Трансмісія грузових автомобілів: будова та експлуатація

Курсова робота

Трансмісія грузових автомобілів: будова та експлуатація

Трансмісія автомобіля слугує для передавання крутного моменту від двигуна до ведучих коліс. При цьому передаваний крутний момент змінюється за значенням і розподіляється в певному співвідношенні між ведучими колесами.

Крутний момент на ведучих колесах автомобіля залежить від передаточного числа трансмісії, яке дорівнює відношенню кутової швидкості колінчастого вала двигуна до кутової швидкості ведучих коліс. Передаточне число трансмісії добирається залежно від призначення автомобіля, параметрів його двигуна й потрібних динамічних властивостей.

Трансмісії за способом передавання крутного моменту поділяють на: ф механічні; • гідравлічні; • електричні; • комбіновані (гідромеханічні, електромеханічні).

На вітчизняних автомобілях здебільшого застосовуються механічні трансмісії, в яких передавальні механізми складаються із жорстких, що не деформуються, елементів (металевих валів і шестерень). На автобусах Лікинського й Львівського заводів, а також на великовантажних автомобілях БелАЗ застосовуються гідромеханічні трансмісії з автоматизованим перемиканням передач. Частина великовантажних автомобілів БелАЗ мають електромеханічну трансмісію з мотор-колесами.

Схема трансмісії автомобіля визначається його загальним компонуванням: розміщенням двигуна; кількістю й розташуванням ведучих мостів; видом трансмісії.

Автомобілі з механічною трансмісією й колісною формулою 4x2 (ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 та ін.) найчастіше мають переднє розташування двигуна, задні ведучі колеса й центральне розміщення агрегатів трансмісії (мал. 1). Тут двигун 1, зчеплення 2 й коробка передач 3 об'єднані в один блок і утворюють силовий агрегат. Крутний момент від коробки передач 3 передається карданною передачею 4 на ведучий задній міст 5.

Істотні відмінності має трансмісія передньоприводного автомобіля ВАЗ-2108 з колісною формулою 4x2 (рис. 4.1, б), де ведучим виконано передній міст із керованими колесами. В єдиний силовий агрегат об'єднано двигун 1, зчеплення 2, коробку передач 3, механізми ведучого заднього моста 5 (головна передача й диференціал), карданні шарніри однакових кутових швидкостей 6, з'єднані з передніми керованими колесами.

Мал. 1.

Схеми трансмісій автомобілів:

а — задньоприводного з колісною формулою 4x2; б — передньоприводного з такою самою колісною формулою; в — передньоприводного з колісною формулою 4x4; г — те саме, але з колісною формулою 6x4; 1 — двигун; 2 — зчеплення; 3 — коробка передач; 4 — карданна передача; 5 — ведучий задній міст; 6 — шарніри однакових кутових швидкостей; 7— роздавальна коробка; 8 — ведучий передній міст; 9 — проміжний карданний вал; 10 — ведучий середній міст; 11 — карданний вал привода заднього моста

Характерна особливість трансмісії автомобіля з переднім і заднім ведучими мостами (УАЗ-469) полягає в застосуванні роздавальної коробки 7 (мал. 1, в), яка через проміжні карданні вали 9 передає крутний момент передньому 8 і задньому 5 ведучим мостам. У роздавальній коробці є пристрій для вмикання й вимикання переднього моста й додаткова знижувальна передача, що дає змогу в разі потреби істотно збільшити крутний момент на колесах автомобіля.

Схему механічної трансмісії тривісних вантажних автомобілів КамАЗ показано на мал. 1, г. Тут середній 10 і задній 5 мости ведучі. Крутний момент до них передається одним карданним валом 4, а в головній передачі середнього моста передбачено міжосьовий диференціал і прохідний вал, який передає крутний момент на карданний вал 11 привода заднього моста. В інших схемах трансмісій тривісних автомобілів (Урал-375) крутний момент до ведучих мостів може передаватись окремо карданними валами від роздавальної коробки.

Схеми гідромеханічних трансмісій передбачають об'єднання в єдиному блоці двигуна й гідромеханічної коробки передач, крутний момент від якої передається ведучим колесам через карданний вал і механізми заднього моста, яку звичайній механічній трансмісії.

На автомобілях з електромеханічною трансмісією (БелАЗ) дизель приводить в обертання генератор постійного струму, енергія від якого проводами передається в електродвигуни коліс. Колісний електродвигун монтують в ободі колеса разом зі знижувальним механічним редуктором. Така конструкція називається електромотор-колесом.

2.1. Зчеплення автомобіля слугує для короткочасного роз'єднання колінчастого вала двигуна з коробкою передач та плавного з'єднання їх, що потрібно в разі перемикання передач і рушання автомобіля з місця.

На легкових і вантажних автомобілях найчастіше застосовується однодискове зчеплення фрикційного типу (мал. 2) яке складається з механізму й привода вимикання. Механізм зчеплення розміщений на маховику 1 двигуна, а привод — на необертових деталях, установлених на рамі або кузові автомобіля.

Основні деталі механізму зчеплення: ведений диск 2, встановлений на шліци ведучого вала 8 коробки передач; натискний диск 3 з пружинами 4, розміщеними на кожусі 12 зчеплення, який жорстко прикріплений на маховику; відтискні важелі 11, установлені на кульових опорах на кожусі 12 і шарнірно з'єднані з натискним диском 3.

Привод вимикання зчеплення складається з муфти 10 із витискним підшипником, поворотної пружини 9, вилки 5, тяги 6 і педалі 7.

Коли педаль 7 зчеплення відпущена, ведений диск 2 затиснутий пружинами 4 між маховиком і натискним диском. Такий стан зчеплення називається ввімкненим, оскільки під час роботи двигуна крутний момент від маховика й натискного диска передається за допомогою сил тертя на ведений диск і далі на ведучий вал 8 коробки передач. Якщо натиснути на педаль 7 зчеплення, тяга 6 почне переміщуватися й повертати вилку 5 відносно місця її кріплення. Вільний кінець вилки тисне на муфту 10, унаслідок чого вона переміщується до маховика й натискає на важелі 11, які відсувають натиск ний диск 3. При цьому ведений диск вивільняється від стискального зусилля, відходить від маховика, й зчеплення вимикається.

Схема фрикційного зчеплення:

1 — маховик; 2 — ведений диск; З — натискний диск; 4 — пружини; 5 — вилка; 6 — тяга; 7 — педаль; 8 — ведучий вал; 9 — поворотна пружина; 10 — муфта; 11 — важелі; 12 — кожух

Для ввімкнення зчеплення треба плавно відпускати педаль 7. При цьому зусилля на веденому диску збільшуватиметься поступово, внаслідок чого диск проковзуватиме відносно маховика й вони плавно з'єднаються до моменту повного ввімкнення. Для відведення теплоти, що виділяється під час умикання зчеплення, на кожусі є отвори, крізь які циркулює повітря.

Розглянутий привод вимикання зчеплення простий за конструкцією, має жорсткі важелі й тяги і називається механічним. На багатьох легкових автомобілях тепер застосовують гідравлічний привод вимикання зчеплення, в якому зусилля від педалі до механізму зчеплення передається рідиною, що міститься в гідроциліндрах і трубопроводах. На вантажних автомобілях (МАЗ, КамАЗ) для полегшення керування зчепленням у приводі вимикання його іноді застосовують пневматичний підсилювач.

Мал. 3.

