Стенд для обкатки коробок передач легковых автомобилей с классическим приводом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ С КЛАССИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

Фролов В.Г., Нефедов К.А.

Аннотация

Приводится анализ существующих механических коробок передач легковых автомобилей, основные неисправности, их предупреждение, конструкция стенда для обкатки коробок передач после ремонта.

Ключевые слова: механические коробки передач, анализ неисправностей, стенд для обкатки.

Analyzes the existing manual transmissions of passenger cars, basic malfunctions, their warning, the design of the stand for running such gearbox after repair.

Keywords: mechanical gearboxes, analysis of faults, stand for running in

В настоящее время наблюдается бурный рост количества автомобилей в нашей стране, особенно в крупных городах. Это прежде всего связанно со строительством новых автозаводов на территории нашей страны.

В частности были построены следующие автомобильные заводы:

- "Автотор", Калининград, год открытия 1997;

- "Форд Соллерс Холдинг", Всеволожск, год открытия 2002;

- "Дженерал Моторс Авто", Санкт-Петербург, год открытия 2008;

- "Тойота Мотор Мануфэкчуринг Россия", Санкт-Петербург, год открытия 2007;

- "Ниссан Мэнуфэкчуринг Рус", Санкт-Петербург, год открытия 2009;

- "Хёндэ Мотор Мануфактуринг Рус", Санкт-Петербург, год открытия 2010;

- "Автофрамос", Москва, год открытия 1998;

- "Пежо - Ситроен", Калуга, год открытия 2010;

- "Мицубиси", Калуга, год открытия 2010;

- "Фольксваген Груп Рус", Калуга, год открытия 2007;

- "Соллерс - Елабуга", Елабуга, год открытия 2008;

- "Маруся Моторс", Москва, год открытия 2010;

- ИМС ("Автотрейд - 12"), Гжель, год открытия 2007;

- Таганрогский автозавод (ТагАЗ), Таганрог, год открытия 1998;

- Завод "Дервейс", Черкесск, год открытия 2004;

- "ЧеченАвто", Аргун, год открытия 2008;

- "Соллерс - Дальний Восток", Владивосток, год открытия 2009.

Применительно к нашей стране, наибольшим спросом пользуются автомобили бюджетного класса. Такие автомобили, как правило, комплектуются механическими ступенчатыми коробками передач. Легковые автомобили более высокого класса особенно зарубежного производства, комплектуются автоматическими коробками передач. По сравнению с автоматическими коробками передач, механические коробки передач имеют следующие преимущества: простота конструкции, удобство технического обслуживания и ремонта, надежность в эксплуатации, малая масса и габариты, низкая стоимость.

Механическая коробка передач (МКПП) пока остается самой распространенной среди автомобилей бюджетного класса. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.

Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, длительного разъединения двигателя и трансмиссии и обеспечения движения автомобиля задним ходом.

Крутящий момент на ведущих колесах необходимо изменять в соответствии с дорожными условиями для обеспечения оптимальной скорости и проходимости автомобиля, а также для наиболее экономичной работы двигателя.

Двигатель и трансмиссию необходимо разъединять на продолжительное время при работе двигателя на холостом ходу.

Задний ход автомобиля требуется для совершения автомобилем определенных маневров.

Изменение крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или уменьшения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала.

Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и проходимость автомобиля. автомобиль механический синхронизатор подшипник

Механические ступенчатые коробки передач подразделяются на двухвальные и трёхвальные. По числу ступеней на четырёхступенчатые, пятиступенчатые и многоступенчатые. Трёхвальные ступенчатые механические коробки передач используют на автомобилях с классическим приводом, а также на легковых автомобилях повышенной проходимости.

Трехвальные коробки передач устанавливаются на заднеприводных легковых автомобилях с передним расположением двигателя, на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности и на автобусах. Число передач в этих коробках - не менее 4 для легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности и 4...6 для грузовых автомобилей средней грузоподъемности.

Трехвальные коробки передач характеризуются наличием прямой передачи. При этом на прямой передаче трехвальная коробка имеет более высокий КПД, чем двухвальная, так как в этом случае уменьшаются потери на трение. На остальных передачах трехвальной коробки в зацеплении находятся две пары зубчатых колес, в то время, как у двухвальной - одна.

Многие легковые автомобили с мощными двигателями сейчас комплектуются шестиступенчатыми коробками передач. Для повышения жесткости картера коробки передач широко применяют оребрение. Применение новых технологий и материалов дает возможность уменьшить массу коробок передач, а создание новых синхронизаторов обеспечивает улучшение легкости включения передач.

Кинематическая схема трёхвальной коробки передач приведена на рисунке 1а включает в себя три вала: первичный, промежуточный и вторичный. Большинство передач имеют синхронизаторы. Синхронизаторы предназначены для бесшумного и безударного переключения передач, за счёт уравнивания частоты вращения соединяемых валов.

Механическая трехвальная коробка передач является в настоящее время довольно распространенным типом КПП. У нее есть как очевидные достоинства, по сравнению с двухвальной механической КПП, так и некоторые недостатки.

Достоинства:

- низкая стоимость;

- наличие прямой передачи, вследствие чего повышенный КПД на 1-й передаче;

- большое передаточное число на 1-й передаче;

- механическая коробка передач имеет более длительный срок службы.

