Устройство коробки передач
Коробка передач позволяет изменять величину крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам автомобиля, двигаться автомобилю задним ходом, разобщать работающий двигатель от трансмиссии во время стоянки автомобиля и создавать возможность двигаться автомобилю по инерции (накатом) без работающего двигателя.
Четырехступенчатая коробка передач обеспечивает автомобилю интенсивный разгон с хорошим использованием мощности двигателя и высокую среднюю скорость движения автомобиля. Применяемые в коробке передач косозубые шестерни постоянного зацепления всех передач имеют повышенную бесшумность и долговечность. Безударное, а следовательно, и бесшумное включение всех передач переднего хода обеспечивается синхронизаторами, которые уравнивают скорости вращения включаемых в зацепление шестерен.
Коробка передач состоит из картера, ведущего вала с шестерней, промежуточного вала, выполненного в виде блока шестерен, ведомого вала с шестернями и синхронизаторами, оси с промежуточной шестерней заднего хода и механизма переключения передач.
Литой алюминиевый картер 20 коробки передач передним торцом прикреплен к картеру сцепления 19. Спереди картер закрыт штампованной крышкой 12, в которой установлен самоподжимной резиновый сальник 13 ведущего вала. Снизу картер закрыт штампованной крышкой 1 с маслосливной пробкой 62. К задней стенке картера коробки передач крепится литая алюминиевая крышка 54, в которой размещается механизм управления переключением передач, привод спидометра, шестерни ‘ заднего хода и задний подшипник ведомого вала. Выход ведомого вала из коробки уплотнен самоподжимным резиновым сальником 45.
Точность расположения коробки передач относительно картера сцепления и коленчатого вала двигателя обеспечивается заходом наружного кольца заднего подшипника 18 ведущего вала в отверстие картера сцепления, центрированием картера сцепления относительно блока цилиндров двигателя на штифтах и установкой переднего подшипника ведущего вала коробки передач в гнезде коленчатого вала двигателя. Задний конец ведущего вала 11 вращается в шарикоподшипнике 18, запрессованном в переднюю стенку картера коробки передач. Установочное кольцо подшипника удерживает его в картере вместе с валом от осевого перемещения. Подшипник 18 на валу стопорится кольцом 14. Для предотвращения осевого перемещения ведущего вала в подшипнике 18 между внутренним кольцом подшипника и стопорным кольцом 14 размещена тарельчатая пружинная шайба 15, дающая осевое усилие 120—280 кгс в зависимости от сочетания размеров деталей.
Фланец передней крышки 12 зажат между наружным кольцом подшипника 18 и картером сцепления тарельчатой пружинной шайбой 17 с осевым усилием 235—475 кгс в зависимости от упругости шайбы и сочетания размеров деталей.
На переднем конце ведущего вала имеются шлицы для соединения его с ведомым диском сцепления. На задней части ведущего вала имеется два зубчатых венца: один с косыми зубьями нарезан на валу и находится в постоянном зацеплении с зубьями шестерни 9 промежуточного вала 5, второй с прямыми зубьями является венцом синхронизатора и входит в зацепление с муфтой при включении четвертой (прямой) передачи.
Зубчатый венец 24 синхронизатора четвертой передачи медью припаян к ведущему валу. Между шестерней ведущего вала и венцом 24 размещена упорная шайба 10 пружины синхронизатора четвертой передачи, выполненная из жаропрочной хромоникелевой стали.
Промежуточный вал 5, выполненный в виде блока четырех косозубых шестерен, вращается в двухрядном шариковом 6 и роликовом 58 подшипниках. Первая шестерня 9 находится в постоянном зацеплении с шестерней ведущего вала. Остальные три шестерни 4, 3 и 60 являются ведущими шестернями третьей, второй и первой передач.
На заднем конце промежуточного вала на шлицы установлена и зафиксирована стопорным кольцом ведущая шестерня 57 заднего хода. Между торцом шестерни и внутренним кольцом роликового подшипника промежуточного вала установлена пружинная шайба тарельчатого типа с осевым усилием 29,5—48,5 кгс.
Направление и углы наклона зубьев косозубых шестерен в коробке передач подобраны так, чтобы при включении любой передачи возникающие осевые усилия были направлены в противоположные стороны и частично уравновешивали друг друга.
