Переключение передач осуществляется с помощью муфт,
вилок и трех подвижных штоков (рис. 4),
параллельных друг другу и расположенных
в одном ряду. Штоки перемещаются в отверстиях,
расточенных в задней и средней стенках
картера коробки передач. Концы штоков,
входящие в полость задней крышки, имеют
пазы, в которые входит ползун переключения.
Для фиксации рабочих положений штоков
на их поверхности имеются углубления,
в которые входят фиксаторы в виде шариков,
прижатых пружинами, расположенными во
втулках. Втулки запрессованы в отверстия
картера и закрыты общей крышкой. Для предотвращения
включения сразу двух передач установлено
блокирующее устройство, состоящее из
верхнего и нижнего замков и толкателя.
Управление коробкой передач осуществляется
рычагом на туннеле пола кузова. Нижний
палец рычага шарнирно соединен с ползуном
механизма управления коробкой передач.
Ползун при помощи вала и резиновой упругой
муфты соединен с ползуном коробки передач.
На задней крышке коробки передач установлен
выключатель фонарей заднего хода, который
включается
специальным выступом, выполненным на
штоке включения заднего хода.
Назначение
и принцип действия КПП
Основное предназначение коробки
переключения передач -- изменение крутящего
момента по величине и направлению и передача
его от двигателя к ведущим колесам. Иначе
говоря, с помощью коробки передач при
постоянной мощности двигателя осуществляется
изменение силы тяги на ведущих колесах
автомобиля. Кроме того, коробка передач
позволяет включить движение задним ходом,
а также на неограниченное время (в отличие
от сцепления) разъединять двигатель и
ведущие колеса автомобиля.
На современных автомобилях
устанавливаются механические либо автоматические
коробки передач. Поскольку механическая
коробка передач является классической
и более широко распространенной.
Основными составными элементами
механической коробки передач являются:
-картер;
-первичный, вторичный и
промежуточные валы с шестернями;
-дополнительный вал;
-шестерни заднего хода;
-синхронизаторы;
-механизм переключения
передач;
-замковое устройство;
-блокировочное устройство;
-рычаг переключения передач.
Все содержимое коробки переключения
передач расположено в картере. Он закреплен
на картере сцепления, который, установлен
на картере двигателя. Половину объема
картера коробки передач занимает специальное
трансмиссионное масло. Поскольку детали
работают при больших нагрузках, они должны
хорошо смазываться. В коробки передач
некоторых автомобилей можно заливать
обычное моторное масло. Как правило, замена
масла в коробке передач производится
редко, а во многих современных машинах
масло, залитое производителем автомобиля,
используется на протяжении всего срока
эксплуатации. Дело в том, что в коробке
переключения передач детали вращаются
намного медленнее, чем в двигателе внутреннего
сгорания. Соответственно, они изнашиваются
не так интенсивно, и в масле содержится
меньше продуктов их работы (металлических
опилок, стружки и др.). Поэтому масло дольше
сохраняется в состоянии, пригодном для
использования.
В картере коробки передач установлены
подшипники, на которых вращаются валы,
имеющие наборы шестерен с разным числом
зубьев.
Для обеспечения бесшумного
и плавного переключения передач используются
приборы, называемые синхронизаторами.
Они уравнивают угловые скорости вращающихся
шестерен.
Механизм переключения передач
является основным узлом коробки передач
и предназначается для смены передач.
Данным устройством управляет водитель
с помощью рычага переключения передач,
установленного в салоне автомобиля между
передними сидениями. В некоторых старых
автомобилях (например, «Волге» ГАЗ-21)
рычаг переключения передач установлен
на рулевой колонке.
Чтобы исключить возможность
включения одновременно двух передач
(что чревато неприятными последствиями),
предусмотрено специальное замковое устройство.
Для предотвращения самопроизвольного
выключения передач в коробке передач
используется блокировочное устройство.
На шестернях имеется разное
количество зубьев. Так, коленчатый вал
вращается со скоростью 2000 об./мин и передает
этот крутящий момент на первичный вал
с шестерней, которая входит в зацепление
с другой шестерней, крупнее по размеру
и имеющей в два раза больше зубьев. Вал,
на котором установлена вторая шестерня,
будет вращаться со скоростью в два раза
меньшей, то есть 1000 об./мин. При использовании
различных сочетаний входящих в зацепление
шестерен (установленных на разных валах)
этот принцип позволяет получать и передавать
на ведущие колеса разный крутящий момент.
В результате при вращении коленчатого
вала со скоростью 2000 об./мин ведущие колеса
при включении соответствующих передач
могут вращаться, например, со скоростью
1000 об./мин, 500 об./мин и т.д.
Для движения автомобиля задним
ходом предусмотрена задняя передача.
Вторичный вал коробки передач вращается
в обратную сторону, что достигается за
счет использования нечетного количества
входящих в зацепление шестерен (в этом
случае направление крутящего момента
меняется на противоположное). Эта нечетная
шестерня установлена на дополнительном
валу коробки передач.
