Тенденції розвитку конструкції механізмів керування ступінчатими коробками передач

Механізми керування ступінчатими коробками передач призначені для вибору, вмикання і вимикання передач водієм, запобігання самочинному увімкненні, вимкненні передач і одночасному увімкненні двох передач.

На сьогодні керування перемиканням передач здійснюється безпосередньо або дистанційно, неавтоматично або автоматизовано (автоматично з використанням мікропроцесорної техніки), комбіновано з непослідовним або послідовним (секвентальні коробки передач) перемиканням передач. Електронне автоматичне, або роботизоване перемикання передач все більше витісняє механічне.

При перемиканні передач (з’єднання ведучого та веденого валів) все більше використовуються: датчики та системи визначення і синхронізації кутових швидкостей шестірень та валів, електронні блоки керування та виконавчі елементи вмикання передач систем керування з використанням механічного (тяги, важелі, троси), гідравлічного, комбінованого, пневмогідравлічного , електромеханічного тощо приводів).

Рис. 12. Елементи перемикання передач з використанням тросів ступінчатої механічної коробки передач автомобіля Auris Toyota

Важіль перемикання передач розташований поряд з водієм та тросами з’єднаний з механізмом перемикання передач, який розташований у коробці передач. Тросом вибору вибирається потрібна передача, а тросом вмикання здійснюється вмикання та фіксація вибраної передачі.

Рис. 13. Важіль перемикання передач шестиступінчатої коробки передач автомобіля Ауді

У ступінчатих коробках передач важіль перемикання передач виноситься за межі коробки передач, коли немає можливості його установити безпосередньо на коробку передач.

Важіль коробки передач пересувається у повздовжньому та поперечному напрямах. Пересуваючись у повздовжньому напряму важіль нижнім кінцем пересуває вперед або назад шток з вилкою переключання передач, який закріплений на кульовій опорі, з’єднаній з валом механізму перемикання передач. При переміщенні у повздовжньому напряму штока з вилкою, повертається навкого своєї вісі вал перемикання передач та пересуває шток з вилкою та муфту відповідної передачі. Для перемикання на іншу передачу важіль коробки передач пересувають у поперечному напряму. При цьому шток з вилкою перемикання передач повертається навколо своєї вісі пересуваючи вал перемикання передач уздовж вісі до увімкнення відповідної передачі.

Рис. 14. Зовнішній вигляд механізму перемикання передач передньоприводного автомобіля Ауді

Вилка штока перемикання передач з’єднана тягою з корпусом коробки передач, а другий кінець з нижнім кінцем важеля перемикання передач. Таке з’єднання дозволяє валу перемикання передач рухатись уздовж та навколо своєї вісі. Фіксуюча штанга забезпечує строго фіксоване розташування коробки передач та важеля перемикання передач одна відносно іншого.

Стрілками показані можливі напрями руху штока з вилкою перемикання передач та вала перемикання передач механізму перемикання передач під час перемикання водієм передач.

У більшості сучасних коробок передач використовуються зубчаті колеса постійного зачеплення, конструкція передбачає кулачкові або зубчаті муфти для увімкнення передач. За допомогою муфт вільно розташовані на валу зубчаті колеса жорстко з’єднуються з валом.

Перемикання передач супроводжується ударами між зубцями зубчатих коліс, що приводить до їх передчасного зносу. Незважаючи на те, що при використанні зубчатих муфт, ударне навантаження розподіляється між усіма зубцями, уникнути ударного навантаження під час увімкнення передач не вдається.

Вирішило цю проблему застосування синхронізаторів.

Рис. 15. Синхронізація переключання в механічній коробці передач Ауді

Синхронізатори коробки передач забезпечують безударне увімкнення передач за рахунок попереднього вирівнювання кутових швидкостей ведених та ведучих деталей коробки передач (вал та вільно розташовані колеса) перед їх з’єднанням. На прямій передачі поєднуються два вали.

Рис. 16. Конструкція синхронізаторів роботизованої коробки передач

з двома зчепленнями тільки з одним блокуючим кільцем та з блокуючим зовнішнім, внутрішнім та проміжним кільцями

А Б В

Рис. 17. Робота синхронізатора з блокуючи ми пальцями:

1-зубчате колесо; 2-конусне кільце; 3-зовнішній зубчатий вінець муфти;

4-фланець муфти; 5-внутрішній зубчатий вінець зубчатого колеса; 6-вал коробки передач; 7-пружина; 8-фіксуючий палець; 9-блокуючий палець.