Многие автомобили ŠKODA комплектуются преселективной автоматической трансмиссией DSG. Популярность роботизированной коробки среди автовладельцев обусловлена конструктивными особенностям, благодаря которым обеспечивается плавное, оперативное и комфортное переключение передач.
Особенности конструкции
КПП DSG принципиально отличатся от классических АКПП наличием двух сцеплений. В обычной трансмиссии для переключения скорости с помощью специального механизма диск сцепления выводится из зацепления с маховиком. Далее водитель или электронный блок управления вводит в зацепление нужную шестерню. Даже кратковременный разрыв потока мощности негативно сказывается на динамичном разгоне автомобиля.
В коробке передач DSG благодаря двум сцеплениям провалы мощности исключены. Конструктивно агрегат имеет два вала. С коленвалом двигателя валы роботизированной коробки соединяются с помощью отдельных узлов сцепления: внешнего и внутреннего. На внутреннем валу зафиксированы шестеренки нечетных передач и заднего хода. На внешнем валу установлены шестерни парных скоростей.
Принцип работы
При трогании с места включено сцепление вала с нечетными скоростями. В это время вал с четными передачами отключен от двигателя. При разгоне на автомобиле блок управления посылает управляющий импульс на подготовку второй передачи. В момент отключения вала с нечетными передачами мгновенно подключается вал с четным рядом. Благодаря такому решению удается не прерывать поток мощности от двигателя и не терять секунды при динамичном разгоне.
Первые модели трансмиссии DSG имели двойное сцепление мокрого типа, помещенное в масло. Смазка отбирала часть мощности и являлась причиной увеличения расхода топлива. С 2008 года двигатели автомобилей Шкода стали агрегатироваться с 7-ми ступенчатой автоматической трансмиссией DSG сухого типа без масляной ванны.
Достоинства и недостатки
Благодаря двум сцеплениям и инновационным техническим решениям преселективная коробка DSG предоставляет водителям следующие преимущества:
Оптимизация процесса включения нужных передач позволила понизить расход топлива. Автомобили с DSG расходуют горючее на 10% меньше, если сравнивать с механикой или классическим автоматом.
Хорошая динамика разгона. Автомобиль уверенно набирает скорость. На переключение скоростей тратится всего 8 мс и отсутствуют провалы в тяге.
Конструктивно реализована возможность переключать скорости в ручном режиме, при преодолении, например, бездорожья.
Более легкий вес. Агрегат DSG на 20% легче от трансмиссии гидромеханического типа.
Из недостатков можно выделить более высокую стоимость агрегата, а также растраты на замену масла каждые 60 тыс. км. При этом в ремонте роботизированная трансмиссия доступнее обычного «автомата».
Для обслуживания и ремонта преселективной DSG мы рекомендуем обращаться к официальным дилерам ŠKODA:
После трогания с места на первой передаче необходимо немедленно переходить на высшие передачи, максимально используя для движения автомобиля прямую, а если есть возможность, и ускоряющую передачи.
Не следует допускать длительного движения на низших передачах, а также переключения передач через ступень, минуя промежуточную передачу (например, с первой на третью). Длительное движение на низших передачах приводит к перегреву и повышенному износу двигателя и перерасходу горючего. Включение передач через ступень влечет за собой повышенный износ и выкрашивание зубьев шестерен, скручивание валов, заедание кареток на шлицах валов и изгиб вилок включения коробки передач.
Для безударного и бесшумного включения шестерен коробки передач при переходе с низшей передачи на высшую применяется так называемый способ двойного выключения сцепления. Способ этот заключается в следующем. Разгоняют автомобиль, увеличивая число оборотов коленчатого вала двигателя. После этого снижают обороты коленчатого вала, и одновременно выключают сцепление, рычаг переключения передач ставят в нейтральное положение, включают и сразу же выключают сцепление, далее включают высшую передачу, увеличивают обороты коленчатого вала и плавно включают сцепление.
При обычном способе перехода с низшей передачи на высшую рычаг переключения несколько задерживают в нейтральном положении для обеспечения бесшумности переключения. Задержка нужна для выравнивания окружных скоростей вводимых в зацепление шестерен коробки передач.
Излишний разгон автомобиля при переключении передач вредно отражается на двигателе и сопровождается перерасходом горючего. Слишком малый разгон автомобиля при переходе на высшие передачи проявляется в заметном снижении скорости движения, стуках двигателя, рывках при начале движения на включенной передаче. При движении на высших передачах необходимо следить за тем, чтобы двигатель не перегружался, и своевременно переходить на низшие передачи. Признаками перегрузки являются снижение скорости движения при неизменном положении педали управления дроссельной заслонкой (подачей топлива), неравномерная работа двигателя, рывки автомобиля.
Переход с высшей на низшую передачу вызывается необходимостью увеличить тяговое усилие на ведущих колесах (подъем, неровности дороги, слабый грунт) и при потере инерции во время движения накатом.
Переключают передачи с высшей на низшую, применяя «промежуточный газ» для выравнивания окружных скоростей вводимых в зацепление шестерен промежуточного и вторичного валов коробки передач. Переключают передачи в следующем порядке:
снижают обороты коленчатого вала двигателя и одновременно выключают сцепление;
рычаг переключения передач ставят в нейтральное положение;
включают сцепление и одновременно нажимают на педаль управления дроссельной заслонкой (подачей топлива);
выключают сцепление и одновременно снижают обороты коленчатого вала;
включают низшую передачу, затем сцепление и одновременно увеличивают обороты коленчатого вала.
