Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Автомобиль малого класса, с разработкой коробки передач

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 22.05.13. Сдан: 2012. Страниц: 40. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):




Оглавление

 

Введение

1. Назначение транспортного  средства…………………………….......……....3

2. Технические характеристики..…………………………………………….....4

3. Обзор аналогов автомобиля………………………………………………….9

4.  Ступенчатые коробки передач…...……...……….…………..……………..12

5. Бесступенчатые коробки перед...……….………………………….….…….20

6. Комбинированные коробки передач..………………………….…..…....….32

7. Двухвальные коробки передач …….……………………..……………..….32

8. Трехвальные коробки передач.……………………………….…………......36

9. Многовальные коробки передач……………………………..………….….39

10. Делитель, демультипликатор………………………………….………......41

11. Управление коробок передач (автом-ое, полуавтоматическое и непосредственное)…....................................................………………….……...46

12. Основные детали коробки передач………………………………..……….46

Заключение…….………………………………………………………..….…...52

Библиографический список использованной литературы…………………...53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

  1. Назначение транспортного средства.

ВАЗ-2121 (21213/21214) — легковой автомобиль повышенной проходимости (внедорожник) малого класса. Кузов несущий, трёхдверный типа универсал. Трансмиссия с постоянным полным приводом, механической четырёхступенчатой коробкой передач (начиная с 21213 — пятиступенчатой), двухступенчатой раздаточной коробкой и блокируемым межосевым дифференциалом. Геометрические параметры проходимости хорошие за счёт достаточно большого дорожного просвета (220 мм), небольших свесов кузова (угол въезда 32°, съезда — 37°) и сравнительно короткой 2,2-метровой колёсной базы. На первую модель ВАЗ-2121 устанавливался двигатель ВАЗ-2121, созданный на основе двигателя ВАЗ-2106, рядный карбюраторный четырёхцилиндровый, объёмом 1580 см?. Мощность 75 л.с. при 5400 об/мин, максимальный крутящий момент 116 Н·м при 3400 об/мин. На рестайлинговую модификацию ВАЗ-21213 устанавливался карбюраторный двигатель ВАЗ-21213 с увеличенным до 1690 см? рабочим объёмом, мощностью 80,8 л.с. при 5200 об/мин и максимальным крутящим моментом 125,3 Н·м при 3000 об/мин. Одной из особенностей «Нивы» было использование в её конструкции крупносерийных узлов модельного ряда ВАЗ. Так, от модели ВАЗ-2106 использовался 1,6-литровый двигатель с цепным приводом ГРМ, коробка передач и редуктор заднего моста (на первых «Нивах» в редукторах мостов использовались главные передачи от ВАЗ-2101 с передаточным отношением 4,3). Тем не менее, «Нива» сразу продемонстрировала уникальную для своего класса проходимость.

Большинство выпускавшихся в 70-х  годах XX века автомобилей типа 4х4 оснащались жестко подключаемым полным приводом (постоянный полный привод использовался в то время только на Range Rover), рамным шасси, зависимой подвеской, упрощёнными кузовами со спартанским интерьером (кроме того же Range Rover и Jeep Wrangler) и мягким тентованным верхом, а также и низкооборотными бензиновыми или дизельными двигателями. Поэтому внедорожник с постоянным полным приводом, большим количеством новаторских (мирового уровня) решений вроде независимой передней подвески, закрытого комфортабельного цельнометаллического несущего кузова, в сочетании с невысокой (по мировым меркам) ценой вызвал большую сенсацию, и, впоследствии, множество подражаний.

 

В 1978 ВАЗ-2121 был награждён золотой  медалью и признан лучшим автомобилем  своего класса на международной выставке в Брно[3]. В 1979 году «Ниве» был присвоен Государственный знак качества СССР[3]. В октябре 1980 автомобиль получил золотую медаль Познаньской международной ярмарки[3].

 

«Нива» (с 2006 года LADA 4x4) была и остается одним из лидеров экспорта АвтоВАЗа. Две самые первые специальные версии «Нивы» были экспортными: ВАЗ-21211 с 1,3-литровым мотором (для стран с дорогим топливом и высокими налогами на объём двигателя) и ВАЗ-21212 с правым рулем. Праворульная версия «Нивы» пользовалась очень хорошим спросом в Великобритании и даже поступала в небольшом количестве в Японию. В имеющей множество горных дорог Австрии в 80-е годы «Нива» занимала до 99 % парка внедорожников [4].

 

С конца 90-х на экспорт производится малыми партиями модификация ВАЗ-21215 с дизелем Пежо. Экспортный потенциал  бензиновой «Нивы» сохранился в странах дальнего зарубежья по настоящее время. В 2003—2007 гг. завод успешно адаптировал LADA 4x4 под нормы Euro 3 и 4. Целый ряд зарубежных тюнинговых фирм создавал на базе «Нивы» версии с кузовами кабриолет и пикап, а также спортивно-гоночные и тюнинговые варианты.

 

За три с лишним десятилетия  из 1,8 миллионов произведённых «Нив» наэкспорт в более чем 100 стран мира было отправлено свыше 500 тыс. Ежегодно около 15 тысяч «Нив» экспортировались в страны Латинской Америки, Африки, Среднего Востока, Восточной и Западной Европы, в том числе в Германию, Францию, Италию, Англию, Испанию, страны Бенилюкса и Грецию. В этих странах, а также в Японии, несмотря на то, что внедорожник больше не поставляется в Страну восходящего солнца, и по сей день существуют клубы любителей «Нивы». Встречаются «Нивы» и в Австралии и Канаде.

 

Сегодня «Ниву» из поставляемых АвтоВАЗом  сборочных комплектов собирают в  Усть-Каменогорске, Казахстан (фирма  «Азия-Авто») и на Украине (завод  «ЛуАЗ» компании «Богдан»). Ранее сборка «Нивы» из SKD комплектов производилась в Греции и в Эквадоре, где только в 2001 году было собрано почти две с половиной тысячи автомобилей.

 

2. Технические характеристики.

 

 

 

Параметры

ВАЗ-21213

ВАЗ-21214

Основные данные

Кузов

Цельнометаллический, несущий,

двухобъемный

Число дверей

3

Количество мест (при сложенных  задних сиденьях)

4-5 (2)

Снаряженная масса, кг

1210

Грузоподъемность, кг

400

Полная масса, кг

1610

Дорожный просвет автомобиля с  полной нагрузкой при статическом  радиусе шин 315 мм (175/80R16)/ 322 мм (6,96-16), не менее, мм:

  • до поперечины передней подвески

221/228

  • до балки заднего моста

213/220

Полная масса буксируемого прицепа, кг:

  • не оборудованного тормозами

400

  • оборудованного тормозами

1490

Наименьший радиус поворота по следу наружного переднего колеса, м

5,5

Максимальная скорость, км/ч:

  • с водителем и пассажиром

137

  • с полной нагрузкой

135

Время разгона с места до 100 км/ч, с:

  • с водителем и пассажиром

19

  • с полной нагрузкой

21

Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем с полной нагрузкой без разгона на первой передаче, %

58

Тормозной путь автомобиля при экстренном торможении с разрешенной максимальной массой со скорости 80 км/ч на горизонтальном участке ровного асфальтированного  шоссе, не более, м:

  • при использовании рабочей системы

40

  • при использовании одного из контуров рабочей системы

90

Расход топлива на 100 км пути не более, л:

  • на шоссе при скорости 90 км/ч на пятой передаче

8,3

8,3

  • на шоссе при скорости 120 км/ч на пятой передаче

11,5

11,2

  • в городском цикле

10,3

10,2

Геометрические  размеры

Длина, мм

3740

Ширина, мм

1680

Высота, мм

1640

Колесная база, мм

2200

Ширина колеи передняя/задняя, мм

1430/1400

Свес передний/задний, мм

705/835

Двигатель

Тип

Четырехтактный бензиновый

Четырехтактный бензиновый

Число и расположение цилиндров 

4, в ряд

4, в ряд

Порядок работы цилиндров 

1-3-4-2

1-3-4-2

Диаметр цилиндра и ход поршня, мм

82х80

82х80

Рабочий объем, л 

1,69

1,69

Степень сжатия

9,3

9,3

Номинальная мощность по ГОСТ 14846–81 (нетто), кВт (л.с.)

58,0 (78,9)

59,5 (80,9)

Частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, мин –1

5200

5200

Максимальный крутящий момент, Н.м (кгс.м) по ГОСТ 14846–81 (нетто)

127 (12,9)

127,5 (13,0)

Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, мин –1

3000

4000

Минимальная частота вращения коленчатого  вала на режиме холостого хода, мин  –1

750–800

820–880

Система питания 

С карбюратором

Распределенный впрыск

Топливо

Бензин с октановым числом 92–95

Неэтилированный бензин с октановым  числом 92–95

Система зажигания 

Бесконтактная

Микропроцессорная

Начальный угол опережения зажигания, градус

1±1°

Регулировке не подлежит

Трансмиссия

Сцепление

Однодисковое, сухое, с диафрагменной  нажимной пружиной

Привод выключения сцепления 

Гидравлический 

Коробка передач 

Механическая; пять передач переднего  хода, одна – заднего; все передачи переднего хода синхронизированы

Передаточные числа коробки  передач:

  • 1-я передача

3,67

  • 2-я передача

2,1

  • 3-я передача

1,36

  • 4-я передача

1

  • 5-я передача

0,82

  • задний ход

3,53

Раздаточная коробка 

Двухступенчатая; с межосевым дифференциалом с принудительной блокировкой

Передаточные числа раздаточной  коробки:

 
  • повышенная передача

1, 2

  • пониженная передача

2, 135

Промежуточный вал (от коробки передач  к раздаточной коробке)

С эластичной муфтой и шарниром равных угловых скоростей

Передний и задний карданные  валы (от раздаточной коробки к переднему и заднему мостам)

Трубчатого сечения, с двумя  карданными шарнирами на игольчатых подшипниках с пресс-масленками

Главная передача (переднего и заднего  мостов)

Коническая, гипоидная 

Передаточное число главной  передачи

3,9

Привод передних колес 

Открытыми валами с шарнирами равных угловых скоростей

Привод задних колес 

Полуосями, проходящими в балке  заднего моста 

Подвеска, ходовая часть

Передняя подвеска

Независимая, на поперечных рычагах, с цилиндрическими пружинами, с телескопическими гидравлическими амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости

Задняя подвеска

Зависимая (жесткая балка), на четырех  продольных и одном поперечном рычагах, с цилиндрическими пружинами и телескопическими гидравлическими амортизаторами

Колеса

Дисковые штампованные или из легких сплавов

Размер обода 

127J-406 (5Jх16) или 51/2Jх16 (только для  колес из легких сплавов)

Вылет, ЕТ (расстояние от привалочной  плоскости диска до середины обода), мм

58 или 48–58 (только для колес  из легких сплавов) 

Шины 

Диагональные или радиальные

Размер шин 

175-406 (6,95-16) – диагональные;  
175/80R16 или 185/75R16 – радиальные

Рулевое управление

Рулевой механизм

Глобоидальный червяк с  двухгребневым роликом

Передаточное число  рулевого механизма 

16,4

Рулевой привод

Трехзвенный: с одной средней и двумя боковыми разрезными тягами; с маятниковым рычагом

Тормозная система

Рабочая тормозная система 

Гидравлическая, с вакуумным  усилителем, двухконтурная 

Передний тормоз

Дисковый, невентилируемый, с подвижным суппортом, трехпоршневой

Задний тормоз

Барабанный, с автоматической регулировкой зазора между колодками  и барабаном 

Стояночный тормоз

С тросовым приводом на колодки  заднего тормоза 

Электрооборудование

Схема электрооборудования 

Однопроводная; отрицательные выводы источников питания и потребителей соединены с «массой» – кузовом и силовым агрегатом

Номинальное напряжение, В 

12

Аккумуляторная батарея 

Емкостью 55 А.ч при 20-часовом  режиме разряда

Генератор

Переменного тока со встроенным выпрямителем и регулятором напряжения, максимальный ток отдачи 55 А при частоте вращения ротора 5000 мин -1

Стартер

Постоянного тока, с электромагнитным тяговым реле и муфтой свободного хода. Мощность 1,3 кВт


 

 

3.Обзор аналогов автомобиля.

1.UAZ Patriot (УАЗ-3163) — полноприводный легковой автомобиль повышенной проходимости (вседорожник). Автомобиль оснащён цельнометаллическим пятидверным кузовом и предназначен для эксплуатации на дорогах всех категорий, а также сельской местности. Серийно выпускается Ульяновским автозаводом с августа 2005 года. До этого в 2000—2005 гг. производилась аналогичная модель УАЗ-3162 «Симбир», а в 1999—2002 гг. — УАЗ-3160.

Технически вседорожник представляет собой глубоко модернизированный  УАЗ-3162 «Симбир», ставший более комфортабельным, но унаследовавший кузов и принципиальные технические решения, в том числе мосты типа «Спайсер», пяти- или девятиместное исполнение салона и двигатели Заволжского моторного завода, который также входит в холдинг Sollers. В производстве применяется ряд иностранных комплектующих и элементов, производимых на совместных предприятиях. В частности, сцепление Luk, гидроусилитель рулевого управления ZF, фары Bosch Automotive Lighting, панели приборов RAR, торпедо от иранского поставщика, коробка передач Dymos. 
         

 

 

Тип кузова:                                                        Внедорожник

Длина:                                                        4340 мм

Ширина:                                                        1900 мм

Высота:                                                        1910 мм

Модельный год:                                               2010

Количество дверей:                                     5

Количество мест:                                               5

Привод:                                                         Полный

Число цилиндров / расположение:                 4/Рядный

Мощность двигателя л.с / оборотах:       112/4150

Рабочий объем двигателя:                            2693 см?

Крутящий момент / оборотах:                  208/2500

Вид топлива:                                                 АИ-92

Объем топливного бака:                             87 литров

Максимальная скорость:                             140 км/ч

Расход топлива в городском  цикле:                   14.5 литров на 100 км

Расход топлива на трассе:                             10.4 литров на 100 км

Расход топлива - смешанный цикл:                   13.2 литров на 100 км

Тип коробки передач:                                        Механическая

Снаряженная масса:                                         2075 кг

Полная масса:                                                   2600 кг

Размер шин:                                                   225/75 R16

 

2.Chery Tiggo (рус. Чери Тигго) — кроссовер, выпускаемый под маркой Chery. Основное производство сосредоточено в Китае, но также выпускается в Уругвае, Италии (DR-5) и Египте, а также в России. До 2008 года собирался в России на заводе Автотор в Калининграде, в настоящее время выпускается на заводе ТагАЗ в Таганроге под названием Vortex Tingo. 4 октября 2009 года инициативной группой владельцев Chery Tiggo и одновременно членами CHERY-CLUB установлен рекорд России в номинации "Самая длинная надпись из автомобилей одной марки одной модели"

 

 

 

Тип кузова                                                           Внедорожник

Количество  дверей                                       5

Количество  мест                                                 5

Полная  масса, кг                                                 1475

Максимальная  скорость, км/ч                   175

Разгон  до 100 км/ч, с                                       14,0

Объем топливного бака, л                              57

Год начала выпуска                                      2005

Модель  двигателя                                        mitsubishi 4g63 s4m

Тип двигателя                                                  Бензиновый

Расположение  двигателя                              Спереди, поперечно

Расположение цилиндров                              Рядный

Система питания                                                  Распределенный впрыск

Объем двигателя, см?                                         1997

Мощность, л.с.                                              125

Достигается при об. в мин.                               6000

Максимальный крутящий момент, н-м           168

Достигается при об. в мин.                                4000

Количество цилиндров                                          4

Количество клапанов на цилиндр                      4

Октановое число топлива                                 92

Привод                                                              Передний

Коробка передач                                                   Механическая

Количество передач                                           5

Тип передней подвески                                 Независимая, пружинная McPherson, со стабилизатором

Тип передних тормозов                                Дисковые вентилируемые

Тип задних тормозов                                              Дисковые

Тип рулевого управления                                 Шестерня-рейка

Длина, мм                                                               4285

Ширина, мм                                                     1765

Высота, мм                                                                1705

Дорожный  просвет, мм                                            155

 

 

3.Suzuki Grand Vitara

На российском рынке Suzuki Grand Vitara представлен в следующих модификациях: 3-дверные автомобили с двигателями рабочим объемом 1,6 л и 2,4 л, и 5-дверные модели с двигателями рабочим объемом 2,0 л и 2,4 л. Кроме того, с ноября 2011 года в России доступны специальные лимитированные версии Grand Vitara SE и Grand Vitara SE Exclusive, отличающиеся особыми элементами внешнего и внутреннего оформления, а также наличием дополнительных электронных систем.

Ориентированная на комфорт и оптимальное использование  полезной площади 5-дверная модель Grand Vitara имеет следующие внешние параметры: 4 500 мм в длину, 1 810 мм в ширину, и 1 695 мм в высоту при колесной базе в 2 640 мм. Длина трехдверной Grand Vitara составляет 4060 мм, ширина – 1 810 мм, высота – 1 695 мм, а колесная база – 2 440 мм. Радиус разворота для 5-дверной модификации составляет 5,5 м, а для 3-дверной – 5,1 м. Короткий передний свес повышает геометрическую проходимость автомобиля, а прочный несущий кузов с интегрированной рамой обеспечивает высокий уровень безопасности.

 

 

 

 

 

 

Тип кузова:                                                             Внедорожник

Количество  дверей:                                                3

Кол-во мест:                                                            4

Длина/ширина/высота (мм):                                 4060 / 1810 / 1695

Колесная база (мм):                                               2440

Колея передних колес (мм):                                 1540

Колея задних колес (мм):                                     1570

Минимальный клиренс (мм):                               200

Объем багажника (л):                                           184

Масса снаряженного автомобиля (кг):               1481

Максимальная  масса автомобиля (кг):               1830

Объем топливного бака (л):                                 55

Двигатель

Кол-во цилиндров:                                                4

Кол-во клапанов на цилиндр:                              4

Расположение  цилиндров:                                  Рядное поперечное

Объем двигателя (см3):                                        1586

Мощность  л.с./при оборотах в минуту:              106/5900

Максимальный  крутящий момент (Н/м):           145/4100

Система питания:                                                  Распределенный впрыск

Тип двигателя:                                                       Бензиновый

Норма токсичности:                                             Евро 4

Тип топлива:                                                           92

Расход  топлива

город (л/100 км):                                                   10.2

трасса (л/100 км):                                                  7.1

смешанный цикл (л/100 км):                               8.2

Привод и трансмиссия

Тип привода:                                                         Полный

Тип КПП:                                                              Механическая

Число передач:                                                      5

Ходовая и управление

Тип передней подвески:                                      Типа Макферсон

Тип задней подвески:                                        Зависимая, 5-ти рычажная

Тормоза передние:                                             Дисковые вентилируемые

Тормоза задние:                                                 Барабанные

Размер  шин/Радиус:                                           225/70 R16

Усилитель руля:                                                 Гидроусилитель

Динамика  и сервис

Максимальная  скорость (км/ч):                       160

Разгон 0-100 км/ч (с):                                        14.4

 

4.Ступенчатые коробки передач

Назначение  коробки передач — изменять силу тяги, скорость и направление движения автомобиля. У автомобильных двигателей с уменьшением частоты вращения коленчатого вала крутящий момент незначительно  возрастает, достигает максимального значения и при дальнейшем снижении частоты вращения также уменьшается. Однако при движении автомобиля на подъемах, по плохим дорогам, при трогании с места и быстром разгоне необходимо увеличение крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам. Для этой цели и служит коробка передач, в которую входит также передача, позволяющая автомобилю двигаться задним ходом. Кроме того, коробка передач обеспечивает разъединение двигателя с трансмиссией.

Ступенчатая коробка передач состоит из набора зубчатых колес, которые входят в зацепление в различных сочетаниях, образуя несколько передач или ступеней с различными передаточными числами. Чем больше число передач, тем лучше автомобиль «приспосабливается» к различным условиям движения. Коробка передач должна работать бесшумно, с минимальным износом; этого достигают применением зубчатых колес с косыми зубьями.

Ступенчатые коробки передач по числу передач  переднего хода делят на четырех- и пятиступенчатые. Обычно коробки  передач легковых автомобилей, малогабаритных автобусов и грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности имеют четыре ступени, а коробки передач больших автобусов и грузовых автомобилей значительной грузо-подъемности — пять ступеней.

