3. Принцип работы сцепления и коробки передач

Призначення, будова та принцип дії зчеплення

Зчеплення призначене для тимчасового від’єднання двигуна від трансмісії (під час переключення шестерень в коробці передач) і для плавного з’єднання їх (під час рушання автомобіля з місця).

Принцип роботи зчеплення полягає в тому, що крутний момент передається завдяки тертю, яке виникає між робочими поверхнями ведучих і ведених дисків, притиснутих один до одного пружинами. Зчеплення встановлюється на маховик, який є одним із його ведучих дисків.

Розглянемо будову та принцип роботи зчеплення на прикладі автомобіля ГАЗ-53А:

Схема зчеплення автомобіля ГАЗ-53А

а) – схема; б) – будова; 1 – маховик; 2 – картер; 3 – ведений диск; 4 – натискний диск; 5 – важіль виключення; 6 – маслянка; 7 – регулювальна гайка; 8 – муфта виключення; 9 – ведучий вал коробки передач;10 – вилка виключення зчеплення; 11 – кожух; 12 – робочи пружини; 13 – регулювальна гайка; 14 – тяга; 15,19 – відтяжні пружини; 16 – педаль зчеплення; 17 – важіль вала педалі; 18 – важіль вилки; 20 – вижимний підшипник.

Зчеплення автомобіля ГАЗ-53А має таку будову як показано на малюнку і працює так.
До шліфованої поверхні маховика через натискний диск 4 дванадцятьма пружинами 12 притискується ведений диск 3. Ведений диск установлюють на шліцах ведучого вала 9 коробки передач. Таким чином, при включеному зчепленні крутний момент від маховика передається за рахунок тертя веденому диску і далі через ведучий вал коробки передач – решті механізмів трансмісії.

Привод зчеплення механічний. Для виключення зчеплення треба натиснути на педаль 16 так, щоб тяга 14 з регулювальною гайкою 1З повернула важіль 18 вилки, яка пересуне по втулці муфту 8 з підшипником 20. Муфта поверне навколо своїх осей внутрішні кінці важелів 5, а їх зовнішні кінці відведуть натискний диск 4, стиснувши пружини 12, розміщені між стальним кожухом 11 зчеплення і диском 4. Ведений диск звільняється, а крутний момент решті механізмів не передається. Якщо педаль відпустити, вона під дією пружини 15 і 19 переміститься, і зчеплення знову включиться. Упорний кульковий підшипник (вижимний) 20 встановлюють у муфту 8. Він зменшує тертя між муфтою і кінцями важелів 5 у момент виключення зчеплення. Вилка 18 кріпиться на картері 2 зчеплення за допомогою кулькової опори.

При включеному зчепленні його деталі нагріваються внаслідок тертя між ведучими і веденими дисками. Теплоізоляційні шайби, що розміщені між натискним диском і пружинами, зменшують передачу тепла до пружин, які при нагріванні втрачають пружні властивості.

Диск зчеплення.
До стального веденого диска 3 приклепано шість пружинних хвилястих пластин і дві фрикційні накладки із спресованого азбестового волокна, просоченого бакелітом або синтетичними смолами. Накладки мають підвищений коефіцієнт тертя.
Одна накладка прикріплена безпосередньо до диска, а друга – до хвилястих стальних пластин. При включанні зчеплення збільшенням натиску на ведений диск хвилясті пластини поступово випрямляються і при повному включенні зчеплення стають плоскими. Завдяки такій будові крутний момент, що передається, поступово зростає, і зчеплення включається плавно.

Демпфер веденого диска складається з восьми пружин, які входять у вікна, виштамповані у фланцях маточини диска, самому диску і приклепаної до нього пластини, двох фрикційних шайб, установлених з обох боків фланця маточини. Крутний момент передається через пружини від диска до маточини. Коли виникають крутильні коливання, маточина повертається відносно диска в той і другий бік на невеликий кут. При цьому між веденим диском і фланцем маточини виникає тертя, яке гасить крутильні коливання трансмісії.

