристика більше підходить для автомобіля - в момент початку руху і при розгоні, коли потрібно докладати масу зусиль на подолання інерції, краще мати великий момент обертання. Щоб далі рухатись рівномірно, потрібно докласти значно менших зусиль. Потужність електромоторів у будь-якому діапазоні оборотів ротора близька до максимуму, і на будь-яких режимах вона реалізується та використовується практично повністю. Тому електродвигуни більше підходять для використання як силова установка автомобіля. У ДВС все трохи інакше. Коли обороти колінчастого валу низькі, потужність також низька. Обертальний момент практично не змінюється.
Якщо зросте опір руху і обороти стануть знижуватися, то електричний мотор підвищить обертальний момент. У випадку з ДВЗ момент збільшиться лише зовсім небагато, а потім знизиться.
Тягова характеристика двигуна внутрішнього згоряння вважається цілком незадовільною. Але навіть зараз у плані економічності, габаритних розмірів, а також інших якостей значно перевершують сучасні електричні силові агрегати. Виходячи з цих міркувань, інженери прийняли недолік ДВС і для вирішення цієї проблеми створили коробку передач. Призначення її - змінювати передатне відношення між колінвалом та провідною парою коліс. В результаті максимальний момент, що крутить, доступний у вузькому діапазоні оптимальних оборотів, але на різних передачах. Так двигун працює ефективніше.
Для кращого розуміння призначення коробки в автомобілі слід згадати шкільний курс фізики і деякі розділи механіки.
У системах передач на базі шестерень, де працюють дві шестерні, діаметр і кількість зубів визначатиме кількість обертів та обертальний момент. Відношення кількості зубів на веденій шестерні до зубів на ведучій - це передатне число. Коли провідна шестерня має менший діаметр, ніж ведена, то обороти на останній будуть нижчими, а обертальний момент, навпаки, вищий.
При виграші у силі буде втрата у швидкості. А вигравши у швидкості, ми помітимо втрати у силі. Якщо шестерень у механізмі передачі кілька, то передатне число визначається множенням чисел кожної пари шестерень. Призначення коробки якраз і полягає в тому, щоб змінювати передавальні числа.
Щоб отримати різний момент, що крутить, який потрібен для руху авто в різних дорожніх умовах, в КПП є кілька пар шестерень. Вони йдуть із різним передатним числом. Якщо в пару з ведучої та веденої шестерні встановити проміжну, то остання обертатиметься у зворотний бік - це задня передача.
Будь-які типи коробки передач автомобіля необхідні для того, щоб ДВС міг функціонувати на оптимальних оборотах і нормальних для нього режимах роботи, а також для того, щоб можна було ефективно використовувати потужність двигуна в будь-яких дорожніх ситуаціях за допомогою простої зміни передавального відношення.
Для того щоб почати рухатися на автомобілі та набрати початкову невелику швидкість, а також для пересування в умовах бездоріжжя, необхідний близький до максимального моменту обертання. Його можна досягти в середньому діапазоні обертів колінвала двигуна. У високій швидкості в даному випадку немає потреби. Для цього КПП є нижчі передачі - перша, друга, іноді третя. При цьому навіть на високих оборотах на першій передачі машина їхатиме досить повільно.
Щоб рівномірно рухатися на більшій швидкості колеса повинні обертатися на високій частоті. При цьому оберти двигуна мають бути оптимальними. Для цього є вищі передачі – четверта, п'ята (а якщо коробка передач 6-ступінчаста, то й шоста). Тут передавальні числа нижчі. Авто при тих же оптимальних оборотах рухатиметься швидко, поки ДВС не досягне максимальних або гранично допустимих оборотів. На вищих передачах розгін буде вже не такий ефективний. Також на найвищих передачах не вийде їхати на малій швидкості. Автомобіль не зможе рушити з місця. Двигун просто не зможе забезпечити необхідний момент, що крутить.
У світі зараз є безліч різних конструкцій МКПП. На більшості передньопривідних автомобілів встановлені двовальні механізми. На задньопривідні встановлюють тривальні. Потрібно сказати, що навіть у наш час, коли технології розвиваються дуже швидко, механіка дуже популярна. Справа в тому, що ремонт такого типу простий і недорогий, на відміну від АКПП та варіаторів.
В основі лежить первинний та вторинний вал коробки перемикання передач. Також у пристрої КПП автомобіля є і блок шестерень разом із синхронізаторами. У металевому картері трансмісії встановлено механізм головної передачі та диференціал.
За допомогою первинного валу трансмісія автомобіля може з'єднуватися із вузлом зчеплення. На валу жорстко закріплений блок із шестернями. Ще КПП є вторинний вал. Він розташований паралельно до первинного. Він також оснащений блоком із шестерень. Останні постійно перебувають у жорсткому зачепленні з елементами блоку на первинному валу. Також вторинний вал трансмісії з'єднаний через шестерню із головною передачею. Блок шестерень оснащений синхронізаторами. У різних конструкціях вторинних валів може бути декілька.
Додатково коробка має механізм перемикання передач. Найчастіше він дистанційний. Оскільки корпус трансмісії автомобіля невеликий, елементи розташовані під капотом.
Первинний вал служить для з'єднання механізму коробки перемикання передач з вузлом зчеплення. На валу знаходяться шліци, на які одягається диск. Момент від двигуна передається за допомогою шестерні КПП, що знаходиться в зачепленні з цим елементом. Паралельно знаходиться проміжний елемент. Він оснащений блоком шестерень, що знаходяться у жорсткому зачепленні з валом.
Вторинний вал знаходиться на одній осі з первинним. Шестерні не мають жорсткого зачеплення та вільно обертаються. Шестерні проміжного та вторинного валу, а також деталь на первинному валу, зачеплені постійно.
Між шестернями встановлені синхронізатори. Механізм перемикання встановлений безпосередньо у корпусі трансмісії автомобіля. Він являє собою важіль перемикання, а також повзуни та вилки.
Отже, ми з'ясували, що являє собою коробка передач. Як бачите, це дуже важливий вузол у конструкції будь-якого автомобіля. Саме він дозволяє здійснити рух автомобіля з різним зусиллям та швидкістю. Рух машини багато в чому визначається саме коробкою перемикання передач.
4.Роздавальна та додаткова коробки передач.
