Коробка передач грузовых автомобилей с дизельными двигателями. Часть 4.

Коробка передач грузовых автомобилей с дизельными двигателями. Часть 4.

Коробка передач грузовых автомобилей с дизельными двигателями

Часть 4

Продолжение. Начало здесь: часть 1, часть 2, часть 3

Пневмомеханическая система управления делителя (рис. 77) состоит из редукционного клапана, крана управления, клапана включения делителя, воздухораспределителя и силового цилиндра.

Рис. 77. Схема пневмомеханической системы управления датчиком автомобилей КрАЗ, МАЗ и КамАЗ: 1 — рычаг переключения передач с переключателем крана управления- 2 — редукционный клапан- 3 — силовой цилиндр- 4 — воздухораспределитель- 5 — клапан включения делителя передач- 6 — упор- 7 — кран управления- Н — низшая передача в делителе- В — высшая передача в делителе- I — от ресивера

Переход переключателя в положение В или Н вызывает перемещение золотника крана 7 управления делителем, который открывает доступ сжатому воздуху от редукционного клапана 2 к воздухораспределителю 4, в результате чего золотник устанавливается в соответствующее положение. При последующем нажатии на педаль сцепления сжатый воздух из ресивера поступает в ту полость силового цилиндра 3, которая соединена с воздухопроводом в зависимости от положения золотника воздухораспределителя. При перемещении поршня в силовом цилиндре включается высшая или низшая передача делителя. Клапан 5 включения делителя позволяет производить переключение передач в нем только при полностью выжатой педали сцепления.

Рациональное применение передач делителя дает возможность повысить среднюю скорость движения автомобиля, снижает необходимость пользоваться коробкой передач, повышает топливную экономичность автомобиля, улучшает его динамику при разгоне.

Дистанционный механический привод переключения передач.

В автомобилях, кабины которых вынесены вперед и могут опрокидываться, применяют дистанционный механический привод переключения передач. В привод переключения передач входят рычаг 1 переключения передач (рис. 78), опора 6 рычага, установленная на полу кабины, поперечный вал 5 с промежуточным механизмом 4, крепящимся к продольной балке рамы. Между промежуточным механизмом и механизмом 2 переключения передач введена карданная передача 3, допускающая откидывание кабины. При этом опора рычага переключения передач перемещается по рычагу вверх, а рычаг поворачивается на шарнире.

Рис. 78. Дистанционное управление коробкой передач автомобилей КрАЗ, МАЗ и КамАЗ: 1 — рычаг- 2 — механизм переключения передач- 3 — карданная передача- 4 — промежуточный механизм- 5 — поперечный вал- 6 — опора рычага- I—V — передачи, ЗА — задний ход, Н — нейтральное положение

Карданная передача 3 выполнена в виде вала с двумя шарнирами. На одном конце вала установлен наконечник со стяжными болтами. Перемещение наконечника позволяет изменить длину тяги, а его поворачивание — регулировать включение передач в коробке.

У автомобилей КрАЗ рычаг переключения передач непосредственно связан с механизмом переключения. Его опора размещена на крышке картера коробки передач. В пазы штоков, установленных в крышке коробки, входит качающийся рычаг. От самопроизвольного выключения передач штоки удерживаются шариковыми фиксаторами. Одновременное включение двух передач предотвращается замочным устройством, состоящим из штифта и двух шариков.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Коробки передач грузовых автомобилей

Широкий спектр грузовых автомобилей, в особенности автомоби­лей для внутригородских и дальних перевозок, а также перевозок стройматериалов, требует соз­дания коробок передач, специально предназна­ченных для таких режимов эксплуатации.

Ниже перечислены различные конструктивные типы механических коробок передач, разрабо­танные компанией ZF для грузовых автомоби­лей разного назначения. Они разделяются на 3 группы:

• Коробки передач Ecolite:
  • с 5 передачами (для легких грузовиков с дви­гателями мощностью от 50 до 120 кВт);
  • с 6 передачами или 12 ступенями (для грузо­виков среднего класса с двигателями мощ­ностью от 110 до 180 кВт);
• Коробки передач Ecomid:
  • с 9 передачами или 16 ступенями (для грузо­виков среднего класса с мощностью двига­телей от 180 до 240 кВт);
• Коробки передач Ecosplit:
  • с 16 ступенями (для тяжелых грузовиков с мощностью двигателей от 220 до 400 кВт).

Важные отличительные особенности этих ко­робок передач:

• Высокий удельный вес благодаря легкосплав­ному корпусу и компактной конструкции;
• Низкие и равномерные усилия переключения передач благодаря новейшим короткоходным и двухконусным синхронизаторам;
• Большой диапазон передаточных отношений с оптимальной градацией передач;
• Наличие вариантов исполнения с прямой или повышающей высшей передачей.

К серии Ecolite относится, к примеру, модель S 6-66, рассчитанная на передачу крутящего мо­мента до 750 Н-м (рис. 46 «Шестиступенчатая коробка передач серии Ecolite, модель S 6-66«).

Максимальное передаточное отношение, кото­рое можно получить с помощью шестиступенча­той коробки передач, составляет i = 9,0.