Будова коробки передач

Розглянемо будову та принцип роботи коробки передач на прикладі автомобіля ГАЗ-53А

Розріз коробки передач автомобіля ГАЗ-53А:

Схема будови коробки передач ГАЗ-53А1 – ведучий вал; 2 – шестірня ведучого вала; 3 – фіксатор; 4 – кришка; 5 – замок; 6 – важіль переключання передач; 7 і 11 – вилки; 8 і 18 – шестірні третьої передачі; 9 і 17 – шестірні другої передачі; 10 – повзун; 12 і 15 – шестірні першої передачі; 13 – фланець; 14 – ведений вал; 16 – блок шестерень заднього ходу; 19 – картер; 20 – шестірня постійного зачеплення; 21 – проміжний вал; 22 – синхронізатор; 23 – роликовий підшипник.

Ведучий вал 1 коробки передач автомобіля ГАЗ-53А установлено переднім кінцем у торці колінчастого вала, а заднім – у чавунному картері коробки передач. Шестірня 2 ведучого вала постійно зчеплена з шестірнею 20 проміжного вала 21, який обертається на роликовому і кульковому підшипниках. Ведений вал 14 переднім кінцем спирається на роликовий. підшипник 23, встановлений у торці ведучого вала, а заднім – на кульковий підшипник. На веденому валу розміщено синхронізатор 22 і шестерні третьої 8, другої 9 і першої 12 передач.

Для включення заднього ходу є блок 16 шестерень, який можна переміщувати по окремій осі. Усі шестерні і вали з підшипниками розміщують у литому чавунному картері 19.

Для безударного (безшумного) включення передач переднього ходу в коробці передач установлені синхронізатори.
Розглянемо будову і принцип дії синхронізаторів, які використовуються для включення третьої і четвертої передач.
Синхронізатор:

будова синхронізатора коробки передачбудова синхронізатора коробки передач

а) – розріз; б) – деталі;
1 – вилка; 2 – муфта; 3 – шестерня 3-ї передачі; 4 – шестерня ведучого вала; 5 – маточина; 6 – пружина; 7 – сухар; 8 – блокуюче кільце.

Маточину 5 установлюють на шліцах веденого вала коробки передач. У пазах маточини розміщено три сухарі 7, які своїми виступами входять у кільцеву канавку на внутрішній поверхні муфти 2 включення третьої і четвертої передач.

Під час включення третьої передачі муфту переміщують з нейтрального положення назад, і її шліци входять у зачеплення із зубчастим вінцем шестірні 3, після чого ця шестірня може обертатися тільки разом з веденим валом. На початку свого переміщення муфта тягне за собою три сухарі 7, які, натискаючи своїми торцями на блокуюче кільце 8, переміщують його в бік шестірні 3 і примушують внутрішню конусну поверхню кільця притиснути до конусної поверхні шестірні. В результаті тертя між дотичними поверхнями цих деталей частота обертання шестірні 3 і муфти зрівнюється. Після нього муфта 2 під дією сили, яка передається від вилки включення, безударно зчеплюються з вінцем шестірні 3. Так само включається четверта передача при переміщенні муфти 2 вперед до зачеплення її шліців із зубчастим вінцем шестірні 4 ведучого вала.

Другу передачу включають зачепленням шліців шестірні 17 (див. 1 малюнок) із зубцями шестірні 9, першу передачу включають переміщенням шестірні і 2 до зачеплення з шестірнею 15, а задній хід – переміщенням вперед блока 16 шестерень. При цьому менша шестірня блока 16 зачіплюється з шестірнею 22, а велика – з шестірнею 15.

Зверху картер закривають кришкою 4, в якій установлено механізм переключення, що складається з повзунів 10„ замків 5, фіксаторів 3 і важеля 6 переключення передач.

Фіксатори 3 у кришці коробки передач утримують у певному положенні шестірні під час включання передач. Фіксатор складається з пружини і кульки. Кулька входить у спеціальний виріз на повзуні і силою пружності пружини утримує повзун від самовільного переміщення. Замки 5, що розміщені між повзунами, запобігають одночасному переміщенню двох повзунів, тобто одночасному включенню двох передач. Замок складається із сухаря, який при переміщенні одного з повзунів, входить у виріз іншого, перешкоджаючи переміщенню останнього.

Принцип роботи зчеплення та коробки передач