1. Призначення та типи коробок передач.
Призначення коробки - змінювати силу тяги, швидкість і напрямок руху автомобіля. У автомобільних двигунів зі зменшенням частоти обертання колінчастого валу момент, що крутить, незначно зростає, досягає максимального значення і при подальшому зниженні частоти обертання також зменшується. Однак при русі автомобіля на підйомах, по поганих дорогах, при рушанні з місця і швидкому розгоні необхідно збільшення крутного моменту, що передається від двигуна до провідних колес. Для цієї мети служить коробка передач, в яку входить також передача, що дозволяє автомобілю рухатися заднім ходом. Крім того, коробка передач забезпечує роз'єднання двигуна з трансмісією.
Ступінчаста коробка складається з набору зубчастих коліс, які входять в зачеплення в різних поєднаннях, утворюючи кілька передач або сходів з різними передатними числами. Чим більше число передач, краще автомобіль «пристосовується» до різних умов руху. Коробка передач має працювати безшумно, з мінімальним зношуванням; цього досягають застосуванням зубчастих коліс із косими зубами.
Ступінчасті коробки передач за кількістю передач переднього ходу ділять на чотири-і п'ятиступінчасті. Зазвичай коробки передач легкових автомобілів, малогабаритних автобусів та вантажних автомобілів невеликої вантажопідйомності мають чотири ступені, а коробки передач великих автобусів та вантажних автомобілів значної вантажопідйомності – п'ять щаблів. Всі легкові автомобілі вітчизняного виробництва, автобуси сімейств РАФ, КАВЗ, ПАЗ та вантажні автомобілі сімейств У АЗ та ГАЗ мають чотириступінчасті коробки передач, а автобуси сімейств ЗІЛ, ЛАЗ та вантажні автомобілі сімейств ЗІЛ, «Урал», МАЗ та КамАЗ – п'ятиступінчасті.
Ступінчасті коробки можуть бути прості і планетарні. В основному на автомобілях застосовують прості ступінчасті коробки передач, перемикання передач у яких відбувається двома способами: пересуванням зубчастих коліс або пересуванням муфт.
Іноді автомобілі обладнають безступінчастими коробками передач з плавною зміною передавального числа та комбінованими коробками передач, в яких використано обидва способи зміни передавального числа. До останніх належать коробки передач автобусів сімейства ЛіАЗ, що складаються з гідротрансформатора, що працює спільно з двоступінчастою коробкою передач, і коробки передач легкових автомобілів сімейств «Чайка» та ЗІЛ, а також коробки передач автомобілів-самоскидів сімейства БелАЗ, що складаються з гідротрансформатора, що працює спільно з автоматичною. планетарною триступінчастою коробкою передач. Безступінчасту зміну передавального числа в цих коробках здійснено за допомогою гідротрансформатора.
2.Схема та принцип роботи ступінчастої коробки передач.
У простій ступінчастій коробці передач (рис. 126) є три вали: провідний (первинний) А, пов'язаний через зчеплення з колінчастим валом двигуна; ведений (вторинний) Б, з'єднаний через карданну передачу та інші механізми з провідними колесами автомобіля; проміжний Ст. З провідним валом як одне ціле виготовлено провідне зубчасте колесо 1, що знаходиться в постійному зачепленні з веденим зубчастим колесом 8, жорстко з'єднаним з проміжним валом. При включенні зчеплення обертаються провідний та проміжний вали.
Мал. 126 - Схема триступеневої коробки:
А – провідний вал; Б - ведений вал; В – проміжний вал; Г - вісь зубчастого колеса передачі заднього ходу; 1-8 – зубчасті колеса.
На веденому валу встановлені рухомі зубчасті колеса 2 і 3, а зубчасті колеса 7, 6 і 4, як і колесо 8, жорстко з'єднані з проміжним валом. Відношення чисел зубів веденого зубчастого колеса до зубів ведучого колеса, зворотне відношенню їх частот обертання, називають передатним числом. Наприклад, передавальне число передачі, що складається з зубчастих коліс 8 і 1,
Ів = Z8/Z1, де Z8 - число зубів веденого зубчастого колеса 8; Z 1 - кількість зубів провідного зубчастого колеса 1.
Коли якесь зубчасте колесо веденого валу входить у зачеплення з одним із зубчастих коліс проміжного валу, крутний момент від двигуна через ведучий, проміжний і ведений вали коробки передач передається карданній передачі і далі на провідні колеса автомобіля. Для включення першої передачі 3 колесо пересувають вперед, вводячи його в зачеплення з шестернею 6 першої передачі проміжного валу. Загальне передатне число першої передачі визначають як добуток передавальних чисел окремих пар зубчастих коліс, тобто де ZЗ. і Z6 - числа зубів відповідно колеса 3 та шестерні 6.
При включенні першої передачі крутний момент МК на веденому валу коробки передач збільшується в порівнянні з крутним моментом двигуна Дм в N разів, тобто Z8 ZЗ.
МК = ДмU1 = Дм
І має максимальну величину, так як шестерня 6 є найменшою із зубчастих коліс проміжного валу, а колесо 3 - найбільшим із зубчастих коліс веденого валу.
Першою передачею користуються під час руху автомобіля у найважчих дорожніх умовах, на крутих підйомах, а також при рушанні з місця на поганій дорозі та з вантажем. Для легкових автомобілів передавальне число першої передачі Щ = 3 -; - 4, для автобусів І! = 3 -; - 7, для вантажних автомобілів UJ = 4 -; - 7.
Друга передача забезпечується включенням зубчастих коліс 2 та 7. Тоді де Z2 та z7 - числа зубів зубчастих коліс відповідно 2 та 7. Друга передача є проміжною. У наведеній схемі триступінчастої коробки вона єдина. У чотирьох- і п'ятиступінчастої коробки може бути дві або навіть три проміжні передачі.
При включенні прямої (в даному випадку третьої) передачі ведучий і ведений вали з'єднуються безпосередньо через зубчасті колеса 1 і 2 (З = 1). Пряма передача є основною передачею, яка використовується під час руху автомобіля по дорозі.
