Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

вінцем 10 маточини шестерні 2. При цьому крутний момент від коро-

бки передач через ведучу шестерню

2, зубчастий вінець 10 і зубчасту

муфту

5 передається на ведений вал 8 і далі через карданну передачу

на головну передачу переднього моста. Передній ведучий міст вмика-

ється примусово за швидкості не більше ніж 10 км/год.

Автоматичне вмикання приводу переднього ведучого моста відбу-

вається за вимкненої муфти

5, коли буксування ведучих коліс пере-

вищує 4 – 6 % і здійснюється муфтою вільного ходу. Це можливо то-

му, що передатні числа приводу до задніх коліс трохи вищі, ніж до

передніх. Тому під час руху трактора без буксування або з незначним

буксуванням передні колеса під дією штовхального зусилля, переда-

ного остовом трактора, обертаються з більшою кутовою швидкістю,

ніж від ведучої передачі за увімкненого приводу. Внаслідок цього

шестерня

2 і маточина 4, з’єднані з коробкою передач, і втулка 12,

з’єднана з головною передачею переднього моста, обертатимуться

незалежно з різними кутовими швидкостями. Щойно буксування зад-

ніх ведучих коліс перевищить 4 – 6 %, кутові швидкості ведучої час-

тини втулки

12 та її веденої частини — маточини 4 зрівнюються; ро-

лики

3, що знаходяться між ними, заклинюються. Шестерня 2, втулка

12 і вал 8 обертатимуться як одне ціле, і привід до ведучого перед-

нього моста автоматично увімкнеться.

Аналіз конструкцій коробок передач. Збільшення числа ступенів

коробок передач, з одного боку, забезпечує підвищення ступеня ви-

користання потужності двигуна, поліпшення паливної економічності,

збільшення середньої швидкості руху і, як результат, підвищення

продуктивності трактора чи автомобіля, зниження собівартості робіт.

З іншого боку, збільшення числа передач ускладнює й обважнює

конструкцію коробки передач; зростають її розміри, вартість, усклад-

нюється керування.

За ручного механічного приводу швидко і безпомилково переми-

кати більш ніж п’ять передач на прямому ходу важко. Тому верхньою

межею числа передач із ручним перемиканням прийнято вважати

п’ять передач. Подальше підвищення їх числа створює необхідність

ускладнення приводу або установлення додаткової коробки передач

із незалежним приводом. У деяких коробках передач легкових і ван-

тажних автомобілів застосовують прискорювальну передачу з пере-

датним числом меншим за одиницю (0,7 – 0,8), яку використовують

на гарних дорогах. Прискорювальна передача дає змогу повніше ви-

користати потужність двигуна, сприяє зменшенню зношення двигуна

і зниженню витрати палива, однак призводить до зменшення ККД

коробок передач автомобілів порівняно з коробками з вищою прямою

передачею.

Основною перевагою

тривальних коробок передач (див. рис. 3.6,

автомобілі ГАЗ-3307, ГАЗ-66-11, автобуси ПАЗ-672 та ін.) є наяв-

ність прямої передачі, що вмикається безпосереднім з’єднанням пер-

винного і вторинного валів. У таких коробках зубчасті колеса, під-

шипники і проміжний вал практично не сприймають навантаження,

а первинний і вторинний вали передають тільки крутний момент. У

цьому разі зношення і рівень шуму в коробках передач мінімальні.

Недоліком таких коробок є деяке зниження ККД на проміжних пе-

редачах.

Двовальні коробки передач, які в основному застосовують на лег-

кових автомобілях (ЗАЗ-1102, ВАЗ-2109, АЗЛК-2141), порівняно із

тривальними мають простішу конструкцію, нижчий рівень шуму і

підвищений ККД на проміжних передачах. Недоліком двовальних

коробок передач є відсутність прямої передачі. Тому зубчасті колеса і

підшипники і на вищій передачі працюють під навантаженням, що

призводить до додаткового зношування, підвищення рівня шуму.

Коробки передач з

дільником (див. рис. 3.9), наприклад в автомо-

білях типу КамАЗ, дають змогу отримати подвоєне число передач при

забезпеченні високого ККД, оскільки число пар мінімальне і дорів-

нює двом. Перевагою коробок передач із розміщенням дільника спе-

реду є значний ступінь уніфікації, тому що основну коробку передач

можна використовувати автономно. Коробки передач із розміщенням

дільника ззаду (ЗІЛ-4331) застосовують за потреби підвищення тяго-

вих якостей автомобіля. Основним недоліком коробки передач з діль-

ником, установленим перед коробкою передач, є необхідність у від-

носно великій міжцентровій відстані.

