Трехвальная коробка передач

Как следует из названия, такая коробка имеет три вала: ведущий, промежуточный  и  ведомый.

Ведущий вал соединяется со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Далее крутящий момент передается через шестерню, находящуюся на валу в жестком зацеплении, на п ромежуточный вал.

Промежуточный вал расположен параллельно ведущему валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Такое расположение осуществляется за счет подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом  и  свободно вращается на нем. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом, но могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах (кроме заднего хода).

Шестерня ведущего вала, блок шестерен промежуточного  и  ведомого вала находятся в постоянном зацеплении. При нейтральном положении рычага переключения крутящий момент от двигателя на ведомый вал не передается, а его шестерни свободно вращаются. При перемещении рычага КПП, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора, который обеспечивает выравнивание (синхронизацию) угловых скоростей шестерни ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни  и  обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Ведомый вал передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. При соединении синхронизатором первичного  и  вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая  передача . Передаточное число прямой  передачи  равно единице. На прямой  передаче  шестерни вращаются вхолостую  и  не изнашиваются,  коробка  работает с максимальным КПД. Движение задним ходом обеспечивается за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси. Шестерни  трехвальной   коробки   передач  обычно (кроме первой  передачи   и   передачи  заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны  и  бесшумнее в работе, чем прямозубые.

Двухвальная коробка передач

Ведущий вал, также как  и  в  трехвальной   коробке , обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен, а не одна шестерня, как в   трехвальной   коробке . Промежуточный вал отсутствует. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала  и  свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной  передачи . Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

Принцип работы аналогичен  трехвальной   коробке . Однако прямой  передачи  в  двухвальной   коробке  нет. Каждая  передача , кроме заднего хода, создается одной парой шестерен, а не двумя, как в  трехвальной   коробке . Это повышает КПД  двухвальной  коробки, но не позволяет добиться большого передаточного числа. Поэтому  и  применяется она только в легковых автомобилях.

5.На каких передачах колесом передается максимальный и минимальный крутящие моменты?

Ответ:

Валы и шестерни

Любая коробка передач традиционного типа представляет собой набор расположенных в едином корпусе (называемом картером) и вращающихся вокруг параллельных осей валов с расположенными на них шестернями.

Далее рассматривается трёхвальная коробка передач заднеприводного автомобиля классической компоновки с синхронизаторами и шестернями постоянного зацепления на передачах переднего хода и несинхронизированной скользящей шестернёй заднего хода.

В таких механических КПП присутствуют три вала: первичный, вторичный, промежуточный.

• Первичный (ведущий) вал через сцепление соединяется с маховиком двигателя.

• Вторичный (ведомый) вал жёстко соединён с карданным валом, или в трэнсэкслах — непосредственно с главной передачей.

• Промежуточный вал служит для передачи вращения от первичного вала к вторичному.

Обычно, первичный и вторичный валы расположены один за другим, вторичный опирается при этом на подшипник, установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен обычно под первичным и вторичным. На валах находятся блоки шестерён. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми.

На первичном валу находится одна шестерня, жёстко на нём закреплённая и служащая для передачи вращения промежуточному валу. На вторичном валу расположен блок шестерён, шестерни которого свободно вращаются на валу, но конструктивно их продольное перемещение исключено. Для включения передачи, они могут блокироваться на валу, начиная вращаться вместе с ним

Напротив каждой шестерни ведущего и ведомого валов расположены жёстко закреплённые на своём валу шестерни промежуточного вала, которые находятся с расположенными напротив шестернями ведущего и ведомого вала в постоянном зацеплении (то есть все шестерни в коробке передач всегда вращаются при движении автомобиля вперед). Так как единственная шестерня первичного вала также жёстко закреплена на своём валу, вращение с первичного вала на промежуточный передаётся всегда. Включение же нужной передачи происходит за счёт задействования нужной шестерни, расположенной на вторичном валу.

Именно выбор нужной шестерни на вторичном валу и введение её в зацепление с этим валом и является, по сути, выбором нужной передачи.

Ниже схематично рассмотрена работа трёхвальной четырёхступенчатой МКПП заднеприводного легкового автомобиля с синхронизированными передачами переднего хода. 1, 2, 3, 4, R — шестерни соответствующих передач.

