Автомобильный справочник

Автомобильный справочник

Широкий спектр грузовых автомобилей, в особенности автомоби­лей для внутригородских и дальних перевозок, а также перевозок стройматериалов, требует соз­дания коробок передач, специально предназна­ченных для таких режимов эксплуатации.

Ниже перечислены различные конструктивные типы механических коробок передач, разрабо­танные компанией ZF для грузовых автомоби­лей разного назначения. Они разделяются на 3 группы:

• Коробки передач Ecolite:
  • с 5 передачами (для легких грузовиков с дви­гателями мощностью от 50 до 120 кВт);
  • с 6 передачами или 12 ступенями (для грузо­виков среднего класса с двигателями мощ­ностью от 110 до 180 кВт);
• Коробки передач Ecomid:
  • с 9 передачами или 16 ступенями (для грузо­виков среднего класса с мощностью двига­телей от 180 до 240 кВт);
• Коробки передач Ecosplit:
  • с 16 ступенями (для тяжелых грузовиков с мощностью двигателей от 220 до 400 кВт).

Важные отличительные особенности этих ко­робок передач:

• Высокий удельный вес благодаря легкосплав­ному корпусу и компактной конструкции;
• Низкие и равномерные усилия переключения передач благодаря новейшим короткоходным и двухконусным синхронизаторам;
• Большой диапазон передаточных отношений с оптимальной градацией передач;
• Наличие вариантов исполнения с прямой или повышающей высшей передачей.

К серии Ecolite относится, к примеру, модель S 6-66, рассчитанная на передачу крутящего мо­мента до 750 Н-м (рис. 46 «Шестиступенчатая коробка передач серии Ecolite, модель S 6-66«).

Максимальное передаточное отношение, кото­рое можно получить с помощью шестиступенча­той коробки передач, составляет i = 9,0.

На грузовых автомобилях для дальних пере­возок используются шестиступенчатые коробки передач со встроенным передним делителем. Эта дополнительная зубчатая передача, расположен­ная перед основной коробкой передач, обеспечи­вает — как показано на рисунке 47 «Шестиступенчатая коробка передач со встроенным передним делителем» — второе по­стоянное передаточное отношение, которое чаще всего выполнено как повышающая передача с i — 0,83.

Попеременное включение двух постоянных передаточных отношений L и S («медленная груп­па» — «быстрая группа») удваивает имеющиеся шесть ступеней коробки передач, то есть каждый интервал передаточных отношений делится попо­лам, в результате чего весь диапазон передаточ­ных отношений разделяется на 12 ступеней.

Таким образом, блок делителя делает манеру езды более экономичной, всегда обеспечивая вы­бор «идеальной» ступени и, тем самым, правиль­ное соотношение мощности двигателя и режима движения.

Чтобы лучше понять все вышесказанное, см. таблицу 4 «Передаточные отношения с делителем и без него» и рисунок 48 «Разделение и одновременное расширение диапазона передаточных отношений благодаря встроенному делителю«, которые иллю­стрируют разделение (L и S) и одновременное расширение диапазона передаточных отношений прямой передачи (9,06-1,0) за счет встроенного блока делителя с i = 0,83.

На рисунке 49 «Конструкция шестиступенчатой коробки передач модели S 6-66 и схема передачи крутящего момента на разных ступенях» показана коробка передач модели S 6-66 со встроенным передним делите­лем и схема передачи крутящего момента на от­дельных передачах в медленной (L) и быстрой (S) группах.

Управление делителем осуществляется с по­мощью пневмопривода и системы управления, которая — как видно из рисунка 50 «Схема принципиального устройства пневматического привода переключения ступеней делителя» — состоит из клапана управления делителем (1) на рычаге переключения передач, пускового клапана (10), управляемого педалью сцепления, и рабочего цилиндра двойного действия (12) со встроенным ускорительным клапаном (11).