Ведомый вал 35 установлен на трех подшипниках. Роликоподшипник 23 переднего конца расположен в гнезде ведущего вала. Для смазки подшипника 23 в шестерне первичного вала в двух противоположных впадинах между зубьями просверлены отверстия, через которые масло из картера попадает в подшипник.
Промежуточный шарикоподшипник 38 ведомого вала расположен в задней стенке картера коробки передач и от осевого перемещения стопорится установочным кольцом, размещенным в канавке наружного кольца подшипника, и пластиной 39, закрепленной тремя винтами. Внутреннее кольцо подшипника 38 закреплено на ведомом валу вместе с ведомой шестерней 40 заднего хода, втулкой 37 ведомой шестерни первой передачи и ступицей скользящей муфты синхронизатора первой и второй передач с помощью стопорного кольца и тарельчатой пружинной шайбы 41. Осевое усилие пружинной шайбы 41 равно 250—550 кгс.
Задний подшипник 44 ведомого в.ала расположен в задней крышке коробки передач, а на валу закреплен между Еедущей шестерней 43 привода спидометра и фланцем 47 эластичной муфты и затянут гайкой 48, которая законтривается стопорной шайбой 52.
В передней части ведомого вала по обе стороны от кольцевого буртика нарезаны мелкие продольные канавки для подачи смазки к трущимся поверхностям ведомых шестерен второй и третьей передач и по три равнорасположенных глубоких паза, в которые входят своими выступами ступицы скользящих муфт синхронизаторов.
Ступицы синхронизатора третьей и четвертой передач запираются на валу стопорным кольцом 25 с пружинной шайбой 26. Осевое усилие пружинной шайбы 260—470 кгс.
За ступицей на валу установлена ведомая шестерня 33 третьей передачи. На шестерне выполнен также прямозубый венец, на котором стопорным кольцом зафиксированы блокирующее кольцо синхронизатора, его пружина и упорная шайба пружины.
Шестерня 33 свободно вращается на термообработанной шейке вала и находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней третьей передачи промежуточного вала. Для подачи смазки к трущимся поверхностям в шестерне 33 имеются радиальное сверление в проточке между двумя венцами, прорезь на одном торце и две канавки на другом торце.
Ведомая шестерня 34 второй передачи установлена за кольцевым буртиком вала и свободно вращается на термообработанной шейке вала. Она находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней второй передачи промежуточного вала.
Ведомая шестерня 36 первой передачи также свободно вращается на термообработанной стальной втулке 37.
Ведомая шестерня 40 заднего хода установлена на сегментной шпонке в средней части ведомого вала за промежуточным подшипником.
На заднем конце ведомого вала установлена ведущая шестерня 43 привода спидометра. От проворота шестерня 43 удерживается шариком 42, установленным в углублении вала.
Промежуточная шестерня 56 заднего хода, имеющая на внутренней поверхности втулку, свободно вращается на неподвижной оси 59, установленной в отверстии задней стенки картера 20 и отверстии прилива задней крышки 54. Шестерня имеет кольцевую канавку, в которую входит вилка 55 включения заднего хода. При перемещении промежуточной шестерни 56 вперед она входит одновременно в зацепление с шестерней 57 промежуточного вала и шестерней 40 ведомого вала, включая задний ход.
Синхронизаторы инерционного типа, установленные в коробке передач, позволяют включить первую, вторую или третью передачу только после того, как выравниваются скорости вращения шестерни включаемой передачи ведомого вала и промежуточного вала. Четвертая передача включается после того, как выравняются скорости вращения ведомого и ведущего валов.
Синхронизатор для двух передач состоит из ступицы 27, скользящей муфты 28, двух бронзовых блокирующих колец 30, двух кольцевых пружин 31, их опорных чашек и двух стопоров 29 блокирующих колец.
