Текст книги "Автопрактикум. Часть 2. Трансмиссия большегрузных автомобилей"

На автомобилях Урал, МАЗ с двигателями ЯМЗ-236М2 и ЯМЗ-238М2 с двухдисковыми сцеплениями устанавливается механический привод с пневматическим усилителем. На автомобилях Урал могут быть установлены диафрагменные однодисковые сцепления ЯМЗ-182 или ЯМЗ-183 вытяжного типа с гидравлическим приводом и пневмогидроусилителем.

При воздействии на педаль сцепления 16 (рисунок 3.12) усилие через рычаг 11 и детали тяги 9 передается на шток пневматического крана 1, открывая его клапан. Давление воздуха из пневмосистемы автомобиля через шланг 19 поступает в цилиндр 20, который дополнительно воздействует на рычаг 18.

1 – кран пневматический; 2 – контргайка; 3 – болт регулировочный; 4 – тяга с компенсатором; 5 – кронштейн; 6,22 – рычаги тормозного крана; 7 – рычаг привода сцепления; 8, 19 – шланги; 9 – тяга педали сцепления; 10 – тяга педали тормоза; 11 – рычаг вала педали сцепления; 12 – вал педали сцепления; 13 – ограничитель хода педали сцепления; 14 – пружина оттяжная педали тормоза; 15 – пружина педали сцепления; 16 – педаль сцепления; 17 – педаль тормоза; 18 – рычаг вала вилки выключения сцепления; 20 – пневмоцилиндр; 21 – тяга тормозного крана; L – полный ход педали сцепления; L1 – полный ход педали тормоза

Рисунок 3.12 – Привод выключения сцепления автомобилей Урал

Привод выключения сцепления с пневматическим усилителем автомобилей МАЗ показан на рисунке 3.13. Клапан 16 с тягой 9 в сборе включен в механический привод последовательно, а рабочий цилиндр 13 усилителя установлен непосредственно на силовом агрегате параллельно механическому приводу. Двуплечий рычаг 11 соединен со штоком клапана и штоком рабочего цилиндра.

1,6,9 – тяги; 2 – педаль; 3 – палец; 4,7,11 – рычаги; 5 – оттяжная пружина; 8,12,15 – вилки; 10 – стопорное кольцо; 13 – цилиндр; 14 – шток цилиндра; 16 – клапан; А – зазор

Рисунок 3.13 – Привод выключения сцепления

Отверстие А клапана усилителя сцепления (рисунок 3.14) соединено шлангом с тормозным краном и поэтому находится под давлением воздуха пневмосистемы, отверстие Б – с надпоршневым пространством цилиндра усилителя (рисунок 3.14,а), а отверстие В (рисунок 3.14) в штоке клапана – с атмосферой.

2,4,11 – гайки; 3 – тяга; 5 – передняя крышка; 6,8,14 – уплотнительные кольца; 7 – корпус клапана; 9 – шток; 10,15 – стопорные кольца; 13 – задняя крышка; 16,18 – пружина; 17 – канал подвода сжатого воздуха к клапану; Б – канал подвода сжатого воздуха к цилиндру; В – выпускное отверстие

Рисунок 3.14 – Клапан усилителя выключения сцепления

При нажатии водителем на педаль сцепления через систему рычагов тяга 9 (рисунок 3.13) вместе с корпусом клапана усилителя перемещается вправо, выбирая зазор А между стопорным кольцом 10 и крышкой корпуса клапана. При этом клапан 17 (рисунок 3.14) упирается в шток 9 клапана и отрывается от гнезда. Воздух под давлением из полости А устремляется в полость Б и далее в надпоршневое пространство цилиндра усилителя. Под воздействием давления воздуха поршень цилиндра перемещается влево, способствуя повороту двуплечего рычага против часовой стрелки, что обеспечивает применение меньшего усилия на педали для выключения сцепления. При снятии усилия с педали клапан пружиной 17 прижимается к своему гнезду, а воздух из цилиндра через выпускное отверстие В выходит в атмосферу.

