ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Конструкция коробки передач оценивается также ее металлоемкостью, трудоемкостью, стоимостью изготовления и ресурсом.

Металлоемкость оценивают удельной массой коробки передач — отношением ее массы к мощности двигателя.

Обычно удельная масса (в кг/кВт) коробки передач характеризуется приведенными ниже значениями.

Ступенчатые коробки передач автомобилей:

легковых................................................................................................................0,3…0,5

грузовых…………………………………………………………………………........0,5...2,0

Гидромеханические коробки передач ...............................................................0,35... 2,0

Электромеханические передачи………………………………………………………5... 10

Ресурс. Ниже приведены значения ресурса коробок передач (в тыс. км пробега до капитального ремонта).

Легковые автомобили .... ………………………………………………………….125...250

Грузовые автомобили и автобусы .................................................................... 250...500

Для внедорожных автомобилей и автомобилей высокой проходимости устанавливается пониженный ресурс.

Различают два основных конструктивных вида ступенчатых коробок передач: с неподвижными осями валов (вальные) и планетарные. Бальные коробки передач широко применяются как в механических трансмиссиях, так и в гидромеханических. Планетарные применяются главным образом в гидромеханических трансмиссиях и поэтому рассматриваются отдельно.

Основные кинематические параметры коробки передач: диапазон передаточных чисел (переднего хода) Д_к; число ступеней n передаточное число высшей передачи и_в.

Диапазоном передаточных чисел называют отношение передаточных чисел крайних передач — низшей (u_н) и высшей (u_в). Низшую передачу принято называть первой. Высшей передачей в соосных коробках передач является прямая передача (u_в= 1) или ускоряющая (u_В<1).

Двухвальные коробки передач (рисунок 2.16, 2.17) применяются в переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) автомобилях. Конструктивно их совмещают в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.

Поперечное расположение коробки передач позволяет применять главную передачу с цилиндрическими шестернями. При продольной компоновке применяется главная передача с коническими или гипоидными шестернями; последняя является более сложной в изготовлении и регулировке.

Основные достоинства двухвальных коробок передач:

- простота конструкции;

- малая масса;

- высокий КПД на промежуточных передачах (при передаче крутящего момента участвует только одна пара шестерен).

В тоже время в двухвальной коробке передач нет прямой передачи (когда в передаче крутящего момента не участвуют шестерни) и максимальный КПД на высшей передаче ниже, чем на прямой передаче трехвальной коробки.

Максимальное передаточное число одной зубчатой пары коробки передач не должно превышать некоторого предела, близкого к 4, превышение которого приводит к увеличению габаритов и повышению уровня шума. Это ограничивает область применения двухвальных коробок передач только легковыми автомобилями малого класса.

Рисунок 2.16 - Пятиступенчатая коробка передач автомобилей семейства ВАЗ 2108/09:

1 - картер сцепления; 2 - сальник первичного вата; 3 - направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления: 4 - синхронизатор первой и второй передач; 5 - шестерня первой передачи вторичного вала: 6 - подшипник игольчатый шестерен вторичного вата; 7 - заглушка переднего подшипника вторичного вала; 8 - подшипник вторичного вата передний; 9 - вал вторичный; 10 - подшипник коробки дифференциала; 11 - сальник полуоси правый; 12 - привод спидометра; 13 - дифференциал; 14 - шестерня ведомая главной передачи; 15 - кольцо регулировочное подшипников дифференциала; 16 - сальник полуоси левый; 17 - кольцо стопорное ступицы синхронизатора; 18 - кольцо стопорное; 19 - полукольцо упорное вторичного вата; 20 - шестерня третьей передачи вторичного вата; 21 - синхронизатор третьей и четвертой передач; 22 - шестерня четвертой передачи вторичного вата; 23 - шайба упорная шестерни четвертой передачи вторичного вата; 24 - втулка подшипника шестерни четвертой передачи; 25 - гайка заднего конца первичного и вторичного валов; 26 - трубка сапуна коробки передач; 27 - крышка коробки передач задняя; 28 - подшипник первичного и вторичного валов задний; 29 - кольцо дистанционное подшипника шестерни четвертой и пятой передачи; 30 - ват первичный; 31 - шарик стопорный полуколец; 32 - шестерня второй передачи вторичного вата; 33 - картер коробки передач; 34 - подшипник первичного вала передний; 35 - шестерня пятой передачи вторичного вала; 36 - втулка подшипника шестерни пятой передачи; 37 - синхронизатор пятой передачи; 38 - шайба упорная шестерни пятой передачи; 39 - пластина упорная сухарей синхронизатора; 40 - шестерня пятой передачи первичного вата; 41 - пластина упорная.