По обе стороны от ступиц 27 расположены венцы синхронизаторов с прямыми эвольвентного профиля зубьями, вращающиеся независимо от ступиц при нейтральном положении рычага переключения. При включении какой-либо передачи перед-1 него хода скользящая муфта, перемещаясь по шлицам ступицы, заходит в зацепление с венцом одной из ведомых шестерен или венцом ведущего вала и соединяет их. Так ведомый вал начинает вращаться со скоростью одной из ведомых шестерен, постоянно находящихся в зацеплении с шестернями промежуточного вала, или со скоростью ведущего вала — при включении четвертой передачи.
На зубчатые венцы синхронизаторов надеты блокирующие кольца 30. Наружная коническая поверхность блокирующих колец соответствует конусам скользящей муфты. Для создания повышенного сухого трения при работе синхронизатора на этой поверхности нарезана мелкая резьба, которая в момент соприкосновения кольца с муфтой разрывает масляную пленку. Внутренние зубья блокирующих колец, равно как и зубья венцов, на которые они надеты, заострены. Аналогичные скосы имеют и зубья муфты синхронизатора.
Устройство КПП ВАЗ-2101
Трансмиссия автомобиля ВАЗ-2101 состоит из механической коробки передач, которая посредством карданного вала осуществляет передачу крутящего момента на задний мост. Сама КПП – механическая, 4-ступенчатая (4 передачи вперед и 1 – назад), трехходовая, с ручным управлением (переключение передач выполняется водителем при помощи рычага, расположенного в салоне авто). На момент выпуска Ваз-2101 этот тип КПП являлся одним из самых приоритетных, поскольку обеспечивал наименьшие потери.
Чтобы обеспечить движение автомобиля с разными скоростями, каждая из передач имела свои передаточные числа, уменьшающееся по мере повышения ступени на КПП. Так, первая передача обладает передаточным числом 3,753, вторая – 2,303, третья – 1,493, четвертая – 1,0. Задняя же передача обладает самым высоким передаточным числом – 3,867. Меняющиеся передаточные числа КПП ВАЗ-2101 позволяло авто двигаться с разной скоростью, на 1-й передач обеспечивается высокое тяговое усилие, на 4-й же – максимально возможная скорость.
Для уменьшения шумности работы, все шестеренки, задействованные в движении вперед, имеют косое расположение зубьев, у шестеренок задней же ступени – прямые зубья.
Для легкости управления коробкой и смены ступеней с минимальными ударными воздействиями, передачи переднего хода оснащены синхронизаторами.
Схема коробки передач Ваз-2101 в разрезе представлена ниже (ПВ – первичный вал, ВВ – вторичный, ПрВ – промежуточный, ЗХ – задний ход):
| 1 – поддон КПП; 2 – заглушка отверстия контроля количества смазочного материала КПП; 3 – шестеренка 2-й ступени ПрВ; 4 – шестеренка 3-й ступени ПрВ; 5 – ПрВ с набором шестеренок; 6 — подшипник ПрВ (перед); 7 – упорный болт; 8 – шайба; 9 – шестеренка ПрВ (с постоянным сцеплением); 10 – шайба синхронизатора 4-й ступени ПВ; 11 – первичный вал; 12 – крышка передка картера; 13 – сальник; 14 – подшипник ПВ (зад); 15 – картер механизма сцепления; 16 – корпус 17 – сапун системы вентиляции картера; 18 – шестеренка ПВ (с постоянным сцеплением); 19 – подшипник ВВ (перед); 20 – венец синхронизатора 4-й ступени; 21 – муфта синхронизатора 3-й и 4-й ступеней; 22 – кольцо синхронизатора 3-й ступени; 23 – пружина синхронизатора 3-й ступени; 24 – шестеренка 3-й ступени ВВ; 25 – шестеренка 2-й ступени ВВ; 26 – ступица муфты синхронизатора 1-й и 2-й ступеней; 27 – вторичный вал; 28 – шестеренка 1-й ступени ВВ; | 29 – втулка; 30 – подшипник ВВ (промежут.); 31 – шестеренка ЗХ ВВ; 32 – стержень рычага; 33 – подушка; 34 – втулка; 35,36 – втулки (дистанционная, запорная); 37 — пыльник (внешний); 38 – пыльник (внутр.); 39 – шайба опоры рычага (сферическая); 40 – рычаг КПП; 41 – сальник ВВ (зад); 42 — фланец муфты кардана; 43 – гайка ВВ; 44 – уплотнитель; 45 – кольцо; 46 – подшипник ВВ (зад); 47 – шестеренка одометра; 48 – привод одометра; 49 – крышка корпуса КПП (зад); 50 – вилка ЗХ; 51 – шестеренка ЗХ (промежут.); 52 – шестеренка ЗХ ПрВ; 53 – ось промежуточной шестеренки ЗХ; 54 – шестеренка 1-й ступени ПрВ; 55 – магнит; 56 – пробка1 – поддон КПП ; |
Конструктивные особенности
Схема КПП ВАЗ-2101 показывает, что весь узел состоит из трех валов, которые помещены в корпус КПП. Несмотря на большое количество составных частей, КПП является сравнительно компактной. Отметим, что схема эта не полная, поскольку на ней не видно ползунов, фиксаторов и вилок переключения. Они располагаются в картере с другой стороны КПП.