Перед тем, как переключить передачу, водитель с помощью клапана управления (1) и ускоритель­ного клапана (11) выбирает требуемую группу (L или S) делителя. Только после полного разъедине­ния сцепления пусковой клапан (10) активизирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру (12) и дальнейшее переключение передач выполняется в соответствии с выбранной группой.

Коробки передач серии Ecomid имеют встро­енный задний делитель. Девятиступенчатые модификации этой серии, используемые преимуще­ственно на грузовых автомобилях для перевозки стройматериалов, представляют собой блок из четырех передач с отдельной понижающей пе­редачей скользящими шестернями и дополни­тельным задним делителем в виде планетарной передачи. Примером такой конструкции является коробка передач модели 9 S 109 (рис. 51).

При подключении заднего делителя количе­ство передач в блоке из четырех передач удваивается. При этом получаются два положения пере­ключения — «медленная группа» (L) с передачами 1-4 и «быстрая группа» (S) с передачами 5-8. Та­ким образом, вместе с понижающей передачей в распоряжении водителя имеются в общей слож­ности девять последовательно переключаемых передач переднего хода. Схема передачи крутящего момента изображена на рисунке 52.

Работа планетарной передачи в качестве заднего делителя производится следующим образом (рис. 53 «Устройство планетарной передачи«). Когда клапан управления делителем находится в положении «Ь>, коронная шестерня (1) остается неподвижной. Приводимые в движение солнечной шестерней (вторичным валом) (2) планетарные шестерни (3) — и, тем самым, водило планетарной передачи (первичный вал) (4) — перекатываются по неподвижной коронной шестерне.

При этом возникает следующее передаточное отношение (на примере модели 9 S 109):

i = Z_{коронной шестерни}/ Z _{солнечной шестерни} +1 = 86/34+1 = 3,53

«+1» связано с тем, что водило планетарной передачи совершает один оборот, в то время как солнечная шестерня — 2,53 оборота.

При перемещении клапана управления делите­лем в положение «S» коронная шестерня жестко соединяется с водилом планетарной передачи. В результате планетарная передача работает как единый блок без изменения передаточного отно­шения (i = 1,0).

В коробках передач с задним делителем пере­ключение основных передач осуществляется с помощью механического привода, а переключе­ние групп делителя — с помощью пневматическо­го механизма. При этом существуют две различ­ных схемы переключения передач (рис. 54 «Схемы переключения ступеней в четырехступенчатой коробке передач с задним делителем«).

При переключении с двойным Н каждой от­дельной передаче соответствует определенное положение в схеме переключения передач (рис. 54 слева). При этом переключение групп делителя L и S осуществляется автоматически при смене канала 3/4 на 5/6, то есть при переключении после четвертой на пятую передачу или наоборот.

При переключении с наложением Н (рис. 54 справа) положениям 1-4 рычага переключения передач соответствуют по две передачи. Это означает, что при переключении с четвертой на пятую передачу или наоборот сначала необходи­мо выбрать группу делителя с помощью клапана управления делителем на рычаге переключения передач.

Система управления для переключения с двой­ным Н изображена на рисунке 55 «Схема принципиального устройства механизма переключения передач по схеме «с двойным Н»«. Она состо­ит из переключающего клапана (1) и рабочего цилиндра двойного действия (2), встроенного в коробку передач. Переключающий клапан акти­визируется с помощью управляющего вала (3) блока основных четырех ступеней коробки пере­дач и разблокирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру только при нейтральном по­ложении рычага переключения передач.

При установке на грузовых автомобилях для дальних перевозок коробка передач с задним делителем комбинируется с передним делителем, который в этом случае устанавливается перед блоком четырех основных ступеней (без понижа­ющей передачи). Таким образом можно получить коробку передач с 16 ступенями (2x4x2 =16) (рис. 56 «Ступени передаточных отношений для коробки передач с передним и задним делителями (без понижаю­щей передачи)«).

