Устройство и назначение коробки переключения передач
Назначение
Коробка переключения передач (сокращенно КПП) предназначена для изменения крутящего момента по величине и направлению и передачи его от сцепления (с механизмом сцепления мы познакомимся в следующем разделе) к ведущим колесам. Другими словами, с помощью КПП при постоянной мощности двигателя происходит изменение силы тяги на ведущих колесах автомобиля. Также КПП позволяет включить задний ход и на неограниченное время (в отличие от сцепления) осуществлять отсоединение двигателя от ведущих колес. Автомобили могут оснащаться механической либо автоматической КПП. Отметим, что механическая КПП является сегодня более распространенной, она устанавливалась на все автомобили до изобретения «автомата», который появился примерно в середине прошлого столетия. коробка переключение передача вал
Устройство
Механическая КПП содержит следующие основные элементы: картер, первичный вал, вторичный вал, промежуточный вал, шестерни, дополнительный вал, шестерни заднего хода, синхронизаторы, механизм переключения передач, замковое устройство, блокировочное устройство, рычаг переключения передач. Отметим, что рычаг коробки переключения передач (сокращенно рычаг КПП) -- единственный из перечисленных элементов, который доступен из салона.
Картер КПП закреплен на картере сцепления, который, в свою очередь, установлен на картере двигателя. Половину объема картера КПП занимает трансмиссионное масло, используемое для смазки деталей КПП. Замена масла в КПП осуществляется редко, на многих современных автомобилях его и менять не нужно (оно заливается на заводе-изготовителе и рассчитано на весь срок эксплуатации автомобиля). Это обусловлено тем, что в КПП по сравнению с мотором детали вращаются намного медленнее. Следовательно, они не так интенсивно изнашиваются, и в масло попадает значительно меньше продуктов их работы (металлических опилок, стружки и др.). Поэтому находящееся в КПП масло дольше сохраняется в состоянии, пригодном для использования.
Картер КПП содержит подшипники, на которых вращаются валы. Эти валы имеют наборы шестерен с разным числом зубьев. Для того чтобы передачи переключались плавно и бесшумно, в КПП используются синхронизаторы. Сущность их работы состоит в том, что они уравнивают угловые скорости вращающихся шестерен.
Основным узлом КПП является механизм переключения передач, с помощью которого, собственно, и осуществляется смена передач. Управление этим механизмом производится с помощью рычага, расположенного в салоне. Обычно рычаг КПП находится между передними сиденьями и одновременно перед ними, но он может располагаться, например, и на рулевой колонке.
Замковое устройство предотвращает включение одновременно двух передач, а блокировочное устройство предотвращает самопроизвольное выключение передач.
Работа
Основной принцип работы КПП базируется на том, что разные шестерни имеют разное число зубьев. Предположим, что коленвал вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту и передает этот крутящий момент на первичный вал с шестерней, которая входит в зацепление с другой шестерней, большей по размеру и имеющей в два раза больше зубьев. Вал, на котором установлена эта вторая шестерня, будет вращаться со скоростью в два раза меньшей, т. е. 1500 оборотов в минуту. При использовании разных сочетаний входящих в зацепление шестерен (установленных на разных валах) этот принцип позволяет получать и передавать, на ведущие колеса разный крутящий момент. В результате при вращении коленчатого вала со скоростью 3000 оборотов в минуту ведущие колеса при включении соответствующих передач могут вращаться, например, со скоростью 1500 оборотов в минуту или 2000 оборотов в минуту и т. д.
Для движения задним ходом в КПП предусмотрена возможность включения задней передачи. В данном случае вторичный вал КПП вращается в обратную сторону благодаря использованию нечетного количества входящих в зацепление шестерен (в этом случае направление крутящего момента меняется на противоположное). Эта «нечетная» шестерня находится на дополнительном валу КПП.
Водитель автомобиля самостоятельно переключает передачи с помощью рычага, в зависимости от условий езды, режима работы двигателя, его возможностей, а также иных факторов. На современных легковых автомобилях чаще всего устанавливается пятиступенчатая коробка передач: это означает, что машина имеет пять передач для движения в переднем направлении и одну передачу -- для движения в заднем направлении.
