Вторичный вал

Механическая коробка передач — Энциклопедия журнала "За рулем"

Механическая коробка передач (МКП) - механизм изменения крутящего момента, передаваемого с вала двигателя через механизмы трансмиссии на ведущие колеса автомобиля. От прочих типов отличается тем, что в МКП передачи переключаются вручную или полуавтоматически (при использовании сервоприводов сцепления или гидромуфты). Наиболее распространенный тип. Отличается долговечностью, простотой обслуживания и наибольшим КПД.

Принцип действия и назначение

Необходимость применения обусловлена разницей частоты вращения вала двигателя и ведущих колес автомобиля, не позволяющей соединять ведущие колеса напрямую с коленвалом. Двигатели внутреннего сгорания имеют определенный диапазон частоты вращения коленвала - от 500, до 9000 об/мин, а частота вращения ведущих колес автомобиля колеблется от 0 до 1800 об/мин. Служит для повышения или понижения частоты вращения валов механизмов трансмиссии, а также для обеспечения оптимального крутящего момента ведущих колес. Наибольший крутящий момент ДВС выдают при средних и высоких оборотах - от 3000 до 7000 об/мин. Позволяет наилучшим образом использовать возможности двигателя, сообразуя их со скоростью передвижения автомобиля.Изменение частоты вращения и крутящего момента в происходит посредством ступенчатого изменения передаточного отношения пар шестерен. При начале движения водитель включает первую передачу. При этом выбирается пара шестерен с наибольшим передаточным отношением - ведущие колеса крутятся с намного меньшей частотой, чем коленчатый вал двигателя, в то же время крутящий момент на первой передаче будет достаточно высоким, чтобы обеспечить трогание с места, движение в гору или в тяжелых дорожных условиях. При разгоне автомобиля водитель последовательно включает высшие ступени, повышая частоту вращения ведущих колес. На высокой скорости водитель включает прямую передачу, при которой частота вращения колес определяется передаточным отношением главной передачи ведущего моста. В некоторых автомобилях оснащается повышающей передачей, при которой частота вращения колес будет еще больше (но в любом случае ниже, чем частота вращения коленчатого вала ДВС) при понижении тягового усилия двигателя (в этом режиме движения используются силы инерции).Помимо этого назначение состоит еще в возможности плавного понижения скорости движения - выбором низших передач, и в длительном разъединении работающего двигателя от механизмов трансмиссии при кратковременных стоянках автомобиля.

Устройство

МКП является частью трансмиссии автомобиля и работает в паре со сцеплением, которого в коробках передач другого типа (автоматических) может и не быть. В прошлом в легковых автомобилях высокого класса вместо сцепления использовалась гидромуфта, но в наши дни этот тип полуавтоматической трансмиссии не применяется из-за высоких потерь мощности двигателя и низкого КПД гидромуфты. В настоящий момент механические коробки передач без сцепления применяются только в металлообрабатывающих станках.Сцепление необходимо для выравнивания частоты вращения пар шестерен. Без применения сцепления переключение передач МКП невозможно. Так же сцепление используется для плавного начала движения автомобиля и кратковременного отсоединения двигателя от механизмов трансмиссии при остановках.Основные узлы МКП: картер, набор параллельных вращающихся валов, насаженные на валы шестерни, синхронизатор. На сегодняшний момент наибольшее распространение получили МКП двух типов - трехвальные (большинство заднеприводных автомобилей классической компоновки и, частично, переднеприводные автомобили) и двухвальные (значительная часть переднеприводных автомобилей).В трехвальной коробке установлены три вала - первичный, промежуточный и вторичный. Передний вал через сцепление соединен с коленчатым валом (маховиком) двигателя. Вторичный - с карданным валом, передающим вращающий момент на главную передачу, либо с самой главной передачей (в заднеприводных автомобилях и в машинах с разнесенной трансмиссией). Промежуточный вал служит для передачи вращающего момента посредством шестерен с первичного на вторичный вал. Первичный и вторичный валы устанавливают в М соосно - передняя часть вторичного вала входит в паз в задней части первичного вала и вращается в нем на подшипнике. Механически первичный и вторичный валы связаны только шестернями промежуточного вала и вращаются независимо друг от друга. На первичном валу жестко закреплена одна ведущая шестерня, которая входит в зацепление с шестерней промежуточного вала. На вторичном валу располагается свободно вращающийся блок шестерен. Каждая из шестерен вторичного вала находится на строго определенном участке вала, ее продольное (по валу) перемещение исключается. В то же время механизм переключения передач блокирует выбранную шестерню на вторичном валу, передавая ему вращающий момент от первичного вала через шестерню промежуточного - так происходит включение передачи.На промежуточном валу жестко закреплен набор шестерен, которые всегда находятся в постоянном зацеплении. Шестерня первичного вала передает вращение первой (ведомой) шестерне промежуточного вала. Вместе с промежуточным валом вращаются и его шестерни, передавая вращение парам согласованных, постоянно находящихся в зацеплении шестерен вторичного вала. Таким образом при включенном сцеплении и работающем двигателе все шестерни первичного, промежуточного и вторичного вала находятся во вращении вне зависимости от выбранной передачи.Для уменьшения износа и компенсации воздействующих на зубья шестерен сил все шестерни современных МКП выполнены косозубыми.