Механізм і привод зчеплення автомобіля ГАЗ-24 «Волга»:

1 — картер зчеплення; 2— маховик; 3 — колінчастий вал двигуна; 4 — ведений диск; 5— натискний диск; 6 — натискні циліндричні пружини; 7— муфта; 8 — ведучий вал коробки передач; 9 — вилка вимикання зчеплення; 10 — важіль; 11 — кожух; 12— штовхач; 13— клапан випускання повітря; 14— робочий циліндр; 15— головний циліндр; 16 — педаль

Однодисковий механізм зчеплення автомобіля ГАЗ-24 «Волга» (мал. 3)  складається з веденого диска 4, встановленого на шліцьовому кінці ведучого вала 8 коробки передач, і сталевого штампованого кожуха 77, прикріпленого до маховика 2 болтами. Всередині до кожуха на опорних вилках прикріплено важелі 10 вимикання зчеплення, шарнірно з'єднані з натискним диском 5. Опорні вилки також шарнірно кріпляться до кожуха 11, що забезпечує відведення натискного диска при вимиканні без перекосів.

Мал. 4.

Ведений диск зчеплення:

1 — пружина гасителя; 2, 8 — диски; 3 — фрикційні накладки; 4 — пружинні пластини; 5 — демпферні пружини; 6 — маточина; 7 — пальці

Між кожухом 77 і натискним диском по колу розміщено натискні циліндричні пружини 6, установлені для центрування на бобишках по периферії натискного диска.

Ведений диск зчеплення (мал. 4) виконано окремо від маточини 6, крутний момент на яку передається через демпферні пружини 5. Останні розміщено у вікнах маточини 6 і дисків 2 та 8, скріплених через вирізи в маточині пальцями 7. До диска 2 прикріплено хвилясті пружинні пластини 4 з двома фрикційними накладками 3. Після вмикання зчеплення хвилясті пружини розпрямляються поступово, забезпечуючи більш плавне вмикання. Ведений диск має також гаситель крутильних коливань, виконаний у вигляді пружини 7, яка притискає диск 2 до маточини 6 із деяким зусиллям.

Крутильні коливання, що виникають на маховику двигуна внаслідок пульсації його роботи, коли ввімкнено зчеплення, передаються веденому диску й змушують його повертатися на деякий кут відносно маточини 6, стискаючи пружини 5. При цьому виникає тертя диска 2 об фланець маточини, до якої він притискується пружиною 7 гасителя, й енергія крутильних коливань гаситься, перетворюючись на теплоту. В цілому гаситель сприяє плавності вмикання зчеплення й підвищує довговічність шестерень коробки передач і карданного вала.

Механізм зчеплення з двома веденими дисками відрізняється від однодискового фрикційного механізму зчеплення наявністю середнього натискного диска, розміщеного між двома веденими. Конструкція натискного диска та інших елементів така сама, як і в однодискового механізму.

Однодисковий механізм зчеплення з центральною діафрагмовою натискною пружиною автомобіля ВАЗ-2105 (мал. 5) має тільки одну натискну пружину у формі зрізаного конуса. У виштампуванні пружини розташовано 18 пелюсток, які водночас правлять за пружні елементи й відтискні важелі. Головна перевага діафрагмової пружини полягає в тому, що вона забезпечує практично стале зусилля незалежно від ступеня натискання. В циліндричних пружин зусилля прямо пропорційне їхньому стисканню. Застосування діафрагмової пружини підвищує стійкість зчеплення проти спрацювання, внеможливлює пробуксовування й дає змогу зменшити габаритні розміри та масу механізму зчеплення.

Діафрагмова пружина 18 кріпиться заклепками й двома опорними кільцями на кожусі 17 зчеплення. Зовнішній край пружини передає стискальне зусилля на натискний диск 16.

Коли зчеплення вимикається, підшипник муфти вимикання 19 через упорний фланець діє на пелюстки пружини й переміщує її в бік маховика. Зовнішній край пружини відгинається у зворотний бік і фіксаторами відводить натискний диск 16 від веденого диска 15 — зчеплення вимикається. Ведений диск 15 має гаситель крутильних коливань.

Приводи керування зчепленням бувають: • механічні; • гідравлічні; • з пневматичним підсилювачем.

Механічний привод вимикання зчеплення застосовують на більшості вантажних автомобілів, оскільки він найпростіший за конструкцією і зручний в експлуатації.

Основними деталями привода вимикання зчеплення автомобіля ЗИЛ-130 (мал. 6) є педаль 7, що закріплена на валу 5, зв'язаному за допомогою тяги 6 із важелем 7 і вилкою 2 вимикання зчеплення.

При натисканні на педаль 7 усі деталі привода починають взаємодіяти, внаслідок чого підшипник і муфти натискає на внутрішні кінці важелів вимикання, натискний диск відводиться, а ведений — вивільняється від зусилля натискання, й зчеплення вимикається.

Мал. 5

Будова та принцип дії зчеплення автомобіля ВАЗ-2105:

а — зчеплення ввімкнено, б — зчеплення вимкнено, / — бачок із гальмовою рідиною, 2 — головний циліндр, 3, 5 — поршні штовхача, 4 — ущільнювальні кільця, 6 — вісь педалі, 7 — підсилювальна пружина, 8, 26 — відтяжні пружини, 9— педаль, 10 — вісь штовхача, 11 — штовхач, 12— стопорне кільце, 13 — пружина поршня, 14— маховик, 15 — ведений диск, 16 — натискний ведучий диск, 17 — кожух, 18 — діафрагмова пружина, 19 — муфта вимикання, 20 — картер зчеплення, 21 — первинний вал коробки передач, 22— вилка вимикання, 23— штовхач вилки, 24— регулювальна гайка,

25 — контргайка, 27 — поршень, 28 — робочий циліндр, 29 — клапан для прокачування пдропривода, 30 — задня пластина демпфера, 31 — демпферна пружина, 32 — фрикційні накладки диска, 33 — упорний палець, 34 — передня пластина демпфера, 35 — фрикційні кільця демпфера, 36 — маточина веденого диска, 37 — тарілчаста пружина, 38 — обмежувальний гвинт

Мал. 6

Привод вимикання зчеплення автомобіля ЗИЛ-130:

1 — педаль; 2 — вилка; 3 — витискний підшипник; 4 — поворотна пружина; 5 — вал; 6 — тяга; 7 — важіль

Умикаючи зчеплення, педаль відпускають, муфта з підшипником під дією поворотної пружини 4 повертається у вихідне положення, вивільняючи важелі вимикання, й зчеплення вмикається.

Гідравлічний привод вимикання зчеплення складніший за конструкцією порівняно з механічним, але забезпечує плавніше вмикання й допускає вільне розташування педалі відносно механізму зчеплення.

На автомобілі ГАЗ-24 гідропривод зчеплення (мал. 3) складається з педалі 16, головного 15 і робочого 14 циліндрів, а також штовхача 12, який діє на вилку 9 вимикання. Головний і робочий циліндри привода сполучені трубопроводом.

Педаль підвішено на осі до кронштейна кузова. До педалі шарнірно прикріплено штовхач головного циліндра, що діє на поршень. Переміщення поршня під час натискання на педаль (на мал. 3) спричинює перетікання рідини тробопроводом і підвищення тиску в робочому циліндрі. В результаті поршень робочого циліндра також починає рухатися й через штов-

хач 12 діє на вилку 9, яка переміщує витискний підшипник і вимикає зчеплення. Після відпускання педалі вона повертається у вихідне положення під дією відтяжної пружини.

Аби зменшити зусилля натискання на педаль під час вимикання зчеплення, в приводі зчеплення вантажних автомобілів застосовують пневматичний підсилювач (мал. 7), що складається з двох корпусів, між якими застиснуто діафрагми слідкуючого пристрою. В передньому корпусі розміщено пневмопоршень 6, клапани керування 5 і діафрагму 4. В задньому корпусі встановлено гідропоршень 2 вимикання зчеплення й поршень 3 слідкуючого пристрою. Слідкуючий пристрій автоматично змінює тиск на пневмопоршень відповідно до зміни зусилля в гідроприводі педалі зчеплення.