Коробка передач легкового автомобиля

Первые автомобили в  России были собраны на заводах АО «Дукс» и «Фрезе и Ко» в 1890 г. Наиболее крупным предприятием до первой мировой  войны являлся Русско-Балтийский вагонный завод в Риге, где в 1908 году началась сборка легковых автомобилей  «Руссо-Балт» сначала из импортных деталей, а затем из деталей отечественного производства.

Первые отечественные легковые автомобили марки НАМИ-1  с двухцилиндровым  двигателем воздушного охлаждения мощностью 18,5 л.с. были выпущены в 1927 году на московском заводе «Спартак». Дальнейшее развитие связано с введением в строй в 1931-1932гг. Горьковского автомобильного завода (ГАЗ) и завода АМО в Москве (ныне ЗИЛ).

В 1932 начали сборку автомобиля ГАЗ-А  с четырехцилиндровым двигателем мощностью 42 л.с. с кузовом типа «фаэтон».  

На заводе ЗИЛ выпускались  и легковые автомобили только большого и высшего класса в ограниченном количестве (ЗИС-101, ЗИС-110 и т.п.).

В 1940 году на  заводе КИМ  в Москве (ныне АЗЛК) были выпущены первые отечественные малолитражные автомобили  КИМ-10, а в 1947 году – выпущен автомобиль «Москвич-401» с двигателем 1,07 л и мощностью 26 л.с. В результате последующих модернизаций здесь был создан популярный в то время автомобиль «Москвич-412», а затем более новый – «Москвич-2140» (1976-1988гг.).

В 1960 г. на украинском Запорожском автомобильном заводе (ЗАЗ) было начато производство автомобилей особо малого класса ЗАЗ-965 «Запорожец» с расположенным сзади четырехцилиндровым двигателем воздушного охлаждения мощностью 23 л.с. После – более современные модели – ЗАЗ-966 (1967-1971), ЗАЗ-968 (1970-1979) и др. В настоящее время на этом заводе выпускают переднеприводный легковой автомобиль ЗАЗ-1102 «Таврия»  с трехдверным кузовом, и модель ЗАЗ-1105 с пятью дверьми.

Ввод в 1970 году Волжского  автомобильного завода стало большим шагом вперед. Его первой моделью был ВАЗ-2101. Затем были выпущены более мощные – ВАЗ-2103, ВАЗ-21011, -2106, -2105, -2107 и автомобиль ВАЗ-2121 «Нива».

В 1984 году на ВАЗе началось производство  первого в стране переднеприводного малолитражного автомобиля ВАЗ-2108, а затем ВАЗ-2109. В настоящее время на ВАЗе расширяется производство переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108, -2109, 21099, -2110. Кроме того, на ВАЗе и на Камском автозаводе (КамАЗ)  совместно разработали и производят переднеприводные легковые автомобили  особо малого класса ВАЗ-1111 «Ока».

В настоящее время  рассматривается устройство, техническое  облуживание и ремонт наиболее массовых моделей легковых автомобилей с  передним приводом – ВАЗ-2109, АЗЛК-2141-01, -21412-01, ЗАЗ-1102  и с классической схемой компоновки -  ВАЗ-2105 и ИЖ-21512.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Назначение  коробки передач.

 

Коробка передач предназначена  для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, по величине и направлению путем зацепления  шестерен различного диаметра, а также для длительного отключения двигателя от трансмиссии (то есть обеспечивает длительную работу двигателя на холостом ходу).

Число ступеней коробки  передач зависит от числа пар  шестерен, вводимых в зацепление в определенных сочетаниях.

Она служит для изменения  тяговой силы на ведущих колесах  при изменении сопротивления  движению автомобиля, обеспечивает возможность  движения автомобиля  задним ходом.

 

3. Устройство  коробки передач.

Продольный и поперечный (А-А, В-В) разрезы коробки передач приведены на рис.1.

Чугунный картер 45 коробки передач прикреплен к картеру сцепления. В гнездо задней стенки картера коробки установлен удлинитель 24, представляющий собой литую алюминиевую трубу конусной формы, прикрепленную к основному картеру.