Первичный вал принимает крутящий момент от коленчатого вала. Чтобы обеспечить возможность разъединения КПП с силовой установкой, это соединение осуществляется не напрямую, а через механизм сцепления. Для обеспечения соединения с ведомым диском механизма сцепления на перв. валу сделаны шлицы.
Закреплен первичный вал на 2-х подшипниках. Причем один из них (передний) расположен в коленвалу, и вал КПП вставляется в него своим концевиком. Другой размещен в передней части картера.
На втором конце перв. вала имеется шестеренка, и сам вал сделан с ней заодно. Шестеренка эта имеет постоянное сцепление с шестеренкой пром. вала. Для исключения вытекания масла, задний подшипник этого вала прикрыт сальником.
Передний конец втор. вала входит в первичный. Для исключения осевого смещения и соблюдения центровки их относительно друг друга, вторичный вал посажен на 3 подшипника. Передний – игольчатого типа, установлен в отверстии торца перв. вала, куда входит концевик втор. вала.
Второй подшипник – промежуточный, является шариковым и установлен он за шестеренкой 1-й ступени. Третий – тоже шариковый, располагается на задней части втор. вала в крышке картера.
Ниже этих валов располагается еще один – промежуточный. С ним на одном уровне находится механизм, обеспечивающий движение автомобиля назад.
Немного о принципе работы
Шестеренка первичного вала, а также четыре шестеренки пром. вала выполнены заодно с валами. И только на вторичном валу шестеренки могут перемещаться по валу. Этим и обеспечивается возможность ввода в зацепление необходимых шестеренок.
На «нейтрали» крутящий момент передается от перв. вала к промежуточному посредством шестеренок, имеющих постоянное зацепление. Но на втор. вал это вращение не переходит, поскольку в таком положении зацепления между шестеренками пром. и втор. валов нет.
Водитель, включая первую передачу, посредством вилки включения, установленной на ползуне, перемещает через синхронизатор шестеренку 1-й ступени втор. вала и вводит в зацепление ее с шестеренкой на пром. валу.
Примерно так же и осуществляется включение все остальных ступеней. Чтобы предотвратить включение двух ступеней одновременно, водитель перед включением необходимой скорости сначала выводит из зацепления шестерни включенной ступени, то есть, сначала переводит рычаг в «нейтраль», а затем уже соединяет необходимые шестеренки.
Чтобы введенные в зацепление шестерни втор. вала не вернулись в исходное положение из-за осевого усилия, используются фиксаторы – специальные подпружиненные шарики, которые попав в выемки на ползуне, не дают ему сместиться обратно.
Для того, чтобы обеспечить вращение втор. вала в обратную сторону (движение задним ходом) в конструкцию КПП входит дополнительная промежуточная ось с шестеренкой, которая вводится в соединение с шестеренками промежуточного и вторичного валов при помощи отдельной вилки.
В целом вся работа КПП ВАЗ-2101 построена на взаимодействии разных по диаметру шестеренок, собранных в одном корпусе и установленных на валах, что и позволяет менять передаточное число в нужную сторону.
Статья в тему — Снятие КПП
Видео — устройство и ремонт КПП ВАЗ
Разборка и сборка
Разборка и сборка ВАЗ 2101
Внутренний вид картера сцепления
Белой стрелкой указано отверстие в передней крышке для выпуска масла из картера коробки передач, чтобы не происходило замасливание дисков сцепления.
