Губарев А.В., Никифоров С.С. Конструкция автомобилей. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

3.17. Трехвальные коробки передач легковых автомобилей

Более подробно рассмотрим конструкцию коробок передач заднеприводных и

полноприводных автомобилей ВАЗ. Трехвальные коробки передач других моде-

лей как легковых, так и грузовых, автомобилей принципиально схожи по конст-

рукции и функционированию.

Базовой конструкцией коробок передач для заднеприводных автомобилей ВАЗ

является четырехступенчатая КПП, представленная на рис. 3.46 (без картера сце-

пления). По конструктивной схеме (см. классификацию КПП на рис. 3.6) данная

КПП является трехвальной коробкой передач с неподвижными осями.

По способу зацепления шестерен – КПП с комбинированным зацеплением, т.к.

три передачи переднего хода имеют постоянное зацепление шестерен промежу-

точного и вторичного валов, а передача заднего хода – непостоянное зацепление

шестерен. Четвертая передача является прямой, все передачи переднего хода

Рис. 3.46. Трехвальная 4-х ступенчатая коробка передач заднеприводных авто-

мобилей ВАЗ: 1 – первичный вал; 2 – вторичный вал; 3 – промежуточный вал;

4 – ось промежуточной шестерни передачи заднего хода; 5 – синхронизатор

включения 3-й и 4-й передач; 6 – синхронизатор включения 1-й и 2-й передач;

7 – рычаг переключения передач; 8 – привод спидометра; 9 – фланец вторично-

го вала; 10 – средний подшипник вторичного вала; 11 – задний подшипник

вторичного вала; 12 – задний подшипник первичного вала; 13 – передний под-

шипник промежуточного вала; 14 – задний подшипник промежуточного вала;

15 – промежуточная шестерня передачи заднего хода

включаются синхронизаторами (см. раздел 3.11), передача заднего хода включа-

ется подвижной промежуточной шестерней. Поэтому шестерни, передающие кру-

тящий момент на задней передаче, прямозубые с заостренными торцами зубьев.

Шестерни постоянного зацепления – косозубые. Шестерни промежуточного и

первичного валов изготовлены заодно с валом, шестерни вторичного вала уста-

новлены на подшипниках скольжения и зафиксированы от осевого перемещения.

Очевидно, что любой вал в зубчатом редукторе должен иметь минимум две

опоры, например, подшипники 13 и 14 промежуточного вала 3, рис. 3.46. Вторич-

ный вал 2 имеет три опоры, средняя – подшипник 10 в задней стенке картера

КПП. Подшипник 11 вторичного вала в задней крышке коробки передач предна-

значен для компенсации радиальных усилий от шестерен передачи заднего хода и

карданной передачи, которая крепится к фланцу 9.

Рис. 3.47. Сопряжение первичного и вторичного валов трехвальной ко-

робки передач ВАЗ (а), вид на фланец коленчатого вала двигателя (б),

первичный вал в сборе (в): 1 – первичный вал, 2 – подшипник первично-

го вала в корпусе КПП, 3 – передний игольчатый подшипник вторично-

го вала, 4 – шейка под передний подшипник первичного вала, 5 – перед-

ний подшипник первичного вала во фланце коленчатого вала двигателя;

6 – шейка вторичного вала под его передний подшипник; 7 – отверстие

под передний подшипник вторичного вала

а)

б)

в)

Передней опорой вторичного вала является игольчатый подшипник 3,

рис. 3.47, установленный на его шейке 6 и в отверстии 7 первичного вала. Подоб-

ная конструкция характерна для всех трехвальных коробок передач, т.к. при этом

обеспечивается центровка первичного и вторичного валов, что необходимо для

включения прямой передачи.

Задняя опора первичного вала расположена в передней стенке картера коробки

передач (поз. 12 на рис. 3.46 или поз. 2 на рис. 3.47). Наиболее протяженная часть

первичного вала находится вне КПП, поэтому передняя опора вала также распо-

ложена вне коробки передач – это подшипник 5, рис. 3.47б, установленный во

фланце коленчатого вала, что облегчает центровку этих валов. При установке ко-

робки передач на двигатель, шейка 4 первичного вала 1 заходит во внутреннее

кольцо подшипника 5. Напомним, что на шлицах первичного вала устанавливает-

ся ведомый диск сцепления.

Продольный разрез рассматриваемой коробки передач и ее кинематическая

схема представлены на рис. 3.48. Шестерня 1 первичного вала находится в посто-

янном зацеплении с шестерней 2 промежуточного вала. Поэтому при работающем

двигателе и включенном сцеплении в КПП вращаются первичный и промежуточ-

ный валы. Соответственно вращаются все другие шестерни (4, 6, 8 и 10) промежу-

точного вала и находящиеся в постоянном зацеплении шестерни 3, 5 и 7 вторич-

ного вала, установленные на этом вале на подшипниках скольжения. Шестерня 9

передачи заднего хода соединена с вторичным валом шпонкой.

При включении 1-й передачи муфта синхронизатора 11 перемещается назад

(вправо по рисунку) и соединяет шестерню 7 с вторичным валом. Крутящий мо-

мент от первичного вала передается по пути: шестерня 1 первичного вала – шес-

терня 2 промежуточного вала – промежуточный вал – шестерня 8 – шестерня 7 –

муфта синхронизатора 11 – ступица синхронизатора 11 – вторичный вал (см. так-

же рис. 3.49).

При включении 2-й передачи муфта синхронизатора 11 перемещается вперед

(влево по рисунку) и соединяет шестерню 5 с вторичным валом. Крутящий мо-

мент от первичного вала передается по пути: шестерня 1 первичного вала – шес-

терня 2 промежуточного вала – промежуточный вал – шестерня 6 – шестерня 5 –

муфта синхронизатора 11 – ступица синхронизатора 11 – вторичный вал (см. так-

же рис. 3.49).

При включении 3-й передачи муфта синхронизатора 12 перемещается назад

(вправо по рисунку) и соединяет шестерню 3 с вторичным валом. Крутящий мо-

мент от первичного вала передается по пути: шестерня 1 первичного вала – шес-

терня 2 промежуточного вала – промежуточный вал – шестерня 4 – шестерня 3 –

муфта синхронизатора 12 – ступица синхронизатора 12 – вторичный вал (см. так-

же рис. 3.50).

При включении 4-й (прямой) передачи муфта синхронизатора 12 перемещает-

ся вперед (влево по рисунку) и соединяет шестерню 1 первичного вала с вторич-

ным валом. Крутящий момент от первичного вала передается по пути: шестерня 1

первичного вала – муфта синхронизатора 12 – ступица синхронизатора 12 – вто-

ричный вал (см. также рис. 3.50).

При включении передачи заднего хода, промежуточная шестерня перемещает-

ся вперед (на рис. 3.48а не показана, см. поз. 15 на рис. 3.46) и входит в зацепле-

ние с шестерней 10 промежуточного вала и шестерней 9 вторичного вала. Крутя-

щий момент от первичного вала передается по пути: шестерня 1 первичного вала

З.Х.

первичный

вал

вторичный

вал

промежуточный

вал

б)

Рис. 3.48. Продольный разрез (а) и кинематическая схема (б) трехвальной 4-х сту-

пенчатой коробки передач заднеприводных автомобилей ВАЗ. Расшифровка обо-

значений в тексте

а)

– шестерня 2 промежуточного вала – промежуточный вал – шестерня 10 – проме-

жуточная шестерня – шестерня 9 – вторичный вал (см. также рис. 3.50).

Перемещения синхронизаторов осуществляется механизмом управления ко-

робкой передач, рис. 3.51. При перемещении верхнего конца рычага 5 влево, ры-

чаг поворачивается на шарнире 6, и его нижний конец входит в зацепление с вы-

резом ползуна 7. Если из этого положения рычаг передвинуть вперед, то его ниж-

ний конец переместится назад и потянет за собой ползун 7. Вместе с ползуном 7

переместится назад вилка 10 с муфтой синхронизатора, включится 1-я передача.

Если рычаг 5 переместить назад, вилка 10 с муфтой синхронизатора переместится

вперед, включится 2-я передача.

Рис. 3.49. Схемы включения передач в трехвальной 4-х ступен-

чатой коробки передач заднеприводных автомобилей ВАЗ

первая передача

вторая передача

Рис. 3.50. Схемы включения передач в трехвальной 4-х ступен-

чатой коробки передач заднеприводных автомобилей ВАЗ

третья передача

четвертая передача

задний ход

В нейтральном положении, т.е. положении выключенной передачи, рычаг 5

удерживается пружиной 14, которая прижимает рычаг его выступом 13 к корпусу

коробки передач. В этом положении рычаг находится в зацеплении с вырезом

ползуна 8, при перемещении которого назад (рычаг вперед) включается 3-я пере-

дача, а при перемещении вперед (рычаг назад) включается 4-я передача.

Выступ 13, упираясь в корпус коробки передач, не позволяет переместить ры-

чаг 5 вправо для зацепления с ползуном 9. Чтобы это произошло, рычаг 5 необхо-

димо сперва нажать вниз, выступ 13 в этом положении не мешает перемещению

рычага вправо. Если рычаг 5 при зацеплении с ползуном 9 переместить назад, то

ползун 9 вместе с вилкой 12 и промежуточной шестерней переместятся вперед,

включится передача заднего хода. Таким образом, выступ 13 рычага управления

коробкой передач предотвращает несанкционированное включение передачи зад-

него хода.

Рис. 3.51. Механизм управ-

ления трехвальной четырех-

ступенчатой коробкой пере-

дач заднеприводных авто-

мобилей ВАЗ: 1 – первич-

ный вал; 2 – вторичный вал;

3 – промежуточный вал;

4 – ось промежуточной

шестерни передачи заднего

хода; 5 – рычаг переключе-

ния передач; 6 – шарнир

рычага переключения пере-

дач; 7 – ползун включения

1-й и 2-й передач; 8 – пол-

зун включения 3-й и 4-й

передач; 9 – ползун

включения передачи задне-

го хода; 10 – вилка включе-

ния 1-й и 2-й передач;

11 – вилка включения 3-й и

4-й передач; 12 – вилка

включения заднего хода;

13 – выступ; 14 – пружина;

15 – выключатель сигнала

заднего хода

III

ЗХ

Механизм управления рассматриваемой коробкой передач имеет также фикси-

рующие и замковые механизмы, конструкция которых рассмотрена в разделе 3.15.

На рис. 3.51 на ползуне 7 видны выемки фиксирующего механизма.

Конструкция пятиступенчатой коробки передач заднеприводных и полнопри-

водных автомобилей ВАЗ представлена на рис. 3.52. Конструктивное исполнение

элементов, обеспечивающих четыре передачи переднего хода, а также передачу

заднего хода, аналогично подобным элементам рассмотренной четырехступенча-

той КПП. Следует отметить, что передаточные числа одноименных передач обеих

этих КПП могут различаться, см. прил. 1.

По сравнению с 4-х ступенчатой коробкой передач, в 5-ти ступенчатой КПП

на хвостовик промежуточного вала устанавливается не одна шестерня заднего хо-

да, а блок шестерен, куда кроме шестерни 11, рис. 3.53, входит также шестерня 9

пятой повышающей передачи. На вторичном валу 2 установлены шестерня 12 и

синхронизатор 8 пятой передачи.

Рис. 3.52. Трехвальная 5-и ступенчатая коробка передач заднеприводных и

полноприводных автомобилей ВАЗ: 1 – первичный вал; 2 – вторичный вал;

3 – промежуточный вал; 4 – промежуточная шестерня передачи заднего хо-

да; 5 – синхронизатор включения 3-й и 4-й передач; 6 – синхронизатор

включения 1-й и 2-й передач; 7 – рычаг переключения передач; 8 – синхро-

низатор включения 5-й передачи; 9 – шестерня 5-й передачи промежуточ-

ного вала; 10 – механизм выбора передач

Произошли изменения и в конструкции механизма выбора передач, рис. 3.54.

Пятая передача и задний ход включаются одним ползуном, поэтому блокировки

на выбор ползуна быть не должно, как это было реализовано в 4-х ступенчатой

КПП, где невозможно было наклонить рычаг управления вправо, предварительно

не нажав его вниз. В данном случае рычаг 1 возможно наклонить вправо без до-

полнительных действий и, наклонив затем его вперед, включить 5-ю передачу.

Однако, для наклона рычага из правого положения назад его необходимо предва-

рительно нажать вниз, чтобы уступ 8 сместился ниже блокировочной пластины 5,

выступ которой, рис. 3.54б, при правом положении рычага блокирует его наклон

назад, т.е. включение передачи заднего хода. В нейтральном положении рычаг

удерживается подпружиненными планками 4. В этом положении, как и в 4-х сту-

пенчатой КПП, он находится в зацеплении с ползуном включения 3-й и 4-й пере-

дач. При наклоне рычага вправо или влево (выбор ползуна 1-й и 2-й передач или

5-й и задней передачи) одна из направляющих планок 4 перемещается, сжимая

пружины.

Рис. 3.53. Одна из операций разборки трехвальной 5-и ступенчатой ко-

робка передач заднеприводных и полноприводных автомобилей ВАЗ:

2 – вторичный вал; 3 – промежуточный вал; 4 – промежуточная шес-

терня передачи заднего хода; 8 – синхронизатор включения 5-й пере-

дачи; 9 и 11 – шестерни 5-й передачи и заднего хода промежуточного

вала (блок шестерен); 12 – шестерня 5-й передачи вторичного вала

На рис.3.55…3.58 и 3.60 представлены трехвальные коробки передач легко-

вых автомобилей других моделей. По общей компоновке КПП данного типа

идентичны. Можно выделить следующие общие конструктивные решения:

Рис. 3.54. Механизм выбора передач 5-и ступенчатой коробки передач задне-

приводных и полноприводных автомобилей ВАЗ: 1 – рычаг переключения

передач; 2 – пружина; 3 – шарнир рычага переключения передач; 4 – направ-

ляющие планки; 5 – блокировочная пластина передачи заднего хода; 6 – шай-

бы направляющей пластины; 7 – направляющая пластина; 8 – уступ рычага

переключения передач

б)

в)

а)