Перемикання передач виконується при вимкненому зчепленні, вводячи рухомі зубчасті колеса (каретки) веденого валу в зачеплення з нерухомими зубчастими колесами проміжного валу. Це зачеплення супроводжується ударами торців зубів та їх підвищеним зносом. Тому на автомобілях часто застосовують коробки передач із постійним зачепленням зубчастих коліс, що відрізняються високою довговічністю.
З зубчастим колесом проміжного 4 вала в постійному зачепленні знаходиться проміжне зубчасте колесо 5 передачі заднього ходу, яке на рис. 126 умовно зображено у площині креслення. Для включення передачі заднього ходу зубчасте колесо 3 пересувається назад, вводячи його в зачеплення з проміжним зубчастим колесом передачі 5 заднього ходу, вільно обертається на своїй осі.
3. Механізм управління коробкою передач.
Механізм управління, що перемикає передачі, зазвичай розташований у кришці коробки передач і приводиться в дію важелем, що коливається. Наприклад, у механізмі управління коробкою передач автомобіля ЗІЛ-130 важіль 51 (див. рис. 129), встановлений безпосередньо на коробці передач, вільно хитається у сферичному гнізді кришки коробки передач, спираючись на нього потовщенням кульовим. Важіль утримують пружина і фіксатор 50. Нижній кінець важеля 51 входить у паз однієї з виделок, встановлених на повзунах 54 і 55. Рух важеля вперед або назад викликає переміщення в протилежний бік повзуна, внаслідок чого його вилка пересуває зубчасте колесо або муфту передач. Для зменшення ходу важеля перемикання передач при включенні першої передачі або передачі заднього ходу служить проміжний важіль 52, встановлений на осі 49. Таким чином, хід важеля однаковий для включення всіх передач: при переміщенні повзунів, пов'язаних вилками з синхронізаторами, і при русі повзуна, пересуває за допомогою вилки зубчасте колесо першої 16 передачі і передачі заднього ходу.
Точну установку зубчастих коліс у включеному та вимкненому положеннях забезпечують фіксатори, що складаються з кульок 9 та пружин 10, розміщених вертикально у припливах кришки картера коробки передач. Кульки входять у поглиблення повзунів. На кожному повзуні є три поглиблення: одне (середнє) для нейтрального становища та два для відповідних передач. Відстань між поглибленнями забезпечує зачеплення зубчастих коліс на всій довжині зубів.
Випадкове включення одночасно двох передач запобігає замку, що складається зі штифта 11 і двох пар кульок 12. У разі переміщення одного з повзунів два інших виявляються замкненими кульками. Для куль замку на повзунах є відповідні поглиблення. При переміщенні середнього повзуна кульки виходять із його заглиблень, входять у поглиблення крайніх повзунів і замикають їх. Якщо переміщається один із крайніх повзунів, то кульки виходять з його поглиблень і входять у поглиблення середнього повзуна, а інший крайній повзун замикається внаслідок того, що штифт 11 зміщується в його бік і тисне на кульки з іншого боку середнього повзуна. Щоб привести в рух один із повзунів, два інших мають бути поставлені в нейтральне становище.
Для включення першої передачі або передачі заднього ходу необхідно додати додаткове зусилля, щоб важелем 51 стиснути до упору пружину запобіжника 48. Тільки після цього можна перевести важіль перемикання передач у положення, яке відповідає включенню першої передачі або передачі заднього ходу.
Роздавальну коробку застосовують для розподілу моменту, що крутить, від коробки передач між провідними мостами автомобіля. У роздавальній коробці поміщають також пристрій для включення та вимкнення переднього провідного моста.
На автомобілях, призначених для роботи у важких дорожніх умовах, встановлюють додаткову коробку передач з двома понижувальними або однією прямою і однією знижувальною передачами, які дозволяють ще більше збільшити силу тяги на провідних колесах при будь-якій передачі в основній коробці передач. Додаткову коробку передач, як правило, конструктивно поєднують із роздавальною коробкою.
Зазвичай знижувальну передачу роздавальної коробки включають при використанні автомобіля як тягача, що буксирує важкі при ланцюги, при русі на крутих підйомах і важких дорожніх умовах. Наприклад, роздавальна коробка вантажного автомобіля ГАЗ-66 підвищеної прохідності з двома провідними мостами є одним агрегатом з додатковою двоступінчастою коробкою передач (рис. 134,а).
Провідний вал 4 роздавальної коробки з'єднаний передачею карданної з веденим валом коробки передач. Передній шарикопідшипник вала 4 розташований у стінці картера роздавальної коробки, а задній роликопідшипник - у виточці зубчастого колеса 6, виготовленого як одне ціле з веденим валом при воді заднього моста. 9 обертаються на шарикопідшипниках.
Переміщаючись по шлицам, зубчасте колесо 10 проміжного валу може входити в зачеплення з зубчастими колесами 6 і 12, а зубчасте колесо5 провідного вала з колесом 13. У зубчастого колеса 6 крім зовнішнього вінця вінця є внутрішній вінець для зачеплення з зубчастим колесом 5. та 12 нерухомо закріплені на шліцях валів.
На кінцях валів приводу переднього і заднього мостів на шліцях, що виходять з картера роздавальної коробки.
Мал. 134 - Роздавальна коробка:
а – конструкція; б - блокувальний пристрій; 1, 2 та 14 - пробки; 3 ~ сапун; 4 – провідний вал; 5 - зубчасте колесо провідного валу; 6 - зубчасте колесо веденого валу; 7 – черв'ячне колесо приводу спідометра; 8 - хробак приводу встановлені фланці карданних шарнірів, закріплені гайками з шайбами. 9 – проміжний вал; 10 та 13 - зубчасті колеса проміжного валу; 11 - вал приводу переднього моста; 12 - зубчасте колесо приводу переднього моста; 15 – ковпак; 16 – сухар; 17 – пружина; 18 та 25 - виделки; 19 та 20 - повзуни; 21 – гайка; 22 - кільце; 23 – шайба; 24 – сальник.