Рисунок 2.17 – Конструкция двухвальной коробки FIAT

Рисунок 2.18 – Коробка переключения передач автомобиля AUDI Q6

В двухвальной коробке передач на любой передаче, кроме заднего хода, крутящий момент двигателя передается двумя шестернями 2 и 3 (рисунок 2.19) непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4, который соединен с ведущими колесами автомобиля. Движение автомобиля задним ходом обеспечивается промежуточной шестерней 6, которая вводится в зацепление между шестернями 5 и 7. В результате этого вторичный вал коробки передач вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала 1.

Рисунок 2.19 - Схема работы двухвальной коробки передач:

а — движение вперед; б — движение задним ходом; 1 — первичный вал; 2, 3, 5,

6, 7 — шестерни; 4 — вторичный вал;

На рисунке 2.20 показана коробка передач переднеприводных легковых автомобилей АЗЛК.

Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну передачу для движения назад. В коробке два вала. Шестерни всех передач, кроме заднего хода, косозубые, что уменьшает шум при работе. Они имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи заднего хода прямозубые. Для движения вперед передачи включаются с помощью синхронизаторов, а для движения назад — перемещением промежуточной шестерни заднего хода. Переключение производится с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Отлитые из алюминиевого сплава картер 15 коробки передач, крышка 23 картера коробки передач и картер 30 главной передачи соединены между собой болтами 14 и образуют единый картер, в котором размещены первичный и вторичный валы коробки передач с шестернями и синхронизаторами, главная передача и меж-колесный дифференциал.

Первичный вал 11 изготовлен вместе с ведущими шестернями 13 и 16 соответственно I и II передач и шестерней 12 заднего хода. Вал вращается в трех подшипниках, которые установлены в хвостовике коленчатого вала двигателя, в картере главной передачи и в картере коробки передач. На первичном валу свободно установлены ведущие шестерни /7, 19 и 20 соответственно III, IV и V передач, а также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 18 и 21 для включения этих передач.

Вторичный вал 25 изготовлен вместе с ведущей шестерней 10 главной передачи. Он вращается в двух подшипниках, установленных в картерах главной передачи и коробки передач. На вторичном валу свободно установлены ведомые шестерни 26 и 28 соответственно I и II передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ведущими шестернями первичного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ведомые шестерни III, IV, V передач и заднего хода, а также ступица синхронизатора 27для включения I и II передач. При включении I и II передач синхронизатор 27 соединяет соответственно шестерни 26 и 28 с вторичным валом, а при включении III, IV и V передач синхронизаторы 18 и 21 соединяют с первичным валом соответственно шестерни 17, 19 и 20.

Задний ход включается вилкой путем введения в зацепление промежуточной шестерни заднего хода с шестернями 12 и 29.

В коробке передач имеются три синхронизатора, обеспечивающие включение всех передач, кроме заднего хода. Они имеют одинаковое устройство, являются двухсторонними для включения I и II, III и IV передач. Синхронизатор для включения V передачи — односторонний.

Синхронизатор состоит из ступицы 42, скользящей муфты 38, двух конических колец 36, трех блокирующих пальцев 37 и пружины 40. Ступица синхронизатора жестко крепится на шлицах на валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 38 с тремя отверстиями для блокирующих пальцев 37. Пальцы жестко соединены с латунными коническими кольцами 36 и имеют в средней части кольцевую блокировочную выточку 39. Латунные кольца имеют наружную коническую поверхность, аналогичную внутренней конической поверхности колец 41, приваренных к шестерням. На конической поверхности латунных колец нарезана резьба для разрыва масляной пленки и увеличения трения. Пружина 40 поджимает блокирующие пальцы к скользящей муфте синхронизатора и обеспечивает ее связь с коническими кольцами.

Работа синхронизатора основана на использовании сил трения. Передача включается только после предварительного уравнивания угловых скоростей вала коробки передач и свободно вращающейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями колец синхронизатора и шестерни. В этом случае зубья скользящей муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненном на шестерне. Свободно вращающаяся шестерня соединяется с валом, и передача включается.

