История изменений коробки передач

Мощный, послушный, как говорят, приемистый двигатель не дает автомобилю застрять на перекрестке или подъеме, не подведет в трудную минуту. Удобно расположены рычаги и педали. Но теперешние автомобилисты, и особенно автомобилистки, которых уже немало, хотят большего. Им нужна машина, все управление которой сводилось бы к поворачиванию рулевого колеса, причем поворачивание не требовало бы никаких усилий, и к регулированию скорости движения с помощью одной педали. Они хотят видеть дорогу как на ладони и притом в любую погоду, днем и ночью. Не хотят быть ослепленными солнцем или светом встречных фар. Не хотят менять колесо в случае прокола шины. Не хотят, скрючившись под машиной, смазывать части ее подвески и рулевого привода. Чего только они не хотят!.. И это не прихоти, а справедливые требования, предъявляемые к современной машине.

И конструкторы идут им навстречу.

Коробка переключения передач автомобиля

Еще сравнительно недавно у коробки передач были прямозубые шестерни. Такая коробка имела два серьезных недостатка — шум во время работы, скрежет и поломки зубьев при переключении. От водителя требовалось особое искусство, чтобы бесшумно включить передачу.

Проследим, что происходит, например, при переключении с первой передачи на вторую. Во время движения автомобиля водитель разъединяет шестерни первой передачи; промежуточный вал вращается в соответствии с оборотами двигателя, а вторичный — с оборотами, соответствующими, разгону, примерно вчетверо медленнее промежуточного. На второй передаче вторичный вал, как известно, должен вращаться уже только вдвое медленнее промежуточного. Следовательно, при включении второй передачи окружные скорости шестерен будут различными, и, если не прибавить оборотов двигателю, не уравнять окружные скорости, зубья шестерен смогут сцепиться только под действием силы водителя, последуют скрежет зубьев и рывок автомобиля. Поэтому водитель должен действовать при переключении не только рычагом передач и педалью сцепления, но и педалью газа, притом с известной сноровкой. Это особенно необходимо при переключении с высшей передачи на низшую.

Как устранить эти неудобства? Первый шаг в этом направлении был сделан еще давно, когда была введена прямая передача. В более ранних коробках для каждой передачи, в том числе и для высшей, приходилось разъединять и соединять пару шестерен. В коробке всегда работали шестерни, всегда был слышен их шум. Прямая передача, при которой первичный и вторичный валы соединялись в один вал с помощью кулачков (легко входящих в зацепление), исключала работу шестерен на наиболее употребительной — высшей (третьей) — передаче.

Нельзя ли включать и вторую передачу при помощи кулачков?

Оказалось, что можно. Такая конструкция была применена на автомобиле М-1. Как шестерни постоянного зацепления (между первичным и промежуточным валами), так и шестерни второй передачи выполнены с бесшумным косым зубом и находятся в постоянном зацеплении. Но ведомая шестерня насажена на вторичный вал свободно. Она не зацеплена с его продольными пазами. Пазы продолжены вперед, и по ним перемещается муфта с двумя кулачковыми венчиками. Передвигая муфту назад, соединяют при ее помощи ведомую шестерню второй передачи с вторичным валом. Передвигая муфту вперед, осуществляют прямую передачу.

Однако это достижение не удовлетворило конструкторов. Муфта обеспечивала постоянное зацепление шестерен, бесшумность их работы и безударное включение, но все же требовала от водителя сноровки в уравнивании оборотов вторичного вала и шестерен, соединенных с двигателем.

Конструкторы вспомнили об оставленном когда-то принципе конусного сцепления. В коробке передач нынешних автомобилей муфту безударного включения окружили скользящей по ней обоймой с коническими кольцами по краям. На шестернях сделали приливы конической формы. При передвигании муфты сначала входят в соприкосновение гладкие конусные поверхности; трение между ними уравнивает скорости шестерен и вала. Муфта продолжает перемещаться, пока кулачки не войдут в зацепление.

Уравнители оборотов (их называют синхронизаторами) настолько облегчили переключение, что при некотором навыке можно было не пользоваться сцеплением. После введения уравнителей возникла мысль убрать рычаг передач с пола, перенести его под рулевое колесо, связав с коробкой системой тяг, которые при достигнутой легкости переключения могли работать достаточно надежно. С переносом рычага на рулевую колонку переднее отделение кузова стало более свободным. Можно садиться за руль с любой стороны автомобиля. На широком переднем сиденье можно сидеть втроем, не испытывая неудобств от торчащего из пола рычага.

Добившись удовлетворительного решения конструкции коробки передач, строители автомобиля занялись снова механизмом сцепления. Нужно было устранить трение, заботы о плавности включения, износ накладок!

После долгих исследований и опытов была создана совершенно новая конструкция муфты сцепления — гидромуфта.

Эластичность масла дает некоторую возможность включать передачи, «сбрасывая газ», но не останавливая вращения ведомой чашки, то есть не пользуясь педалью сцепления, хотя обычное сцепление, в дополнение к гидромуфте, и установлено на автомобиле. Можно реже переключать передачи, так как новая система сцепления обеспечивает, благодаря проскальзыванию чашек, плавность трогания с места даже на прямой передаче, если дорога ровная и автомобиль не перегружен. Только на тяжелой дороге, крутом подъеме или при разгоне с полной нагрузкой необходимо включать низшую передачу.

Гидромуфта применена на автомобиле ЗИМ, на тяжелом 25-тонном самосвале МАЗ-525. Если у первого муфта служит для плавного трогания с места и для сокращения числа переключения передач, то у второго она также облегчает водителю пользование педалью сцепления огромной машины, весящей с грузом 50 тонн!

Последнее слово в конструкциях коробок передач — это автоматические силовые передачи. Они уже применены на новейших отечественных легковых автомобилях и на ряде тяжелых грузовых и специальных машин.

В автомобиле, снабженном автоматической коробкой передач, перед водителем находятся две педали вместо прежних трех (педаль сцепления отсутствует) и рукоятка под рулевым колесом, которой почти не приходится пользоваться. В обычных условиях движения все регулирование скорости и подводимого к колесам усилия сводится к большему или меньшему нажатию на педаль подачи топлива и изредка к торможению. Только на плохой дороге, при заднем ходе или на стоянке нужно перевести рукоятку из одного положения в другое.

Удобство управления автомобилем с автоматической передачей особенно сказывается в трудных условиях. Например, автомобиль остановился на подъеме перед светофором и предстоит левый поворот. При обычной передаче водитель должен в момент появления зеленого света включить передачу, отпустить ручной тормоз и педаль сцепления и одновременно нажимать на педаль подачи топлива. При автоматической передаче автомобиль можно удерживать на подъеме легким нажатием на педаль подачи топлива и при трогании с места только увеличить нажим.

Устройство автоматической передачи (в самых общих чертах) сводится к следующему. Усилие от двигателя передается на жидкостный преобразователь крутящего момента — гидротрансформатор. Это главная часть передачи. Он немного похож на гидромуфту, но между чашками — ведущей (насосом) и ведомой (турбиной) — у него расположены два (или более) колеса-реактора. Потоки жидкости, создаваемые движением лопаток насоса и отбрасываемые лопатками реакторов, по-разному (в зависимости от числа оборотов вала двигателя и сопротивления движения) воздействуют на лопатки турбины. Трансформатор может умножать передаваемый момент в пределах от единицы до двух-трех. Этого при большой мощности современных двигателей вполне достаточно для трогания с места и разгона, преодоления подъема, езды по городу и по дорогам среднего качества. Для движения же в тяжелых условиях в примыкающей к трансформатору коробке передач имеется набор шестерен, включаемых либо при резком нажатии на педаль газа, либо перестановкой рукоятки. Езда накатом обеспечивается встроенным в ступицу трансформатора механизмом свободного хода.

Все разновидности автоматических коробок передач обеспечивают плавное трогание с места и автоматический переход с одного режима движения на другой. Общими недостатками автоматических передач являются сравнительная сложность их устройства и большой расход мощности на работу насосов и других механизмов. Поэтому они выгодны главным образом в сочетании с очень мощными двигателями, обладающими большим крутящим моментом.

Кроме автомобилей с автоматическими передачами, заменяющими обычные сцепления и коробку передач, существуют и такие автомобили, у которых эти механизмы сохранены, но пользование ими значительно упрощено. Это автомобили с так называемым двухпедальным управлением, то есть без педали сцепления. Ее заменяют вспомогательные устройства для выключения сцепления — диафрагмовая камера и центробежный регулятор, действующие автоматически.

Их устройство и действие сводятся к следующему. Рычаг, отводящий нажимной диск сцепления, связан штоком с диафрагмой, а камера, в которую эта диафрагма заключена, в свою очередь, соединена трубкой с выпускным трубопроводом двигателя. В трубке помещен клапан, приводимый в действие электромагнитным выключателем с кнопкой, расположенной на рукоятке рычага перемены передач.

Центробежный регулятор установлен на маховике двигателя; грузики регулятора расходятся при увеличении и сходятся при заметном уменьшении числа оборотов маховика: при схождении грузиков связанные с ними рычажки отводят диск сцепления и выключают его.

Наконец, когда скорость автомобиля резко снижается и нужно перейти на «накат» или включить другую передачу, опять-таки вступает в дело регулятор. Таким образом, водителю не надо выключать сцепление педалью (ее и нет на автомобиле с «двухпедальным управлением») ни при перемене передач, ни на стоянках, ни при трогании с места, ни при торможении.

Итак, с переключением передач покончено. Теперь нужно облегчить собственно управление автомобилем — поворачивание рулевого колеса.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.