Устройство двухвальной коробки передач

🔧 Механическая коробка передач.

Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.

• Трехвальная механическая коробка передач

Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.

В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые коробки передач и выше. Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок передач имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

• Устройство трехвальной механической коробка передач

Трехвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного), промежуточного, ведомого (вторичного) валов, на которых размещены шестерни с синхронизаторами. В конструкцию коробки также входит механизм переключения передач. Все элементы размещены в картере (корпусе) коробки передач.

• Схема трехвальной механической коробки передач

Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

• К фото номер 1: Схема трехвальной механической коробки передач!

1: ведущий вал
2: крышка подшипника
3: выключатель света заднего хода
4: манжета ведущего вала
5: задний подшипник ведущего вала
6: шестерня привода промежуточного вала
7: сапун
8: шестерня III передачи
9: передний картер
10: шестерня I передачи
11: шестерня заднего хода
12: штоки переключения передач
13: шарик-фиксатор
14: пружина
15: рычаг переключения
16: защитный уплотнитель
17: колпак рычага
18: корпус рычага переключения
19: задний картер
20:ведомый вал
21: манжеты удлинителя заднего картера
22: втулка
23: шестерня привода спидометра
24: привод спидометра
25: задний подшипник промежуточного вала
26: шестерня V передачи
27: болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода промежуточная шестерня заднего хода
29: промежуточный вал
30: маслозаливная пробка

Между шестернями ведомого вала располагаются синронизаторы (другое название — муфты синхронизаторов). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Синхронизаторы имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.

• К фото номер 2: Схема двухвальной механической коробки передач.

1: задняя крышка картера коробки передач
2: ведущая шестерня V передачи
3: шариковый подшипник ведущего вала
4: ведущая шестерня IV передачи
5: ведущий вал
6: ведущая шестерня III передачи
7: картер коробки передач
8: ведущая шестерня II передачи
9:шестерня заднего хода
10: промежуточная шестерня заднего хода
11: ведущая шестерня I передачи
12: роликовый подшипник ведущего вала
13: сальник ведущего вала
14: сапун
15: подшипник выключения сцепления
16: направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления
17: ведущая шестерня главной передачи
18: роликовый подшипник ведомого вала
19: маслосборник
20: ось сателлитов
21: ведущая шестерня привода спидометра
22: шестерня полуоси
23: коробка дифференциала
24: сателлит
25: картер сцепления
26: пробка для слива масла
27: ведомая шестерня главной передачи
28: регулировочное кольцо
29: роликовый конический подшипник дифференциала
30: сальник полуоси
31: ведомая шестерня I передачи
32: синхронизатор I и II передач
33: ведомая шестерня II передачи
34: ведомая шестерня III передачи
35: синхронизатор III и IV передач
36: ведомая шестерня IV передачи
37: шариковый подшипник ведомого вала
38: ведомая шестерня V передачи
39: синхронизатор V передачи
40: ведомый вал.

Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

• Принцип работы трехвальной МКПП

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается.При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

• Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного) и ведомого (вторичного) валов с блоками шестерен и синхронизаторами. Помимо этого в картере коробки передач размещены главная передача и дифференциал.

• Схема двухвальной механической коробки передач

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.

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.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней — по сути три главных передачи.

Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки состоит из рычага управления, соединенного тросами с рычагами выбора и включения передач. Рычаги в свою очередь соединены с центральным штоком переключения передач с вилками.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).

Двухвальная механическая коробка передач
Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

Двухвальные коробки передач применяются в переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) автомобилях. Конструктивно их совмещают в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.
Поперечное расположение коробки передач позволяет применять главную передачу с цилиндрическими шестернями. При продольной компоновке применяется главная передача с коническими или гипоидными шестернями; последняя является более сложной в изготовлении и регулировке.
Основные достоинства двухвальных коробок передач:
—простота конструкции;
—малая масса;
—высокий КПД на промежуточных передачах (при передаче крутящего момента участвует только одна пара шестерен).
В то же время в двухвальной коробке передач нет прямой передачи (когда в передаче крутящего момента не участвуют шестерни) и максимальный КПД на высшей передаче ниже, чем на прямой передаче трехвальной коробки.
Максимальное передаточное число одной зубчатой пары коробки передач не должно превышать некоторого предела, близкого к 4, превышение которого приводит к увеличению габаритов и повышению уровня шума. Это ограничивает область применения двухвальных коробок передач только легковыми автомобилями малого класса.
Если двигатели с такими коробками устанавливаются поперечно в передней части автомобиля, то для конструкторов двухвальных коробок передач увеличение числа передач, а, следовательно, и числа пар шестерен, представляет определенные трудности. Продольная коробка передач может быть легко увеличена по длине для размещения дополнительных передач. Поперечно расположенный двигатель и коробка передач имеют ограничение по ширине, определяющееся расстоянием между колесными арками автомобиля.

Пятиступенчатая двухвальная коробка передач легкового автомобиля с поперечным расположением двигателя:
1 — задняя крышка картера коробки передач;
2 — ведущая шестерня V передачи;
3 — шариковый подшипник первичного вала;
4 — ведущая шестерня IV передачи первичного вала;
5 — первичный вал;
6 — ведущая шестерня III передачи первичного вала;
7 — картер коробки передач;
8 — ведущая шестерня II передачи первичного вала;
9 — шестерня заднего хода;
10 — промежуточная шестерня заднего хода;
11 — ведущая шестерня I передачи первичного вала;
12 — роликовый подшипник первичного вала;
13 — сальник первичного вала;
14 — сапун;
15 — фланец муфты;
16 — подшипник выключения сцепления;
17 — направляющая втулка муфты;
18 — роликовый подшипник вторичного вала;
19 — вторичный вал;
20 — ось сателлитов;
21 — ведущая шестерня привода спидометра;
22 — шестерня полуоси;
23 — коробка дифференциала;
24 — сателлит;
25 — картер сцепления;
26 — пробка для слива масла;
27 — ведомая шестерня главной передачи;
28 — регулировочное кольцо;
29 — роликовый конический подшипник дифференциала;
30 — сальник полуоси;
31 — ведомая шестерня I передачи вторичного вала;
32 — синхронизатор I и II передач;
33 — ведомая шестерня II передачи вторичного вала;
34 — стопорное кольцо;
35 — упорное полукольцо;
36 — ведомая шестерня III передачи вторичного вала;
37 — синхронизатор III и IV передач;
38 — ведомая шестерня IV передачи вторичного вала;
39 — шариковый подшипник вторичного вала;
40 — ведомая шестерня V передачи вторичного вала;
41 — синхронизатор V передачи;
42 — игольчатый подшипник;
43 — вилка переключения передач

Конструкция двухвальной пятиступенчатой коробки передач при переднем приводе и продольном расположении двигателя:
1 — фланец полуоси;
2 — подшипник дифференциала;
3 — ведущая шестерня редуктора привода спидометра;
4 — коробка дифференциала;
5 — ведомая шестерня главной передачи;
6 — манжета (сальник);
7 — подшипник выключения сцепления;
8 — картер сцепления;
9 — первичный вал;
10 — сателлит;
11 — полуосевые шестерни;
12 — ось промежуточной шестерни заднего хода;
13 — промежуточная шестерня заднего хода;
14 — шестерня передачи заднего хода первичного вала;
15 — шестерня I передачи первичного вала;
16 — синхронизатор I и II передач;
17 — шестерня II передачи первичного вала;
18 — ведущая шестерня III передачи;
19 — синхронизатор III и IV передач;
20 — ведущая шестерня IV передачи;
21 — ведущая шестерня V передачи;
22 — синхронизатор V передачи;
23 — выключатель света заднего хода;
24 — вал переключателя передач;
25 — переключатель передач;
26 — шток вилок переключения V передачи и заднего хода;
27 — шток вилок переключения III и IV передач;
28 — шток вилок включения I и II передач;
29 — плунжер;
30— ведомая шестерня V передачи;
31 — ведомая шестерня IV передачи;
32 — ведомая шестерня III передачи;
33 — ведомая шестерня II передачи;
34 — ведомая шестерня I передачи;
35 — ведомая шестерня заднего хода;
36 — ведущая шестерня главной передачи;
37 — картер главной передачи;
38 — пробка маслосливного отверстия;
а — отверстие-сапун

Двухвальная коробка передач имеет следующее устройство:

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.

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.

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.