Масло из коробки и главной передачи сливают через резьбовое отверстие с пробкой 32, расположенное в нижней части картера главной передачи. Связь внутренней полости коробки передач и главной передачи с окружающей средой осуществляется через отверстие 4, выполненное в шейке первичного вала 11 коробки передач.

Рисунок 2.20 – Коробка передач автомобилей АЗЛК

Трехвальные коробки передач устанавливаются на заднеприводных легковых автомобилях с передним расположением двигателя, на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности и на автобусах. Число передач в этих коробках — не менее 4 для легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности и 4...6 для грузовых автомобилей средней грузоподъемности.

Отличительной особенностью трехвальных коробок передач является наличие прямой передачи с передаточным числом u_k = 1, на которой первичный и вторичный валы соединяются напрямую. На этой передаче автомобиль движется большую часть времени.

На прямой передаче КПД трехвальной коробки передач больше, чем двухвальной, и коробка передач работает менее шумно. На остальных передачах, кроме заднего хода, в трехвальной коробке передач в зацеплении находятся две пары шестерен, что несколько снижает КПД коробки, но позволяет иметь на первой передаче большое передаточное число.

В трехвальной коробке передач (рисунок 2.21) на любой передаче, кроме прямой и заднего хода, крутящий момент двигателя с первичного вала 1 передается через шестерни 2 и 7 постоянного зацепления, промежуточный вал 5 и шестерни 6 и 3 на вторичный вал 4, соединенный с ведущими колесами автомобиля. При этом крутящий момент на промежуточном валу 5 больше крутящего момента на первичном валу 7, так как диаметр и число зубьев шестерни 7 больше, чем у шестерни 2. В то же время крутящий момент на вторичном валу 4 будет больше, чем на промежуточном валу 5.

При включении прямой передачи крутящий момент передается непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4. При включении передачи заднего хода промежуточная шестерня 9 вводится в зацепление между шестернями 8 и 10. Вследствие этого вторичный вал 4 коробки передач вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала 1, и обеспечивается движение автомобиля задним ходом.

Конструкция трехвальной коробки передач и число ее передач во многом зависит от типа автомобиля. Однако широкое применение получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач на легковых и грузовых автомобилях и автобусах.

Рисунок 2.21 - Схема работы трехвальной коробки передач:

а, б — движение вперед; в — движение задним ходом; 1 — первичный вал; 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10 — шестерни; 4 — вторичный вал; 5 — промежуточный вал

На рисунке 2.22 представлена коробка передач грузовых автомобилей МАЗ. Коробка передач — трехвальная, пятиступенчатая, с синхронизаторами и с неавтоматическим дистанционным управлением. Высшая V передача в коробке передач повышающая, а IV передача прямая. Повышающая передача используется при движении по хорошим дорогам, а также при движении автомобиля с неполной нагрузкой. При этом уменьшается расход топлива и увеличивается долговечность двигателя, так как на повышающей передаче обеспечивается работа двигателя с меньшей частотой вращения коленчатого вала.

Первичный вал 7 выполнен вместе с шестерней постоянного зацепления, а промежуточный вал 10 с шестерней 11 — 1 передачи. Остальные шестерни, в том числе и шестерни 12 отбора мощности, на промежуточном валу закреплены при помощи шпонок.

На вторичном валу установлены шестерни 8—1 передачи и заднего хода, 7, 5 и 4 — соответственно II, III и IV передач, а также синхронизаторы 2 и 6. Внутри вторичного вала выполнен осевой канал, в который поступает масло для смазывания втулок свободно установленных на валу шестерен II, III и V передач. Масло в канал нагнетается шестеренным насосом 13, который приводится от промежуточного вала. Все шестерни коробки передач, кроме шестерни I передачи и заднего хода, косозубые и находятся в постоянном зацеплении. Шестерни I передачи и заднего хода — прямозубые.

При включении I передачи шестерня 8 вводится в зацепление с шестерней 11 промежуточного вала, а при включении заднего хода — с блоком шестерен заднего хода, установленным в картере коробки передач на оси на игольчатых подшипниках. Включение II и III передач осуществляется синхронизатором б, а IV и V передач — синхронизатором 2.

Синхронизаторы имеют одинаковую конструкцию и отличаются только размерами. Синхронизатор II и III передач больше синхронизатора IV и V передач.