Водитель самостоятельно переключает
передачи с помощью рычага в зависимости
от условий езды, режима работы двигателя,
его возможностей, а также иных факторов.
На современных легковых автомобилях
чаще всего установлена пятиступенчатая
коробка передач. Это означает, что машина
имеет пять передач для движения в переднем
направлении и одну передачу для движения
в заднем направлении. Большинство советских
легковых автомобилей выпуска 1970-1980-х
годов имели четырехступенчатую коробку
передач.
В каждом легковом автомобиле
действует принцип: чем ниже передача
-- тем она сильнее и в то же время медленнее.
Поэтому самыми мощными передачами, предназначенными
для трогания с места и движения на малой
скорости, являются первая и задняя. При
их включении двигатель легко крутит колеса,
однако высокую скорость развить не удастся:
мотор будет громко работать на больших
оборотах, но быстрее, чем 10-20 км/ч машина
не поедет.
Когда автомобиль тронулся
с места и немного разогнался, следует
переключиться на вторую передачу. На
ней можно набрать скорость 40-50 км/ч, чтобы
включить третью передачу -- еще более
скоростную и менее мощную и т. д.
На низких передачах двигатель
потребляет больше топлива. Иначе говоря,
чем выше передача -- тем езда экономичнее.
Есть такое понятие, как торможение
двигателем. Речь идет о замедлении скорости
автомобиля не с помощью тормозной системы,
а путем постепенного перехода на пониженные
передачи: с пятой -- на четвертую, затем
-- на третью и т.д. Такие действия необходимы,
в частности, при движении на скользкой
дороге. Если воспользоваться тормозами,
то автомобиль может занести. Торможение
двигателем в такой ситуации является
более безопасным.
Как правило, коробка передач
Ї довольно надежный агрегат, исправно
работающий на протяжении всего срока
эксплуатации автомобиля. Достаточно
лишь следить за уровнем масла и при необходимости
подливать его либо менять. Чаще всего
коробка передач ломается по причине неаккуратного
обращения с рычагом переключения (водитель
резко дергает его, пытается переключить
передачи при не полностью выключенном
сцеплении и т.п.). В результате выходят
из строя синхронизаторы, механизм переключения
передач, даже валы с шестернями. Ремонт
коробки передач -- дорогое удовольствие:
и работа сложная, и запчасти не из дешевых.
В ряде случаев неисправную коробку передач
приходится заменять целиком.
При переключении передач рычаг
должен двигаться плавно, без рывков и
резких движений, причем при прохождении
нейтральной позиции следует делать короткие
(в пределах секунды) паузы. Это позволит
своевременно сработать синхронизаторам,
призванным предотвратить поломку шестерен.
Что касается автоматической
коробки передач, то она, несомненно, является
более удобной для начинающих и малоопытных
водителей, поскольку избавляет от необходимости
выжимать и отпускать сцепление, вручную
переключать передачи. В автоматической
коробке передач также имеется рычаг переключения,
который называется рычаг селектора. У
стандартного автомобиля он принимает
четыре основных положения: P, R, N, D.
1. Р -- режим парковки. Его включают
после того, как автомобиль остановлен
и поставлен на ручной тормоз. Заводить
мотор при данном положении рычага разрешается.
2. R Ї положение предназначено
для движения задним ходом. Его
можно включать только при
нажатой педали тормоза и лишь
после полной остановки автомобиля.
Несоблюдение этого правила чревато
выходом из строя коробки передач.
3. N -- нейтральное положение
(имеется и у механической коробки
передач). В данном положении ведущие
колеса отключены от двигателя,
крутящий момент на них не
передается, поэтому можно заводить
мотор. Категорически запрещается
устанавливать рычаг в данное
положение во время движения --
коробка передач выйдет из строя.
4. D -- положение движения
автомобиля. В нем осуществляется
езда в обычных условиях, причем
при данном режиме без участия
водителя переключаются еще несколько
передач (можно почувствовать в
процессе езды по едва заметным
толчкам). Эти передачи переключаются
автоматически в зависимости
от скоростного режима, условий
езды и иных факторов.
В некоторых современных автомобилях,
оснащенных автоматической коробкой передач,
присутствуют дополнительные режимы разгона
(нормальный, экономичный и спортивный),
выбор которых осуществляется определенным
положением рычага селектора.
Следует отметить, что автоматическая
коробка передач по сравнению с механической
более склонна к поломкам. В частности,
она может выйти из строя при буксировке
автомобиля и гарантированно сломается
при попытке завести машину «с толкача».
Если в случае механической коробки несвоевременное
или неаккуратное включение какой-либо
передачи не обязательно повлечет неприятные
последствия, то автомат подобного обращения
не прощает.
Устройство двухвальной КПП.
