Устройство коробки передач
На протяжении истории автомобилестроения данный механизм постоянно модернизировался, благодаря чему на сегодняшний день существует большое разнообразие трансмиссий, которые имеют много существенных отличий.
В устройство любой коробки передач входит:
- Корпус. В нем находятся все необходимые детали, обеспечивающие сцепку мотора с приводным валом, от которого вращение поступает на колеса.
- Резервуар с маслом. Так как в данном механизме детали соприкасаются друг с другом под большой нагрузкой, смазка обеспечивает их охлаждение и создает масляную пленку, которая защищает от преждевременной выработки на шестернях.
- Механизм передачи скорости. В зависимости от типа коробки в состав механизма могут входить валы, набор шестерен, планетарный редуктор, гидротрансформатор, фрикционные диски, ремни и шкивы.
Как происходит обслуживание
Обслуживание редуктора производится редко, обычно все ограничивается заменой масла. На пробеге свыше 150 000 км возможно потребуется регулировка подшипника, а также пятна контакта между ведомой и ведущей шестерней
При замене масла крайне важно очистить полость от продуктов износа (мелкой стружки), а также грязи. Пользоваться промывками редуктора моста не обязательно, достаточно использовать 2 литра дизельного топлива, дать поработать узлу на небольших оборотах. Советы, как продлить работоспособность ГП и дифференциала:
Советы, как продлить работоспособность ГП и дифференциала:
- своевременно меняйте масло, а если ваш стиль езды более спортивный, автомобиль терпит высокие нагрузки (езда на высокой скорости, перевозка грузов);
- при смене производителя масла или смены вязкости делайте промывку редуктора;
- при пробеге свыше 200 000 км рекомендуется воспользоваться присадками. Зачем нужна присадка — дисульфид молибдена, в составе присадки, позволяет снизить трение деталей, вследствие чего снижается температура, масло дольше сохраняет свои свойства. Помните, что при сильном износе главной пары использовать присадку не имеет смысла;
- избегайте трогание с пробуксовкой.
Устройство и основные требования к главной передаче
Устройство рассматриваемого механизма простое: главная передача состоит из двух шестерен (зубчатый редуктор). Ведущая шестерня имеет меньший размер, при этом она имеет связь с вторичным валом коробки передач. Ведомая шестерня больше ведущей, а связана она с дифференциалом и, соответственно, с колесами машины.
Схема главной передачи ведущего моста автомобиля: 1 – ведущие колеса; 2 – полуось; 3 – ведомая шестерня; 4 -ведущий вал; 5 -ведущая шестерня Рассмотрим основные требования, предъявляемые к главной передаче:
- минимальный уровень шума и вибраций при работе;
- минимальный расход топлива;
- высокий КПД;
- обеспечение высоких тягово-динамических характеристик;
- технологичность;
- минимальные габаритные размеры (чтобы увеличить клиренс и не повышать уровень пола в автомобиле);
- минимальная масса;
- высокая надежность;
- минимальная необходимость в обслуживании.
Увеличить КПД главной передачи можно повысив качество изготовления зубьев обоих шестерен, а также увеличив жесткость деталей и применив в конструкции подшипники качения. Отметим, что максимально сокращать вибрации и шум при работе чаще всего требуется для зубчатых редукторов легковых автомобилей. Вибрации и шум можно минимизировать, обеспечив надежное смазывание зубьев, повысив точность зацепления зубчатых колес, увеличив диаметр валов, а также прочими мерами, которые повышают жесткость элементов механизма.
Основные неисправности
- выход из строя подшипника дифференциала — в редукторах подшипники применяются для возможности вращения дифференциала. Это наиболее уязвимая деталь, которая работает в критических нагрузках (скорость, перепады температуры). При износе роликов или шариков, подшипник издает гул, громкость которого растет пропорциональности скорости движения авто. Пренебрежение своевременной замены подшипника грозит заклиниванию шестерен главной пары, впоследствии — к замене всего узла в сборе, включая сателлиты и полуоси;
- срабатывание зубов ГП и сателлитов. Трущиеся поверхности деталей подвержены износу, с каждой сотней тысяч км пробега зубья пары стираются, увеличивается зазор между ними, приводящий к повышенной вибрации и гулу. Для этого предусмотрена регулировка пятна контакта, за счет подкладывания дистанционных шайб;
- срезание зубьев ГП и сателлитов — происходит в том случае, если вы часто трогаетесь с пробуксовкой;
- слизывание шлицевой части на полуосях и сателлитах — естественный износ согласно пробегу авто;
- проворачивание втулки полуоси — приводит к тому, что автомобиль на любой передаче будет стоять на месте, а редуктор вращаться;
- течь масла — возможно последствием увеличения давления в картере дифференциала из-за забитого сапуна или вследствие нарушения герметичности крышки редуктора.
