Учебный вопрос № 5 Назначение, устройство и работа делителя передач. Управление коробкой передач с делителем

Делитель передач обеспечивает плавное выравнивание окружных скоростей и безударное включение высшей и низшей передач (рис.16).

Делитель передач механический, ускоряющий с пневматическим приводом включения низшей и высшей передач.

Рис. 16. Делитель передач (СЛАЙД № 31 )

Делитель состоит из картера, отлитого заодно с картером сцепления, первичного вала с шестерней, синхронизатором и подшипниками, промежуточного вала с шестерней и подшипником и механизма переключения передач (рис.17).

Первичный вал установлен на двух шариковых подшипниках.

Передний подшипник первичного вала с сальниковым устройством установлен в расточке маховика двигателя, задний подшипник - в гнезде перегородки картера делителя.

Осевые усилия, возникающие при работе делителя, воспринимаются задним подшипником первичного вала делителя.

При направлении усилия в сторону сцепления усилие передним торцом шестерни передается на шайбу и далее на внутреннее кольцо подшипника, через шарики, наружное кольцо подшипника - на крышку и через болты ее крепления - на картер делителя передач. При направлении усилия в сторону первичного вала коробки передач усилие задним торцом шестерни передается на торец зубчатой муфты вала и далее через вал, гайку крепления, маслонагнетающее кольцо - на внутреннее кольцо подшипника и через шарики, наружное кольцо подшипника, стопорное кольцо подшипника - на картер делителя передач.

Для принудительной смазки переднего подшипника первичного вала коробки передач и подшипников шестерен вторичного вала коробки передач на первичном валу делителя установлено специальное маслонагнетающее устройство, представляющее собой маслонагнетающее кольцо.

Необходимый уровень масла в картере делителя поддерживается за счет сообщения между собой через два отверстия в стенках картеров делителя и основной коробки передач.

Для обеспечения плавного выравнивания окружных скоростей и безударного включения высшей и низшей передач делителя на первичном валу установлен синхронизатор инерционного типа с конусными фрикционными кольцами. Синхронизатор делителя по принципу действия не отличается от синхронизаторов основной коробки, но конструктивно выполнен по-другому, с синхронизатором четвертой и пятой передач унифицированы фрикционные кольца, пружины и шарики фиксаторов.

Синхронизатор делителя (рис. 18) состоит из каретки, двух одинаковых фрикционных колец, шести блокирующих пальцев и шести пальцев фиксаторов.

Рис. 18. Синхронизатор делителя передач: (СЛАЙД № 33 )

1 - кольцо фрикционное; 2 - палец фиксатора; 3 - блокирующий палец;

4 - каретка синхронизатора; 5 - пружина фиксатора; 6 - шарик

Каретка синхронизатора на наружном диаметре имеет канавку, в которую входят сухари вилки переключения передач. Внутреннее отверстие каретки шлицованное, состоящее из трех зубчатых венцов. Крайние зубчатые венцы имеют меньшую толщину зуба, чем средний, что при переключении передач в комплексе с зубчатыми венцами первичного вала делителя предохраняет от самовыключения делителя на ходу автомобиля, образуя так называемый «замок».

Работа синхронизатора делителя заключается в следующем. (СЛАЙД № 34 )

При включении, например, третьей передачи каретка синхронизатора под действием вилки переключения передач стремится сдвинуться влево. При соприкосновении конуса фрикционного кольца с конусом шестерни третьей передачи под действием сил трения шестерня увлекает за собой фрикционное кольцо с блокирующими пальцами, поворачивая их относительно каретки. Фаски отверстий каретки упираются в фаски блокирующих пальцев и дальнейшее перемещение каретки до полного выравнивания окружных скоростей прекращается.. Когда исчезнут сила инерции и момент трения, блокирующие пальцы займут безразличное положение относительно отверстий в каретке и каретка получит возможность под действием вилки переключения передач продвинуться в осевом направлении. При этом шарики фиксаторов утапливаются и каретка по большим диаметрам блокирующих пальцев передвигается в сторону третьей передачи. Зубчатый венец каретки бесшумно входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни третьей передачи.

