Лекции по двигателям

Рассмотрим первую составляющую трансмиссии – сцепление. Сцепление передает крутящий момент от маховика коленчатого вала двигателя  к первичному валу коробки передач.

Составляющими сцепления являются привод и самого механизма сцепления.

Привод выключения сцепления. Каждый механизм в автомобиле начинает свою работу при помощи привода. Так и сцепление. Привод выключения сцепления относится к приводу  гидравлического типа. Схема привода сцепления представлена на рисунке 9.2. Рис. 9.2. Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления 1 - коленчатый вал; 2 - маховик; 3 - ведомый диск; 4 - нажимной диск; 5 - кожух сцепления; 6 - нажимные пружины; 7 - отжимные рычаги; 8 - нажимной подшипник; 9 - вилка выключения сцепления; 10 - рабочий цилиндр; 11 - трубопровод; 12 - главный цилиндр; 13 - педаль сцепления; 14 - картер сцепления; 15 - шестерня первичного вала; 16 - картер коробки передач; 17 - первичный вал коробки передач

Привод выключения сцепления состоит из следующих  механизмов:

• педаль,
• главный цилиндр,
• рабочий цилиндр,
• вилка выключения сцепления,
• нажимной подшипник,
• трубопроводы.

Когда водитель нажимает на педаль сцепления давление его ноги через шток и поршень передается жидкости, а жидкость передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. При помощи штока рабочего цилиндра перемещается вилка выключения и нажимной подшипник. Подшипник передает усилие механизму сцепления. После того как водитель отпустит педаль, возвратные пружины вернут все детали в исходное положение.

Механизм  сцепления.

За счет силы трения, в этом устройстве осуществляется передача крутящего момента на ведущие  колеса. При помощи этого механизма двигатель и коробка передач разъединяются на короткое время, а затем вновь соединяются.

Составляющие механизма  сцепления:

• картер и кожух,
• ведущий диск (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
• нажимной диск с пружинами,
• ведомый диск со специальными износостойкими накладками.

Итак, для того, чтобы машина поехала, водитель должен включить сцепление. Это происходит в три этапа:

1. Отпуская немного  педаль, водитель предоставляет  возможность пружинам нажимного  диска подвести ведомый диск к маховику до их соприкосновения. За счет возникших сил трения ведомый диск начинает вращаться. Автомобиль начинает трогаться.

2. Удерживая  педаль, мы тем самым удерживаем  ведомый диск. Это нужно для  того, чтобы скорость вращения  маховика и ведомого диска сравнялась. На этом этапе автомобиль начинает увеличивать скорость.

3. На этом  этапе диск и маховик вращаются  с одинаковой скоростью, передавая  крутящий момент коробке передач,  а затем на ведущие колеса. Сцепление полностью включено, и  машина едет (рисунок 9.3).

Для выключения сцепления необходимо нажать на его  педаль. При этом нажимной диск отходит  от маховика, ведомый диск освобождается, прерывая передачу крутящего момента  от двигателя к коробке передач (рисунок 9.4) Рис. 9.3. Сцепление включено Рис. 9.4. Сцепление выключено

Основные  неисправности сцепления.

Сцепление выключается  не полностью. Причина: большой свободный  ход педали сцепления, перекос нажимного  подшипника, повреждение ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода педали, выпуск воздуха из гидропривода, замена неисправных дисков и пружин.

Сцепление включается не полностью. Причина: малый свободный  ход педали, замасливание (износ) фрикционных  накладок ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода, чистка или замена дисков, пружин.

Сцепление включается резко. Причина: заедание в механизме  привода, задира на рабочих поверхностях дисков или маховика, разрушение фрикционных  накладок ведомого диска. Способ устранения: замена неисправных узлов привода, устранение задиры на поверхностях дисков, замена ведомого диска.

Течь тормозной  жидкости в приводе выключения сцепления. Причина: течь из главного или рабочего цилиндров, из соединительных трубок. Способ устранения: замена неисправных узлов, прокачка всего гидропривода (удаление воздуха).

Коробка передач

При помощи коробки  передач происходит изменение величины и направления крутящего момента, а также передача его от двигателя  к ведущим колесам. Схема работы коробки передач представлена на рисунке 10.1. Рис. 10.1. Схема работы коробки передач. 1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал; 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач

Рассмотрим составляющие механизмы, из которых состоит коробка передач подробнее.

Картер. Здесь  сосредоточены все основные узлы. Картер коробки передач присоединен  к картеру сцепления, а картер сцепления – к двигателю. В  картере наполовину объема залито масло  для смазки шестерен.

Валы коробки  передач. У этих механизмов есть набор  шестерен. Валы вращаются в подшипниках, находящихся в картере.

Синхронизаторы. Чтобы передачи переключалась плавно и бесшумно необходимы синхронизаторы. Это достигается с помощью  уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач. С его помощью водитель, управляя рычагом переключает передачи.

Мы рассмотрели  составляющие механизмы коробки  передач. А теперь разберемся с тем, как происходит изменение величины крутящего момента. В этом нам поможет схема, представленная на рисунке 10.2. На ней изображены две шестеренки. Все дело в количестве зубьев на шестеренках. На первой 20 зубьев, на второй – 40. Когда шестерня с 20-ти зубьями делает 2 оборота, то шестерня с 40-ка зубьями один оборот. Передаточное число равно 2. То есть все дело в различных оборотах шестеренок. Рис. 10.2. Передаточное отношение

Основные  неисправности коробки  передач.

Течь масла. Причина: повреждение уплотнительных прокладок, сальников, ослабление крепления крышек картера. Способ устранения: замена прокладок и сальников, усиление крепления крышек.

Шум. Причина: неисправный  синхронизатор, износ подшипников, шестерен, шлицевых соединений. Способ устранения: замена неисправных деталей.