Крутний момент від провідного валу 4 роздавальної коробки передається до переднього мосту зубчастими колесами 5, б, 10 і 12. При введенні спідометра зубчастого; колеса 5 зачеплення з внутрішнім зубчастим вінцем колеса 6 веденого валу включається вища (пряма) передача заднього моста. Якщо ввести зубчасте колесо 10 в зачеплення з зубчастими колесами б і 12, то буде включена пряма передача переднього моста. При переміщенні зубчастого колеса 5 вліво до зачеплення з колесом 13 (зубчасте колесо 10 залишається включеним) включається понижувальна передача. У цьому випадку момент, що крутить, до заднього мосту передається через зубчасті колеса 5, 13, 10 і 6, а до переднього мосту через зубчасті колеса 5, 13, 10 і 12. Передавальне число понижувальної передачі дорівнює 1,96. Для зручності включення переднього моста зубчасті колеса 10 та 6 входять у зачеплення постійно на неповну довжину зуба.
Масло в картер заливають через отвір, що закривається пробкою 2, яке використовують також для контролю рівня масла. Олія зливається через отвір, закритий пробкою 1. Сапун 3 служить для вентиляції картера роздавальної коробки. Механізм управління роздавальною коробкою автомобіля Г АЗ-66 складається з важеля перемикання прямої та понижувальної передач та важеля переднього моста. Обидва важелі тягами пов'язані з повзунами роздавальної коробки. При передньому положенні лівого важеля передній міст автомобіля увімкнено, а при задньому положенні цього важеля - вимкнено. У разі переміщення правого важеля з нейтрального положення вперед включається пряма передача, а з нейтрального положення назад - передача, що знижує.
Під час руху автомобіля у важких дорожніх умовах (бруд, пісок, сніг) включають передній міст. Однак цього не слід робити без необхідності, оскільки підвищується витрата палива та прискорюється зношування шин та деталей трансмісії. Під час руху автомобіля з увімкненою прямою передачею в роздавальній коробці передній міст включають без вимкнення зчеплення.
Знижувальну передачу в роздавальній коробці включають під час руху автомобіля на підйомі або у важких дорожніх умовах. Цю передачу можна ввімкнути лише після зупинки автомобіля та увімкнення переднього моста. Передній міст можна вимкнути лише після перемикання понижувальної передачі у роздавальній коробці на пряму. Все це оберігає деталі карданної передачі та заднього моста від навантаження. Блокувальний пристрій (рис. 134,6), що є в системі управління роздатковою коробкою, не дозволяє включити понижувальну передачу при вимкненому передньому мості і вимикати передній міст при включеній понижувальній передачі.
У картері роздавальної коробки можуть переміщатися повзуни 19 і 20, на яких гвинтами, зашплінтованими дротом, укріплені виделки 18 і 25. Між повзунами в стінці картера поміщені два сухарі 16 з пружиною 17 між ними. Вихідний отвір для сухарів закрито вкрученою на різьбленні пробкою 14. Отвори з боку зовнішніх кінців повзунів закриті ковпаками 15. З протилежної сторони в стінці картера встановлені ущільнення, що складаються з сальників 24, шайб 23, кілець 22 і гайок 22.
На повзуні 19, використовуваному для включення та вимкнення переднього моста, є дві виїмки різної глибини під сухарі блокувального пристрою. На повзуні 20, який вимикає пряму або знижувальну передачу, зроблено три виїмки під сухарі: ліва відповідає включенню прямої передачі, середня - нейтральному положенню і права включенню понижувальної передачі. Між лівою та середньою виїмками є ласка. Положення сухарів на рис. 134 б відповідає вимкненому передньому мосту. При цьому повзун 20 може переміщатися з нейтрального положення положення, відповідне включеної прямої передачі. Завдяки наявності на повзуні ласки між виїмками сухарі не перешкоджають цьому переміщенню. Подальше ж переміщення повзуна 20 неможливе, оскільки сухарі, стиснувши пружину, упруться один в інший і перешкоджатимуть руху.
При включенні переднього моста навпроти сухарів встановиться глибока виїмка повзуна 19. Сухарі при переміщенні повзуна 20 не будуть упиратися один в одного і включення понижувальної передачі стане можливим. При цьому вимкнути передній міст буде неможливо, не вимкнувши попередньо знижувальну передачу.
ЛЕКЦІЯ №8
ТЕМА: КАРДАНІ ПЕРЕДАЧІ.
ПЛАН:
1. Типи карданних передач.
1. Типи карданних передач.
Задній провідний міст підвішено до рами автомобіля на ресорах і під час руху змінює своє положення щодо рами; коробка закріплена на рамі нерухомо. Тому для передачі крутного моменту від веденого валу коробки передач на провідний вал головної передачі, осі яких перетинаються і розташовані під кутом, що змінюється при збільшенні або зменшенні навантаження, а також внаслідок поштовхів при русі автомобіля по нерівній дорозі, застосовують карданні передачі.
Карданна передача складається з валів, їх опор та карданних шарнірів. Карданні передачі встановлюють між зчепленням та коробкою передач, розташованою окремо від двигуна; між коробкою передач та роздатковою або додатковою коробкою; між головними передачами двох провідних задніх мостів тривісного автомобіля; між головною передачею та півосям провідних коліс із незалежною підвіскою; між півосями та переднім керованими колесами; у приводі до лебідки та інших допоміжних механізмів.
Карданні передачі за кількістю карданних зчленувань ділять на одинарні та подвійні. Якщо передача має лише один карданний шарнір, розташований біля коробки, то таку передачу називають одинарною. Подібні передачі застосовують лише у разі розташування валів під невеликим кутом і нині на автомобілях встановлюють рідко. У подвійній передачі карданної карданні шарніри розташовані на обох кінцях карданного валу.
Незалежно від швидкості руху автомобіля карданний вал не повинен відчувати скільки-небудь значних крутильних коливань та биття. Для зменшення биття виконують динамічне балансування карданного валу в зборі з карданними шарнірами. Дисбаланс усувають приварюванням на кінцях карданних труб балансувальних пластин, а в разі потреби та встановленням балансувальних пластин під кришки карданних шарнірів. Правильне взаємне положення деталей шліцевого з'єднання після балансування фіксують спеціальними мітками.
За наявності подовжувача коробки передач (рис. 136 а) карданну передачу легкових автомобілів (Г АЗ-24 "Волга", "Москвич-2140") виконують у вигляді карданного валу 2 з двома карданними шарнірами. Карданна передача безпосередньо з'єднує коробку передач із заднім мостом 3. Усередині подовжувача поміщають шліцеве з'єднання переднього карданного шарніра з веденим валом коробки передач. Такий самий тип карданної передачі застосовують на короткобазному вантажному автомобілі МАЗ-5335 та його модифікаціях.
Автомобілі ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗІЛ-130, сімейства ВАЗ «Жигулі» та ін. мають карданну передачу (рис. 136), що складається з проміжного 4, головного 2 валів і трьох шарнірів. Це усуває можливість виникнення сильної вібрації валу. В автомобілі Г АЗ-66 крутний момент від коробки передач (рис. 136 в) через вал 4 переїдається до роздавальної коробки 6, а від неї через вали 2 і 7 відповідно до заднього 3 і переднього 8 провідним мостам. На кінцях валів вміщено карданні шарніри, з яких один закріплений жорстко, а інший має ковзне з'єднання з валом.
Карданна передача тривісних автомобілів (ЗІЛ-131, КРАЗ-260), що мають колісну формулу 6 х 6, з послідовним наскрізним приводом задніх мостів показано на рис. 136, м. Перший задній провідний міст має наскрізний вал головної передачі, який через карданний вал 9 передає момент, що крутить, другому задньому провідному мосту 10. На рис. 136, д показана карданна передача тривісних автомобілів (<<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.
Тривісні автомобілі з колісною формулою 6 х 4 не мають карданної передачі до переднього мосту. Кутове переміщення карданних валів забезпечене конструкцією карданних шарнірів, а l1Зміна відстаней між шарнірами - наявністю шліцевих з'єднань вилок карданних шарнірів з карданним валом. Зазвичай у нерухомого автомобіля кути між валами, що з'єднуються карданними шарнірами, не перевищують 5-90, але при русі вони можуть дорівнювати 20 - 300. У приводі між головною передачею переднього ведучого мосту і провідними керованими колесами при повороті ці кути можуть досягати 30 400, залежно від величини кутів між осями валів, що з'єднуються, можна застосовувати м'які і жорсткі карданні шарніри. У перших кутове зміщення валів відбувається внаслідок деформації пружних (звичайно гумових) елементів, а в других ~ завдяки шарнірним з'єднанням металевих деталей. У автомобілях застосовують переважно жорсткі карданні шарніри.
2. Пристрій та робота карданних шарнірів та валів.
Мал. 136 - Розташування карданних передач на автомобілях: а - легковому; б - вантажний; в - д - вантажний підвищеної прохідності; 1 – коробка передач; 2, 4, 7, 9 та 11 - карданні вали; 3 та 10 - задні провідні мости: 5 - проміжна опора; 6 - роздавальна коробка; 8 – передній провідний міст.
Мал. 137 - Карданні шарніри:
а - у - нерівних кутових швидкостей; г і д - рівних кутових швидкостей; 1 – кришка; 2 – стопорна пластина: 3 – склянка підшипника; 4 – голки; 5 - повстяні сальники; 6, 10. 24 та 28 - виделки; 7 - запобіжний клапан; 8 – хрестовина; 9 - маслянка; 11 – карданний вал; 12 - відбивач; 13 - самопідтискний сальник; 14 - стопорне кільце; 15 і 16 - сальники радіального та торцевого ущільнень; 17 – внутрішній кулак; 18 - центральна кулька; 19 – зовнішній кулак; 20 - провідні кульки; 21 – штифт; 22 - шпилька; 23 - піввісь; 25 та 27 - напівциліндричні кулаки; 26 – центральний диск.
За кінематикою карданні шарніри ділять на шарніри нерівних і рівних кутових швидкостей. Зазвичай у всіх автомобільних приводах, крім приводу до провідних керованих колес застосовують шарніри нерівних кутових швидкостей.
Розглянемо, наприклад, карданну передачу автомобіля Г АЗ-53А з жорсткими карданними шарнірами нерівних кутових швидкостей (рис. 137 а). Карданні передачі цього типу набули найбільшого поширення. Такі карданні шарніри складаються із закріплених на валах двох сталевих виделок 6 і 10 і шарнірно з'єднує їх хрестовини 8, встановленої у вушках виделок на голчастих підшипниках. Підшипники, що складаються зі склянок 3 та голок 4, надіті на шліфовані шипи хрестовини 8, виготовленої з хромистої сталі, і закріплені в вушах виделок 6 і 10 стопорними пластинами 2 з підкладеними під них кришками 1. Сальники 5 перешкоджають витіканню з матеріалу надходить через маслянку 9 і канали в хрестовині. Для видалення надлишкової кількості мастильного матеріалу служить запобіжний клапан 7.
Інший карданний шарнір з голчастим підшипником, в якому використані гумові самопідтильні сальники 13, а склянки підшипників закріплені у вилках стопорними кільцями 14, показаний на рис. 137, б. Такі карданні шарніри застосовують на автомобілі ГАЗ-3102 «Волга». Для більш надійного захисту голчастих підшипників від витікання олії іноді ставлять два сальники - радіальний та торцевий, як, наприклад, на автомобілях сімейства КамАЗ (рис. 137,6). Конструкція одного з шарнірів, що входять в карданну передачу, повинна допускати осьове переміщення карданного валу. Зазвичай з цією метою використовують шлицевое з'єднання однієї з виделок карданного шарніра з валом.
Простий жорсткий карданний шарнір при великих кутах між осями валів, що з'єднуються ним, не може забезпечити рівномірне обертання веденого валу. При рівномірному обертанні провідної вилки ведена обертається нерівномірно. За один оберт карданного валу ведома вилка при обертанні двічі обганяє ведучу і двічі відстає від неї. Внаслідок цього виникають додаткові навантаження на деталі головної передачі, диференціала, півосей та коліс, збільшується їх знос. Щоб усунути нерівномірне обертання веденого валу, застосовують подвійну карданну передачу з твердими карданними шарнірами або одинарну карданну передачу з карданним шарніром рівних кутових швидкостей.
Якщо подвійний карданної передачі кут між осями веденого валу коробки передач і карданного валу буде дорівнює куту між осями карданного вала і провідного валу головної передачі, то при рівномірному обертанні веденого валу коробки передач провідний вал головної передачі буде обертатися також рівномірно. При цьому обидві вилки, встановлені на карданному валу, необхідно розташовувати в одній площині.
