Требования к коробкам передач

К коробкам передач предъявляются следующие основные требования:

1. обеспечение высоких тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля;
2. высокий КПД в рабочем диапазоне передаточных чисел (уменьшает расход топлива);
3. минимальные вибрации и шум (улучшают комфортабельность автомобиля);
4. удобство и легкость управления;
5. отбор мощности для привода дополнительною оборудования (в коробках передач специальных и грузовых специализированных автомобилей).

Кроме того, к коробкам передач, как и к остальным механизмам автомобиля, предъявляют также общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, высокая надежность, минимальное обслуживание, технологичность.

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к коробкам передач.

Высокий КПД

В механических ступенчатых коробках передач высокий КПД обеспечивается минимальным числом зацеплений для передач переднего хода (одно для двухвальных и два для трехвальных соосных), высоким качеством изготовления зубьев шестерен, применением подшипников качения, повышением жесткости основных деталей. В гидромеханических коробках передач — применением планетарных механизмов, блокированием гидротрансформатора, мероприятиями, снижающими величину отбора мощности на систему управления. Высокий КПД в рабочем диапазоне передаточных чисел, т.е. при длительном движении, необходимо обеспечить в бесступенчатых или комбинированных передачах.

Минимальные вибрации и шум

Это требование прежде всего относится к коробкам передач легковых автомобилей. Обеспечивается увеличением межосевого расстояния, оребрением картера, уменьшением расстояния между опорами валов, увеличением диаметров валов и другими мерами, повышающими жесткость основных деталей, а также повышением качества изготовления шестерен.

Удобство и легкость управления

Удобство, как и для любого органа управления, определяется обычно двумя факторами: удобным расположением рычага переключения передач (рукоятки контроллера), величиной его полного хода, который не должен превышать 100… 200 мм в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Однако при использовании раздаточных коробок и дополнительных коробок передач (делителей, демультипликаторов) применяют дополнительные органы управления. Часто автоматические коробки передач имеют дополнительные органы управления для изменения режимов переключения передач. Легкость определяется невысокими значениями усилия (не выше 100 Н), необходимого для перемещения рычага переключения передач.

Отбор мощности

В коробках передач отбор мощности предусматривается для привода дополнительного оборудования и осуществляется обычно от дополнительной прямозубой шестерни на промежуточном валу через левый или правый люки в картере коробки передач, к которым присоединяется коробка отбора мощности.

Рис. Основные типы конструкций механических коробок передач:
а — трехвальная девятиступенчатая с демультипликатором грузового автомобиля; б — двухвальная пятиступенчатая легкового автомобиля: 1 — ведущий вал; 2 — ведомый вал; 3 — планетарный демультипликатор; 4 — промежуточный вал; 5 — насос для смазки шестерен и подшипников; 6 — межколесный дифференциал; 7 — главная передача; 8 — ведомая шестерня повышающей (пятой) передачи

Для конструкций современных коробок передач характерно применение включения первой передачи и заднего хода зубчатыми муфтами (рис. а) вместо скользящих шестерен (у коробок передач легковых автомобилей часто первая передача, как и остальные передачи переднего хода, имеет синхронизатор (рис. б), а передача заднего хода выключается выводом из зацепления промежуточной шестерни, что обеспечивает снижение уровня шума).

В коробках передач грузовых автомобилей с дизелем часто применяют дополнительные коробки передач (делители или демультипликаторы — см. рис. а). В коробках передач легковых автомобилей используют комплекс мероприятий для снижения вибраций и шума и, как правило, применяют дополнительную повышающую передачу для улучшения топливной экономичности.