Синхронизатор состоит из муфты 22 и корпуса 19. Муфта имеет внутренние шлицы, два наружных зубчатых венца и выступы, в которых размещаются шариковые фиксаторы 20 с пружинами и штифты 21. Корпус имеет фигурные прорези 18 и внутри его с обоих концов запрессованы бронзовые конические кольца 23. Муфта находится внутри корпуса и соединяется с ним шариковыми фиксаторами, а ее выступы проходят через фигурные прорези. Штифтами муфта соединена с кольцом 17, связанным с вилкой переключения. Шестерни 16 передач, включаемых синхронизатором, имеют наружные конусные поверхности и внутренние зубчатые венцы, соответствующие наружным зубчатым венцам муфты синхронизатора.

При переключении передачи передвигается муфта 22 и вместе с ней корпус 19 синхронизатора. Конусной поверхностью кольцо 23 прижимается к конусной поверхности шестерни 16, свободно вращающейся на вторичном валу. От трения, возникающего между поверхностями, корпус повернется на некоторый угол и его выступы упрутся в края фигурных прорезей, препятствуя передвижению муфты. После выравнивания скоростей вращения муфты и шестерни корпус повернется в исходное положение, не препятствуя продвижению муфты. При дальнейшем перемещении муфты ее зубчатый венец войдет в зацепление с зубчатым венцом шестерни и передача будет бесшумно включена. Выключение передачи производится передвижением муфты в исходное положение относительно корпуса синхронизатора, вследствие чего зубчатые венцы муфты и шестерни включенной передачи разъединяются.

Управление коробкой передач неавтоматическое дистанционное. Рычаг переключения передач 14 соединяется с коробкой передач механическим приводом, включающем тяги, валики и карданные шарниры 15. Привод соединен с рычагом 3 механизма переключения, находящегося в крышке коробки передач. Конец рычага входит в пазы головок ползунов с вилками переключения. Механизм переключения также включает в себя пружинные шариковые фиксаторы, плунжерный замок со штифтом и пружинный предохранитель. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключение передач, замок — одновременное включение двух передач, а предохранитель — ошибочное включение заднего хода при включении первой передачи.

Рисунок 2.22 - Коробка передач грузовых автомобилей МАЗ:

а — общий вид; б — привод; в — детали синхронизатора; 7, 9, 10 — первичный, вторичный и промежуточный валы соответственно; 2, 6 — синхронизаторы; 3, 14 — рычаги; 4, 5, 7, 8, 11, 12, 16 — шестерни; 13 — насос; 15 — шарнир; 17, 23 — кольца; 18 — прорезь; 19 — корпус; 20 — фиксатор; 21 — штифт; 22 —муфта

Рисунок 2.23 – Трехвальная пятиступенчатая коробка ZF S 5-31

1 - ведущий вал; 2 - крышка подшипника; 3 - выключатель света заднего хода; 4 - манжета ведущего вала; 5 - задний подшипник ведущего вала; 6 - шестерня привода промежуточного вала; 7 – сапун; 8 - шестерня III передачи; 9 - передний картер; 10 - шестерня I передачи; 11 - шестерня заднего хода; 12 - штоки переключения передач; 13 - шарик-фиксатор; 14 – пружина; 15 - рычаг переключения; 16 - защитный уплотнитель; 17 - колпак рычага; 18 - корпус рычага переключения; 19 - задний картер; 20 - ведомый вал; 21 - манжеты удлинителя заднего картера; 22 – втулка; 23 - шестерня привода спидометра; 24 - привод спидометра; 25 - задний подшипник промежуточного вала; 26 - шестерня V передачи; 27 - болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода; 28 - промежуточная шестерня заднего хода; 29 - промежуточный вал; 30 - маслозаливная пробка.

Рисунок 2.25 – Конструкция трехвальной коробки передач

Многовальные коробки передач применяются для получения большого числа передач — от 8 до 24. Они представляют собой четырех-, пяти- или шестиступенчатые трехвальные коробки передач со встроенными или совмещенными дополнительными коробками передач (редукторами). При этом дополнительная коробка передач может быть повышающей или понижающей.

Повышающая коробка передач называется делителем или мультипликатором. Делитель устанавливается перед коробкой передач и увеличивает число передач в два раза. Обычно он имеет две передачи — прямую с передаточным числом u_д = 1 и повышающую с передаточным числом u_д< 1. Делитель не увеличивает передаточные числа коробки передачи, а только уменьшает разрыв между передаточными числами соседних передач, увеличивая на 20...25 % диапазон передач.

