Что такое вторичный вал

Вторичный вал

Вторичный вал передним своим концом опирается на первичный вал коробки передач, а задним концом через подшипник на картер. Передняя опора вторичного вала в коробках передач легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности чаще всего выполняется на игольчатых или роликовых подшипниках ( см. фиг. Это объясняется тем, что малый диаметр ведущей шестерни не всегда позволяет применять шариковые подшипники, обладающие сравнительно-большими габаритами. Если габариты позволяют, то применяется роликовый подшипник с внутренним кольцом ( фиг. Широко применявшиеся ранее для передней опоры вторичного вала роликовые подшипники свитыми роликам вышли из употребления, так же как и подшипник скольжения. [1]

Вторичный вал 16 коробки передач шлицованный, переменного сечения. На нем размещаются синхронизаторы и шестерни первой, второй, третьей и пятой передач. В переднем торце вторичного вала имеется паз для привода масляного насоса. На шлицы вторичного вала насажена каретка синхронизатора пятой и четвертой передач, а каретка синхронизатора третьей и второй передач — на шлицованную втулку, закрепленную на валу при помощи шпонки. [2]

Вторичный вал 40 изготовлен заодно с ведущей конической шестерней главной передачи, передающей вращение шестерне заднего моста. Расположен он в нижней части переднего отсека корпуса под первичным валом. Передний конец вторичного вала опирается на шариковый подшипник 3, запрессованный в стакан 2, который установлен в расточке передней стенки отсека коробки передач. Этот стакан прикреплен в стенке корпуса четырьмя болтами, законтренными проволокой. Между фланцем стакана 2 и стенкой корпуса установлены металлические прокладки 1 для регулировки шестерен главной передачи. Подшипник 3 напрессован на шейку вторичного вала и при помощи специальной шайбы закреплен двумя болтами, законтренными проволокой. [3]

Вторичный вал 8 установлен на двух опорах: роликовом подшипнике, установленном в гнезде первичного вала, шариковом подшипнике, установленном в гнезде заднего торца картера и закрепленном от осевых перемещений стопорным кольцом, установленным в канавке его наружного кольца. [4]

Вторичный вал с шестернями и синхрони заторами в сборе через верхний люк ( после установки промежуточного вала) устанавливается в картер коробки передач, после чего на его цилиндрическую шейку и в расточку картера одновременно напрессовывается подшипник. Подшипник напрессовывается на вал до упора внутренним кольцом в упорную шайбу и через червяк привода спидометра 28, фланец 30 и шайбу фиксируется гайкой, навинченной и раскерненной на резьбовом конце вала. [5]

Вторичный вал выполняется с шлицами, по которым скользят каретки расцепляющихся шестерен или монтируются зубчатые муфты для включения шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. В тех случаях, когда расцепляющиеся шестерни выполнены со спиральным зубом, шлицы делаются также спиральными ( фиг. [6]

Вторичный вал через карданный Bajr-лостоянно соединен с задним мостом автомобиля. [7]

Вторичный вал 13 установлен на двух подшипниках: на цилиндрическом роликоподшипнике 35, расположенном в гнезде первичного вала, и на шарикоподшипнике 9, установленном в задней стенке картера. Роликоподшипник состоит из свободных роликов ( без сепаратора), которые самозамыкаются. В осевом направлении передние концы роликов фиксируются буртиком первичного вала, а задние — упорной плоской шайбой 40, свободно вставленной в гнездо подшипника и застопоренной разрезным пружинным кольцом 41, которое установлено в полукруглой канавке. [8]

Вторичный вал по диаметру увеличивают. Обычно в среднем сечении диаметр 0 53 — 0 62 от межцентрового расстояния. [9]

Вторичный вал ( рис. 54) предназначен для передачи мощности с главного вала на раздаточный и для переключения режимов. В подшипниковых опорах, закрепленных в корпусе гидропередачи, вращаются шестерни: первой ступени 18, снимающая мощность с турбинного вала I ГТР, и второй ступени / /, снимающая мощность с турбинного вала II ГТР и ГМ. Как в большинстве узлов гидропередачи, радиальные усилия воспринимаются роликовыми подшипниками, а осевые усилия — шариковыми подшипниками, установленными в стаканах с радиальным зазором. Внутренние обоймы подшипников стопорятся в осевом направлении пружинными кольцами или круглыми гайками со стопорными шайбами. Наружные обоймы застопорены либо пружинными кольцами, либо крышками. Ступицы шестерен 18 и 11 соединены между собой неподвижной шлицевой муфтой 15, наружные шлицы которой входят во внутренние шлицы ступиц шестерен. [10]

