22. Коробка передач

Коробка передач служит для из­менения по величине и направлению передаваемого крутящего момента, длительного разъединения двигателя и трансмиссии по время стоянки или при движении автомобиля по инер­ции, а также для движения автомо­биля задним ходом. В зависимости от условий эксплуатации сопротив­ление движению автомобиля может изменяться в сравнительно широком диапазоне, что вызывает необходимость увеличения или уменьшения силы тяги на ведущих колесах.

По принципу действия коробки пе­редач разделяют на бесступенчатые (гидромеханические, фрикционные и т. д,) и ступенчатые (механичес­кие).

Бесступенчатые коробки передач позволяют, не меняя положения дрос­сельной заслонки, автоматически изменять в заданном диапазоне силу тяги на ведущих колесах автомоби­ля. Такие коробки передач имеют сложную конструкцию и повышен­ную трудоемкость технического об­служивания. Наибольшее распро­странение среди них получили гидро­механические коробки передач, уста­навливаемые преимущественно на отдельных легковых автомобилях и автобусах.

На автомобилях устанавливают главным образом ступенчатые, т. е. механические, коробки передач, представляющие собой зубчатый ре­дуктор в котором зубчатые колеса могут соединяться в различных со­четаниях, образуя ряд передач с разными передаточными числами.

Автомобильные механические ко­робки передач изготовляются в ос­новном по двух- или трехвальной схеме с параллельным расположе­нием валов. Они имеют набор пере­дач из косозубых и прямозубых колес. Отдельные передачи снабжа­ются синхронизаторами, т. е. механизмами, не допускающими зацепле­ния зубчатых колес включаемой пе­редачи до тех пор, пока они не бу­дут вращаться с одинаковой часто­той.

В зависимости от числа пере­дач (ступеней) переднего хода сту­пенчатые коробки передач могут быть трех-, четырех-, пяти- и много­ступенчатые, а в зависимости от чис­ла передвижных зубчатых колес (шестерен) — двух-, трех- и четырех ходовые. Многоступенчатые короб­ки передач имеют приставной редук­тор-делитель, служащий для разбив­ки . ступеней передаточных чисел. Например, применение делителя на автомобилях семейства КамАЗ поз­воляет получить в сочетании с основ­ной пятиступенчатой коробкой пере­дач 10 передач переднего хода и две заднего. По числу подвижных элементов, при помощи которых осу­ществляется включение передач, раз­личают одно-, двух- и трехходовые коробки передач.

Синхронизаторы служат для облегчения переключения пере­дач. Синхронизатор инерционного типа уравнивает частоты вращения включаемых зубчатых колес, обеспе­чивая тем самым их меньшее изна­шивание, а также безударное и бес­шумное переключение. Синхрониза­торы устанавливают на тех передачах, которыми наиболее часто пользу­ются при эксплуатации автомобилей.

В коробках передач автомобилей ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 синхронизаторами снабжают вторую и третью, четвертую и пятую переда­чи. .Коробки передач легковых авто­мобилей имеют синхронизаторы на всех передачах переднего хода.

Раздаточная коробка. На автомобилях, имеющих более одного ведущего моста, устанавли­вается раздаточная коробка, служа­щая для распределения крутящего момента, передаваемого от короб­ки передач, между несколькими веду­щими мостами многоприводного ав­томобиля. В раздаточной коробке расположено также устройство для включения и выключения переднего ведущего моста. В некоторых авто­мобилях от раздаточной коробки осуществляется отбор мощности для привода вспомогательных механиз­мов. Конструктивно раздаточная короб­ка представляет собой, как правило, двухступенчатый зубчатый редуктор, позволяющий увеличивать крутящий момент на ведущих колесах авто­мобиля при движении его в тяжелых дорожных условиях. Наличие в раз­даточной коробке двух передач дает возможность изменять передаточные числа трансмиссии и удваивать об­щее число передач.

Смазывание деталей раздаточной коробки осуществляется в основном разбрызгиванием. Для смазывания наиболее нагруженного роликового подшипника шестерни понижаю­щей передачи во внутренней полости картера коробки имеется маслосбор­ник с каналами, через которые масло стекает в полость подшип­ника.

Гидромеханическая передача

Современные механические транс­миссии надежны в работе и имеют сравнительно высокие к. п. д. (0,85— 0,95). Однако одним из недостатков их является разрыв потока мощ­ности от двигателя при переклю­чении передач, вызывающий замед­ление движения, что снижает интен­сивность разгона и ухудшает прохо­димость автомобиля. Наряду с этим правильность выбора момента пере­ключения передач в зависимости от условий движения во многом зави­сит от квалификации водителя, а по­этому выбор момента переключения передач не всегда близок к наиболее выгодным режимам работы двигате­ля, что существенно снижает срок службы автомобилей и автобусов и ухудшает их экономичность. Значи­тельное же число переключений пе­редач в городских условиях движе­ния вызывает сильное утомление водителя. Для устранения этих не­достатков на автобусах ЛиАЗ-677М, ЛАЗ-4202 применяют гидромеханические передачи, уста­навливаемые вместо сцепления и ко­робки передач. При наличии гидро­механической передачи скорость дви­жения автомобиля управляется лишь педалью управления дроссельной заслонкой и при необходимости пе­далью тормоза.

Гидромеханическая передача сос­тоит из двух основных частей: гидромеханического трансформатора и двух-, трех- или четырехступенча­той коробки передач, действующей автоматически в зависимости от из­менения скоростного и нагрузочного режимов работы автомобиля.

Гидромеханический трансформа­тор. Включаемый между двигателем и трансмиссией автомобиля гидро­трансформатор представляет собой гидравлический механизм, обеспечи­вающий автоматическое изменение передаваемого от двигателя крутя­щего момента в соответствии с изме­нениями нагрузки на ведомом валу коробки передач. В гидротрансфор­маторе имеются три рабочих колеса с криволинейными лопатками: вращающееся на­сосное, турбинное и колесо-реактор. Насосное колесо соеди­нено с корпусом (ротором) гидро­трансформатора и через него — с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо свя­зано через ведомый вал с транс­миссией автомобиля.

Колесо-реактор установлено на неподвижном пустотелом валу, закрепленном на картере гидротран­сформатора. Муфта свободного хода позволяет колесу-реактору вра­щаться только в одном направлении попутно с вращением насосного ко­леса. Турбинное колесо, колесо-реактор и насосное колесо уста­новлены внутри корпуса, закреп­ленного на маховике двигателя. Внутренняя часть корпуса является рабочей полостью гидротрансформатора, ко­торая заполняется циркулирующим под давлением маловязким маслом.

При работе гидротрансформатора масло, нагнетаемое в рабочую по­лость, захватывается лопатками вра­щающегося насосного колеса, от­брасывается центробежной силой вдоль криволинейных лопаток к его наружной окружности и поступает ни лопатки турбинного колеса . В ре­зультате создаваемого при этом на­пора масла турбинное колесо приводится в движение вместе с ве­домым валом. Далее масло посту­пает на лопатки колеса-реактора, изменяющего направление потока жидкости, и затем в насосное колесо, непрерывно циркулируя по замкнутому кругу рабочей полости и участвуя в общем вращении с колесами гидротрансформатора, как указано стрелками. От давления масла, приложенного к турбинному колесу, заклинивается муфта свобод­ного хода, благодаря чему колесо-реактор становится неподвижным.

Наличие неподвижного колеса-реактора (лопатки которого рас­положены так, что они изменяют направление проходящего через него потока жидкости) способствует воз­никновению на лопатках реактора реактивного момента, воздействую­щего через жидкость на лопатки турбинного колеса дополнительно к моменту, передаваемому на него от насосного колеса. Следовательно, колесо реактора дает возможность получать на валу турбинного коле­са крутящий момент, отличный от момента, передаваемого двигателем.Чем медленнее вращается турбин­ное колесо (по сравнению с насос­ным) от приложенной к валу тур­бинного колеса внешней нагрузки, тем значительнее лопатки реактора изменяют направление проходящего через него потока жидкости и тем больший дополнительный момент передается от колеса-реактора тур­бинному колесу, в результате чего увеличивается крутящий момент, передаваемый от его вала на транс­миссию.

Способность гидротрансформато­ра автоматически изменять (транс­формировать) соотношение момен­тов на валах в зависимости от соотношения частоты вращения ве­дущего и ведомого валов, а следо­вательно, и от внешней нагрузки является его основной особенностью. Таким образом, действие гидротран­сформатора подобно действию короб­ки передач с автоматическим изме­нением передаточных чисел.

. Рис. 14.25. Схема гидромеханической передачи автобуса ЛнАЗ-677М: А—гидротрансформатор; Б—коробка передач

23. Главная передача служит для увеличения крутящего момента в постоянное число раз,представляет собой шестеренчатый редуктор.

расположена:-при классической компановке а\м с ведущим задним мостом в картере заднего моста;

-при переднем приводе выполняется в едином корпусе с коробкой передач.

Глав.передача состоит из ведущей шестерни и ведомой(пример а/м ГАЗ3102 ведущая шестерня- коническая,выполнена как единое целое со своим валом;ведомая-установлена на коробке дифференциала и вращающееся вместе с ней вконических роликовых подшипниках)

Требования к конструкции:-обеспечение необходимого передаточного числа или передаточных чисел(2-х ступенчат.)при минимальных габарит.и весе с сохранением необходим. дорожн.просвета; -высок. КПД,мало меняющийся при изменении температуры и скорости вращения;

-высок. жесткость корпуса,опор и валов.

Классиф. гл. передач:

-тип гл. передачи:1)передача коническими шестернями с криволинейным зубом(оси шестернь пересекаются и гипоидные-оси перекрещиваются); 2)передача цилиндрическими шестернями;3)червячная;4)комбинированная.

-число пар шестерен в зацеплении:1)одинарная передача с 1 парой шестерен; 2)двойная передача

с 2 парами шестерен(коническ. и цилиндр. шестерени в гл.передачи, конические шестерни в

гл. и цилиндр. в бортовой передачах).

-число ступеней гл. передачи:1)с 1-ой ступенью; 2) с несколькими,обычно 2 ступени высокой и

низкой.

Премущества гипоидных передач по сравнению с конич.передачами с пересекающимися осями:

1)смещение оси ведущей шестерни относительно ведомой позваляет при стандартной компоновки легкового а/м несколько снизить его центр тяжести.

2)увеличение жесткости

3)снижение шума

Премущества бортовых передач и планетарных редукторов в ступицах колес позваляют увеличить дорожн. просвет и поэтому применяется на некоторых а/м высокой проходимости.