Коробка передач автомобілів (стр. 2 из 3)

1.1.5 Автоматичні коробки передач

Механічні ступінчасті коробки передач, які широко застосовуються на сучасних автомобілях, мають низку недоліків. Головний із них полягає в тому, що водієві для перемикання передач весь час доводиться натискувати на педаль зчеплення й керувати важелем перемикання передач. Це вимагає від нього чималих фізичних зусиль, особливо в умовах міського руху, а також у разі частих зупинок.

На автобусах ЛиАЗ і ЛАЗ, а також на великовантажних автомобілях БелАЗ застосовують гідромеханічні передачі, які водночас виконують функції зчеплення й коробки передач з автоматичним або напівавтоматичним перемиканням.

Гідромеханічна передача (ГМП) складається з гідротрансформатора й двоступінчастої механічної коробки передач з автоматичним керуванням (рис. 4).

Гідротрансформатор становить гідравлічний механізм, розміщений між двигуном і механічною коробкою передач, який забезпечує автоматичну зміну передаточного числа й крутного моменту відповідно до зміни навантаження на веденому валу.

У гідротрансформаторі є три робочих колеса з лопатями: насосне 3, закріплене на маховику двигуна, турбінне 1, з'єднане з ведучим валом 4 коробки передач, реакторне 2, встановлене на роликовій муфті вільного ходу. Насосне колесо має кільцеву форму й утворює корпус гідротрансформатора. Всередині нього розміщено двоє інших робочих коліс (рис. 5). Внутрішню кільцеву порожнину корпусу гідротрансформатора на 3/4 об'єму заповнено спеціальною оливою.

Рис. 4 Схема гідромеханічної передачі:

/— гідротрансформатор; //— механічна двоступінчаста коробка передач; 1 — турбінне колесо; 2 — реакторне колесо; 3 — насосне колесо; 4 — ведучий вал; 5 — шестірня ведучого вала; 6 ~ фрикціон першої передачі; 7— фрикціон другої передачі; 8— зубчаста муфта; 9 — пневмоциліндр привода зубчастої муфти; 10 — ведений вал; 11 — ведена шестірня заднього ходу; 12 — проміжна шестірня; 13 — відцентровий регулятор; 14 — ведуча шестірня заднього ходу; 15 — ведена шестірня першої передачі; 16 — ведуча шестірня першої передачі; 17 — проміжний вал; 18 — шестірня проміжного вала; 19 — фрикціон блокування насосного та турбінного коліс

Механічна двоступінчаста коробка передач (див. рис. 4) має ведучий 4, ведений 10 і проміжний 77вали з шестернями, фрикційні багатодискові муфти (фрикціони) 6, 7 і 19, зубчасту муфту 8 із пневматичним циліндром 9 привода, відцентровий регулятор 13.

Під час роботи двигуна насосне колесо 3 обертається разом із маховиком двигуна й своїми лопатями відкидає оливу від осі обертання до периферії. Струмені оливи при цьому потрапляють на лопаті турбінного колеса 1 і змушують його обертатися в тому самому напрямі, що й насосне. Далі олива надходить на лопаті реакторного колеса 2, яке змінює напрям потоку оливи, й після цього вона знову потрапляє в насосне колесо, циркулюючи по замкненому колу.

Рис. 5 Конструкція робочих коліс гідротрансформатора:

7 — маховик двигуна; 2 — турбінне колесо; 3 — реакторне колесо; 4 — насосне колесо (корпус гідротрансформатора)

Внаслідок зміни напряму потоку оливи в реакторному колесі створюється додатковий крутний момент (реактивний), що сприймається турбінним колесом. Таким чином гідротрансформатор дає змогу дістати на ведучому валу 4 коробки передач крутний момент, який відрізняється від моменту, що передається двигуном.

Найбільше зростання крутного моменту на турбінному колесі гідротрансформатора відбувається, коли автомобіль рушає з місця. В цьому разі реакторне колесо загальмоване муфтою вільного ходу й реактивний момент на ньому максимальний. У міру розганяння автомобіля, тобто збільшення частоти обертання насосного колеса, частота обертання турбінного колеса також зростає. Кількість оливи, що надходить унаслідок циркуляції на лопаті реакторного колеса, зменшується, й реактивний момент на ньому спадає. Муфта вільного ходу розклинюється, й поступово починає збільшуватися частота обертання реакторного колеса в загальному потоці оливи, що дедалі менше впливає на передаваний крутний момент.

Коли частота обертання гідротрансформатора досягає максимального значення, він перестає змінювати крутний момент і переходить у режим гідромуфти. Таким чином автомобіль плавно розганяється при безступінчастому характері зміни крутного моменту.

Діапазон безступінчастого регулювання передаточного числа гідротрансформатором становить 3,2 ... 1, і збільшувати його недоцільно, оскільки зменшується коефіцієнт корисної дії. Аби дістати збільшене значення діапазону регулювання крутного моменту, потрібне для рушання автомобіля з місця й розганяння, гідротрансформатор з'єднують із механічною ступінчастою коробкою передач, утворюючи гідромеханічну передачу.

В розглядуваній ГМП (див. рис. 4) спільна робота гідротрансформатора й коробки передач здійснюється завдяки автоматизації керування перемиканням передач, пов'язаним із приводом дросельної заслінки карбюратора двигуна. В цілому система керування ГМП досить складна за конструкцією й має цілу низку гідравлічних, електричних і пневматичних механізмів. За головний керуючий пристрій цієї системи править відцентровий регулятор 13, установлений на проміжному валу коробки передач. Він діє залежно від частоти обертання на блокування фрикціонів 6, 7, 19, які забезпечують перемикання передач.

У нейтральному положенні всі фрикціони вимкнені, й крутний момент під час роботи двигуна на ведений вал 10 коробки не передається. На першій передачі системою керування автоматично вмикається фрикціон 6. При цьому шестірня 5, вільно насаджена на ведучому валу, виявляється зблокованою з ним. Крутний момент починає передаватися від гідротрансформатора на фрикціон 6, шестерні 5, 18, 16, 15, зубчасту муфту 8, ведений вал 10. Перед початком руху зубчасту муфту 8 установлюють уручну за допомогою дистанційної системи керування в положення переднього ходу.

В міру розганяння автомобіля на першій передачі, коли гідротрансформатор автоматично відпрацює заданий діапазон регулювання, швидкість зростає до значення, що зумовлює перехід на другу передачу. Відцентровий регулятор 13 дає сигнал на вмикання фрикціона 7 і відмикання фрикціона 6. Автоматична система керування

здійснює відповідні перемикання гідроелектричних механізмів, і в коробці вмикається друга передача. На другій передачі момент від ведучого вала 4 передається через фрикціон 7 на ведений вал прямо, й швидкість автомобіля зростає до найбільшого значення, яке визначається діапазоном регулювання гідротрансформатора.

У гідротрансформаторі є фрикціон 19, який блокує насосне й турбінне колеса. Тоді крутний момент двигуна передається на трансмісію без втрат, чим досягається максимальна швидкість руху.

Для руху заднім ходом зубчаста муфта 8 установлюється водієм з пульта керування в положення заднього ходу. При цьому дистанційною системою керування обойма муфти переміщується вправо, шестірня 11 блокується на веденому валу 10. Момент від вала 4 при ввімкненому фрикціоні 6 передається на проміжний вал, шестерні 14, 12, 11 і на ведений вал 10. Шестірня 12 змінює напрям обертання веденого вала коробки на зворотний, чим і досягається рух заднім ходом.

2. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ АВТОМОБІЛЯ ЗИЛ-130.

У чавунному картері 1 коробки передач (рис. 61) на передній стінці встановлюють ведучий вал 11, який виготовляють як одне ціле з косозубчастою шестірнею постійного зачеплення і внутрішнім зубчастим вінцем 8. Він обертається у двох підшипниках. Передній кінець вала спирається на кульковий підшипник, встановлений у фланці колінчастого вала, а задній — на кульковий підшипник 13. У торець ведучого вала на роликовий підшипник 10 встановлено передній кінець веденого вала 9. Задній кінець вала обертається в кульковому підшипнику 32, запресованому в задню стінку картера.

Для безударного включення передач між шестірнями другої і третьої, четвертої і п'ятої передач розміщують синхронізатори.

На веденому валу є каретки синхронізаторів, які можуть переміщуватися по шліцах вала, косозубчасті шестірні 40, 50, 51 і прямозубчаста шестірня 28.

У нижній частині картера на підшипниках у його стінках встановлюють проміжний вал 3. На валу на шпонках встановлено косозубчасті шестірні 2, 52, 49, 48 і прямозубчаста шестірня 39. Шестірня 46 першої передачі виготовлена як одно ціле з валом.

Косозубчасті шестірні, що встановлені на веденому валу, перебувають у постійному зачепленні з шестірнями проміжного вала і мають внутрішні зубчасті вінці. Блок шестерень 38 і 41 заднього ходу обертається у двох роликових підшипниках на осі 42. Шестірня 38 блока знаходиться в постійному зачепленні з шестірнею 39 проміжного вала.

Рис. 61. Коробка передач автомобіля ЗИЛ-130:

а — складена; б — синхронізатор; в і г — схеми дії синхронізатора; д — шестірні, що включаються при передачі заднього ходу (передача включена); є — положення важеля переключення передач; 1 — чавунний картер; 2, 48, 49, 52 — косозубчасті шестірні проміжного вала; 3 — проміжний вал; 4 — роликовий підшипник; 5 — каретка синхронізатора; 6 — блокуючі пальці; 7 — кільце; 8 — внутрішній зубчастий вінець; 9 — ведений вал; 10 — роликовий підшипник; 11 — ведучий вал; 12 — кришка підшипника; 13 — кульковий підшипник; 14 — корпус фіксатора; 15, 26 і 27 — повзуни; 16 — кришка картера; 17 — штифтовий запобіжник; 18 — проміжний важіль; 19 — вісь; 20 — важіль переключання передач; 21 — фіксуючий палець; 22 і 23 — вилки; 24 — пружина фіксатора; 25 — кулька; 28 — прямозубчаста шестірня; 29 — болт; 80 — штифт; 31 — кулька; 32 — кульковий підшипник; 33 — шестірня привода спідометра; 34 — опорний палець; 35 — кулька; 36 — пружина; 37 — пробка; 38 і 41 — шестірні блока; 39 — прямозубчаста шестірня проміжного вала; 40, 50 і 51 — косезубчасті шестірні веденого вала; 42 — вісь блока шестерень; 43 — стопорна пластина; 44 — барабан; 45 — кульковий підшипник; 46 — шестірня; 47 — зливна пробка; 53 — розпірна втулка.