На грузовых автомобилях для дальних пере­возок используются шестиступенчатые коробки передач со встроенным передним делителем. Эта дополнительная зубчатая передача, расположен­ная перед основной коробкой передач, обеспечи­вает — как показано на рисунке 47 «Шестиступенчатая коробка передач со встроенным передним делителем» — второе по­стоянное передаточное отношение, которое чаще всего выполнено как повышающая передача с i — 0,83.

Попеременное включение двух постоянных передаточных отношений L и S («медленная груп­па» — «быстрая группа») удваивает имеющиеся шесть ступеней коробки передач, то есть каждый интервал передаточных отношений делится попо­лам, в результате чего весь диапазон передаточ­ных отношений разделяется на 12 ступеней.

Таким образом, блок делителя делает манеру езды более экономичной, всегда обеспечивая вы­бор «идеальной» ступени и, тем самым, правиль­ное соотношение мощности двигателя и режима движения.

Чтобы лучше понять все вышесказанное, см. таблицу 4 «Передаточные отношения с делителем и без него» и рисунок 48 «Разделение и одновременное расширение диапазона передаточных отношений благодаря встроенному делителю«, которые иллю­стрируют разделение (L и S) и одновременное расширение диапазона передаточных отношений прямой передачи (9,06-1,0) за счет встроенного блока делителя с i = 0,83.

На рисунке 49 «Конструкция шестиступенчатой коробки передач модели S 6-66 и схема передачи крутящего момента на разных ступенях» показана коробка передач модели S 6-66 со встроенным передним делите­лем и схема передачи крутящего момента на от­дельных передачах в медленной (L) и быстрой (S) группах.

Управление делителем осуществляется с по­мощью пневмопривода и системы управления, которая — как видно из рисунка 50 «Схема принципиального устройства пневматического привода переключения ступеней делителя» — состоит из клапана управления делителем (1) на рычаге переключения передач, пускового клапана (10), управляемого педалью сцепления, и рабочего цилиндра двойного действия (12) со встроенным ускорительным клапаном (11).

Перед тем, как переключить передачу, водитель с помощью клапана управления (1) и ускоритель­ного клапана (11) выбирает требуемую группу (L или S) делителя. Только после полного разъедине­ния сцепления пусковой клапан (10) активизирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру (12) и дальнейшее переключение передач выполняется в соответствии с выбранной группой.

Коробки передач серии Ecomid имеют встро­енный задний делитель. Девятиступенчатые модификации этой серии, используемые преимуще­ственно на грузовых автомобилях для перевозки стройматериалов, представляют собой блок из четырех передач с отдельной понижающей пе­редачей скользящими шестернями и дополни­тельным задним делителем в виде планетарной передачи. Примером такой конструкции является коробка передач модели 9 S 109 (рис. 51).

При подключении заднего делителя количе­ство передач в блоке из четырех передач удваивается. При этом получаются два положения пере­ключения — «медленная группа» (L) с передачами 1-4 и «быстрая группа» (S) с передачами 5-8. Та­ким образом, вместе с понижающей передачей в распоряжении водителя имеются в общей слож­ности девять последовательно переключаемых передач переднего хода. Схема передачи крутящего момента изображена на рисунке 52.

Работа планетарной передачи в качестве заднего делителя производится следующим образом (рис. 53 «Устройство планетарной передачи«). Когда клапан управления делителем находится в положении «Ь>, коронная шестерня (1) остается неподвижной. Приводимые в движение солнечной шестерней (вторичным валом) (2) планетарные шестерни (3) — и, тем самым, водило планетарной передачи (первичный вал) (4) — перекатываются по неподвижной коронной шестерне.

При этом возникает следующее передаточное отношение (на примере модели 9 S 109):

i = Z_{коронной шестерни}/ Z _{солнечной шестерни} +1 = 86/34+1 = 3,53

«+1» связано с тем, что водило планетарной передачи совершает один оборот, в то время как солнечная шестерня — 2,53 оборота.

При перемещении клапана управления делите­лем в положение «S» коронная шестерня жестко соединяется с водилом планетарной передачи. В результате планетарная передача работает как единый блок без изменения передаточного отно­шения (i = 1,0).

В коробках передач с задним делителем пере­ключение основных передач осуществляется с помощью механического привода, а переключе­ние групп делителя — с помощью пневматическо­го механизма. При этом существуют две различ­ных схемы переключения передач (рис. 54 «Схемы переключения ступеней в четырехступенчатой коробке передач с задним делителем«).

При переключении с двойным Н каждой от­дельной передаче соответствует определенное положение в схеме переключения передач (рис. 54 слева). При этом переключение групп делителя L и S осуществляется автоматически при смене канала 3/4 на 5/6, то есть при переключении после четвертой на пятую передачу или наоборот.

При переключении с наложением Н (рис. 54 справа) положениям 1-4 рычага переключения передач соответствуют по две передачи. Это означает, что при переключении с четвертой на пятую передачу или наоборот сначала необходи­мо выбрать группу делителя с помощью клапана управления делителем на рычаге переключения передач.