При таком способе передачи переключаются совершенно бесшумно и плавно.
При управлении легковыми автомобилями и грузовыми автомобилями небольшой грузоподъемности применяется более простой способ переключения передач с высших на низшие. Для этого выключают сцепление и одновременно увеличивают обороты коленчатого вала двигателя, быстро переводят рычаг переключения передач в положение очередной низшей передачи, плавно включают сцепление и одновременно, увеличивают обороты коленчатого вала.
При последовательном переключении передач важно не допускать потери скорости вследствие задержки переключения, резкого или преждевременного включения сцепления, а также вследствие ударного включения передач.
Уход за коробкой передач заключается в регулярной проверке и подтяжке креплений крышек подшипников и фланца карданного вала, крепления коробки к картеру сцепления, в проверке состояния сальников, а также в поддержании нормального уровня масла в картере.
Через 5000—6000 км пробега масло в коробке передач необходимо заменить свежим согласно таблице смазки автомобиля.
Масло лучше всего менять сразу же после остановки автомобиля, пока оно теплое и легко вытекает из картера.
При замене масла следует промыть картер маловязким маслом или керосином. Для этого надо после слива отработанного масла залить в картер маловязкое масло или керосин, поднять домкратом задние мосты, запустить двигатель и, включив одну из передач, дать поработать коробке передач в течение 3—5 мин. После этого сливается маловязкое масло (керосин), завертывается пробка сливного отверстия и наливается свежее трансмиссионное масло до уровня контрольного отверстия.
На автомобилях ГАЗ-63 и ГАЗ-51А устанавливаются трехходовые четырехступенчатые коробки передач. Они имеют четыре передачи для движения вперед и одну для движения задним ходом. Устроены коробки передач на автомобилях этих марок одинаково и отличаются между собой лишь тем, что на вторичном валу коробки передач автомобиля ГАЗ-51А имеется шестерня привода спидометра. У автомобиля ГАЗ-63 привод спидометра перенесен в раздаточную коробку.
Картер коробки передач литой, чугунный, крепится болтами к картеру сцепления. С правой стороны в картере имеется окно, к фланцу которого крепится механический насос накачки шин.
В коробке передач на вторичном (ведомом) валу на шлицах: сидят две каретки 2 и 3. Каретка 3 с двумя шестернями: большая 22 служит для включения первой передачи и малая 21 для включения второй передачи.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А: 1 — шестерня первичного вала; 2 — каретка третьей и четвертой (прямой) передач; 3 — каретка первой и второй передач; 4 — шарик фиксатора; 5 — вилка включения первой и второй передач; 6 — рычаг переключения передач; 7 — верхняя крышка картера коробки передач; 8 — шаровая опора рычага переключения передач; 9 — пружина шаровой опоры; 10 — рычажок защелки предохранителя включения заднего хода; 11 — скоба предохранителя включения заднего хода; 12 — ползун вилки включения первой и второй передач; 13 — ползун вилки включения третьей и четвертой передач; 14 — ползун вилки включения заднего хода; 15 — вторичный вал; 16 — сальник; 17 — ось вилки включения заднего хода; 18 — вилка включения заднего хода; 19 — ось каретки заднего хода; 20 — каретка заднего хода; 21 — малая шестерня каретки первой и второй передач; 22 — большая шестерня каретки первой и второй передач; 23 — пробка сливного отверстия картера; 24 — картер коробки передач; 25 — подшипники промежуточного вала; 26 — ось промежуточного вала; 27 — блок шестерен промежуточного вала; 28 — подшипник первичного вала; 29 — подшипник переднего конца вторичного вала; 30 — первичный вал
Каретка 2 представляет собой шестерню, имеющую наружные зубья для включения третьей передачи и внутренний зубчатый венец, которым она может входить в зацепление с зубчатым венцом шестерни 1 первичного вала, для включения четвертой (прямой) передачи.
Задний ход включается при помощи каретки 20, представляющей собой двойную шестерню, свободно вращающуюся и передвигающуюся вдоль неподвижной оси 19. Для включения заднего хода эта каретка перемещается вперед, при этом большая шестерня каретки входит в зацепление с шестерней промежуточного вала, а малая — с большой шестерней 22 каретки 3. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.
Рис. Схема включения шестерен и передач крутящего момента в четырехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А: а — первая передача; б —вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; б — задний ход (наименование деталей то же, что на предыдущем рисунке)
Произвольное выключение передачи предотвращается посредством фиксаторов, размещенных над каждым ползуном в приливах крышки коробки передач.
Фиксатор состоит из шарика 4 и пружины 3, которая прижимает его к ползуну. Сверху в ползунах имеется по три выемки: средняя выемка служит для фиксации нейтрального положения, а крайние — для фиксации соответствующих передач. Ползун заднего хода имеет только две выемки: одну — для фиксации нейтрального положения, другую — для фиксации заднего хода.
Рис. Схема устройства фиксаторов и замка коробки передач автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А: 1 — штифт; 2 — стопор; 3 — пружина; 4 — шарик; 5 — прилив крышки картера коробки передач; 6 — крайний ползун; 7 и 9 — сухари замка; 8 — средний ползун
Для предотвращения одновременного включения двух передач в переключающем механизме коробки имеется замок. Этот замок состоит из двух сухарей 7 и 9, помещенных между ползунами, и штифта 1, установленного в горизонтальном сверлении среднего ползуна 8. От выпадания штифт 1 удерживается стопором 2.
В крайних ползунах соответственно их нейтральному положению против канала замка сделано по одной выемке, в среднем ползуне — две.
Длина сухарей, штифта и глубина выемок подобраны так, что при перемещении одного из ползунов два других надежно запираются. При перемещении среднего ползуна раздвигающиеся сухари входят в канавки крайних ползунов и запирают их.
При перемещении крайнего ползуна 6 сухарь 9, выходящий из его канавки, перемещается, запирает средний ползун 8 и, надавливая через штифт 1 на второй сухарь 7, запирает другой крайний ползун.
Для предотвращения случайного включения заднего хода при движении автомобиля вперед в переключающем механизме имеется дополнительный замок — предохранитель включения заднего хода.
Он изготовлен в виде тяги с рычажком 10. На нижнем конце тяги имеется скоба 11. Эта скоба, если рычажок 10 не поднят, мешает нижнему концу рычага переключения передач войти в паз ползуна 14 вилки включения заднего хода.
На автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А одинаковые по своему устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164А отличается от коробки передач автомобиля ЗИЛ-157К тем, что имеет на вторичном валу привод спидометра, у автомобиля ЗИЛ-157К привод спидометра размещен в раздаточной коробке.
Коробка передач имеет пять передач вперед и одну для движения назад. Пятая Передача коробки — прямая.
Коробка передач крепится к картеру сцепления четырьмя шпильками, ввернутыми в картер сцепления. Соосная установка коробки и картера сцепления осуществляется по точно обработанному фланцу крышки 4 заднего подшипника первичного вала коробки.
Первичный вал 1 установлен на двух шарикоподшипниках. Передний подшипник 53 установлен в расточке фланца коленчатого вала, задний 2 — в передней стенке картера коробки передач. Задний подшипник от осевых перемещений удерживается стопорным кольцом 3.
Передний конец вторичного вала 34 опирается на подшипник, который состоит из свободных роликов 51, удерживаемых в гнезде первичного вала кольцом 50. Задний конец вторичного вала опирается на шарикоподшипник 22, закрепленный в стенке картера стопорным кольцом 29.
Промежуточный вал 44 установлен па двух подшипниках. Передний подшипник 46 роликовый, без внутреннего кольца; ролики перемещаются непосредственно по шейке вала. Стопорное кольцо 48 ограничивает возможность осевого перемещения кольца подшипника. Отверстие под подшипник в картере закрывается заглушкой 47, которую устанавливают на краске; это место дополнительно уплотняется резиновым кольцом 49. Задний подшипник 31 закреплен стопорным кольцом 32; подшипник шариковый с защитной шайбой и с полным заполнением шариков для увеличения срока его службы.
Блок шестерен заднего хода 57 вращается на двух роликоподшипниках, установленных на неподвижной оси 56.
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, остальные шестерни имеют прямые зубья. Шестерни четвертой 7, третьей 8 и второй 18. передач вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются на своем валу. Шестерни на шейках вала удерживаются от осевых перемещений замочными кольцами 37 и 43. Опорные шайбы 36 и 42 шестерен четвертой и второй передач установлены на шлицах вала.
Рычаг 68 переключения передач вместе с промежуточным рычагом 69 включения первой передачи и заднего хода размещены в съемной крышке 41 коробки. Промежуточный рычаг 69 уменьшает ход рычага 68 переключения передач при включении первой передачи и заднего хода, сделано это для того, чтобы иметь ход рычага 68 одинаковым при включении любой передачи коробки.
Ползуны переключения передач 71, 72, 73 удерживаются в нужном положении фиксаторами, состоящими из шарика 13 и пружины 14 на ползунах имеются канавки под шарик. Для предохранения от случайного включения одновременно двух передач имеется замочное устройство, состоящее из штифта 15 и двух пар шариков 16 при движении какого-либо ползуна два других запираются шариками, которые входят в соответствующие канавки на стержнях.
Для предохранения от ошибочного включения заднего хода или первой передачи служит пружинный упор 70, размещенный в промежуточном рычаге: чтобы включить одну из этих передач, водителю нужно приложить к рычагу переключения передач дополнительное усилие, необходимое для преодоления сопротивления пружинного упора.
Для безударного включения второй, третьей, четвертой и пятой передач коробка передач имеет два синхронизатора, которые облегчают труд водителя при переключении передач, обеспечивают бесшумность включения передач и повышают долговечность зубчатых муфт и шестерен.
Рис. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-157К; 1 — первичный вал; 2, 22, 31, 46, 53 и 54 — подшипники; 3, 29, 32, 48 — стопорные кольца; 4 — крышка подшипника первичного вала; 5 — синхронизатор четвертой и пятой передач; 6 — втулка шестерни четвертой передачи; 7 и 41 — шестерни четвертой передачи; 8 и 39 — шестерни третьей передачи; 9 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 10 — вилка переключения второй и третьей передач; 11 крышка коробки передач; 12 — установочная втулка; 13 — шарик фиксатора; 14 — пружина фиксатора; 15 — штифт замка; 16 — шарик замка; 17 — синхронизатор второй и третьей передач; 18 и 35 — шестерни второй передачи; 19 — вилка переключения первой передачи и заднего хода; 20 — шестерня первой передачи и заднего хода; 21 — сапун; 23 — крышка подшипника вторичного вала; 24 — распорная втулка; 25 — фланец с отражателем; 26 — шайба; 27 — гайка фланца вторичного вала; 28 — сальник; 30 — гайка промежуточного вала; 33 — картер коробки передач; 34 — вторичный вал; 36, 40 и 42 — опорные шайбы; 37 и 43 — замочные кольца; 38 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 44 — промежуточный вал; 45 — шестерня постоянного зацепления; 47 — заглушка; 49 — резиновое кольцо; 50 — пружинное кольцо; 51 — ролики подшипника; 52 — гайка первичного вала; 55 — распорная втулка; 56 — ось блока шестерен; 57 — блок шестерен заднего хода; 58 — крышка люка отбора мощности; 59 — пробка контрольно-наливного отверстия; 60 — пробка с магнитом сливного отверстия; 61 — прокладка; 62 — головка стержня переключения первой передачи и заднего хода; 63 — ось промежуточного рычага; 64 — картер рычага переключения передач; 65 — фиксатор рычага; 66 — опора рычага; 67 — пружина; 68 — рычаг переключении передач; 69 — промежуточный рычаг; 70 — пружинный упор; 71 — ползун переключения первой передачи и заднего хода; 72 — ползун переключения четвертой и пятой передач; 73 — ползун переключения второй и третьей передач
Конусные кольца 8 синхронизатора связаны между собой жестко с помощью трех пальцев 6, концы которых развальцованы. Пальцы в средней части имеют конические поверхности, являющиеся блокирующими. Отверстия в диске каретки 7, через которые проходят блокирующие пальцы, также имеют блокирующие поверхности в виде фасок с двух сторон отверстия.
Конусные кольца 8 не имеют жесткой связи с кареткой 7 и могут быть смещены относительно нее; они связаны с кареткой через три фиксирующих пальца 4, внутри которых размещены пружины 3 и по два шарика 2. В кольца 8 запрессованы опоры 1 для шариков фиксатора.
При передвижении каретки вилкой конусное кольцо 8, двигаясь вместе с кареткой, подводится к конусу 5 шестерни. Вследствие разности оборотов каретки, связанной со вторичным валом и шестерней, связанной через промежуточный вал с первичным валом, происходит сдвиг конусного кольца 8 относительно каретки 7 до соприкосновения блокирующих поверхностей пальцев 6 с блокирующими поверхностями каретки 7, препятствующий дальнейшему продвижению каретки.
Как только числа оборотов каретки и шестерни уравняются (синхронизация), блокирующие поверхности не будут препятствовать продвижению каретки, и передача включится без шума и удара.
Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.
Конструкцией коробки передач предусмотрена возможность отбора мощности для привода лебедки или других специальных дополнительных агрегатов. Для этого картер коробки передач имеет люк с правой стороны, закрытый крышкой 58, взамен которой при необходимости ставится та или иная специальная коробка отбора мощности; приводом отбора мощности служит большая шестерня блока 57 шестерен заднего хода.
На автомобилях ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164 устанавливаются одинаковые по своему устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач.
Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164 отличается от коробки передач автомобиля ЗИЛ-157 лишь тем, что имеет на вторичном валу привод спидометра; у автомобиля ЗИЛ-157 привод спидометра размещен в раздаточной коробке.
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход
Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну для движения задним ходом. Пятая передача коробки — ускоряющая. Она используется при движении автомобилей по хорошей дороге без нагрузки.
Рис. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-157: 1 — первичный вал; 2 — роликоподшипник переднего конца вторичного вала; 3 — подшипник первичного вала; 4 — шестерня первичного вала; 5 — зубчатая ступица; 6 — муфта включения четвертой и пятой передач; 7 — зубчатый венец шестерни пятой передачи вторичного вала; 8 — бронзовая втулка; 9 — крышка картера коробки; 10 — шпилька замка переключения; 11 — шарик фиксатора; 12 — пружина фиксатора; 13 — вилка включения четвертой и пятой передач; 14 — пружина шаровой опоры рычага; 15 — шаровая опора рычага; 16 — рычаг переключения передач; 17 — каретка второй и третьей передач; 18 — каретка первой передачи и заднего хода; 19 — шарикоподшипник заднего конца вторичного вала; 20— картер коробки передач; 21 — корпус привода спидометра; 22 — резиновый сальник; 23 — фланец крепления вилки кардана; 24 — вторичный вал; 25 — крышка подшипника промежуточного вала; 26 — шарикоподшипник промежуточного вала; 27 — промежуточный вал; 28 — шестерня первой передачи промежуточного вала; 29 — ось блока шестерен заднего хода; 30 — блок шестерен заднего хода; 31 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 32 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 33 — роликоподшипник; 34 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 35 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 36 — шестерня отбора мощности; 37 — приводная шестерня промежуточного вала; 38 — роликоподшипник промежуточного вала; 39 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 40 — шестерня пятой передачи вторичного вала; 41 — игольчатый подшипник; 42 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 43 — зубчатый венец шестерни первичного вала
С правой стороны картера 20 имеется окно, к которому при необходимости крепится коробка отбора мощности. Первичный вал 1, выполненный заодно с шестерней 4 и зубчатым венцом 43, вращается в двух подшипниках, установленных в гнезде маховика и в стенке картера. Вторичный вал установлен в двух подшипниках: передний конец в роликоподшипнике 2 и задний в шарикоподшипнике 19. Вытекание масла через подшипник 19 предотвращается резиновым сальником 22; установленный на фланце вторичного вала отражатель защищает сальник от пыли и грязи.
На шлицах вторичного вала 24 установлены каретки: 18 — первой передачи и заднего хода и 17 — второй и третьей передач. На вторичном валу свободно установлены шестерня 39 третьей передачи на игольчатом подшипнике 41, шестерня 40 пятой передачи на бронзовой втулке 8. В передней части вторичного вала на шлицах сидит зубчатая ступица 5. По зубьям ступицы передвигается муфта 6 включения четвертой и пятой передач. Шестерни 4 и 40 имеют зубчатые венцы, в зацепление с которыми входит муфта 6 при включении четвертой или пятой передачи. Третья передача включается кареткой 17 посредством ввода ее внутренних зубьев в зацепление с зубчатым венцом шестерни 39. Этой же кареткой включается и вторая передача (с шестерней 31). Первая передача и задний ход включаются кареткой 18. Для включения заднего хода в коробке передач имеется блок 30 шестерен заднего хода, который размещен на оси 29. Одна из шестерен блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 32 заднего хода промежуточного вала. Передний конец промежуточного вала установлен на роликоподшипнике 38, задний на шарикоподшипнике 26. Шестерни 28, 31 и 32 выполнены заодно с промежуточным валом. Шестерни 34, 35, 36 и 37 установлены на промежуточном валу на шпонках. Все шестерни постоянного зацепления, за исключением шестерни заднего хода и отбора мощности, имеют спиральные зубья.
Произвольное выключение передач предотвращается установленными в приливах крышки 9 картера фиксаторами, действующими так же, как и в коробке передач автомобилей ГАЗ-63 и ЗИЛ-157К.
Чтобы предотвратить случайное передвижение одновременно двух ползунов, имеется специальное замочное устройство, которое позволяет перемещаться только одному ползуну. От ошибочного включения на ходу автомобиля заднего хода предохраняет пружинный упор, увеличивающий усилие на рычаге при переводе его в положение включения передачи заднего хода.
Схема включения шестерен и передачи крутящего момента показана на рисунке.
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход
На автомобилях ЗИЛ-151 и ЗИЛ-150 устанавливались коробки передач, в основном одинаковые по устройству с коробками передач автомобилей ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164. Отличаются они тем, что на крышке картера коробки передач нет сапуна для вентиляции картера, коробка передач имеет несколько укороченный рычаг переключения передач, задний подшипник первичного вала и шарикоподшипник вторичного вала не имеют уплотнений, предотвращающих вытекание смазки.
На автомобилях Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219 устанавливаются одинаковые по устройству трехходовые пятиступенчатые коробки передач. Коробка передач имеет пять передач для движения вперед и одну для движения задним ходом. Шестерня 13 первичного вала выполнена заодно с валом 1 и имеет венец с внутренним зубом.
Рис. Устройство коробки передач автомобилей Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219: 1 — первичный вал; 2 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 3 — предохранитель рычага переключения; 4 — головка ползуна вилки переключения пятой передачи и заднего хода; 5 — поводок переключения первой передачи и заднего хода; 6 — рукоятка рычага переключения передач; 7 — рукоятка предохранителя рычага переключения; 8 — рычаг переключения передач; 9 — горловина; 10 — головка ползуна переключения второй и третьей передач; 11 — ползун вилки переключения четвертой и пятой передач; 12 — шарик фиксатора ползуна; 13 — шестерня первичного вала; 14 — каретка синхронизатора включения четвертой и пятой передач; 15 — шестерня пятой передачи вторичного вала; 16 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 17 — вилка переключения второй и третьей передач; 16 — ползун вилки переключения второй и третьей передач; 19 — каретка синхронизатора включения второй и третьей передач; 20 — шестерня второй передачи вторичного вала; 21 — ползун вилки переключения первой передачи и заднего хода; 22 — вилка переключения первой передачи и заднего хода; 23 — шестерня первой передачи и заднего хода вторичного вала; 24 — верхняя крышка коробки передач; 25 — канал для подачи масла; 26 — вторичный вал; 27 — фланец вторичного вала; 26 — пробка сливного отверстия в задней части картера; 29 — промежуточный вал; 30 — ось блока шестерен заднего хода; 31 — блок шестерен заднего хода; 32 — шестерня первой передачи и заднего хода промежуточного вала; 33 — пробка сливного отверстия в передней части картера; 34 — сетчатый фильтр; 35 — магистраль системы смазки; 36 — шестерня второй передачи промежутрчного вала; 37 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 38 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 39 — шестерня привода отбора мощности; 40 — шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 41 — масляный насос; 42 — переменной клапан; 43 — конусное кольцо обоймы синхронизатора; 44 — муфта синхронизатора; 45 — обойма синхронизатора
Вторичный вал 26 передним концом опирается на роликоподшипник, установленный в гнезде первичного вала, а задним — на шарикоподшипник в задней стенке картера коробки передач. Все шестерни вторичного вала, кроме скользящей шестерни 23, свободно вращаются на валу на игольчатых подшипниках.
Промежуточный вал 29 установлен в двух подшипниках: в переднем роликовом и в заднем шариковом. На промежуточном валу последовательно расположены шестерня 39 привода отбора мощности через боковой люк, шестерня 38 пятой передачи, шестерня 37 третьей передачи и шестерня 36 второй передачи. Шестерня 32 первой передачи и Заднего хода промежуточного вала нарезана непосредственно на валу.
Для включения заднего хода в коробке передач имеется ось 30, на которой на двух роликоподшипниках установлен блок 31 шестерен заднего хода. Одна шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 32 промежуточного вала.
Все шестерни постоянного зацепления, кроме шестерен первой передачи и заднего хода и шестерни отбора мощности, имеют спиральные зубья.
Чтобы облегчить включение второй, третьей, четвертой и пятой передач, на вторичном валу установлены два синхронизатора.
Включаются эти передачи блокированием их со вторичным валом при помощи кареток синхронизаторов. Синхронизатор состоит из каретки 44, обоймы 45 и муфты 44. Обойма синхронизатора имеет четыре продольные прорези, в середине боковых поверхностей которых имеются углубления со скошенными выходами. Каретка имеет четыре прямоугольных отростка, которые проходят в прорези обоймы.
На отростках закреплена муфта синхронизатора. В среднем нейтральном положении обойма дополнительно связана с кареткой четырьмя шариками, входящими в канавку обоймы под действием пружин. На торцах обоймы имеются конусные бронзовые кольца 43.
При включении передач каретка и обойма синхронизатора перемещаются вдоль вала. При этом конусные кольца обоймы находят на конус шестерни, изменяя скорость ее вращения, вследствие чего прямоугольные отростки каретки войдут в углубления прорезей обоймы. Когда скорости вращения обоймы и шестерни выравняются, отростки каретки перестанут прижиматься к углублениям прорезей обоймы и муфта может переместиться вдоль оси вала, шарики, соединяющие обойму с кареткой, под действием вилки переключения выйдут из своих углублений в обойме, и каретка, имея одинаковую скорость вращения с шестерней, войдет своим зубчатым венцом во внутренний зубчатый венец шестерни.
Для переключения передач в крышке картера коробки установлены три ползуна с вилками. Ползуны передвигаются рычагом 8, имеющим опору в горловине 9 крышки коробки передач. Положение ползунов фиксируется шариковыми фиксаторами.
Случайное включение одновременно двух передач предотвращается замком обычного типа.
Так как механизм рассматриваемой коробки работает под большими нагрузками, смазка его деталей осуществляется комбинированно — под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются, игольчатые подшипники шестерен постоянного зацепления вторичного вала, разбрызгиванием — зубья шестерен.
Подача смазки под давлением осуществляется при помощи шестеренчатого масляного насоса 41, устроенного и работающего так же, как насосы, устанавливаемые в системе смазки двигателя.
Масляный насос приводится в действие от конца промежуточного вала коробки передач. Для предохранения насоса от перегрузки в нем имеется предохранительный перепускной клапан 42, соединяющий между собой канал насоса и всасывающий канал при чрезмерном повышении давления масла. Масло всасывается насосом через сверление в стенках картера из кармана поддона картера, отгороженного сетчатым фильтром 34. Картер коробки передач поэтому имеет две сливные пробки.
Для предотвращения случайного включения на ходу автомобиля первой передачи или заднего хода на рычаге 5 установлен предохранитель 3.
Схема включения шестерен и передачи крутящего момента приведена на рисунке.
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в пятиступенчатой коробке передач автомобилей Урал-375, КрАЗ-214 и КрАЗ-219: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — четвертая передача; д — пятая передача; е — задний ход
Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.
Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.
Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода
Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).
Принцип работы автомобильных коробок передач
Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.
Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.
Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.
На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.
Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.
Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.
Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.
Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.
При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.
Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода
Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.
Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.
Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.
Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.
Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.
Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.
Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.
Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы
При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.
Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.
В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.
Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.
Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.
В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.
Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора
Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.
Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.
Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.
В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.
Как устроена МКПП? В чем частые причины ее поломки? Как отремонтировать коробку самому в гараже? Все это мы покажем в ролике: Что УБИВАЕТ механические коробки передач, на примере МКПП от Ford Focus второго поколения с мотором 1,8.
Несколько самых распространенных причин, толчков или рывков автоматической трансмиссии, или попросту автомата. почему такое происходит? И как с этим бороться
Как проверить автомат, автоматическую коробку передач (АКПП)? Будем разбирать на что и как смотреть при покупке! В общем информации много, но она реально полезная.
Многих пугает вариатор, но что это, как он устроен? Вы увидите на примере коробка К310 Тайоты Авенсис устройство вариатора, узнаете принцип его работы и причины выхода из строя.
Коробка переключения передач (КПП) ЗИЛ-130 — механическая, имеет пять передач для движения вперед и одну для движения назад. Пятая передача прямая. Коробка передач снабжена двумя синхронизаторами инерционного типа для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач. Фиксаторы и кольца синхронизатора изменены. Фиксаторы состоят из двух симметричных полуцилиндров, между которыми помещены по две цилиндрических пружины, прижимающие полуцилиндры фиксаторов к внутренней поверхности отверстия.
Синхронизаторы в сборе старой и новой конструкции взаимозаменяемы.
Рис. Коробка передач ЗИЛ-130: 1 — первичный вал; 2, 22, 31, 46 и 54 — подшипники; 3, 29, 32 и 48 — стопорные кольца; 4 — крышка заднего подшипника первичного вала; 5 — синхронизатор четвертой и пятой передачи: 6 — втулка шестерни четвертой передачи; 7, 41 — шестерни четвертой передачи; 8 и 39 — шестерни третьей передачи; 9 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 10 — вилка переключения второй и третьей передач; 11 — крышка коробки передач, 12 — установочная втулка; 13 — шарик фиксатора; 14 — пружина фиксатора; 15 — штифт замка стержней переключения передач; 16 — шарик замка, 17 — синхронизатор второй и третьей передач; 18 и 35 — шестерня второй передачи; 19 — вилка переключения первой передачи и заднего хода, 20 — шестерня первой передачи и заднего хода; 21 — сапун; 23 — кронштейн стояночного тормоза; 24 — червяк привода спидометра; 25 — барабан стояночного тормоза; 26 фланец с отражателем; 27 — гайка фланца вторичного вала; 28 — сальник; 30 — гайка промежуточного вала; 33 — картер коробки передач; 34 — вторичный вал; 36, 40 и 42 — опорные шайбы; 37 и 43 — замочные кольца; 38 — шестерня заднего хода промежуточного вала; 44 — промежуточный вал; 45 — шестерня привода промежуточного вала; 47 — заглушка; 49 — резиновое кольцо; 50 — блокирующим палец; 51 — роликоподшипник; 52 — гайка первичного вала; 53 — установочная втулка; 55 — распорная втулка; 56 — ось блока шестерен заднего хода; 57 — блок шестерен заднего хода; 58 — крышка люка коробки отбора мощности; 59 — пробка контрольно-наливного отверстия; 60 — шестерня привода спидометра; 61 — сливная пробка с магнитом; 62 — предохранитель включения первой передачи и заднего хода; 63 — ось промежуточного рычага; 64 — крышка коробки передач; 65 — фиксатор рычага переключения передач; 66 — опора рычага; 67 — пружина; 68 — рычаг переключения передач; 69 — промежуточный рычаг; 70 — упор; 71 — стержень переключения первой передачи и заднего хода; 72 — стержень переключения четвертой и пятой передач, 73 — стержень переключения второй и третьей передач; 74 — штуцер гибкого вала спидометра; 75 — передний подшипник первичного вала. Примечание — с декабря 1972 г. маслосгонная канавка первичного вала 1 заменена сальником.
Коробка передач автомобиля прикреплена к картеру сцепления на четырех шпильках, ввернутых в тело картера сцепления. Центрирование коробки осуществляется по фланцу крышки 4 заднего подшипника первичного вала.
В правой стенке картера имеется резьбовая пробка 59 контрольно-наливного отверстия, через которое коробку передач заправляют маслом при отсутствии коробки отбора мощности. В левой стенке картера, внизу, имеется спускное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой 61, которая снабжена магнитом, притягивающим мелкие частицы металла из масла. В картере с обеих сторон сделаны два люка с фланцами для крепления коробки отбора мощности. От коробки передач допускается отбор мощности до 30 л.с.
Привод спидометра состоит из пятизаходного червяка 24 и шестерни 60, имеющей 17 зубьев (передаточное число червячной пары привода спидометра 3, 4).
Работа синхронизаторов
При включении синхронизированной передачи происходит следующее: каретка 2 синхронизатора вместе с вилкой 9 или 10 перемещается в сторону включаемой передачи. При этом движение каретки через три фиксатора передается конусным кольцам 3, которые жестко связаны между собой с помощью трех блокирующих пальцев 1, до упора в конус шестерни.
Из-за разности окружных скоростей включаемых элементов (шестерня и каретка синхронизатора) и осевого давления, передаваемого через фиксаторы, которые удерживают каретку от свободного осевого перемещения, на конических поверхностях возникает момент трения. Под действием момента трения происходит смещение каретки относительно блока конусных колец до упора в блокирующую поверхность пальцев 1, которая препятствует свободному осевому движению каретки. Вследствие этого происходит выравнивание окружных скоростей переключаемых элементов (происходит синхронизация).
После выравнивая окружных скоростей переключаемых элементов блокирующие поверхности пальцев не будут препятствовать осевому перемещению каретки и произойдет включение выбранной передачи без шума и удара.
Для нормальной работы синхронизаторов ЗИЛ-130 и предупреждения и преждевременного износа колец необходимо правильно и своевременно регулировать свободный ход педали сцепления. Если сцепление «ведет», переключение передач становится затруднительным. В случае включения синхронизированных передач с шумом следует немедленно выяснить причину неисправности и устранить ее.
Уход за коробкой передач
При смене масла, а также при разборке коробки передач не допускать попадания в нее грязи, песка, которые могут вызвать заедание шестерен, вращающихся на вторичном валу. Надо очищать магнит сливной пробки и промывать воздушные каналы сапуна, ввернутого в установочный болт крепления крышки. Засорение этих каналов вызывает повышение давления в картере коробки, что приводит к течи масла.
При разборке коробки передач нужно проверять надежность стопорения и затяжку гаек 27, 30 и 32; момент затяжки должен быть не менее 25 кгс*м. Стопорение указанных гаек осуществляется вдавливанием утоненного края гайки в паз вала. Вдавливание надо производить бородком с закругленным концом, чтобы предотвратить разрыв края гайки. Отвертывать гайки нужно ключом с длинным плечом без предварительного выправления вдавленного края гайки.
В электрических передачах крутящий момент и мощность с ведущего звена (генератора) на ведомое звено (электромотор) передается электрическим током но проводам. Мощность N, кВт, в цепи постоянного тока определяется произведением напряжения U, В, и силы гока I, А:
N — UI/ 1 000.
Электрические передачи не обладают внутренним автоматизмом, для изменения передаточного числа требуется САУ. Однако для электрической передачи не нужен механизм реверса. Задний ход обеспечивается изменением направления вращения электромоторов. Обычно не нужна и муфта начала движения.
Рис. Схемы трансмиссий автомобилей с гидрообъемными или с электрическими передачами: а — при использовании мотор-колес; б — при использовании ведущего моста; Н — насос; ГМ — гидромотор; Г — генератор; ЭМ — электромотор
Электропередачи (как и гидрообъемные передачи) по сравнению с фрикционными и гидродинамическими имеют гораздо более широкие компоновочные возможности. Они могут быть частью комбинированной электромеханической коробки передач при последовательном или параллельном соединении с механическим редуктором. Такие конструкции из-за больших размеров электромашин на автомобилях не применяются. Они могут быть частью комбинированной электромеханической трансмиссии, когда электромотор установлен перед главной передачей — см. рис. б (сохранен ведущий мост с главной передачей, дифференциалом, полуосями) либо в двух или во всех колесах установлены электромоторы — см. рис. а (они дополнены редукторами, выполниюшими функции главной передачи). Из-за малых потерь энергии в проводах обычно считают целесообразным применение электрической трансмиссии при любых расстояниях между генератором и электромоторами.
Рис. Мотор-колесо карьерного автомобиля-самосвала большой грузоподъемности: первая ступень колесного редуктора: 2 — вторая ступень колесного редуктора; 3 — электромотор; 4 — тормозной механизм
В настоящее время электрические трансмиссии с мотор-колесами применяются на карьерных самосвалах большой грузоподъемности (самосвалы БелАЗ грузоподъемностью 75 т и выше), а также на многозвенных автопоездах высокой проходимости с активными прицепами. Коэффициент приспособляемости по моменту у электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением составляет 4…5, что позволяет обойтись без коробки передач. Широкое применение электрических передач сдерживается в основном их высокой стоимостью и недостаточно высоким КПД (80…85%), увеличенными габаритами и массой.
Электромобили в качестве источника энергии используют электрические аккумуляторные батареи. От них через систему управления электрический ток подводится к электромоторам по схеме, аналогичной рис. а или б. В настоящее время небольшие электромобили с обычными автомобильными аккумуляторами увеличенной емкости нашли применение для перевозки малых партий грузов в пешеходных зонах больших городов, на площадках для игры в гольф и т.п. Недостатки электромобилей в основном заключаются в малом запасе хода (обычно около 150 км), после чего требуется длительная подзарядка батарей, и в трудностях с обеспечением высоких скоростных свойств.
Рис. Силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота» (а) и его схема (б): 1 — двигатель; 2 — генератор; 3 — электромотор; 4 — главная передача с межколесным дифференциалом; 5 — дифференциал-распределитель; 6 — аккумуляторная батарея
Гибридный электропривод для легковых автомобилей разработан рядом зарубежных фирм и находит все большее распространение. На рис. а показан силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота», а на рисунке, б — его схема. Агрегат состоит из бензинового двигателя 1, генератора 2, электромотора дифференциала-распределителя 5, главной передачи 4 с межколесным дифференциалом, а также из силовой аккумуляторной батареи 6 (не показана на рис. а). Сцепления и коробки передач нет. У дифференциала-распределителя солнечная шестерня соединена с валом генератора, коронная — с валом электромотора, на котором установлена ведущая шестерня главной передачи, водило — с валом двигателя.
На стоянке валы двигателя, генератора и электромотора неподвижны.
При трогании с места водитель нажимает на педаль подачи топлива, включая тем самым генератор, который, действуя как стартер, запускает двигатель. В это время дифференциал-распределитель работает как редуктор, поскольку коронная шестерня неподвижна. Затем генератор начинает не потреблять, а вырабатывать электроэнергию, которая поступает на электромотор, чей высокий крутящий момент и обеспечивает трогание автомобиля. Однако в случаях, когда для трогания с места и движения требуется небольшая мощность и двигателю пришлось бы работать в зоне больших удельных расходов топлива, система управления переводит электромотор на питание от аккумуляторной батареи.
На режиме разгона автомобиля скорость вращения всех трех валов дифференциала-распределителя возрастает. Двигатель работает в зоне малых удельных расходов топлива. Электромотор получает энергию от генератора, который одновременно подзаряжает аккумуляторную батарею, а при интенсивном разгоне — еще и от аккумуляторной батареи.
На режиме равномерного движения двигатель работает в экономичной зоне. Часть его мощности идет к ведущим колесам, часть — на подзарядку аккумуляторной батареи через электромотор, работающий в режиме генератора. Этот же режим электромотора используется при торможении (энергия торможения идет на подзарядку аккумуляторной батареи), а при интенсивном торможении автоматически, с помощью электронного блока управления, включается рабочая тормозная система.
При остановке автомобиля двигатель автоматически перестает работать.
Таким образом, «Приус», в отличие от электромобилей, передвигаясь по городу на энергии аккумуляторной батареи, не нуждается во внешних подзарядиых устройствах. Имея такую же полную массу (около 1500 кг), как и у модели «Королла», и мощность двигателя на 30% меньшую, «Приус» имеет такую же максимальную скорость (160 км/ч), вдвое меньший расход топлива в городском цикле (3,5 л/100 км) и суммарные вредные выбросы, уменьшенные более чем в 10 раз.