Внутренний вид задней крышки коробки передач
Стрелкой указано направление, в котором нужно переместить рычаг, чтобы вывести его из зацепления с головками штоков переключения передач и снять заднюю крышку коробки передач.
1 – винт с ушком крепления оттяжной пружины рычага переключения передач;
2 – оттяжная пружина рычага;
3 – рычаг переключения передач;
4 – винт ограничения поперечного хода рычага
Привод переключения передач
| 1 – вилка включения заднего хода; 2 – оттяжная пружина рычага переключения передач; 3 – направляющая чашка рычага; 4 – шаровая опора рычага; 5 – рычаг переключения передач; 6 – сферическая шайба; 7 – пружина рычага; 8 – стопорное кольцо; 9 – запорная втулка демпфера; 10 – упругие втулки демпфера; 11 – дистанционная втулка демпфера; 12 – упорная подушка демпфера; 13 – стержень рычага переключения передач; | 14 – вилка включения III и IV передач; 15 – вилка включения I и II передач; 16 – шток вилки включения I и II передач; 17 – шток вилки включения III и IV передач; 18 – шток вилки включения заднего хода; 19 – блокировочные сухари; 20 – крышка фиксаторов; 21 – втулка; 22 – пружина фиксатора; 23 – шарик фиксатора; 24 – задняя крышка коробки передач; 25 – включатель фонаря заднего хода; 26 – дистанционная втулка штока вилки заднего хода |
Детали первичного вала
| 1 – стопорное кольцо; 2 – пружинная шайба; 3 – подшипник; 4 – первичный вал; | 5 – пружина синхронизатора; 6 – блокирующее кольцо синхронизатора; 7 – стопорное кольцо; 8 – подшипник |
Детали вторичного вала
| 1 – стопорное кольцо; 2 – пружинная шайба; 3 – ступица синхронизатора; 4 – муфта синхронизатора; 5 – стопорное кольцо; 6 – блокирующее кольцо синхронизатора; 7 – пружина синхронизатора; 8 – шайба; 9 – шестерня III передачи; 10 – вторичный вал; 11 – шестерня II передачи; 12 – шайба; 13 – пружина синхронизатора; 14 – блокирующее кольцо; 15 – стопорное кольцо; 16 – ступица синхронизатора; 17 – муфта синхронизатора; 18 – стопорное кольцо; | 19 – блокирующее кольцо синхронизатора; 20 – пружина синхронизатора; 21 – шайба; 22 – шестерня I передачи; 23 – втулка шестерни I передачи; 24 – подшипник; 25 – шестерни заднего хода; 26 – пружинная шайба; 27 – стопорное кольцо; 28 – шестерня привода спидометра; 29 – задний подшипник; 30 – сальник; 31 – фланец эластичной муфты; 32 – гайка; 33 – уплотнитель; 34 – центрирующее кольцо; 35 – стопорное кольцо |
Детали рычага переключения передач
| 1 – болт оттяжной пружины; 2 – шайба; 3 – оттяжная пружина; 4 – прокладка; 5 – направляющая чашка; 6 – прокладка; 7 – шайба; 8 – ограничительный болт; 9 – рычаг переключения передач; 10 – шаровая опора; 11 – сферическая шайба; 12 – пружина; 13 – опорная шайба; 14 – стопорное кольцо; | 15 – прокладка; 16 – фланец; 17 – пружинная шайба; 18 – гайка; 19 – манжета; 20 – внутренний чехол; 21 – стержень рычага; 22 – рукоятка; 23 – упорная подушка; 24 – упругая втулка; 25 – дистанционная втулка; 26 – упругая втулка; 27 – запорная втулка |
Разборка
| Порядок выполнения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Установка на вторичном валу стопорного кольца шестерни заднего хода
1 – пружинная шайба;
2 – оправка 41.7816.4069;
3 – запорное кольцо;
4 – заднего хода вторичного вала
Сборка
| Порядок выполнения | ||
| ||
Видео про «Разборка и сборка» для ВАЗ 2101
Ремонт двигателя/Покупка деталей (Сборка ВАЗ 2101)Сборка двигателя ВАЗ классика
