Коробка передач

Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам, для получения заднего хода автомобиля и холостого хода двигателя.

На автомобиле ЗИЛ-157К установлена трехходовая пятиступенчатая коробка передач. Пятая передача прямая. Первичный вал 1 (рис. 75) установлен в шарикоподшипниках 2 и 53. Стопорное кольцо 3 и гайка 52 фиксируют шарикоподшипник 2 в осевом направлении. Шарикоподшипник 2 закрыт крышкой 4.

Вторичный вал 34 установлен на роликоподшипнике 57, который фиксируется кольцом 50, и на шарикоподшипнике 22, который фиксируется в осевом направлении стопорным кольцом 29 и втулкой 24. Шарикоподшипник закрыт крышкой 23. На шлицах вала установлена втулка с фланцем 25. На конце вала надета шайба 26 и навернута гайка 27.

Промежуточный вал 44 установлен на роликовом цилиндрическом подшипнике 46, фиксируемом стопорным кольцом 48, и на шарикоподшипнике, закрепленном стопорным кольцом 32 и гайкой 30. Отверстие под роликоподшипник в картере закрывается заглушкой 47 и резиновым кольцом 49.

Блок шестерен передачи заднего хода 57 вращается на двух роликоподшипниках 54, установленных на оси 56, между которыми установлена дистанционная втулка 55.

Шестерня первичного вала 1 и шестерня 45 промежуточного вала, шестерни второй 18 и 35, третьей 8 и 39 и четвертой 7 и 41 передач имеют косые зубья и находятся в постоянном зацеплении; остальные шестерни имеют прямые зубья. Шестерни 7, 8 и 18 свободно вращаются на вторичном валу. Шестерня 7 четвертой передачи установлена на стальной втулке 6.

Шестерни на шейках вала закреплены в осевом направлении стопорными кольцами 37 и 43. Опорные шайбы 36 и 42 соединены с валом при помощи шлицев. В крышке заднего подшипника установлен сальник 28.

Для безударного включения передач установлены синхронизаторы 5 и 17 инерционного типа.

Конусные кольца 1 (рис. 76) синхронизатора жестко связаны между собой тремя пальцами 7, которые проходят через отверстия в каретке 8. Пальцы 7 и отверстия каретки имеют конические блокирующие поверхности. Конусные кольца 1 связаны с кареткой тремя фиксирующими втулками 6, внутри которых размещены пружины 5 и по два шарика 4. В кольца 1 запрессованы опоры 3 для шариков фиксатора. Конусные кольца 1 могут быть смещены относительно каретки.

Рис. 75. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-157К: 1 - первичный вал; 2, 22, 31, 46, 51, 53 и 54 - подшипники; 3, 29, 32, 37, 43, 48 и 50 - стопорные кольца; 4, 11 и 23 - крышки; 5 и 17 - синхронизаторы; 6 и 24 - втулки; 7 и 41 - шестерни четвертой передачи; 8 и 39 - шестерни третьей передачи; 9, 10 и 19 - вилки; 12 - болт; 13 - шарик фиксатора; 14 - пружина фиксатора; 15 - штифт замка; 16 - шарик замка; 18 и 35 - шестерни второй передачи; 20 - шестерня первой передачи и передачи заднего хода; 21 - сапун; 25 - фланец; 26, 36, 40 и 42 - шайбы; 27, 30 и 52 - гайки; 28 - сальник; 33 - картер; 34 - вторичный вал; 38 - шестерня передачи заднего хода; 44 - промежуточный вал; 45 - шестерня промежуточного вала; 47 - заглушка; 49 - резиновое кольцо; 55 - дистанционная втулка; 56 - ось; 57 - блок шестерен передачи заднего хода; 58 - шестерня первой передачи

Включение передачи производится рычагом, который в зависимости от включаемой передачи перемещает вилку 9, 10 или 19 (рис. 75).

При перемещении вилки 19 шестерня 20 входит в зацепление либо с шестерней 58 первой передачи промежуточного вала, включая первую передачу, либо с шестерней блока 57 шестерен заднего хода, включая задний ход. Включение первой передачи и передачи заднего хода осуществляется рычагом переключения пе-редач и промежуточным рычагом, который уменьшает ход рычага переключения передач.

При передвижении каретки вилкой 10 конусное кольцо 1 (рис. 76), двигаясь вместе с кареткой, подводится к конусу шестерни 2. Вследствие разности оборотов конусное кольцо сдвигается относительно каретки 8 до соприкосновения блокирующих поверхностей пальцев 7 с блокирующими поверхностями каретки 8, что препятствует дальнейшему продвижению каретки.

Рис. 76. Устройство синхронизаторов: 1 - конусное кольцо; 2 - шестерня; 3 - опора фиксатора; 4 - шарик фиксатора; 5 - пружина; 6 - фиксирующая втулка; 7 - блокирующий палец; 8 - каретка

Как только числа оборотов каретки и шестерни уравняются, блокирующие поверхности не будут препятствовать продвижению каретки и передача включится без шума и удара. Аналогично включаются и другие передачи.

В коробке передач установлены три фиксатора, состоящие из шариков 13 (рис. 75) и пружин 14. Замок состоит из штифта 15 и четырех шариков 16. При передвижении какого-либо ползуна два других запираются шариками. Пружинный упор, размещенный в промежуточном рычаге, предохраняет от случайного включения передачи заднего хода.

Коробка передач автомобилей МАЗ-200, МАЗ-502 и КрАЗ-214 трехходовая, пятиступенчатая, с ускоряющей передачей. Наиболее нагруженные подшипники коробки передач смазываются под давлением. Между шестернями второй и третьей передач и шестернями пятой передачи и первичного вала установлены синхронизаторы инерционного типа, обеспечивающие бесшумное включение второй, третьей, четвертой и пятой передач.

При перемещении рычага 10 (рис. 77) переключения передач вилка 11 передвигает муфту 8 синхронизатора вместе с корпусом 4 к соответствующей шестерне. При этом конусное кольцо 9 прижимается к конусу шестерни 12. Вследствие трения между конусными поверхностями корпус 4 поворачивается и попадает впадиной прорези 2 на палец 5 муфты 8, блокируя ее с корпусом. После выравнивания числа оборотов муфта, выжимая шарики 6 фиксаторов, своим зубчатым венцом 3 входит в зацепление с внутренними зубьями шестерни 12, включая передачу.

Рис. 77. Синхронизатор коробки передач автомобиля КрАЗ-214: 1 - кольцо; 2 - прорезь на корпусе; 3 и 7 - зубчатые венцы; 4 - корпус; 5 - палец; 6 - шарик; 8 - муфта; 9 - конусное кольцо; 10 - рычаг; 11 - вилка; 12 - шестерня

На автомобиле М-21 "Волга" устанавливается трехступенчатая коробка передач с синхронизатором инерционного типа для включения второй и третьей передач.

Рычаг 17 (рис. 78) управления коробкой передач расположен на рулевой колонке. Он установлен на двух штифтах 18 с разжимной пружиной в кронштейне. Вал 13 установлен в двух кронштейнах 9 и 16. Направляющий палец 15 служит опорой для внутреннего конца рычага 17.

Рис. 78. Механизм управления коробкой передач автомобиля М-21 'Волга': 1 - картер; 2, 3, 7, 8 и 17 - рычаги; 4 и 5 - тяги; 6 - включатель; 9 и 16 - кронштейны; 10 и 18 - штифты; 11 - масленка; 12 - втулка; 13 - вал; 14 - пружина; 15 - направляющий палец

Рычаги 7 и 8, установленные на нижнем конце рулевого вала, могут поочередно соединяться с валом 13 при помощи штифта 10. На нижнем кронштейне установлена масленка 11. Пружина 14 отжимает рычаг 17 с валом в нижнее положение. При этом штифт 10 соединяет с валом 13 нижний рычаг 7, позволяя включить вторую или третью передачу. При перемещении рычага вверх штифт 10 соединяет с валом верхний рычаг S, позволяя включить первую передачу или передачу заднего хода. Рычаги 7 и 8 тягами 4 и 5 соединены с рычагами 2 и 3:

При установке на автомобилях сцеплений и ступенчатых коробок передач с ручным переключением водителю приходится часто пользоваться педалью сцепления и рычагом коробки передач, что утомляет водителя и отвлекает его внимание от наблюдения за дорогой.

Поэтому на некоторых отечественных грузовых и легковых автомобилях (МАЗ-530, ГАЗ-13 "Чайка", ЗИЛ-111) применена автоматическая передача, состоящая из гидротрансформатора и планетарной коробки передач. В результате облегчается управление автомобилем, автомобиль плавно трогается с места и плавно разгоняется.

Рис. 79. Схема гидротрансформатора 1 - коленчатый вал; 2 - корпус; 3 - турбинное колесо; 4 - насосное колесо; 5 - реактор; 6 - втулка; 7 - ведомый вал; 8 - лопатка

В простейшем гидротрансформаторе (рис. 79) имеются насосное 4 и турбинное 3 колеса и неподвижное колесо - реактор 5, закрепленный на втулке 6. Лопатки 8 выполнены криволинейными. В корпус 2 залито специальное масло. Коленчатый вал 1 вращает корпус 2 и насосное колесо 4. Масло захватывается лопатками вращающегося насосного колеса 4, отбрасывается центробежной силой к наружной окружности и попадает на лопатки турбинного колеса 3. Создаваемый при этом напор приводит в движение турбинное колесо вместе с ведомым валом 7 Затем масло попадает на лопатки неподвижного реактора 5, изменяющего направление потока жидкости, и вновь поступает в насосное колесо, непрерывно циркулируя по замкнутому кругу. На лопатках реактора возникает усилие; это усилие вызывает дополнительно к моменту, передаваемому на турбинное колесо от насосного колеса, реактивный момент, который воздействует через жидкость на лопатки турбинного колеса. Следовательно, наличие реактора позволяет получать на валу турбинного колеса крутящий момент, отличный от момента, передаваемого двигателем.

При изменении числа оборотов турбинного колеса по сравнению с числом оборотов насосного колеса (изменилась приложенная к валу турбинного колеса внешняя нагрузка) меняется направление проходящего через реактор потока жидкости, а следовательно, и момент на валу турбинного колеса.

Таким образом, гидротрансформатор автоматически изменяет момент на валу турбинного колеса в зависимости от соотношения числа оборотов ведущего и ведомого валов (следовательно, в зависимости от величины внешней нагрузки).