Система управления для переключения с двой­ным Н изображена на рисунке 55 «Схема принципиального устройства механизма переключения передач по схеме «с двойным Н»«. Она состо­ит из переключающего клапана (1) и рабочего цилиндра двойного действия (2), встроенного в коробку передач. Переключающий клапан акти­визируется с помощью управляющего вала (3) блока основных четырех ступеней коробки пере­дач и разблокирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру только при нейтральном по­ложении рычага переключения передач.

При установке на грузовых автомобилях для дальних перевозок коробка передач с задним делителем комбинируется с передним делителем, который в этом случае устанавливается перед блоком четырех основных ступеней (без понижа­ющей передачи). Таким образом можно получить коробку передач с 16 ступенями (2x4x2 =16) (рис. 56 «Ступени передаточных отношений для коробки передач с передним и задним делителями (без понижаю­щей передачи)«).

Подобные коробки передач есть в арсенале производителей грузовых автомобилей Mercedes- Benz, Volvo и Scania. В сочетании с двигателями, получившими систему турбонаддува, они явля­ются идеальным вариантом, прежде всего, для перевозок на дальние расстояния.

Многоступенчатые коробки передач с тонкой градацией ступеней, такие, как изображенная модель 16 S 221 из серии ZF Ecosplit, даже получили у водителей-дальнобойщиков прозвище «Skip and split». Это означает, что во­дитель не должен последовательно переключать все 16 ступеней, а может «перепрыгивать» через передачи в зависимости от загрузки автомобиля и режима его движения.

Электронно-пневматическая система переключения передач (EPS)

Для облегчения переключения передач и вы­бора правильной передачи на грузовых ав­томобилях специалистами Mercedes-Benz была разработана система EPS (Elektronisch Pneumatische Schaltung). Она используется в 16-ступенчатых коробках передач, представляю­щих собой блок из четырех основных передач с подключенными передним и задним делителем. Конкуренты тоже не дремали, и сегодня автомати­зированные механические коробки передач есть в арсенале у всех производителей автомобилей промышленного назначения. Среди них такие из­вестные компании, как Scania (Opticruise) и Volvo (i-Shift). Iveco, MAN и Renault делают ставку на коробки передач производства ZF (Zahnradfabrik Friedrichshafen) — AS-Tronic. Эта коробка пере­дач работает без синхронизации, а синхронное вращение валов обеспечивается исключительно электронным блоком двигателя.

На рисунке 58 «Схематическое изображение электронно-пневматической системы переключения передач EPS» наглядно показано, какие агрегаты относятся к системе EPS.

Процесс переключения передач

Блок управления анализирует входные дан­ные, такие, как команды на переключение пере­дач, частота вращения вторичного вала коробки передач, положение рычага переключения пере­дач. После этого блок управления активизирует соответствующие электромагнитные клапаны с помощью рабочих цилиндров, выполняющих переключения в основном пневматическим спо­собом. При переключении на более высшую или более низшую передачу переключение выполня­ется только на одном уровне (по одному ходу ры­чага переключения) и только при нажатой педали сцепления. Как правило, рычаг переключения передач в электронно-пневматической системе всегда находится в среднем положении, даже при включенной передаче. Чтобы выполнить пере­ключение на более высшую или более низшую передачу, необходимо при нажатой педали сце­пления переместить рычаг переключения пере­дач вперед или назад. При перемещении рычага влево включается нейтральное положение. Рычаг переключения передач должен сначала двигаться в соответствующем направлении до возникнове­ния ощутимого сопротивления. Когда сопротив­ление возрастает настолько, что рычаг не может двигаться дальше, это означает, что передача включена. После этого можно отпустить педаль сцепления и рычаг переключения передач. Номер включенной передачи отображается на дисплее. Если при переключении на более низшую пере­дачу раздается предупреждающий звуковой сиг­нал, передача не переключается, чтобы избежать превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя.

На рычаге переключения передач, кроме двух­позиционного переключателя групп переднего делителя, находится так называемая функцио­нальная кнопка. Если при переключении на более высшую или более низшую передачу одновремен­но нажать на эту кнопку, система «перепрыгнет» через одну передачу. При включении передачи за­днего хода (что возможно только из нейтрального положения на стоящем автомобиле), необходимо в любом случае нажать функциональную кнопку. В случае включения передачи из нейтрально­го положения во время движения, электронный блок сам выберет передачу, соответствующую скорости движения или частоте вращения ко­ленчатого вала двигателя. Переключение групп переднего делителя осуществляется с помощью двухпозиционного переключателя («медленная группа» (L)/«быстрая группа» (S)) через сцепле­ние, которое необходимо выжать тотчас после нажатия на переключатель. Кроме этого, преду­смотрен аварийный выключатель (вращающийся регулятор). В случае отказа электронного блока с помощью пневматического привода можно при­нудительно выбрать нейтральное положение ры­чага, включить вторую или четвертую передачи, а также передачу заднего хода.

Источник Источник Источник http://ria-cargo.ru/articles/?ELEMENT_ID=918
Источник http://press.ocenin.ru/korobki-peredach-gruzovyh-avtomobilej/