N — нейтральная передача: ни один синхронизатор не зацеплен ни с одной шестернёй, первичный и промежуточные валы вращаются, вторичный в покое.

I передача: синхронизатор первой-второй передач блокирует шестерню первой передачи на вторичном валу; вращение передаётся сначала единственной шестернёй первичного вала на промежуточный, а с него — через шестерню первой передачи на вторичный вал, и далее на трансмиссию.

II передача: тот же синхронизатор перемещается и блокирует шестерню второй передачи;

III передача: синхронизатор первой-второй передач в нейтральном положении; синхронизатор третьей-четвёртой блокирует шестерню третьей передачи на ведомом валу, вращение передаётся с первичного вала на промежуточный, а с него через шестерню третьей передачи — на вторичный.

IV передача: синхронизатор первой-второй передач в нейтральном положении; синхронизатор четвёртой передачи блокирует венец первичного вала, благодаря чему первичный и вторичный валы вращаются как единое целое. Промежуточный вал не задействован (но продолжает обращаться, так как простоянно зацеплен с первичным).

Такая передача, при которой вращение передаётся непосредственно с первичного вала на вторичный в обход шестерён промежуточного вала, всегда имеет одно передаточное отношение — 1:1, и называется прямой передачей, так как крутящий момент передается напрямую от первичного вала на вторичный. Этот режим работы КПП является выгодным, так как уменьшаются потери и износ.

6. Как определяется передаточное число передачи в трехвальной коробке?

Ответ:

Переключение передач

Между шестернями ведомого вала расположены муфты включения передач (или шлицевые муфты). В отличие от шестерней передач, они закреплены на своём валу и вращаются вместе с ним, но могут двигаться в продольном направлении (вперёд-назад).

На сторонах шестерён вторичного вала, обращённых к муфтам включения передач, имеются зубчатые венцы. Также, зубчатый венец имеет и задний торец ведущего вала. Ответные зубчатые венцы находятся на муфтах включения.

При движении рычага переключения передач, при помощи специального привода через ползуны приводятся в движение вилки переключения передач, которые могут передвигать муфты включения в продольном направлении. Специальный блокирующий механизм (замок) при этом не допускает одновременное включение двух передач, что могло бы произойти, если бы рычаг переключения передач зацепил бы сразу два ползуна. Замок фиксирует два ползуна в нейтральном положении при движении третьего, чем и исключается одновременное включение двух передач.

Когда муфта включения движется в направлении шестерни нужной передачи, их зубчатые венцы встречаются, и муфта включения, которая вращается вместе с валом, соединяется с шестернёй передачи, блокируя её. После этого они вращаются вместе и коробка передач начинает передавать вращение от двигателя на карданный вал и далее — на колёса

7.Какими деталями обеспечивается включение заднего хода?

Ответ:

R — задний ход: синхронизаторы в нейтральном положении; шестерня заднего хода, вращающаяся на своём собственном валу, входит в зацепление с соответствующей шестерней промежуточного вала и с шестерней ведомого вала (шестерня промежуточного вала с шестерней ведомого вала не образуют зацепления), образуется нечетное число зацепляющихся пар (три пары), благодаря чему вторичный вал крутится в направлении, противоположном направлению вращения первичного вала.

8. В чем конструктивные отличия синхронизаторов коробок передач автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, ВАЗ, МАЗ, КамАЗ?

Ответ:

Двухвальные и трёхвальные коробки передач и наличие раздатки перехода на пониженную.

9. Какие функции выполняет синхронизатор?

Ответ:

Синхронизаторы

Однако при описанном выше простейшем устройстве коробки передачи будут включаться с сильным шумом и чувствительным ударом, кроме того, водителю необходимо будет угадывать момент, когда обороты муфты включения и шестерни на валу будут примерно одинаковыми, иначе зубчатые венцы муфты и шестерни нужной передачи не войдут в зацепление и очень быстро износятся.

Поэтому в современных МКПП вместо простых муфт включения используются синхронизаторы, уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются — что занимает время порядка миллисекунд, и без применения специальных приборов обнаружить блокировку при переключении передач невозможно

10. Как практически обеспечивается переключение передач без синхронизатора?

Ответ:

Синхронизированные и несинхронизированные МКПП Существуют синхронизированные и несинхронизированные механические коробки передач.