Недостатки:

- пониженный КПД на промежуточных передачах;

- сам факт взаимодействия с ней - водителю постоянно нужно переключать скорости, синхронно манипулировать педалями управления дроссельной заслонкой и сцепления, следить за оборотами двигателя;

- относительно невысокий ресурс сцепления.

а б

Рисунок 1. а - кинематическая схема коробки передач; б - общий вид 1 - первичный вал; 2, 12, 14, 19 - крышки; 3, 5, 6, 9, 10, 16, 17, 23 - шестерни; 4, 7 - синхронизаторы; 8 - вторичный вал; 11, 29 - пружины; 13 - рычаг; 15 - вилка; 18 - ось; 20 - пробка; 21 - промежуточный вал; 22 - картер; 24, 26, 28 - ползуны; 25 - фиксатор; 27 - замок; 30 - кольцо; 31 - ступица; 32 - муфта

Основные неисправности механических коробок передач следующие:

- износ муфт синхронизаторов;

- износ шлицевого соединения муфт синхронизаторов;

- износ шестерен;

- износ подшипников ведущего, ведомого, промежуточного валов;

- ослабление резьбовых соединений крепления коробки передач.

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. Так, например, согласно рекомендации завода-изготовителя масло в таких коробках передач должно меняться при пробеге тридцать пять - сорок тысяч километров пробега или через пять лет эксплуатации, в зависимости от того что наступит раньше. У автомобилей с полным приводом масло должно меняться чаще, чем у автомобилей с классическим приводом и механической коробкой передач. Для переднеприводных автомобилей бюджетного класса зачастую используют полусинтетическое масло. По рекомендации завода-изготовителя менять его нужно каждые семьдесят пять тысяч километров пробега, или пяти лет эксплуатации.

Основные неисправности механических коробок передач:

- подтекание масла, может быть следствием повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера;

- шум при работе коробки передач, может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений;

- затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен;

- самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.

Ремонт трёхвальных коробок передач заключается в разборке, дефектовке всех деталей, замене вышедших из строя деталей на новые, заливке масла и установке на автомобиль. Однако практически на всех станциях технического обслуживания автомобилей никогда не делается одна очень важная операция, а именно обкатка собранной коробки передач на стенде, с целью проверки легкости и бесшумности включения всех передач. Почему-то собранный двигатель после ремонта в обязательном порядке проходит холодную и горячую обкатку, а вот коробки передач - нет. Основной причиной этого зачастую является отсутствие стендов для обкатки механических трёхвальных коробок передач автомобилей с классическим приводом. Мы предлагаем свою конструкцию стенда для обкатки трёхвальных механических коробок передач после ремонта. Внешний вид такого стенда представлен на рис. 3.

Рисунок 3 - Стенд для обкатки механических трёхвальных коробок передач автомобилей с классическим приводом

Предлагаемая конструкция стенда для обкатки коробок передач включает в себя: металлическую раму 1, на которой установлен приводной электродвигатель 2, соединительная муфта 3, коробка переключения передач 4 крепится на стойку крепления, нагрузочное устройство 5.

Предложенная конструкция стенда является универсальной так как позволяет производить обкатку механических коробок передач легковых автомобилей различных марок, для этого высота установки коробки передач может меняться для её центрирования с валом приводного электродвигателя, и кроме того она может перемещаться в горизонтальном положении в зависимости от габаритов обкатываемой коробки передач. Кроме того основным отличием данного стенда является то, что мы предлагаем новый вид нагрузочного устройства гидравлического типа.

При вращении электродвигателем первичного вала коробки передач крутящий момент последовательно передаётся на вал масляного насоса. Масляный насос начинает качать масло из бака и сливать его по сливному патрубку в него же. На пути сливного патрубка регулировка краном уменьшает пропускное сечение магистрали, что создает дополнительную нагрузку на масляный насос, и, соответственно, нагрузку на коробку передач. Слив горячего масла происходит в среднюю часть бака, перегородки в баке не дают маслу сразу попасть во всасывающие патрубки. Охлажденное масло опускается вниз и проходит к всасывающим патрубкам через нижние отверстия в перегородках. В обоих трубопроводах давление контролируется по манометрам, обеспечивая возможность регулирования момента нагружающего вторичный вал коробки передач.

Использование предложенного стенда, для обкатки механических трехвальных коробок передач в условиях автосервиса, позволит повысить качество ремонта и обеспечит длительную безотказную работу таких коробок передач в процессе эксплуатации.

Список литературы

1. Вахламов В.К. Конструкция, расчет, и эксплуатационные свойства автомобилей. М.: ИЦ "Академия", 2009. 560 с.

2. Микнас В. Автомобильные сцепления, трансмиссии, приводы. М.: За рулем, 2012. 356 с.

3. Осипов В.И. Автомобили. Конструкция и рабочие процессы. М.: ИЦ "Академия", 2012. 384 с.

4. Песков В.И. Конструкции автомобильных трансмиссий. М.: Форум, НИЦ Инфра-М, 2013. 144 с.

5. Твег Р. Ремонт трансмиссии и ходовой части "Жигулей". М.: За рулем, 2007. 160 c.

6. Шестопалов С.К. Устройство легковых автомобилей. В 2 ч. Ч. II. Трансмиссия, ходовая часть, рулевое управление, тормозные системы, кузов. М. : ИЦ "Академия", 2013. 400 с.

Размещено на Allbest.ru