У коробках передач тракторів та автомобілів передачі змінюють

рухливими каретками, зубчастими муфтами, синхронізаторами, фрик-

ційними муфтами і муфтами вільного ходу.

Рухливі каретки різняться простотою конструкції і малою вартіс-

тю. Водночас каретки не дають змоги перемикати ступені коробки

передач без зупинки трактора чи автомобіля і різняться низькою дов-

говічністю через швидке зношування торців зубів зубчастих коліс, що

вводяться в зачеплення.

Зубчасті муфти мають значно більший тер-

мін служби, ніж каретки, оскільки навантаження під час перемикання

передачі сприймаються великим числом зубів. Недолік зубчастих

муфт — самовимикання під час роботи з навантаженням.

Для забезпечення перемикання передач на ходу в коробках пере-

дач тракторів та автомобілів застосовують в основному

синхроніза-

тори

(див. рис. 3.7), що дають змогу зрівнювати кутові швидкості

шестерень, які з’єднуються зубчастою муфтою під час вмикання пе-

редачі. Застосування синхронізаторів не запобігає розриву потоку

потужності в разі перемикання передач, тому за великого тягового

опору трактор чи автомобіль може зупинитися.

Фрикційні муфти (див. рис. 3.14, 3.18) з гідроприводом керування

застосовують у коробках передач тракторів та автомобілів і вони за-

безпечують перемикання передач під навантаженням.

Муфти вільного

ходу

в поєднанні з фрикційними муфтами дають змогу перемикати на

вищий ступінь коробки передач без розриву потоку потужності, оскі-

льки вони автоматично від’єднуються лише після того, як крутний мо-

мент, переданий фрикційною муфтою, що вмикається, досягне значен-

ня, достатнього для подолання моменту опору. Перехід на нижчу пере-

дачу супроводжується розривом потоку потужності, тривалість якого

визначається навантаженням трактора, моментом інерції і перепадом

швидкостей двох передач, що перемикаються. Основний недолік муфт

вільного ходу — неможливість гальмування трактора двигуном.

3.4. НАВАНТАЖЕННЯ В КОРОБЦІ ПЕРЕДАЧ.

ВИДИ РУЙНУВАНЬ ОСНОВНИХ ДЕТАЛЕЙ

На деталі коробки передач (шестерні, вали, підшипники тощо) під

час роботи діють сили, зумовлені увімкненою передачею (рис. 3.22).

У тривальній коробці передач (див. рис. 3.6) на зуби пари постій-

ного зачеплення

п.з

()Р приводу проміжного вала діють такі сили:

п.зкmax п.з

п.зп.з

н.п.зп.з

колова /

осьова (для косозубих коліс) tg

радіальна tg /cos

нормальна /cos cos







=αβ



=αβ



РМ r

РР

(3.10)

де

к max

M — максимальний переданий зачепленням момент зламу

зубів;

α — кут профілю зуба;

— кут нахилу зубів;

п.зω

r — радіус

ділильного кола шестерні ведучого вала.

На зуби пари у разі вмикання i-ї передачі діють такі сили:

к max

колова /

осьова tg

радіальна tg /cos

нормальна cos cos





=β





=α β



αβ



iii

xi i

Rі i

Р Mir

Р P

(3.11)

де

i — передатне число увімкненої передачі;

r — радіус ділильно-

го кола шестерні зубчастого веденого вала.

Рис. 3.22. Схема сил, що діють у тривальній коробці передач

У коробках передач тракторів, як правило, використовують шестер-

ні з прямим зубом (рис. 3.23, а), в автомобілів — косозубі (див. рис.

3.23, б), що сприяє більш

плавному зачепленню, зме-

ншенню шуму і зношення.

Застосування косозубих

шестерень приводить до

виникнення в зачепленні

осьових сил, пропорційних

куту нахилу зубів. У дво-

вальних коробках зрівно-

важити сили неможливо і

вони сприймаються підшип-

никами, у тривальних —

осьові сили зрівноважують-

ся на проміжному валу на

всіх передачах крім першої

передачі і заднього ходу,

якщо вони виконані на прямозубих колесах (рис. 3.24).

Для цієї схеми

2222

к max п.з 12 к max п.з 2

; tg ; tg ;

/; / ,

xi x xi i x

PPPP P P

PM ir PM ir

==β=β

де

п.з

i — передатне число пари постійного зачеплення;

rr —

радіуси ділильних кіл зубчастих коліс проміжного вала.

З рівності осьових сил знаходимо

1212

tg / tg /

β=rr. (3.12)

За однакових модулів зубчастих коліс

1212

tg / tg /

β=

Z , (3.13)

де

Z — числа зубів шестерень пари зачеплення.

Цілком зрівноважити осьові сили не вдається, оскільки кут нахилу

зубів залежить від нормального модуля відстані між осями валів. У

цьому разі підшипники мають бути розраховані на сприйняття незрів-

новаженої осьової сили, що є основною причиною їхнього руйнування.

Рис. 3.23. Основні види зубчастих коліс

коробок передач

Основні види руйнувань зу-

бчастих зачеплень коробок пе-

редач і роздавальних коробок

визначаються ламанням зубів,

викришуванням від втомленос-

ті, абразивним зношенням, по-

шкодженням торців зубів.

Ламання зубів є найнебезпе-

чнішим видом руйнування, що

призводить до втрати робото-

здатності коробки передач і

роздавальної коробки через потрапляння шматків виламаних зубів у

зачеплення. Зуби ламаються внаслідок значних перевантажень удар-

ної чи статичної дії або багаторазово повторюваних навантажень.

Викришування поверхневих шарів зубів від втомленості є най-

більш поширеним видом пошкодження зубів зубчастих коліс. Втомне

руйнування зубчастого зачеплення характеризується появою на робо-

чих поверхнях зубів невеликих заглибин, що можуть призвести до

ламання зуба. Цей вид руйнування в основному визначається тривалі-

стю роботи зубчастого зачеплення та якістю мастильної рідини.

Абразивне зношення є основною причиною виходу з ладу зубчас-

тих зачеплень коробок передач і роздавальних коробок. Цей вид по-

шкодження характеризується нерівномірністю зношення по профілю

зуба, що призводить до підвищених динамічних навантажень і шуму

під час роботи зачеплення. Основна причина абразивного зношення

зубчастих зачеплень — низька якість мащення.

Пошкодження торців зубів є наслідком введення в зачеплення ше-

стерень осьовим переміщенням. У пересувних зубчастих колесах із

синхронізаторами зношення торців зубів зубчастих муфт значно

менше.

Вали коробок передач сприймають навантаження скручування і

згину. Вони визначаються силами, що діють на зубчасті колеса на

всіх передачах коробки передач (див. рис. 3.19). Ці сили визначають

реакції в опорах валів, за якими оцінюють найбільші згинальний і

крутний моменти.

Основними причинами виходу з ладу підшипників є викришування

робочих поверхонь від втомленості, руйнування кілець і тіл обертання,

утворення вм’ятин на робочих поверхнях і руйнування сепараторів.

Рис. 3.24. Схеми сил, що діють

на зубчасті колеса проміжного

вала коробки передач

Втомне викришування робочих поверхонь є наслідком дії в поверх-

невих шарах деталей, що контактують у підшипнику, знакозмінних

напружень, які призводять до появи мікротріщин. Серед механічних

руйнувань найчастіше трапляється сколювання бортів роликових

підшипників, пов’язане з перекошенням кілець. Через зношення кі-

лець і тіл кочення підшипники тракторів чи автомобілів вибракову-

ють у 2,5 раза частіше, ніж через викришування. Зношення підшип-

ників істотно зменшують вдосконаленням конструкцій ущільнень і

манжет.

Однією з найважливіших умов тривалої роботи підшипників є до-

тримання в них оптимальних зазорів. Збільшення радіальних зазорів

порівняно з оптимальними знижує точність обертання, збільшує нері-

вномірність розподілу сил між тілами кочення, й отже, скорочує тер-

мін служби підшипників, збільшує вібрації. Зменшення зазорів погір-

шує здатність кулькових підшипників сприймати осьове навантажен-

ня, призводить до підвищення температури і знижує максимально

допустимі частоти обертання.

3.5. ОСНОВНІ НЕСПРАВНОСТІ

І ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ

Зношення і руйнування основних деталей (шестерень, валів, під-

шипників тощо) коробок передач і роздавальних коробок призводить

до виходу їх із ладу. У табл. 3.1 і 3.2 наведено можливі несправності

найскладніших коробок передач автомобілів типу КамАЗ і тракторів

ХТЗ-160, ХТЗ-170.

Догляд за коробкою передач полягає в основному у періодичній

перевірці рівня оливи і своєчасній її зміні. Крім того, під час техніч-

ного обслуговування коробок передач перевіряють їх герметичність,

змащують опори тяг керування.

Під час технічного обслуговування коробок передач з дільником

особливу увагу слід приділяти обслуговуванню пневматичної систе-

ми дільника. При цьому виконують такі роботи:

y регулюють редукційний клапан на тиск вихідного повітря, що

має бути в межах 0,42 ± 0,02 МПа;

y регулюють зазор між торцем кришки та обмежником клапана

вмикання дільника, який при натисканні педалі зчеплення має бути в

межах 0,2 – 0,6 мм;

Таблиця 3.1. Несправності коробок передач автомобілів типу КамАЗ

та способи їх усунення

Ознака

несправності

Причина

несправності

Спосіб

усунення

Передача не вмикається

Автомобіль не ру-

шає з місця

Зношення деталей і розрегу-

лювання дистанційного при-

воду

Руйнування підшипників шес-

терень вторинного вала

Зношені деталі замінити

Розібрати опóри дистанцій-

ного приводу, промити і за-

класти мастило 158

Утруднене вмикання другої, третьої, четвертої і п’ятої передач

Удари і скрегіт під

час перемикання

передач

Зношення конусних кілець

синхронізатора, блокувальних

фасок пальців і каретки

Замінити синхронізатор

Утруднене вмикання передач із дільником

Удари і скрегіт під

час перемикання

передач із дільником

Підвищений тиск повітря в

пневмосистемі керування ді-

льником

Зношення конусних кілець

синхронізатора, блокувальних

фасок пальців і каретки

Відрегулювати редукційний

клапан

Замінити синхронізатор

Самовимикання передач на ходу автомобіля

Автомобіль втрачає

швидкість

Несправні фіксатори механіз-

му вмикання

Замінити фіксатори

Двигун розвиває

великі оберти

Ослаблення кріплення вилки

перемикання передач, зно-

шення сухарів

Розрегульований дистанцій-

ний привід

Підтягти кріплення, замінити

сухарі

Відрегулювати дистанційний

привід

Передача в дільнику не вмикається

Швидкість автомо-

біля не змінюється

при вмиканні діль-

ника

Розрегульоване положення упо-

ра клапана вмикання дільника

Забруднення сапуна клапана

або повітряних каналів вми-

кання дільника передачі

Відрегулювати положення

упора клапана

Промити дизельним паливом

і продути стисненим повіт-

рям сапун. За потреби про-

мити і змазати деталі клапана

мастилом 158

Засмічення пневмосистеми

керування дільником

Промити і продути дросель,

повітропроводи і клапани

Підвищений шум під час роботи коробки передач

Шум у коробці пе-

редач підвищеної

тональності

Зношення або ламання зубів

шестерень

Зруйновані підшипники валів

Замінити несправні деталі

Витікання оливи з коробки передач

Плями оливи на

картері або під ма-

шиною

Зношення або втрата еластич-

ності манжет

Підвищений тиск у картері

Порушення герметичності на

стичних поверхнях

Замінити манжети

Промити сапун

Підтягти кріпильні деталі або

замінити прокладки

Таблиця 3.2. Несправності коробок передач тракторів типу

ХТЗ-160, ХТЗ-170 та способи їх усунення

Ознака

несправності

Причина

несправності

Спосіб

усунення

Утруднене вмикання діапазонів

Удари і скрегіт під час

перемикання передач

Розрегулювання механізму

перемикання діапазонів і

гальмівничка зчеплення

Відрегулювати довжину тяги

блокування механізму пере-

микання діапазонів і гальмів-

ничок зчеплення

Підвищення рівня оливи в картері роздавальної коробки

Плями оливи на кар-

тері і під трактором

Порушення герметичності

манжетного ущільнення гід-

ронасоса начіпного механізму

Замінити манжетне ущіль-

нення

На всіх передачах знижений чи нульовий тиск оливи

Трактор не рушає з

місця після увімкнен-

ня передачі

Знижений рівень оливи

Забруднений забірний

фільтр гідравлічної системи

Несправний гідронасос або

його привід

За потреби долити оливу до

середини контрольного вікна

Вийняти фільтр з ущільню-

вальним кільцем, промити й

установити на місце

За потреби замінити гідро-

насос чи деталі приводу

Порушене регулювання пе-

репускного гідророзподіль-

ника

Відрегулювати перепускний

гідророзподільник дизеля на

тиск 0,9 – 1,1 МПа

На всіх передачах тиск оливи знижується

нижче 0,8 МПа зі зменшенням обертів дизеля

Трактор істотно втра-

чає швидкість зі зме-

ншенням обертів дизе-

ля

Клапан перепускного гідро-

розподільника залягає у від-

критому положенні

Порушена герметичність

гідросистеми (є значні внут-

рішні перетікання оливи)

Розібрати перепускний гід-

ророзподільник, промити

клапан і продути стисненим

повітрям

За допомогою діагностичних

приладів визначити місце

перетікання оливи й усунути

перетікання

На одній чи двох передачах знижений або нульовий тиск оливи

Трактор зупиняється

або знижує швидкість

руху за вмикання від-

повідної передачі

Зруйновані чи залягають

ущільнювальні кільця порш-

ня гідропідтискної муфти

Зруйновані чи залягають

ущільнювальні кільця на

хвостовику вторинного вала

Замінити кільця поршня

гідропідтискної муфти тієї

передачі, на якій знижений

чи відсутній тиск оливи

Замінити зруйновані кільця

на вторинному валу. Відре-

гулювати зазор до 0,1 мм по

колу між втулкою гідророз-

подільника і хвостовиком

вторинного вала

Під час перемикання передач спостерігається розрив потоку потужності

Трактор зупиняється з

наступним ривком у

разі перемикання пе-

редач

Залягають перекидні клапа-

ни

Залягає золотник відсікання

Промити перекидні клапани.

Під час складання сполучити

позначки на золотнику і

зубчастому секторі

Промити деталі золотника

відсікання, під час установ-

лення перевірити легкість

переміщення золотника

Продовження табл. 3.2

Ознака

несправності

Причина

несправності

Спосіб

усунення

На всіх передачах тиск оливи в гідросистемі

перевищує 1,65 МПа і не знижується під час регулювання

Шум у коробці пере-

дач підвищеної тона-

льності (зумер роботи

зворотного гідрокла-

пана)

Клапан перепускного гідро-

розподільника залягає в за-

критому положенні (не від-

кривається)

Промити клапан і його кор-

пус, перевірити легкість

переміщення клапана. Під

час складання звернути ува-

гу на правильність установ-

лення пробок

Засмічений фільтр лінії на-

гнітання

За надмірного забруднення

фільтрувального елемента

замінити його

Під час перемикання передачі чітко не фіксуються

Під час руху трактора

відбувається мимові-

льне вимикання пере-

дач (трактор зупиня-

ється)

Знизилось зусилля

перемикання золотника

Не перемикається або не

фіксується важіль гідророз-

подільника

Неправильно установлений

фіксатор

Заїдання в шарнірах тяг ке-

рування

Відрегулювати зусилля під-

тиснення пружини фіксатора

Замінити фіксатор гідророз-

подільника, під час установ-

лення перевірити легкість

переміщення золотника гід-

ророзподільника

Установити фіксатор так,

щоб напрямна фіксатора

охоплювала сектор. Відрегу-

лювати зусилля пружини

Перевірити стан тяг і шарні-

рів, видалити можливі за-

бруднення

y змащують деталі клапана вмикання дільника і механізм переми-

кання мастилом 158, а трос від перемикача — трансмісійним маслом.

Технічне обслуговування коробок передач тракторів типу ХТЗ-160

і ХТЗ-170 з перемиканням передач без розриву потоку потужності

полягає в основному в заміні паперових елементів фільтра лінії нагні-

тання. Слід пам’ятати, що після перших 125 мотогодин роботи трак-

тора паперові елементи фільтра гідросистеми коробки передач замі-

нюють обов’язково. Оливу в коробці передач замінюють через 2000

мотогодин роботи трактора.

Через кожні 250 мотогодин роботи перевіряють рівень оливи в ко-

робці передач і за потреби доливають її до рівня ±5 мм від середини

контрольного вікна.

У процесі роботи трактора перевіряють блокування перемикання

діапазонів коробки передач, за потреби регулюють гідророзподільник

перемикання передач, перепускний (переливний) клапан, замінюють

манжетні ущільнення й ущільнювальні кільця.