В несинхронизированной МКПП включение передач осуществляется полностью водителем вручную. Так как при переключении передачи скорость шестерён различна, муфта переключения не может просто перейти с одной из них на другую.

Поэтому водителю приходится ждать момента, когда окружные скорости шестерён сравняются. Для этого служит способ, называемый «двойным выжимом»: для переключения между низшей и высшей передачей сначала нажимают педаль сцепления, выключают передачу (коробка в «нейтрали»), отпускают сцепление, затем снова нажимают на его педаль и включают нужную передачу (см. видеоролик). При переключении с высшей передачи на низшую применяют «двойной выжим с перегазовкой» — тот же процесс, но когда коробка находится в нейтрали производят «перегазовку» — нажимают на педаль акселератора. Все эти меры нужны для грубого выравнивания окружных скоростей шестерён и облегчения переключения передач.

На некоторых спортивных автомобилях и мотоциклах с несинхронизированными МКПП передачи обычно переключают без выжима сцепления, что требует от водителя большого опыта (необходимо на уровне автоматизма достаточно точно «подгадывать» необходимые в момент переключения обороты двигателя).

На легковых автомобилях полностью несинхронизированные МКПП применялись до 1940-х годов (ГАЗ-А, ГАЗ-М-1, ранние серии ГАЗ-М-20).

Однако, например, на тяжёлых грузовиках и тракторах, КПП которых имеют большое количество передач (до 18), установка синхронизаторов технически невозможна. Кроме того, несинхронизированные МКПП иногда используют на современных спортивных автомобилях и мотоциклах по двум причинам: во-первых, опытный водитель переключает не синхронизированные передачи быстрее (с меньшей задержкой), а во-вторых (что более важно), такие коробки более живучи при характерных для спорта высоких нагрузках.

В синхронизированной МКПП, включение всех передач (или некоторых) в определённом смысле частично автоматизировано. Специальные устройства — синхронизаторы — не дают включающей муфте перейти с одной шестерни на другую, пока их скорость не выравняется (что также выполняется синхронизатором).

У большинства современных легковых автомобилей синхронизированы все имеющиеся передачи, иногда — все передачи переднего хода.

В прошлом синхронизированными были лишь высшие передачи. Например, в коробке передач «Волги» ГАЗ-21 и многих автомобилей того же периода синхронизированы только II и III передачи, а I и заднего хода — нет. В этом случае для бесшумного включения несинхронизированных передач (включая заднюю) применяется специальный приём — выжав сцепление, сначала рычаг переключения передач переводят в положение, соответствующее одной из синхронизированных передач, а затем, не отпуская педали сцепления, включают нужную несинхронизированную передачу. При этом происходит выранивание скоростей валов коробки передач, что даёт эффект, аналогичный наличию на этой передаче синхронизаторов. Применение этого приёма позволяет не только избежать неприятного скрежета при включении несинхронизированной передачи, но и значительно увеличить ресурс её шестерней.

У большинства отечественных автомобилей передача заднего хода не имеет синхронизатора.

11. Что означает термин «детали блокировки синхронизатора» и с помощью каких деталей осуществляется блокировка в коробках передач автомобилей ГA3 и ЗИЛ?

Ответ:

Включение скорости .

12. В чем преимущества и недостатки прямозубых и кривозубых шестерен?

Ответ:

13. В каком зацеплении находятся шестерни синхронизированной коробки передач?

Ответ:

Синхронизированном

14. Какими деталями обеспечивается включение и выключение передач?

Ответ:

На абсолютном большинстве современных автомобилей коробка передач управляется рычагом, расположенным напольно. Под этим понимается расположение рычага непосредственно на полу автомобиля, на центральной консоли или в нижней части панели приборов.

15. Как установлены шестерни на вторичном ряду?

Ответ:

Между  шестернями  ведомого вала расположены муфты включения передач (или шлицевые муфты). В отличие от  шестерней  передач, они закреплены на своём валу и вращаются вместе с ним, но могут двигаться в продольном направлении (вперёд-назад).

На сторонах  шестерён   вторичного  вала, обращённых к муфтам включения передач, имеются зубчатые венцы. Также, зубчатый венец имеет и задний торец ведущего вала. Ответные зубчатые венцы находятся на муфтах включения.