Муфта переключения

На вторичный вал со свободно вращающимися боками шестерен насажены муфты переключения передач. Поскольку муфты соединены с вторичным валом шлицами, их называют шлицевыми муфтами. В отличие от свободно вращающихся на подшипниках шестерен вторичного вала, муфты способны перемещаться в продольном направлении.На боковых поверхностях шестерен вторичного вала и шлицевых муфт находятся зубчатые венцы. При перемещении по шлицам муфта входит зубчатым венцом в зацепление с зубчатым венцом шестерни, блокируя ее на валу. Вращение с промежуточного вала передается на ведомую шестерню вторичного вала, а с нее через зубчатый венец и шлицы муфты на вторичный вал.Продольное перемещение шлицевых муфт по вторичному валу производится вилками переключения передач, которые через ползуны соединены с рычагом. Поскольку муфт две (в четырехступенчатой коробке, в шести- или восьмиступенчатой муфт больше), в предусмотрен механизм блокировки, предотвращающий возможность одновременного включения двух передач.При соединении зубчатых венцов муфты и определенной выбором передачи шестерни вторичного вала крутящий момент передается через карданный вал и главную передачу на ведущие колеса. Автомобиль движется. Если ни одна муфта с шестерней вторичного вала не соединена, коробка передач стоит на «нейтрали», двигатель отключен от механизмов трансмиссии, автомобиль стоит на месте или движется только силами инерции.

Синхронизированные МКП

При переключении передач на ходу наибольшую нагрузку принимают на себя поверхности зубьев шестерен, находящихся в зацеплении, и боковые зубчатые венцы шлицевых муфт и шестерен вторичного вала. Это происходит из-за несовпадения частоты вращения зубчатых венцов относительно друг друга. В результате передачи включаются со скрежетом, венцы и зубья шестерен испытывают разрушительные ударные нагрузки. При большом несовпадении частоты вращения включение передачи вообще невозможно.Для преодоления этого эффекта в тридцатые годы ХХ века были изобретены синхронизаторы - фрикционные конические муфты, располагающиеся по бокам шлицевых муфт. Приближаясь к зубьям венца шестерни вторичного вала, бронзовый конус синхронизатора, установленный в муфте, входит в конусный паз на шестерне, за короткое время за счет сил трения выравнивает скорость вращения муфты и шестерни. В этот момент синхронизатор блокирует перемещение муфты. Когда скорости вращения выравниваются, перемещение разблокируется, зубчатый венец муфты входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни вторичного вала - переключение передачи происходит бесшумно и плавно. Синхронизаторы увеличивают время переключения передач, но это увеличение столь несущественно, что его трудно заметить. Вместе с тем синхронизированные МКП намного долговечней и комфортней в работе, чем не синхронизированные.В недорогих массовых автомобилях применяются частично синхронизированные МКП, в которых синхронизаторы не устанавливаются в муфту включения заднего хода (пример - автомобили ВАЗ «классической» серии). В прошлом синхронизаторы устанавливались только в муфту включения высших передач (пример - автомобиль «Газ 21», в котором синхронизированы были только 2-я и 3-я передачи 3-ступенчатой МКП).

«Задний ход»

Для реализации возможности движения автомобиля задним ходом в двухвальные и трехвальные МКП устанавливают еще один промежуточный вал и пару шестерен промежуточного и вторичного вала, которая не находится в постоянном зацеплении. При этом шестерня заднего хода на вторичном валу единственная, которая жестко насажена на вал (через шлицевое соединение).Включение передачи заднего хода происходит без применения муфты - поэтому эта передача, как правило, оказывается не синхронизированной (синхронизаторы заднего хода устанавливаются в двухвальные М). Перемещая рычаг переключения передач, водитель воздействует на соответствующий ползун, который перемещает вал заднего хода и вводит в зацепление с шестернями промежуточного вала и вторичного вала специальную шестерню. Образуется сочленение нечетного количества шестерен - трех. В результате вторичный вал начинает вращаться в обратную сторону.Суммарное передаточное отношение шестерен заднего хода обычно больше, чем пары шестерен первой передачи, поэтому задний ход самый тихоходный, но и самый «тяговитый» режим движения автомобиля.

Прямая передача

В трехвальных коробках высшей передачей является прямая передача. Она названа прямой, потому что муфта переключения входит в зацепление с зубчатым венцом не вторичного вала, а с венцом шестерни первичного вала. В результате частота вращения вторичного вала совпадает с частотой вращения маховика двигателя (и, соответственно, коленчатого вала). Частота вращения ведущих колес при этом определяется передаточным соотношением конических шестерен главной передачи.Движение на прямой передаче - наиболее оптимальный режим движения автомобиля с точки зрения эксплуатационных расходов и износа механизмов трансмиссии. В этом режиме двигатель потребляет меньше топлива, работает в оптимальном тепловом режиме, МКП подвержена наименьшему износу из-за отсутствии нагрузки на шестерни.Прямой передачи нет в двухвальных М, в которых отсутствует промежуточный вал, а первичный и вторичный валы установлены параллельно. В отличие от трехвальной, здесь шестерни нагружены всегда. Но при этом КПД двухвальной коробки выше, чем трехвальной, поскольку нет потерь на силы трения в промежуточном валу.

Повышающая передача

Повышающая передача (овердрайв) - это пара шестерен промежуточного и вторичного вала, передаточное отношение которой меньше единицы. В результате использования повышающей передачи вторичный вал имеет большую частоту вращения, чем маховик двигателя. Повышающая передача - 5-я или (и) 6-я в большинстве современных легковых автомобилей - включается муфтой, как и все прочие передачи. Ее использование, как правило, не повышает максимальную скорость (она достигается на прямой передаче), но позволяет двигаться на большой скорости при средних оборотах двигателя - соответственно, при меньшем уровне акустического шума и вибраций. Таким образом, применение повышающей передачи больше маркетинговый ход, чем необходимость.

wiki.zr.ru

- , 2

- -

1. (. 5.11) .

. , , .

2. .

3. .

4. 4- .

5. 4- .

. . ( ) ... ... .

6. .

7. 3- 3- 4- .

8. 4- .

9. 3- 4- 4- . .

. , . , , .

10. 3- .

11. 3- .

12. 3- .

13. .

14. .

15. .

16. 2- .

17. 2- .

18. .

19. 1- 1- 2- .

20. 1- 2- 2- .

1- 2- .

21. 1- .

22. 1- .

23. .

24. 1- , . .

25. . .

26. , . .

27. . () . , . .

28. . , .

29. . () , , .

30. 0,05 . . , . . .

31. . .

32. . 0,6 . , .

. , , .

33. , .

34. , . . , ( ) , .

35. , .

36. . .

. 5.11. 2108, 2109, 21099:

1 - ; 2 - 4- ; 3 - 3- ; 4 - 2- ; 5 - 1- ; 6 - ; 7 - ; 8 - 1- 2- ; 9 - 3- 4- ; 10 - .

auto.bezmani.ru

Ремонт вторичного вала

5.12. Вторичный вал коробки передач: 1 – вторичный вал; 2 – шестерня IV передачи; 3 – шестерня III передачи; 4 – шестерня II передачи; 5 – шестерня I передачи; 6 – ведущая шестерня главной передачи; 7 – внутреннее кольцо переднего подшипника вала; 8 – синхронизатор I и II передач с зубчатым венцом передачи заднего хода; 9 – синхронизатор III и IV передач; 10 – задний подшипник вала

Детали вторичного вала показаны на рис. 5.12.

1. C небольшим усилием зажмите вал в тиски с накладками на губках из мягкого металла.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Вторичный вал нужно зажимать в тисках c мягкими накладками на губках за внутреннее кольцо переднего подшипника. Затягивайте тиски так, чтобы вал можно было наклонять усилием руки, иначе можно повредить поверхность беговой дорожки подшипника.


2. С помощью двух монтажных лопаток спрессуйте задний подшипник вторичного вала.	3. Снимите упорную шайбу...


4. ...ведомую шестерню IV передачи...	5. ...игольчатый подшипник шестерни IV передачи и промаркируйте его.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Обязательно маркируйте игольчатые подшипники и втулки в соответствии с номером передачи. При сборке их надо установить на те же места. Удобнее всего вставить в шестерню соответствующий игольчатый подшипник и (где она есть) втулку...

...и связать их веревкой или проволокой.


6. Снимите дистанционное кольцо.	7. С помощью двух монтажных лопаток через шестерню III передачи сдвиньте синхронизатор III и IV передач со шлицев вала.


8. Снимите втулку игольчатого подшипника IV передачи.	9. Снимите синхронизатор III и IV передач с блокирующим кольцом IV передачи.

10. Промаркируйте блокирующее кольцо относительно муфты синхронизатора.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Обязательно маркируйте блокирующие кольца относительно муфты. При эксплуатации зубья колец прирабатываются к зубьям муфты, поэтому при сборке надо установить кольца в том же положении.

Если вы не предполагаете разбирать синхронизатор, свяжите его веревкой или проволокой, чтобы он не рассыпался.


11. Снимите блокирующее кольцо шестерни III передачи и промаркируйте его относительно муфты синхронизатора.	12. Снимите шестерню III передачи.


13. Снимите игольчатый подшипник шестерни III передачи и промаркируйте его.	14. Снимите стопорное кольцо упорных полуколец...


15. ...и два упорных полукольца.	16. Выньте фиксирующий шарик из отверстия на валу.


17. Снимите шестерню II передачи.	18. Снимите игольчатый подшипник шестерни II передачи и промаркируйте его.


19. Снимите пружинное стопорное кольцо.	20. Установите вал шестерни I передачи на губки тисков и ударами деревянной киянки по торцу вала спрессуйте синхронизатор I и II передач со шлицев вала.

21. Снимите синхронизатор I и II передач с блокирующим кольцом II передачи.

ПРИМЕЧАНИЕ

На синхронизаторе I и II передач выполнен зубчатый венец передачи заднего хода.


22. Снимите блокирующее кольцо I передачи и промаркируйте его относительно муфты синхронизатора.	23. Снимите шестерню I передачи.


24. Снимите стопорное кольцо.	25. Слегка разожмите замок игольчатого подшипника I передачи и снимите подшипник, продвинув его вдоль вала. Промаркируйте подшипник.

26. Переверните вал и с помощью двух больших отверток спрессуйте внутреннее кольцо переднего подшипника вала. Затем снимите упорную шайбу.

27. Тщательно очистите, промойте и высушите детали вторичного вала. Внимательно осмотрите их.

