Автопрактикум. Часть 2. Трансмиссия большегрузных автомобилей (В. А. Сологуб, 2012)

Учебное пособие содержит теоретические основы конструкции трансмиссии большегрузных автомобилей, конструкцию деталей, узлов и агрегатов трансмиссии большегрузных автомобилей различных марок. Пособие составлено в соответствии с СТО 02069024.110-2008 ФГБОУ ОГУ и предназначено для выполнения лабораторных работ по учебной дисциплине «Автопрактикум».

Оглавление

  • 3 Трансмиссия большегрузных автомобилей

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Автопрактикум. Часть 2. Трансмиссия большегрузных автомобилей (В. А. Сологуб, 2012) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

3 Трансмиссия большегрузных автомобилей

3.1 Общее устройство трансмиссии

Трансмиссией называется совокупность агрегатов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля и для изменения величины и направления этого момента.

К трансмиссиям предъявляют следующие основные требования: высокая надежность и возможно меньшие потери передаваемой энергии (высокий КПД) во всем диапазоне режимов работы машины; обеспечение функциональных требований, предъявляемых к машине данного типа; возможно меньшие габаритные размеры и масса; рациональный подбор передаточных чисел для обеспечения требуемых значений тяговых усилий и скоростей движения машины; вращение колес с различной скоростью и осуществление блокировки как межосевых, так и межколёсных дифференциалов для улучшения проходимости в тяжелых условиях эксплуатации; легкость управления; удобное расположение органов управления; доступность и малая трудоёмкость технического обслуживания и ремонта; шум и вибрация от трансмиссии в пределах установленных норм; возможность отбора мощности для привода рабочего оборудования, дополнительных механизмов и устройств.

3.1.1 Классификация трансмиссий

По способу передачи энергии трансмиссии делят на механические, гидромеханические, электромеханические, гидрообъёмные.

В механических трансмиссиях передача энергии происходит за счёт механического трения в сцеплениях, а также соединениями валов, шарнирами и зубчатыми колёсами.

В гидромеханических трансмиссиях между двигателем и механической частью трансмиссии устанавливают гидротрансформатор или гидромуфту, осуществляя гидравлическую связь двигателя с трансмиссией. Гидромуфты не изменяют передаваемый вращающий момент и всегда работают с проскальзыванием турбинного колеса относительно насосного, а следовательно, и с потерей мощности. При большой частоте вращения проскальзывание составляет 2…3 %, при малой приближается к 100 %. При холостом ходе, когда подпитка жидкостью отсутствует, гидромуфта передает остаточный вращающий момент. Большой момент инерции колёс гидромуфты препятствует безударному включению зубчатых колёс. Поэтому после турбинного колеса необходимо устанавливать обычное фрикционное сцепление. Из-за высокого расхода топлива, больших массы, габаритных размеров и стоимости на отечественных автомобилях гидромуфты не применяют.

В электромеханической трансмиссии двигатель (как правило, дизель) вращает ротор электрогенератора, энергия которого по электрическому кабелю передаётся электродвигателю и далее через зубчатый редуктор ведущим колёсам или электродвигателям, вмонтированным в ведущие колёса. Электромеханическая трансмиссия при наличии соответствующей регулирующей аппаратуры обладает высокими преобразующими свойствами и автоматически приспосабливается к меняющейся нагрузке, а двигатель работает в оптимальном режиме. Ввиду высокой стоимости, сложности конструкции, использования дефицитных материалов и большой массы электрические трансмиссии экономически выгодно применять на автомобилях грузоподъёмностью выше 80 т (БелАЗ-7549 и др.).

В гидрообъёмных трансмиссиях двигатель приводит в действие гидронасос, который под высоким давлением нагнетает масло в гидромоторы, расположенные в ведущих колёсах и приводящие их во вращение. В гидрообъёмных трансмиссиях используется гидростатический напор жидкости. Вращающий момент и частота вращения ведущих колёс изменяются или за счёт изменения параметров гидромашин при возможном постоянном режиме работы двигателя внутреннего сгорания, или в результате регулирования мощности двигателя. Преимущества гидрообъёмной трансмиссии: широкий диапазон изменения ведущего момента и скорости движения автомобиля, дистанционность (агрегаты, расположенные в разных частях машины, связаны между собой маслопроводами), простота и удобство автономного подвода мощности к ведущим колёсам, полная замена механической трансмиссии, возможность торможения машины. Однако в гидрообъёмных трансмиссиях невозможно автоматическое изменение момента, поэтому их оснащают регулирующей аппаратурой, реагирующей на изменение нагрузки.