Карданні шарніри рівних кутових швидкостей, що забезпечують рівномірне обертання веденого валу, найчастіше бувають кулькові і кулачкові. У передніх провідних мостах автомобілів сімейств ЗІЛ, ГАЗ та УАЗ застосовують кулькові карданні шарніри рівних кутових швидкостей із тривалими канавками (рис. 137, г). Наружний кулак 19, на шліцях якого встановлена маточина колеса, виготовлений як одне ціле з веденою вилкою, а внутрішній кулак 17 зі шліцами, що входять в отвір напівосьового зубчастого колеса диференціала, відкований як одне з провідною вилкою. Виделки з'єднані між собою за допомогою чотирьох провідних кульок 20, розташованих у канавках виделок. Для центрування виделок служать сферичні поглиблення на їх торцях, які поміщають центральну кульку 18. Провідні кульки 20 передають крутний момент від провідної вилки до веденої. Центральна кулька 18 не дозволяє провідним кулькам викочуватися з канавок. Центральна кулька має ласку, яку при складанні карданного шарніра повертають до вставленої провідної кульки. Шпилька 22, розташована в осьовому каналі веденої вилки, одним кінцем входить в отвір центральної кульки 18, замикаючи зібраний карданний шарнір.
Дільні канавки мають таку форму, при якій провідні кульки незалежно від кутових переміщень виделок завжди розташовуються в площині, що ділить навпіл кут між осями ведучої та ведомої виделок. Завдяки цьому обидві вилки мають однакові частоти обертання.
Кулачковий карданний шарнір (рис. 137, д) складається з виделок 24 і 28, напівциліндричних кулаків 25 і 27 і центрального диска 26, вставленого у внутрішні пази цих кулаків, циліндричні поверхні яких охоплюють виделки 24 і 28. Такий шарнір працює подібно нерівних кутових швидкостей. В одній площині вилки повертаються щодо кулаків, а в іншій площині – разом із ними щодо центрального диска. Такі шарніри встановлюють на автомобілі "Урал-4320".
Для досягнення достатньої міцності при невеликій масі карданні вали зазвичай виготовляють у вигляді сталевих труб. Виделки карданних шарнірів приварюють до валів або надягають на шліци привареного до труби наконечника. Це ковзне з'єднання закривають гумовим чохлом.
У легкових автомобілях з подовжувачем у коробці застосовують карданну передачу з одним карданним валом (рис. 138, а).
Мал. 138 - Карданні передачі:
а – з одним валом; б - із двома валами (автомобіль ЗІЛ-l30); в - з двома валами та пружним зчленуванням (автомобіль ВАЗ-2101 «Жигулю»; 1 і 3 - виделки; 2 і 19 - масляки; 4 - шліцева втулка; 5 - наконечник зі шліцями; 6. 14 і 18 - сальники; 7 - зашитый чехол; 8 - карданный вал; 9 - карданный шарнир; 10 - промежуточный карданный вал; 11 - подушка опоры; 12 - скоба крепления подушки; 13 - гайка крепления подшипника промежуточной опоры; 15 - игольчатый подшипник крестовины; 16 - крестовина; 17 - ковзаюча вилка; 20 - хомут; 21 - кронштейн опори; кінцю валу приварений наконечник карданного шарніра 9. Гумовий гофрований чохол 7 захищає шліцеве з'єднання від бруду.
Мастильний матеріал надходить через маслянку 2 і утримується сальником 6.
У вантажних двовісних автомобілях із приводом на задній міст найбільшого поширення набула карданна передача, що складається з проміжного валу та валу заднього моста (рис. 138,6). В цьому випадку один карданний шарнір з'єднує ведений вал коробки передач з переднім кінцем проміжного валу 10. Інший - середній карданний шарнір з'єднує проміжний вал 10 і вал карданний 8 заднього моста.
Передача з пружним зчленуванням, що складається з шарніру з гумовою пружною муфтою 24, автомобіля ВАЗ-2101 «Жигулі» показана на рис. 138, ст. На опорі проміжного карданного валу автомобіля ЗІЛ-130 (рис. 138,6) всередині подушки 11 зі скобою 12, закріпленою хомутом 20, міститься шарикопідшипник 22 з сальниками 18
ЛЕКЦІЯ №9
ТЕМА: МОСТИ АВТОМОБІЛІВ.
ПЛАН:
1. Типи мостів.
2.Балка провідного мосту.
3. Керований міст.
1. Типи мостів.
Передній та задній мости автомобіля сприймають діючі між опорною поверхнею та рамою або кузовом автомобіля вертикальні, поздовжні та поперечні зусилля. Задній міст виконують зазвичай провідним, а передній міст – керованим. Вертикальні зусилля передаються пружними елементами підвіски, а поздовжні та поперечні – як підвіскою, так і спеціальними штангами. При передачі моменту, що крутить, на провідному мосту виникає реактивний момент, що прагне повернути міст у напрямку, протилежному напрямку обертання провідних коліс. При гальмуванні на мости автомобіля діють гальмівні моменти, що мають зворотний напрямок. Зазвичай ці моменти передаються від мостів на раму через ресори, але при балансирній, пневматичній та незалежній підвісках для їх передачі використовують важелі або штанги.
Задній провідний міст, як правило, виготовляють у вигляді пустотілої балки, всередині якої поміщають головну передачу, диференціал та півосі, а зовні кріплять маточини коліс.
Мал. 139 - Мости:
а - задній ведучий нерозрізний; б - провідний розрізний з незалежною підвіскою коліс; в - передній нерозрізний із залежною підвіскою коліс; г - передній розрізний з незалежною підвіскою коліс різьблені мости - жорсткі балки, що зв'язують праві та ліві колеса (рис. 139 а). У автомобілях із незалежною підвіскою провідний міст роблять розрізним (рис. 139,6).
Передній міст також можна виконувати нерозрізним (рис. 139, в) при залежній підвісці коліс або розрізним, якщо підвіска незалежна (рис. 139, г) у автомобілів підвищеної прохідності передній міст виконують комбінованим, тобто одночасно провідним та керованим. У багатовісних автомобілів іноді застосовують підтримуючі мости, які служать лише передачі вертикальних навантажень від рами до колесам.
2.Балка провідного мосту.
