Как установлен промежуточный вал коробки передач кратко

Обновлено: 06.07.2024

Механическая коробка передач (МКПП) пока остается самым распространенным устройством преобразования скорости движения через ступенчатый редуктор, изменяющим крутящий момент двигателя внутреннего сгорания. Свое название коробка получила от механического способа переключения передач, а не автоматического.

МКПП относится к ступенчатым агрегатом, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.
В зависимости от числа ступеней различают следующие конструкции:

четырехступенчатая коробка передач;
пятиступенчатая коробка передач;
шестиступенчатая коробка передач;
и выше.

Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов:

трехвальная коробка передач;
двухвальная коробка передач.

Трехвальная коробка передач чаще всего устанавливается на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая КПП применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Устройство трехвальной механической коробки передач

Трехвальная КПП имеет следующее устройство:

ведущий (первичный) вал;
шестерня ведущего вала;
промежуточный вал;
блок шестерен промежуточного вала;
ведомый (вторичный) вал;
блок шестерен ведомого вала;
муфты синхронизаторов;
механизм переключения передач;
картер (корпус) коробки передач.

ведущий вал
крышка подшипника
выключатель света заднего хода
манжета ведущего вала
задний подшипник ведущего вала
шестерня привода промежуточного вала
сапун
шестерня III передачи
передний картер
шестерня I передачи
шестерня заднего хода
штоки переключения передач
шарик-фиксатор
пружина
рычаг переключения
защитный уплотнитель
колпак рычага
корпус рычага переключения
задний картер
ведомый вал
манжеты удлинителя заднего картера
втулка
шестерня привода спидометра
привод спидометра
задний подшипник промежуточного вала
шестерня V передачи
болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода
промежуточная шестерня заднего хода
промежуточный вал
маслозаливная пробка

- Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.
- Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.
- Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал.
- Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов (обиходное название синхронизаторы). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

- Механизм переключения трехвальной коробки обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач, механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.
- Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

Принцип работы трехвальной механической коробки передач.

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач имеет следующее устройство:

ведущий (первичный) вал;
блок шестерен ведущего вала;
ведомый (вторичный) вал;
блок шестерен ведомого вала;
муфты синхронизаторов;
главная передача;
дифференциал;
механизм переключения передач;
картер коробки передач.

задняя крышка картера коробки передач
ведущая шестерня V передачи
шариковый подшипник ведущего вала
ведущая шестерня IV передачи
ведущий вал
ведущая шестерня III передачи
картер коробки передач
ведущая шестерня II передачи
шестерня заднего хода
промежуточная шестерня заднего хода
ведущая шестерня I передачи
роликовый подшипник ведущего вала
сальник ведущего вала
сапун
подшипник выключения сцепления
направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления
ведущая шестерня главной передачи
роликовый подшипник ведомого вала
маслосборник
ось сателлитов
ведущая шестерня привода спидометра
шестерня полуоси
коробка дифференциала
сателлит
картер сцепления
пробка для слива масла
ведомая шестерня главной передачи
регулировочное кольцо
роликовый конический подшипник дифференциала
сальник полуоси
ведомая шестерня I передачи
синхронизатор I и II передач
ведомая шестерня II передачи
ведомая шестерня III передачи
синхронизатор III и IV передач
ведомая шестерня IV передачи
шариковый подшипник ведомого вала
ведомая шестерня V передачи
синхронизатор V передачи
ведомый вал.

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций КПП вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней - по сути три главных передачи. Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки имеет следующее устройство:

рычаг управления;
трос выбора передач;
рычаг выбора передач;
трос включения передач;
рычаг включения передач;
центральный шток переключения передач с вилками;
блокирующее устройство.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

Дата публикации: 27.04.2021 05:55

Пишите, звоните до 21: 00 по Москве:

©Проект-Технарь, 2010-2022
Все работы, чертежи и связанные с ними материалы принадлежат его автору и предоставляются только в ознакомительных целях.
ИНН550705958503

Главная функция, которую должна выполнять коробка переключения передач, заключается в достижении оптимального состояния крутящего момента. Ключевыми элементами такой системы являются ведущий, ведомый и промежуточный валы.