Современная
двухвальная коробка передач обладает
следующими составляющими:
блок шестерен ведущего
вала и ведущий (первичный) вал;
блок шестерен ведомого
вала и ведомый (вторичный) вал;
главная передача и
муфты синхронизаторов;
механизм переключения
передач и дифференциал, а также картер
коробки передач.
Схема двухвальной коробки передач как
правило выглядит следующим образом. Ведущий
вал обеспечивает необходимое соединение
со сцеплением. На нем жестко закреплен
блок шестерен.
К параллельно ведущему валу будет расположен
ведомый вал с определенным блоком шестерен.
Ведомого вала шестерни находятся в постоянном
сцеплении с аналогичными деталями ведущего
вала. Они свободно вращаются на валу.
Ведущая шестерня главной передачи на
ведомом валу жестко закреплена. Между
шестернями данного вала установлены
специальные муфты синхронизаторов.
Для тог,о чтобы уменьшить линейные размеры,
увеличить числа ступеней в ряде конструкций
коробок вместо одного так называемого
ведомого вала устанавливаются сразу
два и даже три вала. На каждом из них жестко
закреплена шестерня самой главной передачи,
которая всегда находится в зацеплении
с ведомой шестерней.
Главная передача и дифференциал способны
передавать крутящий момент непосредственно
от вторичного вала к ведущим колесам
авто. Дифференциал может обеспечивать
вращение колес с различной угловой скоростью.
Сам механизм переключения передач данного
вида коробки, как правило, обладает дистанционным
действием, т.е. находится отдельно от
корпуса коробки. Правильная связь между
механизмом и коробкой может осуществляться
при помощи тяг и тросов. Самым простым
считается тросовое соединение, так как
оно чаще применяется в механизмах переключения.
Непосредственный механизм переключения
передач имеет следующее устройство:
трос выбора передач
и рычаг управления;
трос включения передач
и рычаг выбора передач;
шток центральный переключения
передач с вилками и рычаг включения передач,
а также блокирующее устройство.
Под так называемым выбором передачи нужно
понимать поперечное движение рычага
управления от оси автомобиля, а под включением
передачи –движение рычага продольное.
Принцип работы схож с трехвальной коробкой.
Главное отличие заключается в некоторых
особенностях работы самого механизма
отвечающего за переключения передач.
При включении конкретной передачи движение
рычага управления будет разделяться
на продольное и поперечное. При поперечном
движении усилие передается на трос. Тот,
в свою очередь, будет воздействовать
на рычаг выбора передач. Данный рычаг
осуществляет поворот штока вокруг оси
и обеспечивает выбор передач.
Способы включения
передач в КПП
По способу управления коробки
переключения передач, имеют два основных
типа:
Ручное управление – это понятно,
т.е. необходимую передачу включает человек
(водитель). Включение ручным способом
производится: непосредственным действием
водителя, либо с применением сервопривода,
работу по переключению передач выполняет серустройство, а водитель нужен для того, чтобы управлять сервоприводом.
Автоматическое управление
– в этом случае передачи в КПП переключаются
без вмешательства водителя, в зависимости
от внешних условий, например, уменьшение
подачи топлива или нажатие на тормоз.
Назначение дополнительных
и раздаточных коробок.
Назначение раздаточной коробки
Раздаточная коробка служит для распределения
усилия на все ведущие мосты автомобиля.
Кроме того, с ее помощью осуществляется
включение и выключение ведущего переднего
моста. Раздаточная коробка, как правило,
имеет двухступенчатый редуктор. Под его
воздействием меняются передаточные числа
и вдвое увеличивается количество передач
автомобиля.
Первый ряд передаточных чисел получается
при включении прямой (высшей) передачи.
Второй ряд задействуется при понижении
передачи. Это позволяет использовать
автотранспорт в разных дорожных условиях.
В конструкции автомобилей высокой проходимости
имеется устройство, не позволяющее включить
понижающую передачу в тот момент, когда
передний мост включен. Такое устройство
предохраняет задний мост от перегрузки
большим крутящим моментом.
Назначение дополнительной коробки
Демультипликатор, включается последовательно с осн. коробкойпередач в силовую передачу автомобилей большой грузоподъёмности. Д. к. п. расширяет диапазонпередаточных чисел в силовой передаче и увеличивает тяговое усилие на ведущих колёсах или гусеницах,на автомобилях с.-х. назначения обеспечивает возможность двигаться с малыми скоростями (2 - 3 км/ч) безперегрева двигателя.
Список литературы
1. Зеленин С.Ф., Молоков В.А.
Устройство автомобиля. - М: РусьАвтокнига,
2005. - 80 с.;
2. Передерий В.П. Устройство
автомобиля. - М.: ФОРУМ, 2008. - 288 с.;
3. Яковлев В.Ф. Учебник
по устройству легкового автомобиля.
Учебная литература. - М.: ИД Третий
Рим, 2010. - 80 с.;4. Материалы из Википедии
-- свободной энциклопедии