Балка провідного моста може бути роз'ємною і складатися з двох з'єднаних болтами частин (легкові автомобілі та вантажні автомобілі малої та середньої вантажопідйомності) або нероз'ємної, виконаної у вигляді цільної балки з центральною частиною кільцевої форми (легкові автомобілі та вантажні автомобілі середньої та великої вантажопідйомності).
На рис. 140 представлено балку заднього мосту автомобіля ГАЗ-53А. До картера 7 приварені цапфи 5, що мають оброблені шийки 1 і 2 під підшипники ступиць коліс. Ззаду до картера приварена кришка 13. Виїмки 11 забезпечують монтажні проміжки при установці редуктора. На цапфи 5 напресовані та приварені сталеві фланці 4, до яких прикріплені гальмівні щити. запресована втулка 3 сальника служить упором для внутрішнього кільця підшипника маточини колеса. Підшипники маточок встановлюють на шліфовані шийки 1 і 2 цапфи і кріплять гайками і контргайками, що навертаються на кінці цапф. Скоба 8 та кронштейн 9, приварені до задньої стінки корпусу, служать для кріплення гальмівних трубок. Заливний отвір для олії знаходиться на картері головної передачі.
Типи основних передач. призначення головної передачі - збільшення моменту, що крутить, і передача його на півосі, розташовані під кутом 900 до поздовжньої осі автомобіля. Її конструкція має бути компактною, а робота плавною та безшумною. Деталі головної передачі мають великі навантаження, тому необхідна висока точність при регулюванні її підшипників і зачеплення зубчастих коліс. Головні передачі можуть бути зубчасті та черв'якові. Головна передача, в якій одна пара зубчастих коліс, називається одинарною, дві пари – подвійною.
Мал. 141 – одинарна головна передача.
Одинарну головну передачу (рис. 141, а і 6), що складається з пари конічних зубчастих коліс, що знаходяться в постійному зачепленні, застосовують переважно на легкових автомобілях і вантажних автомобілях малої та середньої вантажопідйомності. Провідна шестерня в ній з'єднана з карданною передачею, а ведене колесо – з коробкою диференціала та через диференціал – з півосями. Одинарна головна передача може бути зі звичайними конічними (рис. 141 а) і гіпоїдними (рис. 141,6) зубчастими колесами. Гіпоїдна передача працює більш надійно, плавно і безшумно, ніж передача зі звичайними конічними зубчастими колесами зі спіральними зубами.
Мал. 140 - Балка заднього провідного мосту:
1 і 2 - шийки під підшипники маточок; 3 – втулка сальника; 4 – фланець; 5 – цапфа; 6 - ресора подушка"; 7 - картер; 8 - скоба; 9 - кронштейн трійника; 10 - отвір для сапуна; 11 - виїмки; 12 - отвір для зливу масла; 13 - кришка картера.
Одинарні передачі з конічними зубчастими колесами зі спіральними зубами застосовують на автомобілях сімейств ЗАЗ та УАЗ, а гіпоїдні одинарні передачі – на автомобілях ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ГАЗ-3102 "Волга", сімейства ВАЗ "Жигулі". Гіпоїдна передача дозволяє нижче опустити підлогу кузова легкового автомобіля, тому що вісь її ведучого зубчастого колеса можна розташувати нижче осі веденого зубчастого колеса (осі заднього моста).
Подвійні передачі встановлюють на автомобілях великої вантажопідйомності і деяких автомобілях середньої вантажопідйомності, коли загальне передавальне число трансмісії має бути значним, оскільки переїдаються великі крутні моменти. У подвійній головній передачі (рис. 141,6) момент, що крутить, збільшується послідовно двома парами зубчастих коліс, з яких одне - конічне, а інше - циліндричне. Загальне передатне число подвійної передачі дорівнює добутку передавальних чисел складових пар.
3. Керований міст.
Передній міст автомобіля Г АЗ-53А (рис. 154 а) являє собою балку, в якій на нерухомо закріплених в ній стопорами 15 шкворнях 11 встановлені поворотні кулаки 10. Балка - штампована двотаврового перерізу, з двома майданчиками для кріплення ресор, що з'єднують її рамою. Середня частина балки вигнута для забезпечення нижчого розташування центру ваги автомобіля.
До фланців поворотних кулаків 10 прикріплені гальмівні диски 9. Ступиці коліс встановлюють на двох конічних роликопідшипниках 4 і 5. Для кріплення ступиць коліс на поворотних кулаках є шайба і гайка корончаста, яку шплінтують і закривають ковпаком.
Поворотні кулаки можуть вільно повертатися на шворнях завдяки підшипникам у вигляді двох бронзових втулок, запресованих у вуха поворотних кулаків, і завзятому підшипнику 16, встановленому між поворотним кулаком і вушком балки переднього моста. Осьовий зазор між поворотним кулаком і вушком балки.
Мал. 153 - Елементи приводу до передніх провідних колес автомобіля Г АЗ-66:
1 - провідний фланець; 2 ~ канал підведення повітря; 3 – кришка фланця; 4 та 5 ~ гайки підшипників; 6 – стопорна шайба; 7 - підніжка; 8 - маточина; 9 ~ зовнішній кулак; 10 - запірний повітряний кран; 11 – колесо; 12 – блок сальників; 13 – шворень; 14 ~ важіль; 15 – втулка; 16 - сальник; 17 - кульова опора; 18 – внутрішній кулак; 19 - цапфа; 20 - гальмівний диск регулюють встановлення шайб 12.
У підшипниках маточини колеса закладають пластичний мастильний матеріал, витіканню якого перешкоджає сальник.
У конічних отворах вушко лівого поворотного кулака закріплені гайками важелі 13 і 21 рульового приводу. Болти 20 на важелях 21 обмежують граничні кути повороту коліс, упираючись у балку переднього моста. Масляни 22 служать для змащування завзятого підшипника 16 і бронзових втулок поворотної цапфи.
7 ..> Коробка перемикання передач (кпп)
Коробка передач служить для зміни в широкому діапазоні моменту, що крутить, що передається від двигуна на провідні колеса автомобіля при рушанні з місця і його розгоні. Крім цього коробка передач забезпечує автомобілю рух заднім ходом і дозволяє тривалий час роз'єднувати двигун і провідні колеса, що необхідно при роботі двигуна на холостому ході під час руху або при стоянці автомобіля.