Понижающая коробка передач называется демультипликатором Демультипликатор устанавливается за коробкой передач. Он имеет две или три передачи — прямую с u_д = 1 и понижающие с u_д > 1 Демультипликатор увеличивает число передач в 2 — 3 раза и передаточные числа коробки передач, значительно расширяя их диапазон.

Многовальные коробки передач используются на автомобилях большой грузоподъемности, а также на автомобилях-тягачах, работающих с прицепами и полуприцепами.

На рисунке 2.26 представлена конструкция коробки передач грузовых автомобилей КамАЗ. Коробка передач пятивальная, десятиступенчатая, синхронизированная, с делителем и с неавтоматическим дистанционным управлением.

Коробка передач состоит из двух частей — основной пятиступенчатой коробки передач и делителя. Делитель выполнен в отдельном картере 12 с картером сцепления и прикреплен к картеру 10 коробки передач. В картере 10 основной коробки передач размещены первичный J, вторичный 8 и промежуточный 9 валы. Косозубые шестерни коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Включение IV и V, а также II и III передач производится соответственно синхронизаторами 5 и 6. Включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой 7. Синхронизаторы имеют конструкцию, аналогичную синхронизаторам грузовых автомобилей ЗИЛ.

Делитель имеет ведущий 1 и промежуточный 11 валы, две шестерни 2 и 13 постоянного зацепления и зубчатую муфту с синхронизатором 4 для включения прямой и повышающей передачи с передаточными числами соответственно u_д = 1 и u_д = 0,815. Промежуточный вал 11 делителя соединен шлицами с промежуточным валом 9 коробки передач. Шестерня 2 установлена свободно на ведущем вале и вращается относительно вала.

При включении прямой передачи ведущий вал 1 делителя и первичный вал 3 коробки передач жестко соединяются напрямую с помощью зубчатой муфты. При этом крутящий момент, передаваемый от двигателя к коробке передач, не изменяется. При включении повышающей передачи шестерня 2 фиксируется синхронизатором на ведущем валу 1 делителя. В этом случае крутящий момент двигателя передается с шестерни 2 на шестерню 13 промежуточного вала и далее на промежуточный вал 9 коробки передач. При этом уменьшается передаваемый крутящий момент и увеличивается скорость движения. Это обеспечивает работу автомобиля при небольших нагрузках с высокой скоростью движения, что способствует экономии топлива.

Размещение делителя в отдельном картере позволяет использовать основную коробку передач и без делителя на самосвалах и других автомобилях, где это целесообразно. При установке делителя отдельные детали основной коробки передач заменяются (первичный вал и др.).

Рисунок 2.26 -Коробка передач грузовых автомобилей КамАЗ:

1 — ведущий вал; 2, 13 — шестерни; 3 — первичный вал; 4, 5, 6 — синхронизаторы; 7 — муфта; 8 — вторичный вал; 9, 11 — промежуточные валы; 10, 12 —картеры

Элементы управления коробкой передач. Для коробок передач с двумя степенями свободы наибольшее распространение получил механический привод к исполнительному механизму переключения передач. Механический привод может быть непосредственным или дистанционным. В первом случае рычаг переключения передач воздействует на головки и штоки вилок переключения непосредственно. При дистанционном приводе это воздействие осуществляется с помощью дополнительных звеньев. Непосредственный привод применяется при достаточно близком расположении коробки передач и рабочего места водителя, в противном случае — дистанционный привод. Управление с механическим дистанционным приводом иногда заменяется полуавтоматическим командным управлением с использованием пневматических и иных устройств или автоматическим. Однако такие виды управления в вальных коробках передач механических трансмиссий при двух степенях свободы заметного распространения пока не получили.

Перемещения зубчатых муфт или передвижного зубчатого колеса при переключениях передач производятся с помощью вилок. Последние имеют поступательное перемещение или ка-чательное. Вилки с поступательным перемещением располагаются на штоках (ползунах), устанавливаемых в крышке коробки. Такой вариант является наиболее распространенным. Вилки с качательным движением имеют оси качания, закрепленные на стенках картера коробки; привод к ним осуществляется продольными штангами (рисунок 2.27).

Рисунок 2.27 – Конструкция механизма переключения передач с качательным движением вилок.