Недостатки гидрообъёмной трансмиссии: сложность и высокая стоимость конструкции. Эту трансмиссию устанавливают только в специальных машинах.

Небольшая стоимость, высокие надёжность и КПД, простота конструкции, сравнительно небольшие масса и габаритные размеры обусловили широкое применение механических трансмиссий. Однако они требуют ручного управления и не всегда обеспечивают работу двигателя в оптимальном режиме. Трансмиссия и двигатель недостаточно защищены от динамических нагрузок. В автомобилях сельскохозяйственного назначения, грузовых автомобилях общетранспортного назначения и их модификациях используют в основном механические трансмиссии.

3.1.2 Компоновка трансмиссий

Схема трансмиссии зависит от типа и компоновочной схемы самого автомобиля, а потому определяется конструкцией, местом и последовательностью расположения отдельных механизмов, сборочных единиц трансмиссии конкретного автомобиля, заданными эксплуатационными свойствами.

Схема трансмиссии автомобиля классической компоновки (двигатель установлен впереди, ведущие колёса сзади) и с колёсной формулой 4x2 представлена на рисунке 3.1. За двигателем расположены сцепление 1, коробка передач 2, карданный вал 3, главная передача 4, дифференциал 5, полуось 6.


Рисунок 3.1 – Классическая компоновка трансмиссии


Автомобили той же компоновочной схемы, но с колёсной формулой 4x4 оснащены дополнительно: раздаточной коробкой, карданным валом, передним ведущим мостом. Раздаточная коробка присоединена непосредственно к коробке передач.

В трансмиссии автомобилей с колёсной формулой 6x4 и 6х6 (рисунок 3.2) установлены соответственно два и три ведущих моста с приводом от раздаточной коробки через два карданных вала, или последовательно расположенных, или каждый на отдельный ведущий мост.


1 – сцепление; 2 – коробка передач; 3 – карданная передача; 4 – главная передача; 5 – дифференциал; 6 – полуось; 7 – раздаточная коробка

Рисунок 3.2 – Трансмиссия полноприводных автомобилей


Компоновочные схемы трансмиссий автомобилей весьма разнообразны на разных этапах развития конструкций машин.

3.2 Сцепление большегрузных автомобилей

3.2.1 Назначение и устройство сцепления

Сцепление на автомобиле предназначено для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии, а также для кратковременного отсоединения и плавного соединения коленчатого вала двигателя с трансмиссией. При помощи сцепления осуществляются плавное трогание с места и разгон автомобиля, переключение передач во время движения и предохранение деталей трансмиссии от перегрузок.

На изучаемых автомобилях устанавливают одно и двухдисковое фрикционные сцепления. Основные размеры фрикционного сцепления определяются из условия передачи за счет сил трения максимального крутящего момента от двигателя.

Фрикционное сцепление автомобиля состоит из трех частей: ведущей, ведомой и привода выключения.

Сцепление устанавливают на маховике двигателя. Диски фрикционного сцепления, воспринимающие крутящий момент от маховика, называются ведущими, а диски, передающие момент на первичный вал коробки передач – ведомыми. По числу ведомых дисков сцепления делят на однодисковые и двухдисковые.

3.2.2 Однодисковое сцепление автомобилей

На автомобилях ЗИЛ и МАЗ с двигателями ЗИЛ-508.10 и ЯМЗ-236 устанавливается однодисковое сцепление (рисунок 3.3, рисунок 3.4). К маховику 15 (рисунок 3.3) при помощи болтов присоединен стальной штампованный кожух 4 сцепления. Чугунный нажимной диск 1 соединен с кожухом четырьмя парами пружинных пластин 2, передающих окружное усилие с кожуха на нажимной диск. Между кожухом и нажимным диском установлены шестнадцать нажимных пружин 3. Каждая пружина центрируется выступами, выполненными на нажимном диске и кожухе. Между пружинами и нажимным диском установлены теплоизолирующие шайбы.

