Илья Мельников - Грузовые автомобили. Трансмиссия и коробки передач
Ступица 2 установлена на шлицах ведомого вала коробки передач. Ступица имеет внутри три продольных шлица для размещения сухарей 3, а снаружи зубья. В центре каждого шлица сделаны отверстия. Сухари 3 входят своими выступами в кольцевую канавку на внутренней поверхности муфты 4 включения третьей и четвертой передач. Шестерни 9 и 7 со стороны синхронизатора имеют зубчатый венец А и конические выступы, на которые опирается коническая поверхность блокирующего кольца 1.
При включении третьей передачи муфту передвигают из нейтрального положения назад, и ее шлицы входят в зацепление с зубчатым венцом шестерни 7, после чего эта шестерня может вращаться только вместе с ведомым валом. В начале своего перемещения муфта увлекает за собой три сухаря 3, которые, нажимая своими торцами на блокирующее кольцо 1, перемещают его в сторону включаемой шестерни 7 и заставляют внутреннюю конусную поверхность кольца прижиматься к конусной поверхности шестерни. В результате трения между соприкасающимися поверхностями этих деталей частоты вращения шестерни 7 и муфты 4 уравниваются, после чего муфта 4 под действием силы передаваемой от вилки включения, безударно сцепляется с венцом шестерни 7. Так же включается четвертая передача при перемещении муфты 4 вперед до зацепления ее шлицев с зубчатым венцом шестерни 9 ведущего вала.
Синхронизатор инерционного типа состоит из муфты с двумя зубчатыми венцами, закрепленными в пазах ведомого вала, двух блокирующих колец с коническими внутренними поверхностями, трех пальцев и трех сухарей с пружинами. В муфте имеются шесть отверстий, у которых по боковым поверхностях сделаны конусные выточки. Через три отверстия проходят пальцы, соединяющие блокирующие кольца, а через другие три отверстия – сухари с конусными выточками, внутри которых расположены пружины. В средней части пальцев нарезаны конусные фаски. При перемещении муфты синхронизатора, блокирующие кольца перемещаются вместе с ней и подходят до соприкосновения с конусной поверхностью выступа включаемой шестерни. Сдвиг блокирующего кольца по отношению к отверстиям диска происходит за счет разности частот вращения муфты синхронизатора и включаемой шестерни. Опираясь, на конические отверстия муфты, пальцы будут препятствовать дальнейшему перемещению муфты. Когда частота вращения шестерни и блокирующего кольца станет одинаковой, ничто не будет препятствовать дальнейшему движению муфты, сухари сходятся, пружины сжимаются, муфта перемещается и происходит бесшумное включение передачи.Карданная передача
Карданная передача соединяет коробку передач с главной передачей, оси валов которых расположены в разных плоскостях и расстояние между ними во время движения автомобиля постоянно меняется. Это вызвано тем, что коробка передач жестко прикреплена к двигателю, неподвижно установленному на раме автомобиля, а его ведущий мост присоединен к раме на рессорах, которые, пружиня, допускают изменение расстояния между мостом и рамой. Передача крутящего момента в таких условиях возможна лишь при наличии карданных шарниров (карданов) и скользящих шлицевых соединений. Карданные шарниры, расположенные на карданном валу, дают возможность перемещаться главной передаче относительно коробки передач. Угол, под которым передается крутящий момент от коробки передач к ведущему мосту, изменяет свою величину при изменении нагрузки, а также при движении автомобиля по неровной дороге. Карданная передача служит для передачи крутящего момента к ведущим мостам под изменяющим углом. Валы карданной передачи изготовлены из тонкостенных труб. Для уменьшения длин карданных валов применяют промежуточный карданный вал, одним концом который присоединен к основному карданному валу, в конструкции которого предусмотрены шлицы, а другим к ведомому валу коробки передач карданом 6.
Рис. Расположение карданной передачи на автомобиле. 1, 3, 6 – карданные шарниры (карданы), 2 – главный вал, 4 – промежуточная опора, 5 – промежуточный вал, 7 – вилки, 8 – крестовина.
Промежуточный вал кроме уменьшения длины главного вала, делает главный вал более жестким, уменьшает его склонность к вибрации. Закреплен промежуточный вал на промежуточной опоре 4, которая состоит из корпуса, прикрепленного к поперечине рамы, и шарикового подшипника 12.
Рис. Карданная передача автомобиля ГАЗ – 53А, 1 – предохранительный клапан, 2 – крышка игольчатого подшипника, 3 – крестовина, 4 – пробковый сальник игольчатого подшипника, 5 – промежуточный карданный вал, 6 – резиновая подушка опоры, 7 – войлочный сальник подшипника опоры, 8 – обойма сальников скользящей вилки, 9 – скользящая вилка, 10 – главный карданный вал, 11 и 13 пресс-масленки, 12 – шариковый подшипник, 14 – шлицевое соединение промежуточного вала, 15 и 17 – вилки, 16 – игольчатый подшипник.
На главном карданном валу устанавливают два кардана. Через передний на вал передается крутящий момент с переменной частотой. Для устранения возникающей неравномерности вращения на другом конце вала устанавливают задний кардан. Каждый кардан состоит из крестовины и вилок 15 и 17. Игольчатые подшипники, установленные в отверстиях вилок, уменьшают трение цапф крестовины. Чтобы из подшипников не выдавливалась смазка устанавливают торцевое уплотнение и сальник. Игольчатые подшипники крестовин автомобилей ГАЗ – 53А, ЗИЛ – 130, ГАЗ-51А и т.д. смазывают трансмиссионным маслом при помощи пресс – масленок 13, ввернутых в резьбовое соединение в центре крестовины 3. С другой стороны, в центре крестовины расположен предохранительный клапан 1, выпускающий излишки масла от подшипников крестовины. Подшипник промежуточного вала этих автомобилей смазывают консистентной смазкой.
Передний кардан, рассматриваемого соединения, является универсальным, так как вилка 9 снабжена скользящим шлицевым соединением. Вилка 9 входит в снабженное шлицами отверстие заднего конца промежуточного вала 5, образуя шлицевое соединение 14. Это соединение позволяет менять длину карданной передачи. Такое конструктивное решение вызвано тем, что задний (ведущий мост) связан с кузовом элементами подвески, позволяющими ему менять свое положение относительно кузова.
Детали шлицевого соединения предохраняются от загрязнения сальниками, обойма 8 которых закреплена на промежуточном валу 5. Недостатком жесткого карданного шарнира с крестовиной является неравномерность вращения и сравнительно небольшой угол, при котором передается крутящий момент.
При необходимости обеспечить равномерность вращения и передачу крутящего момента под большим углом, в передних ведущих мостах применяют карданные шарниры равных угловых скоростей. Крутящий момент в таких соединениях может передаваться с равной угловой скоростью под углом до 35 градусов.
В автомобилях повышенной проходимости, имеющим несколько ведущих мостов, применяют несколько валов с карданными шарнирами.Неисправности карданной передачи
К неисправностям карданной передачи относятся:
– вибрация карданного вала;
– стук в карданной передаче.
Вибрация возникает из-за прогнутости карданного вала. В результате быстро изнашиваются сопряженные с валом детали других узлов, таких как подшипники ведомого вала коробки передач, ведущего вал заднего моста и др.
Стук в карданной передаче возникает в результате износа карданов и шлицевого соединения. Изношенные детали необходимо заменить на новые.
Уход за карданной передачей заключается в ее регулярной смазке в соответствии с картой смазки автомобиля и подтяжке болтов крепления фланцев карданов и кронштейна опорного подшипника промежуточного карданного вала.