В соответствии со специальными требованиями к ступенчатым коробкам передач механических трансмиссий механизм переключения имеет устройства для фиксации нейтральных положений и включенной передачи (фиксаторы) и предотвращения одновременного перемещения двух вилок (замок), а также предохранитель, затрудняющий перевод рычага переключения в положение, при котором может быть включен задний ход, а иногда и первая передача.

Удобство управления при механическом приводе обеспечивается: рациональным расположением рычага переключения; ограничением расчетного усилия на рукоятке рычага, хода рычага, числа избираемых его положений (числа штоков); установкой синхронизаторов. В коробке передач с двумя степенями свободы необходимое количество штоков (вилок) определяется числом передач, включая передачу заднего хода. Для 4- и 5- ступенчатых коробок передач необходимо иметь три штока (три вилки), для 6- и 7- ступенчатой коробок — четыре. Уже при наличии четырех штоков управление усложняется. Усложнение управления является одним из факторов, ограничивающих возможное число ступеней в коробках передач с двумя степенями свободы.

У автомобилей семейства ЗИЛ он механизм управления расположен в крышке картера коробки 1 (рисунок 2.28).

В специальных гнездах установлены ползун 2 включения I передачи и заднего хода, ползун 9 включения IV и V передач и ползун 10 включения II и III передач. На ползунах закреплены болтами вилки, которые входят в зацепление с шестернями вторичного вала и синхронизаторами. Вилки включения II и III передач 13, а также IV и V передач 14 венчаются головками с пазами. На ползуне I передачи и заднего хода кроме вилки 12, закрепленной на заднем конце ползуна, установлена еще головка 3. В паз этой головки входит промежуточный рычаг 5 включения I передачи и заднего хода. В пазы головок вилок и промежуточного рычага включения I передачи и заднего хода входит нижний конец рычага переключения передач 6, установленный в гнезде корпуса рычага переключения передач 7. Шаровая опора рычага поддерживается конической пружиной. Передвигая рычаг из стороны в сторону, можно вводить его нижний конец в пазы головок и включать различные передачи.

При движении автомобиля, особенно по плохим дорогам, шестерни могут произвольно выходить из зацепления с нужными шестернями. Чтобы этого не случилось, на ползунах делаются проточки, соответствующие полному зацеплению зубчатых колес, и в эти проточки с помощью пружин вдавливаются фиксирующие шарики 8. Они не допускают произвольного включения передач и обеспечивают зацепление шестерен на всю длину зуба.

Рисунок 2.28 - Механизм управления коробкой передач:

1 — крышка картера коробки передач; 2 — ползун включения I передачи и заднего хода; 3 — головка ползуна; 4 — пружина предохранителя включения заднего хода; 5 — промежуточный рычаг включения I передачи и заднего хода; 6 — рычаг переключения передач; 7 — корпус рычага переключения; 8 — шарик фиксатора; 9 — ползун включения IV и V передач; 10 — ползун включения II и III передач; 11 — сапун дня сообщения картера коробки передач с атмосферой; 12— вилка включения I передачи и заднего хода; 13 — вилка включения II и III передач; 14 — вилка включения IV и V передач; 15 — штифт замка ползунов; 16 — шарик замка ползунов

Решить проблему одновременного включения двух передач помогает установка замка. Он состоит из штифта 15, вставленного в отверстие среднего ползуна и двух пар шариков 16 замка. На ползунах сделаны углубления: на крайних – по одному с со стороны среднего ползуна, а на среднем – с обеих сторон. Диаметры шариков и длина штифта подобраны так, что при перемещении одного ползуна они входят в углубления двух других и не позволяют им передвинуться.

Синхронизаторы. Переключение передач при помощи прямозубых шестерен сопровождается ударами их зубьев, в результате шестерни быстро изнашиваются. Для облегчения переключения передач применяются муфты и синхронизаторы.

Муфта плавного включения передач применяется на многих моделях автомобилей. Основными ее деталями являются сама муфта и ступица. Муфта имеет кольцевую проточку для вилки переключения передач и внутренний прямозубый зубчатый венец. Такие же зубчатые венцы имеют ступица и шестерни включаемых передач. Ступица устанавливается на шлицах вторичного вала и фиксируется пружинящим кольцом.

Для включения передачи муфту сдвигают в сторону включаемой шестерни, и она входит в зацепление с боковым наружным зубчатым венцом.

