Коробка передач ЗИЛ-133

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Силовой агрегат оснащен десятисту­пенчатой коробкой передач, состоящей из основной пятиступенчатой коробки пере­дач и переднего приставного делителя передач. Делитель облегчает управление автомобилем, вдвое увеличивая число пере­дач, позволяет получить передаточные чис­ла, близкие к среднему значению двух со­седних передач основной коробки, вслед­ствие чего крутящий момент изменяется примерно в 1,22 раза. Каждому положе­нию рычага переключения передач основ­ной коробки соответствуют две передачи делителя. Так, при одном и том же по­ложении рычага переключения пере­дач в основной коробке передач можно увеличить скорость автомобиля, передви­нув переключатель в положение «В» (выс­шая передача)», но при этом соответственно уменьшится крутящий момент. Для увели­чения момента необходимо установить пе­реключатель в положение «Н» (низшая пере­дача). Таким образом имеется десять пе­редач для движения вперед и две передачи для движения назад. Пятая низшая переда­ча — прямая, а пятая высшая — ускоряю­щая.

Передачи в коробке передач переклю­чают рычагом, расположенным справа от сиденья водителя, а в делителе — с по­мощью переключателя, вмонтированного в рукоятку рычага переключения передач. Для включения передачи в делителе нужно установить переключатель крана управле­ния делителем в положение, соответствую­щее высшей или низшей передаче, нажать на педаль сцепления до упора и удерживать ее в этом положении около 1 с. При этом открывается клапан и происходит пере­ключение передачи в делителе. Затем надо плавно отпустить педаль сцепления. Уста­навливать кран делителя в нужное положе­ние можно и заранее, а потом лишь выжать педаль сцепления до упора.

Трогаясь с места, передачу в делителе выбирают в зависимость от дорожных условий и загруженности автомобиля. При разгоне автомобиля до скорости 30— 40 км/ч достаточно переключать передачи лишь в коробке передач. При разгоне до большой скорости целесообразно исполь­зовать обе передачи делителя. Для этого переключатель делителя нужно перевести в положение «Н», выжать педаль сцепления до упора и включить следующую более высокую передачу в коробке. Рекомендуе­мая последовательность переключения пе­редач при разгоне автомобиля с полной нагрузкой на дорогах с твердым покры­тием: IB—IIB—IIIB—IVH—IVB—VH— VB^*. То же в тяжелых дорожных условиях IH—IIH—IIIH—IVH—IVB—VH—VB.

Цифры означают номер передачи в ко­робке передач, а буквы — положение пере­ключателя управления делителя.

Для перехода на более низкую пере­дачу при увеличении дорожного сопротив­ления нужно перевести переключатель делителя в положение «В», нажать на пе­даль сцепления до упора, включить соот­ветствующую передачу в коробке и плавно отпустить педаль сцепления.

Коробка передач крепится к картеру делителя, выполненному заодно с карте­ром сцепления. Состоит из картера 3 (рис. 3.31), ведущего (первичного) 5, ведо­мого (вторичного) 25 и промежуточного 2 валов, механизма переключения передач, шестерен, синхронизаторов и подшипни­ков с крышками. Шестерни на всех пере­дачах, кроме I передачи и заднего хода, косозубые, постоянного зацепления.

Картер коробки отлит из серого чугуна. В переднем и заднем торцах соосно рас­точены 2 верхних и 2 нижних отверстия для установки заднего подшипника веду­щего вала и заднего подшипника ведомо­го вала, а также переднего подшипника и стакана 28 заднего подшипника промежу­точного вала. В заднем торце и в перего­родке картера расточены 2 отверстия для установки оси 19 блока 14 шестерен задне­го хода. Сверху картер закрыт крышкой 11.

В картере слева и справа имеются люки для установки коробок отбора мощности. Люки закрыты крышками 16. Допуска­ется отбор мощности от коробки передач до 30 л.с.

Масло в картер заливают через горло­вину, расположенную на правой стенке картера. К пробке 4 горловины прикреплен указатель уровня масла. В нижней части картера имеются 2 сливных отверстия, закрываемых пробками 1. В передней пробке установлен магнит для улавлива­ния металлических частиц — продуктов износа.