16. Обязательно ли наличие прямой передачи в трехвальной и двухвальной коробках?

Ответ:

Обязательно.

17. Как изменится тяговая сила на колесах, если увеличить частоту

вращения ведомого вала?

Ответ:

Переходом на высшую передачу.

18. Какова максимальная частота вращения ведомого вала?

Ответ:

19. Как достигается включение различных передач и какой механизм

для этого используют?

Ответ:

Рычаг коробки передач.

20. Чем обеспечивается невозможность включения одновременно не-

скольких передач?

Ответ:

Невозможность   включения  двух  передач   одновременно   обеспечивается  блокировочными сухарями.

21. Каково назначение фиксаторов в механизме управления?

Ответ:

22. Назначение и устройство предохранителей (ограничителей)?

Ответ:

23. От какого вала приводится в работу спидометр?

Ответ:

Гибкий вал.

24. Как смазываются детали коробки передач?

Ответ:

Для избежания чрезмерного перегрева и задиров вращающихся  деталей   коробки   передач  ко всем поверхностям трения предусмотрена подача смазки под давлением и разбрызгиванием. Под давлением  смазываются  подшипники скольжения шестерен пятой, третьей и второй  передач  вторичного вала. Подача смазки производится шестеренчатым насосом, установленным на переднем торце картера  коробки .

25. Отличительные особенности смазки деталей в коробках автомоби-

лей МАЗ, КамАЗ, ВАЗ.

Ответ:

26. Как залить и проконтролировать уровень масла?

Ответ:

Щуп для контроля уровня масла в КПП находится с левой стороны в моторном отсеке около аккумуляторной батареи.

Порядок выполнения проверки уровня  и  доливки масла:

1. Выньте щуп из коробки передач.

2. Протрите щуп чистой тряпкой.

3. Вставьте щуп на место до упора и снова вытащите его. Уровень масла определяется по масляной пленке и должен быть между отметками "MIN" и "MAX".

4. Если уровень меньше, то долейте масло через отверстие для щупа до отметки "MAX" и вставьте щуп на место.

27. Какие неисправности коробок и их внешние признаки вы можете

назвать?

Ответ:

В данной статье рассмотрены  неисправности  механической  коробки  передач.  Неисправности  автоматической  коробки , роботизированной коробки  и  вариатора, будут освещены на других страницах.

Механическая  коробка  передач, устанавливаемая на современные легковые автомобили, имеет существенные различия в конструкции  и , соответственно, индивидуальные  неисправности . Вместе с тем, можно выделить общие  неисправности  механической  коробки  передач. Условно  их  можно разделить на  неисправности  собственно  коробки  передач  и   неисправности  механизма переключения передач. К общим  неисправностям   коробки  передач отнесятся:

• износ муфт синхронизаторов;

• износ шлицевого соединения муфт синхронизаторов;

• износ шестерен;

• пониженный уровень масла в коробке;

• износ подшипников ведущего, ведомого, промежуточного валов;

• ослабление резьбовых соединений крепления коробки передач;

• износ сальников.

 Неисправности  механизма переключения передач включают:

• ослабление крепления, заедание или повреждение троса (тяги) привода;

• износ или повреждение штока переключения передач;

• износ или деформация блокирующего устройства;

• износ вилки переключения передач.

Основными причинами указанных  неисправностей  являются:

• нарушение правил эксплуатации (использование некачественного масла, работа автомобиля с неисправным сцеплением);

• низкое качество комплектующих;

• предельный срок службы коробки передач;

• неквалифицированное проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту коробки передач.

 Неисправности   коробки  передач можно установить по  внешним   признакам :

• шум коробки передач;

• затрудненное включение передач;

• самопроизвольное выключение передач;

• подтекание масла.

Шум в коробке передач может проявляться в разных условиях – в нейтральном положении, при включении передач, при работе коробки. Каждый из этих шумов свидетельствует об определенных  неисправностях  механической  коробки  передач.

При диагностировании необходимо помнить, что одному  внешнему   признаку  может соответствовать несколько  неисправностей   коробки  передач. Поэтому установление конкретной  неисправности  производится, как правило, при демонтаже  и  разборке  коробки . Проведение дефектовки и ремонта коробки предполагает высокую квалификацию исполнителя.