Вилка в коробке передач – Механическая коробка передач.В подробностях.Теория и практика. — DRIVE2

Механическая коробка передач (МКПП). Синхронизатор КПП

Механическая коробка передач (МКПП) – является устройством для передачи, преобразования и изменения направления крутящего момента от маховика двигателя. В данном виде коробки передач переключение ступеней производится направленными механическими движениями рычага переключения передач.

В МКПП осуществляется ступенчатая передача крутящего момента на вторичный вал и, далее на привод колес. Ступенчатая передача подразумевает под собой определенный коэффициент передачи (передаточное число) в паре взаимодействующих шестерен ведущего и ведомого валов, в отличие, например от вариатора, у которого плавающий коэффициент передачи. Определяется передаточное число соотношением количества зубьев взаимодействующих шестерен. Самое большое передаточное число у меньшей ступени, соответствующей «первой» передаче.

По количеству ступеней механические коробки переключения передач делятся на четырех ступенчатые, пяти и шести ступенчатые. 4-х ступенчатая коробка на данный момент большая редкость, а вот пяти ступка является наиболее распространённой.

По количеству валов, МКПП подразделяются на трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач может применяться в автомобилях с передним и задним приводом, в то время как двухвальная более подходит для  легковых авто с передним приводом. Для большегрузных автомобилей так же применяется коробка трехвальная.

 

Трехвальная МКПП

 

В коробках этого типа применяется три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

Ведущий вал выходит из корпуса коробки, для соединения своими шлицами с диском сцепления и применяется для передачи крутящего момента на вал промежуточный.

Промежуточный вал располагается параллельно ведущему и соединен с ним при помощи шестерни, которая жестко установлена на ведущем валу. На промежуточном валу так же находится блок шестерен.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим, но при этом вращается независимо от него. На ведомом валу располагается блок шестерен, которые не имеют жесткой сцепки с самим валом. Между шестернями располагаются муфты синхронизаторов, которые жестко сидят на валу, но могут двигаться вдоль вала. На конце муфты синхронизатора расположены зубчатые венцы, которые в процессе работы «входят» во «внутрь» шестерни ведомого вала, таким образом, получается жесткое соединение вала и ведомой шестерни заданной передачи. В нейтральном же положении все шестерни ведущего, промежуточного и ведомого вала вращаются в холостом ходу, ведомый вал стоит на месте, поскольку венец синхронизатора не соединен с внутренним венцом шестерни. Работа синхронизатора будет описана ниже.

Вилки переключения находятся в корпусе механической коробки передач, шарнирно связаны с рычагом переключения передач и предназначены для перемещения муфт синхронизаторов вдоль ведущего и ведомого вала.

Корпус МКПП выполнен из легкого металла, предназначен для крепления внутри всего механизма переключения и заливки смазывающего вещества, обычно это трансмиссионное масло. В старых советских версиях коробок передач применялся нигрол.

Рычаг переключения передачи может находиться непосредственно в коробке передач, или смонтированным на кузове автомобиля. В этом случае применяется дистанционное управление с помощью тросов или рычагов на шарнирах. Механизм дистанционного переключения передач в народе именуется «кулиса».

 

Рассмотрим принцип работы трехвальной МКПП. Крутящий момент от диска сцепления передается на первичный вал, который, как говорилось выше, передает вращение на промежуточный вал, шестерни промежуточного вращают шестерни ведомого, но сам ведомый вал не вращается. Водитель поворачивает рычаг включения передачи, например первой скорости, передвигая его влево. В этот момент выбирается нужная для включения вилка, далее происходит продольное движение рычага. Под его действием вилка начинает двигаться вдоль ведомого вала, приводя в действие синхронизатор. Синхронизатор совмещает угловую скорость вала и шестерни, после этого в действие приводится зубчатый венец, который входит в шестерню, жестко связывая ведомый вал и шестерню. Именно этот щелчок вхождения венца и фиксации ощущает на рычаге водитель. После этой процедуры крутящий момент передается на хвостовик коробки передач, далее через карданный вал на задний мост автомобиля (для заднеприводных моделей).

Варьировать передаточное число можно применяя меньшее количество зубьев на ведущей шестерни и большее на ведомой, со ступенчатым изменением количества зубьев в сторону уменьшения, для ведомой. Но наступит тот момент, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля приблизится к числу оборотов ведомого вала, тогда передача крутящего момента посредством шестерен теряет смысл. Именно поэтому в трехвальных коробках применяется прямая передача, то есть ведущий вал напрямую, через синхронизатор коробки передач соединен с ведомым валом, коэффициент передачи равен единице. У двухвальных МКПП прямая передача отсутствует.

Для передачи «задний ход» вводится дополнительная шестерня, которая располагается на отдельном валу и включается между промежуточным валом и ведомым, тем самым обеспечивая реверсное вращение ведомого вала. В МКПП применяются косозубые шестерни, благодаря чему происходит «мягкое» включение передач.

 

Двухвальная МКПП

 

В двухвальной коробке есть только два вала – ведущий и ведомый.

Предназначение всех элементов такое же, как и у трехвальной. Различие состоит в параллельном расположении валов, и передача создается одной парой шестерен (у трехвальной работают две пары). У двухвальной механической коробки передач нет прямой передачи. Шестерня главной передачи жестко крепится на ведомом валу, между остальными шестернями находятся синхронизаторы.

Как правило, у двухвальных коробок передач совмещены в одном корпусе непосредственно узел переключения передач, валы, блоки шестерен, синхронизаторы и дифференциал. Для уменьшения продольного размера в двухвальных коробках могут применяться несколько ведомых валов. В этом случае все вторичные валы (попеременно) своей шестерней главной передачи, вращают ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие дифференциал.

Для передачи «задний ход», так же как и в трехвальной коробке применяется дополнительный вал с промежуточной шестерней. Принцип действия тот же.

Для удерживания включенной передачи в МКПП (для всех видов) применяются фиксаторы, а для исключения включения сразу двух передач устройство блокировки.

Существенно отличается и механизм включения передачи в двухвальной коробке. Если в трехвальной переключение происходит выбором вилки рычагом переключения, то в двухвальной применяется шток переключения и рычаги выбора передачи. Сам процесс выглядит следующим образом – при повороте рычага переключения передачи в салоне авто, в действие приводится рычаг выбора передачи, далее следует продольное движение и привод в действие штока, который и толкает нужную вилку для блокировки шестерни на ведомом валу при помощи зубчатого венца муфты синхронизатора.

 

Синхронизатор коробки передач

Схема устройства синхронизатора: 1 — ступица; 2 — муфта; 3 — блокировочные кольца; 4 — сухари; 5 — проволочные кольца.

Как говорилось выше, синхронизатор КПП предназначен для бесшумного включения передачи путем выравнивания угловой скорости вала и шестерни. В устройство синхронизатора входит:

  • муфта
  • два блокировочных кольца
  • сухари
  • проволочные кольца

Ступица жестко крепится на ведомом валу. На ступице имеются пазы для сухарей и наружные зубья. На зубьях ступицы крепится муфта при помощи сухарей, которые находятся в канавках. Сухари прижимаются кольцами или подпружиненными шариками. Блокировочные кольца находятся по краям муфты и имеют снаружи зубья. На конической поверхности блокировочных колец наносятся продольные канавки или резьба для увеличения силы трения.

Работает синхронизатор так: включая передачу вилка, перемещает муфту в направлении нужной шестерни. Вместе с муфтой в сторону шестерни движется и блокировочное кольцо, благодаря усилию сухарей. Из-за разности угловых скоростей шестерни и вала на конической поверхности возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора. Зубья муфты и блокировочного кольца станут друг против друга, значит дальнейшее движение муфты, прекратится. После наступает момент выравнивания скоростей, а затем муфта свободно проходит через блокировочное кольцо и входит в соединение с внутренними зубцами включаемой шестерни, блокируя ее вместе с ведомым валом. Все — передача включена! Синхронизатор может включить поочередно две шестерни ведомого вала.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

autoustroistvo.ru

Механическая коробка передач (МКПП)

Механическая коробка передач (МКПП) представляет собой набор шестерен, 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.

Преимущества:

  • Наименьшая по сравнению с другими типами КПП стоимость и масса;
  • Высокие КПД, топливная экономичность и динамика разгона;
  • Простота и отработанность конструкции, а следовательно – высокая надежность;
  • Не требуют дорогостоящих расходных материалов, просты в обслуживании;
  • Благодаря жесткой связи двигателя с ведущими колесами, водитель может более эффективно использовать автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
  • МКПП допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии, поэтому такой автомобиль легко пускается «с толкача» и может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.

Недостатки:

  • 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.

Содержание статьи

Трехвальная коробка передач

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.

Двухвальная коробка передач

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

Устройство и работа синхронизатора коробки передач

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.

Механизм переключения

Конструкция механизма переключения передач зависит от конструкции автомобиля. В заднеприводных рычаг располагается непосредственно на корпусе коробки передач. В этом случае весь механизм переключения расположен внутри корпуса коробки и рычаг напрямую воздействует на него.

Плюсы такой схемы – простота, более чёткое переключение передач, меньший износ в процессе эксплуатации. Недостаток – такой привод непригоден для использования на большей части переднеприводных и всех заднемоторных автомобилях. В этом случае применяется иная схема механизма переключения: рычаг располагается дистанционно (напольно, на рулевой колонке или на панели приборов) и связан с коробкой передач при помощи расположенных вне ее корпуса тросов либо тяг (называемых обычно «кулисой»).

Плюсы такого решения — удобное расположение рычага КПП, отсутствие его вибрации и практически полная свобода в компоновке автомобиля. Однако, дистанционный привод менее долговечен и со временем допускает разбалтывание, что требует его регулировки или замены. Кроме того, чёткость переключения передач с таким механизмом переключения хуже, чем при непосредственном расположении рычага на корпусе КПП.

Несмотря на различия в конструкции привода включения передач, механизм включения в большинстве коробок передач имеет одинаковое устройство. Он состоит из подвижных штоков 1, расположенных в крышке коробки передач, и закрепленных на каждом штоке вилок 2. Вилки своими концами входят в пазы муфт синхронизаторов, а вилка включения заднего хода – в кольцевую проточку шестерни заднего хода. Также в любой коробке передач предусмотрены устройства, предохраняющие от неполного включения, самовыключения передачи и одновременного включения двух передач.

КПП с непосредственным приводом включения передач

При расположении рычага переключения 3 непосредственно на корпусе коробки передач его нижний конец входит в пазы головок подвижных штоков. Поперечное перемещение рычага, находящегося в нейтральном положении, приводит к выбору необходимого штока (передачи), а продольное – вызывает смещение штока, закрепленной на нем вилки и включение требуемой передачи.

Для удержания штока в нейтральном или включенном положении в нем выполнены гнезда, к которым поджимается пружиной шарик фиксатора. Штоки имеют по три гнезда под шарик фиксатора: среднее служит для удержания штока в нейтральном положении, а крайние — для фиксации одной из включенной передач. Шток вилки включения заднего хода имеет два гнезда: одно для фиксации штока в нейтральном положении, другое — во включенном положении передачи заднего хода.

Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в приводе имеется замковое устройство. Один из вариантов его конструкции – три блокировочных сухаря 4. Два крайних сухаря установлены в отверстия задней стенки картера, а средний — в отверстии среднего штока.

У штоков имеются гнезда для сухарей. При перемещении одного из крайних штоков он выдавливает из своего гнезда сухарь, который, перемещаясь, входит в гнездо среднего штока и одновременно сдвигает два других сухаря, блокируя и второй крайний шток. При перемещении среднего штока, он прижимает два крайних сухаря в гнезда крайних штоков. Тем самым неподвижные штоки оказываются в запертом положении.

КПП с дистанционным приводом включения передач

Если рычаг коробки передач располагается дистанционно, то, как уже упоминалось, он соединяется с коробкой с помощью тросов или тяг 1, которые через шток выбора передач 2 воздействуют на механизм выбора передач 3. На конце штока выбора передач крепится двуплечий рычаг 4, который при перемещении штока поворачивает трехплечий рычаг 5 механизма выбора передач.

Трехплечий рычаг перемещает шток выбранной передачи с закрепленной на нем вилкой. Одно плечо трехплечего рычага служит для включения передач переднего хода, другое для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. Блокировочные скобы 6 предназначены для предотвращения одновременного включения двух передач. Механизм включения передач состоит из штоков, вилок и шариковых фиксаторов.

Уход и эксплуатация

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки, она не напоминает о себе практически до конца срока службы автомобиля.

Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, то когда-нибудь обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями. Передачи надо переключать спокойным плавным движением, с небольшой паузой в нейтрали для того, чтобы сработали синхронизаторы.

Основные неисправности коробки передач:

  • Подтекание масла может быть следствием повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера;
  • Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений;
  • Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен;
  • Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.

avtonov.info

Вилка КПП МТЗ – устройство и функции

Вилка КПП – один из элементов механизма переключения передач. Данная деталь очень прочная и надежная, так как изготавливается из крепкого металла.

Более подробно об устройстве, ремонте такого элемента как вилка КПП читайте далее.

Вилка коробки передач – строение

Деталь входит в систему управления редуктором современного трактора МТЗ. Вилка КПП имеет два зубца и ось. Прикрепляется к оси специальным рычагом. Также соединение включает в себя пружину, кольцо и металлический шарик.

Вилка КПП и ее соединение невозможно без прокладки, которая служит уплотнением крышки редуктора. В устройство редуктора входит и штифт, стержень, клин. После того как вилка КПП и другие элементы закреплены, монтируется кожух, а только затем накладка.

С помощью втулок присоединяется рычаг с небольшой рукояткой. Надежность данных соединений достигается за счет применения втулок, шайб, болтов и гаек. Вилка КПП и другие элементы из механизма переключения передач отображены на рисунке.

Отметим, что вилка коробки передач также соединяется и с валиками специальным винтом.

Принцип работы вилки КПП

Главный элемент механизма переключения передач – это валики. К каждой детали присоединяется вилка коробки передач. Валики в свою очередь снабжены канавками, в которых помещаются фиксаторы (металлические шарики). Таким образом, для перемещения шестерен КПП необходимы вилка коробки передач, поводки и валики.

Принцип работы рассматриваемых деталей очень прост.

Вилка закреплена на валике стопорными болтами.

Рычаг переключения служит для перемещения валиков. Элемент может качаться в шаровой опоре в различных направлениях. Нижний конец рычага закрепляется в пазы валиков.

Для переключения передачи рычаг заводится в паз, затем вилка коробки передач перемещает его в продольном направлении.

Ремонт вилки коробки передач

Главный признак необходимости проведения замены детали – это скрежет шестерен при переключении передач.

То есть если вы переключаете передачи и слышите скрежет элементов, скорее всего, вилка КПП, фрикционные диски и цапфа износились. Советуем провести регулировку сцепления трактора.

Если же после регулировки слышен скрежет, приступайте к проверке состояния пружин механизма тормозка. Правильно натяните пружину. Не забывайте, что в правильном положении пружина имеет длину не менее 31 мм (максимальная длина – 32 мм). Однако если после проведения данных процедур не удается ликвидировать скрежет – снимайте кабину, крышку корпуса сцепления, редуктора.

Обратите внимание на толщину, которую имеет вилка КПП. Помните, что вилка коробки передач заменяется, если зазор между элементом и отводкой превышает 2,2 мм. Рекомендуем измерить зазор паза муфты.

То есть вилка вставляется в паз муфты и фиксируется величина зазора. Допустимое значение – 3 мм. Если зазор превышает данный показатель, вилка КПП и муфта трактора заменяются на новые детали. Кроме этого специалисты советуют периодически проверять состояние сопряжения вилки и скользящих кареток.

Для этого необходимо снять элементы, вставить поочередно в пазы и проверить зазор между ними. При превышении показателя зазора 1,5 мм вилка КПП заменяется новой деталью. К основным неисправностям раздаточной коробки передач можно отнести и износ поверхности роликов, муфты.

Вилка коробки передач ломается крайне редко. Тем не менее, при переключении передач доставляет водителю неудобства. Поэтому советуем своевременно менять деталь на новые запчасти МТЗ. Вилка коробки передач требует и периодического осмотра.

Снимайте деталь с КПП, измеряйте толщину щек элемента, зазоры.

mtzrostov.ru

Назначение механической коробки передач/ коробки передач в блоке с ведущим мостом автомобиля

23.05.2010

Механические коробки передач и коробки передач в блоке с ведущим мостом

Типичная механическая коробка передач

Механическая коробка передач — это «сердце» трансмиссии многих современных автомобилей. Чтобы дать двигателю выигрыш в силе ведущим колесам, в механической коробке передач используются зубчатые колеса различного размера. Сам двигатель может генерировать только ограниченный крутящий момент при низких значениях частоты вращения. Без достаточного крутящего момента трогание автомобиля было бы невозможно.

В нормальных рабочих условиях мощность передается от двигателя через включенное сцепление к первичному валу коробки передач. Первичный вал передает эту мощность зубчатым передачам в коробке передач, которые изменяют крутящий момент и частоту вращения и затем передают его остальной части трансмиссии.
 
Механические коробки передач используются на автомобилях с задним приводом и приводом на четыре колеса. На переднеприводных автомобилях используются механические коробки передач в блоке с ведущим мостом. Механические коробки передач в блоке с ведущим мостом в основном выполняют туже функцию, что и механические коробки передач. Однако, коробки передач в блоке с ведущим мостом, кроме того, имеют одну дополнительную функцию: они содержат дифференциал, который выполняет функции главной передачи и позволяет колесам вращаться с разными скоростями. Дифференциал устанавливается внутри картера коробки передач в блоке с ведущим мостом. Дифференциал получает крутящий момент прямо от выходной шестерни, расположенной внутри коробки передач в блоке с ведущим мостом. Затем он использует передаточное число для увеличения крутящего момента и передает крутящий момент через полуоси к колесам.

Назначение зубчатых передач

Задача зубчатых передач, расположенных внутри коробки передач или коробки передач в блоке с ведущим мостом, — передавать вращательное движение. Зубчатые колеса обычно устанавливаются на валах. Зубчатые передачи передают вращательное движение от одного вала другому. Зубчатые колеса и валы взаимодействуют друг с другом в соответствии с одним из трех способов:

•    Вал может приводить в движение зубчатое колесо.
•    Зубчатое колесо может приводить в движение вал.
•    Зубчатое колесо может свободно вращаться на вале.

Зубчатые передачи могут использоваться для увеличения крутящего момента и уменьшения частоты вращения, уменьшения крутящего момента и увеличения частоты вращения, передачи крутящего момента и сохранения постоянства частоты вращения или изменения направления крутящего момента.

Вращение зубчатых колес

Для выполнения диагностики и ремонта необходимо понимать, как вращаются зубчатые колеса внутри механической коробки передач или коробки передач в блоке с ведущим мостом.

Основное правило, которое применяется к зубчатым колесам, таково: два зубчатых колеса с внешним зацеплением вращаются в противоположном направлении.

Это означает, что двигатель, который приводит зубчатое колесо во вращение по часовой стрелке, заставляет любое другое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с этим зубчатым колесом, вращаться против часовой стрелки. Чтобы заставить это зубчатое колесо вращать ведомые колеса в направлении почасовой стрелке, должно быть добавлено третье зубчатое колесо.
 
Другое основное правило для зубчатой передачи заключается в том, что, когда вводится третье зубчатое колесо, выходное направление вращения комплекта зубчатых колес соответствует направлению вращения на входе.

Конструкция зубчатой передачи

Имеются много типов зубчатых передач и каждая имеет свои собственные рабочие характеристики. Наиболее распространенные типы зубчатых передач, которые используются в механических коробках передач и коробках передач в блоке с ведущим мостом, это:

•    Прямозубая цилиндрическая зубчатая передача
•    Косозубая цилиндрическая зубчатая передача
•    Прямозубая коническая зубчатая передача

Прямозубая цилиндрическая зубчатая передача

Прямозубая цилиндрическая зубчатая передача -это самая простая по конструкции зубчатая передача, используемая в механических коробках передач/ коробках передач в блоке с ведущим мостом.

•    Ее главное преимущество заключается в прямой нарезке зубьев, и поэтому зубчатые колеса могут перемещаться в осевом направлении и таким образом входить в контакт с другими зубчатыми колесами и выходить из контакта.
•    Ее главный недостаток- шум при работе. Прямозубые цилиндрические зубчатые передачи при высокой частоте вращения издают вой.
•    В механической коробке передач/ коробке передач в блоке с ведущим мостом прямозубая цилиндрическая зубчатая передача обычно используется только для передачи заднего хода.

Косозубая цилиндрическая зубчатая передача

Косозубая цилиндрическая зубчатая передача — это наиболее распространенная зубчатая передача, используемая в механических коробках передач и коробках передач в блоке с ведущим мостом. В ней зубья нарезаны под углом коси вращения передачи. В процессе работы это позволяет всегда находиться в полном контакте двум или большему количеству зубьев.

•    Главное преимущество косозубой цилиндрической зубчатой передачи заключается в том, что она работают намного более  спокойно и имеет намного большую несущую способность по сравнению с прямозубой цилиндрической зубчатой передачей.
•    Главный недостаток косозубой цилиндрической зубчатой передачи заключается в том, что в ней нельзя перемещать зубчатые колеса, вводя их в контакт с сопрягаемыми зубчатыми колесами и выводя из контакта. Они должны находиться в постоянном зацеплении. Косозубая цилиндрическая зубчатая передача иногда упоминается как передача постоянного зацепления.
•    Косозубая цилиндрическая зубчатая передача используются для всех передач движения вперед и в некоторых случаях — также для
передачи заднего хода.

Прямозубая коническая зубчатая передача

Прямозубая коническая зубчатая передача позволяет зубчатому колесу вращаться на оси, которая располагается под углом 90 градусов к зубчатому колесу, с которым обеспечивается зацепление.

•    Прямозубые конические зубчатые колеса используются только в качестве сателлитов и полуосевых шестерен дифференциала на механической коробке передач в блоке с ведущим мостом.

Передаточные числа

Древнегреческий инженер Архимед однажды сказал «Дайте мне рычаг достаточной длины и точку опоры и я приподниму Землю». Эта формулировка относится к способности рычага увеличивать усилие. Зубчатые колеса — это комплект рычагов, расположенных по окружности. Зубчатые передачи увеличивают усилие благодаря различию в размерах и числе зубьев в ведущем и ведомом зубчатом колесе. Передаточное число -это термин, который описывает разницу в числе зубьев зубчатых колес, находящихся в зацеплении.

Например:

•    Оба зубчатых колеса одного размера и имеют одинаковое число зубьев.
•    Каждый раз, когда ведущее зубчатое колесо (шестерня) делает полный оборот, также поворачивается ведомое зубчатое колесо.
•    Оба зубчатых колеса вращаются с одной и той же частотой вращения, и т.к. они одного размера и имеют одинаковое число зубьев, они имеют одинаковый крутящий момент.
•    Единственное различие между зубчатыми колесами заключается в том, что они вращаются в противоположных направлениях.
•    Зубчатые колеса одного размера и с одинаковым числом зубьев образуют передачу с передаточным числом 1:1, потому что на каждый оборот ведущего зубчатого колеса приходится один оборот ведомого зубчатого колеса.
•    Передаточные числа обычно пишутся с использованием двоеточия, в данном примере -1:1.

Понижающее передаточное число

Когда ведущее зубчатое колесо меньше чем ведомое зубчатое колесо, ведомое колесо вращается медленнее, чем ведущее, поэтому зубчатая передача работает с понижением. Это уменьшение частоты вращения ведомого колеса увеличивает крутящий момент.

•    Меньшее зубчатое колесо имеет 12 зубьев и приводит в движение большее зубчатое колесо, которое имеет 24 зуба.
•    Ведущее зубчатое колесо (шестерня) с 12 зубьями вращается с крутящим моментом 10 Нм. Но зубчатое колесо с 12 зубьями делает
два оборота на каждый оборот ведомого зубчатого колеса с 24 зубьями.
•    Это заставляет ведомое зубчатое колесо иметь вдвое больше крутящий момент на каждый оборот. Ведомое зубчатое колесо теперь вращается с крутящим моментом 20 Нм.
•    Это — понижающее передаточное число 2:1.

Пример передаточных отношений в механической коробке передач:

•    Передача заднего хода = 3.40:1
•    1-ая передача = 3.97:1
•    2-ая передача = 2.34:1
•    3-ья передача = 1.46:1
•    4-ая передача = 1:1
•    5-ая передача = 0.79:1

Как вы можете видеть, передача заднего хода и передачи с 1-ой по 3-ью — понижающие. 4-ая передача имеет передаточное число 1:1. Это означает, что ведущее и ведомое зубчатые колеса имеют одинаковое число зубьев и вращаются с одинаковой частотой вращения. Она называется прямой передачей.
 
Если двигатель, который вырабатывает крутящий момент 407 Нм, подсоединяется к трансмиссии, которая имеет передаточное число 10:1, в результате к колесам прикладывается крутящий момент 4 070 Нм, который является количеством энергии, необходимой для перемещения автомобиля массой 1 360 кг.

Однако, в понижающих передаточных числах имеется и недостаток. Ведущее зубчатое колесо должно делать намного больше оборотов, чем ведомое зубчатое колесо. Поэтому двигатель, который работает с частотой вращения 6 000 об/ мин, будет проворачивать трансмиссию с переда¬точным числом 10:1 только с частотой 600 об/мин.

Вследствие наличия центробежной силы после того, как автомобиль начинает движение, ему не требуется столь же много мощности для сохранения своей скорости, как это требуется для инициирования начала движения автомобиля. Благодаря этой силе можно изменять передаточные числа, чтобы обеспечить увеличение частоты вращения.

Повышающее передаточное число

Передаточное число, при котором ведущее зубчатое колесо вращается медленнее чем ведомое зубчатое колесо, называется повышающим передаточным числом.

Повышающее передаточное число позволяет трансмиссии фактически вращаться быстрее двигателя, поэтому при высокой скорости для поддержания движения автомобиля необходим очень небольшой крутящий момент. Т.к. повышающие передаточные числа позволяют двигателю работать при более низкой частоте вращения, они обеспечивают лучшую экономию топлива.

Чтобы определить общее передаточное число всей трансмиссии, все, что следует сделать, это умножить передаточное число конкретной передачи коробки передач на передаточное число дифференциала. Например, предположим, что дифференциал имеет передаточное число 3.78:1. Чтобы определить фактическое передаточное число, которое используется на любой конкретной передаче, только умножьте это передаточное число на 3.78. Если 1-ая передача коробки передач имеет передаточное число 3.97:1, умножьте это значение на передаточное число дифференциала 3.78:1, и вы определите, что полное понижающее передаточное число трансмиссии на пути от двигателя к колесам равняется 15.01:1. Поэтому крутящий момент двигателя увеличивается трансмиссией в 15.01 раз.

Работа базовой механической коробки передач

Чтобы понять, как работает современная коробка передач, сначала мы должны рассмотреть работу базовой 3-ступенчатой коробки передач. В этом разделе, чтобы увидеть, как работает базовая 3-ступенчатая коробка передач, мы рассмотрим простой зубчатый редуктор.
 
Поток мощности

Путь, по которому в механической коробке передач мощность проходит от первичного вала к вторичному валу, называется потоком мощности. Понимание потока мощности очень важно для диагностики проблем, связанных с механической коробкой передач.

Хотя поток мощности в некоторых коробках передач может слегка отличаться вследствие наличия различий в элементах, поток мощности во всех механических коробках передач очень похож.

В типичной механической коробке передач первичный вал приводится в движение посредством сцепления и, в свою очередь, приводит в движение промежуточный вал. Затем промежуточный вал посредством синхронизатора передает мощность зубчатым передачам, соединяемых с вторичным валом.

Понижающая передача

Чтобы включить 1-ую передачу в механической коробке передач используются четыре зубчатых колеса и три вала.

•    Маленькая шестерня на первичном вале, идущем от двигателя, приводит в движение большое зубчатое колесо, установленное на
промежуточном вале коробки передач.
•    Другая маленькая шестерня, установленная на промежуточном вале, приводит во вращение большое зубчатое колесо,  установленное на третьем вале, называемом вторичным валом.

Глядя на величину зубчатых колес, вы можете видеть, что имеется понижающая зубчатая передача между шестерней первичного вала и зубчатым колесом промежуточного вала. Кроме того, имеется дополнительное понижение между зубчатым колесом 1-ой передачи, установленном на промежуточном вале, и зубчатым колесом 1-ой передачи, установленном на вторичном вале.

Обратите внимание на то, что первичный и вторичный валы вращаются водном направлении, потому что промежуточный вал действует между ними как промежуточное зубчатое колесо.

Прямая передача

3-ья передача в нашей базовой коробке передач -прямая. В прямой передаче нет никакого понижения.
•    Первичный вал механически соединяется прямо со вторичным валом.
•    Каждый оборот первичного вала приводит к одному обороту вторичного вала, создавая передаточное число 1:1.

Передача заднего хода

Чтобы создать передачу заднего хода в механической коробке передач, требуется использование дополнительного зубчатого колеса и соответствующей оси. Это зубчатое колесо обычно известно как промежуточное зубчатое колесо (промежуточная шестерня) передачи заднего хода. В некоторых коробках передач промежуточное зубчатое колесо передачи заднего хода фактически имеет переменный контакт со смежными зубчатыми колесами (т.е. входит в зацепление и выходит из него по мере необходимости). В других коробках передач это косозубое зубчатое колесо, которое находится в постоянном зацеплении.

•    На передаче заднего хода мощность передается в коробку передач посредством первичного вала, а к зубчатому колесу —  посредством промежуточного вала.
•    Однако, зубчатое колесо передачи заднего хода на промежуточном вале и зубчатое колесо  передачи заднего хода на вторичном вале не находятся в прямом контакте.
•    Для того чтобы зубчатое колесо передачи заднего хода на промежуточном вале передавало вращение к зубчатому колесу передачи заднего хода на вторичном вале, промежуточное зубчатое колесо передачи заднего хода входит в зацепление с обоими вышеуказанными зубчатыми колесами.
•    Нормальное вращение вторичного вала реверсируется. Вал вращается в противоположном направлении.

Обратите внимание на то, что зубчатое колесо передачи заднего хода на промежуточном вале меньше по величине чем зубчатое колесо передачи заднего хода на вторичном вале, что обеспечивает понижающее передаточное число, увеличивая мощность на передаче заднего хода. Это понижение требуется по той причине, что движение в режиме заднего хода может быть начато только из состояния покоя (при неподвижном автомобиле).

Элементы механической коробки передач

Хотя работа механической коробки передач очень проста, чтобы обеспечить правильную ее работу, необходимо много различных элементов.

Синхронизаторы и зубчатые колеса различных передач

В коробке передач зубчатые колеса/ шестерни называются по названию передачи, для которой они используются. Например, зубчатое колесо, которое используется для 1-ой передачи, называется зубчатым колесом 1-ой передачи. Все передачи движения вперед в современных коробках передач используют косозубые зубчатые колеса. Косозубые зубчатые колеса тихо работают и имеют дополнительную прочность. Однако, т.к. зубья косозубых зубчатых колес наклонены, такие зубчатые колеса нельзя вводить в зацепление и выводить из него. По этой причине зубчатые колеса не устанавливаются на соответствующих валах с использованием шлицевого соединения. Внутренние отверстия этих зубчатых колес гладкие, что позволяет им свободно вращаться относительно вала. Когда зубчатое колесо нуждается в соединении с валом, перемещается муфта синхронизатора, которая входит в зацепление со специальным зубчатым венцом, расположенным сбоку на зубчатом колесе.

•    Муфта синхронизатора блокируется с зубчатым колесом соответствующей передачи.
•    Посадочное отверстие муфты синхронизатора имеет зубья с внутренним зацеплением, которые скользят по сопрягаемым зубьям ступицы синхронизатора.
•    Ступица синхронизатора устанавливается на вале с помощью шлицевого соединения.

Зубчатое колесо соответствующей передачи соединяется со вторичным валом посредством синхронизатора, позволяя передавать крутящий момент зубчатого колеса.

В большинстве случаев каждый синхронизатор работает с зубчатыми колесами двух передач, потому что его муфта может скользить и вперед и назад. По этой причине синхронизаторы будут называться по названию передач, которыми они управляют. Например, синхронизатор 1-ой/2-ой передач работает с зубчатыми колесами 1-ой и 2-ой передач.

Синхронизация частоты вращения зубчатого колеса и вала

Другой задачей синхронизатора является приведение в соответствие значений частоты вращения зубчатых колес соответствующих передач и их вала перед тем, как зубчатое колесо будет жестко соединено с валом. Частота вращения зубчатого колеса отличается от частоты вращения вала. Если частота вращения зубчатого колеса и вала не станут одинаковыми перед тем, как муфта синхронизатора сцепится с соответствующим зубчатым венцом на зубчатом колесе, втулка и этот зубчатый венец могут быть повреждены.

Когда выбирается какая-либо передача, вилка переключения передач толкает муфту синхронизатора в направлении зубчатого колеса.

•    Блокирующее кольцо, которое имеет коническую внутреннюю поверхность, входит в контакт с коническим выступом зубчатого колеса.
•    По мере того, как муфта синхронизатора продолжает перемещаться, она сжимает сухари синхронизатора, преодолевая усилие
соответствующих пружин.
•    Когда она перемещается дальше, шлицы муфты входят в зацепление с зубьями блокирующего кольца.
•    Трение между блокирующим кольцом и выступом зубчатого колеса заставляет зубчатое колесо, которое свободно проворачивается на вале, ускоряться или замедляться до достижения той же частоты вращения, что и синхронизатор.
•    Блокирующее кольцо предотвращает сцепление шлицов муфты синхронизатора с зубчатым венцом синхронизатора на зубчатом  колесе до тех пор, пока они не начнут вращаться с одинаковой частотой вращения.
•    Когда зубья блокирующего кольца (которое соединяется с синхронизатором) и зубчатого венца синхронизации на зубчатом колесе
выравниваются относительно друг друга, муфта синхронизатора может переместиться на зубчатый венец синхронизации на зубчатом
колесе, таким образом жестко фиксируя
зубчатое колесо на вале.
•    Как только это происходит, поджатые сухари перемещаются в выемку на посадочном диаметре муфты синхронизатора, помогая удерживать последнюю на месте.

Механизмы переключения передач

Переключение передач в коробке передач выполняется посредством механизмов переключения передач. Общие элементы механизмов переключения -это:

•    Вилки переключения передач
•    Штоки переключения передач
•    Замки
•    Фиксаторы

Вилки и штоки переключения передач

Переключение передач в коробке передач выполняется посредством вилок переключения передач, которые вставляются в канавку в центре муфты синхронизатора. Вилки базируются на штоках переключения передач, которые перемещаются водителем, использующим рычаг переключения передач. Когда водитель перемещает рычаг переключения передач, будет перемещаться шток выбора передач, заставляя вилку переключения передач переместить муфту синхронизатора и ввести в зацепление зубчатое колесо соответствующей передачи.

Вилки переключения передач обычно имеют на концах вкладыши, которые плотно вставляются в муфту синхронизатора и предотвращают износ вилки переключения передач.

Замки и фиксаторы

Чтобы предотвратить повреждение коробки передач, в механизме переключения передач используются специальные замки (блокираторы). Эти устройства могут подсоединяться к штокам выбора передач или к крышке механизма переключения передач. Замки предназначаются для того, чтобы предотвратить одновременное включение более одной передачи.

Фиксаторы

Фиксаторы используются для того, чтобы удерживать вилки переключения передач в требуемом положении после выбора передачи. Фиксаторы обычно представляют собой конструкцию, состоящую из шарика и пружины, и могут или входить в выемки на штоках выбора передач или в рычаге смещения. После перемещения вилки переключения передач пружина фиксатора вводит шарик в выемку на рычаге выбора передач или на штоке переключения передач, блокируя вилку переключения передач в требуемом положении.

Промежуточный вал

Промежуточный вал представляет собой ряд зубчатых колес и может быть изготовлен из одного куска закаленной стали или может иметь набор отдельных зубчатых колес, которые имеют шлицевое соединение с соответствующим валом. Некоторые промежуточные валы могут иметь наряду со шлицевыми зубчатыми колесами синхронизаторы и зубчатые колеса с гладким посадочным отверстием.

Подшипники

Все валы коробки передач и многие из зубчатых колес устанавливаются на подшипниках. Это могут быть игольчатые роликовые подшипники, шариковые подшипники или конические роликовые подшипники, снабженные сепараторами. Подшипники предназначаются для того, чтобы обеспечить свободное вращение при создании необходимой опоры для элемента. Многие из подшипников, расположенных внутри коробки передач, требуют для снятия и установки использования специальных инструментов.

Картер коробки передач

Валы и зубчатые колеса коробки передач размещаются в картере. Элементы картера включают в себя картер коробки передач, выступающую часть картера и верхнюю крышку. Секции крепятся вместе болтами с использованием прокладок и уплотнений, обеспечивающих герметичное уплотнение всех стыков. Картер заполняется трансмиссионной жидкостью, что позволяет обеспечить постоянную смазку и охлаждение вращающихся шестерен и валов.

Насос

В некоторых новых механических коробках передач используется насос, позволяющий улучшить охлаждение и смазку внутренних элементов. Большинство насосов, используемых в механических коробках передач — это насосы героторноготипа, которые приводятся в движение промежуточным валом.

Маслоохладитель

Другая новая система, устанавливаемая на некоторые автомобили, — это маслоохладитель. Маслоохладитель является частью радиатора и использует охлаждающую жидкость двигателя также и для охлаждения трансмиссионного масла. Насос коробки передач посылает горячее масло в охладитель по маслопроводам. В радиаторе масло охлаждается, используя охлаждающую жидкость двигателя. Затем масло возвращается в коробку передач.

Работа механической коробки передач в блоке с ведущим мостом

Механическая коробка передач в блоке с ведущим мостом принципиально может быть разделена на две секции: секция коробки передач и секция дифференциала. В секции коробки передач используются те же элементы, что и в механической коробке передач. Вилки переключения передач, синхронизаторы и зубчатые колеса в основном имеют ту же самую конструкцию. Но имеется одно главное различие между механической коробкой передач в блоке с ведущим мостом и механической коробкой передач: нет никакого промежуточного вала. Промежуточный вал не требуется по той причине, что вращение от первичного вала и вторичного вала передается к дифференциалу, который затем передает крутящий момент к колесам в том же самом направлении вращения, что и первичный вал (кроме случая движения автомобиля задним ходом).

Элементы механической коробки передач в блоке с ведущим мостом

Хотя работа механической коробки передач в блоке с ведущим мостом аналогична работе коробки передач, чтобы заставить ее работать, требуется много других элементов.

Дифференциал

Дифференциал коробки передач в блоке с ведущим мостом передает мощность к колесам, обеспечивает функции главной передачи и дает возможность колесам вращаться с различной частотой вращения при прохождении поворотов. Это выполняется с использованием четырех маленьких зубчатых колес, установленных внутри дифференциала, который, в свою очередь, приводится в движение коронной шестерней от выходной шестерни вторичного вала.

•    Внутри чашки дифференциала располагаются две полуосевые шестерни. Эти шестерни имеют шлицевое соединение с полуосями.
•    Между полуосевыми шестернями, обеспечивая связь между ними, находятся два сателлита, которые базируются на оси, которая крепится в чашке дифференциала.
•    Полуосевые шестерни имеют соединение с чашкой дифференциала только посредством сателлитов. Поэтому сателлиты фактически приводят в движение полуосевые шестерни.

Первичный и вторичный валы в сборе
 
Первичный вал

Первичный вал коробки передач в блоке с ведущим мостом передает вращение от коленчатого вала к вторичному валу. На первичном вале располагаются ведущие зубчатые колеса (шестерни) различных передач. Некоторые из них являются неотъемлемой частью первичного вала. Другие зубчатые колеса с синхронизаторами только опираются на первичный вал, как и в случае зубчатых колес механической коробки передач, опирающихся на вторичный вал.

На первичном вале шестерни 1-ой и 2-ой передач и передачи заднего хода нарезаны непосредственно на вале. Шестерни 3-ей и 4-ой передач опираются на вал и при работе должны быть зафиксированы на нем посредством синхронизатора. Шестерня 5-ой передачи съемная, но имеет шлицевое соединение с валом.
 
Вторичный вал

Вторичный вал коробки передач в блоке с ведущим мостом передает мощность дифференциалу в соответствии с выбранной передачей. На показанном изображении вторичного вала зубчатые колеса 1-ой, 2-ой и 5-ой передач и передачи заднего хода базируются на вале и вводятся в зацепление посредством синхронизатора 1-ой/2-ой передач и 5-ой передачи/ передачи заднего хода соответственно. Ведомые зубчатые колеса 3-ей и 4-ой передач нарезаны прямо на вторичном вале. Кроме того, имеется съемная выходная шестерня для дифференциала, имеющая шлицевое соединение с валом.

Промежуточное зубчатое колесо передачи заднего хода

В коробках передач в блоке с ведущим мостом используются два основных типа промежуточных зубчатых колес передачи заднего хода: с постоянным зацеплением и прямозубые. Постоянное зацепление аналогично используемому в механических коробках передач, в то время как прямозубые зубчатые колеса — скользящего типа: они вводятся в зацепление вилкой переключения передач.

Постоянное зацепление

Постоянное зацепление — это синхронизированное, косозубое промежуточное зубчатое колесо передачи заднего хода.

•    Оно находится в постоянном зацеплении с шестерней передачи заднего хода на первичном вале и ведомым зубчатым колесом на вторичном вале.
•    Передача заднего хода включается, когда синхронизатор 5-ой передачи/ передачи заднего хода фиксирует ведомое зубчатое колесо передачи заднего хода на вторичном вале.
 
Прямозубое зубчатое колесо

Некоторые коробки передач в блоке с ведущим мостом имеют прямозубое промежуточное зубчатое колесо передачи заднего хода, которое перемещается вилкой переключения передач вдоль собственной оси.

•    При включенной передаче заднего хода промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплении с прямозубым ведущим зубчатым колесом на первичном вале и прямозубым ведомым зубчатым колесом, сцепленным с вторичным валом посредством синхронизатора 1-ой/2-ой передач.
•    Это зубчатое колесо реверсирует направление вращения вторичного вала и дифференциала и позволяет автомобилю двигаться задним ходом.

Синхронизатор передачи заднего хода

Включение передачи заднего хода синхронизируется синхронизатором 5-ой передачи/ передачи заднего хода.

•    Когда водитель выбирает передачу заднего хода, ступица синхронизатора 5-ой передачи поджимается к блокирующему кольцу  передачи заднего хода, которое поджимается к держателю блокирующего кольца передачи заднего хода.
•    Этот держатель соединяется с первичным валом.
•    Когда коническая поверхность блокирующего кольца сцепляется с конической поверхностью держателя, последний останавливает вращение первичного вала и позволяет обеспечить плавность зацепления промежуточного зубчатого колеса передачи заднего хода и
зубчатого колеса передачи заднего хода.

Рычажные механизмы переключения передач

Вследствие специфики расположения коробки передач в блоке с ведущим мостом между ней и рычагом переключения передач внутри автомобиля должен использоваться рычажный механизм переключения передач. Имеются два основных типа рычажных механизмов (рычажных приводов).

Привод типа «вилка-шток»

В приводе типа «вилка-шток» используется шток, который подсоединяется к штокам переключения передач внутри коробки передач в блоке с ведущим мостом. Привод типа «вилка-шток» обеспечивает перемещение штоков переключения передач, которые, в свою очередь, перемещают вилки переключения передач внутри коробки передач в блоке с ведущим мостом. В этом типе привода между механизмом переключения передач и коробкой передач в блоке с ведущим мостом также имеется стабилизатор. Шток подсоединяется к рычагу переключения передач посредством опорных втулок.

Тросовый привод

Некоторые коробки передач в блоке с ведущим мостом оснащаются тросовым приводом переключения передач. Т.к. тросы крепятся к полу вместе, тросы выбора и переключения передач можно заменять только парой. Тросы в приводе этого типа подсоединяются к механизму выбора передач на коробке передач в блоке с ведущим мостом. Чтобы позволить водителю выбирать передачи, эти тросы работают в комбинации друг с другом.

Механизм выбора передач в системе с тросовым приводом

Системы с тросовым приводом требуют использования механизма выбора передач. Тросы выбора и переключения передач подсоединяются к этому механизму, а перемещения рычагов выбора передач в этом механизме задают передачу коробки передач в блоке с ведущим мостом.

Кузовные детали

www.mskjapan.ru

Механизм управления (переключения) коробки передач

Механизм управления, с помощью которого осуществляются включение и выключение передач, находится обычно в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом.

Рассмотрим устройство механизма управления (переключения) пятиступенчатой коробкой передач. Рычаг переключения передач свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением и удерживаясь в нем пружиной и фиксатором (штифтом).

Рис. Механизм переключения передач:
1 — ползун; 2 — верхняя крышка картера коробки передач; 3 — вилка переключения 1 передачи и ЗХ; 4 — вилка переключения II и III передач; 5 — вилка переключения IV и V передач; 6 — шарик замкового устройства; 7 — корпус фиксатора; 8 — пружина фиксатора; 9 — штифт замкового устройства; 10 — шарик фиксатора; 11 — вентиляционный колпачок; 12 — пружина предохранительного устройства; 13 — шток; 14 — толкатель

Нижний конец рычага входит в паз одной из трех вилок, каждая из которых перемещает каретку синхронизатора или шестерню I передачи и заднего хода. Для уменьшения хода рычага переключения передач при включении I передачи или передачи заднего хода имеется промежуточный рычаг, установленный на оси.

Фиксация включенного или выключенного положения в коробке передач обеспечивается с помощью фиксаторов, состоящих из шариков 10 и пружин 8, размещенных вертикально в приливах верхней крышки 2 картера коробки передач. Шарики входят в верхние углубления ползунов. На каждом ползуне 1 имеется по три углубления: одно (среднее) — для нейтрального положения и два — для соответствующих передач. Расстояния между углублениями выбраны такими, чтобы обеспечить зацепление соответствующих зубчатых венцов на всю длину зубьев.

Для предотвращения случайного включения одновременно двух передач служит замковое устройство, состоящее из штифта 9 и двух шариков 6. Для шариков на ползунах имеются боковые углубления, а штифт установлен в горизонтальном отверстии среднего ползуна. Сумма диаметров всех шариков и длины штифта равна расстоянию между крайними ползунами, суммированному с величиной одного углубления на ползуне. Вследствие этого при перемещении одного из ползунов два других запираются шариками в нейтральном положении. Для включения I передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом переключения передач сжать до упора пружину предохранительного устройства и тем самым предотвратить возможность случайного включения передачи заднего хода при движении вперед.

Привод переключения передач в коробках передач ТС устанавливается как рычажный непосредственно на крышке коробки передач, так и дистанционный (например, у автомобиля КамАЗ).

ustroistvo-avtomobilya.ru

Вилка КПП 1-2-3-4-ой передачи ВАЗ 2101- 21074, ВАЗ 2121-213

Уважаемые покупатели, во избежание ошибок при отправке вилки 1-2-3-4 -ой передачи КПП ВАЗ 2101- 2107, в строке «Комментарий» указывайте модель вашего автомобиля, год выпуска.

         Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, развиваемого двигателем с целью получения различных тяговых усилий на ведущих колесах при трогании автомобиля с места, разгоне, движении и преодолении дорожных препятствий; изменения скорости и направления движения автомобиля; возможности движения автомобиля с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены двигателем, и отсоединения на длительное время двигателя от трансмиссии на стоянке или при движении автомобиля по инерции (накатом).

         На автомобилях ВАЗ 2101- 2107 может быть установлена коробка передач с пятью передачами переднего хода и одной заднего. Привод переключения передач — механический. Привод переключения передач состоит из рычага переключения передач, механизма выбора передач, трех штоков с вилками, фиксаторов и замкового устройства. К верхней части рычага на резьбе крепится рукоятка. Стержень рычага переключения передач соединяется с его нижней частью через эластичные втулки демпфера, которые поглощают вибрацию и обеспечивают мягкое включение передач.

1 — вилка включения III-й и lV-й передач; 2 — вилка включения I-й и II-й передач; 3 — болт крепления вилки; 4 — шайба пружинная; 5 — шток вилки включения I и II передач; 6 — сухарь; 7 — шток вилки включения III и IV передач; 8 — рычаг переключения с механизмом выбора передач; 9 — шток вилки включения V передачи и передачи заднего хода; 10 — сухарь; 11 — сухарь; 12 — пружина фиксатора штока V передачи и передачи заднего хода; 13 — крышка фиксаторов штоков с прокладкой; 14 — пружины фиксаторов штоков; 15 — шариковые фиксаторы; 16 — вилка включения V передачи и передачи заднего хода; 17 — втулка дистанционная .

         Вилки переключения передач входят в кольцевые проточки на внешней стороне муфт синхронизации. При перемещении штока вилка смещает муфту. Муфта, воздействуя на блокирующее кольцо синхронизатора, сдвигает его. Под действием сил трения, возникающих между муфтой и блокирующим кольцом синхронизации, скорость вращения шестерни и ступицы выравнивается. Зубья на муфте синхронизации передач входят в зацепление с зубьями венца синхронизации передачи. Момент передается от шестерни через муфту и ступицу на вторичный вал.

         1 – первичный вал; 2 – крышка подшипника; 3 – манжета первичного вала; 4 – подшипник первичного вала; 5 – сапун; 6 – ведущая шестерня привода промежуточного вала; 7 – роликовый подшипник переднего конца вторичного вала; 8 – картер; 9, 14 – скользящие муфты синхронизаторов III–IV и I–II передач; 10, 15 – вилки включения III–IV и I–II передач; 11 – пружина синхронизатора; 12, 13, 16, 19 – ведомые шестерни соответственно III, II, I передач и заднего хода; 17 – промежуточный подшипник вторичного вала; 18 – шпилька соединения картера и задней крышки; 20 – вилка включения V передачи; 21 – рычаг переключения; 22 – уплотнитель; 23 – муфта V передачи; 24 – ведомая шестерня V передачи; 25 – шестерня привода спидометра; 26 – манжета вторичного вала; 27 – фланец эластичной муфты; 28 – гайка; 29 – грязеотражатель; 30 – задний подшипник вторичного вала; 31 – болт; 32 – задний подшипник промежуточного вала; 33 – ведущая шестерня V передачи; 34 – промежуточная шестерня заднего хода; 35 – задняя крышка картера; 36, 38, 40, 41 – ведущие шестерни соответственно заднего хода, I, II и III передач; 37 – средний подшипник промежуточного вала; 39 – маслосливная пробка; 42 – нижняя крышка картера; 43 – промежуточный вал; 44 – ведомая шестерня привода промежуточного вала; 45 – передний подшипник промежуточного вала; 46 – болт.

         Коробка передач автомобиля ВАЗ 2101-2107 состоит из стальной передней крышки (установленной в картере сцепления) и отлитых из алюминиевого сплава картера и задней крышки. Соединения картера коробки с задней крышкой и картером сцепления уплотнены прокладками. Спереди коробки передач на семи шпильках установлен картер сцепления, который крепится к коробке передач гайками с пружинными шайбами. Сзади коробка передач крепится на двух шпильках к опоре силового агрегата.

         В картере коробки передач установлены: первичный и вторичный валы с шестернями и синхронизаторами, промежуточный вал и детали привода переключения передач. В левой боковой стенке картера коробки передач выполнено заливное отверстие, закрытое пробкой с конической резьбой. Снизу картер коробки передач закрыт крышкой, отштампованной из стали и закрепленной на десяти шпильках гайками. В крышке имеется сливное отверстие, закрытое пробкой с конической резьбой и постоянным магнитом. Полость картера коробки передач сообщается с атмосферой через отверстие сверху в передней стенке картера и сапун, установленный на картере сцепления. В задней стенке картера выполнено отверстие для прохода масла в полость задней крышки.

         Корпус рычага переключения передач в сборе с механизмом выбора передач и корпусом шаровой опоры закреплен сверху на шпильках задней крышки тремя гайками. Сферическая часть рычага переключения передач подвижно установлена в корпусе шаровой опоры.Нижняя часть рычага заходит в паз одного из штоков. Рычаг переключения передач, поворачиваясь в шаровой опоре, воздействует на шток, перемещая его и вилку, закрепленную неподвижно на штоке. Шток вилки включения I-й и II-й передач и шток вилки включения III-й и IV-й передач подвижно установлены в отверстиях передней и задней стенки картера. Шток вилки включения V-й передачи и передачи заднего хода установлен в отверстии, выполненном в приливе задней стенки картера. Штоки удерживаются в нейтральном или включенном положениях шариковыми подпружиненными фиксаторами, для которых в каждом штоке выполнено по три гнезда. Фиксаторы с пружинами расположены во втулках, запрессованных в отверстиях картера коробки передач и закрытых общей крышкой. Для исключения одновременного включения нескольких передач (перемещения штоков) привод имеет замковое устройство, состоящее из трех сухарей, расположенных в отверстиях штока III-й и IV-й передач и задней стенки картера.

         Первичный вал коробки передач изготовлен заодно с косозубой шестерней постоянного зацепления. На задний поясок вала напрессован, а затем приварен прямозубый венец синхронизатора IV-й передачи. На венце IV-й передачи установлено подпружиненное блокирующее кольцо синхронизатора, закрепленное стопорным кольцом. Зубья внутреннего венца кольца синхронизации заходят в зацепление с зубьями синхронизатора IV-й передачи. На передней части вала выполнены шлицы, на которых расположен ведомый диск сцепления. Вал вращается в двух шариковых подшипниках; передний расположен в торце коленчатого вала, а задний — в передней стенке картера коробки передач. Установочное кольцо в канавке внешнего кольца заднего подшипника предотвращает осевое смещение вала. Вторичный вал, находящийся на одной оси с первичным валом, вращается в трех подшипниках. Передний роликовый подшипник расположен в расточке торца первичного вала, промежуточный шариковый — в задней стенке картера. Задний роликовый подшипник установлен в гнезде задней крышки коробки передач и снаружи уплотняется сальником. На заднем шлицевом конце вторичного вала крепится фланец эластичной муфты карданный вал.         На вторичном валу подвижно установлены шестерни передач с синхронизаторами. Они выполнены в виде единого блока, состоящего из косозубой шестерни передачи и зубчатого венца синхронизатора, с закрепленными на них блокирующими кольцами. Шестерни передач находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала и блока шестерен V-й передачи, и передачи заднего хода.

         Промежуточный вал коробки передач выполнен в виде блока из четырех шестерен и вращается в подшипниках, установленных в передней и задней стенках картера коробки передач ВАЗ 2107. Шестерня привода промежуточного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней первичного вала. К заднему концу промежуточного вала болтом крепится блок шестерен V-й передачи и передачи заднего хода. Другим концом блок опирается на подшипник в стенке задней крышки картера коробки передач.

         На шлицах вторичного вала между задней стенкой картера и шестерней V-й передачи установлена шестерня передачи заднего хода. Соединение шестерен заднего хода осуществляется через промежуточную шестерню, установленную на оси, с возможностью осевого перемещения. Ось закреплена гайкой на задней стенке картера. В кольцевой паз шестерни входит вилка включения передач, при перемещении которой промежуточная шестерня заходит в зацепление с шестернями заднего хода. На вторичном валу неподвижно установлены ступицы муфт синхронизации. Выступы на внутренней поверхности ступиц муфт синхронизации I-й — II-й и III-й — IV-й передачзаходят в три проточки на валу, а ступица муфты V-й передачи надета на шлицевую часть вала. На внешний зубчатый венец ступицы своим внутренним зубчатым венцом надета муфта синхронизации передач, образующая с муфтой зацепление.

Уровень масла в коробке передач (КПП) ВАЗ всегда должен быть «на уровне». Ведь даже незначительное его падение может погубить передачу. КПП — не двигатель, масло в ней не «горит» и исчезает лишь из-за негерметичности уплотнений.

Объем масла, заливаемого в коробку передач на автомобилях ВАЗ 2107, равен 1,6 л. С завода заливают масло ТМ-5-9п, которое рассчитано на пробег 70-80 тысяч километров.

         Ремонт КПП необходим при следующих признаках: шум при включении передач, трудное включение и выключение передач, самопроизвольное включение передач, утечка трансмиссионного масла.

Проверьте состояние штоков включения передач. Если штоки включения передач погнуты или на штоках появились задиры, заусенцы или выработки лунок под фиксаторы — замените штоки. Проверьте состояние вилок переключения передач. Если вилки переключения передач погнуты, либо изношены лапки, замените вилки переключения передач.

 

 

         В некоторых случаях можно обойтись только добавлением масла. Если признаки неисправности не исчезли, необходимо переходить к ремонту КПП. Первый вариант – это обратиться на СТО. Ремонт КПП ВАЗ вполне реально и у себя в гараже.

Другие артикулы товара и его аналогов в каталогах: 21010 -1702024-00, 21100170202400.

ВАЗ 2101-21078, ВАЗ 2121, ВАЗ 21213-21214i, ВАЗ 2131, ВАЗ 2123, ВАЗ 2120.

 

Любая поломка – это не конец света, а вполне решаемая проблема !

Как самостоятельно заменить вилку КПП ВАЗ 21074 1-2-3-4 -ой передачи на автомобиле семейства ВАЗ.

С интернет – Магазином AvtoAzbuka затраты на ремонт будут минимальными.

 

Просто СРАВНИ и УБЕДИСЬ !!!

Не забудьте поделиться со своими друзьями и знакомыми найденной информацией, т. к. она им тоже может понадобится — просто нажмите одну из кнопок социальных сетей, расположенных выше.


avtoazbuka.net

Проверка люфтов вилок включения передач механической коробки передач (Механическая коробка передач (МКП))

Применимость для следующих годов выпуска и кузовов: 2002, 2003, 2004

ПРИМЕЧАНИЕ: Муфта и ступица муфты синхронизатора должны заменяться одновременно как одна деталь.
1.Измерьте зазор между вилкой переключения передач (А) и проточкой (В) под вилку муфты синхронизатора. Если величина зазора превосходит предельное значение, перейдите к 2.
Номинальное значение: 0,35-0,65 мм- 
Предельное значение: 1,0 мм 

 

2.Измерьте рабочую толщину пальцев вилки переключения передач.
  • Если измеренная величина не соответствует номинальному значению, замените вилку переключения передач новой.
  • Если измеренная величина соответствует номинальному значению, замените муфту синхронизатора новой.

Номинальное значение: 7,4-7,6 мм- 

 

3.Измерьте зазор между вилкой переключения передач (A) и рычагом выбора передач (B). Если величина зазора превосходит предельное значение, перейдите к 4.
Номинальное значение: 0,2-0,5 мм- 
Предельное значение: 0,60 мм 

 

4.Измерьте толщину рычага выбора пер

omanual.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *