ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коробка передач из "Автомобили " Коробка передач предназначена для изменения сил тяги на ведущих колесах и скоростей движения автомобиля путем увеличения или уменьшения передаточного числа. Кроме того, коробка передач позволяет осуществить движение автомобиля задним ходом и разобщить вал двигателя от ведущих колес на продолжительное время, необходимое при работе двигателя на стоянке или при движении накатом. [c.144] Передаточное число коробки передач равно отношению угловой скорости ее ведущего вала к угловой скорости ее ведомого вала. Необходимость изменения передаточного числа определяется тем, что сопротивление движению автомобиля, зависящее от дорожных условий, меняется в широком диапазоне, а крутящий момент поршневого двигателя при максимальной подаче топлива — всего на 10—30%. Однако для быстрого разгона при трогании автомобиля с места и для преодоления значительных сил сопротивления движению, например при движении на подъеме, нужно увеличить силу тяги в несколько раз по сравнению с тем значением, которое соответствует максимальному моменту двигателя. Такое увеличение силы тяги обеспечивают изменением передаточного числа. [c.144] В зависимости от характера изменения передаточного числа различают коробки передач ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. По характеру связи между ведущим и ведомым валами коробки передач делят на механические, гидравлические, электрические, комбинированные, а по способу управления — на автоматические и неавтоматические. Ступенчатые коробки передач различают по числу передач переднего хода (двухступенчатые, трехступенчатые и т. д.). [c.144] Ступенчатые механические коробки передач с зубчатыми механизмами наиболее распространены в настоящее время. Количество изменяемых передаточных чисел (передач) в таких коробках передач обычно равно трем — пяти, а иногда десяти для переднего хода и одному для заднего хода. Чем больше количество передач, тем лучше используется мощность двигателя и выше топливная экономичность, однако это значительно усложняет коробку передач и затрудняет выбор передачи, оптимальной для данных условий движения. [c.144] Зубчатые механизмы автомобильных коробок передач состоят обычно из цилиндрических шестерен и выполняются или с неподвижными геометрическими осями шестерен, или планетарными (геометрические оси некоторых шестерен могут вращаться вокруг общей оси механизма). [c.144] Также возможно перемещение вдоль вала зубчатой муфты 3, установленной на вторичном валу. Шестерня 5 установлена на этом валу свободно. [c.145] Третью передачу включают перемещением зубчатой муфты 3 влево для соединения ее зубьев с зубчатым венцом шестерни 2. Крутящий момент с первичного вала передается непосредственно на вторичный. В этом случае крутящий момент в коробке передач не изменяется. Такая передача называется прямой. Ее передаточное число равно 1. Наличие прямой передачи является характерной особенностью коробки передач, выполненной по трехвальной схеме. Движение автомобиля происходит в основном на прямой передаче. Низшие передачи служат для разгона автомобиля или движения в тяжелых дорожных условиях, требующих преодоления больших сил сопротивления движению. [c.145] Планетарные (с подвижными осями шестерен) коробки передач применяют часто в гидромеханических (комбинированных) коробках передач (автомобили ЗИЛ-П4, ГАЗ-13 и др.). Планетарные зубчатые механизмы используют также в дифференциалах и в колесных редукторах главных передач. [c.146] Шестерня, называемая солнечной (рис. 91, а) трехвального планетарного механизма, состоящего из цилиндрических шестерен, установлена на валу 1. С ней входят в зацепление несколько шестерен 5, называемых сателлитами, оси которых соединены водилом 4, установленным на валу 3. Сателлиты входят также в зацепление с шестерней 6, имеющей внутренние зубья и называемой коронной. Она закреплена на валу 2. [c.146] Если один вал (любой из трех) будет ведущим, другой — ведомым, а третий неподвижным, воспринимающим реактивный момент, тогда планетарный механизм превращается в планетарный редуктор с определенным передаточным числом. Если соединены между собой любые два вала планетарного механизма, то он оказывается заблокированным все валы будут вращаться как одно целое (прямая передача). Один трехвальный планетарный механизм может дать семь различных передаточных чисел, обычно два заднего хода и пять переднего (два понижающих, два повышающих и одно, равное единице). [c.146] На рис. 91, е дана схема трехвального планетарного механизма с коническими шестернями 4, 7, 6. Шестерня 5 — сателлит, ее ось закреплена на водиле 4. [c.147] Достоинствами планетарных коробок передач по сравнению с коробками, имеющими неподвижные оси шестерен, являются возможность получения больших передаточных чисел при небольшом числе зубчатых колес, а также меньшие вес и размеры. Однако планетарные коробки передач имеют более высокую стоимость. [c.147] Бесступенчатые коробки передач позволяют получить в некотором ограниченном диапазоне любое передаточное число. Бесступенчатые коробки передач могут быть механическими (импульсными, фрикционными и т. п.), гидравлическими (гидродинамическими, гидрообъемными), электрическими, комбинированными. Наиболее распространены комбинированные гидромеханические коробки передач, состоящие из гидродинамической бесступенчатой передачи (гидротрансформатора) и последовательно присоединенной к ней механической ступенчатой коробки передач. [c.147] Гидротрансформатор (рис. 92, а) состоит из рабочих колес с лопатками. В отличие от гидромуфты у гидротрансформатора кроме ведущего (насосного) 1 и ведомого (турбинного) 2 колес есть неподвижное рабочее колесо — реактор 3, воспринимающий реактивный момент. [c.147] Рассмотрим процесс возникновения крутящих моментов на рабочих колесах гидротрансформатора и выясним, почему момент на турбинном колесе равен сумме моментов на насосном колесе и реакторе, а также почему момент на турбинном колесе уменьшается с увеличением его скорости вращения. [c.147] При работающем двигателе насосное колесо воздействует лопатками на жидкость, заставляя ее не только вращаться вместе с ним, но и перемещаться вдоль лопаток по направлению от входа к выходу. Выйдя из насосного колеса, поток жидкости проходит через турбинное колесо, затем через реактор и возвращается к входу в насосное колесо, образуя замкнутый круг циркуляции. При этом насосное колесо передает энергию потоку жидкости, а она — турбинному колесу. Величина передаваемой потоком энергии и силового воздействия на лопатки зависит от величины и направления абсолютной скорости жидкости. [c.148] На рис. 92, б приведены развертки лопаток по средней струйке круга циркуляции, обозначенной штрих-пунктирной линией. Поток жидкости выходит из рабочего колеса по направлению абсолютной скорости V. Абсолютная скорость У жидкости в любой точке равна геометрической сумме окружной скорости и, с которой вращается данная точка вместе с рабочим колесом, и относительной скорости с которой жидкость движется вдоль лопаток. [c.148] При увеличении угловой скорости вращения шт турбинного колеса (разгон автомобиля) возрастает его окружная скорость и т- Поэтому вектор абсолютной скорости меняет свое направление таким образом (рис. 92, б), что уменьшается силовое воздействие потока на реактор и турбинное колесо. Следовательно, при повышении т плавно и непрерывно уменьшаются моменты Мр и Мт. [c.149] Отношение Мт/Мн = К, называемое коэффициентом трансформации, достигает наибольшего значения (2—4) при мт = 0. На этом режиме передаточное число т = н/ыт = °о. При увеличетии скорости автомобиля передаточное число плавно и бесступенчато уменьшается, приближаясь к единице. [c.149] У автомобильных гидротрансформаторов реактор соединяют с его неподвижным валом через роликовый механизм свободного хода 4. (см. рис. 92, а). При изменении направления момента Мр (из-за увеличения угловой скорости сот) реактор отключается и вращается свободно, не воспринимая реактивного крутящего момента. Гидротрансформатор в этом случае работает как гидромуфта при Мт = Мн К = = 1). С уменьшением угловой скорости турбинного колеса мт механизм свободного хода заклинивается, реактор снова останавливается и начинает воспринимать крутящий момент. Такие гидротрансформаторы называются комплексными. Для повышения к. п. д. при К = 1 гидротрансформаторы иногда блокируют, соединяя насосное и турбинное колеса с помощью фрикционного сцепления. [c.149] Вернуться к основной статье