Будова і принцип дії чотириступінчастої КП

Чотириступінчаста коробка зміни передач, яка має чотири передачі для руху автомобіля вперед і одну назад, встановлюється на автомобілях ГАЗ-53-04, ГАЗ-53-12, ГАЗ-66-11 і автобусах ПАЗ-672. За своєю будовою вони однакові, за виключенням того, що коробка передач автомобіля ГАЗ-66-11 не має приводу спідометра - (він встановлений у роздавальній коробці).

Коробка зміни передач складається з картера 12 (Мал.21.1), кришки 16 з важелем 3 механізму переключення передач, ведучого вала 1, виготовленого як одне ціле з шестернею 17, веденого вала 7, розміщеного на одній осі з ведучим валом, синхронізатора 15, проміжного вала 14 і блока зубчастих коліс заднього ходу.

Ведучий вал 1 із шестернею 17 обертається на двох підшипниках. Передній підшипник вала розміщений у гнізді фланця колінчастого вала, а задній — в передній стінці картера. Від осьового зміщення назад ведучий вал утримується кульовим підшипником, а від переміщення вперед — упорним кільцем, яке встановлюється в канавці між зовнішньою обоймою й кришкою 18, хвостовик якої служить для центрування коробки передач із зчепленням.

Ведений вал 7 переднім кінцем спирається на роликовий підшипник, який розміщується у виточці ведучого вала 1, а заднім—на підшипник, що закріплений у задній стінці картера 12 кришкою 19. На шліцах веденого вала розміщено зубчасте колесо 6 першої передачі і заднього ходу. Зубчасті колеса 5 другої і 4 третьої передачі цього вала вільно обертаються на бронзових втулках. Колесо 5 другої передачі на маточині має зубчастий вінець, а зубчасте колесо 4 третьої передачі має конус і зубчастий вінець з боку синхронізатора 15.

Проміжний вал 14, який виготовляється як одне ціле із зубчастими колесами, обертається на кульових підшипниках. Від осьового зміщення вал фіксується кришкою 20 заднього кулькового підшипника і його упорним кільцем. Зубчасті колеса 10, 11 і 13 цього вала знаходяться в постійному зчепленні відповідно із зубчастими колесами 5,4 і 17 веденого і ведучого валів. Прямозубе зубчасте колесо 8 входить в зачеплення з колесом 6 першої передачі або з блоком зубчастих коліс заднього ходу, який обертається на осі, що запресована в отворах задньої стінки і внутрішнього припливу картера.

Заливають оливу і контролюють її рівень через отвір із пробкою на лівій стінці картера. Отвір для зливання оливи розмішується знизу на задній стінці.

Механізм переключення передач служить для включення тої чи іншої передачі або виключення будь-якої з них. Він монтується в кришці коробки зміни передач і має дистанційний привод.

Механізм переключення (Мал.21.2) складається із важеля переключення, повзунів 1, трьох вилок 6 переключення, фіксаторів, замків і запобіжника включення заднього ходу.

В отворах внутрішніх напливів розміщено три повзуни, на яких закріплені вилки, що з'єднані з рухомими шестернями включення першої й другої передач, заднього ходу й синхронізатором для включення 3-ої і 4-ої передач.

Замковий пристрій складається із двох пар куль 4, штифта 5 у середньому повзуні і бокових заглиблень повзунів 1. З'єднання куль 4, штифтів 5 і заглиблень у повзунах 1 допускає зсув тільки одного з повзунів, тобто решта повзунів будуть замкнені.

Замковий механізм запобігає одночасному включенню двох передач. Включення двох передач приведе до скручування валів і пошкодження коробки.

Фіксатори розміщуються в спеціальних гніздах кришки коробки над повзунами. Кожний повзун зверху у вертикальній площині має три лунки. Дві крайні — для включеного положення, середня—для нейтрального. Фіксатор являє собою кулю З, яка притискується пружиною 2. При переключенні передачі повзун, переміщуючись, виштовхує кулю з лунки, і коли повзун переміститься на відстань до суміщення другої лунки напроти кулі, куля опускається у лунку і фіксує положення повзуна та передачі. Цим запобігається самовільне виключення передач.

Необхідною умовою включення передач є попереднє зрівняння частот обертання зубчастого колеса, яке вступає в зачеплення із зубчастим колесом, що зачіплюються, тобто після того, як вирівняються швидкості веденого вала і шестерні передачі, які включаються.

Безшумне й без ударне включення третьої й четвертої передач забезпечується синхронізатором.

