4.1. Назначение. Классификация. Требования

Коробка передач предназначена для преобразования крутящего момента на ведущих колесах автомобиля путем изменения передаточного числа, осуществления движения автомобиля задним ходом и длительного отсоединения двигателя от ведущих колес.

Необходимость преобразования крутящего момента определяется характером изменения крутящего момента ДВС, особенностью которого является относительно малая приспосабливаемость к изменению внешней нагрузки. Задний ход требуется для совершения автомобилем определенных маневров. Двигатель и ведущие колеса необходимо разъединять на длительное время при работе двигателя на стоянке и движении автомобиля накатом.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы коробок передач:

Сту­пенчатые коробки передач обладают рядом преимуществ с бесступенчатыми. Поэтому они получили широкое примене­ние на автомобилях различных типов.

К коробкам передач предъявляют следующие требования:

1. обеспечение оптимальных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля при заданной внешней скоростной характеристике двигателя;

2. высокий КПД;

3. бесшумность при работе и переключении передач;

4. простота и удобство управления;

5. отбор мощности для привода дополнительного оборудования (в коробках передач специальных и грузовых специализированных автомобилей);

6. общие требования.

Необходимые тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля, оптимальные для заданных условий эксплуатации, достигаются путем правильного выбора числа передач, диапазона передаточных чисел и соотно­шения (плотности ряда) передаточных чисел промежуточных пе­редач.

Увеличение числа передач повышает степень использования мощности двигателя, топливную экономичность, среднюю скорость движения, производительность автомобиля и снижает себестоимость перевозок. Однако при увеличении числа передач усложняется кон­струкция коробки передач, увеличиваются ее масса, размеры, сто­имость и затрудняется управление автомобилем. Кроме того, с увеличением числа передач возрастает время разрыва потока мощ­ности от двигателя к ведущим колесам, что может привести к ухудшению тягово-скоростных свойств и топливной экономично­сти автомобиля.

Диапазон передаточных чисел представляет собой отношение передаточного числа низшей передачи коробки передач к пе­редаточному числу высшей передачи. Чем меньше удельная мощность двигателя автомобиля, тем больше должен быть диапазон передаточных чисел коробки пере­дач автомобиля.

Плотность ряда передаточных чисел коробки передач опреде­ляется соотношением передаточных чисел промежуточных пере­дач. Плотность ряда выше у коробок передач, имеющих большое число передач. Эти коробки обеспечивают автомобилю более вы­сокие тягово-скоростные свойства и топливную экономичность, чем коробки с меньшим числом передач. Высокая плотность ряда передаточных чисел коробки передач кроме повышения тягово-скоростных свойств и топливной эко­номичности автомобиля создает более благоприятные условия работы синхронизаторов, так как для переключения передач тре­буется меньшая работа трения. Благодаря этому размеры синхро­низаторов могут быть уменьшены при сохранении достаточной их надежности.

В механических ступенчатых коробках передач высокий КПД обеспечивается минимальным числом зацеплений для передач переднего хода (одно для двухвальных и два для трехвальных соосных), высоким качеством изготовления зубьев ше­стерен, применением подшипников качения, повышением жест­кости основных деталей. В гидромеханических коробках передач – применением планетарных механизмов, блокированием гидро­трансформатора, мероприятиями, снижающими величину отбо­ра мощности на систему управления.

КПД может служить оценочным параметром уровня шума, со­здаваемого при работе коробкой передач, так как шум всегда свя­зан с потерей энергии. Чем меньше значение КПД коробки пере­дач, тем она более шумная при работе.

Требование минимальных вибраций и шума при работе прежде всего относится к коробкам передач легковых автомобилей. Выполнение данного требования обеспечи­вается увеличением межосевого расстояния, оребрением картера, уменьшением расстояния между опорами валов, увеличением диаметров валов и другими мерами, повышающими жесткость

Рис. 2.1. Основные типы конструкций механических коробок передач:

промежуточ-

межколесный

Удобство, как и для любого органа управления, определяется обычно двумя факторами: удоб­ным расположением рычага переключения передач (рукоятки кон­троллера), величиной его полного хода, который не должен пре­вышать 100 ÷ 200 мм в двух взаимно-перпендикулярных направле­ниях. Однако при использовании раздаточных коробок и допол­нительных коробок передач (делителей, демультипликаторов) при­меняют дополнительные органы управления. Часто автоматичес­кие коробки передач имеют дополнительные органы управления для изменения режимов переключения передач. Легкость опреде­ляется невысокими значениями усилия (не выше 100 Н), необхо­димого для перемещения рычага переключения передач.

В коробках передач отбор мощности предус­матривается для привода дополнительного оборудования (лебедки, насосы, подъемные механиз­мы и др.) на автомобилях высокой проходимости, специализиро­ванных (самосвалы, цистерны, рефрижераторы, самопогрузчики) и специальных автомобилях (коммунальные, пожарные, автокра­ны и др.) и осу­ществляется обычно от дополнительной прямозубой шестерни на промежуточном валу через левый или правый люки в картере ко­робки передач, к которым присоединяется коробка отбора мощ­ности.