1 – вилка; 2 – гайка; 3 – шток; 4 – шплинт; 5 – стяжная лента; 6 – поршень; 7 – крышка; 8 – уплотнительное кольцо; 9 – кронштейн; 10 – манжета; 11 – стопорное кольцо; 12 – корпус; 13 – кольцо; 14 – чехол;15 – колпак фильтра

Рисунок 3.14,а – Цилиндр усилителя выключения сцепления

3.4 Коробки передач и раздаточные коробки большегрузных автомобилей

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на ведущих колесах автомобиля, для движения автомобиля задним ходом и для длительного разобщения двигателя с трансмиссией во время стоянки автомобиля и при движении по инерции.

В зависимости от числа передач (ступеней) переднего хода на большегрузных автомобилях применяют пяти и десятиступенчатые коробки передач.

Пятиступенчатая коробка передач устанавливается на автомобилях ЗИЛ, Урал, МАЗ, КамАЗ, КрАЗ работающих без прицепа. На седельных тягачах, автомобилях, работающих с прицепами и автобусах, выполняющих междугородние перевозки устанавливаются коробки передач с делителем или демультипликатором.

На грузовых автомобилях ЗИЛ устанавливают трехходовые коробки передач с пятью передачами вперед и одной назад.

Коробка передач (рисунок 3.15, а) включает в себя картер 24, крышку 4 с рычагом 5 и механизмом переключения передач, ведущий вал 1, ведомый вал 14, расположенный на одной оси с ведущим валом, синхронизаторы 9 и 33, промежуточный вал 22 и блок 26 зубчатых колес заднего хода (рисунок 3.15, б), установленный на оси 25. С обеих сторон в картере имеются люки с фланцами для крепления коробок отбора мощности, а также пробки 27, и 17 (рисунок 3.15, а), первая из которых служит для заливки и контроля уровня масла, а вторая для его слива.

Ведущий вал 1, изготовленный за одно целое с шестерней 2 установлен на двух шарикоподшипниках. Передний шарикоподшипник 35 расположен в гнезде фланца коленчатого вала, а задний – в передней стенке картера 24.

а – общий вид; б – включение заднего хода; в – механизм переключения передач; г – блокирующее устройство

Рисунок 3.15 – Коробка передач автомобилей ЗИЛ

Ведомый вал 14 передним концом опирается на роликовый подшипник 34, расположенный в выточке ведущего вала, а задним – на шарикоподшипник 15, закрепленный в картере крышкой, внутри которой установлен маслоотражатель. На шлицах этого вала установлено зубчатое колесо 12 первой передачи и передачи заднего хода, которое перемещается посредством вилки 11.

Промежуточный вал 22 передним концом опирается на роликовый подшипник 31, расположенный в передней стенке картера 24, а задним – на шарикоподшипник 15. Шестерня 16 изготовлена за одно целое с промежуточным валом, а шестерни 18, 19 и 20 и зубчатые колеса 21 и 23 установлены на нем на шпонках.

Шестерня 2 и зубчатое колесо 23, шестерня 32 и зубчатое колесо 21 четвертой передачи, зубчатое колесо 30 и шестерня 20 третьей передачи, зубчатое колесо 10 и шестерня 18 второй передачи находятся в постоянном зацеплении.

Шестерни 32, зубчатые колеса 30 и 10 свободно вращаются на ведомом валу. Они имеют выступающие конические поверхности (конусы) и внутренние зубчатые венцы для соединения с синхронизаторами 9 и 33.

Синхронизаторы служат для безударного включения зубчатых колес в коробке передач. Синхронизатор 9 инерционного типа включает вторую и третью передачи, синхронизатор 33 – четвертую и пятую передачи. Оба синхронизатора по устройству одинаковы, отличаются только размерами.

Рисунок 3.16 – Синхронизатор коробки передач автомобилей ЗИЛ и схемы его включения

Синхронизатор (рисунок 3.16, а) представляет собой передвижную муфту 8 с рубчатыми венцами 5, и диском 6, на который воздействует вилка механизма переключения передач. Диск имеет по три отверстия.7 для блокирующих пальцев 2, жестко связывающих бронзовые конусные кольца 1, и по три отверстия для пальцев 4 фиксаторов, которые состоят из двух полуцилиндров и двух пружин 3.

Рассмотрим работу синхронизатора на примере включения пятой передачи. В нейтральном положении (рисунок 3.16, б) муфта 8 синхронизатора расположена посередине между шестернями 9 и 10. При включении передачи (рисунок 3.16, в) она, перемещая пальцы 4 фиксаторов, прижимает конусное кольцо 1 к конусу шестерни 9 ведущего вала. Муфта, соединенная с ведомым валом, и шестерня ведущего вала имеют разные частоты вращения.

Из-за трения между коническими поверхностями кольцо (рисунок 3.16, а) поворачивается относительно диска 6 муфты 8 до соприкосновения конусных фасок отверстий 7 диска 6 с блокирующими пальцами 2. При этом происходит блокировка конусных колец 1и муфты 8. При выравнивании частот вращения шестерни 9 и ведомого вала муфта перемещается дальше по полуцилиндрам фиксаторов, сжимая их пружины 3 (рисунок 3.16, г). При этом зубчатый венец 5 муфты бесшумно входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни 9 пятой передачи.

Механизм переключения передач смонтирован в крышке картера коробки передач. Передвижные шестерни перемещаются вдоль вторичного вала вилками 6 (рисунок 3.17, а), которые свободно входят в их кольцевые выточки. Вилки закреплены на ползунах 2 и перемещаются вместе с ними. Ползуны передвигаются нижним концом рычага 3 переключения передач. Рычаг установлен средней частью на шаровой опоре в крышке картера коробки передач.

Чтобы предотвратить включение заднего хода при движении вперед, в корпусе 10 рычага переключения (рисунок 3.17, б) установлен предохранитель 7, который состоит из плунжера с пружиной. Включение заднего хода возможно только при значительном усилии, приложенном к рычагу переключения передач.

Предохранитель установлен в промежуточном рычаге 11 включения первой передачи и заднего хода. Наличие промежуточного рычага уменьшает ход рычага переключения передач. Поэтому ход рычага для включения всех передач одинаковый.

а – устройство; б – предохранитель включения заднего хода; в – схема переключения рычага передач; 1 – крышка; 2 – ползуны; 3 – рычаг переключения передач; 4 – пружина фиксатора; 5 – шарик фиксатора передачи; 6 – вилки; 7 – предохранитель включения заднего хода; 8 – шарики замка; 9 – штифт замка; 10 – корпус рычага; 11 – промежуточный рычаг включения первой передачи и заднего хода; I – V – передачи; ЗХ – задний ход

Рисунок 3.17 – Механизм переключения передач автомобилей ЗИЛ

Замковое устройство механизма переключения передач предотвращает одновременное включение двух передач. Два его шарика 8 (рисунок 3.17, а) размещены в сверлении крышки между ползунами 2 и штифтом 9. На ползунах имеются выемки, которые располагаются против шариков при нейтральном положении рычага переключения передач.

При перемещении среднего ползуна два других оказываются запертыми шариками. В случае перемещения крайнего ползуна шарик выходит из его углубления, перемещает соседний шарик, который входит в углубление среднего ползуна, перемещает штифт 9, который давит на вторые шарики и одновременно запирает средний и другой крайний ползуны.

Для фиксации включенной передачи служит фиксатор, состоящий из шарика 5 и пружины 4. При включенной передаче шарик под действием пружины входит в углубление ползуна 2 и препятствует его произвольному перемещению от вибрации автомобиля.

На автомобилях КамАЗ предназначенных для постоянной работы в составе автопоезда установлена механическая десятиступенчатая коробка передач, которая объединяет трёхвальную трёхходовую пятиступенчатую основную коробку передач и передний двухвальный редуктор-делитель. На модификациях, предназначенных для работы без прицепа, может быть установлена только пятиступенчатая коробка передач.

Общее устройство коробки передач с делителем показано на рисунке 3.18.

В коробке применены косозубые шестерни постоянного зацепления, кроме первой передачи и передачи заднего хода. Основная коробка снабжена двумя синхронизаторами инерционного типа для включения пятой, четвертой, третьей и второй передач. Первая передача и задний ход включаются зубчатой муфтой. Переключение в делителе передач осуществляется синхронизатором инерционного типа.

Картер 20 основной коробки передач крепится к картеру 3, являющемуся общим для сцепления и редуктора-делителя передач. В картере 20 на подшипниках установлены первичный 4, вторичный 18 и промежуточный 26 валы. Первичный и вторичный валы фиксируются от смещения в осевом направлении при помощи шарикоподшипников 7 и 16, а промежуточный вал – при помощи двойного сферического роликоподшипника 19. Блок шестерен заднего хода 22 установлен на оси на двух роликоподшипниках. Шестерня 8 первичного вала выполнена заодно с валом. На промежуточном валу шестерни заднего хода 23, первой 21 и второй 25 передач выполнен заодно с валом, а остальные укреплены на валу при помощи шпонок и распорного кольца. Большая шестерня 27 привода промежуточного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней первичного вала, образуя первую ступень понижения передач основной коробки. Все шестерни вторичного вала установлены на специальных роликоподшипниках. Между шестерней первичного вала и шестерней 10 четвертой передачи вторичного вала установлен инерционный синхронизатор 9 включения пятой и четвертой передач, а между шестернями 11 третьей и 13 второй передач вторичного вала установлен инерционный синхронизатор 12 включения этих передач. Включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой 15.

1 – первичный вал делителя передач; 2, 7, 16, 20 – шарикоподшипники; 3 – картер делителя передач; 4 – шестерня первичного вала делителя; 5 – первичный вал коробки передач; 6 – синхронизатор делители передач; 8 – шестерня первичного вала коробки передач; 9 – синхронизатор четвертой и питой передач; 10 – шестерня четвертой передачи вторичного вала; 11 – шестерня третьей передачи вторичного вала; 12 – синхронизатор второй и третьей передач; 13 – шестерня второй передачи вторичного вала; 14 – крышка картера коробки передач; 15 – муфта включения цервой передали и заднего хода; 17 – привод к спидометру; 18 – вторичный вал; 19 – двойной сферический подшипник; 20 – картер коробки передач; 21 – шестерня первой передачи промежуточного вала; 22 – блок шестерен заднего хода; 23 – шестерня заднего хода промежуточного вала; 24 – шестерня заднего хода вторичного вала; 25 – шестерня второй передачи промежуточного вала; 26 – промежуточный вал; 27 – шестерня привода промежуточного вала; 28 – промежуточный вал делителя передач; 29 – шестерня промежуточного вала делителя передач

Рисунок 3.18 – Коробка передач автомобилей КамАЗ

Редукторная часть делителя передач состоит из первичного 1 и промежуточного 28 валов, установленных на них шестерен 4 и 29 и инерционного синхронизатора 6, размещенных в картере 3 делителя, выполненном заодно с картером сцепления. Валы 1 и 28 фиксируются от смещения в осевом направлении шарикоподшипниками 2 и 30, установленными в перегородке картера. Шестерня 4 первичного вала установлена на роликоподшипниках, а шестерня 29 промежуточного вала жестко соединена с валом при помощи шпонки. Переключение передач в делителе осуществляется инерционным синхронизатором.

Смазка деталей коробки осуществляется в основном разбрызгиванием. Однако смазка роликовых подшипников шестерён вторичного вала циркуляционная, под давлением. На первичном валу делителя установлено маслонагнетающее кольцо для принудительной подачи смазки в осевой канал, по которому смазка подаётся через радиальные сверления к подшипникам шестерён.

В полости картера коробки обеспечивается поддержание нормального давления при помощи сапуна или отводящей трубки, которая устанавливается на коробках герметизированного исполнения. Выходной конец отводящей трубки располагается выше максимальной глубины брода, преодолеваемого автомобилем.

В картере коробки имеются два люка для установки коробок отбора мощности.

Привод к спидометру смонтирован в крышке подшипника выходного конца вторичного вала. В зависимости от передаточного числа применяемой на автомобиле главной передачи и размеров шин для обеспечения правильности показания спидометра предусмотрены сменные цилиндрические шестерни.

Механизм переключения передач в коробке состоит из синхронизаторов, зубчатой муфты включения, вилок переключения с ползунами, замков, фиксаторов и устройства для предохранения от случайного включения заднего хода.

Синхронизатор инерционного типа обеспечивает легкое и безударное включение передач путём выравнивания скоростей зубьев соединяемых шестерён до их введения в зацепление. В коробке и делителе применены одинаковые по принципу действия синхронизаторы, отличающиеся только размерами и некоторыми деталями устройства.

Муфта 1 синхронизатора (рисунок 3.19, а), имеющая два зубчатых венца А, установлена на шлицах вторичного вала. Два конусных кольца 2 жёстко связаны между собой пальцами 3. В средней части пальцев имеются проточки с коническими боковыми поверхностями муфты. Конусные кольца жёстко с муфтой не связаны и могут перемещаться относительно неё в осевом направлении.

а – синхронизатор; б – вилки и ползуны переключения передач; в – замок и фиксатор механизма переключения; г – предохранитель включения заднего хода; А – зубчатый венец; 1 – муфта; 2 – конусное кольцо; 3 – палец; 4 – сухарь; 5 – пружина; 6 – ползун; 7 – верхняя крышка картера коробки; 8 – вилка переключения первой передачи и заднего хода; 9 – вилка переключения второй и третьей передач; 10 – вилка переключения четвертой и пятой передач; 11 – шарик замка; 12 – стакан фиксатора; 13 – пружина фиксатора; 14 – штифт замка; 15 – стопорный шарик фиксатора; 16 – вентиляционный колпачок; 17 – пружина предохранителя; 18 – шток; 19 – толкатель

Рисунок 3.19 – Механизм переключения передач

В среднем положений кольца удерживаются фиксирующими сухарями 4, которые прижимаются к полукруглым проточкам в пальцах 3 пружинами 5.

При передвижении муфты 1 для включения передачи конусные кольца 2 передвигаются вместе с муфтой до соприкосновения поверхности одного из колец с конической поверхностью шестерни включаемой передачи. Возникающей при этом силой трения кольца поворачиваются относительно муфты до упора коническими поверхностями проточек пальцев 3 в блокирующие поверхности конических фасок фланца муфты. Дальнейшее продольное продвижение муфты 1 становится невозможным до момента выравнивания частот вращения муфты (вторичного вала) и шестерни включаемой передачи, которое обеспечивается трением между коническими поверхностями кольца и шестерни включаемой передачи.

Когда частоты вращения будут выравнены, от усилия, прикладываемого к муфте через вилку выключения, пальцы 3 занимают среднее положение в отверстиях фланца муфты и блокирующие поверхности не будут препятствовать её перемещению. Сухари 4 фиксаторов, выходя из полукруглых выточек, сжимают пружины, муфта освобождается и, передвигаясь дальше, соединяется своим зубчатым венцом с зубчатым венцом шестерни включаемой передачи.

Вилки и ползуны переключения передач, замок и фиксаторы, а также предохранитель включения заднего хода смонтированы в крышке картера основной коробки передач. Ползуны 6 (рисунок 3.19, б) установлены в расточках приливов верхней крышки 7 картера. На трёх ползунах соответственно укреплены вилка 8 переключения первой передачи и заднего хода, вилка 9 переключения второй и третьей передач и вилка 10 переключения четвёртой и пятой передач. Вилки зафиксированы на ползунах винтами, которые шплинтуются проволокой. Вилки 9 и 10 соединены с муфтами синхронизаторов, а вилка 8 с муфтой переключения. Для перемещения ползунов первой передачи и заднего хода, а также второй и третьей передач на них установлены головки с пазами, аналогичный паз имеется в головке вилки включения, четвертой и пятой передач. В эти пазы входит нижний конец рычага переключения передачи механического дистанционного управления коробкой, перемещение которого обеспечивает выбор и включение требуемой передачи.

Для удержания ползунов в нейтральном положении или в положении включенной передачи в верхней крышке картера (рисунок 3.19, в) вмонтированы фиксаторы. В сверлениях крышки установлены три стакана 12, в каждом из которых находится стопорный шарик 15 фиксатора, нагружаемый пружиной 13. Шарик входит в лунки на ползунах при нейтральном положении и при включенной передаче, удерживая ползун в нужном положении.

Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в механизме переключения предусмотрено замковое устройство. Оно состоит из двух пар шариков 11 и расположенного между ними штифта 14 замка. Размеры шариков 11 и штифта 14 подобраны таким образом, что при перемещении среднего ползуна шарики, входя в лунки крайних ползунов, застопоривают их. При перемещении одного из крайних ползунов (например, правого) два шарика, перекатываясь, стопорят средний ползун и передвигают штифт, воздействующий на другую пару шариков, при этом стопорится второй ползун (левый). Таким образом, одновременно передвигать можно только один ползун, включая нужную передачу, а два других ползуна остаются неподвижными, следовательно, исключается включение сразу двух передач.

Предохранитель от случайного включения первой передачи и заднего хода состоит из пружины 17 (рисунок 3.19, г), штока 18 и толкателя 19. Толкатель препятствует введению в паз головки ползуна нижнего конца рычага механизма переключения передач и тем самым предохраняет от случайного включения заднего хода. Для включения заднего хода необходимо преодолеть усилие пружины 17, чтобы сместить толкатель и шток.

Устройство привода переключения передач состоит из механического дистанционного привода переключения передач в основной коробке и пневматического привода переключения передач в делителе (рисунок 3.20).

В механическом дистанционном приводе управления основной коробкой передач тяга управления 8 соединена с рычагом переключения передач 2 передним рычагом 5, а задним рычагом 14 – с промежуточной тягой 11. Тяги 8 и 11 опираются на шаровые опоры 10, но задний конец тяги 11 регулировочным фланцем 12 со штоком 16, на конце которого внутри крышки картера коробки укреплён рычаг 17, соединён с вилками переключения передач.

1 – включатель делителя; 2 – рычаг переключения передач; 3 – трос крана управления делителем; 4 – кран управления делителем; 5 – передний рычаг тяги управления; 6 – головка рычага переключения передач; 7 и 13 – установочные винты; 8 – тяга управления; 9 – воздухопровод; 10 – шаровая опора; 11 – промежуточная тяга; 12 – регулировочный фланец; 14 – задний рычаг тяги управления; 15 – ограничительный шарик; 16 – шток рычага переключения; 17 – рычаг переключения передач

Рисунок 3.20 – Привод управления коробкой передач автомобилей КамАЗ

В нейтральном положении рычага 2 переключения передач нижний конец рычага 17 входит в паз головки ползуна включения второй и третьей передач. При наклоне рычага 2 его перемещение через детали привода передаётся так, что нижний конец рычага 17 может входить в пазы головок ползунов включения передачи и заднего хода или четвёртой и пятой передач. Таким образом, осуществляется выбор ползуна для включения нужной передачи. Продольное перемещение верхнего конца рычага 2 вызывает перемещение вперёд или назад штока 16, который рычагом 17 передвигает соответствующий ползун, включая передачу. Для обеспечения правильного перемещения рычагов 5 и 17 в приводе предусмотрены установочные винты 7 и 13. Схема пневматического привода переключения передач в делителе приведена на рисунке 3.21. Включатель 1 делителя расположен у верхней головки рычага 2 переключения передач. Верхнее положение включателя 1 соответствует включению высшей, а нижнее – низшей передачи в делителе.

В кране управления 3 находится золотник, соединённый тросом в оболочке с включателем 1. При включении низшей передачи (на рисунке 3.21 положение Н) этот золотник находится в верхнем положении. Сжатый воздух от редукционного клапана 4 через кран управления 3 поступает к золотниковому устройству воздухораспределителя 6 в его полость Б.

1 – включатель делителя; В – высшая передача; Н – низшая передача; 2 – рычаг переключения передач; 3 – кран управления; 4 – редукционный клапан; 5 – силовой цилиндр; 6 – воздухораспределительное устройство; 7 – клапан включения делителя передач; 8 – упор; 9 – гидропневматический цилиндр; 10 – главный цилиндр; 11 – педаль сцепления

Рисунок 3.21 – Схема управления переключением передач делителя

В результате золотник воздухораспределителя смещается влево, и полость Г под поршнем силового цилиндра 5 соединяется с клапаном 7 включения делителя передач. Для включения передачи в делителе необходимо нажать на педаль 11 сцепления. При этом упор на толкателе привода сцепления нажмет на шток клапана 7 включения делителя, клапан откроется и сжатый воздух от редукционного клапана 4 через клапан 7 поступит в полость Г под поршнем силового цилиндра 5. Поршень и соединённый с ним нижний конец рычага включения передачи в делителе переместятся вправо по схеме, и включится низшая передача в делителе. Для включения высшей передачи надо установить включатель 1 делителя в верхнее положение и нажать на педаль сцепления.