Двовальная коробка передач

Тривальна коробка передач

Як випливає з назви, така коробка має три вали: ведучий, проміжний і ведений.
Ведучий вал з'єднується зі зчепленням. Крутний момент з ведучого валу передається через жорстко посажену на ньому шестерню на проміжний вал.

Проміжний вал розташований паралельно ведучому валу. На валу розташовується блок шестерень, що знаходиться з ним у жорсткому зачепленні.

Ведений вал розташований на одній осі з ведучим. Таке розташування здійснюється за рахунок підшипника на ведучому валу, в який входить ведений вал. Жорсткого зв'язку вони не мають і обертаються незалежно один від одного. Блок шестерень веденого вала не має закріплення з валом і вільно обертається на ньому. Між шестернями веденого вала розташовуються муфти синхронізаторів. Муфти мають жорстке зачеплення з ведомим валом, але можуть рухатися по ньому в поздовжньому напрямку за рахунок шліцьового з'єднання. На торцях муфти мають зубчасті вінці, які можуть входити в з'єднання з відповідними зубчастими вінцями шестерень веденого вала. На сучасних коробках передач синхронізатори встановлюються на всіх передачах (крім заднього ходу).

Ведучий вал, як і в тривальній коробці, забезпечує з'єднання зі зчепленням. На валу жорстко закріплений блок шестерень, а не одна шестерня, як у тривальній коробці. Проміжний вал відсутній.

Паралельно ведучому валу розташований ведений вал із блоком шестерень.Шестерні веденого валу знаходяться в постійному зачепленні з шестернями ведучого вала та вільно обертаються на валу. На ведомому валу жорстко закріплена ведуча шестерня головної передачі. Між шестернями веденого вала встановлені муфти синхронізаторів.
Принцип роботи аналогічний тривальній коробці. Однак прямої передачі в двохвальної коробки немає. Кожна передача, крім заднього ходу, створюється однією парою шестерень, а не двома, як у тривальній двома. Це підвищує ККД двовальної коробки, але не дозволяє домогтися великого передавального числа. Тому і застосовується вона тільки в легковихавтомобілях.

Синхронізатор служить для безшумного перемикання передач шляхом вирівнювання кутових швидкостей з’єднуємих елементів. Він складається з маточини 1, муфти 2, двох блокувальних кілець 3, трьох сухарів 4, двох дротяних кілець 5.

Маточина встановлюється на шліцах вторинного валу і жорстко фіксується. На маточині нарізані зовнішні зуби і пази під сухарі.

Муфта розташована на зубах маточини і в середньому положенні утримується сухарями, виступи яких входять у внутрішню кільцеву канавку муфти.

Сухарі притискуються до муфти пружними кільцями (замість кілець можуть бути пружні кульки). Бронзові блокувальні кільця мають зовнішні зуби зі скосами і западини під сухарі; ширина западин дещо більше ширини сухарів. Кільце може провернутися щодо маточини на величину різниці ширини паза кільця і ​​ширини сухаря. Для збільшення сил тертя на конічній поверхні кільця нарізане різьблення і виконані поздовжні канавки.
При включенні передачі вилка перемикання переміщує муфту в напрямку шестерні передачі, що включається. При переміщенні муфти зусилля через сухарі передається на одне з блокувальних кілець, яке разом з муфтою переміщується відносно маточини в бік шестерні, що включається, до зіткнення з її конічною поверхнею.

Внаслідок різниці кутових швидкостей шестерні, що включається, і веденого вала на конічних поверхнях виникає сила тертя, яка повертає блокувальне кільце до упору його в сухарі. При цьому зуби блокувального кільця стануть навпроти зубів муфти і подальше переміщення муфти стає неможливим. Після вирівнювання кутових швидкостей шестерні і синхронізатора сила, що змістила блокувальне кільце, зникає; під дією зусилля водія воно повернеться в початкове положення, чому сприяють скоси на зубах муфти та кільця. Після цього муфта вільно проходить між зубами блокувального кільця і ​​з'єднується із зубами малого вінця шестерні, що включається. При цьому гребені сухарів виходять з кільцевої проточки муфти, а сухарі утоплюються, долаючи пружну силу кільцевих пружин. Шестерня жорстко з'єднується з вторинним валом, передача включається. Весь процес займає час порядку мілісекунди. За допомогою одного синхронізатора можна по черзі включати дві передачі в коробці.

Механізм перемикання
Незважаючи на відмінності в конструкції приводу включення передач, механізм включення вбільшості коробок передач має однакову будову. Він складається з рухомих штоків 1, розташованих в кришці коробки передач, і закріплених на кожному штоку вилок 2. Вилки своїми кінцями входять у пази муфт синхронізаторів, а вилка включення заднього ходу – в кільцеву проточку шестерні задньогоходу. Також у будь якій коробці передач передбачено пристрої, що оберігають від неповного включення, самовимикання передачі і одночасного включення двох передач.

При розташуванні важеля перемикання 3 безпосередньо на корпусі коробки передач його нижній кінець входить в пази головок рухливих штоків. Поперечне переміщення важеля, що знаходиться в нейтральному положенні, призводить до вибору необхідного штоку (передачі), а поздовжнє – викликає зсув штоку, закріпленої на ньому вилки і включення необхідної передачі.
Для утримання штоку в нейтральному або включеному положенні в ньому виконані гнізда, до яких підтискається пружиною кулька фіксатора. Штоки мають по три гнізда під кульки фіксатора: середнє служить для утримання штоку в нейтральному положенні, а крайні – для фіксації однієї з включених передач. Шток вилки включення заднього ходу має два гнізда: одне для фіксації штока в нейтральному положенні, інше – у включеному положенні передачі заднього ходу.

Щоб виключити одночасне включення двох передач, в приводі є замковий пристрій. Один з варіантів його конструкції - три блокувальних сухаря 4. Два крайніх сухаря встановлені в отвори задньої стінки картера, а середній - в отворі середнього штока. У штоків є гнізда для сухарів. При переміщенні одного з крайніх штоків він видавлює зі свого гнізда сухар, який, переміщуючись, входить у гніздо середнього штока і одночасно зрушує два інших сухаря, блокуючи і другий крайній шток. При переміщенні середнього штока, він притискає два крайніх сухаря в гнізда крайніх штоків. Тим самим нерухомі штоки опиняються в замкнутому положенні.