Однако, если в зацепление входят непосредственно шестерни, они от этого быстро изнашиваются и удары на себя воспринимают муфты. Это, в свою очередь, приводит к их ускоренному износу и затрудненному включению передач, особенно при движении автомобиля. Затрудненное включение передач объясняется тем, что при переключении передач выключают сцепление, и ведущий вал коробки передач вместе с промежуточным останавливаются, а вторичный вал, соединенный с ведущими колесами автомобиля, продолжает вращаться. В такой ситуации вращающаяся шестерня входит в зацепление с неподвижной, а это приводит к возникновению ударов, повышенному шуму и в конечном счете к износу шестерен. Проблема решается установкой синхронизаторов.

Синхронизаторы выравнивают окружные скорости валов, благодаря чему происходит бесшумное и безударное включение передач. Синхронизаторы устроены по различным схемам, однако принцип работы всех типов синхронизаторов имеет много общего.

Рисунок 2.30 – Конструкция современных синхронизаторов.

На многих автомобилях синхронизатор коробки передач устроен следующим образом. Ступица 8 (рисунок 2.31) устанавливается при по мощи шлицов на вторичном валу и имеет три продольных паза 9. В пазах устанавливаются стальные штампованные сухари 7, а под сухарями — плоские пружины 5. Усики пружин должны вставляться под один и тот же сухарь. На ступице 8 имеется наружный зубчатый венец, по которому скользит муфта 3. Она имеет внутренний зубчатый венец с кольцевой проточкой в средней части. В эту проточку плоские пружины 5 вдавливают выступы сухарей 7. Снаружи на муфте имеется кольцевая проточка для вилки механизма переключения передач. Сухари 7 в продольных пазах установлены с небольшим зазором и могут передвигаться вдоль ступицы 8. По обе стороны ступицы установлены бронзовые конусные блокирующие кольца 2. Снаружи блокирующие кольца имеют наружный зубчатый венец, соответствующий зубчатым венцам муфты синхронизатора и включаемых шестерен. Внутренняя поверхность блокирующих колец коническая и имеет мелкую нарезку для быстрого удаления смазки при работе синхронизатора. Блокирующие кольца имеют три выреза. В них входят торцы сухарей. Ширина вырезов на блокирующих кольцах больше ширины сухарей примерно на ширину половины зуба. Торцы зубьев блокирующих колец и муфты закруглены.

Подобное устройство имеют синхронизаторы коробок передач на многих моделях современных легковых автомобилей. Отличаются они лишь тем, что вместо сухарей с плоскими пружинами на них могут быть установлены шариковые фиксаторы, состоящие из сухаря и шарика с пружиной. Пружина вдавливает шарики в кольцевую проточку внутри муфты.

Принцип работы этих синхронизаторов аналогичен. Для того чтобы включить передачу, муфта должна проскользнуть между зубьями блокирующего кольца и войти в зацепление с зубчатым венцом включаемой шестерни.

Рисунок 2.31 – Устройство синхронизатора

а — конструкция; б — детали; 1 — шестерня ведущего вала; 2 — конусное блокирующее кольцо; 3 — муфта; 4 — вилка; 5 — пружина; 6 — шестерня III передачи; 7— сухарь; 8— ступица; 9— продольные пазы в ступице

При перемещении муфты 3 (рисунок 2.31) вместе с ней продвигаются сухари 7, так как их выступы пружинами 5 вдавлены во внутренние кольцевые проточки муфты. Сухари своими торцами нажимают на донышки вырезов блокирующих колец 2, передвигая их к коническим поверхностям шестерен. Между конусами блокирующего кольца и шестерни возникает трение, которое заставляет блокирующее кольцо повернуться относительно муфты на величину зазора между боковыми стенками вырезов кольца и сухарями. При этом зубья блокирующего кольца оказываются частично против зубьев муфты. Продолжая нажимать на рычаг переключения передач, водитель все с большей силой прижимает зубьями муфты блокирующее кольцо к конусу шестерни, трение между которыми увеличивается. За счет этого трения начинает вращаться ведущий вал коробки передач. Когда частота вращения ведущего вала сравняется с частотой вращения ведомого вторичного вала, трение между конусами блокирующего кольца и шестерни исчезает. В этой ситуации муфта отодвинет блокирующее кольцо, проскользнет между зубьями и войдет в зацепление с зубчатым венцом включаемой шестерни.