В картере на подшипниках  установлены два вала коробки  – ведущий 1 и ведомый 25. Ведущий вал имеет две опоры – одну в шариковом подшипнике, запрессованном в гнезде коленчатого вала, и вторую – в подшипнике 3. Ведомый вал 25 – трехопорный. Передней его опорой является игольчатый подшипник 4 размещенный в гнезде ведущего вала, средней опорой – подшипник 23 и задней опорой – скользящий подшипник из двух стальных втулок 29, залитых антифрикционным сплавом. Задняя часть вала 25 заключена в удлинитель и оканчивается шлицами, на которые надета вилка 31 карданного вала, опирающаяся и центрирующаяся своей внешней поверхностью в двух втулках 29, запрессованных в гнездо удлинителя.

Блок из пяти промежуточных  шестерен 37, 39, 40, 44, 49, выполняющий роль промежуточного вала, установлен на оси 46 на двух игольчатых подшипниках 36 и вращается шестерней ведущего вала. Промежуточная «паразитная» шестерня заднего хода установлена на оси 48 на бронзовой втулке и может вилкой передвигаться вдоль оси.

В задней части на вал 25 посажена ведущая шестерня 26 привода спидометра, зафиксированная на валу стопорным кольцом 27 и шариком 33. Если при работе двигателя ни одна из передач не включена, все шестерни коробки передач, кроме промежуточной шестерни коробки передач, и промежуточной шестерни заднего хода, вращаются. Муфты 9, 17 и шестерня 50 при этом находятся в нейтральном положении.

Для включения первой передачи муфта 17 передвигается назад вилкой механизма переключения, помещенной в проточку на внешней поверхности муфты, и вводится в зацепление своими шлицами сначала с блокировочным кольцом 19 синхронизатора, а затем с венцом шестерни 21 первой передачи, после чего шестерня 21 будет вращаться только вместе с валом 25.

Чтобы невозможно было одновременно  включить две разные передачи, и повредить этим коробку, предусмотрен специальный замок 13 (рис. 1), в пазу которого размещен переключатель. Движение переключателя вдоль своей оси (поперек пазов вилок) вызывает такое же движение замка. Кулак переключателя и три выступа замка взаимно расположены так, что при совмещении кулака с пазом одной вилки выступы замка входят в пазы двух других вилок, стопоря эти вилки в нейтральном положении.

Для переключения передач  служит механизм, управляемый рычагом, установленным на полу или рулевой колонке в салоне автомобиля (рис. 2).

 

 

 

4. Принцип  работы.

По принципу работы коробки передач  разделяют на бесступенчатые и ступенчатые.

Бесступенчатые автоматические коробки передач (электрические, гидравлические) позволяют, не меняя положения дроссельной заслонки, получить любую тяговую силу на ведущих колесах.

Ступенчатые коробки передач имеют механический привод, перемещающий шестерни по валам. Для получения нужной величины тяговой силы водитель вводит в зацепление шестерни с различным числом зубьев. Коробку передач устанавливают за сцеплением и крепят его к картеру.

На первичный вал 1 (рис. 2) передается крутящий момент от сцепления. При движении автомобиля вперед  крутящий момент 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. Крутящий момент на промежуточном валу 5 больше крутящего момента на первичном валу, так как диаметр шестерни 7 больше диаметра шестерни 2. В свою очередь, крутящий момент на вторичном валу  больше крутящего момента на промежуточном валу.

Работа коробки передач  при движении автомобиля задним ходом  показана на рисунке. Между шестернями 8 и 10 введена промежуточная шестерня 9, вследствие чего вторичный вал 4 вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала.

Включение второй передачи достигается перемещением муфты 17 вперед до зацепления с венцом шестерни 14 второй передачи и вместе с валом 25 будет вращаться только шестерня 14.

Третья передача включается, когда муфта 9 будет передвинута своей вилкой назад до зацепления с венцом шестерни 11 третьей передачи, а для включения четвертой (прямой) передачи муфта 9 перемещается вперед и сцепляется с венцом ведущего вала 1, после чего ведущий и ведомый валы коробки передач начнут вращаться с одной скоростью. Задний ход включается перемещением промежуточной шестерни 50 заднего хода вперед вдоль оси 48, при этом шестерня входит в зацепление сначала с прямозубой шестерней 49 блока шестерен, а затем и с прямозубой шестерней, нарезанной спереди на наружной части муфты 17, заставляя вал 25 вращаться в обратном  (против обычного) направлении.

Действие всех синхронизаторов  одинаково и происходит следующим  образом. Например, при трогании автомобиля с места и включении первой передачи муфта 17 в начале смещения назад увлекает за собой три сухаря 16, перемещая их в пазах ступицы. Сухари, нажимая своими торцами на блокировочное кольцо 19 синхронизатора, перемещают его в сторону включаемой шестерни 21 и заставляют внутреннюю конусную поверхность кольца  тереться о конус шестерни, отчего скорость вращения шестерни 21 начинает уменьшаться. Если в данный момент автомобиля неподвижен, то ведомый вал 25 коробки передач с деталями синхронизаторов (ступица, муфта, сухари с пружинами и блокировочные кольца) не вращаются. При дальнейшем движении муфты сухари с блокировочным кольцом остаются на прежнем месте, муфта сначала надвигается на зубчатый венец блокировочного кольца 19 и надавливает скошенными торцами своих шлицев на скошенные торцы его зубьев, значительно усиливая этим трение блокирующего кольца о конус шестерни. Кольцо окончательно останавливает шестерню 21, и муфта 17 находит сначала на венец кольца, а затем, без удара, на венец шестерни, несколько повернув при этом скошенными торцами своих шлицев кольцо 19 и шестерню 21 до совмещения шлицев муфты с пазами их венцов.

При включении передач  на движущемся автомобиле синхронизатор  действует таким же образом, с  той лишь разницей, что блокирующее  кольцо не останавливает полностью включаемую  шестерню, а лишь  уравнивает скорость ее вращения  со скоростью вращения ведомого вала 25.

Все три вилки переключения передач  передвигаются механизмом, смонтированным на боковой крышке коробки, отлитой  из алюминиевого сплава.  Вилки 29 и 30 (рис. )

 Передач переднего  хода надеты на неподвижный  стержень 27, а вилка 21 заднего хода надета на шлицы вала 18, на втором конце которого закреплен приводной рычаг 16. Вилки передвигаются поворотом переключателя 15. Перед поворотом кулак переключателя при его движении вдоль своей оси сначала вводится в паз одной из вилок 29 или 30 переднего хода или в паз приводного рычага заднего хода 16 вала 18, если  включается задний ход.

Вал переключателя пропущен в отверстие крышки 11 и выступает из коробки наружу. Поворот переключателя производится нижним рычагом 3, укрепленным на конце вала переключателя, а осевые перемещения переключателя – рычагом управления переключателя (избирательным рычагом), установленным на своей оси также с наружной стороны крышки.

Механизм переключения снабжен пружинами-фиксаторами 14 и 32, удерживающими вилки как в нейтральном положении, так и в положении включенной передачи.

 

 

 

 

 

 

 

5. Неисправности  коробки передач.

	Неисправности и признаки определения	Причины возникновения	Способы устранения
1	Шум в коробке  передач	- Отсутствие масла  в картере; загрязнение или  наличие металлических частиц  в масле;     - большой износ зубьев  шестерен и подшипников валов  и синхронизаторов.       - осевой зазор валов	- Проверить уровень  масла в картере, при необходимости долить или заменить;     - проверить и отрегулировать  свободный ход педали сцепления.  При необходимости коробку разобрать  и заменить изношенные детали.   - разобрать коробку  передач и внимательно осмотреть  детали: отремонтировать или  заменить изношенные детали. При сборке затянуть болты и гайки с моментами согласно ТУ.
2	Затрудненное  переключение передач	- применение масла  с повышенной вязкостью;   - поломка пружин колец  синхронизаторов;   - деформация или заедание  сферического шарнира рычага переключения передач	- масло с меньшей  вязкостью;   - замена пружин колец  синхронизаторов;   - снять рычаг и зачистить  сопрягающие поверхности сферического  шарнира.
3	Произвольное  выключение передачи	- износ фиксаторов  или поломка их пружин; - износ блокирующих колец синхронизаторов. - повреждение шлицев  на муфте синхронизатора, ступице  или шестерне.	- снять и разобрать  коробку, изношенные детали заменить.
4	Подтекание  масла	- износ сальников;   - ослабление болтов  картера и разрыв прокладок;   - повышение давления вследствие засорения сапуна.	- замена сальников;   -подтяжка болтов и  замена прокладок;     - периодическая прочистка  сапуна.