Системы передачи (часть IV)

Рис. архив

Поперечное сечение пятиступенчатой ​​коробки передач с коаксиальным входным и выходным валами

Мощность и крутящий момент двигателя внутреннего сгорания становятся достаточными для преодоления сопротивления движению транспортного средства только при относительно высоких скоростях вращения коленчатого вала.

Коробки передач

Использование трансмиссии с переменным соотношением между двигателем и ведомыми колесами в двигательной системе транспортного средства позволяет полностью использовать крутящий момент двигателя на различных скоростях, включая минимальные скорости движения. Аналогичная трансмиссия также необходима для изменения направления движения при движении задним ходом. Комплект указанных трансмиссий в автомобилях называется коробкой передач.

Поперечное сечение пятиступенчатой ​​коробки передач с коаксиальным входным и выходным валами

Поперечное сечение пятиступенчатой ​​коробки передач с коаксиальным входным и выходным валами

Коробки передач современных легковых автомобилей имеют, в зависимости от веса транспортного средства и мощности двигателя, 5 или 6 передних передач и одну заднюю передачу. Каждая передача соответствует определенному передаточному числу. Чем больше полезный диапазон оборотов двигателя, тем меньше число передаточных чисел. Более низкие передачи используются для получения более высоких движущих моментов на колесах транспортного средства, а более высокие передачи позволяют достичь более высоких скоростей движения.

Типы коробок передач

С точки зрения дизайна и переключения передач, существующие коробки передач делятся на: ручные, автоматические, автоматически управляемые и бесступенчатые механические или гидравлические.

Коробка передач заблокирована главной передачей и дифференциалом

В европейских автомобилях преобладают механические коробки передач. Это не совсем удобное решение и вызывает много проблем, особенно для начинающих водителей. Кроме того, при неправильном выборе передач это вызывает значительное увеличение расхода топлива.

Стандартные конструкции

Классические, ручные или ручные коробки передач могут иметь входные и выходные валы, которые соосны или смещены. В первом случае направление вращения на выходе из ящика и входе в него одинаковое. В этой конструкции есть три вала: входной вал, также называемый валом сцепления, соосно размещенный с ним, выходной вал, также называемый главным и параллельным валом.

Это решение используется в автомобилях с классической системой привода. Переключение передач для движения вперед осуществляется на главном валу, а передача привода (кроме прямого и обратного хода) осуществляется через две пары передач. На прямой передаче крутящий момент от вала сцепления передается непосредственно на главный вал. Задняя передача активируется с помощью дополнительной шестерни, взаимодействующей с двумя колесами, установленными на промежуточном и главном валах.

В безредукторных эксцентриковых редукторах присутствуют только входной (муфта) и выходной (главный) валы - параллельно друг другу и вращающиеся в противоположных направлениях. Передаточное число заднего хода решается аналогично коаксиальным коробкам.

В обоих типах стандартных коробок передач отдельные передаточные числа могут быть активированы с помощью: скользящих шестерен и кулачковых муфт (с синхронизаторами или без них). Конструкции со скользящими шестернями больше не используются (даже для движения задним ходом, что до недавнего времени было решением). При использовании кулачковых муфт пара зубчатых колес непрерывно входит в зацепление друг с другом, и включение одной из них состоит в соединении свободно вращающегося колеса с валом посредством шлицевой скользящей втулки, снабженной канавками, взаимодействующими с соответствующими углублениями ступицы колеса. Соединение проходит гладко только тогда, когда обе части вращаются с одинаковой скоростью, что было очень проблематично для водителей.

Эти неудобства были устранены с помощью конических синхронизаторов трения, которые выравнивают скорость зубчатого колеса и скользящей муфты непосредственно перед их сцеплением. В современных конструкциях синхронизированных коробок передач используются блокирующие синхронизаторы,

Работа синхронизатора тренияПроверка износа синхронизатора с помощью щупаРабота синхронизатора тренияПроверка износа синхронизатора с помощью щупа

т.е. включение переключения передач (кулачковая муфта) только в момент полного выравнивания скорости передачи передачи и взаимодействующей с ней переключающей втулки.

включение переключения передач (кулачковая муфта) только в момент полного выравнивания скорости передачи передачи и взаимодействующей с ней переключающей втулки

Отказ классических трансмиссий

Проблемы при использовании редукторов обычно являются результатом ошибок при сборке, неправильного обращения, перегрузки системы привода, слишком малого количества масла или загрязнения. Повреждение или износ синхронизаторов обычно проявляется в чрезмерном сопротивлении, оказываемом рычагом во время переключения передач. Причиной этого может быть значительное сглаживание конусов трения или использование неподходящего масла, что делает синхронизацию намного более продолжительной, чем обычно.

Шум от коробки может означать износ подшипника. Относительно частой неисправностью является протечка коробки в результате повреждения уплотнительных колец или чрезмерного давления внутри корпуса. Сами корпуса также могут подвергаться различным типам трещин в результате чрезмерных нагрузок, вызванных внешними факторами или ошибками сборки.

На рабочих поверхностях зубчатых колес после длительной эксплуатации возникают коррозия, полости и ямы и даже поломка зубьев в результате неправильного использования автомобиля, дефекты материала и производственные ошибки. Подшипники скольжения и качения также изнашиваются.

Слева: эффект синхронизатора трения Porsche

СМОТРИ ТАКЖЕ