На сучасних автомобілях застосовують переважно механічні ступінчасті коробки з зубчастими шестернями. Кількість передач переднього ходу зазвичай дорівнює чотирьом або п'яти, крім передачі заднього ходу.
Перемикання передач у них здійснюється пересуванням шестерень, які входять по черзі в зачеплення з іншими шестернями, або блокуванням шестерень на валу за допомогою синхронізаторів. Синхронізатори вирівнюють частоту обертання шестерень, що включаються, і блокують одну з них з веденим валом. Управління пересуванням шестерень або синхронізаторів здійснює водій при вимкненому зчепленні. Залежно від числа передач переднього ходу коробки передач бувають триступінчастими, чотириступінчастими тощо.
Коробка передач складається з:
Картермістить у собі всі основні вузли та деталі коробки передач. Він кріпиться до картера зчеплення, який у свою чергу закріплений на двигуні. Так як при роботі шестерні коробки передач мають великі навантаження, то вони повинні добре змащуватися. Тому картер наполовину свого обсягу залитий трансмісійною олією (у деяких моделях автомобілів застосовується моторна олія).
Вали коробкипередач обертаються в підшипниках, встановлених у картері, та мають набори шестерень з різним числом зубів.
Синхронізаторинеобхідні для плавного, безшумного і ненаголошеного включення передач, шляхом зрівнювання кутових швидкостей шестерень, що обертаються.
Механізм перемиканняпередач служить для зміни передач у коробці та керується водієм за допомогою важеля із салону автомобіля. При цьому замковий пристрій не дозволяє вмикатися одночасно двом передач, а блокувальний пристрій утримує передачі від мимовільного вимикання.
Як відбувається зміна величини крутного моменту (числа оборотів) на різних передачах? Давайте з цим розберемося на прикладі.
Передатне відношення однієї пари шестерень
Візьмемо дві шестірні, не полінуємося і порахуємо кількість їхніх зубів. Перша шестірня має 20 зубів, а друга 40. Значить при двох оборотах першої шестерні, друга зробить тільки один оборот (передавальне число дорівнює 2).
Передатне відношення двох шестерень
На малюнку перша шестерня («А») має 20 зубів, друга («Б») 40, третя («В») знову 20, четверта («Г») знову 40. А далі дуже проста арифметика. Первинний вал коробки передач і шестерня "А" обертаються зі швидкістю, допустимо 2ccc об/хв. Шестерня "Б" обертається в 2 рази повільніше, тобто вона має 1ccc об/хв, а так як шестерні "Б" і "В" закріплені на одному валу, то і третя шестерня робить 1ccc об/хв. Тоді шестерня «Г» обертатиметься ще вдвічі повільніше – 500 об/хв. Від двигуна на первинний вал коробки передач приходить – 2ccc об/хв, а виходить – 500 об/хв. На проміжному валу коробки в цей час - 1ccc об/хв.
У цьому прикладі передатне число першої пари шестерень дорівнює двом, другої пари шестерень теж - двом. Загальне передатне число цієї схеми 2х2 = 4. Тобто у 4 рази зменшується кількість оборотів на вторинному валу коробки зміни передач, порівняно з первинним. Якщо ми виведемо із зачеплення шестерні «В» і «Г», то вторинний вал коробки не обертатиметься. При цьому припиняється передача моменту, що крутить, і на провідні колеса автомобіля, що і відповідає нейтральній передачі в коробці. Задня передача, тобто обертання вторинного валу коробки в інший бік, забезпечується додатковим, четвертим валом з шестернею заднього ходу. Додатковий вал необхідний для того, щоб вийшло непарне число пар шестерень, тоді момент, що крутить, змінює свій напрямок.
Схема передачі моменту, що крутить, при включенні задньої передачі
1 – первинний вал; 2 – шестерня первинного валу; 3 – проміжний вал;
4 - шестерня та вал передачі заднього ходу; 5 – вторинний вал
Оскільки в коробці передач реального автомобіля є великий набір шестерень, то, вводячи в зачеплення різні пари, ми маємо можливість змінювати і загальне передатне відношення коробки.
Наприклад у коробці перемикання передач автомобіля ВАЗ-2105 такі передавальні числа:
R. 3,53 - задній хід
Такі незручні числа виходять, в результаті розподілу кількості зубів однієї шестерні на незручно поділяється число зубів другий і далі по ланцюжку. Якщо передавальне число дорівнює одиниці (1,00), це означає, що вторинний вал обертається з такою ж кутовою швидкістю, що і первинний. Передачу, де швидкість обертання валів зрівняна, зазвичай називають – прямийі, як правило, це четверта передача.
Розглянемо значення перемикання передач з прикладу спортивного велосипеда, оскільки у сучасних велосипедах теж є передачі. Власники такого транспорту звернули увагу на те, що коли ззаду включена зірочка з великою кількістю зубів, то педалі легко крутити легко, але швидкість велосипеда виходить невелика. Якщо ж перейти на меншу зірочку (з меншою кількістю зубів), то швидкість руху зростає, але зусилля на педалях збільшується. Змінюючи зірочки (перемикаючи передачі) на велосипеді, ви знаходите оптимальний режим руху з урахуванням своїх сил та дорожніх умов.
Той самий принцип використовується і в автомобілі. Залежно від дорожніх умов та з урахуванням можливостей двигуна, необхідно перемикати передачі у коробці передач. Перша передача та передача заднього ходу – найсильніші і двигунові не важко крутити колеса, але машина в цьому випадку рухається повільно. А, наприклад, під час руху в гору на «шустрых» п'ятій та четвертій передачах двигуну не вистачає сил (як і велосипедисту), і доводиться перемикатися на нижчі, але «сильні» передачі. Перша передача необхідна для початку руху автомобіля, щоб двигун зміг зрушити з місця важке залізне «чудовисько». Далі, збільшивши швидкість руху і зробивши деякий запас інерції, ви можете переключитися на другу передачу, «слабшу», але «швидшу», потім на третю, четверту і п'яту передачі. Усі сходинки перемикання передач вгору - з першої до п'ятої, слід проходити послідовно. Перемикання передач у низхідному порядку можна робити «стрибаючи через сходинку» і навіть через кілька – дві, три тощо. Звичайний режим руху автомобіля – на четвертій чи п'ятій передачах, тому що вони найшвидші та економічніші.