28. Проверьте состояние валов. При наличии питтинга (раковин) на шейках подшипников или следов износа валы необходимо заменить. Шлицы валов не должны быть с вмятинами, задирами и следами износа. Замените валы с дефектными шлицами.

29. Проверьте состояние шестерен коробки передач. При наличии сколов, выкрашивания зубьев, задиров во внутренних отверстиях и других повреждений шестерни необходимо заменить.

30. Проверьте состояние подшипников. При наличии питтинга (раковин) на беговых дорожках и телах качения, следов вдавливания тел качения на беговых дорожках, повреждения сепараторов замените подшипники.

31. Радиальный зазор шариковых и роликовых подшипников не должен превышать 0,05 мм. Это можно проверить индикатором. Установите подшипник на вал, а ножку индикатора на верхнюю точку наружного кольца подшипника. Слегка нажмите на подшипник снизу вверх. Разница показаний индикатора между исходным положением и при нажатии на подшипник и будет радиальным зазором.


32. Проверьте состояние блокирующих колец синхронизаторов. При наличии забоин и сколов на зубчатых венцах или значительной выработки на конусах замените блокирующие кольца.	33. Проверьте зазор между шестернями и соответствующими им блокирующими кольцами. Минимально допустимый зазор составляет 0,6 мм. Если он меньше, блокирующее кольцо нужно заменить.

ПРИМЕЧАНИЕ

При замене блокирующего кольца проверьте зазор между новым кольцом и шестерней. Проверьте правильность конусной поверхности кольца, надев его на конус шестерни и покачав рукой; люфт недопустим.

34. При обнаружении задиров и деформации на упорных шайбах и стопорных кольцах, при потере упругости стопорных колец замените их.

35. Соберите вторичный вал в порядке, обратном разборке. Старые блокирующие кольца установите в соответствии с ранее сделанными метками. Новые кольца установите так, чтобы малые выступы на кольце (отсутствуют зубья) совпали с пазами ступицы синхронизатора, где установлены фиксаторы.


36. Задний подшипник вала запрессовывайте с помощью подходящей оправки, прикладывая усилие только к внутреннему кольцу подшипника.	37. После сборки проверьте работу синхронизаторов. Для этого вручную переместите муфты синхронизаторов в положение включения соответствующих передач.

carmanz.com

Ваз 2109 - разборка вторичного вала коробки передач

Основная цель разборки и последующего ремонта вторичного вала коробки передач на автомобиле ваз 2109 — это замена вышедших из строя шестерен и других элементов. Рассмотрим данный процесс подробнее.

Установите вторичный вал в тиски в вертикальном положение. Вал зажимайте небольшим усилием через деревянные проставки, чтобы не повредить его.
Теперь нам необходимо снять задний подшипник вала. Для этого, используя две небольшим монтажных лопатки, спрессовываем его и снимаем.

Теперь можно снять упорную шайбу подшипника и шестерню четвертой передачи. Все снятые детали откладывайте в сторону согласно порядку снятия, чтобы при последующей сборке не путаться.

Снимаем игольчатый подшипник шестерни четвертой передачи и втулку. В процессе сборки игольчатый подшипник должен быть установлен так же под шестерню четвертой передачи и втулка. Дабы их не перепутать, рекомендуется вставить в шестерню ее подшипник вместе с втулкой (которую мы снимем после снятия синхронизатора) и связать их между собой.

Снимаем дистанционное кольцо. Далее, используя две монтировки, через шестерню третьей передачи, снимаем со шлицов вала синхронизатор третьей и четвертой передач. И теперь можно снять втулку шестерни четвертой передачи. Синхронизатор снимается вместе с блокирующим кольцом четвертой передачи. Данные элементы так же связываем между собой, чтобы не перепутать при сборке.

Далее идентично снимаем стопорное кольцо шестерни третьей передачи, саму шестерню и ее игольчатый подшипник. Не забываем связать их вместе.

Теперь нам необходимо снять упорные полукольца, предварительно сняв их стопорное кольцо.

Снимите с вала шестерню второй передачи, предварительно вынув из отверстия в валу фиксирующий шарик. Снимите игольчатый подшипник шестерни и свяжите их вместе.

Теперь снимаем синхронизатор первой и второй передачи. Для этого в первую очередь снимаем стопорное кольцо с вала. Далее переставляем вторичный вал в тисках таким образом, чтобы вал стоял на шестерне первой передачи и используя небольшую киянку и деревянную проставку, нанося удары по торцу вторичного вала, спрессовываем с него синхронизатор.

Снимаем с вала синхронизатор первой и второй передачи вместе с блокирующим кольцом.

Теперь можно снять шестерню первой передачи и ее блокирующее кольцо.

Снимаем игольчатый подшипник шестерни первой передачи. Для его снятия необходимо снять замок и слегка разжав его концы, стянуть с вала.
И завершающий этап разборки — снятие переднего подшипника вторичного вала. Переверните вал в тисках подшипником вверх и с помощью двух плоских отверток спрессуйте внутреннее кольцо упорного подшипника.

На этом процесс разборки вторичного вала кпп ваз 2109 завершен.

zubilovaz.ru

Промежуточный вал коробки передач - основные неисправности

Устройство коробки передач

Более-менее опытные водители знают, что назначением коробки передач служит обеспечение самого оптимального вращающего момента. Она состоит из трех основных составляющих – это первичный вал, или, как его называют – ведущий, вторичный вал (ведомый) и промежуточный. Первичный вал принимает вращающий момент от маховика двигателя, а вторичный, в свою очередь передает эту энергию на карданный вал автомобиля. Никакой жесткой связи между этими валами нет, и они работают независимо друг от друга. Роль связующего звена выполняет, как раз, промежуточный вал, отсюда и его название.

В целом же, коробка передач представляет собой совокупность шестерней и валов и управляется с помощью рычага переключение передач, находящегося в салоне автомобиля. Во время переключения специальные вилки включают в процесс соответствующие шестерни, а блокирующие замки исключают возможность включения сразу нескольких передач.

Неисправности коробки переключения передач и их причины

Коробка переключения передач может выйти из строя по многим причинам, но в основном – это неправильная эксплуатация. Использование трансмиссионного масла и комплектующих деталей низкого качества, приводят к износу многих частей механизма, и выводит из строя коробку целиком. Кроме того, причиной многих поломок может стать неквалифицированное проведение ремонтных работ, несвоевременное и неправильное техническое обслуживание агрегата и агрессивный стиль езды, предусматривающий неправильное или резкое переключение передач на разных скоростях движения автомобиля.

Все остальные причины сводятся к естественному износу деталей всего механизма. Это могут быть сальники, подшипники, шестерни или даже валы.

Среди неисправностей КПП можно отметить появление различных шумов, стуков и затрудненное включение передач. Они свидетельствуют о выходе из строя синхронизаторов, шестеренок, муфт и различных подшипников. Причем, если стуки и трудности при включении наблюдаются только у одной передачи, значит, проблема коснулась только нее. Чаще всего, проблема скоростей заключается в износе синхронизатора соответствующей скорости и устраняется его заменой.

Неисправности промежуточного вала

В процессе работы промежуточного вала может наблюдаться течь масла. Она говорит о том, что сальник находится в неудовлетворительном состоянии. Повреждения сальника промежуточного вала могут сказаться на состоянии всей коробки целиком, так как выход трансмиссионного масла отразится на всех узлах коробки.

Рис. Общий вид вторичного вала.

Другая неисправность может проявиться при включении всех передач или только определенного ряда, чаще всего, это вторая, третья и пятая. При включении этих передач не происходит требуемая передача крутящего момента на карданный вал автомобиля. Это говорит о появлении ослабления правильной посадки шестеренок промежуточного вала. При появлении такой проблемы можно пойти двумя способами решения. Первый заключается в замене промежуточного вала в целом. В этом случае, сразу подвергаются замене его подшипники и сальники. Второй же, подразумевает сварку ослабшей шестерни. Главным недостатком этого способа является то, что при выходе из строя данной шестерни, вал необходимо будет менять целиком, что весьма не экономично.