Передний роликовый подшипник ведо­мого вала коробки передач расположен в полости ведущего вала, а передний подшип­ник ведущего вала коробки передач ус­тановлен -в полости ведущего вала делите­ля. Шарикоподшипники ведущего и ведомо­го валов, а также роликовый сферический подшипник промежуточного вала застопо­рены от осевых перемещений относительно картера, поэтому они, помимо радиальных, воспринимают также осевые нагрузки. Блок шестерен заднего хода установлен на оси и вращается на двух роликовых под­шипниках 13. Все шестерни ведомого ва­ла установлены на специальных ролико­вых подшипниках.

1 передача и задний ход в коробке вклю­чаются с помощью зубчатой муфты, а остальные передачи — с помощью синхро­низаторов.

В крышке коробки размещен механизм переключения передач. Каретки синхро­низаторов и зубчатая муфта перемещаются вилками, которые закреплены установоч­ными винтами на штоках, перемещающих­ся в отверстиях крышки. Для предотвра­щения одновременного включения двух передач между штоками установлен замок. Для предохранения от случайного вклю­чения передачи заднего хода или I пере­дачи при движении автомобиля в крышке имеется предохранитель. В крышке зад­него подшипника ведомого вала установлен привод спидометра. Для обеспечения пра­вильного показания спидометра в зави­симости от передаточного числа главной передачи и размера шин предусмотрены сменные червячные шестерни.

Рис. 3.31. Коробка передач:

1 - магнитная пробка; 2 - промежуточный вал; 3 - картер; 4 - пробка с указателем уровня масла; 5 - ведущий вал; 6, 24 - гайки; 7 - зубчатая муфта; 8 - конусное кольцо; 9 - крышка подшипника ведущего вала; 10, 17, 20 и 34 - прокладки; 11 - верхняя крышка; 12 - рычаг переключения передач; 13 - роликоподшипник; 14 - блок шестерен заднего хода; 15 - промежуточная шайба; 16 - крышка люка отбора мощности; 18 - упорная шайба; 19 - ось блока шестерен; 21 - крышка подшипника ведомого вала; 22 - червяк привода датчика спидометра; 23 - пружинная шайба; 25 - ведомый вал; 26 - фланец; 27 - стопорное кольцо; 28 - стакан подшипника; 29 - сферический роликоподшипник; 30 - крышка роликоподшипника; 31 - болт упорной шайбы; 32 - стопорная планка; 33 - упорная шайба; 35, 38, 39, 40 - шестерни соответственно I, II, III и IV передач на ведомом валу; 36 - втулка; 37 - шестерня заднего хода.

Ведущий вал коробки передач. Выпол­нен заодно с косозубой шестерней, которая находится в постоянном зацеплении с шес­терней привода промежуточного вала (см. рис. 3.31). Вал установлен на двух под­шипниках. Передний роликовый подшип­ник расположен в полости ведущего вала делителя, задний шариковый подшипник— в отверстии переднего торца картера ко­робки передач. В канавку наружного коль­ца шарикоподшипника вставлено стопор­ное кольцо, которое вместе с крышкой 9 подшипника удерживает его от осевых перемещений. Крепление шарикоподшип­ника на валу осуществляется гайкой 6 через зубчатую муфту 7 и конусное коль­цо 8. Гайка навинчивается до упора и рас- кернивается в двух местах. Зубчатая муф­та установлена на шлицах вала и пред­назначена для передачи крутящего мо­мента от ведущего валаделителя при вклю­чении низшей передачи.

Внутри ведущего вала имеются каналы для подвода масла к ведомому валу от маслонагнетающего устройства делителя передач. Соединение масляных магистра­лей ведущего и ведомого валов коробки передач осуществляется через втулку.

Задняя часть шестерни ведущего вала представляет собой конус, предназна­ченный для создания необходимой силы трения между ним и конусной поверх­ностью фрикционного кольца синхрониза­тора перед включением передачи, а по­средством внутреннего зубчатого венца в полости шестерни происходит соединение ведущего вала с зубчатым венцом каретки синхронизатора при включении прямой (V) передачи. В той же полости находится гнездо переднего роликового подшипника ведомого вала. В шестерне имеются ради­альные каналы для циркуляции масла.

Ведущий вал в сборе с задним подшип­ником после установки в отверстии карте­ра закрывается крышкой 9. Для ограниче­ния осевого зазора (не более 0,05 мм) между крышкой и наружной обоймой подшипни­ка установлены прокладки.

Ведомый вал коробки передач. Уста­новлен соосно с ведущим валом на двух подшипниках. Передний роликовый под­шипник напрессован до упора в торце вала и зафиксирован от осевых перемещений стопорным кольцом в канавке вала. Зад­ний подшипник от осевого перемещения фиксируется стопорным кольцом 27 (см. рис. 3.31), вставленным в канавку наруж­ного кольца подшипника, и крышкой 21. Внутри вала имеются осевой и радиаль­ные каналы для подвода масла. К подшип­никам шестерен масло поступает от масло­нагнетающего устройства делителя через канал в ведущем валу. Через радиальные каналы в шестернях происходит постоян­ная циркуляция масла, что обеспечивается соответствующей установкой втулок и шес­терен на валу.

Передняя шлицевая часть ведомого вала, состоящая из трех нарезанных на валу зубчатых венцов, предназначена для установки каретки синхронизатора IV и V передач и для включения этих передач. Крайние зубчатые венцы и центральная часть среднего венца имеют уменьшенную толщину зуба, что предотвращает самовы­ключение IV и V передач на ходу автомо­биля.

Шестерня 40 IV передачи ведомого вала постоянно находится в зацеплении с косо­зубой шестерней IV передачи промежуточ­ного вала. Шестерня 40 свободно враща­ется на роликовом подшипнике, установ­ленном на втулке. От осевых перемещений шестерня ограничена с одной стороны бур­тиком втулки, а с другой — упорной шай­бой, которая зафиксирована от провора­чивания замочной шпонкой с пружиной, расположенной в продольном пазе вала. Передняя часть шестерни представляет собой конус, соединяющийся с конусной поверхностью фрикционного кольца син­хронизатора перед включением передачи.

Включение IV передачи происходит с по­мощью внутреннего зубчатого венца шес­терни, который входит в зацепление с зуб­чатым венцом каретки синхронизатора.

Роликовые подшипники шестерен III, II, заднего хода и I передачи взаимозаме­няемы.

Шестерня 39 III передачи находится в постоянном зацеплении с шестерней III пе­редачи промежуточного вала. На цилинд­рическую часть ступицы шестерни напрес­совано кольцо с внутренним конусом для соединения с конусной поверхностью фрик­ционного кольца синхронизатора. Кроме того, шестерня имеет зубчатый венец для соединения с кареткой синхронизатора при включении III передачи.

Косозубая шестерня 38 II передачи находится в постоянном зацеплении с зуб­чатым венцом II передачи промежуточного вала. Соединение с конусной поверхностью кольца синхронизатора, а также с карет­кой синхронизатора при включении II пе­редачи осуществляется при помощи внут­реннего конуса шестерни и зубчатого венца ступицы шестерни.

На средней шлицевой части ведомого вала между шестернями устанавливается каретка синхронизатора II и III передач. Шлицы состоят из трех зубчатых венцов, причем крайние венцы имеют уменьшен­ную толщину зуба.

Прямозубая шестерня 37 заднего хода находится в постоянном зацеплении с малым зубчатым венцом блока 14 шестерен заднего хода, а прямозубая шестерня I передачи — с зубчатым венцом проме­жуточного вала. Роликовые подшипники шестерен установлены на втулках, причем втулка 36 шестерни I передачи имеет зубчатый венец, по которому перемещается муфта включения I передачи и заднего хода. Соединение шестерен 35 и 37 с муф­той при включении передачи осуществля­ется при помощи зубчатых венцов на ступицах шестерен. Осевое перемещение шестерен ограничено упорной шайбой, рас­положенной между торцом втулки 36 и внутренним кольцом заднего шарикопод­шипника ведомого вала.

Ведомый вал с шестернями и синхрони­заторами в сборе устанавливается в кар­тер коробки при снятой крышке 11 после монтажа ведущего и промежуточного ва­лов. Одновременно на посадочное место вала и в отверстие картера напрессовыва­ется задний подшипник до упора внутрен­ним кольцом в шайбу. Подшипник фикси­руется гайкой 24, навинченной на резьбо­вой конец вала, через фланец карданной передачи и червяк привода спидометра. Гайка раскернивается. Между крышкой и наружным кольцом подшипника для ог­раничения осевого зазора устанавлива­ются прокладки.