Помните, что чем ниже передача -- тем она сильнее, но в то же время -- медленнее. Следовательно, самыми сильными передачами, используемыми для начала движения и езды на небольшой скорости, являются первая и задняя передачи. Когда они включены, мотор легко вращает ведущие колеса, но разогнаться до высокой скорости вы не сможете: двигатель будет громко «реветь», но быстрее 10-20 км/ч автомобиль не поедет. Поэтому после начала движения и набора минимальной скорости необходимо перейти на вторую передачу -- менее мощную, но более скоростную. Далее можно развить скорость 40-50 км/ч для перехода на третью передачу -- еще более скоростную и менее мощную и т. д.
В коробках передач с прямым управлением возможны два варианта конструкции: с непосредственным и дистанционным управлением. В первом случае рукоятка управления устанавливается непосредственно на коробке передач, и нижний ее конец находится внутри коробки. Это самый простой вариант, но он возможен только
Рис. 3.20. Вариант конструкции механизма управления коробкой передач
при расположении коробки передач вблизи места водителя. При дистанционном управлении, когда коробка передач удалена от водителя, между ней и рукояткой управления располагается система тяг и рычагов, иногда весьма длинная и сложная.
В самой коробке передач основными деталями механизма переключения обычно являются скользящие ползуны, которые жестко связаны с вилками (7, 2, 7 на рис. 3.20) и вильчатыми втулками (5, 6 там же).
Втулки имеют впадины, в которые может заводиться нижний конец рычага управления, располагающегося обычно на верхней крышке. Для того чтобы верхний конец рычага располагался в удобном для водителя месте, крышку коробки в необходимых случаях удлиняют вперед или назад за пределы картера (рис. 3.21) или устанавливают рычаг на задней крышке.
Манипуляции рычагом состоят из двух движений. При поперечном качании его нижний конец, перемещаясь по канавке, образованной впадинами находящихся в нейтральном положении вильчатых втулок, вводится в зацепление с той из них, которая установлена на ползуне предполагаемой к включению передачи. Затем продольным перемещением рычага производится собственно включение передачи. Первое движение является избирательным, а второе исполнительным. Введение рычага в зацепление с крайними вильчатыми втулками не представляет трудностей, так как для этого достаточно довести рычаг до упора в боковую стенку впадины этих
Рис. 3.21. Вариант конструкции механизма управления коробкой передач
Рис. 3.22. Вариант конструкции механизма управления коробкой передач
втулок. Установка же нижнего конца рычага против средней втулки коробок весьма затруднена и сильно усложняла бы управление коробкой, если бы ее приходилось выполнять на ощупь. Для исключения этого применяются различные конструктивные приемы, из которых наибольшее распространение получили два следующих.
Первый заключается в том, что во впадину крайней втулки, обслуживающей наиболее редко включаемые передачи (или передачу), вводится подпружиненный упор. Этот упор (на рис. 3.22 он обозначен позицией 1 и установлен в промежуточном рычаге) ограничивает свободное поперечное качание рычага двумя оставшимися втулками, и выбор любой из них трудностей не вызывает. Для введения рычага в зацепление с третьей втулкой необходимо за счет дополнительного усилия, приложенного к рычагу, преодолеть сопротивление пружины. Оригинальное конструктивное выполнение этого технического приема (подпружиненный шарик 7) показано на рис. 3.21.
Во втором случае перемещение рычага ограничивается неподвижным упором, и для включения передачи (обычно такое конструктивное решение используется для заднего хода) необходимо нажать на рычаг вниз, что приведет к опусканию специального его выступа ниже поверхности упора.
В легковых автомобилях для удобства управления, часто при помощи дополнительных пружин (2 на рис. 3.21), фиксируют рычаг в зацеплении с втулкой двух наиболее используемых передач.
Для снижения вибраций рычага в его конструкцию вводят резиновые вставки.
В одной коробке часто соседствуют различные способы включения передач, которые требуют разных величин осевого перемещения подвижных элементов и прикладываемых к ним сил. Так, включение шестерен непосредственным перемещением и зубчатыми муфтами происходит при незначительных силах, а принудительное выравнивание скоростей шестерен синхронизатором требует больших осевых усилий.
С другой стороны, при использовании синхронизаторов и, особенно, при включении передач с помощью зубчатых муфт величины осевых перемещений вилок меньше, чем при включении непосредственным перемещением шестерен. Однако величина перемещений рычага управления при включении-выключении разных передач не должна быть существенно различной. Это повлекло бы за собой неудобство управления, заключающееся в том, что некоторые перемещения рычага были бы чрезмерно велики или же другие, будучи малыми, требовали бы приложения больших усилий. Для решения этой проблемы применяют механизмы, имеющие в приводе к различным вилкам разные передаточные числа. Под передаточным числом в данном случае понимается отношение исполнительного хода рукоятки рычага к соответствующему ходу вилки.
В связи с тем что в современных конструкциях коробок большинство передач синхронизировано, практически требуется уменьшение передаточного числа лишь в приводе к вилкам заднего хода и низших передач. Обычно это достигается введением дополнительного рычага между ползуном и вилкой или между основным рычагом и вильчатой втулкой (как на рис. 3.22, где промежуточный рычаг 2 передает усилие на втулку 3). Известны и другие способы решения этого вопроса, например использование для передачи усилия ползунам разных участков нижнего конца рычага.
Включение фонарей заднего хода легковых автомобилей производится нажатием соответствующим ползуном на шток включателя.
В тех случаях, когда конструктору удается сблизить ступицу вилки с вильчатой втулкой, их делают в виде одной детали (4 на рис. 3.5). Крепятся вилки и втулки к ползунам болтами с коническим концом. Ввиду невозможности в процессе эксплуатации контролировать состояние данного соединения, предохранение от самоотворачивания болтов должно отличаться повышенной надежностью и осуществляется почти всегда вязальной проволокой.
Для исключения самопроизвольного перемещения подвижных элементов применяются фиксаторы. В конструкции, показанной на рис. 3.5, они состоят из подпружиненных шариков 5 и лунок 6 на ползунах по числу фиксированных положений ползуна. Иногда по конструктивным и технологическим соображениям фиксаторы располагают непосредственно в шестернях (8 на рис. 3.9).
Если водитель случайно установит нижний конец рычага сразу против двух вильчатых втулок, то при дальнейшем движении рычага могло бы произойти одновременное включение двух передач, что при движении автомобиля привело бы к блокированию и поломке коробки передач. С целью недопущения этого применяют специальные замки. Они включают в себя: плунжеры (позиция 3 на рис. 3.20) или пары шариков (22 на рис. 3.5), расположенные между ползунами, и штифт (4 на рис. 3.20 и 21 на рис. 3.5), скользящий в отверстии среднего ползуна. Если ползунов всего два, то штифт отсутствует. При нейтральном положении коробки все лунки замка (8 на рис. 3.20) на ползунах находятся на одной прямой. Расстояние между донышками двух лунок, обращенных друг к другу, превышает длину плунжера или два диаметра шариков на величину глубины одной лунки. При выведении какого-либо ползуна из нейтрального положения шарики выталкиваются кромкой его лунки, смещаются и заходят в лунки других ползунов, запирая их в нейтральном положении, из которого один из этих ползунов можно вывести только после возвращения в нейтральное положение первого ползуна. Штифт 4 (рис. 3.20) предназначен для смещения плунжера или шариков и запирания одного крайнего ползуна при выведении из нейтрального положения другого крайнего ползуна.
В некоторых конструкциях запирание коробки производится плунжером или другой деталью, входящей во впадину вильчатой втулки всегда, когда ее покидает нижний конец рычага управления (выступы 3 на рис. 3.21).
Наиболее простым получается обычно привод коробки передач автомобиля классической компоновочной схемы, даже если, как в конструкции, изображенной на рис. 3.21, между рычагом переключения и вильчатыми втулками расположен ряд других деталей. В других случаях, как правило, не удается расположить рычаг переключения передач непосредственно на коробке и применяют дистанционный привод. Наиболее распространенные принципиальные схемы такого привода (рис. 3.23) отличаются степенью разделения в приводе избирательного и исполнительного движений.
Ввиду большого количества подвижных скользящих соединений в дистанционном приводе почти всегда имеются значительные зазоры, которые услож-
Рис. 3.23. Конструктивные схемы дистанционных приводов управления коробками передач
няют управление коробкой и повышают склонность деталей привода к вибрациям. Для уменьшения зазора применяют подпружиненные шарики (как, например, 4 и 5 на рис. 3.21), распирающие детали. Их устанавливают в соединениях, имеющих наибольшие зазоры, причем только в направлении избирательного движения, так как усилие при исполнительном движении во много раз больше и упругость привода в этом случае вредна.
При наличии на автомобиле многоступенчатой коробки передач механизм управления ею заметно усложняется. Обычно в таких случаях для облегчения работы водителя используют преселекторное управление коробкой передач.
Преселекторным называют управление с предварительным из-биранием, при котором водитель дважды воздействует на органы управления. Первым воздействием он выбирает передачу, которую намеревается включить в дальнейшем (автомобиль при этом продолжает движение на передаче, включенной ранее). В нужный момент водитель вторым воздействием, уже на другой орган управления, осуществляет переход на избранную передачу. Данный способ обычно применяют для облегчения управления коробкой, когда требуется совершать одновременно два переключения передач в основной и дополнительной коробке. На рычаге управления коробкой передач в этом случае располагают небольшой рычажок, посредством которого водитель при помощи пневматического или электропневматического устройства предварительно выбирает передачу. Переключение на выбранную передачу происходит после срабатывания специального клапана включения, на шток которого воздействует нажатая до упора педаль сцепления.
Схема управления многоступенчатой коробкой передач зависит от того, имеет она делитель или демультипликатор. В последнем случае при разгоне автомобиля водитель, при включенной низшей передаче демультипликатора, последовательно переключает передачи основной коробки от низшей до высшей. Затем, установив основную коробку передач в нейтральное положение, он должен переключить демультипликатор на высшую - прямую передачу и еще раз перебрать ряд передач основной коробки.
Система управления, при которой водитель, манипулируя рычагом коробки передач, должен держать в уме момент переключения демультипликатора, создает большие неудобства. На рис. 3.24показан механизм управления показанной на рис. 3.10 коробки передач, избавляющий водителя от этих проблем. В такой конструкции рычаг 7 имеет два пера
Рис. 3.24. Вариант конструкции механизма управления многоступенчатой коробкой передач
В указанном ряду передаточных чисел все передачи основной коробки, за исключением первой, используются дважды, образуя девять передач. Первая передача и передача заднего хода могут быть включены только при включении понижающей передачи демультипликатора.
При управлении коробкой передач водитель должен иметь возможность четко и быстро устанавливать рычаг / в любое из пяти положений, соответствующих положениям рычага 7«б-е». Для этого на валу 3 установлена пружина 10, распирающая две шайбы и позволяющая рычагу 7 свободно (без дополнительного сжатия пружины) качаться между положениями «в-д». Положения «5» и «е» водитель выбирает, чувствуя сопротивление пружины 10, а для фиксации рычага в среднем положении «г» предназначен фиксатор 14, взаимодействующий с гребнями на ступице рычага 7.
Привод данной коробки передач сложен, имеет довольно много соединений деталей с зазорами, из-за чего свободные (за счет суммарного зазора) перемещения рычага / могут быть большими. Они снижают четкость управления, и для устранения этого недостатка в конструкцию введен фиксатор 15, удерживающий рычаг 1 в среднем продольном положении.
Ошибочное включение низшей передачи демультипликатора при высоких скоростях движения автомобиля в тот момент, когда передача основной коробки уже включена, а сцепление еще выключено, приведет к увеличению частоты вращения ведомого диска сцепления выше допустимой величины, что повлечет за собой разрушение его накладок центробежными силами. Для предотвращения этого систему управления коробкой передач дополняют устройством, предотвращающим такое включение.
Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.
Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число .
Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.
В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые коробки передач и выше. Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.
Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок передач имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.
Устройство трехвальной механической коробка передач
Трехвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного), промежуточного, ведомого (вторичного) валов, на которых размещены шестерни с синхронизаторами. В конструкцию коробки также входит механизм переключения передач. Все элементы размещены в картере (корпусе) коробки передач.
Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.
Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.
Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.
Между шестернями ведомого вала располагаются синронизаторы (другое название - муфты синхронизаторов). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Синхронизаторы имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.
Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.
Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.
Принцип работы трехвальной МКПП
При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.
Устройство двухвальной механической коробки передач
Двухвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного) и ведомого (вторичного) валов с блоками шестерен и синхронизаторами. Помимо этого в картере коробки передач размещены главная передача и дифференциал.
Ведущий вал , также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.
Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.
С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней - по сути три главных передачи.
Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.
Механизм переключения передач двухвальной коробки состоит из рычага управления, соединенного тросами с рычагами выбора и включения передач. Рычаги в свою очередь соединены с центральным штоком переключения передач с вилками.
Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).
Принцип работы двухвальной механической коробки передач
Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.
Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.
При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.
Коробка передач, или по-другому трансмиссия, передает силу вращения - так называемый вращательный момент - от двигателя автомобиля на колеса. При этом в зависимости от условий движения автомобиля она может передавать вращательный момент полностью либо частично.
Машина, идущая в гору, должна пользоваться более низкой передачей по сравнению с машиной, мчащейся по ровному скоростному шоссе. При более низкой передаче на колеса передается больший крутящий момент. А это требуется тогда, когда машина двигается медленно, потому что ей тяжело. Более высокие передачи подходят для более быстрого движения автомобиля.
Бывают коробки передач с ручным управлением, но бывают и автоматические. Чтобы сменить передачу в ручной трансмиссии, водитель вначале нажимает педаль сцепления (рисунок слева). При этом двигатель отсоединяется от коробки передач. Потом водитель переводит рычаг управления на другую передачу и отпускает педаль сцепления. Двигатель снова соединяется с коробкой передач и может вновь передавать свою энергию колесам. В автоматической коробке передач положение педали газа (акселератора) соотносится со скоростью движения автомобиля, и автоматически меняется передача, если это необходимо.
Ручное управление передачей
Приводимые рядом диаграммы показывают, как с помощью рычага управления можно перейти с одной передачи на другую. В зависимости от установленной передачи разные доли крутящего момента, проходя через коробку передач (красные линии со стрелками), попадают на колеса.Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.
Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.
Первая передача. Самая большая шестеренка ведущего вала соединяется со своей парой на ведомом валу. Машина движется медленно, но может преодолевать тяжелые участки пути.
Вторая передача. Вторая пара шестеренок работает вместе с механизмом сцепления. При этом скорость движения автомобиля обычно от 15 до 25 миль в час.
Третья передача. Работает третья пара шестеренок вместе с механизмом сцепления. Скорость автомобиля еще больше, а крутящий момент на колесах меньше.
Четвертая передача. Входной и выходной валы соединяются напрямую (прямая передача) - скорость движения автомобиля максимальная, а крутящий момент самый низкий.
Реверс.(5-я передача на картинке) При включении передачи заднего хода его ведущая шестерня"вращает выходной (ведущий) вал в противоположную сторону.
Работа акселератора
Число оборотов двигателя в минуту зависит от того, сколько топлива поступает из карбюратора в цилиндры. Движение топлива регулируется дроссельной заслонкой карбюратора, а работой заслонки управляют с помощью педали акселератора, которая находится на полу перед водителем.
Когда водитель нажимает ногой на педаль акселератора, дроссельная заслонка открывается и в двигатель поступает больше топлива. Если водитель отпускает педаль акселератора, заслонка прикрывается и количество поступающего топлива уменьшается. При этом уменьшаются и обороты двигателя и скорость автомобиля.
Автоматическая коробка передач
Когда применяется автоматическая трансмиссия, у водителя нет под ногой педали сцепления. Вместо нее преобразователь крутящего момента в паре с планетарной передачей (рисунок справа и снизу) автоматически отключают двигатель от ведущего вала, когда по условиям движения следует перейти на другую передачу.
А после того как передача сменилась, снова подключают ведущий вал. Стоит водителю поставить рычаг управления в рабочее положение, и механизм автоматической коробки передач сам выберет нужную передачу в соответствии с условиями движения автомобиля в данный момент.
Управление коробками передач осуществляется системами управления сцеплением, переключением передач, поворотом машины и горным тормозом. Исполнительным механизмом системы управления является механизм распределения.
Система управления сцеплением предназначена для отключения КП от двигателя при его пуске и переключении передач, а также для плавного трогания машины с места и состоит из педали 71 (рис. 10) и приводных устройств, соединяющих ее с MP.
Отключение КП осуществляется выжимом педали 71 до упора в регулировочный болт 60. При этом усилие от педали передается через рычаг 72, приводные устройства системы, рычаг 43 и валы 25 и 42 к рычагам 5 я 79 выключения MP. В механизмах распределения обеих КП каналы бустеров соединяются со сливом, поэтому все ранее включенные фрикционы выключаются. При дальнейшем движении педали рычаги 23 и 37, приваренные к валам 25 и 42, выбирают зазор К (см. виды А и Б), поворачивают рычаги 6 и 82 и облегчают включение первой передачи и передачи ЗХ. Включение КП осуществляется отпусканием педали. При этом педаль и приводные устройства системы под действием пружины 58 возвратятся в исходное положение и масло из MP поступит в бустер включенного фрикциона. Вал 25 соединен приводом с механизмом блокировки переключения реверса в положениях Ф и Т. Педаль сцепления размещается в отделении управления, а приводные устройства - в носовой части корпуса.
Монтажное регулирование системы должно обеспечить:
быстрое падение давления масла в бустерах фрикционов обеих КП до 0 при выжиме педали до упора;
равномерное и синхронное возрастание давления в бустерах фрикционов обеих КП при плавном отпускании педали;
четкое возвращение системы в исходное положение при отпускании педали.
Регулирование системы осуществляется следующим образом.
В исходном положении системы рычаг 43 винтом 41 упирается в кронштейн 40. Зазор К между рычагом 37 и пальцем рычага 82 и между рычагом 23 и пальцем 7 должен быть в пределах 1 ... 4 мм. Регулируется зазор винтом 41.
Длина тяги 30 регулируется так, чтобы стрелка 78 при упоре винта 41 в кронштейн 40 совпадала с риской, обозначенной цифрой 0 на крышке левого MP.
Ход педали 71 должен быть отрегулирован так, чтобы при упоре педали в болт 60 стрелка 78 совпадала с риской, обозначенной цифрой 1 на крышке левого MP. Регулируется ход педали болтом 60.
Возвращение системы в исходное положение обеспечивается регулированием натяжения пружины 58 с помощью винта 55.
Система управления переключением передач осуществляет изменение положения пробок MP, обеспечивая этим включение фрикционов КП, соответствующих включаемой передаче.
Система состоит из избирателя 76 и приводных устройств.
Избиратель состоит из корпуса 1 (рис. 11), рычага 2, блокировочного устройства. К корпусу 1 (рис. 11) избирателя крепится гребенка 7. Гребенка имеет девять пазов для фиксации рычага 2. У каждого паза предусмотрено цифровое обозначение передач (1 ... 7), а также набиты буквы Н - нейтраль и ЗХ-задний ход. Для четкой фиксации передач в корпусе под гребенкой установлены штифты 6.
Рычаг переключения передач установлен на вал 18. На рычаге закреплено механическое блокировочное устройство.
Рычаг 2 находится в постоянном зацеплении с вилкой рычага 11 под действием возвратной пружины 20. Для передачи команд блоку 14 переключателей к рычагу 11 крепится копир 10.
Блокировочное устройство состоит из электрического и механических устройств.
Электрическое блокировочное устройство предназначено для предотвращения прямого перехода рычага переключения передач с седьмой передачи на четвертую при скорости движения машины, большей, чем скорость, позволяющая производить переключение передач в КП.
Во время движения машины со скоростью, соответствующей включенной передаче, от датчика 13 блока 14 переключателей и тахогенератора, установленного в правом направляющем колесе в блок автоматики БА20-1С, поступают одинаковые электрические сигналы, при этом цепь электромагнита 8 остается замкнутой и шток его давит на собачку 15, которая входит в зацепление с защелкой 16 и препятствует переключению рычага 2 с высшей передачи на низшую. Одновременно с этим на щите электроприборов загорается желтая сигнальная лампа КУЛИСА. Для переключения передачи необходимо снизить скорость движения машины до погашения сигнальной лампы. При этом в блок автоматики поступают два разных электрических сигнала от датчика и тахогенератора, цепь электромагнита размыкается и гаснет сигнальная лампа КУЛИСА, пружина 9 выводит собачку 15 из зацепления с зубьями защелки 16 и возвращает собачку и шток электромагнита в исходное положение. Это позволяет включить передачу на одну ступень ниже. После включения передачи на одну ступень ниже копир 10 через блок 14 переключателей включает датчик 13 и в блок автоматики снова поступают два одинаковых сигнала (от датчика и от тахогенератора). Цепь электромагнита замкнется, и он штоком введет собачку 15 в зацепление с защелкой 16, а на щите загорится сигнальная лампа. Этот процесс повторяется при переключении передач с седьмой до четвертой. Блокировочное устройство не ограничивает последовательность выбора передач при переключении с четвертой на низшую, а также с низшей на высшую передачу.
Электрическое блокирующее устройство в аварийных случаях (при отказе тормоза), когда возникает необходимость быстрого снижения скорости движения путем перехода на низшую передачу (например, на скользком участке пути для предотвращения наезда), может быть выключено с помощью выключателя. При этом установленная на выключателе пломба срывается.
Механическое блокировочное устройство предназначено для предотвращения прямого перехода рычага 2 переключения передач с седьмой на четвертую и с первой передачи на передачу ЗХ без введения его в пазы промежуточных передач и нейтрали.
Переключение передач осуществляется перемещением рычага избирателя в требуемый паз гребенки. Рычаг через тягу 75 (рис. 10), рычаг 73, вал 77 и тягу 1 поворачивает рычагом 13 пробки MP, соединенные между собой валом 27
Система управления поворотом машины состоит из рычагов 68 и 69 поворота и приводных устройств.
Правый рычаг 69 поворота приварен к валу 53. На шлицы вала 53 устанавливается и крепится стяжным болтом рычаг 67. Вал опирается на подшипники, установленные во втулке 48 и в корпусе 52.
Левый рычаг 68 поворота установлен на вал 53. Рычаг с помощью пальца 65 соединяется с рычагом, приваренным к втулке 48. На шлицевую часть втулки устанавливается рычаг 66.
Система управления в процессе работы имеет три положения: исходное, первое и второе. Из них фиксируется только исходное положение.
Усилие при перемещении правого рычага 69 поворота передается через приводные устройства системы к рычагу 18, тяге 17 и далее на рычаг 4, который в свою очередь воздействует на золотник поворота. При достижении рычагом поворота первого положения давление масла в бустерах КП снизится до нуля. При дальнейшем перемещении рычага поворота давление масла в бустерах включаемых фрикционов правой КП возрастает до нормального и во втором положении рычага поворота включится передача на одну ступень ниже. Чтобы не было пробуксовки дисков фрикционов в левой КП со стороны забегающей гусеницы, в бустеры этих фрикционов подается масло с повышенным давлением, создаваемым левым MP. Это достигается одновременным перемещением рычагов 18, 20, 34 и тяги 36. Тяга, перемещаясь, выбирает свободный ход и воздействует на палец рычага 82 левого MP. Последний воздействует на золотник регулятора давления MP. Аналогично происходит поворот при переводе левого рычага поворота. Если одновременно переместить оба рычага поворота во второе (крайнее заднее) положение, скорость движения машины снизится на одну передачу, а при движении на первой передаче или передаче ЗХ машина остановится.
Если отпустить рычаги поворота, то под действием пружин 59 и 83 все детали системы возвратятся в исходное положение.
Рычаги поворота размещены в отделении управления, а приводные устройства системы - в носовой части корпуса.
Механизм распределения
Механизм распределения предназначен для изменения давления масла и направления его потоков к соответствующим бустерам фрикционов КП в зависимости от заданных положений систем управления сцеплением, переключением передачи и поворотом машины.
На машине установлены два механизма 12 (рис. 10) и 44 распределения - правый и левый. Механизм распределения состоит из пробки 25 (рис. 12), втулки 36, механизма 30 регулирования давления.
