Занятие №58 Общие сведения о коробке передач.

Занятие №58 Общие сведения о коробке передач.

58.1. Общие сведения.

Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам.

Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).

Коробка передач состоит из (рис. 58.1.):

– картера;

– первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;

– дополнительного вала и шестерни заднего хода;

– синхронизаторов;

– механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;

– рычага переключения.

Рис. 58.1. Схема работы коробки передач:

1 – первичный вал; 2 – рычаг переключения передач;

3 – механизм переключения передач; 4 – вторичный вал; 5 – сливная пробка; 6 – промежуточный вал; 7 – картер коробки передач

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач.

Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе.

Поскольку шестерни коробки передач при работе испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому в картер коробки передач залито трансмиссионное масло (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло)

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного бесшумного и безударного включения передач путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления).

Механизм переключения передач служит для смены передач и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля.

При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

Разберемся на примере (рис.58.2.) как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах?

Возьмем две шестерни (рис. 58.2. а). Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40.

Значит, при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

На рис. 58.2. б.

у первой шестерни ("А") 20 зубьев,

у второй ("Б") 40,

у третьей ("В") снова 20,

у четвертой ("Г") опять 40.

Рис. 58.2.

Передаточное отношение

Допустим, что первичный вал коробки передач и шестерня "А" вращаются с угловой скоростью, допустим, 2000 об/мин.

Шестерня "Б" на промежуточном валу вращается в 2 раза медленнее – 1000 об/мин.

Поскольку шестерни "Б" и "В" закреплены на одном валу, то третья шестеренка вращается с той же скоростью – 1000 об/мин.

Тогда шестерня "Г" на вторичном валу будет вращаться еще в 2 раза медленнее – 500 об/мин.

Итак, от двигателя на первичный вал коробки передач пришло 2000 об/мин, а на вторичном валу получилось 500 об/мин, в то время как на промежуточном валу было 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже двум.

Общее передаточное число этой схемы: 2×2 = 4. Следовательно, вторичный вал коробки передач будет вращаться в 4 раза медленнее, чем первичный вал.

Обратите внимание, если мы выведем из зацепления шестерни "Г" и "В", то вторичный вал коробки вращаться не будет.

При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче.

Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительной осью с шестерней заднего хода.

Эта шестерня необходима для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент изменит свое направление (рис. 58.3.).

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары (включая различные передачи), мы изменяем и общее передаточное отношение.

Рис. 58.3. Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи:

1 – первичный вал; 2 – шестерня первичного вала;

3 – промежуточный вал; 4 – шестерня передачи заднего хода;

5 – вторичный вал

Посмотрим на передаточные числа двух коробок передач (табл. 58.1).

табл. 58.1

Передачи

ВАЗ-2105

I

Lada 110

3,67

II

2,10

3,636

III

IV

1,36

1,95

1,00

V

1,357

0,941

0,82

R (задний ход)

3,53

0,784

3,53

Такие "неудобные" числа получаются в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй шестерни и далее по цепочке.

Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют прямой и, как правило, это четвертая передача.

Первая передача и передача заднего хода – самые "сильные", и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно.

На большой скорости движения используются "шустрые" пятая и четвертая передачи, но в крутую гору на них не заедешь, двигателю просто не хватает сил, и тогда приходится переключаться на более низкие, но "сильные" передачи.

Все ступеньки переключения передач вверх (с первой по пятую) следует проходить последовательно.

Переключение передач в нисходящем порядке можно производить, "прыгая через ступеньки".

Например, после пятой передачи может потребоваться первая или после четвертой – вторая.

Обычный режим движения автомобиля – на четвертой или пятой передаче, так как они самые скоростные и экономичные.

58.2. Типы коробок передач.

Различают основные виды коробок передач:

• Механическая коробка (МКПП)
• Автоматическая коробка (АКПП)
• Роботизированная коробка (РКПП)
• Вариативная коробка (Вариатор)

Типы КПП

.

Типы КПП

Механическая коробка управляется ручным способом, это более старый вид, но очень хорошо себя зарекомендовавший. Естественный недостаток таких КПП низкий КПД, из-за трения зубьев шестерен, сопротивления трансмиссионного масла.

Автоматическая коробка , так же известна и применяется давно в автомобилестроении. Переключение ступеней скорости происходит в автоматическом режиме, а вот команда на начало движения или движение задним ходом требует команды водителя. Как и у МКПП, у «автомата» небольшой КПД по тем же причинам и из-за наличия планетарных механизмов в устройстве коробки.

Роботизированная коробка передач изготовлена на основе МКПП, но с автоматическим управлением. Управление «роботом» может даже подстраиваться под стиль вождения. Недостатки те же, что и у механики, а вот плюсов, гораздо больше.

Применив два вала, удалось повысить КПД, уменьшить габаритные размеры, повысить надежность коробки. Автолюбителям пришлась по душе роботизированная коробка, а для любителей механики или просто принципиальных противников РКПП, есть возможность перехода на ручной режим управления.

Вариатор – новое слово в коробках передач.

Главным недостатком вариатора остается пока невозможность применения на тяжелых моделях автомобилей. Неоспоримое достоинство, это простота, плавное изменение крутящего момента, довольно высокий КПД, поскольку отсутствуют пары шестерен передач, кроме «заднего хода».