Вторичный вал 22 опирается на роликоподшипник, установленный внутри первичного вала 5, и на шарикоподшипник 9, установленный в стенке картера. Шестерня 7 имеет второй зубчатый венец, находящийся в зацеплении по всей окружности с внутренним зубчатым венцом шестерни 8 привода тахометра. Последняя через шпонку соединена с вторичным валом и заставляет его вращаться. В зацеплении с ней находится винтовая шестерня вала 25 привода тахометра. На наружном конце вторичного вала на шпонке закреплен маховик 13, в отверстия которого вставлено двенадцать пальцев 12, изготовленных из специальной резины. При сборке с компрессором эти пальцы входят в отверстия маховика компрессора и передают вращение его валу. За счет эластичности пальцев компенсируют монтажную неточность в установке валов двигателя, редуктора и компрессора. [11]

Читайте также:  Лада ларгус в россии

Вторичный вал изготовлен заодно с конической шестерней главной передачи. Передний подшипник вала запрессован в стакан, который прикреплен к стенке корпуса четырьмя болтами. Между фланцем стакана и стенкой корпуса установлены металлические прокладки 7, необходимые для регулировки зацепления шестерен главной передачи. На шлицы вторичного вала посажены ведомые шестерни. [12]

Вторичный вал может располагаться как соосно с первичным валом, так и параллельно ему. [13]

Вторичный вал 10 выполнен заодно целое с ведомой шестерней пониженной первой ступени редуктора. Вал 10 вращается в двух конических роликовых подшипниках: переднем, установленном в расточке дополнительной перегородки корпуса, и заднем, расположенном в промежуточном стакане 14, под фланец которого устанавливаются пластинчатые прокладки 12 для регулировки подшипников. На шлицах средней части вала 10 закреплена ведомая шестерня 11 второй ступени редуктора, а на шлицевом хвостовике вала 10 — ведущая коническая шестерня 15 главной передачи. Толщина этой шайбы должна обеспечить расстояние от наружной плоскости задней стенки корпуса до внешнего торца шестерни, равное 58 0 15 мм. [14]

Вторичный вал 14, выполненный заодно с ведущей конической шестерней центральной передачи, установлен в шариковом и роликовом подшипниках. Передний установочный шариковый подшипник вала 14 закреплен в стакане 27, под фланцем которого находятся пластинчатые прокладки 26, служащие для регулировки зацепления конической пары. Наружное кольцо роликового подшипника установлено в промежуточном стакане 15, фиксируемом стопорным болтом. [15]

Чтобы сдвинуть автомобиль с места и разогнать его, нужно мощность двигателя (крутящий момент) преобразовать и передать на ведущие колеса. Но как это реализовать, когда мотор уже работает на холостом ходу и его коленчатый вал вращается, а машина стоит на месте? Задачу способен решить простейший трансмиссионный агрегат из ныне существующих – механическая коробка передач (МКПП).

Помимо нее, в современных авто используются автоматические и вариативные виды трансмиссии, но это более сложные и дорогие устройства.

Зачем нужна МКПП?

Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.

Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.

Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:

  1. Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
  2. Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
  3. Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.

Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.
Читайте также:  Как установить дхо на калину

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Работа механической коробки

Агрегат состоит из таких основных элементов:

  • корпус с масляным картером;
  • три вала с шестеренками – первичный, вторичный и промежуточный;
  • устройства синхронизации;
  • рукоять переключения с вилочными приводами перемещения шестерен.

С помощью рукоятки водитель меняет пары шестерен, входящие в зацепление с приводами от двигателя и колес. Шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить нужный крутящий момент на колесном приводе при разных режимах движения. На первых ступенях выходного вала задействованы шестеренки большего диаметра, чтобы главная передача вращалась медленнее, но с большим усилием. На III, IV и V скорости размер шестерен уменьшается и в итоге при движении на высокой скорости число оборотов привода и коленвала совпадает.

Зубья шестерней выполнены под углом с целью снижения шума трансмиссии. Чтобы при вхождении в зацепление на ходу зубья не переломались и не возникло удара, синхронизатор уравнивает скорости вращения соседних шестеренок. Это происходит в момент, когда водитель выжимает сцепление и переводит рукоять на другую позицию.

Механическая КПП является наиболее простой и надежной трансмиссией, устанавливаемой на автомобили с различной грузоподъемностью. Чем она отличается от автоматической и вариативной, – так это низкой стоимостью при высокой ремонтопригодности, а это влияет и на общую цену авто. Неудобство одно: водителю нужно постоянно манипулировать педалями акселератора и сцепления, чтобы своевременно переключаться на другую скорость при изменении режима движения.

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от «ручного» (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

Принцип работы механической коробки передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

  • 4-х ступенчатую;
  • 5-и ступенчатую;
  • 6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

  • двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

  • ведущий или первичный вал;
  • ведомый или вторичный вал;
  • промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
  • шестерни первичного и вторичного валов;
  • механизм выбора передач;
  • муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
  • картер;
  • главная передача;
  • дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Читайте также:  Моторное масло синтек 10w 40 отзывы

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

  1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
  2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
  3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
  4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
  5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье Устройство и принцип работы синхронизатора КПП.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

ПреимуществаНедостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КППМеньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПДУтомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкцииНеобходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживаниеБолее низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью
Возможность буксировки автомобиля

Заключение

Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более «драйверскими» ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *