Коробка передач 3.1 Общие сведения

Коробка передач предназначена для преобразования крутящего момента и частоты вращения, развиваемых коленчатым валом двигателя для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах при трогании с места и его разгоне, при движении автомобиля и преодолении различных дорожных препятствий.

Коробка передач дает возможность двигаться с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены двигателем, коленчатый вал которого развивает невысокую минимально устойчивую частоту вращения. Коробка передач должна обеспечить возможность движения задним ходом и длительное отсоединение двигателя от трансмиссии при его пуске, на стоянке или при движении автомобиля накатом.

К конструкции коробки передач предъявляют следующие требования:

- обеспечение оптимальных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля при заданной внешней характеристике двигателя;

- минимально возможные масса и габаритные размеры;

- надежность в работе;

- обеспечение необходимых передаточных чисел;

- допустимость отсоединения работающего двигателя от трансмиссии на сравнительно длительное время;

- бесшумность при работе и переключении передач;

- простота изготовления и невысокая стоимость;

- высокий КПД на всех передачах.

Коробки передач можно классифицировать по следующим признакам:

- по характеру изменения передаточного числа (бесступенчатая, ступенчатая и комбинированная);

- по особенностям вращения зубчатых колес (вальные, планетарные, полупланетарные и специальные);

- по числу валов (двухвальные, трехвальные и многовальные);

- по числу водил (с одним, с двумя и несколькими водилами).

Ступенчатые коробки передач по числу ступеней переднего хода делятся на трех-, четырех-, пяти-, и многоступенчатые, а по положению осей - на коробки передач с неподвижными осями валов, с вращающимися осями валов (планетарные) и комбинированные. Коробки передач с неподвижными осями валов подразделяют на двух-, трех- и многовальные. Ступенчатые коробки передач по числу ступеней могут быть трехступенчатыми, четырехступенчатыми, пятиступенчатыми и многоступенчатыми. По типу зубчатого зацепления коробки передач подразделяются на прямозубые, косозубые, шевронные и смешенные, а по способу переключения - с подвижными зубчатыми колесами, с муфтами легкого включения и с синхронизаторами. По способу управления коробки передач могут быть с автоматическим, полуавтоматическим и непосредственным управлением.

На большинстве легковых и грузовых автомобилях устанавливают ступенчатые коробки передач. Двухвальные коробки передач применяют по условию компоновки, когда ось выходного вала расположена ниже оси ведущего вала и время работы на отдельных передачах, примерно, одинаковое. Двухвальные коробки передач с числом передач 4... 5 применяют для переднеприводных автомобилей малого класса. Высшая передача часто повышающая. Большинство передач синхронизировано. На рис.3.1 представлена конструкция двухвальной коробки передач.

Рис. 3.1

 

Трехвальные коробки передач, у которых все зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении, с тремя и пятью передачами вперед и одной заднего хода более рациональны, чем коробки передач с четырьмя передачами вперед и одной заднего хода с точки зрения системы управления, так как у них все ползуны в механизме переключения используются в двух направлениях. Трехвальные коробки передач используют для легковых автомобилей, выполненных по классической схеме, грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности и автобусов. На рис.3.2 представлена конструкция трехвальной коробки передач.

Рис. 3.2

 

Многовальные коробки передач используют на автомобилях большой грузоподъемности для увеличения числа передач с целью улучшения тяговых и экономических свойств. В основе конструкции многовальных коробок передач лежит четырех-, пяти- или шестиступенчатая трехвальная коробка передач, в общем картере с которой размещен повышающий редуктор (делитель) или понижающий редуктор (демультипликатор). При применении многовальных коробок число передач может быть от 8 до 24.Многоступенчатые коробки передач чаще всего используют для автомобилей- тягачей, работающих с прицепным составом.

В ступенчатых передачах с постоянно зацепленными зубчатыми колесами применяют синхронизаторы, которые создают лучшие условия для переключения передач и ускоряют процесс выравнивания угловых скоростей. На некоторых грузовых автомобилях с многоступенчатами передачами применяются зубчатые муфты. Коробки передач с зубчатыми муфтами более просты в изготовлении, имеют минимальные осевые размеры, меньшую массу и стоимость. Однако для их применения необходимы более легкие и стабильные условия эксплуатации.

Из всех типов бесступенчатых передач наиболее широкое применение получили гидродинамические (гидротрансформаторы), которые применяются в сочетании с автоматически управляемой ступенчатой коробкой передач - гидромеханические передачи.

Электромеханические передачи применяются, в основном, на автомобилях большой грузоподъемности.