Działanie skrzyni biegów czterobiegowej (VAZ-2105)

Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Zasada działania przekładni zębatej opiera się na zmianie zazębienia tych par kół zębatych, które uczestniczą w przenoszeniu momentu obrotowego z wału pierwotnego (napędowego) 1 na wał wtórny (napędzany) 2. Uzyskuje się to poprzez przesunięcie sprzęgieł przesuwnych 6 i 13 synchronizatorów lub koła pośredniego 27 biegu wstecznego za pomocą dźwigni zmiany biegów. W tym przypadku zmieniają się przełożenia kół zębatych, a co za tym idzie, wielkość przenoszonego momentu obrotowego. W przypadku bezpośredniego czwartego biegu moment obrotowy przenoszony na koła napędowe pojazdu jest niemal równy momentowi obrotowemu na wale korbowym silnika. Na pierwszym biegu moment obrotowy wzrasta 3,67 razy, na drugim biegu – 2,10 razy, na trzecim biegu – 1,36 razy, a po włączeniu biegu wstecznego – 3,53 razy.

Od 1987 roku wszystkie samochody VAZ mają ujednolicone przełożenia skrzyni biegów i różnią się napędem prędkościomierza. Każdy napęd prędkościomierza odpowiada własnemu przełożeniu końcowemu. W celu zewnętrznego rozróżnienia na napędzie prędkościomierza naniesiono znak farbą: niebieski dla przełożenia końcowego 3,9; czerwony dla 4.1; nie malowane dla 4.3. Dodatkowo na obudowie sprzęgła (naprzeciwko odpowietrznika) naniesione są oznaczenia wskazujące, w którym modelu produkt jest zainstalowany. Na przykład w przypadku samochodu VAZ-2106 jest on oznaczony liczbą 6, a w przypadku VAZ-2105 - 5.

Schematy przenoszenia momentu obrotowego przy włączonych wszystkich biegach pokazano na rysunku strzałkami.


Gdy dźwignia zmiany biegów znajduje się w położeniu neutralnym, moment obrotowy nie jest przenoszony na wałek wtórny. Ponieważ jednak silnik pracuje, a sprzęgło jest załączone, obrót z wału wejściowego 1 przekazywany jest na wał pośredni poprzez koło zębate 3 i koło zębate 40 o stałym zazębieniu. Z kół zębatych 31, 35 i 36 wału pośredniego obrót przekazywany jest na koła zębate 14, 10 i 9 wału wtórnego. Ponieważ koła zębate te nie są bezpośrednio połączone z wałem 2, będą się swobodnie obracać na wale wtórnym. Połączenie tych kół z wałem 2 odbywa się za pośrednictwem synchronizatorów.

Po włączeniu pierwszego biegu siła z dźwigni zmiany biegów jest przenoszona poprzez drążek i widełki 11 do sprzęgła przesuwnego 13. Przesuwając się wzdłuż rowków piasty 12, sprzęgło zazębia się z prostym zębem korony koła 14. W ten sposób sprzęgło synchronizujące łączy piastę 12 z kołem 14.

Ponieważ piasta 12 jest sztywno połączona z wałem 2, moment obrotowy z koła 14 poprzez sprzęgło 13 przekazywany jest na piastę 12, a stamtąd na wałek wtórny skrzyni biegów. Po włączeniu drugiego biegu sprzęgło 13 łączy piastę 12 z prostą krawędzią zębatą koła 10, a moment obrotowy jest przenoszony z koła 10 na piastę 12 i na wałek wtórny. Trzeci i czwarty bieg włączane są przez inny synchronizator. Po włączeniu trzeciego biegu moment obrotowy z wałka pierwotnego 1 przez koła 36 i 9 przenoszony jest poprzez sprzęgło 6 na piastę 38, a następnie na wałek wtórny.

Czwarty bieg nazywa się bezpośrednim, gdy moment obrotowy jest przenoszony bezpośrednio z wału pierwotnego 1 na wał wtórny 2, omijając koła zębate wału pośredniego. W tym przypadku sprzęgło 6 łączy pierścień zębaty 5 wału pierwotnego z piastą 38. Częstotliwość obrotów obu wałów będzie taka sama, a wielkość momentu obrotowego przekazywanego z silnika na koła napędowe nie ulega zmianie.

Po włączeniu biegu wstecznego siła z dźwigni zmiany biegów przekazywana jest poprzez drążek 20 i widełki 19 na koło zębate pośrednie 27. Poruszając się na osi 26, łączy koła zębate wsteczne 25 i 15, a moment obrotowy przekazywany jest z wałka pierwotnego poprzez zębatkę 5 i koło zębate 40 na wałek pośredni, a następnie poprzez koła zębate 25, 27 i 15 na wałek wtórny. W tym przypadku ten ostatni będzie się obracał w przeciwnym kierunku, zapewniając odwrotny obrót kół napędowych pojazdu.

Jak widać na schemacie działania skrzyni biegów, wszystkie biegi do przodu są zsynchronizowane. Zasadę działania synchronizatora przy załączaniu trzeciego biegu pokazują schematy a, b, c. Przy dźwigni zmiany biegów w położeniu neutralnym (zobacz schemat a) pomiędzy tuleją przesuwną 6 a pierścieniami blokującymi 37 jest szczelina. Pierścienie blokujące są dociskane sprężynami 42 do pierścieni ustalających 46. W tej pozycji zęby pierścieni blokujących znajdują się w zagłębieniach wieńców zębatych 5 i 9. Ze względu na szczelinę między sprzęgłem 6 a pierścieniami blokującymi 37 moment obrotowy z wieńca zębatego 9 nie jest przenoszony przez pierścień blokujący.

W momencie włączenia trzeciego biegu (zobacz schemat b) przesuwne sprzęgło 6, poruszające się wzdłuż wielowypustów piasty 38, dociskane jest do stożkowej powierzchni pierścienia blokującego. Między powierzchniami stożkowymi sprzęgła i pierścienia występuje tarcie półsuche, w wyniku którego pierścień blokujący zostaje zahamowany i obraca się pod niewielkim kątem (skok obwodowy od 2,5 do 5 mm). W tym przypadku boczne skosy zębów pierścienia blokującego opierają się o boczne skosy zębów korony 9, a dalszy obrót pierścienia blokującego zostaje zatrzymany. Jednocześnie wytwarzany jest opór dla dalszego ruchu osiowego sprzęgła 6. Dzieje się tak do momentu wyrównania się częstotliwości obrotów wału wtórnego i pośredniego skrzyni biegów. W momencie nadejścia takiego momentu siła tarcia pomiędzy powierzchniami stożkowymi sprzęgła i pierścienia maleje. Pod wpływem siły osiowej przenoszonej z pręta na tuleję ślizgową synchronizatora pierścień blokujący zaczyna się ślizgać po stożkach zębów koła zębatego 9 i wraz z tuleją przesuwa się wzdłuż zębów koła zębatego. W ten sposób sprzęgło połączy piastę 38 i pierścień zębaty 9. Trzeci bieg zostanie w pełni włączony (zobacz schemat w). W tej pozycji tuleja synchronizatora wraz z prętem jest przytrzymywana przez uchwyt kulowy.

Dobry stan techniczny skrzyni biegów i sprzęgła gwarantuje płynne i kompletne włączanie i zmianę biegów. Czasami zmiana biegów sprawia pewną trudność. Może się to zdarzyć, gdy widełki zmiany biegów są zdeformowane, gdy drążki lub przegub kulisty dźwigni są zacięte lub gdy sprzęgło nie jest całkowicie rozłączone. W przypadku zużycia pierścieni blokujących, zębów sprzęgła synchronizującego i blokad, następuje samoczynne rozłączanie lub niejasne załączanie biegów. Gdy koła zębate, łożyska i synchronizatory ulegają zużyciu, w skrzyni biegów pojawia się hałas, a gdy uszczelki się zużywają lub pokrywy się poluzowują, następuje wyciek oleju. W przypadku prawidłowego użytkowania pojazdu, wyżej wymienione usterki mogą wystąpić wyłącznie przy bardzo długim okresie użytkowania pojazdu.