Синхронізатор інерційного типу зрівнює частоти обертання зубчастих коліс, які включаються, забезпечуючи цим самим їх менше спрацювання. Синхронізатори встановлюють на тих передачах, якими найбільш часто користуються при експлуатації автомобілів. Він складається з маточини 11 (Мал.21.3), муфти 12, двох блокувальних кілець 9, трьох сухарів 5 і двох кілець 10 із дроту. Маточина 11 взаємодіє з веденим валом 8 через шліцьове з'єднання і закріплена гайкою. На зовнішній поверхні маточини нарізані є зуби і зроблені пази для сухарів 5. На внутрішній поверхні муфти 12 також є нарізані зуби, які взаємодіють із зубами маточини. В середньому положенні маточини муфта втримується виступами сухарів 5, які притискуються пружними кільцями 10.

На торцях блокувальних кілець 9 вирізані три пази, в які входять кінці сухарів. Ширина цих пазів на 4 мм. більша від ширини сухаря. На внутрішній конічній поверхні цих кілець нарізана різь із дрібним кроком для збільшення тертя між конусами блокувальних кілець і зовнішньою поверхнею конусів маточин зубчастих коліс 3 і 6, на яких також нарізана різь. Торці зубів вінців зубчастих коліс 3, 6 і блокувальних кілець мають зрізи, що полегшує введення їх у зачеплення з муфтою синхронізатора, коли вони обертаються синхронно при включенні третьої або четвертої передачі.

При нейтральному положенні синхронізатора (включена перша або друга передача) його зубчаста муфта і блокувальні кільця не працюють. При включенні передачі муфта 12 переміщується вилкою 4 і через виступи переміщує сухарі, які притискують одне з блокувальних кілець до конуса зубчастого колеса 3, якщо включається четверта (пряма) передача, або до конуса зубчастого колеса 6, якщо включається третя передача. Внаслідок наявності тертя між конічними поверхнями зубчасте колесо 6 затягує в обертання блокувальне кільце 9 до упору із сухарями. При цьому зуби блокувального кільця встановлюються напроти зубів муфти. Торцеві скоси зубів кільця 9 не дозволяють зубам муфти 12 увійти в зачеплення із зубчастим вінцем на маточині зубчастого колеса 6, коли частота обертання муфти синхронізатора (веденого вала) не дорівнює частоті обертання зубчастого колеса 6, а притискує блокувальне кільце до конуса колеса 6. Внаслідок цього поступово вирівнюється частота обертання блокувального кільця (а отже, і веденого вала) і включення шестерень в коробці зміни передач автомобіля ГАЗ-53А на передачах зубчастого колеса 6. Коли частоти їх обертання вирівнюються, зуби муфти синхронізатора спочатку входять у зачеплення із зубами блокувального кільця, а потім і з зубчастим вінцем на маточині зубчастого колеса 6.

Робота синхронізатора при включенні четвертої передачі проходить аналогічно.

Перша передача включається при введенні в зачеплення зубчастих коліс 6 (Мал.21.1) і 8 (Мал.21.4,а). Крутильний момент передається від ведучого вала 1 через зубчасте колесо 17 і 13 на блок 14 зубчастих коліс проміжного вала, а потім через колесо 8 і 6 на ведений вал 7.

При включенні другої передачі зубчасте колесо 6 переміщується вперед (Мал.21.1), і внутрішні шліци його входять у зачеплення із зубчастим вінцем колеса 5. Крутильний момент передається від ведучого вала 1 на ведений вал 7 через зубчасті колеса 17,13,10,5, внутрішнє шліцьове з'єднання коліс 5 і 6 (Мал.21.4,6).

Третя передача включається при переміщенні синхронізатора 15 назад. При цьому крутильний момент від проміжного вала на ведений передається через зубчасті колеса 11 і 4 і синхронізатор 15 (Мал.21.4,в).

Для включення четвертої передачі (прямої) переміщують синхронізатор 15 вперед, і з'єднують в одне ціле ведучий і ведений вал (Мал.21.4,д).

Передача заднього ходу включається при зміщенні вперед блоку 9 зубчастих коліс, з яких більше колесо входить у зачеплення з колесом 8, а менше — з колесом 6. При цьому крутильний момент передається через колеса 17,13, 12, блок 9 зубчастих коліс і колесо 6 (Мал.21.4,д).

Передаточні числа кожної передачі складають на першій передачі—6,55; на другій — 3,09; на третій — 1,71; на четвертій — 2,0; на передачі заднього ходу — 7,77.