Подобные коробки передач есть в арсенале производителей грузовых автомобилей Mercedes- Benz, Volvo и Scania. В сочетании с двигателями, получившими систему турбонаддува, они явля­ются идеальным вариантом, прежде всего, для перевозок на дальние расстояния.

Многоступенчатые коробки передач с тонкой градацией ступеней, такие, как изображенная модель 16 S 221 из серии ZF Ecosplit, даже получили у водителей-дальнобойщиков прозвище «Skip and split». Это означает, что во­дитель не должен последовательно переключать все 16 ступеней, а может «перепрыгивать» через передачи в зависимости от загрузки автомобиля и режима его движения.

Назначение элементов трансмиссии

Механизм сцепления предназначен для передачи момента кручения от выходного вала двигателя на входной вал transmission. В момент начала движения транспортного средства, а также при переходе на следующую скорость, производится кратковременное отсоединение трансмиссии от мотора (выключение сцепления). Это необходимо для плавного перехода на следующий режим.

Коробка передач грузового автомобиля обеспечивает подачу мощности на колеса в различных диапазонах. Величина крутящего момента, передаваемого на карданный вал, меняется, благодаря изменению передаточного числа. При переходе на режим заднего хода колеса изменяют направление вращения

Карданный вал обеспечивает передачу момента вращения от КПП на детали заднего моста.

Благодаря особенностям конструкции конической пары, крутящий момент изменяет направление и передается под 90° на полуоси. Здесь частота вращения уменьшается, при этом возрастает сила тяги колес.

При помощи дифференциала колеса авто могут вращаться с различными скоростями. Это значительно облегчает управление автомобилем. Особенно это актуально при движении транспортного средства по неровным дорогам, осуществлении поворотов и пр.

Виды трансмиссий грузовых автомобилей

В зависимости от характера передачи момента кручения, трансмиссии бывают:

• Электрические.
• Механические.
• Гидравлические.
• Электромеханические.
• Гидромеханические.

Грузовые авто производства России чаще всего оснащаются механическими трансмиссиями. Это обусловлено использованием механизмов, состоящих из металлических жестких шестерен и валов. Современные грузовики марки ГАЗ в скором будущем планируется оснащать коробками автомат. В частности, машины линейки «Газон Некст» будут оборудованы автоматическими коробками передач марки Punch Powertrain.

Разновидности и классификация

С точки зрения способа смены передаточных чисел КПП подразделяются на два вида – ступенчатые и бесступенчатые. В бесступенчатых передаточное число изменяется благодаря наличию гидротрансформаторов.

Иногда эту функцию выполняет вариатор. А когда речь идет о спецшасси, то с этой целью используется гидропривод. Помимо всего прочего, оси валов в коробках передач могут быть вращающимися (их еще называют планетарными) или неподвижными.

Преимущества и недостатки МКПП

Переключение скоростей на фуре

На классической ручной КПП скорости переключаются следующим образом:

1. Заводят грузовик и убеждаются, что кнопка переключения между высокими и низкими передачами и включатель распределителя находятся внизу.
2. Выжимают педаль сцепления (крайняя левая).
3. Правой рукой переводят селектор трансмиссии в максимально нижнюю позицию.
4. Медленно отпускают сцепление и нажимают на педаль газа.
5. Повторно выжимают сцепление при достижении на тахометре значений первой передачи.
6. Переводят селектор трансмиссии в нейтральную позицию и отпускают педаль сцепления.
7. Выжимают сцепление и устанавливают селектор в положение первой скорости.

Подобным образом работает переход на все другие ступени. Если же вы достигли предела низких скоростей, переключите селектор на высокие (переведите кнопку в верхнее положение) и по той же схеме работайте.

Если есть необходимость разделить пополам какое-то из значений трансмиссии, используйте для этого распределитель (демультипликатор или делитель). Особенно актуальна эта функция при езде по холмистой местности, перевозке очень тяжелых грузов, когда важно контролировать уровень оборотов мотора в нужном диапазоне. Для разделения передачи переводят кнопку распределителя вперед, бросают газ, выжимают и отпускают сцепление.

