6.2.2. Назначение, устройство и принцип действия коробки передач.

Коробка передач предназначена для:

• передачи крутящего момента, изменений его по величине и направлению;

• разобщения коленчатого вала двигателя от ведущих колес на длительное время, необходимое при работе двигателя на стоянке или при движении автомобиля накатом;

• обеспечение отбора мощности на другие механизмы.

Передаточное число коробки передач равно отношению частот вращения ее ведущего и ведомого валов. Необходимость изменения передаточного числа определяется тем, что сопротивление движению автомобиля, зависящее от дорожных условий, меняется в широком диапазоне, а крутящий момент поршневого двигателя при максимальной подаче топлива - всего на 10-30%. Для быстрого разгона при трогании автомобиля с места и для преодоления значительных сил сопротивления движению, например, при движении на подъеме, нужно увеличить силу тяги в несколько раз, по сравнению с тем значением, которое соответствует максимальному моменту двигателя. Такое увеличение силы тяги обеспечивается изменением передаточного числа. В зависимости от характера изменения передаточного числа различают:

• ступенчатые;

• безступенчатые;

• комбинированные коробки передач.

По характеру связи между ведущими и ведомыми валами коробки передач подразделяют на:

• механические;

• гидравлические;

• электрические;

• комбинированные;

а по способу управления на:

• автоматические;

• неавтоматические.

Ступенчатые коробки передач различают по числу передач переднего года (трехступенчатые, четырехступенчатые и т.д.). Ступенчатые механические коробки передач с зубчатыми механизмами получили наибольшее применение. Число изменяемых передаточных чисел (передач) в таких коробках обычно равно четырем-пяти, а иногда восьми и более. Чем больше число передач, тем лучше используется мощность двигателя и выше топливная экономичность, однако при этом усложняется конструкция коробки передач и затрудняется выбор передачи, оптимальный для данных условий движения.

Коробка передач автомобиля ЗиЛ-131.

На автомобиле ЗиЛ-131 установлена механическая, трехвальная, трехходовая, пятиступенчатая коробка передач. С прямой пятой передачей и синхронизаторами между 2 и 3, 4-5 передачами.

Коробка передач крепится к картеру сцепления и состоит из:

• картера;

• крышки с механизмом переключения передач;

• первичного вала с шестерней и подшипниками;

• вторичного вала с шестернями и подшипниками;

• двух синхронизаторов;

• промежуточного вала с шестернями и подшипниками;

• блока шестерен заднего хода.

Передаточные числа коробки:

• первой передача - 7,44

• второй передача - 4,10

• третьей передача - 2,99

• четвертой передача - 1,43

• пятой передача - 1,00

• передача заднего хода - 7,09

Картер коробки передач - чугунный, в передней и задней стенках картера выполнены посадочные отверстия под подшипники валов, а в боковых люки для установки механизмов отбора мощности, при отсутствии которых тюки закрываются крышками.

В картере имеется контрольное заливное отверстие, закрываемое пробкой со щупом, и сливное с магнитной пробкой. Все крышки картера уплотняются специальной пастой (герметик), предохраняющий от попадания воды при преодолении брода. Вентиляция коробки передач осуществляется через трубку, выведенную на заднюю стенку кабины. Каждый вал коробки передач установлен на двух подшипниках. Задние подшипники вторичного и промежуточного валов фиксируются гайками и упорными кольцами. В крышках подшипников первичного и вторичного валов расположены сальники. Вторичный вал дополнительно уплотняется маслоотражателем.

Первичный вал изготовлен заодно с шестерней и передним концом опирается на подшипник, установленный в расточке коленчатого вала.

Вторичный вал является продолжением первичного, его передний конец установлен на роликовом подшипнике в расточке первичного вала. При вращении шестерен второй, третьей, четвертой передач относительно вторичного вала их соприкасающиеся поверхности работают с трением - сталь по стали. Поэтому шейки вала и наружная поверхность втулки под шестерню имеют специальную поверхность в виде чередующихся выступов и впадин для лучшего удержания смазки. Шестерни имеют конусы и внутренние зубчатые венцы для соединения с синхронизаторами.

Промежуточный вал изготовлен заодно с шестерней первой передачи, остальные шестерни установлены на шпонки. На ведомом валу шестерня первой передачи посажена на шлицах, а остальные шестерни могут вращаться на валу свободно.

Блок задних шестерен установлен на оси и вращается на двух роликовых подшипниках. От передней шестерни производится отбор мощности при установке коробки отбора мощности.

Синхронизатор служит для бесшумного включения передач путем выравнивания угловых скоростей включаемых элементов. Тип - инерционный с блокировочными пальцами. Синхронизатор большего размера включает 2-ю и 3-ю передачи, меньшего, 4-ю и 5-ю (прямую) передачи и состоит из:

• каретки;

• трех блокирующих пальцев;

• двух конусных бронзовых фрикционных колец;

• трех фиксаторов (фиксирующих пальцев).

Каретка имеет два зубчатых венца, в ее фланце выполнены отверстия со скосами (фасками) под блокирующие пальцы. В средней части каждого блокирующего пальца выполнена кольцевая проточка со скошенными краями.

Фиксатор состоит из: двух полуцилиндров и двух пружин. При переключении одной из передач, между которыми установлен синхронизатор, перемещается каретка в сторону включаемой шестерни. Это движение через фиксаторы передается конусным фрикционным кольцам. При соприкосновении конических поверхностей возникает сила трения, которая поворачивает бронзовое кольцо и вместе с ним блокировочные пальцы до упора их в края отверстий во фланце каретки. Тем самым пальцы препятствуют дальнейшему перемещению каретки. После выравнивания угловых скоростей силы трения исчезают каретка перемещается дальше, ее зубчатый венец входит в зацепление с включаемой шестерней бесшумно.

Механизм переключения передач расположен в крышке коробки и состоит из:

• рычага с шаровым утолщением;

• трех штоков (ползунов);

• трех вилок переключения передач;

• трех фиксаторов;

• замкового устройства;

• предохранителя (от случайного включения передачи заднего хода).

Фиксаторы предотвращают возможность самопроизвольного включения или выключения передач. Замковое устройство не допускает одновременного включения двух и более передач. Расположено в канале между штоками и состоит из:

• штока;

• четырех шариков.

Объяснить действие коробки передач на второй передаче и передаче заднего хода.