Промежуточный вал делителя 11 (см. рис. 17) установлен на сферическом роликовом подшипнике 12, помещенном в гнезде перегородки картера делителя. Задней опорой вала 11 является гладкая поверхность промежуточного вала основной коробки передач.

Промежуточные валы делителя и основной коробки передач соосны и соединены между собой при помощи шлицев.

Шестерня 10 привода промежуточного вала делителя косозубая, напрессована до упора в торец вала 11.

На переднюю шейку вала 11 напрессован до упора в бурт вала сферический роликовый подшипник 12. От осевых перемещений на валу подшипник 12 зафиксирован упорной шайбой, привернутой к валу 11 двумя болтами.

Наружное кольцо подшипника, помещенное в стакане подшипника, от осевых перемещений удерживается буртом стакана. В канавку стакана установлено уплотнительное кольцо, а между торцом стакана и перегородкой - уплотнительная прокладка. Подшипник закрыт крышкой.

Осевые усилия воспринимаются сферическим роликовым подшипником 12. При направлении усилия в сторону сцепления усилие торцом шестерни 10 передается на внутреннее кольцо подшипника 12 и далее через ролики, наружное кольцо подшипника на торец крышки и через болты ее крепления - на картер.

При направлении усилия в сторону промежуточного вала коробки передач усилие торцом шестерни 10 передается на вал делителя 11 и далее через вал 11, упорную шайбу на внутреннее кольцо подшипника 12 и через ролики, наружное кольцо подшипника, стакан подшипника - на картер.

Механизм переключения передач делителя предназначен для обеспечения включения требуемой передачи на ходу автомобиля и состоит из вилки 14 (см. рис. 17) с сухарями 15, валика 13 вилки 14, на конце которого установлен рычаг 16, и пневматического цилиндра с корпусом механизма переключения передач.

Валик 13 вилки 14 установлен в отверстиях картера. В средней части на валик 13 на сегментной шпонке установлена вилка 14 с сухарями 15. Вилка 14 закреплена двумя стяжными болтами. Для обеспечения монтажа и доступа к механизму переключения на картере делителя имеется люк, закрытый крышкой. На наружном конце валика 13 на сегментной шпонке установлен рычаг 16, соединенный с поршнем силового цилиндра. Рычаг 16 закреплен стяжным болтом.

Рычаг 16 установлен в верхней части корпуса 1 механизма переключения передач (рис. 19). Корпус 1 отлит из алюминиевого сплава, установлен на левой стороне картера делителя и крепится к нему на пяти шпильках. В нижней части корпуса на одной оси расточены большое отверстие под пневматический цилиндр, в котором установлен поршень 7 со штоком, и малое - для установки штока поршня 7. На штоке поршня 7 выполнены пазы, в которые входит рычаг валика переключения передач делителя, расположенный в верхней части корпуса 1. Расточка корпуса под пневматический цилиндр закрыта крышкой 8. В нижней части корпуса выполнены каналы для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра от воздухораспределителя 1. В торцы верхней части корпуса механизма переключения передач ввернуты с двух сторон установочные болты 6.

Рис. 19. Механизм переключения передач делителя с воздухораспределителем: (СЛАЙД № 35 )

1 - корпус воздухораспределителя; 2 - золотник воздухораспределителя; 3 - цилиндр; 4 - поршень; 5 - корпус механизма переключения передач делителя; 6 - установочный болт; 7 - поршень со штоком; 8 - крышка; 9 -сапун; 10 - уплотнительная прокладка

Кран управления делителем предназначен для подвода воздуха в одну из полостей воздухораспределителя в зависимости от включаемой передачи. Он установлен на торце блока цилиндров двигателя и состоит из корпуса 5 (рис. 21) с крышкой 3 и золотника 1 с гнездами. В корпус 5 запрессовываются гнезда золотника, а затем устанавливается золотник 1. Золотник 1 имеет два пояска с уплотнительными кольцами и внутреннее осевое отверстие. В боковой части корпуса 5 и гнездах золотника выполнено три отверстия: центральное (впускное) для подвода воздуха от пневматической системы и два для подвода воздуха к полостям воздухораспределителя.

Рис. 20. Пневматический привод управления делителем: (СЛАЙД № 36 )

1 - редукционный клапан; 2 - клапан включения делителя; 3 - переключатель крана; 4 - кран управления делителем; 5 - пневматический цилиндр; 6 – воздухораспределитель

В нижней части корпуса 5 имеется отверстие, закрываемое фильтром для выпуска воздуха в атмосферу. Золотник 1 в корпусе может занимать два положения. Когда золотник 1 находится в верхнем положении (низшая передача в делителе), воздух поступает от впускного отверстия через подводное отверстие в заднюю полость воздухораспределителя 6 (см. рис 20). Передняя полость воздухораспределителя 6 при этом соединена с атмосферой через выпускное отверстие в корпусе крана 4. При нижнем расположении золотника (высшая передача) воздух поступает в переднюю полость воздухораспределителя 6, а задняя полость воздухораспределителя 6 при этом соединена через радиальное отверстие и осевой канал в золотнике и выпускное отверстие в корпусе крана 4 с атмосферой.

Рис. 21. Кран управления делителем передач: (СЛАЙД № 37 )

1 - трос крана с золотником; 2 - болт; 3 - крышка корпуса крана; 4 - прокладка уплотнительная; 5 - корпус крана; 6 - гайка соединительная

Клапан включения делителя 2 (см. рис.20) предназначен для подачи воздуха через редукционный клапан 1 и воздухораспределитель 6 к пневматическому цилиндру 5 при нажатии водителем на педаль сцепления. Клапан установлен на передней панели в кабине автомобиля. Усилие от педали сцепления передается на клапан 10 через толкатель 11. По конструкции клапан включения аналогичен крану управления вспомогательной тормозной системы, и его устройство описано ниже.

Редукционный клапан давления 9 предназначен для исключения перегрузки деталей синхронизатора при переключении передач путем ограничения давления в пневматическом цилиндре до 3,95-4,45 кгс/см². Он установлен на левой стороне картера делителя.

Редукционный клапан (рис. 22) состоит из корпуса 6 с крышкой 10, впускного клапана 4 с пружиной 2, штока 5 впускного клапана и мембраны 8 с пружиной 11.

Рис. 22. Редукционный клапан: (СЛАЙД № 38 )

1 - корпус пружины; 2 - пружина впускного клапана; 3 - прокладка; 4 - клапан впускной; 5 - шток впускного клапана; 6 - корпус; 7 - гайка накидная; 8 - мембрана; 9 - шайба; 10 - крышка корпуса; 11 - пружина уравновешивающая; 12 – пробка

При давлении воздуха менее 4,45 кгс/см² мембрана 8, зажатая между корпусом 6 и крышкой 10, под действием пружины 11 воздействует через шток 5 на впускной клапан 4, перемещает его влево и, сжимая пружину 2 клапана 4, отрывает его от седла, выполненного в корпусе 6. Воздух свободно проходит от клапана включения 2 (см. рис. 20-3.29) через открытый впускной клапан к воздухораспределителю 6. Одновременно воздух через канал в корпусе 6 (см. рис. 22-3.31) поступает в полость под мембраной 8. При повышении давления на входе в редукционный клапан свыше 4,45 кгс/см² воздух, преодолевая усилие пружины 11 мембраны 8, перемещает ее вправо. Вследствие этого уменьшается воздействие со стороны мембраны 8 на шток 5 впускного клапана 4, который под воздействием пружины 2 перемещается также вправо и садится на седло, перекрывая тем самым подвод воздуха воздухораспределителю.

От редукционного клапана сжатый воздух подводится к золотниковой полости воздухораспределителя.

Воздухораспределитель предназначен для подвода воздуха полости в одну из полостей пневматического цилиндра в зависимости от включаемой передачи.

Рис. 23. Воздухораспределитель: (СЛАЙД № 39 )

1 - корпус; 2 - золотник; 3 - поршень; 4 - цилиндр; 5 - гнездо золотника

Воздухораспределитель состоит (рис. 23) из корпуса 1 с золотником 2 и двух 4 цилиндров с поршнями 3. В корпус запрессовываются гнезда 5 золотника, а затем устанавливается золотник 2. Золотник имеет два пояска с уплотнительными кольцами. В нижней части корпуса 1 и гнездах 5 золотника выполнено впускное отверстие для подвода воздуха от редукционного клапана, а в верхней части - два канала для подвода воздуха к полостям пневмоцилиндра. Золотник 2 в корпусе 1 может занимать два положения. Когда золотник 2 находится в левом положении, воздух поступает от впускного отверстия через левый канал в переднюю полость пневмоцилиндра. При правом расположении золотника воздух поступает в заднюю полость пневмоцилиндра. Для управления положением золотника 2 он имеет с двух сторон удлиненные торцы, которые упираются в пневматические поршни 3. Поршни 3 установлены в цилиндры 4, закрепленные на торцах корпуса. Надпоршневые полости цилиндров соединены трубопроводами с краном управления делителя.

Переключение передач в делителе увеличивает вдвое число передач, позволяет получить передаточные числа, близкие к среднему значению двух соседних передач основной пятиступенчатой коробки передач, и изменяет скорость и величину тяги автомобиля приблизительно в 1,22 раза. (СЛАЙД № 40 )

Каждому положению рычага переключения передач основной коробки соответствуют передачи в зависимости от положения переключателя крана управления делителя. Так, при том же положении рычага переключения передач основной коробки верхнему положению переключателя крана управления делителем соответствует быстрая по скорости, но меньшая по тяге передача коробки передач; нижнему положению переключателя крана - меньшая по скорости, но большая по тяге передача коробки передач.

Правильное и умелое использование водителем передач делителя позволяет увеличить среднюю скорость движения автомобиля, уменьшить частоту пользования рычагом переключения основной коробки передач, уменьшить расход топлива и обеспечить оптимальный режим работы двигателя.

Переключение передач в коробках передач производится: (СЛАЙД № 41 )

- в основной коробке - перемещением рычага переключения передач;

- в делителе - перемещением переключателя крана управления, установленного на рычаге переключения передач. Верхнему положению переключателя соответствует высшая передача в делителе. Нижнему положению переключателя соответствует низшая (прямая) передача в делителе.

Управление коробкой передач с делителем. (СЛАЙД № 42, 43 )

Переключение передач в делителе производится следующим образом:

1. Переключатель крана управления делителем перевести в крайнее положение, соответствующее высшей или низшей передаче.

2. Педаль сцепления выжать до упора и выдержать ее до полного включения передачи в делителе (ориентировочно 1,0 с).

3. Плавно отпустить педаль сцепления.

Перемещение переключателя крана управления в положение выбранной передачи можно производить заранее. После этого в нужный момент достаточно выжать педаль сцепления до упора, чтобы осуществить переключение на выбранную передачу (рис. 24).

Рис. 24. Схемы положений рычага переключения передач для автомобилей Камаз и Урал (СЛАЙД № 44)

При трогании с места передача в делителе выбирается в зависимости от дорожных условий и загруженности автомобиля.

Разгон автомобиля до скорости 30-40 км/ч достаточно производить лишь переключением передач в основной коробке, не производя переключения передач в делителе.

Разгон на скоростях, больших 40 км/ч, целесообразно производить с использованием обеих передач делителя.

Переключение передач при разгоне, требующее одновременного переключения передач в основной коробке и в делителе, в случае движения на «высшей передаче» в делителе производится в следующей последовательности:

• перевести переключатель крана управления делителя в нижнее положение («низшая передача»);

• выжать педаль сцепления и включить следующую, более высшую, передачу в основной коробке передач;

• плавно отпустить педаль сцепления.

Переключение передач при увеличении дорожного сопротивления, требующее одновременного переключения передач в основной коробке и в делителе, в случае движения на «низшей передаче» в делителе, производится в следующей последовательности:

• перевести переключатель крана управления делителя в верхнее положение («высшая передача»);

• выжать педаль сцепления и включить следующую, более низшую, передачу в основной коробке передач;

• плавно отпустить педаль сцепления.