Видео переключения передач фуры Scania прямо на ходу можно посмотреть тут:

Распространенные поломки

Если говорить о таком виде машин, как легковые автомобили, трансмиссия в них чаще всего выходит из строя в связи со следующими поломками:

• ШРУС. О неисправности данного механизма свидетельствует появление нехарактерных звуков. Он не подвергается ремонту и требует замены.
• Сцепление. Чаще всего выходит из строя при агрессивной манере вождения. Компонент требует проведения своевременной регулировки.
• Детали АКПП. Изнашиваются при отсутствии обслуживания.

Стоит отметить, что трансмиссия грузового автомобиля подвергается большим нагрузкам, поэтому требует более частого прохождения технического обслуживания.

Основные понятия

Что такое трансмиссия? Это совокупность механизмов, имеющих следующие функции:

• смена направленности, а также величины момента вращения;
• перераспределение момента вращения от мотора к колесам;
• распределение момента вращения на ведущие колеса.

Принцип работы агрегата основывается на преобразовании энергии. По этому критерию различают такие типы трансмиссий:

1. Механическую. Происходит преобразование и передача механической энергии. Это классические планетарные КПП.
2. Электрическую. Механическая энергия превращается электрическую, затем после передачи энергии на колеса происходит ее превращение в обратной последовательности от электрической энергии к механической.
3. Гидрообъемную. Механическая энергия превращается в энергию потока жидкости, затем после ее поступления на основные автоколеса осуществляется преобразование энергии в обратной последовательности.
4. Комбинированную. Различают электромеханические либо гидромеханические типы устройств. Такие конструкции объединяют несколько способов преобразования энергии.

Конструктивно автомобили разделяются по типу привода:

1. Передний привод. Основными есть передние колеса машины.
2. Задний привод. Основными становятся задние колеса авто.
3. Полноприводные. Такой транспорт имеет привод на все полуоси (передние, а также задние).

Для автотранспорта с различными видами моторов используются разные трансмиссии, имеющие определенные конструктивные особенности. Составляющими частями трансмиссии заднеприводной машины есть такие основные узлы: КПП, сцепление, главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал.

Все основные узлы трансмиссии для переднеприводных машин, располагаются под капотом транспортного средства. Для полноприводных автомобилей характерны следующие типы трансмиссий:

1. Полноприводная конструкция, включаемая с помощью водителя. Обязательным условием функционирования таковой системы есть присутствие раздаточной коробки, посредством нее происходит распределение момента вращения между передней и задней осью.
2. Конструкция, оборудованная автоматикой для включения. Часто основными колесами служит передняя пара. Вместо дифференциала размещается муфта с электрическим управлением.
3. Постоянная полноприводная система. Основной особенностью такой системы есть наличие межосевого дифференциала. Увеличивается проходимость машины, а также ее разгоночные показатели. Достигаются такие результаты благодаря перераспределению силы тяги.

Рекомендуем посмотреть видео о назначении и принципе работы трансмиссии:

Требования

Для производства надежной трансмиссии заводы-изготовители должны придерживаться требований нормативных документов. К основным относят следующие:

• Обеспечение надежной связи с двигателем.
• Возможность для изменения общего передаточного числа в зависимости от смены тягового сопротивления движению трактора.
• Возможность для изменения направления вращения ведущих колес в случае, если направление вращения вала двигателя остается неизменным. Такие ситуации возникают, когда требуется организовать движение транспорта задним ходом.
• Обеспечение отбора части мощности двигателя.
• Компактные габариты корпусов сборочных единиц, посредством работы которых удается передать большие мощности и обеспечить высокий КПД работы различных систем.

Производимые трансмиссии для грузовых автомобилей отличаются долгим сроком службы и простой эксплуатацией, не требующей особого ухода.

Трансмиссия трактора – простой в работе механизм с большим количеством элементов и устройств, совместное действие которых приводит к безопасной и надежной поездке транспортного средства.