Шпаргалка по "Устройству автомобилей"

Рассмотрим основные элементы приводов сцеплений.

Педаль сцепления. Она может быть верхней и нижней. Верхняя педаль имеет нижнюю опору и обычно применяется для механического привода сцепления. Нижняя педаль имеет верхнюю опору и применяется для гидравлического привода сцепления. Иногда нижнюю педаль используют и в механическом приводе сцепления. Педаль сцепления изготавливают литьем из ковкого чугуна КЧ 35 или штампуют из сталей марок 30 и 35.

Вилка выключения сцепления. Она может быть изготовлена как одно целое с рычагом привода и опираться на шаровую опору. В этом случае вилку штампуют из листовой стали 20. Вилка может быть выполнена отдельно или вместе с валом, установленным во втулках картера сцепления. При таких конструкциях вилку выключения штампуют из сталей марок 30 и 35.

Выжимной подшипник  муфты выключения сцепления. Подшипник выполняется закрытым и герметичным. Смазочный материал в него закладывают при сборке, и в процессе эксплуатации смазывания подшипника не требуется. При управлении сцеплением подшипник может воздействовать непосредственно на внутренние концы рычагов выключения или через опорное кольцо, прикрепленное к концам рычагов выключения. В сцеплениях с диафрагменной пружиной подшипник при управлении сцеплением упирается в концы лепестков пружины через фрикционное кольцо, связанное с кожухом сцепления упругими пластинами, которые позволяют кольцу перемещаться в осевом направлении при включении и выключении сцепления.

Для надежной работы в сцеплении предусмотрена регулировка  свободного хода педали – зазора между  выжимным подшипником и рычагами выключения сцепления. Осуществляется она изменением длины тяги с помощью регулировочной гайки до зазора 1,5-3мм, что соответствует свободному ходу педали 35-50мм. При меньшем зазоре выжимной подшипник может нажимать на рычаги выключения, вызывая пробуксовку сцепления и увеличивая свой износ, и износ фрикционных накладок и рычагов выключения.

 

    24. Назначение, типы, общее устройство и принцип работы коробки переключения передач

          Понятие о передаточном числе.

Коробкой  передач называется механизм трансмиссии, изменяющий при движении автомобиля соотношение между скоростями вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес. Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, длительного разъединения двигателя и трансмиссии и получения заднего хода.

Изменение крутящего  момента на ведущих колесах и  скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или уменьшения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала. Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и проходимость автомобиля.

 

коробки передач
по изменению  передаточного числа	по связи между  валами	по управлению
ступенчатые	механические	неатоматические
бесступенчатые	гидравлические	полуавтоматические
комбинированные	электрические	автоматические

В ступенчатых  коробках передач передаточное число  изменяется ступенчато и тяговая сила на ведущих колесах автомобиля также изменяется ступенчато. В бесступенчатых коробках передач передаточное число и тяговая сила на ведущих колесах изменяются плавно, а при гидромеханических коробках передач — и плавно, и ступенчато. В неавтоматических коробках передач переключение передач осуществляется водителем вручную при помощи рычага переключения, расположенного на коробке передач или на рулевой колонке. В полуавтоматических коробках передач выбор необходимой передачи осуществляется водителем, а включение передачи производится автоматически. В автоматических коробках передач переключение передач происходит автоматически без участия водителя и в зависимости от условий движения. На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются ступенчатые коробки передач, все большее распространение в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах получают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротрансформатора и ступенчатой механической коробки передач.

Требования  к коробке передач. Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомобиля к коробке передач предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать:

• оптимальные  тягово-скоростные свойства и топливную  экономичность автомобиля;

• бесшумность  при работе и переключении передач;

• легкость и удобство управления;

• высокий КПД;

• возможность  отбора мощности для привода дополнительного  оборудования.

Ступенчатая коробка  передач представляет собой зубчатый (шестеренный) механизм, в котором  изменение передаточного числа  происходит ступенчато. Передаточным числом зубчатой передачи называется отношение числа зубьев колеса (большего из пары) к числу зубьев шестерни (меньшего из пары), или обратное отношение их частот вращения. Если в передаче участвует несколько пар зубьев, то общее передаточное число равно произведению их передаточных чисел. Передаточные числа ступенчатой коробки передач на всех передачах, кроме высшей, больше единицы. При включении этих передач уменьшается скорость вращения ведомого (вторичного) вала коробки передач и почти во столько же раз увеличивается передаваемый крутящий момент двигателя.

На автомобилях  применяются различные типы ступенчатых коробок передач. Наибольшее распространение на легковых и 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.

Конструкция трехвальной  коробки передач и число ее передач во многом зависит от типа автомобиля. Однако широкое применение получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач на легковых и грузовых автомобилях и автобусах.

 

 

Механическая, четырехступенчатая, 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 помощью синхронизаторов, а для движения назад — передвижением промежуточной шестерни заднего хода. Переключаются передачи с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки передач на подшипниках установлены первичный (ведущий) 7, 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 7 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 2, 14 и 19. Под нижнюю 19 и заднюю 14 крышки установлены прокладки.

Синхронизатор состоит из ступицы 31, скользящей муфты 32, блокирующих колец 30 и пружин 29. Ступица синхронизатора закреплена на вторичном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 32 с внутренними коническими поверхностями. Блокирующие кольца 30 имеют наружные конические поверхности и внутренние зубья со скосами. Блокирующие кольца постоянно отжимаются пружинами 29 к скользящей муфте 32. Работа синхронизатора основана на использовании сил трения. Включение передачи возможно только после предварительного уравнивания угловых скоростей вторичного вала и шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями скользящей муфты 32 и блокирующего кольца 30. После этого зубья муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне; свободно вращающаяся шестерня на вторичном валу с помощью синхронизатора соединяется с вторичным валом, и передача включается. Механизм переключения коробки передач включает в себя рычаг переключения, ползуны с вилками, шариковые фиксаторы и замок. Рычаг прижимается пружиной к сферической поверхности крышки шаровой опоры. Фигурный конец рычага при переключении передач входит в пазы вилок. Вилки, установленные на ползунах, входят в выточки скользящих муфт синхронизаторов 4 и 7 и промежуточной шестерни 16 заднего хода. Шариковые фиксаторы удерживают ползуны в нейтральном и включенном положениях, а замок исключает одновременное включение двух передач. Замок состоит из двух блокировочных сухарей и штифта между ними. При перемещении среднего ползуна оба сухаря выходят из его углублений и запирают крайние ползуны, исключая их смещение. При перемещении одного из крайних ползунов сухарь выходит из его углубления, блокирует средний ползун и, действуя через штифт на другой сухарь, запирает также другой крайний ползун, что исключает включение двух передач одновременно.

Коробка передач крепится к заднему торцу картера сцепления. В нее через резьбовое отверстие  с пробкой заливают трансмиссионное масло. Внутренняя полость коробки передач через сапун сообщается с атмосферой. Масло из коробки передач сливается через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в нижней крышке.

 

          25. Назначение, общее устройство и принцип работы гидромеханической коробки

                  переключения передач.                            

Основным неудобством  при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.

Гидромеханическая коробка  передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной.

Гидротрансформатор представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками: насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

 

При работающем двигателе насосное колесо вращается  вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивается передача крутящего момента в гидротрансформаторе. Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и  ведущими колесами автомобиля. Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при возрастании сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине и, следовательно, на ведущих колесах автомобиля. Имея небольшие размеры и массу, гидротрансформатор обеспечивает: плавное трогание автомобиля с места и отсутствие рывков; гашение крутильных колебаний и снижение ударных нагрузок в трансмиссии автомобиля, в результате чего долговечность двигателя и трансмиссии увеличиваются почти в два раза; повышение проходимости автомобиля в тяжелых дорожных условиях в результате непрерывного подвода мощности и крутящего момента к ведущим колесам и достижения минимальной устойчивой скорости движения (1,5 км/ч); легкость управления автомобилем и повышение безопасности движения благодаря меньшей утомляемости водителя. Однако гидротрансформатор имеет и недостатки: более низкий КПД, чем у ступенчатых коробок передач, вследствие чего несколько снижаются тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля; сложную конструкцию и высокую стоимость. Кроме того, гидротрансформатор невозможно использовать на автомобиле в качестве самостоятельного (автономного) механизма вследствие небольшого диапазона передач.

 

26. Назначение, общее устройство и принцип  работы раздаточной коробки.

Раздаточной коробкой передач называется дополнительная коробка передач, распределяющая крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля. Раздаточная коробка служит для увеличения тяговой силы на ведущих колесах и повышения проходимости автомобиля. Она одновременно выполняет функции демультипликатора, что позволяет увеличить диапазон передаточных чисел коробки передач и эффективнее использовать автомобиль в различных дорожных условиях. В зависимости от назначения автомобилей на них применяются раздаточные коробки различных типов.

 

раздаточные коробки
по расп валов  привода вед мостов	по приводу  вед мостов	по числу передач
с соосными валами	с блокированным  приводом	одноступенчатые
с несоосными валами	с дифференциальным приводом	двухступенчатые
		трехступенчатые

Дополнительно к общим требованиям к раздаточной коробке предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать:

• распределение  крутящего момента между ведущими мостами автомобиля пропорционально  приходящимся на мосты вертикальным нагрузкам;

• увеличение тяговой силы на ведущих колесах, необходимое для преодоления повышенных сопротивлений при движении автомобиля по плохим дорогам, бездорожью и на крутых подъемах;

• отсутствие циркуляции мощности в трансмиссии автомобиля;

• возможность  движения автомобиля с минимальной устойчивой скоростью (2,5...5,0 км/ч) при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента.

Раздаточные коробки  с соосными валами привода ведущих  мостов имеют широкое применение, так как они позволяют использовать для переднего и заднего ведущих мостов одну и ту же главную передачу (взаимозаменяемую). Однако в этом случае ведущая шестерня главной передачи переднего моста, имея левое направление спирали зубьев, будет работать на ввинчивание, поэтому при ослаблении затяжки ее подшипников может произойти заклинивание главной передачи переднего ведущего моста. Раздаточные коробки с несоосными ведомыми валами в отличие от раздаточных коробок с соосными ведомыми валами не имеют промежуточного вала. Они более компактны, менее металлоемки, более бесшумны при работе и имеют более высокий КПД. Раздаточные коробки с блокированным приводом ведущих мостов позволяют использовать полную по условиям сцепления ведущих колес с дорогой тяговую силу без их пробуксовки. Однако при движении автомобиля на повороте или на неровной дороге при блокированном приводе неизбежно проскальзывание колес, так как передние колеса проходят больший путь, чем задние. В этом случае увеличивается износ шин, расход топлива и происходит перегрузка деталей трансмиссии. Для устранения таких отрицательных явлений передний мост отключают при движении по дорогам с твердым покрытием и включают только на тяжелых участках дороги. Раздаточные коробки с дифференциальным приводом ведущих мостов исключают возникновение перечисленных ранее отрицательных явлений. Применяемый в этих коробках межосевой дифференциал позволяет приводным валам ведущих мостов вращаться с разными скоростями и распределять крутящий момент двигателя между мостами в соответствии с воспринимаемыми ими вертикальными нагрузками. Если нагрузки одинаковы по величине, то используют симметричный дифференциал, а если неодинаковы, то несимметричный. При раздаточных коробках с дифференциальным приводом передний мост постоянно включен. В результате износ шин меньше, чем при отключении переднего моста. Однако межосевой дифференциал ухудшает проходимость автомобиля, так как при буксовании на месте одного из колес автомобиль не может начать движение. Поэтому для повышения проходимости межосевые дифференциалы выполняют с принудительной блокировкой. Наибольшее распространение на автомобилях повышенной проходимости получили двухступенчатые раздаточные коробки.