СОДЕРЖАНИЕ Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).
Коробка передач состоит из (рис. 34):
Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе, шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло). Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев. Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления). Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения. Как же происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах? Давайте с этим разберемся на примере. (рис. 35а)
Возьмем две шестерни, не поленимся и сосчитаем число их зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).
На рисунке 35 б у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40. А дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются со скоростью, допустим 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, то есть она имеет 1000 об/мин, а так как шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее - 500 об/мин. От двигателя на первичный вал коробки передач приходит - 2000 об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время - 1000 об/мин. В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже - двум. Общее передаточное число этой схемы 2х2=4. То есть в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу коробки перемены передач, по сравнению с первичным. Обратите внимание на то, что если мы выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что и соответствует нейтральной передаче в коробке. Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет свое направление (рис. 36).
Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки. Давайте посмотрим на передаточные числа двух коробок передач (табл. 1).
Табл. 1. Передаточные отношения Такие неудобные числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой и, как правило, это - четвертая передача. Давайте снова вернемся к нашему старому знакомому – велосипеду. На современных велосипедах тоже есть передачи. Надеюсь, владельцы такого транспорта обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость велосипеда получается небольшая. Если же переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость движения возрастает, но усилие на педалях увеличивается. Меняя звездочки (переключая передачи) на велосипеде, вы находите оптимальный режим движения с учетом своих сил и дорожных условий. Тот же принцип используется и в автомобиле. В зависимости от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя, необходимо переключать передачи в коробке передач. Первая передача и передача заднего хода - самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А, например, при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил (как и велосипедисту), и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи. Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачи. Все ступеньки переключения передач вверх - с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько - две, три и так далее. Обычный режим движения автомобиля – на четвертой или пятой передачах, потому что они самые скоростные и экономичные.
Основные неисправности коробки передач. Подтекание масла может быть из-за повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера. Для устранения неисправности необходимо поменять прокладки, сальники и подтянуть крепления крышек. Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за несправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений. Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали и узлы. Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен. Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали и узлы. Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов. Для устранения неисправности необходимо заменить блокировочное устройство, вышедшие из строя шестерни, синхронизаторы.
Эксплуатация коробки передач. Если вас правильно учили в автошколе, то навряд ли в этой жизни коробка передач омрачит ваше настроение. Как правило, при грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки, она не напоминает водителю о себе до конца срока службы самого автомобиля. Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате именно грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, то есть переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением, то появляется возможность заплатить большие деньги за капитальный ремонт коробки передач. При таком обращении с рычагом, когда-нибудь обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями – «железные» до определенной степени. Рычаг переключения передач должен переводиться всегда спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, для того чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, рекомендованные «Инструкцией по эксплуатации» вашего автомобиля. А основной закон водителя - прислушиваться к работе своей машины, всегда остается в силе! Надеюсь, вам никогда не придется разбирать и ремонтировать коробку передач самостоятельно, так как при последующей сборке может остаться очень много разных лишних «железок», которые вы не будете знать, куда вставить. Поэтому лучше не надо, для этого случая есть специалисты.
Карданная передача заднеприводного автомобиля Карданная передача заднеприводных автомобилей предназначена для передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач к главной передаче под изменяющимся углом. Карданная передача состоит из (см. рис. 29 поз. IV):
Шарниры с вилками и крестовинами обеспечивают возможность передачи крутящего момента под изменяющимся углом. Задний мост с колесами, у заднеприводного автомобиля связан с кузовом не жестко. В свою очередь, к кузову почти «намертво» крепятся не только двигатель и коробка передач, но и передний вал карданной передачи. Так как кузов автомобиля постоянно перемещается относительно заднего моста вверх-вниз, прыгая на неровностях дороги, то меняется и угол (до 15О) между передним валом карданной передачи и главной передачей, расположенной в заднем мосту автомобиля. А ведь именно туда мы и должны передавать крутящий момент, причем постоянно и равномерно. Поэтому задний вал карданной передачи не может быть простой жесткой трубой. Он имеет два шарнира, которые позволяют без рывков и толчков передавать крутящий момент от коробки передач к главной передаче при любых «прыжках» вашего автомобиля. Шлицевое соединение компенсирует линейное перемещение карданной передачи относительно кузова автомобиля при изменении угла передачи крутящего момента. Так как в результате колебаний кузова автомобиля, линейное расстояние от коробки передач до заднего моста получается величиной переменной, то при перемещении кузова вверх карданная передача должна как бы удлиняться, а когда кузов идет вниз – укорачиваться. Именно это и происходит в шлицевом соединении - удлиняются и укорачиваются не жесткие трубы, но их суммарная длина. Эластичная муфта принимает на себя ударную волну, проходящую по трансмиссии при грубой работе с педалью сцепления.
Валы с шаровыми шарнирами переднеприводных автомобилей У переднеприводных автомобилей крутящий момент на ведущие колеса передается двумя карданными передачами, каждая из которых имеет свой вал и по два шаровых шарнира (см. рис. 30 поз. V). Вы уже знаете, что в конструкции переднеприводного автомобиля двигатель и все агрегаты трансмиссии объединены в единый узел, располагающийся под капотом. Это означает, что крутящий момент выходит из этого узла уже измененный по величине и направлению, готовый для передачи на ведущие передние колеса. Но, так как единый узел агрегатов, опять же почти «намертво», закреплен на «прыгающем» кузове автомобиля, да еще передние колеса и поворачиваются, то возникает потребность уже в двух карданных передачах, на правое и левое колесо отдельно. Каждый вал этой передачи, с двумя синхронными шаровыми шарнирами, может непрерывно передавать крутящий момент своему колесу при любом изменении угла передачи. Валы располагаются в моторном отсеке под капотом, один конец каждого из которых связан с узлом агрегатов, а другой соответственно с правым или левым ведущими передними колесами. Шаровой шарнир у переднеприводных автомобилей обеспечивает передачу крутящего момента при изменяющихся углах до 42 градусов. Все шарниры надежно защищены от грязи, пыли и влаги резиновыми чехлами.
Основные неисправности карданной передачи и валов с шаровыми шарнирами Шум, стуки и вибрация при движении происходит из-за износа шарниров, подшипника промежуточной опоры, деформации валов. Неисправность устраняется только путем замены поврежденных элементов.
Утечка смазки из шаровых шарниров возможна вследствие повреждения их защитных чехлов.
Эксплуатация карданной передачи и валов с шаровыми шарнирами В карданных передачах как заднеприводных автомобилей, так и переднеприводных, основной проблемой являются шарниры. Трубы и валы очень редко требуют замены, если только вы не прыгаете с моста в речку с каменистым дном каждый день. Да и шарниры могут служить долго, если стиль вашего вождения отличается от гонок «на выживание». Вообще любой автомобиль следует водить по дорогам спокойно и размеренно, но передний привод требует особо аккуратного вождения, так как при повреждении защитных чехлов шаровых шарниров, в них попадает грязь, и они очень быстро выходят из строя. Необходимо следить за состоянием этих чехлов и сразу же их менять, как только появились разрывы или всего лишь трещины. А иначе вам предстоит опять не очень дешевый ремонт. При износе шарниров или подшипников крестовин слышен характерный щелкающий звук при трогании с места и переключении передач. У валов с шаровыми шарнирами эти щелчки могут быть слышны и при повороте передних колес на предельные углы. Когда износ подшипника промежуточной опоры карданного вала заднеприводного автомобиля достигнет определенного рубежа - появляется заметный шум под днищем автомобиля и ощущается значительная вибрация. Однако при нормальной, грамотной эксплуатации автомобиля, шарниры карданного вала и шаровые шарниры передних валов служат довольно долго - около 50 - 60 тысяч километров пробега. А сами трубы и валы, в принципе - вообще вечные. Но если уж так случилось, что вы погнули один из карданных валов или деформировали вал с шаровыми шарнирами, то меняйте поврежденные узлы в сборе, для чего опять же лучше обратиться к специалисту. Срок службы шарниров карданного вала и шаровых шарниров укорачивают: резкие старты, разгоны, неправильный выбор скорости и передачи на плохих дорогах, буксование в грязи, особенно на переднеприводных автомобилях, а также движение по глубокой грунтовой колее и снегу. Когда некоторые водители «путают» свою легковую машину с трактором или вездеходом, идет сильнейший износ всех агрегатов автомобиля, да и его кузова тоже.
Главная передача и дифференциал заднеприводных автомобилей Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом 90О (рис.37).
Главная передача состоит из:
Крутящий момент от коленчатого вала двигателя через сцепление, коробку передач и карданную передачу передается на пару косозубых шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении. На рисунке 37 оба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. Но ведь в этом случае поворот автомобиля невозможен, так как колеса должны пройти неодинаковое расстояние при этом маневре! Если взять игрушечную машинку, у которой задние колеса связаны между собой жесткой осью, и немного покатать ее по полу, то паркет в вашем доме может заметно пострадать. При каждом повороте автомобильчика, одно из его колес обязательно будет проскальзывать, и оставлять за собой черный след. Давайте посмотрим на следы, оставленные на повороте мокрыми колесами любого реального автомобиля. Рассматривая эти следы заинтересованно, можно увидеть, что внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее. Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля, без черных следов на «паркете», был бы невозможен. Следовательно, настоящий автомобиль, в отличие от игрушечного, имеет некий механизм, позволяющий ему делать повороты без «черчения» резиной колес по асфальту. И этот механизм называется – дифференциалом. Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги. Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами как 50 х 50, так и в другой пропорции (например, 60 х 40). К сожалению, пропорция может быть и 100 х 0. Это означает, что одно из колес стоит на месте (в яме), а другое в это время буксует (по сырой земле, глине, снегу). Что поделаешь! Ничто не бывает абсолютно правильным и идеальным, зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день напрочь изношенные шины.
Конструктивно дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей (рис. 38) и состоит из:
Главная передача и дифференциал переднеприводных автомобилей У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач (см. рис.30 поз. IV). Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90О, как у заднеприводных автомобилей. Но, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес, остается неизменной и в этом случае.
Основные неисправности главной передачи и дифференциала Шум («вой» главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или в случае отсутствия масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла. Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.
Эксплуатация главной передачи и дифференциала Как и любые шестеренки – шестерни главной передачи и дифференциала требуют «смазки и ласки». Относительно «ласки». Хотя все детали главной передачи и дифференциала и выглядят массивными «железяками», но они тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе. Трущиеся детали и зубья шестерен, в том числе, должны постоянно смазываться – это мы уже знаем. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных автомобилей) или в картер блока – коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных автомобилей), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать. Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к «утеканию» через неплотности в соединениях и через изношенные маслоудерживающие сальники. А еще, любой картер должен иметь постоянную связь с атмосферой. Когда в закрытой «наглухо» коробке с шестеренками и маслом выделяется тепло, что неизбежно при работе механизмов, давление внутри резко увеличивается и тогда масло обязательно найдет какую-нибудь дырочку. Для того чтобы не доливать масло по два раза в день, следует знать о маленькой детальке любого картера – сапуне. Это подпружиненный колпачок, прикрывающий вентиляционное отверстие или трубку. Со временем, он «залипает» и возможна потеря связи картера с атмосферой. При очередной плановой замене масла или ранее, в случае необходимости, проверните колпачки и восстановите работоспособность пружин всех сапунов на агрегатах вашего автомобиля. В результате этой несложной операции, небольшие утечки масла могут прекратиться. Обычно среднестатистическому водителю трудно разобраться в той гамме звуков, которые издает его «заболевший» автомобиль. Мало обладать хорошим слухом, надо еще и понимать, что означают эти «завывания», «похрустывания» и прочие «поскрипывания», доносящиеся из определенных зон автомобиля. Однако можно немного сузить район поиска неисправности. При возникновении подозрения на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля (и обязательно опустите на «козла» - устойчивую подставку). Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите на все, что крутится, прослушайте все, что издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла – начинайте поиск своего мастера, которому с гордостью можете сказать, что проблемы у вашего автомобиля слева, а не справа.
При вождении автомобиля водителю постоянно приходится работать с педалью сцепления и рычагом коробки передач, а это отнимает немало времени и доставляет неприятности начинающим автомобилистам. В свое время, у самых ленивых возник вопрос – можно ли избежать этих повторяющихся действий? Так появилась конструкция, которая называется – автоматическая гидромеханическая коробка передач, в которой выбор и смена передач происходит автоматически. Наверное, не стоит тратить время на изучение устройства этого сложного агрегата, так как его сервисное обслуживание и ремонт возможны только в специализированных технических центрах. А вот то, что автомобиль с «автоматом» имеет только две педали (газ и тормоз) и передачи переключаются сами собой, это следует понять и запомнить. А сейчас давайте рассмотрим правила пользования автоматической коробкой передач. Правила пользования автоматической коробкой передач Переключатель режимов работы автоматической коробки передач называется рычагом селектора и имеет следующие основные положения P, R, N, D. Есть также положения D2 (или L) и D3 (или S). Могут быть и дополнительные режимы, например W (winter - зима). Давайте разберемся с этими буквами, одновременно поглядывая на схему переключения рычага селектора (рис. 39).
Р (парковка) - в это положение рычаг можно переводить только после полной остановки автомобиля и фиксации его ручным тормозом. Именно в этом положении следует осуществлять запуск двигателя. R (задний ход) – можно включать, удерживая педаль тормоза нажатой и только после полной остановки автомобиля (иначе не избежать поломок). N (нейтральное положение) – означает, что крутящий момент от двигателя не передается ведущим колесам. При этом положении рычага разрешается запуск двигателя. Во время движения автомобиля «N» не включать - возможна поломка! D (движение) – именно при этом положении рычага селектора обеспечивается движение автомобиля в нормальных условиях. В этом режиме, по мере увеличения или уменьшения скорости движения автомобиля, автоматически, без участия водителя, последовательно меняются несколько передач. D3 (S) - диапазон пониженных передач. Обычно включается на дороге с небольшими подъемами и спусками. Торможение двигателем более эффективно, чем в положении «D». D2 (L) - второй диапазон пониженных передач. Включается водителем в тяжелых дорожных условиях (горы, бездорожье и тому подобное). Торможение двигателем более эффективное, чем в положении «S». Перевод рычага селектора автоматической коробки передач из положения D в положение D2 или D3 и обратно может производиться во время движения автомобиля. Автоматические коробки передач последних лет выпуска могут дополнительно оборудоваться переключателями режимов разгона:
Для начала движения автомобиля следует, нажав правой ногой на педаль тормоза, рукой перевести рычаг селектора из положения Р, R или N в положение D (движение), и затем выключить стояночный тормоз. При отпускании педали тормоза (правой ногой) - автомобиль начинает движение! Левая нога в управлении автомобилем вообще не принимает участия! Для увеличения скорости движения вам достаточно лишь перенести правую ногу на педаль газа и плавно на нее нажимать, а передачи сами будут мягко переключаться от первой до последней по мере увеличения скорости. Для снижения скорости движения достаточно ослабить усилие на педали газа или вообще ее отпустить, а передачи, опять же самостоятельно, будут переключаться в нисходящем порядке. Если же вам надо более активно снизить скорость или остановиться, то вы должны перенести правую ногу на педаль тормоза, и всего лишь мягко с ней поработать. Для начала движения после кратковременной остановки (или после снижения скорости), снова переносим правую ногу с педали тормоза на педаль газа и автомобиль начинает движение. Причем рычаг селектора постоянно остается в положении D (движение). Перемещать его не надо, кроме как при длительных остановках. Таким образом, при городском цикле движения, водителю достаточно один раз перевести рычаг селектора автоматической коробки передач в положение D (движение), а затем правой ногой, нажимая на педаль газа или тормоза регулировать скорость движения. Остается лишь работа рулевым колесом, сигналами поворота и, конечно, головой. Для тех, кто усмотрел в вышеизложенном явную «халяву», можно добавить, что учиться водить машину лучше с обычной коробкой передач. Научившись водить автомобиль с автоматической коробкой, в дальнейшем вы будете «обречены» управлять машинами только с «автоматом», так как не сможете правильно работать педалью сцепления. А переучиваться всегда трудно!
|
E-mail: 
kabriolet@kabriolet.ru
