Вопрос 13. Назначение коробок перемены передач, главных передач. Виды их конструктивных решений.

Ответ 13. Коробка перемены передач (КПП) служит для изменения по величине и направлению крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса, а так же для длительного разъединения двигателя и трансмиссии при остановке автомобиля и движении его по инерции.

В зависимости от условий эксплуатации сопротивление движению автомобиля может изменяться в широком диапазоне, что вызывает необходимость изменения силы тяги на ведущих колесах. Изменение силы тяги на ведущих колесах, при фиксированной мощности двигателя, может быть получена изменением соотношения между частотами вращения коленчатого вала и ведущих колес с помощью КПП.

По принципу действия КПП могут быть бесступенчатыми (гидромеханические, фрикционные и т.д.) и ступенчатыми (механические). Бесступенчатые КПП позволяют, не меняя положения дроссельной заслонки, автоматически изменять в заданном диапазоне силу тяги на ведущих колесах. Наиболее распространены гидромеханические КПП, состоящие из гидротрансформатора и последовательно присоединенного к нему механического ступенчатого редуктора. Механические (ступенчатые) КПП представляют собой зубчатый редуктор, в котором зубчатые колеса могут соединяться между собой в различных сочетаниях, образуя несколько передач с различными передаточными числами. Передаточное число КПП определяется произведением передаточных чисел отдельных шестерен, находящихся в зацеплении. На прямой передаче передаточное число равно 1,0. Следовательно, на прямой передаче крутящий момент от коленчатого вала двигателя передается непосредственно на ведомый вал КПП. На остальных передачах крутящий момент, передаваемый на ведомый вал, равен крутящему моменту, развиваемому на коленчатом валу двигателя, умноженному на передаточное число КПП. Автомобильные механические КПП изготавливают по двух- или трехвальноей схеме с параллельным расположением валов. Они имеют набор прямозубых и косозубых шестерен. Отдельные передачи снабжаются синхронизаторами, т.е. механизмами, допускающими зацепление шестерен только при их равной частоте вращения. В зависимости от числа передач (ступеней) переднего хода ступенчатые КПП могут быть трех-, четырех-, пяти- и многоступенчатыми. Многоступенчатые КПП имеют приставной редуктор-делитель, служащий для разбивки ступеней передаточных чисел. Например, в автомобилях КамАЗ делитель позволяет получить в сочетании с пятиступенчатой КПП десять передач переднего и две заднего. Главная передача служит для увеличения крутящего момента, подводимого к колесам автомобиля и изменения его по направлению. Для этого главную передачу выполняют из конических шестерен. В зависимости от числа шестерен главные передачи разделяют на одинарные конические и двойные конически-цилиндрические. Одинарные конические передачи подразделяются на простые и гипоидные. В простых оси зубчатых колес пересекаются, в гипоидных – перекрещиваются. В настоящее время используются, в основном, гипоидные зацепления. Их преимущества:

1. Ось ведущей шестерни расположена ниже оси колеса, что позволяет опустить карданную передачу и пол кузова автомобиля, в результате понижается центр тяжести и улучшается устойчивость автомобиля.

2. Одновременно в зацеплении находится большее число зубьев, поэтому зацепление работает более надежно, плавно и бесшумно.

3. Утолщается форма основания зуба шестерен, что повышает их нагрузочную способность.

Их недостатки: происходит продольное проскальзывание зубьев, что ведет к увеличенному трению и выделению тепла. При этом смазочное масло более размягчается и выдавливается из зацепления, т.е. происходит повышенный износ зубьев. Поэтому в гипоидных передачах используют специальные трансмиссионные масла. Двойные главные передачи используются на автомобилях большой грузоподъемности для передачи большого крутящего момента. Они могут быть центральными и разнесенными. В центральных – коническая и цилиндрическая передачи выполняются в одном корпусе. В разнесенных – главная передача состоит из отдельных двух механизмов: одинарной конической, установленной в заднем мосту и колесных цилиндрических редукторов (МАЗ-5335, ЛиАЗ-677М).