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).

Рис. 1 Схема работы механической коробки передач.

1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал; 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач

Механическая коробка передач состоит из (рис.1): картера, первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями, дополнительного вала и шестерни заднего хода, синхронизаторов, механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами и рычага переключения.

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.

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.2 а)

Рис. 2 а. Передаточное отношение

а) одной пары шестерен.

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).

Рис. 2 б Передаточное отношение

б) двух шестерен.

На рисунке 2 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.3).

Рис. 3 Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 - первичный вал; 2 - шестерня первичного вала; 3 - промежуточный вал; 4 - шестерня и вал передачи заднего хода; 5 - вторичный вал.

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.

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.

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.

Техническое обслуживание

Ежедневное обслуживание ЕО: перед каждым выездом автомобиля проверьте отсутствие течи масла и шума в работающей коробке передач, легкость включения и переключения всех передач.

При движении проверяйте отсутствие шума и стуков на различных режимах работы коробки передач.

Техническое обслуживание ТО - 1: после первых 2000-3000 км пробега автомобиля замените масло в коробке передач. Заменить масло следует сразу после поездки, пока оно не остыло. Последовательность действий такова:

выверните резьбовые пробки сливного и заливного отверстий;

слейте в емкость масло из картера коробки передач;

промойте коробку передач, залив в нее 0,5 - 0,7 литра жидкого минерального масла, пустив двигатель и дав ему поработать 3-5 минут на холостом ходу при нейтральном положении шестерен коробки передач;

остановите двигатель и слейте промывочное масло;

залейте свежее масло до нижней кромки заливного отверстия.

Техническое обслуживание ТО - 2: через 10 000 км пробега автомобиля необходимо проверить уровень масла в коробке передач, при необходимости долейте масло, только обязательно той же марки. При использовании другой марки масла, рекомендуемой предприятием-изготовителем, старое масло необходимо слить и промыть коробку передач, как указано выше.

Проверять уровень масла необходимо при остывшей коробке передач, когда все масло стечет в ее картер.

При ремонте приходится разбирать коробку передач, проверять пригодность ее деталей, заменять поврежденные и изношенные детали, а потом собирать ее обратно. Перед разборкой коробку передач снимают с автомобиля, отвернув болты крепления картера сцепления, и сливают из нее масло.

При устранении неисправностей коробки передач необходимы ее снятие с автомобиля и последующая полная или частичная разборка коробки передач и ее частей. Это требует специальных инструментов и приспособлений. Поэтому устранять неисправности коробки передач рекомендуется на станциях технического обслуживания автомобилей.

Основные неисправности и способы устранения

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.

Карданная передача

Карданная передача служит для передачи крутящего момента между агрегатами силовой передачи, расположенными под углами относительно друг друга. Она состоит из карданного вала и специальных шарниров. Карданные шарниры введены в систему передачи для того, чтобы получить возможность передать крутящий момент от одного вала к другому под некоторым переменным углом.

Карданная передача установлена между коробкой передач или раздаточной коробкой и ведущим мостом. Ведущий мост на автомобиле расположен ниже коробки передач или раздаточной коробки, поэтому вал карданной передачи, передающий крутящий момент, расположен под некоторым углом к валу коробки передач и валу ведущего моста. Величина этого угла переменная, так как расстояние между рамой и задним мостом при движении автомобиля все время изменяется вследствие колебаний, возникающих из-за упругости рессор. При этом изменяется также расстояние между задним мостом и коробкой передач.

Карданные валы должны вращаться без биения и крутильных колебаний, опасность появления которых тем больше, чем длиннее карданный вал. Поэтому у большинства современных автомобилей карданная передача состоит из двух валов с карданами. Между валами устанавливают промежуточную опору с упругим креплением ее на раме автомобиля.

Техническое обслуживание

При каждом ТО-1 следует проверять состояние крепления фланцев карданного вала и крышек игольчатых подшипников.

Проверка крепления фланцев производится на автомобиле при расторможенном стояночном тормозе. Рычаг переключения коробки передач устанавливают в нейтральное положение. Автомобиль должен быть заторможен упорами, подложенными под колеса.

Если при покачивании фланцев-вилок карданной передачи будет обнаружено ослабление крепления фланцев вторичного вала коробки передач или ведущей шестерни редуктора заднего моста, необходимо отсоединить соответствующий конец карданного вала, расшплинтовать гайку крепления фланца, а затем подтянуть ее до отказа и зашплинтовать. Все болты крепления фланцев карданного вала должны быть также тщательно затянуты моментом 4,4-5,6 кгс м. Замена болтов крепления фланцев, установленных при заводской сборке, термически не обработанными болтами не допускается. Необходимо периодически проверять отсутствие ощутимых зазоров между крестовиной и игольчатыми подшипниками. При ослаблении болтов, крепящих подшипники, необходимо подтянуть их.

Разбирать шарниры без надобности не разрешается.

Необходимо периодически очищать наружные поверхности карданного вала и шарниров от грязи, особенно головки масленок и отверстие в заглушке скользящей вилки. В случае утери заглушки она должна быть установлена заново для предохранения шлицевого соединения от грязи.

Необходимо строго соблюдать периодичность выполнения смазочных операций и соответствие применяемой смазки для карданной передачи.

При сборке карданного вала или при замене его на автомобиле новым необходимо шлицевое соединение вала собрать таким образом, чтобы оси отверстий вилок, находящихся на карданном валу, были обязательно в одной плоскости. Для выполнения этого требования необходимо стрелки, выбитые на трубе вала и на скользящей вилке, совместить.

При снятии карданного вала рекомендуется разобрать шлицевое соединение, очистить от старой смазки и грязи, снова смазать и собрать, совместив стрелки на вилке и трубе.

Неисправности и способы устранения

Карданные передачи работают в крайне неблагоприятных условиях: они расположены в зонах наибольшего воздействия влаги и грязи и передают крутящий момент при постоянно изменяющихся углах и нагрузках. Поэтому они нуждаются в тщательном периодическом осмотре, проверке состояния деталей и защитных устройств.

Случается так, что неудачно вылетевший из-под колеса автомобиля камень ударяет по карданному валу или по резиновым защитным чехлам. Этого бывает достаточно, чтобы нарушилась балансировка карданной передачи или разгерметизировались шарниры, поэтому всегда нужно помнить о том, что карданная передача является устройством, влияющим на безопасность движения, а ее поломка может привести к аварии.

Для поддержания карданной передачи в работоспособном состоянии автомобили классической компоновки следует регулярно очищать от грязи, периодически смазывать их шлицевые соединения, подтягивать крепления фланцев и промежуточной опоры, а у переднеприводных автомобилей необходимо периодически проверять состояние защитных чехлов шариковых шарниров.

Безотказность и долговечность работы карданной коробки передач зависит от своевременной смазки и применения только рекомендуемых видов смазочных материалов. Крестовины карданов смазывают консистентной смазкой 158, а при ее отсутствии литолом. Вводят смазку шприцем до выхода ее через клапан, имеющийся на крестовине. Смазку подают медленными равномерными нажимами шприца, что позволяет воздуху выйти из всех клапанов и обеспечивает подвод смазки ко всем подшипникам. Шлицевые соединения карданных валов смазывают литолом.

Такие неполадки в работе автомобиля, как стуки и рывки при трогании с места и переключении скоростей, вибрации и появление сильных шумов на определенных скоростях, говорят о неисправности карданной передачи.

Звонкие стуки и рывки при трогании или переключении скоростей чаще всего свидетельствуют об ослаблении креплений в карданной передаче. Для устранения такой неисправности необходимо подтянуть болты и гайки эластичной муфты, фланцы карданных шарниров, крепления промежуточной опоры. Если после этой операции стуки и рывки не прекращаются, значит, они являются следствием увеличения зазора в шлицевых соединениях и в подшипниках шарниров либо изнашивания шариковых шарниров. В этом случае необходима полная разборка карданной передачи и замена изношенных деталей.

К вибрации и шуму при движении автомобиля на определенных скоростях (обычно это 80-90 км/ч) может привести ослабление опор карданной передачи. Для устранения этой неполадки достаточно подтянуть крепления опор. Нередко к таким же последствиям приводит разбалансировка карданной передачи. В этом случае ее необходимо снять и восстановить баланс. Причинами вибраций и шума при движении автомобиля являются также нарушение герметичности шарниров либо их износ, деформация карданного вала и изнашивание подшипника промежуточной опоры. В каждом из этих случаев карданную передачу нужно разобрать и заменить все изношенные детали. В настоящее время карданные валы комплектуют усовершенствованными шарнирами повышенной долговечности. Они отличаются усиленной крестовиной, штампованными корпусами игольчатых подшипников, улучшенными уплотнениями без металлической обоймы.

При стуке в крестовинах карданной передачи они подлежат замене. Для выполнения этой операции понадобятся круглогубцы, выколотка, молоток, тонкая отвертка, приспособление для замены крестовины и новая крестовина. Чтобы не нарушить балансировку карданной передачи, перед ее разборкой следует нанести зубилом или краской метки взаимного расположения ее частей. Относительный поворот в этом случае недопустим. Стопорные кольца шарниров также лучше установить на их прежние места. Корпус подшипника следует запрессовать через выколотку. Крестовина при этом выдавливает из вилки противоположный подшипник.

Обычно корпус подшипника выходит из вилки не полностью, т.к. сама крестовина начинает упираться во внутреннюю поверхность вилки. В этом случае, ударяя в кромку подшипника через тонкий бородок или отвертку, необходимо выбить подшипник и вывести крестовину из вилки. Если крестовина не вынимается, то, ударяя по ней через освободившуюся проушину вилки, следует выбить противоположный подшипник. Таким же образом демонтируются два других подшипника.

Рис. 4. Замена крестовины.

После этого в новые подшипники закладывается смазка "Фиол-2У", затем на шипы крестовины надеваются новые уплотнения и ставятся пластмассовые заглушки. Вводя в отверстия вилки шипы крестовины и осторожно наживляя подшипник, необходимо внимательно следить за тем, чтобы иголки не выпали под торец шипа крестовины. При малейшей неосторожности подшипник будет разрушен.

Когда стопорное кольцо будет установлено, в свободную проушину вилки запрессовывается второй подшипник. Первый подшипник при этом опирается на стопорное кольцо. Затем следует застопорить второй подшипник. После сборки шарнира легкими ударами молотка через отвертку или бородок необходимо помочь стопорным кольцам расправиться в предназначенных для них проточках.

Далее щупами замеряется зазор между стопорным кольцом и вторым подшипником. Он не должен превышать 0,04 мм. Для регулировки зазора требуются стопорные кольца разной толщины.

2. Организация производства

2.1 Планирование технического обслуживания автомобилей на АТП