Открыть большую картинку в новой вкладке »
Рис. 16. Схема работы четырехступенчатой коробки передач.
1. Первичный вал; 2. Вторичный вал; 3. Шестерня постоянного зацепления первичного вала; 4. Сапун; 5. Зубчатый венец синхронизатора IV передачи; 6. Скользящая муфта синхронизатора III и IV передач; 7. Вилка переключения III и IV передач; 8. Картер коробки передач; 9. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора III передачи; 10. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора II передачи; 11. Вилка переключения I и II передач; 12. Ступица муфты синхронизатора I и II передач; 13. Скользящая муфта синхронизатора I и II передач; 14. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора I передачи; 15. Шестерня заднего хода; 16. Рычаг переключения передач; 17. Ведущая шестерня привода спидометра; 18. Фланец эластичной муфты; 19. Вилка включения заднего хода; 20. Шток вилки включения заднего хода; 21. Шток вилки включения III и IV передач; 22. Шток вилки включения I и II передач; 23. Ограничительный винт включения I и II передач; 24. Промежуточный вал; 25. Шестерня заднего хода промежуточного вала; 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода; 27. Промежуточная шестерня заднего хода; 28. Ведомая шестерня привода спидометра; 29. Задняя крышка коробки передач; 30. Втулка шестерни I передачи; 31. Шестерня I передачи промежуточного вала; 32. Блокирующее кольцо синхронизатора I передачи; 33. Пробка сливного отверстия; 34. Блокирующее кольцо синхронизатора II передачи; 35. Шестерня II передачи промежуточного вала; 36. Шестерня III передачи промежуточного вала; 37. Блокирующее кольцо синхронизатора III передачи; 38. Ступица синхронизатора III и IV передач; 39. Блокирующее кольцо синхронизатора IV передачи; 40. Шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 41. Картер сцепления; 42. Пружина блокирующего кольца синхронизатора; 43. Упорная шайба пружины; 44. Тарельчатая пружина; 45. Стопорное кольцо ступицы синхронизатора; 46. Стопорное кольцо блокирующего кольца синхронизатора; I. Нейтральное положение; II. Начало включения третьей передачи; III. Полное включение третьей передачи.
1. Первичный вал; 2. Вторичный вал; 3. Шестерня постоянного зацепления первичного вала; 4. Сапун; 5. Зубчатый венец синхронизатора IV передачи; 6. Скользящая муфта синхронизатора III и IV передач; 7. Вилка переключения III и IV передач; 8. Картер коробки передач; 9. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора III передачи; 10. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора II передачи; 11. Вилка переключения I и II передач; 12. Ступица муфты синхронизатора I и II передач; 13. Скользящая муфта синхронизатора I и II передач; 14. Шестерня и зубчатый венец синхронизатора I передачи; 15. Шестерня заднего хода; 16. Рычаг переключения передач; 17. Ведущая шестерня привода спидометра; 18. Фланец эластичной муфты; 19. Вилка включения заднего хода; 20. Шток вилки включения заднего хода; 21. Шток вилки включения III и IV передач; 22. Шток вилки включения I и II передач; 23. Ограничительный винт включения I и II передач; 24. Промежуточный вал; 25. Шестерня заднего хода промежуточного вала; 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода; 27. Промежуточная шестерня заднего хода; 28. Ведомая шестерня привода спидометра; 29. Задняя крышка коробки передач; 30. Втулка шестерни I передачи; 31. Шестерня I передачи промежуточного вала; 32. Блокирующее кольцо синхронизатора I передачи; 33. Пробка сливного отверстия; 34. Блокирующее кольцо синхронизатора II передачи; 35. Шестерня II передачи промежуточного вала; 36. Шестерня III передачи промежуточного вала; 37. Блокирующее кольцо синхронизатора III передачи; 38. Ступица синхронизатора III и IV передач; 39. Блокирующее кольцо синхронизатора IV передачи; 40. Шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 41. Картер сцепления; 42. Пружина блокирующего кольца синхронизатора; 43. Упорная шайба пружины; 44. Тарельчатая пружина; 45. Стопорное кольцо ступицы синхронизатора; 46. Стопорное кольцо блокирующего кольца синхронизатора; I. Нейтральное положение; II. Начало включения третьей передачи; III. Полное включение третьей передачи.
Принцип работы шестеренчатой коробки передач основан на изменении зацепления тех пар шестерен, которые участвуют в передаче крутящего момента от первичного вала 1 на вторичный вал 2. Это достигается перемещением скользящих муфт 6 и 13 синхронизаторов или промежуточной шестерни 27 заднего хода при помощи рычага переключения передач. При этом изменяются передаточные числа шестерен, а значит и величина передаваемого крутящего момента. На прямой четвертой передаче крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса автомобиля, практически равен крутящему моменту на коленчатом валу двигателя. На первой передаче момент увеличивается в 3,75 раза, на второй - в 2,30 раза, на третьей - в 1,49 раза, а при включении задней передачи в 3,87 раза.
При нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момент на вторичный вал не передается. Но так как двигатель работает и сцепление включено, то вращение от первичного вала 1 передается на промежуточный вал через шестерни 3 и 40 постоянного зацепления. От шестерен 31, 35 и 36 промежуточного вала вращение передается на шестерни 14, 10 и 9 вторичного вала. Так как эти шестерни с валом 2 непосредственно не связаны, то они будут свободно вращаться на вторичном валу. Соединение этих шестерен с валом 2 осуществляется через синхронизаторы.
При включении первой передачи усилие от рычага переключения передач через шток и вилку 11 передается на скользящую муфту 13. Перемещаясь по шлицам своей ступицы 12, муфта входит в зацепление с прямозубым венцом шестерни 14. Таким образом, муфта синхронизатора соединит между собой ступицу 12 и шестерню 14. А так как ступица 12 жестко связана с валом 2, то крутящий момент от шестерни 14 через муфту 13 передается на ступицу 12 и от нее на вторичный вал коробки передач.
При включении второй передачи муфта 13 соединит ступицу 12 с прямозубым венцом шестерни 10, и крутящий момент передается от шестерни 10 на ступицу 12 и на вторичный вал.
Третья и четвертая передачи включаются другим синхронизатором. При включении третьей передачи крутящий момент от первичного вала через шестерни 36 и 9 передается через муфту 6 на ступицу 38 и затем на вторичный вал.
Четвертая передача называется прямой, так как крутящий момент передается непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 2, минуя шестерни промежуточного вала. В этом случае муфта 6 соединяет между собой зубчатый венец 5 первичного вала со ступицей 38. Частота вращения обоих валов будет одинаковой, а величина крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса, не изменится. При включении задней передачи усилие от рычага переключения передач через шток 20 и вилку 19 передается на промежуточную шестерню 27. Перемещаясь на оси 26, она соединит между собой шестерни 25 и 15 заднего хода, и крутящий момент передается от первичного вала через шестерни 5 и 40 на промежуточный вал и далее через шестерни 25, 27 и 15 на вторичный вал. При этом последний будет вращаться в обратном направлении, обеспечивая обратное вращение ведущих колес автомобиля.
Как видно из схемы работы коробки передач, все передачи переднего хода синхронизированы. Принцип действия синхронизатора при включении третьей передачи показан на схемах I, II, III. При нейтральном положении рычага переключения передач (см. схему I) между скользящей муфтой 6 и блокирующими кольцами 37 имеется зазор. Блокирующие кольца прижаты пружинами 42 к стопорным кольцам 46. В этом положении зубья блокирующих колец находятся во впадинах зубчатых венцов 5 и 9. Вследствие зазора между муфтой 6 и блокирующими кольцами 37 крутящий момент от зубчатого венца 9 через блокирующее кольцо не передается.
В начальный момент включения третьей передачи (см. схему II) скользящая муфта 6, перемещаясь по шлицам ступицы 38, прижимается к конической поверхности блокирующего кольца. Между коническими поверхностями муфты и кольца возникает полусухое трение, вследствие которого блокирующее кольцо затормаживается и проворачивается на небольшой угол (окружной ход от 2,5 до 5 мм). При этом боковые скосы зубьев блокирующего кольца упираются в боковые скосы зубьев венца 9, и дальнейшее проворачивание блокирующего кольца прекращается. Одновременно создается сопротивление дальнейшему осевому перемещению муфты 6. Это происходит до тех пор, пока не уравняются частоты вращения вторичного и промежуточного валов. Как только наступит такой момент, уменьшается сила трения между коническими поверхностями муфты и кольца. Под действием осевого усилия, передаваемого от штока на скользящую муфту синхронизатора, блокирующее кольцо начинает скользить по скосам зубьев венца 9 и вместе с муфтой перемещается вдоль зубьев венца. Таким образом, муфта соединяет между собой ступицу 38 и зубчатый венец 9. Происходит полное включение третьей передачи (см. схему III). В этом положении муфта синхронизатора вместе со штоком удерживается шариковым фиксатором.
Подобранные передаточные числа обеспечивают интенсивный разгон, высокую среднюю скорость автомобиля и экономичную работу двигателя. А косозубые шестерни постоянного зацепления обеспечивают бесшумную и долговечную работу коробки передач.