Ступенчатые коробки передач могут быть простые и планетарные. В основном на автомобилях применяют простые ступенчатые коробки передач, переключение передач в которых происходит двумя способами: передвижением зубчатых колес или передвижением муфт.

В общем случае ступенчатая  коробка передач представляет собой зубчатый (шестеренный) механизм, в котором изменение передаточного числа происходит ступенчато.

Передаточные числа ступенчатой коробки передач на всех передачах, кроме высшей, больше единицы (u> 1). При включении этих передач уменьшается скорость вращения ведомого (вторичного) вала коробки передач и почти во столько же раз увеличивается передаваемый крутящий момент двигателя.

Высшая передача в ступенчатых коробках передач может быть прямой (uk = 1) или повышающей (u< 1). При повышающей передаче снижается скорость вращения коленчатого вала двигателя на 10…20%, повышается долговечность деталей коробки передач и уменьшается расход топлива при движении с той же скоростью, что и на прямой передаче.

Типы ступенчатых коробок передач

На автомобилях применяются различные типы ступенчатых коробок передач (схема 1).

Схема 1 – Типы ступенчатых коробок передач, классифицированных по различным признакам.

 

Иногда автомобили оборудуют бесступенчатыми коробками  передач с плавным изменением передаточного числа и комбинированными коробками передач, в которых использованы оба способа изменения передаточного числа.

В простой  ступенчатой коробке передач (рис. 1) имеются три вала: ведущий (первичный) А, связанный через сцепление  с коленчатым валом двигателя; ведомый (вторичный) Б, соединенный через карданную передачу и другие механизмы с ведущими колесами автомобиля; промежуточный В. С ведущим валом как одно целое изготовлено ведущее зубчатое колесо 1, находящееся в постоянном зацеплении с ведомым зубчатым колесом 8, жестко соединенным с промежуточным валом. При включении сцепления вращаются ведущий и промежуточный валы.

Рис.1. Схема  трехступенчатой коробки передач: А — ведущий вал; Б — ведомый  вал; В — промежуточный вал; Г  — ось зубчатого колеса передачи заднего хода; 1–8 — зубчатые колеса.

На ведомом  валу установлены подвижные зубчатые колеса 2 и 3, а зубчатые колеса 7, 6 и 4, так же как и колесо 8, жестко соединены  с промежуточным валом. Отношение  числа зубьев ведомого зубчатого  колеса к числу зубьев ведущего колеса, обратное отношению их частот вращения, называют передаточным числом. Например, передаточное число передачи, состоящей из зубчатых колес 8 и 1,

где z8 — число  зубьев ведомого зубчатого колеса 8; z1 — число зубьев ведущего зубчатого  колеса 1.

Когда какое-либо зубчатое колесо ведомого вала входит в зацепление с одним из зубчатых колес промежуточного вала, крутящий момент от двигателя через ведущий, промежуточный и ведомый валы коробки передач передается карданной  передаче и далее на ведущие колеса автомобиля. Для включения первой передачи колесо 3 передвигают вперед, вводя его в зацепление с шестерней 6 первой передачи промежуточного вала. Общее передаточное число первой передачи определяют как произведение передаточных чисел отдельных пар зубчатых колес, т. е.

где z3 и z6 —  числа зубьев соответственно колеса 3 и шестерни 6.

При включении  первой передачи крутящий момент Мк на ведомом валу коробки передач  увеличивается по сравнению с  крутящим моментом двигателя Мд в u1 раз, т. е.

и имеет максимальную величину, так как шестерня 6 является наименьшей из зубчатых колес промежуточного вала, а колесо 3 — наибольшим из зубчатых колес ведомого вала.

 

Первой передачей  пользуются при движении автомобиля в самых тяжелых дорожных условиях, на крутых подъемах, а также при трогании с места на плохой дороге и с грузом.

Вторая передача обеспечивается включением зубчатых колес 2 и 7. Тогда

где z2 и z7 —  числа зубьев зубчатых колес соответственно 2 и 7.

Вторая передача является промежуточной. В приведенной схеме трехступенчатой коробки она единственная. В четырех- и пятиступенчатой коробках передач может быть две или даже три промежуточные передачи.

При включении  прямой (в данном случае третьей) передачи ведущий и ведомый валы соединяются  непосредственно через зубчатые колеса 1 и 2 (u3 = 1). Прямая передача является основной передачей, используемой при движении автомобиля по хорошей дороге.

Переключение  передач выполняют при выключенном  сцеплении, вводя подвижные зубчатые колеса (каретки) ведомого вала в зацепление с неподвижными зубчатыми колесами промежуточного вала. Это зацепление сопровождается ударами торцов зубьев и их повышенным износом. Поэтому на автомобилях часто применяют коробки передач с постоянным зацеплением зубчатых колес, отличающиеся высокой долговечностью.

С зубчатым колесом 4 промежуточного вала в постоянном зацеплении находится промежуточное  зубчатое колесо 5 передачи заднего  хода, которое на рис. 1 условно изображено в плоскости чертежа. Для включения  передачи заднего хода зубчатое колесо 3 передвигают назад, вводя его в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 5 передачи заднего хода, свободно вращающимся на своей оси.

 

Общее устройство коробки передач

 

На различных автомобилях устройство коробки передач может отличаться, но принципиальная схема остаётся примерно одинаковой. В этом разделе мы рассмотрим общее её устройство.

Коробка передач (рис. 1) механическая, трехходовая, четырехступенчатая, с  четырьмя передачами вперед и одной  назад. Зубчатые колеса первой, второй, третьей и четвертой передач косозубые. Ведущее и ведомое зубчатые колеса заднего хода прямозубые. Промежуточное зубчатое колесо заднего хода косозубое.

Передаточные числа  пар зубчатых колес коробки передач

 

первой передачи......................................... 3,8

второй передачи......................................... 2,118

третьей передачи........................................ 1,409

четвертой передачи.................................... 0,964

заднего хода............................................... 4,156

 

Картер коробки передач представляет собой блочную конструкцию, разделенную перегородками на три секции. В первой секции со стороны маховика размещена главная передача. Во второй секции размещены зубчатые колеса первой и второй передач и зубчатые колеса заднего хода, а в третьей секции — зубчатые колеса третьей и четвертой передач. Первая и вторая секции сообщаются между собой и имеют общее отверстие для слива масла, закрытое пробкой с вклеенным постоянным магнитом для сбора металлических частиц, попавших в масло. Третья секция сообщается с полостью задней крышки и также имеет отверстие для слива масла, закрытое такой же пробкой. В третьей секции между зубчатыми колесами третьей и четвертой передач установлено зубчатое колесо привода спидометра. В передней части картера коробки передач крепится картер сцепления, к задней — задняя крышка. Посадочные места картера коробки передач обработаны совместно с картером сцепления, поэтому они заменяются в комплекте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Коробка передач:

1 — задняя крышка; 2 — шток  ползуна; 3 — уплотнитель; 4 — задняя  втулка;5 — передняя втулка; 6 —  крышка картера; 7 — прокладка; 8 —  втулка; 9 — ведущая шестерня четвертой  передачи; 10 — шайба; 11 — ступица; 12 — муфта третьей и четвертой  передач; 13 — игольчатый подшипник; 14 — кольцо блокирующее; 15 — шестерня третьей передачи; 16 — подшипник роликовый; 17 — промежуточный вал; 18 — рычаг; 19 — стопорное кольцо; 20 — ведущий вал коробки передач; 21 — крышка; 22 — ведущая шестерня (ведомый вал) главной передачи; 23 — крышка переднего подшипника; 24 — маслосливная пробка; 25 — регулировочная прокладка; 26 — упорный подшипник ведущей шестерни; 27 — регулировочная прокладка; 28 — ведомая шестерня первой передачи; 29 — шайба; 30 — ведомая шестерня заднего хода; 31 — ведомая шестерня второй передачи; 32 — ведомая шестерня третьей передачи; 33 — ведущая шестерня привода спидометра; 34 — ведомая шестерня четвертой передачи; 35 — задний подшипник ведущей шестерни; 36 — картер коробки передач; 37 — прокладка; 38 — шайба; 39 — гайка; 40 — шайба; 41 — шлицевой вал ведущей шестерни заднего хода; 42 — промежуточная ведущая шестерня заднего хода; 43 — промежуточная ведомая шестерня заднего хода; 44 — втулка оси; 45 — ось шлицевого вала; 46 - сухарь; 47 — пружина; 48 — заглушка; 49 — ведомая шестерня привода спидометра; 50 — уплотнитель; 51 — ведущая шестерня; 52 — вал; 53 — корпус редуктора; 54 — шестерня; 55 — ведомый вал. Схема работы синхронизатора: а — нейтральное положение передач; б — начало синхронизации; в — передача включена

Рис. 3.


Требования к ступенчатым  коробкам передач.  
 
К основным требованиям, которые предъявляют к ступенчатым коробкам передач, следует отнести обеспечение наилучших тяговых и топливно-экономических свойств автомобиля; высокий КПД; легкость управления; безударное переключение передач; бесшумность работы; невозможность включения одновременно двух передач или передачи заднего хода при движении вперед; надежное удержание передач во включенном и нейтральном положениях; простоту конструкции и небольшую стоимость; малые габаритные размеры и массу; удобство обслуживания и ремонта; надежность конструкции.

Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число  ступеней в коробке передач и  их передаточные числа. При увеличении числа ступеней можно обеспечить режимы работы двигателя, близкие к наивыгоднейшим с точки зрения динамичности и топливной экономичности автомобиля. Однако в этом случае усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры и масса коробки передач, а также затрудняется управление автомобилем. Вместе с тем увеличение числа ступеней обычно вызывает увеличение времени, в течение которого происходит разрыв потока мощности, что может ухудшить динамичность автомобиля.

Легкость управления коробкой передач  зависит от ее конструктивной схемы, способа переключения передач и типа привода переключения. Этому помогают стартеры в нутри которых имеется зубчатый бендекс. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен (кареток), зубчатых муфт, муфт синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Наиболее просты и компактны коробки передач с переключающими каретками. Однако каретки не могут обеспечить безударного переключения передач, поэтому приходится применять специальные способы переключения, притормаживая или ускоряя ведомые части сцепления двигателем; Долговечность коробки передач при этом оказывается совершенно недостаточной. Зубчатые муфты несколько повышают ее долговечность, так как удары при переключении воспринимает большее число зубьев муфт и включаемых шестерен. Вместе с тем и в этом случае удары полностью не исключены, а конструкция коробки передач получается более сложной.

Для безударного переключения передач  устанавливают синхронизаторы, которые  однако усложняют конструкцию, а также увеличивают габаритные размеры и массу коробки передач. Поэтому наибольшее распространение получили коробки передач, в которых высшие передачи : переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами и каретками.

В планетарных коробках передачи переключают, используя фрикционные или электромагнитные устройства, иногда применяемые и  в коробках передач с неподвижными валами.

Шум при работе коробки передач, зависящий в основном от типа установленных  в ней шестерен, значительно уменьшается при замене прямозубых шестерен косозубыми или шевронными (последние используют очень редко).

5. Бесступенчатые коробки передач.

Бесступенчатые коробки передач  обеспечивают получение бесконечного ( в определенном интервале) множества  передаточных чисел. По принципу работы эти коробки бывают механические, гидравлические и электрические. 
Бесступенчатые коробки передач позволяют в заданном интервале передаточных чисел получать бесконечное их число. По принципу действия они могут быть механические, гидравлические и электрические. 
Бесступенчатые коробки передач позволяют получить в некотором ограниченном диапазоне любое передаточное число. Принципиальные схемы гидродинамических преобразователей. В связи со сложностью создания бесступенчатых коробок передач и относительно большого количества недостатков их конструкций в последнее время проблему увеличения маневренности и производительности трактора решают путем создания коробок передач с переключением на ходу. В этой связи применение увеличителей крутящего момента, рассмотренных нами ранее, является частным решением этой проблемы, так как они позволяют менять скорость трактора только в пределах одной передачи. 
Барабан 12 тросом 14 связан с маховичком бесступенчатой коробки передач 2, что позволяет задавать ту или иную скорость вращения наружного цилиндра вискозиметра и соответственно регистрировать задаваемые градиенты скорости в деформируемом материале. При одновременном изменении величины напряжений сдвига и скорости деформации исследуемого материала барабан 12 поворачивается вокруг его оси, и индикатор 11 перемещается вдоль барабана. Это дает возможность получить на закрепленной на нем бумаге кривую течения материала. 
Измерительный узел. Наружный цилиндр приводится во вращение через двухступенчатый редуктор и бесступенчатую коробку передач от асинхронного электродвигателя. Скорость вращения наружного цилиндра измеряется центробежным тахометром.

Так как при эксплуатации условия  движения непрерывно меняются, то передаточное число в бесступенчатой коробке передач также должно постоянно изменяться. Не говоря о том, что для водителя явилось бы крайне утомительным непрерывно изменять передаточное число, вряд ли возможно всегда иметь включенной наивыгоднейшую передачу. Поэтому для бесступенчатой передачи безусловно необходима автоматическая регулировка передаточного отношения. Такая регулировка является более простой, так как она не ограничена, как при ступенчатой передаче, но должна, однако, работать непрерывно и последовательно, в соответствии как с имеющимися условиями, так и с учетом желаемых изменений. 
Специалисты многих крупных автомобильных фирм придерживаются мнения, что для легковых автомобилей малого и среднего класса перспективным решением является механическая бесступенчатая коробка передач с металлическим клиновым ремнем и электронным управлением. Предварительные результаты исследований показали, что автомобили с современными бесступенчатыми передачами расходуют топлива на 4 - 5 % меньше, чем оснащенные пятиступенчатой механической коробкой передач, и на 8 % меньше, чем автомобили с гидромеханической передачей. Все большее распространение получает привод на передние колеса, что уменьшает дополнительные потери в трансмиссии при повышении устойчивости автомобиля.

Капиллярная приставка к литьевой машине. Любой ротационный вискозиметр состоит из следующих узлов: измерительных поверхностей, заключенных в термостати-рующую камеру; привода ( электродвигатель или свободно падающий груз); ступенчатой или бесступенчатой коробки передач; системы измерения крутящего момента или частоты вращения рабочей поверхности.

Для оценки реологических свойств  материалов необходимо располагать  кривыми течения, полученными в  широких пределах изменения скорости деформации исследуемого материала. Это  достигается за счет установки ступенчатых и бесступенчатых коробок передач между измерительной поверхностью ротационного прибора и электродвигателем. Ступенчатые механические коробки передач ( иначе называемые шестеренчатыми редукторами) позволяют получать ( по числу передач) несколько значений скоростей деформаций, но они громоздки и имеют низкий коэффициент полезного действия. Их целесообразно применять в приборах для исследования ньютоновских материалов. Более предпочтительными являются бесступенчатые коробки передач, которые могут быть механического ( фрикционного) и гидравлического типа. Бесступенчатые механические коробки передач ( иногда называемые вариаторами) занимают небольшой объем и позволяют непрерывно изменять скорость вращения измерительной поверхности в широких пределах. 
С этой точки зрения, идеальной является бесступенчатая коробка передач: достигнув наибольшей мощности, двигатель так и не снизит ее. Следовательно, из него будет выжато все возможное. 
Гидродинамический трансформатор относится к числу автоматических и не требует для себя никаких дополнительных - регулирующих органов. В этом заключается их главное достоинство по сравнению с другими типами бесступенчатых коробок передач. Клиноременные вариаторы наиболее просты и достаточно надежны, благодаря чему они получили наибольшее распространение среди вариаторов в общем машиностроении. Их успешно применяют в металлорежущих станках, текстильных машинах, мотороллерах и специальных колесных машинах повышенной проходимости в качестве бесступенчатых коробок передач.

Электросхема вискозиметра Л. М. Цылева и И. А. Попова. Это прибор, на котором измерения вязкости производятся как при постоянной, так и непрерывном изменении скорости вращения наружного цилиндра. Он предназначен для исследования жидкостей и пластичных материалов. От асинхронного электродвигателя / через бесступенчатую коробку передач 2 приводится во вращение наружный цилиндр 3 вискозиметра. 
При обычной ступенчатой коробке передач на низшую передачу переходят в том случае, когда величина тяговой силы на ведущих колесах оказывается недостаточной для преодоления сопротивлений движению. При этом появляется некоторый неиспользованный запас мощности и, следовательно, ухудшается топливная экономичность. Этот неиспользованный запас мощности двигателя может быть сведен к нулю в случае применения бесступенчатой коробки передач с бесконечно большим числом ступеней. Такая коробка передач позволяет получать любое передаточное число между валом двигателя и ведущими колесами, является наивыгоднейшей в данных условиях движения. Для оценки реологических свойств материалов необходимо располагать кривыми течения, полученными в широких пределах изменения скорости деформации исследуемого материала. Это достигается за счет установки ступенчатых и бесступенчатых коробок передач между измерительной поверхностью ротационного прибора и электродвигателем. Ступенчатые механические коробки передач ( иначе называемые шестеренчатыми редукторами) позволяют получать ( по числу передач) несколько значений скоростей деформаций, но они громоздки и имеют низкий коэффициент полезного действия. Их целесообразно применять в приборах для исследования ньютоновских материалов. Более предпочтительными являются бесступенчатые коробки передач, которые могут быть механического ( фрикционного) и гидравлического типа. Бесступенчатые механические коробки передач ( иногда называемые вариаторами) занимают небольшой объем и позволяют непрерывно изменять скорость вращения измерительной поверхности в широких пределах.

 

Электрические трансмиссии

 

Достоинства электрических трансмиссий

 

  1. Повышение средней скорости движения
  2. Экономия горючего до 30% на 100 км пути
  3. Простота и легкость управления
  4. Широкий диапазон регулирования тягового усилия (в 10 и более раз).
  5. Отсутствие жесткой связи между генератором и электомотором, что позволяет облегчить размешение агрегатов и позволяет применить нове методы компоновки.

 

Эти положительные свойства обуславливаются  характеристикой тяговых электромоторов, которые обеспечивают  изменение  силы тяги по кривой, близкой к гиперболе.

В свою очередь работа электромоторов определяется характеристикой генератора, который связан механически с двигателем и электрически с электродвигателями. С одной стороны, генератор имеет те же угловую скорость и крутящий момент, а следовательно, и мощность, что и двигатель, а с другой – он питает током электромоторы с непрерывно меняющимся напряжением и силой тока.

Таким образом, независимо от водителя электортрансмиссия обеспечивает при  почти неизменной угловой скорости вала и режиме двигателя движение машины по дороге, имеющей различный профиль и грунт.

В силу указанных особенностей электротрансмиссия увеличивает срок службы двигателя  и обегчает работу водителя.

 

Недостатки  электротрансмиссии

 

  1. Несколько сниженный КПД, по сравнению с механической трансмиссией.
  2. Большая масса.
  3. Не обеспечивается возможность торможения двигателем.

 

Основные элементы электротрансмиссии и предъявляемые  к ней требования

 

Основными элементами электротрансмиссии являются:

    1. Генератор, который, будучи соединен с первичным двигателем, преобразовывает механическую энергию в электрическую;
    2. Электомоторы, которые электрические соеденены с генератором и механически с ведущими колесами, преобразовывают электрическую энергию снова в механическую и передают ее на ВК;
    3. Аппараты управления, которые позволяют получить необходимые характеристики ТЭД.

 

Электротрансмиссия должна обеспечить:

    1. Запуск двигателя;
    2. Прямолинейное движение;
    3. Остановку;
    4. Движение задним ходом;
    5. Поворот с рекуперативным торможением.

 

К  этим специальным требованиям  также добавляются общетехнические требования:

  1. Малые габариты и масса;
  2. Надежная работа агрегатов трансмисси в условиях, определнных техническим заданием;
  3. Простота монтажа и демонтажа;
  4. Минимальное количество регулеровок;
  5. Безотказность в работе.

 

Классификация

Электрические  трансмиссии делятся на:

    1. Собственно электрические;
    2. Электромеханические.

Под электормеханическими трансмиссиями  понимаются такие, в которых необходимый  диапазон изменения крутящего момента  определяется не только электромашинами (генераторами и электромоторами), но и механическими агрегатами.

По количеству электромоторов электромеханические  трансмиссии подразделятюся также  на:

  1. Двухмоторные;
  2. Одномоторные.

В одномоторных трансмиссиях поворот  на всех радиусах осуществляется с  помощью механических устройств.

Соответственно способу расширения диапазона регулирования момента при помощи механической ступени могут существовать две схемы электромеханических трансмиссий:

  1. С последовательным включением механической ступени (например немецкий танк «Мышонок»);
  2. С параллельным подводом мощности одновременно электрическим и механическим путем (наиболее применимый метод).

 

Гидростатический привод

Преимущество гидростатического  привода — это возможность  плавно изменять передаточное отношение  в большом диапазоне, обеспечивать плавное трогание и разгон автомобиля, простое реверсирование и быстрое изменение скоростного режима движения автомобиля благодаря малым вращающимся массам.

В гидростатической трансмиссии применяются  осевые поршневые насосы и гидромоторы. Поршневые насосы могут работать при высоких давлениях — в настоящее время не редки давления рабочей жидкости до 35 МПа (350 кгс/см2), что позволяет снизить их размеры и массу, а также уменьшить сечения соединительных трубопроводов. Осевые поршневые насосы могут иметь постоянный или переменный рабочий объем. Плунжеры, соединенные с наклонной плитой с помощью штоков-шатунов со сферическими наконечниками на обоих концах, движутся возвратно-поступательно в цилиндрах. Выходной вал наклонной плиты установлен в шарикоподшипниках и служит для привода насоса.

Блок цилиндров насоса, в котором  имеются цилиндрические отверстия  для плунжеров, изготовлен из бронзы и вращается на валике, соединенном  со стальной головкой. К распределительной  поверхности головки он прижимается  пружиной и давлением масла. При  увеличении рабочего давления блок прижимается с большей силой и утечки масла через неплотности невелики.

Распределение рабочей жидкости в  устройстве золотниковое, с помощью  углублений в распределительной  поверхности головки. Подвод масла  открывается, когда плунжер полностью войдет в цилиндр, а слив масла открывается, когда плунжер максимально выйдет из цилиндра. Угол наклона плиты к оси блока цилиндров определяет ход плунжеров. В рассматриваемом случае этот угол равен 25°. Вращение блока цилиндров осуществляется с помощью штоков-шатунов. Масло, просочившееся через неплотности, смазывает шарикоподшипники выходного вала, скапливается в картере и отводится из него по трубопроводу снова в масляный бак.

Конструкции гидромотора и насоса аналогичны и их функционирование может быть обратным. В насосах с регулируемой производительностью угол наклона плиты можно изменять до 0.

В этом положении рабочий объем  насоса равен нулю и масло в  систему не подается. При наклоне  плиты в другую сторону направление  потока жидкости изменяется, что в сочетании с нерегулируемым гидромотором обеспечивает включение обратного хода. Объемная эффективность описанного насоса может превышать 95%. а Bce^ гидростатической трансмиссии — 90%.

Для гидростатической трансмиссии  используют четыре основные схемы соединения насоса и двигателя:

1. Рабочие объемы насоса и  гидромотора постоянны. Такая  схема называется «гидравлическим  валом», передаточное отношение  трансмиссии постоянно. Насос  и двигатель соединены масляным трубопроводом и передаточное отношение определяется отношением рабочих объемов насоса и гидромотора. Для автомобиля такой вид трансмиссии не пригоден.

2. Рабочий объем насоса можно  изменять, тогда как рабочий объем  гидромотора постоянен. Такой  способ регулирования передаточного отношения трансмиссии наиболее удобен для автомобиля, поскольку передаточное отношение может изменяться в широком диапазоне при сравнительно простом конструктивном исполнении. При нулевой производительности насоса автомобиль стоит, а при максимальной — скорость автомобиля максимальная. Передаточное отношение и в этом случае определяется отношением рабочих объемов насоса и гидромотора при выбранном рабочем режиме.

3. Рабочий объем насоса постоянный, гидромотора — регулируемый. Такой вариант для автомобиля не пригоден, потому что выходную частоту вращения невозможно довести до нуля (автомобиль будет разгоняться).

4. И насос и гидромотор имеют  переменные рабочие объемы. Такой  вариант трансмиссии отличается  особо большим диапазоном регулировки передаточного отношения, однако он наиболее конструктивно сложен и поэтому применяется редко.

 

 
Рис. 4. Схема гидростатической трансмиссии по патенту Бадалини:а - входной вал; б - шайба гидронасоса; в - поршни гидронасоса; г - поршни гидромотора;д - шайба гидромотора; е - выходной вал. 

 

Гидродинамический привод

Гидромуфта

Гидромуфта — самый простой элемент гидропривода. Ее отличительная особенность заключается в том, что крутящий момент на ведущем валу гидромуфты всегда равен моменту на выходном валу. Конструкция гидромуфты очень проста. Она состоит из насосного и турбинного колес примерно одинаковой конструкции, находящихся в заполненном маслом картере.

При вращении насосного колеса масло  под воздействием центробежной силы начинает двигаться по направляющим лопаткам к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию. Из насосного колеса оно попадает в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему часть своей энергии, приводя его, тем самым, во вращение.

При быстром вращении насосного колеса масло совершает сложное движение, состоящее из переносного и относительного движений. Первое возникает за счет вращения масла вместе с насосным колесом. Второе определяется перемещением масла вдоль насосного колеса к периферии. Относительное движение вызвано действием центробежных сил, возникающих в масле в результате вращения вместе с насосным колесом.

В результате на выходе из насосного  колеса абсолютная скорость потока масла  определяется векторной суммой скоростей  переносного и относительного движений.

Часть энергии потока масла, определяемая его переносной скоростью отдается через лопатки турбинному колесу.

 

Гидротрансформатор.

Принцип действия гидротрансформатора (трансформатора) такой же, как и  гидромуфты. Те же самые относительное и переносное движения масла. Но для увеличения крутящего момента на выходном валу трансформатора введен дополнительный элемент — реакторное колесо (реактор, иногда статор). Реактор устанавливается между выходом из турбины и входом в насосное колесо, и предназначен для направления потока масла, выходящего из турбинного колеса, таким образом, чтобы его скорость совпадала с направлением вращения насосного колеса. В этом случае неизрасходованная в турбинном колесе энергия масла используется для дополнительного увеличения частоты вращения насосного колеса, что соответствующем образом увеличивает кинетическую энергию масла. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса, по сравнению с моментом, подводимым к насосному колесу от двигателя. Следует отметить, что соотношение моментов на насосном и турбинном колесах определяется отношением угловых скоростей этих элементов. Максимальное увеличение крутящего момента происходит при полностью остановленной турбине. Такой режим работы трансформатора называется стоповым. Современные трансформаторы имеют коэффициент трансформации момента на стоповом режиме 2,0-2,5. Под термином «коэффициент трансформации» понимается отношение момента, развиваемого турбинным колесом, к моменту на насосном колесе.

Затем, в процессе увеличения частоты  вращения турбинного колеса, происходит снижение эффективности работы реактора, и крутящий момент на валу турбинного колеса уменьшается. Это вполне объяснимо, поскольку, чем выше частота вращения турбинного колеса, тем меньше влияние переносной скорости потока масла на лопатки этого колеса. В момент, когда частота вращения турбины составит приблизительно 85% частоты вращения насосного колеса, реакторное колесо, благодаря муфте свободного хода, теряет связь с картером трансмиссии и начинает свободно вращается вместе с потоком, не воздействуя на него. В результате этого трансформатор переходит в режим работы гидромуфты, коэффициент трансформации которой равен 1.

Трансформатор обладает несколькими  благоприятными свойствами. Его установка приводит к плавному изменению крутящего момента, нагружающего трансмиссию, что увеличивает долговечность агрегатов трансмиссии и снижает затраты на ее ремонт. Плавное изменение крутящего момента самым благоприятным образом сказывается при движении по слабонесущим грунтам и скользкой дороге (лед, снег), поскольку в этом случае снижается вероятность срыва грунта и буксования ведущих колес. Кроме того, трансформатор является превосходным демпфером крутильных колебаний двигателя, которые гасятся маслом и не пропускаются в механическую часть трансмиссии.

Природа любой гидродинамической  передачи такова, что в нем всегда имеет место скольжение, т.е. угловая  скорость турбинного колеса никогда  не равна угловой скорости насосного  колеса. Естественно, что это приводит к снижению топливной экономичности автомобиля. Поэтому для улучшения топливно-экономичных характеристик автомобиля в автоматических трансмиссиях предусматривается блокировка трансформатора.

Методы блокировки трансформатора. Блокировочная муфта позволяет обойти гидротрансформатор и напрямую соединить двигатель с входным валом коробки передач. Таким образом, устраняется скольжение между насосным и турбинным колесом, что приводит к повышению топливной экономичности автомобиля.

Ступица нажимного диска шлицами соединяется со ступицей турбинного колеса. Между нажимным диском и ступицей расположены пружины, выполняющие роль демпфера крутильных колебаний. В процессе блокировки поршень совершает колебания относительно ступицы, деформируя пружины, которые поглощают крутильные колебания, возбуждаемые двигателем. Механическая энергия проходит через пружинный демпфер и попадает на выходной вал трансформатора.

Для улучшения работы блокировочной  муфты к внутренней поверхности  кожуха трансформатора или нажимного диска прикрепляется фрикционная накладка.

Блокировочные муфты всех трансформаторов  имеют однотипные конструкции нажимного  диска, и для их управления обычно используются одинаковые гидравлические схемы.

В выключенном состоянии масло  подается между картером и нажимным диском. Это предохраняет муфту от самопроизвольного включения. Масло, перед тем, как попасть в трансформатор, проходит между диском и кожухом, и далее из трансформатора поступает в систему охлаждения.

Для блокировки трансформатора клапан управления переключает контур, и давление подается к поршню с другой стороны. Масло, находящееся ранее между поршнем и кожухом трансформатора сливается через вал турбины, что обеспечивает плавность включения муфты. Турбинное колесо теперь соединено с валом двигателя и трансформатор заблокирован.

Иногда управление блокировкой  трансформатора осуществляет через  коробку передач. Четырехскоростная  автоматическая коробка передач AOD (Ford) имеет вспомогательный входной  вал, который напрямую, через пружинный  демпфер, связан с двигателем.

На третьей и четвертой передачах  этот вал через блокировочную  муфту включения повышающей передачи соединяется с планетарной коробкой передач. На третьей передаче 60% мощности двигателя передается механически  и 40% через трансформатор. На четвертой передаче все 100% мощности двигателя передаются механически через этот вал. На первой, второй и передаче заднего хода весь поток мощности проходит через гидротрансформатор.

Что может выйти из строя в  трансформаторе? В первую очередь  муфта свободного хода реактора. Здесь возможны два варианта: ролики муфты из-за износа начинают проскальзывать, и муфта не может в этом случае полностью передавать на картер момент, воспринимаемый реактором; ролики могут заклиниться, и в муфте будет отсутствовать режим свободного хода, что не позволит трансформатору переходить на режим работы гидромуфты.

Иногда выходит из строя блокировочная  муфта. Чаще всего это происходит из-за значительного износа фрикционной  накладки. Во всех отмеченных выше случаях  ремонт трансформатора возможен только в специализированных сервисных центрах. Редко, но бывает, в трансформаторе оказываются поврежденными лопатки насосного, турбинного или реакторного колес. В этом случае замена трансформатора неизбежна.  
Рис. 5. Гидротрансформатор: а — схема; б — развертка лопаток

6.Комбинированные коробки передач.

Автоматическая коробка переключения передач использует комбинированный  принцип действия. Обычно АКПП состоит  из гидротрансформатора, заменяющего сцепления, механической коробки передач (обычно планетарный редуктор). Как и вариаторы, автоматы имеют системы имитации механической коробки, это такие системы, как: типтроник, стептроник. Есть системы, подстраивающиеся под стиль вождения водителя.

7.Двухвальные коробки передач

Двухвальная коробка передач проста по конструкции, имеет небольшую массу и высокий КПД. Конструктивно коробка объединена в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.

Конструкция двухвальной коробки  передач во многом зависит от того, какое расположение на автомобиле имеют двигатель и коробка передач – продольное или поперечное. При поперечном расположении коробки передач применяют цилиндрическую главную передачу и дистанционный привод переключения передач, при продольном расположении – коническую или гипоидную главную передачу и непосредственный привод переключения передач.

В двухвальной коробке передач  на любой передаче, кроме заднего  хода, крутящий момент двигателя передается двумя шестернями непосредственно  с первичного вала на вторичный вал, который соединен с ведущими колесами автомобиля. Движение автомобиля задним ходом обеспечивается промежуточной шестерней, которая вводится в зацепление между шестернями.

Двухвальная коробка  передач переднеприводного легкового  автомобиля ВАЗ – механическая, четырехступенчатая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, синхронизаторами и ручным управлением.

Картер коробки передач, отлитый  из алюминиевого сплава, соединен шпильками  с картером сцепления и образует с ним единый корпус, в котором  размещены первичный и вторичный валы с шестернями и синхронизаторами, главная передача и межколесный дифференциал. Главная передача – одинарная, цилиндрическая, косозубая; дифференциал – конический, двухсателлитный, симметричный, малого трения. Картер коробки передач сзади закрыт крышкой, в которой установлен сапун для связи внутренней полости коробки передач с атмосферой. Первичный вал представляет собой блок ведущих шестерен I—IV передач и передачи заднего хода. Вал вращается в двух подшипниках, один из которых установлен в картере коробки передач, а другой – в картере сцепления. Вторичный вал изготовлен вместе с ведущей шестерней главной передачи. Он вращается в двух подшипниках, установленных в картере сцепления и картере коробки передач. На вторичном валу свободно вращаются ведомые шестерни соответствующие I, II, III, IV передачам. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с ведущими шестернями первичного вала. На вторичном валу жестко закреплены ступицы синхронизаторов. На скользящей муфте синхронизатора имеется зубчатый венец для включения передачи заднего хода. Промежуточная шестерня передачи заднего хода свободно установлена на оси, закрепленной в картерах коробки передач и сцепления. При включении I или II передачи синхронизатор соединяет соответственно шестерню с вторичным валом коробки передач, а при включении III или IV передачи синхронизатор соединяет с вторичным валом соответственно шестерню. Передача заднего хода включается вилкой введением в зацепление шестерни с шестерней и зубчатым венцом.

Синхронизатор состоит из ступицы, скользящей муфты, блокирующих колец, сухарей с шариковыми фиксаторами и пружинами. Ступица, жестко закрепленная на вторичном валу коробки передач, имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта, и шесть пазов, в трех из которых размещаются сухари с фиксаторами. Бронзовое блокирующее кольцо имеет внутреннюю коническую поверхность, наружные зубья со скосами и шесть выступов, которые входят в пазы ступицы с боковым зазором, ограничивающим поворот кольца относительно ступицы. На конической поверхности кольца нарезаны резьба и канавки, предназначенные для разрыва масляной пленки. Передача включается после выравнивания угловых скоростей вторичного вала и свободно вращающейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями блокирующего кольца и шестерни. Тогда зубья скользящей муфты входят в зацепление с губчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. В результате шестерня стопорится на вторичном валу.

Ведущая шестерня главной передачи находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней, прикрепленной болтами к корпусу дифференциала, который установлен в подшипниках. Внутри корпуса дифференциала установлена ось с двумя сателлитами, находящимися в постоянном зацеплении с шестернями, которые связаны с шлицевыми хвостовиками внутренних шарниров привода передних ведущих колес. Сателлиты и шестерни имеют сферические опорные поверхности, что исключает применение опорных шайб. На корпусе дифференциала установлена ведущая пластмассовая шестерня привода спидометра.

Механический привод переключения передач состоит из рычага со сферическим концом, шаровой опоры, тяги, соединительного шарнира, штока и механизмов выбора и переключения передач. Рычаг переключения передач закреплен на полу кузова автомобиля. Отверстие в полу для тяги закрыто резиновым чехлом. На конце штока установлен рычаг, который связан с трехплечим рычагом механизма выбора передач, выполненного отдельным узлом и размещенного в картере сцепления. В привод переключения передач входят также три штока с закрепленными на них вилками и шариковые фиксаторы штоков.

Коробка передач вместе с картером сцепления крепится к блоку цилиндров  двигателя. Через резьбовое отверстие  с пробкой в коробку в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя заливают моторное или трансмиссионное масло. Сливают масло через резьбовое отверстие с пробкой.

 

8.Трехвальная коробка передач

Рис. 6.

Наибольшее распространение на легковых, грузовых автомобилях и  автобусах получили трехвальные коробки передач. Эти коробки передач имеют три вала –первичный (ведущий), вторичный (ведомый) и промежуточный, на которых установлены шестерни различных передач. Отличительной особенностью трехвальных коробок передач является наличие прямой передачи с передаточным числом Uk = 1, на которой первичный и вторичный валы соединяются напрямую, и автомобиль движется большую часть времени.

На прямой передаче КПД трехвальной коробки передач больше по величине, чем у 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 (рис. 7.) 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 5больше крутящего момента на первичном валу 1, 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.

 

Рис. 7. – Работа 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

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 зависят от типа автомобиля. Однако широкое применение получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач на легковых и грузовых автомобилях и автобусах.

Конструкция коробки передач легковых автомобилей ВАЗ показана на рис. 7. Коробка передач механическая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизаторами и неавтоматическая (с ручным управлением).

Коробка имеет четыре передачи для движения вперед и одну передачу для движения назад. Шестерни всех передач (кроме заднего хода) – косозубые, что уменьшает шум при работе коробки передач, имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи заднего хода – прямозубые. Передачи для движения вперед включаются с помощьюсинхронизаторов, а для движения назад – передвижением промежуточной шестерни заднего хода. Переключаются передачи с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Конструкция коробки

Рис. 8. – Коробка передач легковых автомобилей ВАЗ

а – общий вид; б, г – схемы  коробки и синхронизатора; в –  синхронизатор; 1 – первичный вал; 2, 12, 14, 19 – крышки; 3, 5, 6, 9, 10, 16, 17, 23 –  шестерни; 4, 7 – синхронизаторы; 8 –  вторичный вал; 11, 29 – пружины; 13 – рычаг; 15 – вилка; 18 – ось; 20 – пробка; 21 – промежуточный вал; 22 – картер; 24, 26, 28 – ползуны; 25 – фиксатор; 27 – замок; 30 – кольцо; 31 – ступица; 32 – муфта; I – IV - передачи

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки передач на подшипниках установлены первичный (ведущий) 1,вторичный (ведомый) 8 и промежуточный 21 валы. Первичный вал выполнен как одно целое с шестерней 3, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 23 промежуточного вала, представляющего собой блок шестерен.

На вторичном валу свободно установлены шестерни 5, 6 и 9 соответственно III, II и I передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 4 и 7 и шестерня 10 заднего хода. Промежуточная шестерня 16 заднего хода свободно установлена на оси 18.

При включении I и II передач синхронизатор 7 соединяет соответственно шестерни 6 и 9 с вторичным валом коробки  передач. При включении III и IV передач  синхронизатор 4 соединяет соответственно шестерню 5 и первичный вал 1 с вторичным валом. Задний ход включается вилкой 15 путем введения в зацепление шестерни 16 с шестернями 17 и 10.

Картер коробки передач закрывается  крышками 19, 2 и 14. Под нижнюю 19 и заднюю 14 крышки установлены прокладки.

9.Многовальные коробки передач

Многовальные коробки передач  применяются Для получения большого числа передач – от 8 до 24 – применяются многовальные коробки передач. 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 повышающейили 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 uk = 1 и повышающую с передаточным числом u< 1. Делитель не увеличивает передаточные числа коробки передач, а только уменьшает разрыв между передаточными числами соседних передач, увеличивая на 20…25% их диапазон.

Понижающая коробка  передач называется демультипликатором. Демультипликатор устанавливается за коробкой передач. Он имеет две или три передачи: прямую с u= 1 и понижающие с u> 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.

Коробка КамАЗ с делителем

На рис. 9. представлена конструкция коробки передач грузовых автомобилей КамАЗ. Коробка пятивальная, десятиступенчатая, синхронизированная, с делителем и с неавтоматическим дистанционным управлением.

Рис. 9.– 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

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 3, 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 передач с передаточными числами соответственно u= 1 и u= 0,815. Промежуточный вал 11 делителя соединен шлицами с промежуточным валом 9 коробки передач. Шестерня 2 установлена свободно на ведущем валу 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 по величине. 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 и 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.).

10.Механизм переключения передач в коробке с делителем

Механизм переключения передач  основной коробки передач имеет  дистанционный механический привод управления. В привод (рис. 10) входят рычаг 1 переключения, передняя 2 и промежуточная 4 тяги, рычаг 3 передачи и шток с рычагом 5 механизма переключения передач, который находится в крышке 6 коробки передач.

Рис. 11.– Приводы переключения коробки передач (а) и делителя (б) грузовых автомобилей КамАЗ

1, 3, 5 – рычаги; 2, 4 – тяги; 6 –  крышка; 7 – переключатель; 8 – кран; 9 – воздухораспределитель; 10, 11 – клапаны; 12 – упор; 13 – пневмоцилиндр; В, Н – положения переключателя

Механизм переключения передач делителя имеет пневматический привод. Привод состоит из переключателя 7, находящегося на рычаге 1 коробки передач, редукционного клапана 10, пневмоцилиндра 13, воздухораспределителя 9, клапана 11 включения делителя, крана 8 и трубопроводов.

При установке переключателя в  положение Н (низшая) или В (высшая) передача золотник крана 8 перемещается тросом. Сжатый воздух от редукционного клапана 10 поступает в соответствующую полость воздухораспределителя 9, устанавливая при этом его золотник в необходимое положение.

При выключении сцепления упор 12, установленный  на толкателе рычага выключения сцепления, открывает клапан 11, и сжатый воздух проходит в воздухораспределитель 9 и далее в нужную полость пневмоцилиндра 13, перемещая его поршень и выключая передачи в делителе. Следовательно, переключатель можно включать заранее, однако переключение передач в делителе произойдет только при выключении сцепления. Такое полуавтоматической переключение передач делителя значительно облегчает его применение.

Коробка передач ЗИЛ  с демультипликатором

Многовальная коробка передач (рис. 12) грузовых автомобилей ЗИЛ состоит из основной коробки передач и демультипликатора. Она имеет восемь основных передач для движения вперед (передача VIII – прямая с u= 1), дополнительную «ползущую» передачу (u= 11,4) и передачу заднего хода.

Рис. 12. – Коробка передач с демультипликатором грузовых автомобилей ЗИЛ

а – продольный разрез; б – механизм переключения; 1, 15, 28, 29, 35 – валы коробки; 2 – ползун; 3 – головка; 4, 33 – рычаги; 5 – блок клапанов; 6, 36 – фиксаторы; 7 – крышка; 8, 14 – вилки; 9 – пневмоцилиндр; 10- солнечная шестерня; 11 – сателлит; 12 – коронная шестерня; 13 – блокировочный диск; 16 – втулка шлицевая; 17, 25, 32 – синхронизаторы; 18, 30 – картеры; 19 – насос; 20, 23 – шестерни передач «ползущей» и заднего хода; 21 – муфта; 22 – промежуточная шестерня заднего хода; 24 – шестерня I и V передач; 26 – шестерня II и VI передач; 27 – шестерня III и VII передач; 31 – шестерня привода; 34 – серьга; 37 – демпфер

Такое число передач позволяет  изменять крутящий момент двигателя в широком диапазоне и выбирать наиболее экономичный режим движения автомобиля.

В картере 30 основной коробки передач  на подшипниках установлены первичный 1, вторичный 29 и промежуточный 28 валы.

Первичный вал выполнен вместе с косозубой шестерней, которая находится в постоянном зацеплении с шестерней 31 привода промежуточного вала. На вторичном валу шестерни всех передач установлены на роликовых подшипниках и свободно вращаются относительно вала.

Промежуточный вал изготовлен за одно целое с прямозубыми шестернями 20 «ползущей» передачи и 23 заднего хода. Косозубые шестерни остальных передач напрессованы на промежуточный вал.

Все шестерни коробки передач находятся  в постоянном зацеплении.

Для включения передач I – VIII служат синхронизаторы 25 и 32, а для включения «ползущей» передачи и заднего хода – муфта 21. Они установлены на шлицах вторичного вала.

Конструкция синхронизаторов и  их работа аналогичны синхронизаторам  пятиступенчатой коробки передач грузовых автомобилей ЗИЛ. Однако эти синхронизаторы имеют шесть, а не три блокирующих пальца.

Механизм переключения передач в коробках с демультипликатором.

Механизм переключения коробки передач находится в отдельном корпусе, который прикреплен к крышке коробки передач. В механизм входят (рис. 12) рычаг 33 переключения передач, рычаг 4 включения передач, серьга 34 и вал 35. Рычаг включения передач закреплен на валу 35, а рычаг 33 переключения передач связан с валом шарнирно. Пружинный демпфер 37 предназначен для фиксации его промежуточных ходов.

При перемещении рычага 33 вперед или  назад серьга 34 вместе с валом 35 поворачиваются. При этом рычаг 4 включения своим нижним концом перемещает тот ползун механизма переключения передач, в пазу головки которого он находится.

На ползунах 2 закреплены вилки 8 переключения передач, с помощью которых перемещаются по шлицам вторичного вала каретки  синхронизаторов 25, 32 и муфта 21.

В нейтральном положении рычага 33 рычаг 4 находится в среднем фиксированном положении, и его нижний конец входит в паз головки ползуна III и IV передач.

При перемещении рычага 33 вправо рычаг 4 включения перемещается влево, и  его нижний конец последовательно входит в пазы головок ползунов I – IV передач, которые при включении прямой передачи (u= 1) в демультипликаторе преобразуются соответственно в передачи V – VIII.

Механизм включения передач  размещен в крышке 7 (см. рис. 12) коробки и состоит из трех ползунов 2 с вилками, головок 3 ползунов, трех шариковых фиксаторов 6 с пружинами и замочного устройства, состоящего из двух пар шариков и штифта между ними. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключение передач, а замочное устройство – одновременное включение двух и более передач.

11. Демультипликатор

Размещен в отдельном картере 18, прикрепленном сзади к картеру 30 коробки передач. Он представляет собой двухступенчатый планетарный редуктор и имеет две передачи: прямую (u= 1) и понижающую (u= 3,3).

Демультипликатор включает в себя вал 15 с сателлитами 11 и их осями, солнечную шестерню 10, коронную шестерню 12 со ступицей, блокировочный диск 13 и синхронизатор 17.

Вал демультипликатора установлен на шариковом подшипнике и через  сателлиты связан с солнечной и коронной шестернями. Для включения передач демультипликатора на валу 15 размещен синхронизатор, конструкция и работа которого аналогичны синхронизаторам 25 и 32 коробки передач. Солнечная шестерня 10 установлена на шлицевом конце вторичного вала 29 коробки передач.

 

Демультипликатора 

Механизм переключения передач состоит из вилки 14, вала вилки и рычага вала. Привод механизма переключения – пневматический. В привод входят блок клапанов 5, пневматический цилиндр 9 и соединительные шланги.

Блок клапанов имеет два клапана, которые работают последовательно. Сжатый воздух к блоку подводится из пневмосистемы автомобиля. При  включении «ползущей», I – IV передач и заднего хода сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр 9, включая низшую передачу демультипликатора. При включении V – VIII передач поступивший в пневмоцилиндр сжатый воздух включает в демультипликаторе прямую передачу.

Детали коробки передач и  демультипликатора смазываются маслом, заливаемым в их картеры. Система смазывания –смешанного типа: под давлением, разбрызгиванием и масляным туманом. Масляный насос 19 под давлением подает масло к подшипникам коробки передач и демультипликатора. Остальные их детали смазываются разбрызгиванием масла и масляным туманом.

 

12.Управление коробок передач.

 Управление автоматической  коробкой передач.

Управление автоматической трансмиссией осуществляется с помощью гидравлической системы. В автоматических коробках с полностью электронным управлением гидравлические датчики заменены электрическими приводами, но при этом сам принцип управления не меняется.  
 
Одной из центральных частей гидравлической системы является масляный насос, основная функция которого заключается в поддержании давления в системе на необходимом уровне. Поскольку масляный насос вращается с частотой коленвала двигателя, так как приводится в движение с помощью ступицы гидротрансформатора, необходимо обеспечить постоянный уровень давления, не зависимо от частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель. Сохранение давления на постоянном уровне необходимо для правильной работы блока клапанов - если давление отклоняется от нормального уровня, происходит сбой. Обеспечение постоянного давления в гидравлической системе реализуется с помощью клапана регулировки давления, а также конструктивными особенностями самого масляного насоса. 
 
Назначение блока клапанов – обработка и преобразование входящих сигналов в сигналы управления приводами. Принцип его работы немного схож с работой электронной печатной платы, только последняя работает с цифровыми сигналами, а блок клапанов автоматической трансмиссии – с давлением рабочей жидкости. 
 
По своему строению блок клапанов является сложнейшей и высокоточной механической системой. Самое интересное, что система в состоянии решать логические задачи – в зависимости от уровня давления в двух контурах принимается решение о формировании управляющего сигнала третьему контуру. Структура блока клапанов напоминает лабиринт, поскольку состоит из каналов с рабочей жидкостью. Операции сравнения давления в контурах осуществляются с помощью различных клапанов в каналах, пружинок и шариков. 
 
Входной информацией для блока клапанов является скорость, нагрузка на двигатель и режим работы АКПП, которые поступают от центробежного регулятора, дроссельной заслонки и рычага переключения коробки соответственно. Эта информация передается на исполнительные устройства – актюаторы, которые в зависимости от условий меняют свое состояние. Количество актюаторов зависит от модели трансмиссии: от количества передач, тормозных элементов в планетарных передачах, необходимости в блокировке гидротрансформатора.  
 
В качестве дополнительных входных сигналов в автоматических трансмиссиях нового поколения выступают также сигналы датчиков кик-дауна, клапана-модулятора, системы АБС и прочих. В полностью электронных коробках гидравлические датчики заменяются электронными системами, но принцип работы блока клапанов, не зависимо от вида датчиков остается неизменным. Именно поэтому все изменения и модернизации современных АКПП не затрагивают блок клапанов, он очень жестко связан с конструкцией коробки и, в случае его изменения, понадобиться менять всю конструкцию, а это весьма затратно. Компании-производители идут другим путем: блок клапанов проектируется таким образом, чтобы со временем можно было подключать новые актюаторы. Эта функция дает возможность, не затрачивая дополнительных средств, быстро модернизировать трансмиссию. Фактически, коробка получает новую ступень, компания - новый продукт, и все это с минимальными расходами. 
 
АКПП с электрическим «мозгом» могут иметь функцию самообучения. Такие коробки называют адаптивными, они самостоятельно выбирают оптимальную передачу в зависимости от ряда факторов. Для определения персонального стиля вождения система анализирует положение и активность использования акселератора, сопоставляет скорость и крутящий момент и изменяет передачу, подстраиваясь, в том числе, под текущую обстановку: движение по городу, в пробках. Функция осуществляется с помощью создания искусственных сигналов, поступающих на блок клапанов.  
Немаловажной деталью, обеспечивающей управление АКПП, является напорный клапан. Он отвечает за повышение давления, подаваемого к актюаторам, когда необходимо добиться их отклика в любых условиях. Неполадки с напорным клапаном приводят к тому, что могут не включаться одна или несколько высших передач.

 

Управление полуавтоматической коробкой передач (рис.13)

 
Вот уже на протяжении пятьдесяти лет прежде, чем купить машину, покупатель должен принять решение, какую коробку передач выбрать — автоматическую или ручную. В обоих случаях есть свои плюсы и минусы. Те, кто выбирает автоматическую коробку передач, обычно получают машину, которой можно управлять без каких-либо усилий со стороны водителя. Это обычно нравится женщинам. А вот некоторые мужчины-водители жалуются, что с автоматической коробкой передач они плохо чувствуют машину. 
Было много попыток скрестить автоматическую и ручную коробки передач. Еще на заре изобретения автоматической трансмиссии в 30-х годах, компании “Крайслер» и «Плакард» пытались привнести в ручную коробку передач некоторые элементы автоматической коробки. Такая коробка передач называлась полуавтоматической. Коробка передач Tiptronic работает по-другому. Это автоматическая коробка передач с элементами ручной коробки передач. В 1990 году «Порше» вышел на рынок с автомобилем “Порше 911», в которой была представлена новая автоматическая коробка передач под названием Tiptronic. В основе коробки автомат Типтроник лежит автоматическая коробка передач с ручным переключением ручки скоростей. Со временем принцип коробки передач Tiptronic взяли на вооружение такие компании, как “Крайслер» и «БМВ», хотя назвали свои коробки по-другому из-за того, что «Порше» зарегистрировал название Tiptronic, как торговую марку.  
Когда система акпп Типтроник не задействована, то коробка работает, как обычная автоматическая коробка передач. В этом случае решение о необходимости переключения скоростей принимает бортовой компьютер. Управление переключением скоростей через Tiptronic осуществляется либо с помощью дополнительного паза на ручке переключения скоростей, либо через кнопки управления, находящиеся прямо на руле так же, как и в гоночных машинах. Обычно на панели управления показана действующая скорость. Для переключения на более высокую скорость нужно нажать «+», а для понижения скорости «-».  
 
Коробка передач Tiptronic позволяет управлять трансмиссией напрямую, минуя бортовой компьютер. Таким образом, благодаря кпп Типтроник, водитель может моментально взять управление переключением скоростей в свои руки, например, если ему нужно тормозить двигателем. В Tiptronic есть специальная защита, которая следит, чтобы ручное управление не повредило двигатель. Через определенное время неактивности Типтроник, бортовой компьютер снова берет управление переключением скоростей на себя.  
 
Tiptronic обычно идет как дополнение класса «спорт» к автоматической или ручной коробке передач автомобиля. Tiptronic позволяет водителю устанавливать режим увеличения скорости с задержкой.  
 
Очень быстро коробки передач, дополненные Tiptronic, показали свое превосходство над обычными автоматическими коробками передач. Однако, коробка Типтроник унаследовал все недостатки ручки автоматического переключения скоростей, которые не характерны для ручной коробки передач. Это, прежде всего, более тяжелая и грузная коробка передач, а также задержка переключения скоростей даже в ручном режиме на скоростях от 0 до 100 км/ч. Так Tiptronic на модели «Ауди - А5» дает задержку в 0,1 секунд, а на модели «Порше-Кайман С» задержка в переключении скоростей достигает 0,7 секунд.  К положительным моментам АКПП типтроник можно отнести экономию топлива, хотя она и меньше, чем при ручной коробке передач.

 

Управление механической коробкой передач

Механическая коробка передач(сокращенное название МКПП см. рис. 14) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического

Рис. 14.

(ручного) способа переключения  передач.

Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (илипередачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет своепередаточное число.

Передаточным числом называется отношение  числа зубьев ведомой шестерни к  числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют  разные передаточные числа. Низшая ступень  имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.

 

 

13. Основные детали коробки передач.

Ведущий вал коробки передач вращается на двух подшипниках: передний конец вала на игольчатом подшипнике, запрессованном в болт маховика, а задний — на подшипнике, установленном в отверстие картера коробки передач. Упорное разрезное кольцо, установленное на ведущем валу, препятствует смещению подшипника и вала назад. От смещения вперед он удерживается крышкой заднего подшипника, которая закреплена болтами с моментом затяжки 1,6-2 кгс-м. На переднем конце ведущего вала нарезаны шлицы для скользящей посадки ведомого диска сцепления. В средней части вала, находящейся внутри коробки передач, нарезана косозубая шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней первой передачи и промежуточной ведомой шестерней заднего хода. Осевая сила, возникающая при передаче крутящего момента ведущим валом, воспринимается шариковым подшипником. За шестерней на заднем конце ведущего вала имеются эвольвентные шлицы, входящие в зацепление со ступицей промежуточного вала. Уплотнение ведущего вала осуществляется самоподвижным резиновым сальником с масло сгонной резьбой.

Промежуточный вал коробки передач пустотелый, выполнен заодно с ведущей шестерней второй передачи. Вращается вал на двух подшипниках: переднем роликовом и заднем шариковом, установленных в отверстии картера коробки передач. На промежуточном валу на двухрядных игольчатых подшипниках вращаются ведущие шестерни третьей и четвертой передач. Для ограничения осевых перемещений, возникающих на косозубых шестернях при передаче крутящего момента, установлены упорные фигурные шайбы. Необходимый осевой разбег шестерен в пределах 0,26-0,39 мм обеспечивается длиной втулок.

Ведомый вал выполнен заодно целое с ведущей шестерней главной передачи и вращается на трех подшипниках, запрессованных в картер коробки передач. Передний подшипник двухрядный, упорный, конический, запрессован в переднюю спинку картера и воспринимает радиальное и осевое усилия от главной передачи. От осевых перемещений, возникающих под действием осевых сил на стальных зубьях при передаче крутящего момента, подшипник фиксируется крышкой, которая крепится к картеру четырьмя болтами моментом 3,2-4 кгс-м.

Синхронизаторы предназначаются для выравнивания скоростей вращающихся деталей силовой передачи при переключении передач. В коробке передач предусмотрены два синхронизатора: для четвертой и третьей передач и для второй и первой. Синхронизаторы имеют одинаковое устройство и одни и те же размеры, но в синхронизаторе второй и первой передач муфтой служит ведомая шестерня заднего хода. Ступица синхронизатора внутренними шлицами надета на шлицы промежуточного вала и удерживается на нем вместе с другими деталями, шайбами и гайкой. На наружной поверхности ступицы нарезаны шлицы, по которым может перемещаться муфта синхронизатора. Кроме шлицев, на ступице вырезаны на разных расстояниях один от другого три продольных паза, в которых помещены три штампованных сухаря с выступами на середине. Сухари прижаты к шлицам муфты двумя пружинными кольцами, причем выступы сухарей входят в кольцевую проточку муфты. С обеих сторон ступицы установлены латунные блокирующие кольца. На торцах этих колец, обращенных к ступице, сделано по три паза, в которые входят концы сухарей. Блокирующие кольца имеют внутреннюю коническую поверхность, которая соответствует конической поверхности венцов синхронизатора шестерен. На конической поверхности колец нарезана мелкая резьба. В цилиндрическую проточку на верхней поверхности муфты синхронизатора входит вилка включения передач. Она разрывает пленку между блокирующими кольцами и конической поверхностью шестерни включаемой передачи при их соприкосновении, вследствие чего между кольцом и конической поверхностью возникает повышенное трение. Снаружи на кольцах имеются короткие прямые зубцы, такие же, как и на соседних с ними венцах синхронизатора шестерен. Эти зубцы соответствуют впадинам между шлицами муфты синхронизатора, в результате чего муфта, перемещаясь в осевом направлении, может входить в зацепление своими шлицами с зубцами блокирующих колец и с зубчатыми венцами. Муфты и ступицы подбираются на заводе комплектами, таким образом обеспечивается плавное и легкое скольжение муфты по ступицам с минимальным зазором. На автомобиле ЗИЛ – 130 применяют синхронизатор  инерционного типа.

 

            Заключение

В результате выполнения данного курсового  проекта была сконструирована и  рассчитана трехвальная коробка  передач. Курсовой проект включает в  себя определение параметров автомобиля, расчет элемента конструкции автомобиля – трехвальной коробки передач, а также графическую часть.Была достигнута поставленная цель, а именно, закреплены полученные знания и приобретены навыки  по конструированию и расчету коробки передач.

 

 

Список литературы

  1. Лукин, П.П. Конструирование и расчет автомобиля / П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. - М.: Машиностроение, 1984. – 376 с., ил.
  2. Ицкович, Г.М. Сборник задач и примеров расчета по курсу деталей машин / Г.М. Ицкович, С.А. Чернавский, В.А. Киселев. - М.: Машиностроение, 1975. - 286 с., ил.
  3. Проектирование трансмиссий автомобиля, справочник. / Под ред. А. И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984.
  4. Автомобили: конструкция и элементы расчета автомобиля: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. К. Вахламов. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480с.
  5. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля, учебное пособие. / Под ред. Л. А. Черепанов, 2001. – 40с.
  6. Перчаткин Ю. В., В. Н. Ушаков Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автомобили». - Орск: ГОУ ОГУ, 2006г. – 34с.
  7. Бухарин Н. А., Прозоров В. С., Щукин М. М., Автомобили. Конструкция, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля. Учебное пособие для вузов. Л., «Машиностроение», 1973.
  8. Иванов В. В., Илларионов В. А., Морин М. М. Основы теории автомобиля и трактора. М., «Высшая школа», 1997.
  9. Краткий автомобильный справочник НИИАТ.


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.