Устройство трехвальной механической коробка передач
Трехвальная коробка передач имеет следующее устройство:
ведущий (первичный) вал;
шестерня ведущего вала;
промежуточный вал;
блок шестерен промежуточного вала;
ведомый (вторичный) вал;
блок шестерен ведомого вала;
муфты синхронизаторов;
механизм переключения передач;
картер (корпус) коробки передач.
Принцип работы трехвальной механической коробки передач
При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.
28. Механический привод тормозных механизмов был первым приводом автомобиля. Он прост по конструкции, не нуждается в преобразователе энергии, так как педаль или рычаг управления являются его частью.
К недостаткам механического привода следует отнести:
• трудность одновременного торможения всех колес и необходимого распределения тормозного усилия; • частые регулировки; • низкий КПД (0,4-0,6).
Из-за указанных недостатков в настоящее время механический привод применяется ограниченно и в основном в стояночных тормозных системах благодаря неоспоримому своему преимуществу, заключающемуся в способности сохранять заданное усилие практически неограниченно долго, в отличие от гидравлических и особенно пневматических приводов, в которых давление рабочего тела постепенно снижается вследствие его утечек. Механический привод представляет собой систему рычагов, тяг, валиков, тросов, через которые усилие от педали или рычага управления передается к тормозным механизмам.
Механический привод стояночной тормозной системы легковых автомобилей состоит из рычага с кнопкой, зубчатого сектора с собачкой, уравнительного рычага, тяг (троса), рычага привода колодок задних колес.
29. Обеспечение проворачивания клапанов
Чтобы обеспечить поворачивание клапанов, применяют специальные конструктивные меры. Если имеется грибовидный толкатель или толкатель в виде поршенька, то достаточно сместить кулачок по отношению к толкателю, чтобы вызвать вращение толкателя, а вместе с ним и клапана (при винтовых клапанных пружинах).
30. Для уменьшения изнашивания зубчатых колес и снижения уровня шума при работе, возникающего вследствие удара зубьев при переключении передач, используются синхронизаторы.
Синхронизатор включает в себя три элемента:
• выравнивающий угловые скорости (конусные кольца); • блокирующий включение (блокирующие пальцы); • включающий передачи (зубчатая муфта).
Синхронизатор коробки передач автомобиля ЗИЛ представляет собой передвижную муфту с диском, на который воздействует вилка переключения, и с зубчатыми венцами включения передач. Муфта установлена на шлицах ведомого вала. Диск муфты имеет по три отверстия для фиксирующих пальцев, соединяющих его с двумя сблокированными конусными кольцами, и для блокирующих пальцев, жестко связывающих конусные кольца. В фиксирующих пальцах имеются пружины. В нейтральном положении корпус синхронизатора расположен посередине между зубчатыми колесами, при этом между коническими кольцами и коническими поверхностями зубчатых колес имеются зазоры, блокирующие пальцы располагаются с кольцевыми зазорами в центре отверстия муфты. При включении передачи муфта синхронизатора, перемещая фиксирующие пальцы, прижимает коническое кольцо к конической поверхности зубчатого колеса. Муфта, соединенная с ведомым валом, и зубчатое колесо, связанное с промежуточным валом, имеют разные частоты вращения.
Под действием сил трения, возникающих между коническими поверхностями, коническое кольцо поворачивается относительно диска муфты до соприкосновения блокирующих конических фасок отверстий диска с блокирующими пальцами, происходит блокирование колец и муфты. После выравнивания частот вращения зубчатого колеса ведомого вала, а следовательно, и конических колец с блокирующими пальцами и муфты, блокирующее действие пальцев заканчивается, муфта перемещается дальше, а ее зубья бесшумно входят в зацепление с зубчатым венцом соответствующей передачи. Аналогично работают синхронизаторы и других конструкций.
31. Регулятор тормозных сил
Их основное назначение — ограничение тормозных сил на задних колесах для предотвращения юза и возможного заноса. Управляющими параметрами регулятора являются давление в главном тормозном цилиндре и нагрузка на заднюю ось.
Он устанавливает давление жидкости в приводе задних тормозных механизмов в зависимости от положения кузова автомобиля относительно заднего моста. Регулятор включен в контур привода задних тормозов и работает как клапан, автоматически прерывающий подачу жидкости к задним тормозным механизмам.
Корпус регулятора жестко прикреплен к кузову автомобиля. В корпусе регулятора находится поршень, шток которого опирается на торсион привода, соединенного с задним мостом автомобиля. Между втулкой и цилиндрической головкой поршня имеется кольцевой зазор. К втулке прижат резиновый уплотнитель головки поршня. Пружина опирается одним концом на тарелку, а другим — в резиновое уплотнительное кольцо. Внутри регулятора имеются две полости: полость А связана с колесными тормозными цилиндрами задних тормозных механизмов, а полость Б — с главным тормозным цилиндром.
32. В соответствии с предназначением кривошипно-шатунный механизм (сокращенное название – КШМ) воспринимает давление газов, возникающих при сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, и преобразует его в механическую работу по вращению коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих основных элементов:
поршни;
шатуны;
гильзы (втулки) цилиндров;
коленчатый вал;
маховик.
Схема кривошипно-шатунного механизма
Поршень воспринимает давление расширяющихся при высокой температуре газов и передает его на шатун. Поршень изготавливается из алюминиевых сплавов. Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется в гильзе цилиндра.
Поршень состоит из единых днища, головки и юбки. Днище поршня может иметь различную форму (плоскую, выпуклую, вогнутую и др.), в нем также может быть выполнена камера сгорания (дизельные двигатели). В головке нарезаны канавки для размещения поршневых колец. На современных двигателях используется два типа колец: маслосъемные и компрессионные. Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов в картер двигателя. Маслосъемные кольца удаляют излишки масла на стенках цилиндра. В юбке выполнены две бобышки для размещения поршневого пальца, который соединяет поршень с шатуном.
Шатун передает усилие от поршня к коленчатому валу, для этого он имеет шарнирное соединение и с поршнем и с коленчатым валом. Шатуны изготавливаются, как правило, из стали путем штамповки или ковки. Шатуны двигателей спортивных автомобилей отлиты из сплава титана.
Конструктивно шатун состоит из верхней головки, стержня и нижней головки. В верхней головке размещается поршневой палец. Предусматривается вращение поршневого пальца в головке шатуна и бобышках поршня. Такой палец имеет название «плавающий». Стержень шатуна имеет двутавровое сечение. Нижняя головка выполнена разборной, что позволяет обеспечить соединение с шейкой коленчатого вала. Современной технологией является контролируемое раскалывание цельной нижней головки шатуна. Благодаря неповторимой поверхности излома обеспечивается высокая точность соединения частей нижней головки.
Коленчатый вал воспринимает усилия от шатуна и преобразует их в крутящий момент. Коленчатые валы изготавливаются из высокопрочного чугуна и стали. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками. Щеки образуют противовесы шатунным шейкам. Коренные и шатунные шейки вращаются в подшипниках скольжения, выполненных в виде разъемных тонкостенных вкладышей. Внутри шеек и щек коленчатого вала просверлены отверстия для прохода масла, которое к каждой их шеек подается под давлением.
На конце коленчатого вала устанавливается маховик. В настоящее время применяются т.н. двухмассовые маховики, представляющие собой упруго соединенных два диска. Через зубчатый венец маховика производится запуск двигателя стартером.
Для предотвращения крутильных колебаний (чередующееся закручивание и раскручивание коленчатого вала) на другом конце коленчатого вала может устанавливаться гаситель крутильных колебаний. Гаситель колебаний состоит из двух металлических колец, соединенных через упругую среду (эластомер, вязкое масло). На внешнем кольце гасителя крутильных колебаний выполнен ременной шкив (звездочка цепи).
В совокупности поршень, шатун и гильза цилиндров образуют цилиндро-поршневую группу или просто цилиндр. Современный двигатель может иметь от одного до 16 (Bugatti Veyron) и более цилиндров.
33. Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. В автомобиле карданная передача применяется, как правило, в трансмиссии и рулевом управлении.
Посредством карданной передачи могут соединяться следующие элементы трансмиссии:
двигатель и коробка передач;
коробка передач и раздаточная коробка;
коробка передач и главная передача;
раздаточная коробка и главная передача;
дифференциал и ведущие колеса.
Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. В зависимости от конструкции шарнира различают следующие типы карданных передач:
карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей;
карданная передача с шарниром равных угловых скоростей;
карданная передача с полукарданным упругим шарниром;
карданная передача с полукарданным жестким шарниром.
Карданная передача с полукарданным жестким шарниром на автомобилях не применяется, т.к. не отвечает требованиям надежности и технологичности.
Требования :
Углы наклона карданных валов должны быть по возможности минимальными, так как при этом карданная передача будет работать с более высоким к.п.д. и с меньшей неравномерностью вращения валов (при отсутствии условий, обеспечивающих синхронность вращения). Однако назначение очень малых углов нежелательно, особенно для карданов с игольчатыми подшипниками, так как это вызывает бринеллирование последних.
Динамические нагрузки, вызванные неравномерностью вращения и несбалансированностью вала, особенно для карданных передач, работающих с высоким числом оборотов, должны быть минимальными.
Жесткость карданной передачи, являющейся одним из упругих звеньев трансмиссии, надо выбирать с учетом динамических характеристик всех элементов трансмиссии. Собственные частоты крутильных колебаний трансмиссии должны лежать вне эксплуатационных режимов автомобиля.
Критические числа оборотов карданной передачи должны быть выше чисел оборотов максимально возможных по условиям эксплуатации.
Трущиеся поверхности карданных шарниров и компенсирующие устройства (скользящие шлицевые соединения карданных валов, требующие смазки, следует хорошо защищать от вытекания смазки и от проникновения влаги, грязи и пыли.
34. Барабанный тормоз — это вид тормозной системы, состоящей из вращающегося барабана, в которой торможение достигается прижатием тормозных колодок к барабану.
Обычно в барабанном тормозе колодки находятся внутри полого тормозного барабана — сегодня именно такой механизм называется барабанным тормозом «по умолчанию», вне исторического контекста. В случае, если колодки располагаются с внешней стороны плоского чугунного диска, тормозной механизм называется дисковым. Существует ещё одна разновидность барабанного тормоза — ленточный тормоз, в котором торможение достигается «охватом» барабана гибкой металлической тормозной лентой. В железнодорожном транспорте эпохи паровой тяги применялись также барабанные тормоза, в которых чугунный барабан тормозился за счёт прижимающейся к нему снаружи тормозной колодки с медной накладкой.