Главная передача с измененным передаточным числом
| Очищаем от грязи и промываем коробку передач снаружи (не допускайте попадания воды в картер). |
| Ключом «на 17» отворачиваем болт крепления кронштейна подвески силового агрегата. |
| Головкой «на 13» отворачиваем шесть гаек крепления задней крышки картера. |
| Снимаем кронштейн. |
| Постукивая молотком с медным бойком (или обычным через выколотку из мягкого металла) по приливам крышки,… |
| …снимаем ее вместе с уплотнительной прокладкой со шпилек. |
| Нажав до упора на шток выбора передач, включаем третью передачу или, вытянув шток до отказа, включаем четвертую. |
| Накидным ключом «на 10» отворачиваем болт крепления вилки пятой передачи. |
| Через выколотку из мягкого металла наносим удар по вилке вниз, включая пятую передачу. |
| Бородком выправляем вмятины буртиков гаек первичного и вторичного валов. |
| Головкой «на 32» с мощным воротком… |
| …отворачиваем гайки валов. |
| Поддев отверткой вилку включения пятой передачи, снимаем узел пятой передачи в сборе. |
| Вынимаем вилку включения пятой передачи. |
| Молотком с медным бойком наносим удар по торцу первичного вала. |
| В образовавшийся зазор между упорной пластиной и ведущей шестерней пятой передачи вставляем две отвертки. Поддевая отвертками шестерню, спрессовываем ее. |
| Головкой «на 13» отворачиваем три пробки фиксаторов штоков переключения передач. |
| Вынимаем из гнезд пружины и шарики фиксаторов. |
| Ударной крестообразной отверткой отворачиваем четыре винта крепления упорной пластины. На винтах имеются специальные стопорные шайбы. |
| Снимаем упорную пластину. |
| Двумя отвертками поддеваем упорную шайбу втулки ведомой шестерни пятой передачи. |
| В образовавшийся зазор между торцом заднего подшипника и упорной шайбой вводим лапы съемника… |
| …и спрессовываем втулку шестерни и упорную шайбу. |
| Двумя отвертками разжимаем стопорное кольцо подшипника первичного вала… |
| …и снимаем его. |
| Таким же образом снимаем стопорное кольцо с подшипника вторичного вала. |
| Головкой «на 13» отворачиваем пробку фиксатора передачи заднего хода и вынимаем пружину. |
| Вставляем в гнездо фиксатора отвертку и, приложив к ней магнит, извлекаем шарик. |
| Головкой «на 13» отворачиваем тринадцать гаек и один болт крепления картера коробки передач к картеру сцепления. |
| Головкой «на 13» отворачиваем тринадцать гаек и один болт крепления картера коробки передач к картеру сцепления… |
| …и снимаем его. |
| Накидным ключом «на 10» отворачиваем болт крепления вилки включения I–II передач к штоку. |
| Приподнимаем шток вверх и выводим вилку из зацепления. |
| Накидным ключом «на 10» отворачиваем болт крепления вилки включения III–IV передач к штоку. |
| Отверткой выводим шток из механизма выбора передач. |
| Поднимаем шток вверх и выводим вилку из проточки скользящей муфты синхронизатора. |
| Поворачивая шток включения V передачи, выводим его из механизма выбора передачи. |
| Вынимаем ось промежуточной шестерни передачи заднего хода. |
| Вынимаем промежуточную шестерню передачи заднего хода. |
| Вынимаем одновременно первичный и вторичный валы из роликовых подшипников картера сцепления. |
| Вынимаем дифференциал в сборе. |
| Зажимаем в тиски с накладками губок из мягкого металла вторичный вал. |
| Двумя отвертками упираемся в торцы стопорного кольца… |
| …и снимаем его с переднего конца вала. |
| В зазор между внутренним кольцом переднего подшипника и торцом ведущей шестерни главной передачи вставляем отвертку и отжимаем кольцо. |
| В образовавшийся увеличенный зазор вставляем две монтажные лопатки и спрессовываем с вала внутреннее кольцо подшипника. |
| Захватив трехзахватным съемником ведомую шестерню первой передачи, спрессовываем ведущую шестерню главной передачи. |
| При отсутствии съемника подкладываем под торец шестерни упоры и наносим удары молотком с медным бойком в торец вала. |
| Снимаем ведущую шестерню главной передачи. |
| Зажимаем ведомую шестерню главной передачи в тиски с накладками губок из мягкого металла. |
| Головкой «на 17» отворачиваем восемь болтов крепления шестерни к коробке дифференциала. |
| Молотком с медным бойком выбиваем коробку дифференциала и вынимаем ее из отверстия ведомой шестерни. |
| Устанавливаем тюнинговые ведущую и ведомую шестерни главной передачи в последовательности обратной разборочной. |
| После установки дифференциала в картер сцепления необходимо зафиксировать оправкой (заглушкой) одну из шестерен приводов для того чтобы они не сместились с посадочных мест при дальнейшей сборке. Перед сборкой картера коробки передач с картером сцепления и задней крышкой наносим по периметру привалочных плоскостей слой герметика. |
vaz-rukovodstvo.ru
Классификация [ править | править код ]
Червяки
различают по следующим признакам:
по форме образующей поверхности
- цилиндрические
- глобоидные
по направлению линии витка
правые
левые
по числу заходов резьбы
однозаходные
многозаходные
по форме винтовой поверхности резьбы
с архимедовым профилем
с конволютным профилем
с эвольвентным профилем
трапецеидальный
Зубчатые колёса
различают по следующим признакам:
по профилю зуба
- прямой — (контакт по точке, малонагруженные передачи)
- вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии)
- роликовый — зубья вырожденного сектора заменены гребневым роликом
по типу зубчатого колеса
полное колесо (с передачей непрерывного вращения)
зубчатый сектор (с поворотом сектора на ограниченный угол)
вырожденный сектор с роликом (в паре с глобоидальным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка, возможна передача большого момента)
Требуемый уход
Любые шестерёнки главной передачи и самоблока нуждаются в смазке и уходе. Несмотря на то, что все элементы ГП и самоблока смотрятся мощными железками, они всё же имеют свой ресурс прочности. Из-за этого советы, касающиеся резких стартов и торможения, грубых включений сцепления и иной нагрузки автомобиля, остаются актуальными и сегодня.
Все трущиеся элементы и зубья шестерёнок требуется регулярно смазывать. Из-за этого в картер наливается специальное масло, уровень которого нужно иногда проверять.
Масло, в котором функционируют шестерёнки, может вытекать сквозь слабые соединения и пришедшие в негодность сальники.
Двойная центральная главная передача позволяет получить большое передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под картером моста. Такая главная передача устанавливается, например, в ведущих мостах некоторых автомобилей.
Картер 18 главной передачи вместе с балкой 7 ведущего моста представляет собой жесткую конструкцию, что способствует обеспечению правильного зацепления шестерен.
Главная передача состоит из пары конических шестерен 13 и 14 со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен 11 и 12 с косыми зубьями. Такая форма зубьев способствует уменьшению шума при работе главной передачи, а тщательная обработка зубьев шестерен повышает КПД главной передачи. Ведущая коническая шестерня 14 выполнена как единое целое с ведущим валом главной передачи, установленным на двух роликовых конических подшипниках 16, корпус которых привернут болтами к фланцу картера главной передачи, и на одном роликовом цилиндрическом подшипнике 17. На указанном валу между внутренними кольцами подшипников 16 имеются шайбы для регулировки предварительного натяга подшипников.
Между фланцем корпуса подшипников 16 и картером 18 главной передачи установлены регулировочные прокладки для регулировки зацепления пары конических шестерен. Ведущая коническая шестерня 14 входит в зацепление с ведомой конической шестерней 13, напрессованной на шпонке на промежуточный вал, изготовленный заодно с ведущей цилиндрической шестерней 12. Этот вал установлен во внутренней перегородке картера на роликовом цилиндрическом подшипнике, а его наружный конец расположен на двухрядном роликовом коническом подшипнике, корпус которого вместе с крышкой прикреплен болтами к боковому фланцу картера главной передачи. Под фланцем корпуса установлены прокладки для регулировки зацепления конических шестерен, а для регулировки роликового конического подшипника между его внутренними кольцами поставлены регулировочные шайбы.
Ведущая цилиндрическая шестерня 12 входит в зацепление с ведомой шестерней 11, скрепленной болтами с корпусом дифференциала 10, помещенного в гнездах картера главной передачи на роликовых конических подшипниках, для регулировки которых служат гайки со стопорным устройством.
В картере главной передачи имеются отверстия для заливки, контроля и слива масла, закрытые пробками. Уровень масла проверяется в процессе эксплуатации специальным щупом. В картере выполнены полости (карманы), в которые при вращении шестерен попадает масло, откуда оно поступает по каналам к подшипникам ведущей и ведомой конических шестерен, улучшая их смазывание. Картер главной передачи сообщается с атмосферой через сапун.
Главные передачи всех мостов автомобиля имеют одинаковое устройство, но картеры главных передач среднего и заднего мостов отличаются от переднего формой и расположением относительно балок своих мостов. Кроме того, ведущий вал среднего моста выполнен сквозным (проходным) для привода главной передачи заднего моста, поэтому оба конца этого вала уплотнены самоподжимными сальниками и на обоих концах на шлицах закреплены гайками фланцы карданных шарниров 15 карданных передач привода ведущих мостов.
При этом для большинства КПП актуально такое понятие, как главная передача автомобиля. Далее мы поговорим о том, что такое главная передача и для чего нужна.
Читайте в этой статье
Назначение, конструктивные особенности
Основная задача этого элемента сводится к изменению крутящего момента перед подачей его на привод колес. То же делает и коробка передач, но у неё существует возможность изменения передаточных чисел за счет ввода в зацепление тех или иных шестерен. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля КПП, на выходе из нее крутящий момент небольшой, а скорость вращения выходного вала – высокая. Если передать вращение напрямую на ведущие колеса, то возникшая нагрузка «задавит» двигатель. В общем, авто просто не сможет сдвинуться с места.
Главная передача автомобиля обеспечивает повышение крутящего момента и снижение скорости вращения. Но в отличие от КПП передаточное число у нее фиксированное.
Расположение главной передачи на примере обычной МКПП
Представляет собой эта передача на легковом авто обычный шестеренчатый одноступенчатый редуктор постоянного зацепления, состоящий из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня небольшая по размерам и связана она с выходным валом КПП, то есть вращение подается на нее. Ведомая же шестерня значительно больше по размерам и получаемое вращение она подает на приводные валы колес.
Передаточное число является соотношением количества зубьев шестерен редуктора. Для легковых авто этот параметр находится в диапазоне 3,5-4,5, а для грузовиков он достигает 5-7.
Чем больше передаточное число (больше количество зубьев ведомой шестерни относительно ведущей), тем выше крутящий момент, подаваемый на колеса. При этом тяговое усилие будет больше, но максимальная скорость ниже.
Передаточное число главное передачи подбирается исходя из эксплуатационных показателей силовой установки, а также других узлов трансмиссии.
Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Этот редуктор может быть, как отдельным узлом, установленным в своем картере (заднеприводные модели), так и входить в конструкцию КПП (авто с передним приводом).
Главная передача в заднеприводном автомобиле
Что касается некоторых полноприводных авто, то у них может использоваться разная компоновка. Если в таком автомобиле расположение силовой установки – поперечное, то главная передача передней оси входит в конструкцию КПП, а задней располагается в отдельном картере. У автомобиля с продольной компоновкой главные передачи на обоих осях отделены от КПП и раздаточной коробки.
В моделях с отделенной главной передачей, этот редуктор выполняет еще одну задачу – изменяет угол направления вращения на 90 град. То есть выходной вал КПП и приводные валы колес имеют перпендикулярное расположение.
Расположение главной передачи передней оси Audi
В переднеприводных моделях, где главная передача входит в конструкцию КПП, указанные валы имеют параллельное расположение, поскольку менять угол направления не нужно.
В ряде грузовых авто применяются двухступенчатые редукторы. Примечательно, что их конструкция может быть разной, но наибольшее распространение получила так называемая разнесенная компоновка, в которой используется один центральный редуктор и два колесных (бортовых). Такая конструкция позволяет существенно повысить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.
Привод легковых автомобилей
Особенность работы редуктора сводится к тому, что он равномерно разделяет вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении такое условие является нормальным. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо изменение скорости вращения каждого из них. Это входит в задачу дифференциала, используемого в конструкции трансмиссии (он устанавливается на ведомой шестерне). В результате главная передача подает вращение на приводные валы не напрямую, а через дифференциал.
Основные требования. Современные тенденции
Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:
- Надежность;
- Минимальная потребность в обслуживании;
- Высокие показатели КПД;
- Плавность и бесшумность;
- Минимально возможные габаритные размеры.
Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.
Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.
Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.
Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.
Схема коробки передач DSG
Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.
Главная передача
Назначение главной передачи
Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.
Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.
Примечание Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.
Устройство главной передачи
Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).
Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.
Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).
Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.
Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.
Примечание Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.
Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.
Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.