О коробке переключения передач и правилах её эксплуатации

Чтобы вникнуть в суть работы такого устройства, как коробка передач, необходимо начать с того, что они бывают нескольких типов:

механические, в которых переключение скоростей происходит в ручном режиме, а конструкция представлена в виде цилиндрического многоступенчатого редуктора;
автоматизированные, способные самостоятельно, без прямого вмешательства водителя, обеспечивать отбор оптимального передаточного числа;
роботизированные — стандартная механика с комплектом автоматизированных функций, которые производят переключение сцепления и передач;
вариаторные — способны обеспечить передачу усилий от движка к колёсам, не используя при этом ступени.

О промежуточном вале и прочих комплектующих элементах коробки передач

Любая коробка переключения передач — это не что иное, как система, состоящая из нескольких валов и шестерёнок. Весь набор комплектующих взаимодействует между собой внутри металлического корпуса. Что касается ведущего вала, то он соединён при помощи обыкновенного сцепления с маховиком. А вот ведомый кардан, напротив, сводится жёстким соединением прямо к кардану.

Промежуточный вал КПП выполняет функцию передач вращений от первичного коленвала ко вторичному кардану. Они расположены последовательно, при этом опора вторичного приходится на подшипник хвоста первичного, не имея с ним жёсткой связи.

Опора промежуточного вала приходится на три подшипника и стопорное кольцо, которое и служит главным фиксатором устройства. Устанавливается промежуточный элемент строго параллельно первичному. Весь блок шестерёнок находится в жёстком сцеплении с промежуточным валом и взаимодействует с шестерёнками вторичного элемента. Привести промежуточный кардан в действие возможно при помощи запуска сцепляющего вала. Его задача — сменять направление движения. Достигается она при помощи промежуточной шестерёнки заднего хода, расположенной на отдельной оси.

Наиболее распространённые поломки

Существует множество причин, вследствие которых коробка переключения передач выходит из строя. Чтобы выявить неисправности промежуточного вала, достаточно просто прислушаться к своему автомобилю. У машины, имеющей проблемы, вы обязательно обнаружите специфические признаки, сигнализирующие вам о том, что вашему четырёхколёсному другу нужна помощь. К таковым можно отнести:

возникновение странного, нехарактерного для нормального функционирования авто стука;
появление сложностей при смене передач;
выключение коробки передач самопроизвольно, без вашего вмешательства.

затягивание болтов и гаек, ослабившихся в процессе эксплуатации;
поджимание сальника или обжим ослабленных обойм;
совмещение несовпадающих монтажных меток;
смазка шлицов в местах их соединения.

А вот более серьёзные неисправности мы советуем доверить экспертам. К поломкам, требующих вмешательства специалистов, относятся:

ремонт подшипника промежуточного вала;
замена износившихся элементов конструкции;
приведение устройства к балансу;
разбор механизма;
исправление и выпрямление с привлечением специальной техники.

Очень важно своевременно обнаружить и устранить поломку. Быстрое реагирование позволит вам решить проблему малыми потерями и не приведёт к замене промежуточного вала в целом.

Вал – одна из самых прочных и самых нагружаемых деталей редукторного устройства. Он постоянно находится в движении и служит для передачи крутящего момента с одновременной регулировкой угловой скорости вращения.

Обычно выполняется из усиленной легированной стали (марка 40 или импортный аналог) в форме цилиндра. Диаметр трубки может меняться по всей длине. В конструкции предусматривают пазы в местах посадки или соединения с рабочими элементами (зубчатого колеса, шестерни) на шпонках.

Какие функции выполняет в сборке

Вал редуктора выполняет 2 основные задачи:

передает крутящий момент от источника энергии ее потребителям;
запускает элементы привода, которые должны вращаться.

Обе функции требуют от валов мотор-редуктора постоянного движения (запускается вместе с оборудованием и находится в непрерывном вращении), устойчивости к деформации. На решение первой задачи работает схема размещения в связке с запускающим устройством. Второе требование выполняется через грамотный подбор материала и продуманную сборку, которую формируют 3 блока:

опорный;
промежуточный;
концевой.

Валы редукторов промышленного назначения в 99% случаев выполняют на прямой оси. Это позволяет добиться их повышенной прочности, устойчивости к деформациям при работе подключаемой техники и долговечности службы.

Наиболее распространённые поломки

возникновение странного, нехарактерного для нормального функционирования авто стука;
появление сложностей при смене передач;
выключение коробки передач самопроизвольно, без вашего вмешательства.

затягивание болтов и гаек, ослабившихся в процессе эксплуатации;
поджимание сальника или обжим ослабленных обойм;
совмещение несовпадающих монтажных меток;
смазка шлицов в местах их соединения.

ремонт подшипника промежуточного вала;
замена износившихся элементов конструкции;
приведение устройства к балансу;
разбор механизма;
исправление и выпрямление с привлечением специальной техники.

Классификация

В механизмах используют три вида элементов, отличные по назначению:

Ведущий, быстроходный или входной вал редуктора. В стандартных устройствах (наращивание крутящего момента + понижение угловой скорости – количества оборотов на выходе) деталь соединяется непосредственно с приводом.
Ведомый. Он же тихоходный или выходной вал редуктора. Работает в прямой связке с приводом в мультипликаторах (механизмах, которые передают крутящий момент, одновременно повышая скорость вращения).
Промежуточный (его еще называют среднескоростным, делает регулировку скоростей плавной).

В большинстве конструкций ведомые и ведущие валы редуктора присоединяются к приводу с муфтой. Кроме назначения, они делятся по способу исполнения.

Здесь 2 варианта – цельная и полая модель. Вторая используется в системах, когда элемент необходимо располагать строго внутри короба. Полый ведущий и ведомый вал редуктора обладает меньшей прочностью, зато позволяет снизить вес оборудования и сократить количество соединений.

Промежуточный вал и другие комплектующие КПП

Абсолютно каждая коробка переключения передач является ничем иным, как набором валов и шестерен, которые заключены в корпус и взаимодействуют друг с другом. А посредством сцепления с маховиком соединен ведущий вал. Ведомый же, в свою очередь, имеет жесткое соединение с карданном. Функцию же передачи вращения от ведущего к ведомому валу берет на себя промежуточный вал. Первые два вала имеют последовательное расположение, при этом вторичный опирается на подшипник, установленный в хвостовике первичного, однако, никакой жесткой связи нет, и они работают независимо.

Что же насчет промежуточного вала, так он располагается непосредственно под ними. Кроме того, не последнюю роль в обеспечении переключения передач играют шестерни и муфты. Во время перемещения рычага КПП приводятся в движение специальные вилки, отвечающие за переключение передач. Они же в свою очередь перемещают муфты, при этом специальный замок исключает возможность одновременного включения нескольких передач.

Расположение

Расположение бывает вертикальным или горизонтальным. Вертикальный вал редуктора позволяет сэкономить пространство для горизонтального размещения оси двигателя, что для многих устройств важно. Такое конструктивное решение свойственно редукторам на червячной или конической передаче.

Относительно друг друга (осей) детали располагают параллельно, под прямым углом, перекрестно. Выбор схемы зависит от типа редукторного оборудования:

в цилиндрических передачах чаще используют параллельное расположение;
в червячных зубчатых передачах (комбинированных червячно-цилиндрических) оси тихоходных и быстроходных валов редуктора сходятся под прямым углом (обеспечивают малую шумность и большие передаточные числа, но уступают аналогам по КПД);
коническо-цилиндрические и 2–3-ступенчатые конические редукторы требуют пересекающегося расположения.

В привязке к другим элементам сборки схема бывает сосной, раздвоенной или развернутой. Первые два решения более технологичны для 2–3-ступенчатых механизмов, поскольку дают хороший КПД и износостойкость устройства (способность переносить повышенные нагрузки, не снижая крутящего момента вала редуктора).

То же относится к 2-ступенчатым механизмам с зубчатой передачей и соосным размещением, которое используется в цилиндрических и планетарных моделях. При этом в соосном цилиндрическом редукторе часто устанавливается выходная ступень с прямым зацеплением.

Коробка переключения передач и правильная эксплуатация

Существует несколько типов коробок передач:

механическая, в этом случае речь идет о ручном переключении, при этом конструктивно она представляет собой цилиндрический многоступенчатый редуктор;
автоматизированная, способная (в зависимости от ряда факторов) обеспечить выбор правильного передаточного числа без непосредственного участия водителя;
роботизированная, которая представляет собой стандартную механическую КП, но уже с автоматизированными функциями переключения сцепления и самих передач;
вариаторная, позволяющая передавать усилие движка к ведущим колесам бесступенчато.

Основными причинами возникновения поломок являются, как правило, нарушения правил эксплуатации: это использование некачественных масел, и, конечно же, эксплуатация авто с неисправной системой сцепления. Кроме того, негативно отразится довольно низкое качество комплектующих, а также проведение неквалифицированных ремонтных работ и технического обслуживания. Поэтому прежде чем обращаться в тот либо иной сервис, убедитесь в том, что в нем работают действительно специалисты. А теперь разберем устройство КП.

Расположение и тип передачи

Если при размещении заказа на производство мотор-редуктора схема валов шестерни редуктора задается типом требуемого оборудования, то при его ремонте действует обратная закономерность. Тип передачи определяется по размещению. Примеры:

если компоненты установлены параллельно, значит, мастер имеет дело с цилиндрической зубчатой передачей;
пересекающиеся валовые оси указывают на червячную, гипоидную или зубчато-винтовую передачу.

В комбинированных системах (когда в корпус редуктора установлено несколько видов передач) валы устанавливают соосно, выдерживая заданное расстояние между их осями (для этого нужны высокоточные опоры).

Промежуточные соединения и карданные передачи

Оси валов муфты сцепления и коробки перемены передачи должны совпадать, т. е. быть соосны. Однако на практике эти валы располагаются с некоторой несоосностью, которая возникает из-за неточности изготовления деталей, погрешности сборки, деформации рам и корпусов, а также взаимного расположения сборочных единиц в процессе эксплуатации. Поэтому возникает необходимость соединения валов не жестко, а с определенной степенью свободы, что позволит компенсировать несоосность соединяемых валов, снизить нагрузки на детали, увеличить срок их службы. Для этого применяют промежуточные соединения — специальные шарниры, которые по числу шарниров бывают одинарные и двойные, а по конструкции — жесткие, мягкие (упругие) и комбинированные. Жесткие шарниры состоят только из металлических деталей, а мягкие имеют упругие неметаллические элементы.

Передачу вращающего момента от коробки передач к главной передаче ведущего моста во многих тракторах и автомобилях обеспечивает карданная передача. Она позволяет компенсировать несоосность и изменение расстояния между осями валов. На рисунке показана схема карданной передачи автомобиля.

Рис. Схема карданной передачи: 1 — коробка передач; 2 — карданный шарнир; 3 — карданный вал; 4 — задний ведущий мост; 5 — рессора; 6 — рама

Коробка передач установлена на раме автомобиля, а задний мост подвешен к раме на упругих рессорах. При колебаниях нагрузки на автомобиль во время его движения положение заднего моста относительно рамы и оси вторичного вала коробки передач постоянно изменяется. Поэтому для передачи вращающего момента от вторичного вала коробки передач к валу заднего моста необходим дополнительный вал, у которого изменяются длина и угол наклона к продольной оси автомобиля.

Карданная передача (в наиболее простом виде) состоит из карданных шарниров и карданного вала. Карданные шарниры обеспечивают угловое перемещение карданного вала, а свободные шлицевые соединения вилок карданного шарнира с карданным валом — изменение расстояния между шарнирами.

Карданные передачи используют на колесных тракторах, оборудованных приводом на все четыре колеса (К-701, Т-150К, МТЗ-82), и гусеничном тракторе Т-150. Их устройство аналогично устройству карданных передач автомобилей.

В карданную передачу некоторых автомобилей (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.) и тракторов (МТЗ-82) введен дополнительный вал, устанавливаемый на промежуточной опоре. Такая конструкция позволяет укоротить основной вал, уменьшить его вибрацию, повысить надежность и долговечность работы карданной передачи.

Карданный шарнир с игольчатыми подшипниками (рисунок а) состоит из вилок, крестовины, игольчатых подшипников, сальников. Стаканы с игольчатыми подшипниками надевают на пальцы крестовины и уплотняют сальниками. Стаканы фиксируют в вилках стопорными кольцами или крышками, привернутыми к ним винтами. Карданные шарниры смазывают через масленку по внутренним сверлениям крестовины. Предохранительный клапан служит для устранения излишнего давления масла в шарнире.

При равномерном вращении ведущей вилки ведомая вилка вращается неравномерно: за один оборот она дважды обгоняет ведущую вилку и дважды отстает от нее. Для устранения неравномерности вращения и снижения инерционных нагрузок применяют два карданных шарнира.

В приводе к передним ведущим колесам устанавливают карданную передачу равных угловых скоростей. Такая передача автомобилей ГАЗ-66 и ЗИЛ-131 состоит из вилок 2, 5 (рисунок б), четырех шариков 7 и центрального шарика 8. Ведущая вилка 2 представляет собой единое целое с внутренней полуосью, ведомая откована вместе с наружной полуосью, на конце которой закреплена ступица колеса. Ведущий момент от вилки 2 к вилке 5 передается через шарики 7, перемещающиеся по круговым желобам вилок.

Рисунок. Карданные шарниры: а — карданный шарнир: 1 — крышка; 2 — стакан; 3 — игольчатый подшипник; 4 — сальник; 5, 9 — вилки; 6 — предохранительный клапан; 7 — крестовина; 8 — масленка; 10 — винт; б — карданный шарнир равных угловых скоростей: 1 — внутренняя полуось; 2 — ведущая вилка; 3, 4 — шпильки; 5 — ведомая вилка; 6 — наружная полуось; 7 — шарики: 8 — центральный шарик.

Шарик 8 служит для центрирования вилок и удерживается в неизменном положении шпильками 3, 4. Частота вращения вилок 2, 5 одинаковая вследствие симметричности механизма относительно вилок.

Изменение длины вала обеспечивают свободные шлицевые соединения вилок карданных шарниров с валом.

Вернёмся немного к назад и посмотрим что же это за механизм такой, разберём устройство и принципы работы!

Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках, необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков;
Ступенчатое изменение передаточного отношения;
Малый ресурс сцепления.
Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных и заднемоторных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы этих коробок передач имеют различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

• Трехвальная коробка передач

Как следует из названия, такая коробка имеет три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.
Ведущий вал соединяется со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Далее крутящий момент передается через шестерню, находящуюся на валу в жестком зацеплении, на промежуточный вал.
Промежуточный вал расположен параллельно ведущему валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.
Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Такое расположение осуществляется за счет подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и свободно вращается на нем. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом, но могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах (кроме заднего хода).
Шестерня ведущего вала, блок шестерен промежуточного и ведомого вала находятся в постоянном зацеплении. При нейтральном положении рычага переключения крутящий момент от двигателя на ведомый вал не передается, а его шестерни свободно вращаются. При перемещении рычага КПП, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора, который обеспечивает выравнивание (синхронизацию) угловых скоростей шестерни ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Ведомый вал передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. При соединении синхронизатором первичного и вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая передача. Передаточное число прямой передачи равно единице. На прямой передаче шестерни вращаются вхолостую и не изнашиваются, коробка работает с максимальным КПД. Движение задним ходом обеспечивается за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси. Шестерни трехвальной коробки передач обычно (кроме первой передачи и передачи заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны и бесшумнее в работе, чем прямозубые.
Посмотреть анимированное изображение.

• Двухвальная коробка передач

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен, а не одна шестерня, как в трехвальной коробке. Промежуточный вал отсутствует. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.
Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Однако прямой передачи в двухвальной коробке нет. Каждая передача, кроме заднего хода, создается одной парой шестерен, а не двумя, как в трехвальной коробке. Это повышает КПД двухвальной коробки, но не позволяет добиться большого передаточного числа. Поэтому и применяется она только в легковых автомобилях.

• Как работает синхронизатор

Синхронизатор служит для бесшумного переключения передач путем выравнивания угловых скоростей включаемых элементов. Он состоит из ступицы 1, муфты 2, двух блокировочных колец 3, трех сухарей 4, двух проволочных колец 5. Ступица устанавливается на шлицах вторичного вала и жестко фиксируется. На ступице нарезаны наружные зубья и пазы под сухари. Муфта расположена на зубьях ступицы и в среднем положении удерживается сухарями, выступы которых входят во внутреннюю кольцевую канавку муфты. Сухари прижимаются к муфте упругими кольцами (как вариант, вместо колец могут использоваться подпружиненные шарики). Бронзовые блокировочные кольца имеют наружные зубья со скосами и впадины под сухари; ширина впадин несколько больше ширины сухарей. Кольцо может провернуться относительно ступицы на величину разницы ширины паза кольца и ширины сухаря. Для увеличения сил трения на конической поверхности кольца нарезана резьба и выполнены продольные канавки.
Работает синхронизатор следующим образом. При включении передачи вилка переключения перемещает муфту в направлении шестерни включаемой передачи. При перемещении муфты усилие через сухари передается на одно из блокировочных колец, которое вместе с муфтой перемещается относительно ступицы в сторону включаемой шестерни до соприкосновения с ее конической поверхностью. Вследствие разности угловых скоростей включаемой шестерни и ведомого вала на конических поверхностях возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора его в сухари. При этом зубья блокировочного кольца станут напротив зубьев муфты и дальнейшее перемещение муфты становится невозможным. После выравнивания угловых скоростей шестерни и синхронизатора сила, сместившая блокировочное кольцо, исчезает; под действием усилия водителя оно вернется в первоначальное положение, чему способствуют скосы на зубьях муфты и кольца. После этого муфта свободно проходит между зубьями блокировочного кольца и соединяется с зубьями малого венца включаемой шестерни. При этом гребни сухарей выходят из кольцевой проточки муфты, а сухари утапливаются, преодолевая упругую силу кольцевых пружин. Шестерня жестко соединяется со вторичным валом, передача включается. Весь процесс занимает время порядка милисекунд. С помощью одного синхронизатора можно поочередно включать две передачи в коробке.

• Уход и эксплуатация

В механических КПП и ведущих мостах заднеприводных автомобилей применяются трансмиссионные масла (в переднеприводных, как правило, используется моторное масло). Трансмиссионные масла работают в гораздо более легких условиях, чем моторные. Основное требование к ним — способность создавать прочную масляную пленку, выдерживающую большие нагрузки в зоне контакта деталей. Аналогично моторным маслам, трансмиссионные классифицируются по уровню эксплуатационных свойств API и классу вязкости SAE.
Согласно классификации API трансмиссионные масла делятся на пять классов: GL-1, GL-2, GL-3, GL-4, GL-5. Первые три класса применяются в тракторах, сельскохозяйственных машинах и грузовых автомобилях. Масла класса GL-4 предназначены для для механических коробок передач, раздаточных коробок и главных передач с цилиндрическими шестернями, GL-5 – для гипоидных передач. Бытует заблуждение, что масла класса GL-5 выше качеством, чем GL-4. Это не так! У них разные области применения. Масла для гипоидных передач содержат специальные противоизносные и противозадирные присадки, которые разрушительно действуют на цветные металлы. Поэтому если залить такое масло в коробку передач, оно неизбежно выведет из строя ее синхронизаторы.
Вязкость по SAE определяет температурный диапазон использования масла. Маркировка трансмиссионных масел аналогична маркировке моторных масел. Классификация содержит четыре зимних класса и пять летних. На практике сезоные масла применяют очень редко: срок их службы довольно велик, и проводить два раза в год замену не выходившего свой ресурс продукта экономически невыгодно. Поэтому в подавляющем большинстве случаев используются всесезонные масла. Самые распространенные для умеренного климата масла с верхним индексом вязкости 90. При выборе масла по низкотемпературному индексу ориентируются на следующие рекомендации: 75W-90 для суровых зим, 80W-90 для умеренных температур и 85W-90 для теплых зим.
Трансмиссионные масла выпускают на минеральной или синтетической основе.

Читайте также: