Кинематическая схема трансмиссии ваз

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 05.10.2024

Выбор и определение основных парламентов трансмиссии автомобиля.

Исходя из данных, указанных в варианте задания, полная масса машины m_а определяется по формуле:

m₀=1150.кг -собственная масса снаряженного автомобиля;

n=4.чел -число пассажиров, включая водителя;

Подбор пневматических шин

Для подбора пневматических шин надо определить максимальную нагрузку на одно колесо автомобиля. Работа эта ведется в следующей последовательности:

1. На основании эскиза рассчитываемого автомобиля или по аналогии с существующими автомобилями, близкими к рассчитываемому по типу, классу, грузоподъемности (пассажировместимости) и назначению принимается колесная схема и положение центра тяжести или доля полной массы автомобиля, приходящейся на ведущие колеса.

2. Определяется сила тяжести автомобиля, приходящаяся на одно ведущее колесо:

k_m=1 -коэффициент (в долях единицы), определяющий долю полной массы автомобиля, приходящуюся на ведущие колесо;

n_k=4 -число ведущих колес автомобиля;

G_a=14,580.кН -полный вес автомобиля.

3. Определив силу тяжести автомобиля, приходящуюся на одно колесо, по существующим нормам подбирается тип и размер пневматической шины.

4. Зная размер пневматической шины, динамический радиус колес определяется так же, как и для колесных тракторов по формуле:

в которых коэффициент, учитывающий деформацию автомобильных пневматических шин, равен 0,85. Динамический радиус колеса определяется по формуле:

В=185 мм -ширина профиля;

d=16 дюймов -посадочный диаметр обода колеса.

Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и определение КПД трансмиссии

Кинематическая схема трансмиссии автомобиля выбирается на основании анализа существующих трансмиссий.

Рис. 1.1. Кинематическая схема трансмиссии ВАЗ-2121

Выбрав кинематическую схему коробки передач и механизмов с постоянным передаточным числом, составляется кинематическая схема трансмиссии автомобиля. Делается анализ кинематической схемы и определение КПД трансмиссии:

Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля

Коэффициент полезного действия трансмиссии равен:

n-число пар цилиндрических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.

k-число пар конических шестерен , работающих в трансмиссии на данной передаче.

m-число пар конических шестерен , работающих в трансмиссии на данной передаче.

Число пар шестерен, передающих вращающий момент на той или иной передаче, определяется по кинематической схеме трансмиссии автомобиля, которая составляется при помощи справочной литературы.

Результаты анализа трансмиссии автомобиля заносятся в таблицу №1:

Определение передаточного числа главной передачи автомобиля.

Скорость движения автомобиля v может быть выражена через число оборотов в минуту двигателя п следующей формулой:

V- скорость автомобиля, м/с;

п - частота вращения вала двигателя, мин -1 ;

i_o - передаточное число главной передачи;

i_к - передаточное число коробки передач и раздаточной коробки.

Значение i_o определяют из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью V_m_ах на прямой передаче коробки передач, т. е. при i_к = 1;

V_max — максимальная скорость автомобиля, м/с;

- передаточное число главной передачи и раздаточной коробки

Для определения передаточного числа главной передачи необходимо знать: передаточные числа раздаточной коробки на высшей и на низшей передачах.

На высшей-4,1937

На низшей-2,3571

Тяговый расчет автомобиля

Тяговый расчет автомобиля включает в себя построение графиков: 1) тягового баланса P = f(v); 2) баланса мощности N = f (v); 3) динамического фактора D = f (v); 4) ускорений автомобиля j = f(v); 5) времени разгона T = f(v); 6) пути разгона S = f (v).

Значения входящих в формулы величин и коэффициентов берутся из 1-й части данного расчета.

График тягового баланса.

При построении исходят из уравнения тягового баланса;

при установившемся движении

M-тяговое усилие на ведущих колесах, Н;

- сила сопротивления дороги, Н;

Сила сопротивления воздуха оказывает существенное влияние на динамику автомобиля. Она в большой степени зависит от конструкции, формы и геометрических размеров кузова, скорости движения автомобиля и определяется на всех передачах по зависимости:

k=0,2 - коэффициент сопротивления воздуха;
F=2,15м 2 – лобовая площадь автомобиля;
V_a – скорость движения автомобиля, км/ч, определяется на всех передачах в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя:

Результаты подсчета свести в таблицы

По данным таблицы строятся график тягового баланса.

График баланса мощности.

Из уравнения баланса мощности известно, что

или при установившемся движении

- мощность потерь на преодоление сопротивления дороги, кВт;

- мощность потерь на преодоление сопротивление воздуха, кВт;

N_e – эффективная мощность двигателя, кВт;

N_тр – мощность потерь на трение в трансмиссии, кВт;

N_к – мощность на ободе ведущего колеса, кВт.

Произведенные подсчеты свести в таблицу №6:

По данным таблицы строятся график баланса мощности.

На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.

Выбор и определение основных парламентов трансмиссии автомобиля.

Конструкция ведущего моста ВАЗ

Задний мост легкового автомобиля ВАЗ (рисунок 1) выполнен в виде цельной балки 7 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. С одной стороны к средней части балки моста приварена крышка 12, в которой имеется маслоналивное отверстие с резьбовой пробкой, а с другой — прикреплен болтами картер 16 главной передачи и дифференциала.

Рисунок 1 - Задний ведущий мост легковых автомобилей ВАЗ:

а — общий вид; б, в — схемы главной передачи и дифференциала; 1 — тормозной барабан; 2, 17 — кольца; 3, 11, 19 — подшипники; 4, 21 — фланцы; 5, 20 — манжеты; 6 — чашка; 7 — балка; 8, 26 — кронштейны; 9 — полуось; 10, 31 — гайки; 12 — крышка; 13 — сателлит; 14, 15, 22 — шестерни; 16 — картер; 18 — втулка; 23 — ось; 24 — шайба; 25 — корпус; 27— пластина; 28 — щит; 29 — болт; 30 — колпак; 32 — окно

По обоим концам балки приварены стальные кованые фланцы 4 для крепления тормозных щитов 28 тормозных механизмов. К балке заднего моста также приварены опорные чашки 6 пружин задней подвески и кронштейны 8 и 26 крепления деталей подвески.

В заднем мосту размещаются главная передача, дифференциал и полуоси. В задний мост заливается трансмиссионное масло. Внутренняя полость моста сообщается с атмосферой через сапун, который исключает повышение давления внутри моста и предотвращает попадание воды внутрь моста при преодолении водных преград.

Главная передача

На автомобиле применяется шестеренная главная передача, одинарная, гипоидная. Передаточное число главной передачи 4,3.

Главная передача имеет одну пару конических шестерен со спиральным зубом. Оси шестерен не пересекаются, а перекрещиваются и лежат на некотором расстоянии (ось ведущей шестерни ниже оси ведомой), т.е. имеют гипоидное смещение. Благодаря гипоидному смещению уменьшается высота расположения карданной передачи и пола кузова, вследствие чего повышается комфортабельность автомобиля, несколько снижается его центр тяжести и повышается устойчивость. Кроме того, гипоидная главная передача имеет повышенные прочность и долговечность, а также обеспечивает плавное зацепление шестерен и бесшумность работы.

Ось ведущей шестерни 22 смещена вниз на 31,75 мм относительно оси ведомой шестерни 14. Ведущая шестерня 22, изготовленная вместе с валом, на котором закреплен фланец 21, установлена в картере 16 на двух конических роликовых подшипниках 19, уплотненных манжетой 20. Между подшипниками находится распорная втулка 18, обеспечивающая правильную затяжку подшипников. Ведомая шестерня 14 прикреплена болтами к корпусу 25 дифференциала. Правильное положение ведущей шестерни относительно ведомой обеспечивается регулировочным кольцом 17.

Дифференциал

На автомобиле применяется конический межколесный дифференциал, симметричный, двухсателлитный, малого трения. Он распределяет крутящий момент поровну между ведущими колесами автомобиля.

Корпус 25 дифференциала установлен в подшипниках 11. Затяжка подшипников и зацепление зубьев ведущей 22 и ведомой 14 шестерен главной передачи регулируются регулировочными гайками 10. Внутри корпуса дифференциала закреплена ось 23 с двумя сателлитами 13. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями 15 полуосей, которые соединены с шлицевыми концами полуосей 9 и имеют опорные шайбы 24. Все шестерни дифференциала выполнены прямозубыми.

Полуоси

На автомобиле применяются полуразгруженные полуоси. Они передают крутящий момент и воспринимают изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Полуось 9 выполнена в виде сплошного вала. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, а наружный — фланец. Полуось внутренним концом связана с шестерней 15, находящейся в корпусе 25 дифференциала. Наружный конец полуоси установлен в подшипнике 3, который размещен во фланце 4 балки моста и уплотнен манжетой. К фланцу полуоси крепится болтами 29 тормозной барабан 1 и гайками 31 колесо с шиной, а также декоративный колпак 30. От смещения полуось удерживается специальной пластиной 27, фиксирующей подшипник 3. Пластина вместе с тормозным щитом 28 прикреплена к фланцу 4 балки моста.

Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы

Коробка переменных передач, взаимодействуя с другими механизмами и агрегатами, осуществляющими передачу крутящего момента от двигателя автомобиля к его ведущим колесам, составляют один из наиболее важных узлов под названием трансмиссия автомобиля.

Во время движения автомобиля крутящий момент коленчатого вала может достигать 7000 об/мин при том, что ведущие колеса в тот момент вращаются более, чем в четыре раза медленнее и этот показатель постоянно меняется, в зависимости от дорожных условий. Кроме этого, эксплуатация авто подразумевает изменение как скорости движения, так и необходимость выполнять различные маневры, движение задним ходом, останавливаться. Все это было бы выполнять затруднительно без трансмиссии.

На сегодняшний день автомобили оснащаются различными трансмиссиями трех основных компоновок:переднеприводной, заднеприводной и полноприводной.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

При производстве автомобилей с передним приводом устанавливаются следующие узлы и агрегаты, передающие крутящий момент от коленвала к колесам:

• Сцепление;
• Коробка переменных передач;
• Главная передача;
• Дифференциал;
• Шарнир равных угловых скоростей, вал привода колес.

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавного ее подключения во время начала движения автомобиля или переключения передач.

Коробка переменных передач используется для изменения передаваемого карданному валу крутящего момента о двигателя и тем самым, получения тяговых усилий на ведущих колесах. Также с помощью КПП осуществляется изменение направления ведущих колес и отключение трансмиссии от мотора на длительное время.

Помимо того, что главная передача передает усилие от карданного вала полуосям под прямым углом, с ее помощью происходит уменьшение по отношению к карданному валу числа оборотов ведущих колес. Таким образом, сила тяги на ведущих колесах увеличивается, за счет уменьшения крутящего момента механизмов трансмиссии после главной передачи.

Дифференциал обеспечивает разную скорость вращения правого и левого ведущих колес, с учетом дорожных условий (повороты, неровности и т. д.). К ведущим колесам крутящий момент передается через полуоси от дифференциала посредством полуосевых шестерен. Такие дифференциалы называют межколесными. Другой вид дифференциалов – межосевые, когда они остановлены между разными осями автомобиля.

Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля

Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:

• Сцепление;
• Коробка переменных передач;
• Карданная передача;
• Главная передача;
• Дифференциал;
• Полуоси.

Как видно, в состав узлов заднеприводной трансмиссии входит карданная передача, которая является промежуточным узлом между выходным валом коробки передач и задним мостом, и служит для передачи крутящего момента, вне зависимости от угла между осями вала коробки передач и главной передачи.

Переднеприводные машины в карданной передаче не нуждаются, т. к. у них все узлы и агрегаты трансмиссии объединены в один общий узел агрегатов под капотом автомобиля. Благодаря тому, что в корпусе коробки передач находится дифференциал с главной передачей, из самого картера КПП выходят валы привода передних ведущих колес.

Схема трансмиссии полноприводного автомобиля

Схемы трансмиссий машин с полным приводом пестрят большим разнообразием и условно разделяются на три группы:

Устройство коробки переключения передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Устройство механической коробки передач (кликабельно). Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

картера;
первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
дополнительного вала и шестерни заднего хода;
синхронизаторов;
механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
рычага переключения.

Сцепление

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

4-ступенчатую;
5-ступенчатую;
6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества	Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание	Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью	При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

отпустить педаль газа;
левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Двухвальная КПП: как устроена и работает

Механическая коробка передач (МКПП) сегодня пользуется меньшим спросом, чем различные виды АКПП, однако вплоть до сегодняшнего дня остается наиболее распространенным агрегатом на территории СНГ и ряда других стран. Как и любая другая коробка передач, указанный тип трансмиссии получает, изменяет и затем передает крутящий момент от двигателя автомобиля на ведущие колеса.

При этом данный тип КПП, в отличие от автоматических коробок, полностью управляется вручную, то есть самим водителем. Коробка «механика» является ступенчатой, крутящий момент изменяется ступенчато путем переключения между передачами (ступенями). Каждая ступень фактически являются парой шестерен с разным передаточным числом.

По конструкции механические коробки передач могут иметь разное количество ступеней, а также устройство. При этом зачастую выделяют двухвальные и трехвальные коробки. В этой статье мы рассмотрим, что такое двухвальная коробка передач, как устроена двухвальная КПП, в чем ее особенности, преимущества и недостатки.

Двухвальная коробка передач: схема устройства и принцип работы

Итак, как уже было сказано выше, МКПП могут иметь разное количество ступеней (передач). Каждая из ступеней имеет свое передаточное число, которое является отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

При этом самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, тогда как самая высокая (повышенная передача) отличается самым малым передаточным числом.

При этом трехвальная коробка обычно ставится на легковые машины с задним приводом, тогда как на переднеприводных авто двухвальная механическая коробка передач получила широчайшее распространение.

Общее устройство двухвальной механической коробки передач (в отличие от трехвальной с промежуточным валом) предполагает следующие составные элементы:

картер коробки передач;
ведущий (первичный) вал;
ведомый (вторичный) вал;
блоки шестерен и синхронизаторы;
в картере коробки установлена главная передача, а также дифференциал;

Картер изготавливается из алюминия или магниевых сплавов. В картере КПП размещаются основные элементы коробки и механизмы, также он является резервуаром для трансмиссионного масла. Ведущий вал соединен со сцеплением при помощи имеющегося шлицевого соединения. На валу жестко крепится блок шестерен.

Ведомый вал установлен параллельно, также на нем закреплен набор шестерен. При этом шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также имеют возможность свободно вращаться на валу. Также на ведомом валу жестко крепится ведущая шестерня главной передачи.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность продольно двигаться по валу благодаря шлицевому соединению. Большинство современных КПП сегодня имеют синхронизаторы всех передач. Исключением можно считать бюджетные модели, где первая и задняя передача не синхронизированы.

Через главную передачу и дифференциал осуществляется передача крутящего момента от вторичного вала через ряд элементов трансмиссии на ведущие колеса. Дифференциал при определенных условиях позволяет реализовать вращение колес так, что у них будет разная угловая скорость.

Что касается механизма переключения передач (в отличие от трехвальных КПП, где механизм находится внутри), на двухвальной коробке он расположен отдельно (вынесен наружу из корпуса).

Сам механизм переключения передач двухвальной коробки включает в себя рычаг управления, который соединен тросиками с рычагами выбора, а также включения передач. Указанные рычаги присоединены к центральному штоку переключения передач, а шток имеет вилки.

Для выбора передачи нужно совершить поперечное движение рычагом управления по отношению к оси кузова авто, тогда как для включения той или иной передачи нужно выполнить продольное движение относительно упомянутой оси. В этом состоит главное отличие работы механизма переключения передач двухвальных КПП от трехвальных.

Если иначе, все движения рычага КПП можно разделить на поперечные и продольные. Когда совершается поперечное движение, усилие передается на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач. Рычаг проворачивает центральный шток вокруг оси, позволяя выбрать передачу.

Еще добавим, что для уменьшения размеров КПП, а также с целью добавления ступеней в некоторых агрегатах может стоять не один ведомый вал, а несколько (два вала или три). На каждом из таких ведомых валов жестко крепится шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней. Фактически, такая коробка имеет сразу несколько главных передач.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Общий принцип работы двухвальной и трехвальной коробки идентичен. Когда рычаг управления находится в положении «нейтраль», передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса не происходит. После того, как водитель перемещает рычаг, вилка также смещает муфту синхронизатора.

Синхронизатор выравнивает угловые скорости шестерни выбранной передачи и ведомого вала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают виды коробок передач. Из этой статьи вы узнаете о разновидностях КПП, отличиях и особенностях различных типов коробок передач.

Таким образом, коробка передач начинает передавать крутящий момент от двигателя на колеса. Еще отметим, что задний ход реализован отдельной задней передачей. Само изменение направления вращения становится возможным благодаря использованию промежуточной шестерни заднего хода, которая ставится на отдельную ось.

Что в итоге

Как видно, устройство двухвальной КПП относительно простое по сравнению с трехвальными аналогами. Более того, механизм управления тросиковых коробок позволяет сделать переключения более четкими. Также отсутствует ряд характерных проблем с механизмом выбора и включения передачи, которые присущи коробкам, где указанный механизм находится внутри корпуса коробки в масле.

Рекомендуем также прочитать отдельную статью о том, как устроена коробка переключения передач. Из этой статьи вы узнаете о конструкции коробки передач, составных элементах, назначении и принципах работы.

Ремонт двухвальной коробки также не представляет особых сложностей для опытных специалистов. Такие качества делают данную КПП надежным и комфортным решением для многих легковых автомобилей с передним приводом.

Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия

Правильное переключение передач на автомобиле с механической коробкой: когда включать ту или иную передачу на МКПП, работа с педалью сцепления, ошибки.

Виды и типы трансмиссий, которые устанавливаются на автомобили: механика, автомат, робот и вариатор. Устройство данных КПП, принцип работы, плюсы и минусы.

Коробка передач "механика": основные плюсы и минусы данного типа КПП, принцип работы механической трансмиссии автомобиля (МКПП).

Для чего предназначена коробка передач в автомобиле: назначение КПП, основные функции. Виды коробок передач, особенности различных типов коробок передач.

Какие коробки передач устанавливаются на авто: типы механических и виды автоматических трансмиссий, особенности. Плюсы и минусы различных видов МКПП и АКПП.

Урок 12 Общее устройство трансмиссии

Механическая коробка переключения передач (МКПП) – механизм, осуществляющий ступенчатое изменение передаточного отношения, после выбора передачи водителем (оператором). Переключение передач ведется вручную. На данный момент, механическая коробка переключения передач является самым популярным устройством для регулирования крутящего момента двигателя.
Крутящий момент в МКПП изменяется ступенями, поэтому она относится к ступенчатым коробкам. Передача или ступень – это пара взаимодействующих шестерен. Каждая передача обеспечивает вращение со своей, определенной угловой скоростью, или, как можно сказать, обладает своим передаточным числом т.е. отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Таким образом, высшая передача имеет наименьшее передаточное число, а низшая передача – наибольшее передаточное число.

В зависимости от количества ступеней различают следующие конструкции:

• четырехступенчатая коробка передач; • пятиступенчатая коробка передач; • шестиступенчатая коробка передач; • и далее.

Самая популярная на сегодняшний момент – пятиступенчатая коробка передач.

Конструкции МКПП подразделяют на два вида:

• трехвальная коробка передач; • двухвальная коробка передач.
Трехвальную коробку передач устанавливают, как правило, на заднеприводные автомобили, а двухвальную — на переднеприводные.

Предыстория…

Как мы уже говорили в предыдущей статье «Коробка переключения передач», главной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что нужную рабочую мощность они способны развивать лишь при небольшом диапазоне частот. Именно поэтому, для изменения крутящего момента двигателя обязательно необходимо использование специального механизма.

Превью — увеличение по клику.

По нынешним меркам, первое устройство имело очень примитивную конструкцию. Оно состояло всего из двух шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущей оси и соединены с валом двигателя ремнем. При необходимости, с помощью рычагов, ремень переставлялся с одного шкива на другой. В результате, даже такой простой механизм, позволял регулировать крутящий момент на ведущих колесах. При вращении большого колесного шкива, меньшим шкивом, расположенным на валу мотора, крутящий момент двигателя увеличивался. Это соединение использовалось для того, чтобы тронуться с места. Когда же диаметр шкива на оси был меньше, чем на валу двигателя, то угловая скорость колес возрастала, а усилие двигателя уменьшалось. Немного позже, ремень был заменен на более износостойкую цепь, а вместо шкивов использовали звездочки. Наверное, такой механизм известен всем, ну, по крайней мере тем, кто хоть раз катался на велосипеде.

Трехвальная коробка передач:

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

Ведущий вал

предназначен для соединения со сцеплением. На валу прорезаны пазы для ведомого диска сцепления. От ведущего вала, крутящий момент предается через шестерню, которая в данный момент зацеплена с ним.

Промежуточный вал

параллелен первичному. На валу расположен блок шестерен, находящихся в жестком зацеплении с ним.

Ведомый вал

располагается на одной оси с ведущим. Это возможно благодаря торцовому подшипнику на ведущем валу, который включает ведомый вал. Блок шестеренок ведомого вала не закреплен с валом и свободно вращается на нем, но блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а еще и шестерня ведущего вала находится в постоянном зацеплении.

Муфты синхронизаторов

расположены между шестернями ведомого вала. Их работа основана на выравнивании угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. За счет шлицевого соединения, муфты могут двигаться продольно по ведомому валу, поскольку имеют с ним жесткое зацепление. Торцы муфт имеют форму зубчатых венцов, которые входят в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. Сейчас, новые коробки передач, оборудованы синхронизаторами на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач

расположен на корпусе коробки. Он состоит из ползунов с вилками и рычага управления. Блокиратор необходим, для того, чтобы предотвратить одновременное включение двух передач. Так же механизм переключения может иметь дистанционное управление.

Картер коробки передач

необходим для размещения конструктивных частей и механизмов и для хранения масла. В качестве материла, для изготовления картера используют алюминиевый или магниевый сплав.

Ступенчатые коробки передач. Принцип действия

Наиболее распространены ступенчатые коробки передач. Их классифицируют по следующим основным признакам:

по числу передач (ступеней) — четырех- , пятиступенчатые и т.д.;
способу зацепления шестерен — с подвижными шестернями и с шестернями постоянного зацепления
расположению валов относительно продольной оси трактора — с продольным и поперечным расположением валов. В тракторах Т-16М, Т-25А и ЛТЗ-55 применены коробки передач с поперечным расположением валов, в большинстве тракторов — коробки передач с продольным расположением валов
способу переключения передач — коробки, переключаемые с остановкой трактора и без его остановки (на ходу)
способу управления — с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмом включения передач

Принцип работы шестеренных коробок передач основан на том, что вращение от ведущего вала к ведомому передается через шестерни, которые могут входить в зацепление друг с другом в определенных сочетаниях.

Рассмотрим работу наиболее распространенной трехвальной пятиступенчатой коробки передач с прямой передачей. Вращающий момент двигателя через сцепление передается первичному валу 7, а с него через шестерни 2 и 11 — промежуточному валу 9.

Рисунок. Кинематическая схема трехвальной коробки переключения передач (КПП) с прямой передачей: 1 — первичный вал; 2, 4, 7, 8, 10, 11 — шестерни; 3 — зубчатая муфта; 5 — корпус коробки; 6 — вторичный вал; 9 — промежуточный вял; 12 — подшипник вторичного вала

На промежуточном валу 9 жестко закреплены ведущие шестерни 10, в зацепление с которыми входят соответствующие ведомые каретки шестерен 4 вала 6. Перемещая каретки шестерен 4 по шлицам вала 6, в данной схеме можно получить пять передач вперед и одну назад. Чтобы включить прямую (пятую) передачу, необходимо первую каретку шестерен 4, выполненную в виде зубчатой муфты 3, переместить влево и ввести в зацепление с зубьями первичного вала. Тогда первичный I и вторичный 6 валы будут вращаться как одно целое.

Коробки с прямой передачей компактны. Их широко применяют на автомобилях и отдельных тракторах. Для увеличения числа передач применяют составные коробки передач. Они представляют собой комбинацию двух коробок; двухвальной, называемой редуктором, и трехвальной — основной.

Двухвальная коробка передач:

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

Ведущий вал

, как и в трехвальной коробке, служит для соединения со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестеренок. Ведомый вал, вместе с блоком шестерен расположен параллельно ведущему валу. Шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и могут свободно вращаться на валу. К ведомому валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Муфты синхронизаторов расположены между шестернями ведомого вала.

Для уменьшения линейных размеров и увеличения числа ступеней, во многих конструкциях коробок передач устанавливается по два, и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с одной ведомой шестерней – так сказать, три главных передачи.

Крутящий момент от вторичного вала коробки передач к ведущим колесам автомобиля передают главная передача и дифференциал. При необходимости, дифференциал может обеспечивать вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, является дистанционным, так как располагается отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом осуществляется за счет различных тяг или тросов. Самым простым является соединение при помощи тросов, именно поэтому его чаще используют в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки имеет следующее устройство:

• рычаг управления; • трос выбора передач; • рычаг выбора передач; • трос включения передач; • рычаг включения передач; • центральный шток переключения передач с вилками; • блокирующее устройство.
Выбор передачи осуществляется за счет поперечного движения рычага управления, относительно оси автомобиля, а включение передачи – продольное движение рычага, т.е. к конкретной передачи.

Двухвальная коробка передач: схема устройства и принцип работы

Сами коробки принято делить по общему количеству ступеней (четырехступенчатая МКПП, пятиступенчатая, шестиступенчатая коробка и т.д.). Кстати, сегодня самое широкое распространение имеет пятиступенчатая коробка передач. Также по конструкции выделяются трехвальные и двухвальные КПП.

Обратите внимание, по схеме устройства и принципам работы данные коробки заметно отличаются. Далее мы отдельно рассмотрим двухвальную коробку, так как подавляющее большинство современных автомобилей с передним приводом.

картер коробки передач,
ведущий (первичный) вал,
ведомый (вторичный) вал,
блоки шестерен и синхронизаторы,
в картере коробки установлена главная передача, а также дифференциал,

Еще между шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов (синхронизаторы). Их работа представляет собой выравнивание, то есть синхронизацию угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Коробка связана с механизмом переключения посредством тросов (тросовая коробка передач) или специальных тяг. Как правило, самым простым и доступным является соединение тросиками, которое широко используется в устройстве механизмов переключения.

Далее, когда происходит продольное перемещение рычага, усилие передается на трос переключения передач, который оказывает воздействие на рычаг переключения передач. Указанный рычаг инициирует горизонтальное перемещение штока с вилками. Та или иная вилка на штоке осуществляет смещение синхронизатора КПП, блокируя шестерни ведомого вала.

Принцип работы трехвальной механической коробки передач

В нейтральном положении рычага управления, не происходит передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. С перемещением рычага управления, происходит соответствующее перемещение муфты синхронизатора. Муфта же, в свою очередь, обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. Уже после, зубчатый венец муфты зацепляется с венцом шестерни и происходит блокировка шестерни ведомого вала. В итоге, коробка передач осуществляет передачу оборотов с двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Задний ход обеспечивается соответствующей передачей коробки. Сменить направление движения, удается благодаря промежуточной шестерни заднего хода, которую устанавливают на отдельной оси.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Синхронизатор выравнивает угловые скорости шестерни выбранной передачи и ведомого вала.

Затем зубчатый венец синхронизатор входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни. Результат- шестерня на ведомом валу блокируется (включается передача, шестерни которой формируют пару с тем или иным передаточным числом).

Читайте также: