Коробка передач служит для изменения крутящего момента,
передаваемого от двигателя к ведущим колесам автомобиля, по величине
и направлению. Тяговое усилие на ведущих колесах, необходимое для
преодоления сопротивления движению автомобиля, нужно изменять в
зависимости от условий работы. При равномерном движении автомобиля
по горизонтальной гладкой дороге с малой скоростью на преодоление
сопротивления воздуха и потерь на перекатывание требуется небольшое
тяговое усилие, для создания которого необходима лишь небольшая
часть мощности двигателя. Движение автомобиля по плохой дороге
сопровождается значительным повышением сопротивления движению. Для
преодоления этого сопротивления необходимо увеличивать усилие на
ведущих колесах.
При трогании автомобиля с места требуется максимально возможное
тяговое усилие. Достичь широкого изменения тягового усилия при
неизменной мощности двигателя и определенном диапазоне частоты
вращения коленчатого вала можно за счет изменения соотношения между
частотами вращения коленчатого вала двигателя и вторичного вала
коробки передач. Кроме того, коробка передач позволяет разобщить
двигатель и трансмиссию во время остановки и стоянки автомобиля, ч
также при движении автомобиля по инерции с работающим двигателем.
Движение задним ходом становится возможным также благодаря коробке
передач и основано на включении между ведущей и ведомой шестернями
промежуточной шестерни.
Конструкция коробки передач, подбор передаточных чисел обеспечивают
интенсивный разгон, высокую среднюю и максимальную скорость при
наиболее экономичных режимах работы двигателя.
На автомобиле установлена пятиступенчатая коробка передач,
объединенная в едином блоке с главной передачей. Косозубые шестерни
постоянного зацепления на всех передачах переднего хода обеспечивают
надежную бесшумную работу коробки передач, а применение новой
конструкции синхронизаторов позволяет значительно повысить ее
долговечность.
Механические пятиступенчатые коробки передач автомобилей АЗЛК-2141 и
-21412 (рис. 76) в сборе состоят из конструктивно объединенных в
единый блок агрегатов. В этот блок входят: собственно коробка
передач 5; главная передача с дифференциалом 3, выходные валы
которого имеют фланцы 9 для присоединения приводов к ведущим
колесам; картер сцепления 1 с валом, рычагом 11 и подшипником
выключения сцепления; крышка коробки передач 6 с переключателем 8 в
сборе; редуктор привода спидометра 2.
Обе коробки двухвальные с горизонтальным расположением валов имеют
пять синхронизированных передач переднего хода и одну заднюю
передачу. Трехходовая схема переключения передач, т. е.
использование трех подвижных штоков, обеспечивает удобство избирания
и включения всех передач.
Трансмиссии автомобилей АЗЛК-2141 и -21412 отличаются картерами
сцепления (р>;с. 77) и шестернями главной и 5-й передач, имеющими
различное число зубьев.
Картеры агрегатов трансмиссии, кроме сцепления, и входящие в них
детали приведены на рис. 78.
Все картеры агрегатов: сцепления, главной передачи 6, коробки
передач 13 - и крышка 18 объединены в единый блок. Они отливаются из
алюминиевого сплава и имеют между собой резьбовые соединения.
Основное внимание обращаем на то, что картеры главной передачи и
коробки передач для обеспечения высокой точности и бесшумности
работы зубчатых зацеплений проходят совместную окончательную
обработку и имеют общую маркировку, поэтому не допускается
распаривание или замена одного из двух этих картеров. В запасные
части картер главной передачи поставляется только вместе с картером
коробки передач. Нарушение данного требования приведет к потере
соосности подшипниковых гнезд первичного и вторичного валов и выходу
из строя коробки передач.
Рис. 77. Картеры сцеплений: а - АЗЛК-2141; б
- АЗЛК-21412
Картер главной передачи крепится к картеру сцепления* шпильками
59 и 65 с самостопорящимися гайками 66. На боковых поверхностях
имеются отверстия для подшипниковых опор дифференциала с
регулировочными гайками 56. Кроме того, с левой стороны на боковой
поверхности расположены наклонное резьбовое отверстие для крепления
редуктора привода спидометра 8, а также два резьбовых отверстия,
расположенные на различных уровнях и закрываемые пробками 52. Эти
отверстия служат для заправки коробки передач (верхнее) и слива
масла (нижнее). Уровень масла должен доходить до нижней кромки
заливного отверстия при условии, что автомобиль стоит на
горизонтальной поверхности. На внутренней стенке картера главной
передачи имеются два гнезда подшипниковых опор первичного и
вторичного валов коробки передач, отверстие для запрессовки оси
промежуточной шестерни заднего хода 3, а также три отверстия штоков
переключения передач 45, 46, 47. Кроме того, здесь же имеются три
окна системы маслоснабжения, предназначенные для выравнивания
давления и уровня масла в полостях коробки передач. В зоне фланца
картера главной передачи, прилегающего к картеру коробки передач,
отливается гнездо магнита 51, устанавливаемого с целью очистки масла
путем улавливания продуктов износа деталей коробки передач.
Картер имеет установочные штифты 12 и 62 на фланцах. Штифты 12
позволяют сохранить точность, достигнутую в результате совместной
обработки картеров коробки передач и главной передачи.
Картер коробки передач 13 крепится к картеру главной передачи 6
болтами 38. На внутренней стенке картера коробки передач расположены
два гнезда подшипниковых опор первичного и вторичного валов, а также
три отверстия штоков переключения передач 45, 46, 47 и
соответствующие им отверстия фиксаторов штоков, закрытые
пластиной-крышкой 43. Кроме того, в верхней и нижней частях
внутренней стенки картера имеются окна системы смазки.
Внутренняя полость картера имеет ребра и лоток подачи масла в
соседнюю полость.
Крышка коробки передач 18 присоединяется к картеру коробки передач
болтами 19 и 24. В крышке расположены такие элементы, как
переключатель передач 34, механизм блокировки 31, исключающий
возможность случайного включения передачи заднего хода при
выключении 5 передачи, и включатель света заднего хода 20. Отверстия
под плунжеры 25 и 30 переключателя передач закрыты запрессованными в
них крышками-заглушками 27 и 28. На крышке коробки передач имеются
резьбовые отверстия для шпилек 23 крепления задней опоры силового
агрегата.
Первичный вал 15 (рис. 79) трехопорный. Передним концом вал
опирается на шариковый подшипник 64 в коленчатом валу двигателя,
средней частью - на роликовый цилиндрический подшипник с
пластмассовым сепаратором 13, установленный в картере 53 главной
передачи, а задний конец вала вращается в шариковом подшипнике 25.
Передний конец вала снабжен шлицами для установки ведомого диска
сцепления и на выходе из картера уплотняется сальником 3. В этом
месте шейка вала имеет сквозное наклонное сверление-сапун 63,
сообщающее полость коробки передач с атмосферой. Сапун препятствует
повышению давления в картере при нагреве и исключает утечку масла
через уплотнения. Кроме трех венцов 1-й, 2-й передач и заднего хода,
выполненных заодно с валом, на нем устанавливаются ведущие шестерни
3-й и 4-й передач 19 и 23, вращающиеся на игольчатых браслетного
типа подшипниках 20, и узел синхронизатора этих передач, включающий
ступицу 49 и муфту синхронизатора 21. Далее располагается упорная
шайба 24, обеспечивающая одновременно подачу масла в браслетный
подшипник ведущей шестерни 4-й передачи.
Ведущая шестерня 5-й передачи вращается на стальной втулке 30.
Принудительная подача смазки в этот узел осуществляется с помощью
конической поверхности прилегающего упорного кольца 26.
Синхронизатор 5-й передачи 31 расположен на заднем конце первичного
вала и фиксируется на валу через ограничитель хода синхронизатора 34
болтом крепления 35. Болт стопорится за счет отгиба в паз ступицы
синхронизатора и на грани болта усиков пластины 33.
Вторичный вал 54 изготовлен вместе с ведущей шестерней главной
передачи. Передний конец вала опирается на роликовый с удлиненными
роликами цилиндрический подшипник 52, задний - на шариковый
двухрядный подшипник 40. Передний подшипник с пластмассовым
сепаратором расположен в картере главной передачи 53. Особенностью
этого подшипника является то, что его установка производится
раздельно. Наружное кольцо, имеющее кольцевую проточку,
запрессовывается в картер главной передачи и фиксируется в нем
стопорной пластиной 33, приведенной на рис. 78, входящей в проточку,
а внутреннее кольцо с роликами собирается со вторичным валом, причем
временно распаренные таким образом детали подшипника не должны быть
перепутаны, поскольку детали невзаимозаменяемы.
Задний подшипник 40 (см. рис. 79), обладающий осевой компактностью,
достигнутой за счет размещения в едином пластмассовом сепараторе (в
шахматном порядке) шариков левого и правого рядов, расположен в
гнезде картера коробки передач. Его особенностью является временное
(на период сборки) распаривание внутренних полуколец, причем каждому
ряду шариков соответствует свое полукольцо. Нарушение их взаимного
положения может вызвать осевое смещение ведущей шестерни главной
передачи и повышенную нагрузку на пластмассовый сепаратор
подшипника. Наружное кольцо подшипника фиксируется пластиной 39,
крепящейся к картеру коробки передач винтами. На вторичном валу
неподвижно установлены ведомые шестерни 3-й, 4-й, 5-й передач и
заднего хода, причем шестерни заднего хода 51 и 5-й передачи 38 на
шлицах, а шестерни 3-й и 4-й передач 46 и 42 - при помощи сегментных
шпонок. Ведомые шестерни 1-й и 2-й передач 50 и 47 свободно
вращаются на <браслетных> подшипниках 20. Такая конструкция
подшипников облегчает их монтаж на вал. Шестерня заднего хода 51
выполняется с прямозубым венцом, причем для исключения
самовыключения передачи зубу придается клиновидная форма. Во
избежание осевого сдвига предусмотрено стопорное кольцо 22.
Между ведомыми шестернями 50 и 47 1-й и 2-й передач установлен
синхронизатор двустороннего действия 21. Шестерня 3-й передачи 46
зафиксирована от осевых перемещений на валу стопорным кольцом 43 с
пружинной шайбой 44. Между ведомыми шестернями 4-й передачи 42 и 5-й
передачи 38 расположены задний подшипник ведущей шестерни главной
передачи 40 и набор регулировочных шайб 41 осевого положения ведущей
шестерни главной передачи. Самостопорящаяся гайка 36 крепления
ведущей шестерни главной передачи, затянутая определенным моментом
тарировочным ключом, обеспечивает допрессовку деталей, входящих в
<пакет>, и их удержание на валу на весь период эксплуатации
автомобиля.
В коробке передач применены синхронизаторы двух размеров. Для 1-й и
2-й, 3-й и 4-й передач применены симметричные синхронизаторы
двустороннего действия пальчикового типа. В 5-й передаче
используется односторонний синхронизатор меньшей размерности.
Принцип работы синхронизаторов обеих размерностей одинаковый.
Конструкция синхронизатора 3-й и 4-й передач представлена на рис.
80. На ступице 7, неподвижно установленной на одном из валов коробки
передач с помощью шлицевого соединения, располагается скользящая
муфта 4. Осевое перемещение скользящей муфты на ступице (при
включении передач) осуществляется по шлицам другого - подвижного
соединения. Муфта имеет три равнорасположенные на окружности
отверстия А, фаски Б которых являются блокирующими поверхностями
синхронизаторов. Через отверстия с зазором проходят пальцы 3,
соединяющие два конусных латунных кольца 2 синхронизатора. В лысках
пальцев располагается кольцевая пружина 5. Пальцы с кольцами
синхронизатора соединяются способом радиальной клепки на специальных
станках. Другие способы клепки недопустимы, поскольку не позволяют
избежать деформаций колец, не обеспечивают точности их взаимного
расположения и плотного закрепления пальцев в гнездах колец,
исключающего возможность раскачки пальцев в эксплуатации.
Рис. 80. Устройство синхронизатора 3-й и 4-й
передач: 1 - ведущая шестерня 3-й передачи; 2 - кольцо
синхронизатора; 3 - палец синхронизатора; 4 - муфта синхронизатора;
5-кольцевая пружина; 6 - первичный вал; 7 - ступица синхронизатора;
8 - игольчатый подшипник; 9-ведущая шестерня 4-й передачи; А -
отверстие под палец; Б - блокирующая фаска муфты; В, Г - поверхности
трения синхронизатора; Д - блокирующие поверхности пальца
Таким образом, ступица синхронизатора 1-й и 2-й передач
напрессована на ступицы вторичного вала, а ступица синхронизатора
3-й и 4-й передач и ступица синхронизатора 5-й передачи - на шлицы
первичного вала 6. Ступицы всех синхронизаторов имеют также наружные
шлицевые венцы, по которым скользит муфта. Часть шлицев на ступицах
имеет меньшую длину. Эти шлицы толще соседних и выполняют роль
замков, предотвращающих самовыключение передач. Ступица вращается с
муфтой и кольцами синхронизатора. Для облегчения включения передач
на торцах зубьев муфты и шлицевых венцах шестерен выполнены скосы.
Муфты 1-, 2-, 3-, 4-й передач перемещаются вилками переключения
передач, которые охватывают своим пазом поводковую часть муфты. У
5-й передачи вилка переключения заходит в кольцевую проточку муфты,
т. е. является охватываемой, а не охватывающей.
У синхронизатора 5-й передачи вместо второго латунного конического
кольца имеется стальное штампованное кольцо, являющееся
ограничителем хода муфты при включении задней передачи.
Промежуточная шестерня 65 (см. рис. 79) заднего хода имеет несколько
клиновидные зубья, препятствующие самовыключению. В отверстие
шестерни запрессована втулка, представляющая собой подшипник
скольжения. Шестерня с втулкой установлены на оси 3 (см. рис. 78),
консольно закрепленной к картеру главной передачи. При включении
передачи заднего хода шестерни, в паз которой входит вилка включения
заднего хода 10, перемещается по оси и входит в зацепление с ведущим
венцом первичного вала и ведомой шестерней одновременно.
Коробка дифференциала 6 (см. рис. 79), отлитая из высокопрочного
чугуна, имеет окна для установки конических сателлитов 61 и
полуосевых шестерен 8. Внутренняя поверхность гнезда шестерен
дифференциала выполнена единой сферической, что позволяет повысить
точность взаимного расположения шестерен, получить развитую опорную
поверхность трения для сателлитов и полуосей.
Сателлиты и полуосевые шестерни также имеют сферические опорные
поверхности.
Два сателлита расположены на одной оси 62, закрепленной в отверстиях
коробки дифференциала. Ось, имеющая механически накатанные винтовые
канавки для подачи смазки в зону посадочных шеек сателлитов,
удерживается в отверстиях коробки дифференциала разрезным трубчатым
штифтом 57. Применение такого штифта не требует его дополнительной
фиксации (кернения).
Полуосевые шестерни внутри имеют шлицевые отверстия, посредством
которых осуществляется соединение с выходными валами дифференциала,
выполненными заодно с фланцами 7 для крепления привода ведущих
колес. Фланцы центрируются по внутренним отверстиям цапф коробки
дифференциала, а фиксируются от осевого перемещения стопорными
пружинными кольцами 59. Ведомая шестерня главной передачи 56
находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней главной
передачи, выполненной заодно с вторичным валом. Ведомая шестерня
главной передачи центрируется пояском на коробке дифференциала, а
крепится восемью самостопорящимися болтами 60, имеющими зубчатые
поверхности под головками. Коробка дифференциала вращается в двух
конических подшипниках 10, установленных в гнездах картера главной
передачи. Предварительный натяг подшипников и боковой зазор в
зацеплении главной передачи регулируется при помощи гаек 5. На одной
из цапф коробки дифференциала установлена полиамидная шестерня 58
привода спидометра. От осевого проворота шестерня фиксируется
цилиндрическим выступом, входящим в выемку цапфы дифференциала.
Осевым упором для шестерен является кольцо подшипника дифференциала.
Между регулировочными гайками и подшипниками установлены
уплотнительные резиновые кольца 4, предотвращающие течь смазки через
резьбовое соединение гаек с картером главной передачи. Уплотнение
вращающихся выходных валов дифференциала осуществляется
резиноармированными манжетами (сальниками) 9, запрессованными в
регулировочные гайки.
Усики стопора 12, заходящие в прорези короны регулировочной гайки,
фиксируют гайку в выбранном положении.