Четыре рычага 9 выключения сцепления при помощи осей 12 с игольчатыми подшипниками соединены с нажимным диском и кожухом вилками 11. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки 10. Этими гайками регулируют положение рычагов выключения.

Ведущий диск сцепления ЯМЗ – 236 имеет аналогичную конструкцию, однако между кожухом и нажимным диском установлены двадцать четыре нажимные пружины.


1 – нажимной диск; 2 – пружинная пластина; 3 – нажимная пружина; 4 – кожух сцепления; 5 – подшипник выключения сцепления; 6 – муфта; 7 – оттяжная пружина муфты; 8 – вилка выключения сцепления; 9 – рычаг выключения сцепления; 10 – регулировочная гайка; 11 – опорная вилка оси рычага выключения; 12 – оси рычага выключения; 13 – венец маховика; 14 – ведомый диск; 15 – маховик; 16 – первичный вал коробки передач; 17 – передний подшипник первичного вала; 18 – коленчатый вал

Рисунок 3.3 – Однодисковое сцепление автомобилей ЗИЛ


Ведомый диск (рисунок 3.5) устанавливается между маховиком и нажимным диском на первичном валу коробки передач. Он снабжён гасителем крутильных колебаний (демпфером – пружинным устройством). Пружины демпфера 2 обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины.


1 – маховик; 2 – ведомый диск; 3 – нажимной диск; 4 – рычаг выключения; 5 – опорная пластина; 6 – болт кропления опорной пластины; 7 – вилка рычага выключения; 8 – стопорная шайба; 9 – регулировочная гайка; 10 – пружина нажимного рычага; 11 – муфта выключения сцепления; 12 – шланг для смазки муфты; 13 – пружина; 14 – вилка выключения сцепления; 15 – упорное кольцо; 16 – вал выключения сцепления; 17 – рычаг; 18 – тяга выключения сцепления; 19 – вилка; 20 – крышка люки картера сцепления; 21 – кожух; 22 – нажимная пружина; 23 – теплоизоляционная шайба; 24 – картер сцепления; 25 – крышка люка картера маховика; 26 – болт; 27 – первичный вал коробки передач

Рисунок 3.4 – Сцепление ЯМЗ – 236


Гаситель предохраняет трансмиссию от появления на ее валах угловых колебаний, которые могут возникнуть из-за неравномерного вращения коленчатого вала, а также в результате резких изменений угловых скоростей в трансмиссии при движении автомобиля по неровным дорогам. Кроме того, гаситель обеспечивает большую плавность включения сцепления.


1 – ведомый диск; 2 – пружина гасителя; 3 – опорная пластина; 4 – маслоотражатель; 5 – диск гасителя; 6 – ступица ведомого диска; 7 – фрикционная накладка гасителя; 8 – фрикционная накладка ведомого диска; 9 – балансировочная пластина

Рисунок 3.5 – Ведомый диск сцепления автомобилей ЗИЛ


Ведомый диск сцепления соединяется со ступицей 6 при помощи восьми пружин 2. Каждая пружина вместе с двумя опорными пластинами 3 размещается в отверстиях ведомого диска 1 и диска 5 гасителя. Ступица 6 ведомого диска вместе с приклёпанными к ней с двух сторон дисками гасителя и маслоотражателями 4 (предохраняющими фрикционные накладки 8 от попадания на них масла со стороны ступицы) может поворачиваться относительно ведомого диска в обе стороны на небольшой угол, в пределах сжатия пружин. Для увеличения трения (гашение колебаний) в гасителе устанавливают фрикционные накладки 7. Крутильные колебания, возникающие на валах, вызывают угловые смещения ведомого диска относительно его ступицы вследствие деформации пружин, что сопровождается трением между дисками в гасителе и тем самым гашением колебаний.

Ведомый диск сбалансирован. Устранение дисбаланса производят установкой балансировочных пластин 9.

3.2.3 Двухдисковое сцепление автомобилей

На автомобилях КамАЗ сцепление (рисунок 3.6) установлено в картере 5, который изготовлен из алюминиевого сплава и выполнен заодно с картером делителя коробки передач. Картер 5 по передней привалочной плоскости соединяется болтами с картером маховика двигателя, а с задней стороны к нему крепится картер коробки передач.

Сцепление фрикционное, сухое, двухдисковое с периферийным расположением нажимных пружин. Ведущие, ведомые части и муфта выключения сцепления размещены в расточке маховика 1 под картером сцепления 5.

К ведущим частям сцепления относятся ведущий диск, состоящий из нажимного диска 4, кожуха 6, рычагов выключения 8, опорных вилок 7, двенадцати нажимных пружин 12 и среднего ведущего диска 2. Средний ведущий и нажимной диски имеют на наружной поверхности по четыре шипа, которые входят в пазы цилиндрической поверхности маховика и передают на ведущие диски крутящий момент от двигателя. При этом одновременно обеспечивается возможность осевого перемещения дисков 2 и 4.

К ведомым частям сцепления относятся два ведомых диска 3 Ведомые диски стальные, снабжены фрикционными накладками, изготовленными из асбестовой композиции, соединяются со своими ступицами каждый через гаситель крутильных колебаний пружинно-фрикционного типа.

Ступицы, ведомых дисков установлены на шлицах первичного вала коробки передач или делителя. Между кожухом 6 нажимным диском 4 установлены нажимные пружины 12, под действием которых ведомые диски зажимаются между нажимным диском и маховиком с суммарным усилием 10500…12200 Н (1050…1220 кгс).


1 – маховик; 2 – средний ведущий диск; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – картер; 6 – кожух; 7 – опорная вилка; 8 – рычаг выключения; 9 – муфта выключения с подшипником; 10 – вилка выключения; 11 – упорное кольцо рычагов выключения; 12 – нажимная пружина; А – зазор между упорным кольцом рычагов выключения и подшипником муфты выключения

Рисунок 3.6 – Сцепление автомобилей КамАЗ


При включенном сцеплении крутящий момент передается от маховика через шиповое соединение на средний ведущий и нажимной диски, затем на фрикционные накладки; ведомых дисков и через гасители крутильных колебаний на их ступицы, которые установлены на первичном валу делителя передач. Когда сцепление включено, упорное кольцо рычагов выключения 11 отходит от подшипника муфты выключения 9 так, что образуется зазор А = 3,2…4,0 мм, обеспечивающий полноту включения сцепления.

При выключении сцепления муфта выключения с подшипником 9 через упорное кольцо 11 воздействует на внутренние концы рычагов выключения 8, которые поворачиваются на игольчатых подшипниках опорных вилок 7. Наружные концы рычагов выключения при этом отводят нажимной диск 4 от заднего ведомого диска 3. Средний ведущий диск 2 с помощью рычажного автоматического механизма, смонтированного на диске, самоустанавливается в среднее положение между торцами нажимного диска 4 и маховика 1, освобождая передний ведомый диск 3. Таким образом, между ведущими и ведомыми дисками сцепления при полном его выключении имеются зазоры, которые обеспечивают разъединение ведущих и ведомых частей и «чистоту» выключения сцепления.

На автомобилях Урал, КрАЗ и некоторых модификациях МАЗ с двигателями ЯМЗ-238 устанавливается двухдисковое сцепление, имеющее аналогичную конструкцию.

Кожух сцепления (рисунок 3.7) соединён с маховиком двумя установочными штифтами и шестнадцатью болтами с пружинными шайбами. Кожух изготовлен из листовой стали, усилен отбортовкой и ребром жёсткости. К внутренней стороне кожуха приварены контактной сваркой направляющие стаканы 25 для нажимных пружин. К кожуху крепятся нажимной диск 34, четыре рычага выключения 7 и двадцать восемь нажимных пружин 31.

Нажимной диск отлит из серого чугуна. На внешнем торце имеются четыре шипа, которыми диск центрируется в пазах маховика. Рабочая поверхность нажимного диска шлифована. На другой стороне диска отлиты бобышки для установки нажимных пружин и кронштейны для установки рычагов выключения. Нажимной диск статически балансирован. Балансировку производят путем высверливания металла из бобышек для нажимных пружин.

Между кожухом и нажимным диском расположены нажимные пружины 31, сцентрированные бобышками диска и направляющими стаканами. Для предохранения пружин от чрезмерного нагревания при пробуксовке сцепления, со стороны нажимного диска под пружины установлены теплоизолирующие шайбы 24 из прессованного асбестового картона толщиной 3 мм.


1 – отжимная пружина; 2 – контргайка; 3 – регулировочный винт; 4 – рычаг выключения; 5 – вилка рычага выключения; 6 – регулировочная гайка; 7 – стопорная шайба; 8 – опорная пластина; 9 – болт крепления опорной пластины; 10 – петля пружины рычага выключения; 11 – муфта выключения сцепления; 12 – шланг подачи смазки: 13 – вилка выключения сцепления; 14 – упорное кольцо; 15 – вал вилки выключения; 16 – рычаг вала вилки; 17 – палец; 18 – крышка люка картера сцепления; 19 – кожух сцепления; 20 – нажимная пружина; 21 – термоизолирующая шайба пружины; 22 – нажимной диск; 23 – крышка люка картера маховика; 24 – маховик; 25 – ведомые диски; 26 – средний ведущий диск

Рисунок 3.7 – Сцепление ЯМЗ – 238


Нажимные пружины изготовлены из стальной легированной проволоки и после навивки подвергаются дробеструйной обработке для повышения усталостной прочности. Усилие пружин обеспечивает создание необходимой силы трения для передачи крутящего момента от маховика через кожух 32 и нажимной диск 34 к ведомым дискам 37 сцепления.

Для выключения сцепления служат четыре рычага выключения 7. Каждый рычаг при помощи оси и игольчатого подшипника соединён с кронштейнами нажимного диска. Рычаги шарнирно связаны с кожухом четырьмя вилками 11 со сферическими регулировочными гайками 14, которые от проворачивания фиксируются стопорными шайбами, расположенными между гайками и опорными пластинами 13. Каждая пластина прикреплена к кожуху двумя болтами. Опорные концы рычагов выключения 7 входят в пазы упорного кольца 21 и прижаты к нему фасонными пружинами 15, изготовленными из стали.

Нажимной диск в сборе с кожухом отбалансирован статически путем снятия металла по ободу нажимного диска.

Средний ведущий диск 36 отлит из серого чугуна. Он расположен между маховиком 3 и нажимным диском 14. На внешней окружности среднего ведущего диска имеются четыре шипа, посредством которых диск центрируется в пазах маховика. Для охлаждения диска предусмотрены радиальные пазы. Рабочие поверхности диска шлифованы. Он статически отбалансирован высверливанием металла с поверхности внешнего цилиндрического торца.

3.3 Приводы выключения сцепления

Выключение и включение сцепления на автомобиле происходит при помощи привода выключения. На изучаемых автомобилях можно выделить три основные вида приводов выключения сцепления: механический, гидравлический с пневмогидроусилителем и механический с пневмоусилителем.

3.3.1 Механический привод выключения сцепления

Механический привод включает в себя педаль 1 сцепления (рисунок 3.8), выжимной подшипник 3, вилку 6 выключения сцепления, рычаг 9 вилки и тягу 8.

Нажатием на педаль 1 с помощью тяги, рычага и вилки перемещается вперед выжимной подшипник 3. Он нажимает на внутренние концы рычагов выключения 4, которые наружными концами отводят нажимной диск от маховика, освобождая ведомый диск, т.е. сцепление выключается.


1 – педаль сцепления; 2 – рычаг педали; 3 – выжимной подшипник; 4 – рычаг выключения; 5 и 10 – пружины педали и тяги; 6 – вилка; 7 – вал привода; 8 – тяга; 9 – рычаг вилки

Рисунок 3.8 – Механический привод выключения сцепления автомобилей ЗИЛ


Для включения сцепления педаль отпускают. Под усилием пружин педаль, рычаг вилки и выжимной подшипник отходят назад, а нажимной диск под действием пружин прижимает ведомый диск к маховику. При включенном сцеплении между выжимным подшипником 3 и рычагами выключения 4 должен быть зазор, который соответствует определенному свободному ходу педали. Свободный ход (35…50 мм) педали сцепления регулируют изменением длины тяги 8.

3.3.2 Гидравлический привод выключения сцепления с пневмогидроусилителем

Гидропривод обеспечивает более плавное нарастание силы трения между дисками сцепления, а пневмогидроусилитель привода служит для уменьшения усилия на педаль сцепления при выключении.

При нажатии на педаль 1 (рисунок 3.9) при выключении сцепления усилие от ноги водителя через рычаг и шток передается к главному цилиндру 2, откуда жидкость под давлением по трубопроводам 10 поступает в корпус следящего устройства 4, которое при этом обеспечивает пропуск сжатого воздуха, поступающего по воздухопроводу 5 в цилиндр пневмоусилителя 3. Одновременно от главного цилиндра жидкость под давлением поступает в рабочий гидравлический цилиндр 6 усилителя.


а – принципиальная схема соединения элементов привода; б – размещение и крепление элементов привода; 1 – педаль сцепления; 2 – главный цилиндр; 3 – цилиндр пневмоусилителя; 4 – следящее устройство пневмоусилителя; 5 – воздухопровод; 6 – рабочий гидравлический цилиндр; 7 – муфта выключения с подшипником; 8 – рычаг; 9 – шток; 10 – трубопроводы и шланги гидропривода

Рисунок 3.9 – Схема и привод управления сцеплением автомобилей КамАЗ


Следящее устройство, цилиндр пневмоусилителя и рабочий гидравлический цилиндр выполнены в одном агрегате – пневмогидравлическом усилителе.

Пневмогидравлический усилитель, используемый в сцеплении автомобилей КамАЗ, Урал с двигателями КамАЗ (рисунок 3.10), крепится двумя болтами к фланцу картера сцепления с правой стороны силового агрегата.

Корпус усилителя состоит из двух частей. Передняя (правая на рисунке 3.10) часть корпуса 14 выполнена из алюминиевого сплава, а задняя 5 – из чугуна. Между частями корпуса установлена прокладка, которая одновременно является диафрагмой 9 следящего устройства, размещенного над цилиндром пневматического усилителя.


1 – сферическая гайка с контргайкой; 2 – толкатель поршня выключения сцепления; 3 – защитный чехол; 4 – поршень выключения сцепления; 5 – задняя часть корпуса; 6 – комбинированное уплотнение; 7 – следящий поршень; 8 – перепускной клапан с колпачком; 9 – диафрагма следящего устройства; 10 – впускной клапан; 11 – выпускной клапан; 12 – пневматический поршень; 13 – пробка отверстия для слива конденсата; 14 – передняя часть корпуса; А – отверстие для подвода рабочей жидкости; Б – отверстие для подвода сжатого воздуха

Рисунок 3.10 – Пневмогидравлический усилитель


Следящее устройство обеспечивает автоматическое изменение давления воздуха на пневматический поршень 12 в зависимости от усилия нажатия на педаль сцепления. К основным частям следящего устройства относятся следящий поршень 7 с уплотнительной манжетой, впускной 10 и выпускной 11 клапаны, диафрагма 9 и пружины.

Когда педаль сцепления отпущена (сцепление включено), пневматический поршень 12 и поршень 4 выключения сцепления находятся в крайнем правом (переднем) положении (пневматический поршень занимает это положение под воздействием возвратной пружины). Давление в полости перед поршнем и за поршнем соответствует атмосферному. Положение поршня 4 выключения сцепления определяется упором его толкателя в днище пневматического поршня. В следящем устройстве при этом выпускной клапан 11 открыт, а впускной 10 закрыт.

При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость поступает под давлением к отверстию А, создавая давление в полости цилиндра выключения сцепления и у торца следящего поршня 7. Под давлением рабочей жидкости следящий поршень воздействует на клапанное устройство таким образом, что выпускной клапан 11 закрывается, а впускной 10 открывается, пропуская сжатый воздух, поступающий по трубопроводам к отверстию Б в корпусе пневмогидравлического усилителя. Под давлением сжатого воздуха пневматический поршень 12 перемещается, воздействуя на шток поршня. В результате на толкатель 2 поршня выключения сцепления 4 действует суммарное усилие, которое передаётся на вилку 10 (рисунок 3.6), вилка перемещает муфту 9. Подшипник муфты через упорное кольцо 11 давит на рычаги выключения 8 и нажимной диск 4 отходит от заднего ведомого диска 3. Одновременно средний ведущий диск 2 с помощью рычажного автоматического механизма, смонтированного на диске, занимает среднее положение. В результате этого передача крутящего момента от двигателя на первичный вал коробки передач или делителя прекращается.

При опускании педали давление перед следящим поршнем 7 падает, в результате в следящем устройстве перекрывается впускной и открывается выпускной клапан. Сжатый воздух из полости за пневматическим поршнем постепенно выходит в атмосферу, воздействие поршня на шток уменьшается и осуществляется плавное включение сцепления.

При отсутствии сжатого воздуха в пневматической системе сохраняется возможность управления сцеплением, так как выключение сцепления может быть осуществлено за счет давления только в гидравлической части усилителя. При этом усилие на педали, создаваемое водителем, должно быть около 600 Н (60 кгс).

Сцепление автомобиля Урал по общему устройству и работе аналогично сцеплению автомобиля КамАЗ, однако имеет некоторые конструктивные особенности.

Картер сцепления передней привалочной поверхностью соединяется с картером маховика, а к задней его части крепится картер коробки передач.

Для обеспечения возможности преодоления автомобилем брода глубиной до 1,5 м полость картера сцепления герметизируется. В нижней его части имеется крышка, в которой предусмотрено дренажное отверстие, перекрываемое пробкой при преодолении брода.

На автомобилях КрАЗ главный гидроцилиндр и пневмогидравлический усилитель имеют несколько иную конструкцию (рисунок 3.11).

При нажатии на педаль 25 давление жидкости, создаваемое поршнем 13, через трубопровод 18 передается к гидропоршню 30 и перемещает его. Впускной воздушный клапан 33, помещённый в гидропоршне 30, перемещается вместе с ним, упирается в хвостовик пневмопоршня 36, перекрывая атмосферное отверстие, и отжимает клапан 33 от седла 34. Сжатый воздух через зазоры между хвостовиком пневмопоршня 36 и седлом 34 поступает в полость пневмопоршня 36, перемещает его и через вилку 44 и рычаг 22 выключает сцепление. В исходное положение педаль 25 возвращается под действием пружины 2, а поршни – под действием нажимных пружин сцепления и возвратных пружин 15, 23 и 35. Сжатый воздух выходит в атмосферу через хвостовик поршня 36 и сапун 19.

В случае отсутствия воздуха в пневмосистеме привод будет чисто гидравлическим, но при этом значительно возрастает усилие на педали.


1 – главный цилиндр; 2 – оттяжная пружина педали; 3 – регулировочные болты; 4 – ось педали; 5 – пробка наливного отверстия; 6 – крышка; 7 – болт; 8 – манжета поршня; 9 – толкатель поршня; 10 – защитный колпак; 11 – контргайка; 12 – вилка толкателя; 13 – поршень главного цилиндра; 14 – манжета главного цилиндра; 15 – пружина возвратная; 16 – картер главного цилиндра; 17 – штуцер; 18 – гидропровод; 19 – сапун; 20 – воздухопровод; 21 – рабочий цилиндр; 22 – рычаг вала вилки выключения сцепления; 23 – возвратная пружина пневмопоршня; 24 – крышка рабочего цилиндра; 25 – педаль сцепления; 26 – защитный колпачок; 27 – клапан перепускной; 28 – шарик-клапан; 29 – кольцо уплотнительное; 30 – гидропоршень рабочего цилиндра; 31 – втулка направляющая впускного клапана; 32 – пружина впускного клапана; 33 – впускной клапан; 34 – седло впускного клапана; 35 – пружина возвратная гидропоршня; 36 – пневмопоршень рабочего цилиндра; 37 – корпус рабочего цилиндра; 38 – стопорное кольцо; 39 – шток пневмопоршня; 40 – шайба; 41 – защитный колпак; 42 – кольцо ограничительное; 43 – гайка крепления защитного колпака; 44 – вилка штока; 45 – маслёнка; 46 – втулка пневмопоршня; 47 – сухарь штока; 48 – опора штока; 49 – палец; а – свободный ход педали сцепления; в – полный ход педали сцепления

Рисунок 3.11 – Привод выключения сцепления автомобилей КрАЗ


3.3.3 Механический привод выключения сцепления с пневмоусилителем

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

3.4.1 Назначение устройство и принцип работы коробок передач

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.

3.4.2 Коробка передач автомобилей ЗИЛ

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.

3.4.3 Коробка передач автомобилей КамАЗ

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.

Конец ознакомительного фрагмента.

Оглавление

  • 3 Трансмиссия большегрузных автомобилей

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Автопрактикум. Часть 2. Трансмиссия большегрузных автомобилей (В. А. Сологуб, 2012) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я