Тяжело включаются передачи. Причина: неисправность механизма переключения, износ синхронизаторов или шестерен. Способ устранения: замена неисправных деталей.

Произвольное  выключение передач. Причина: неисправность  блокировочного устройства, сильный  износ шестерен или синхронизаторов. Способ устранения: замена блокировочного устройства, синхронизатора, шестерен.

Карданная передача

Для примера  рассмотрим карданную передачу заднеприводного  автомобиля. С ее помощью происходит передача крутящего момента от вторичного вала коробки к главной передачи изменяющимся углом. На представленной ниже схеме можно увидеть схему карданной передачи. Рис. 11.1. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля I - Двигатель; II - Сцепление; III - Коробка передач; IV - Карданная передача: 1 - эластичная муфта; 2 - шлицевое соединение; 3 - передний карданный вал; 4 - подвесной подшипник; 5 - передний карданный шарнир; 6 - задний карданный вал; 7 - задний карданный шарнир; V - Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 - полуоси; 9 - ведущие (задние) колеса

Механизмы карданной  передачи:

• передний и задний валы,
• промежуточная опора с подшипником,
• шарниры с вилками и крестовинами,
• шлицевые соединения
• эластичная муфты.

Шарниры с вилками  и крестовинами. Эти элементы и  позволяют осуществить передачу крутящего момента под изменяющимся углом. Задний вал карданной передачи имеет два шарнира. Они обеспечивают передачу крутящего момента от коробки передач к главной передаче, которая расположена в заднем мосту автомобиля независимо от движений кузова. Поясним. Когда автомобиль едет, то угол между передним валом карданной передачи и главной передачей меняется до 150оС. Это происходит из-за неровностей дороги. Поэтому задний вал закреплен не жестко, а двумя шарнирами. За счет этих шарниров и происходит бесперебойная передача крутящего момента.

Шлицевое соединение обеспечивает компенсацию линейного  перемещения карданной передачи по отношению к кузову авто, вследствие изменения угла передачи крутящего  момента. Это необходимо для того, чтобы карданная передача удлинялась в момент перемещения кузова вверх, и укорачивалась, когда кузов идет вниз. Получается, что должно меняться расстояние от коробки передач до заднего моста. Эти процессы происходят именно в шлицевом соединении. Но меняются не сами жесткие трубы, а их суммарная длина.

Эластичная муфта. Этот механизм держит ударную волну, которая может возникать при  грубом включении (выключении) сцепления.

Основные  неисправности карданной  передачи и валов  с шаровыми шарнирами

Шум, стуки и  вибрация при движении. Причина: износ шарниров, подшипника промежуточной опоры, деформации валов. Способ устранения: замена поврежденных механизмов.

Утечка смазки из шаровых шарниров. Причина: повреждение  защитных чехлов. Способ устранения: замена чехлов, чистка шарниров, замена смазки шарниров.

Главная передача и дифференциал

Главная передача и  дифференциал

На примере  заднеприводных автомобилей расммотрим работу главной передачи и дифференциала.

С помощью главной  передачи происходит увеличение скорости крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом 90о. Схема работы представлена на рисунке 12.1.  
 
Рис. 12.1 Схема работы главной передачи 1 - фланец; 2 - вал ведущей шестерни; 3 - ведущая шестерня; 4 - ведомая шестерня; 5 - ведущие (задние) колеса; 6 - полуоси; 7 - картер главной передачи

Главная передача состоит из двух механизмов: ведущей  шестерни и ведомой шестерни.

Крутящий момент проходит свой путь через сцепление, коробку передач и карданную  передачу. В конце пути он передается на две косозубые шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении. Если мы посмотрим на рисунок 37, то увидим, что ба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. При таком полочении автомобиль невозможно будет повернуть. Для поворота необходимо, чтобы колеса проходили неодинаковое расстояние. Но в автомобиле есть механизм, который позволяет делать маневр поворота. Этот механизм – дифференциалом.

Дифференциал  предназначен. За счет этого механизма  колеса вращаются с разной угловой  скоростью. Это достигается путем  разделения крутящего момента между ними. На рисунке 12.2 мы можем увидеть составляющие дифференциала. Он состоит из небольшого числа механизмов: двух шестерен и полуосей двух шестерен сателлитов.  
 
Рис. 12.2. Главная передача с дифференциалом 1 - полуоси; 2 - ведомая шестерня; 3 - ведущая шестерня; 4 - шестерни полуосей; 5 - шестерни-сателлиты

Основные  неисправности главной  передачи и дифференциала

Шум главной  передачи при движении на большой  скорости. Причина: износ шестерен, неправильная регулировка шестерен, отсутствие масла в картере главной передачи. Способ устранения: регулировка зацепления шестерен, замена изношенных деталей, пополнение масла.

Течь масла. Причина: неисправность сальников, неплотные  соединения. Способы устранения: замена сальников, закрепить соединения.

Подвеска  автомобиля

Ходовая часть  автомобиля выполняет функцию движения. Узлы ходовой части служат для  связи колес с кузовом, а также  гасят колебания кузова, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль.

В состав ходовой  части входят следующие механизмы: передняя и задняя подвески колес, колеса и шины.

Подвеска  колес автомобиля

Подвеска смягчает колебания от неровностей дороги. Подвеска обеспечивает кузову вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые  колебания. Эти колебания обеспечивают плавность движения. Именно на рычагах и пружинах подвески крепятся колеса. Благодаря такой конструкции у кузова есть возможность перемещаться относительно колес.

Подвеска может  бывает двух типов: зависимая (рисунок 14.1) и независимая (рисунок 14.2).  
 
Рис. 14.1. Схема работы зависимой подвески колес автомобиля