Промежуточный вал коробки передач. Установлен в нижней части картера на двух подшипниках. Передний роликовый под­шипник напрессован на шейку вала до упо­ра в стопорное кольцо. На заднюю шейку вала напрессовано до упора в торец шес­терни внутреннее кольцо сферического под­шипника. Наружное кольцо подшипника установлено в стакане 28 (см. рис. 3.31). Фиксация подшипника на валу осуществ­ляется упорной шайбой, закрепленной на торце вала двумя болтами. Подшипни­ковый узел закрыт крышкой 30.

Прямозубые шестерни I передачи и заднего хода, а также косозубая шестерня II передачи изготовлены заодно с валом. Шестерня заднего хода находится в по­стоянном зацеплении с большим зубчатым венцом блока 14 шестерен заднего хода. Шестерня привода промежуточного вала и шестерни IV и III передач напрессованы на вал и установлены на сегментных шпон­ках. Все шестерни зафиксированы на валу стопорным кольцом, расположенным в ка­навке вала между роликовым подшип­ником и шестерней привода промежуточ­ного вала.

Передний конец вала с шлицами пред­назначен для соединения с ведомым валом делителя.

Блок шестерен заднего хода. Вращает­ся на двух роликовых подшипниках 13 (см. рис. 3.31). Ось блока вставлена в отверстия перегородки и заднего торца картера и зафиксирована стопорной план­кой. Блок шестерен имеет два прямозубых венца. Венец большего диаметра нахо­дится в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала, а венец меньшего диаметра — с шестерней заднего хода ве­домого вала. Осевое перемещение блока шестерен ограничивается двумя упорными шайбами, которые зафиксированы от про­ворачивания штифтами.

Рис. 3.32. Синхронизатор II и III передач.

Синхронизаторы. Предназначены для безударного включения передач. Синхро­низатор II и III передач (рис. 3.32) со­стоит из каретки 3, двух фрикционных ко­нусных колец 1 и 4, восьми блокирующих пальцев 2, четырех пальцев 7 фиксаторов 6, а также шариков (фиксаторов) и пружин 5.

Каретка устанавливается на шлицах средней части ведомого вала, а ее перемеще­ние по шлицам происходит при помощи вил­ки, концы которой вставлены в кольцевую канавку каретки. Внутренние шлицы ка­ретки состоят из трех зубчатых венцов. Зубья крайних венцов имеют меньшую толщину по сравнению со средним венцом и в комплексе с зубчатыми венцами ве­домого вала образуют «замок», предотвра­щающий самовыключение передачи на хо­ду автомобиля. В каретке по окружности параллельно оси просверлены восемь отвер­стий под блокирующие пальцы 2 и четыре— под пальцы 7 фиксаторов. Отверстия под блокирующие пальцы имеют с обеих сто­рон фаски с углом, равным углу фасок на средней тонкой части блокирующих пальцев средней тонкой части блокирующих паль­цев. В нейтральном положении пальцы устанавливаются в отверстиях каретки с зазором. На наружные концы пальцев 2 напрессованы конусные кольца. Торцы пальцев после напрессовки колец разваль­цовываются.

Пальцы фиксаторов 7, установленные в отверстиях каретки между внутренними поверхностями конусных колец, имеют в средней части канавку. В нейтральном положении в эту канавку под действием пружин входят шарики фиксаторов, пред­отвращая самопроизвольное перемещение каретки.

На конических поверхностях колец 1 и 4 имеются винтовые канавки для удале­ния масла при прижатии кольца синхро­низатора к конусу шестерни, а также пря­моугольные канавки, предназначенные для удаления продуктов износа.

При включении передачи, например III, каретка синхронизатора под действием вилки механизма переключения передач движется влево (см. также рис. 3.31) и через пальцы фиксаторов перемещает конусное кольцо до соприкосновения с ко­нусом шестерни III передачи. При соеди­нении конусных поверхностей под дейст­вием силы трения шестерня блокирующих пальцев. Фаски отверстий каретки упира­ются в фаски блокирующих пальцев, и дальнейшее перемещение каретки прекра­щается. После выравнивания окружных скоростей шестерни и каретки блокиру­ющие пальцы занимают среднее положе­ние относительно отверстий и каретка под действием вилки механизма переключе­ния передач перемещается в осевом на­правлении в сторону шестерни. При этом шарики фиксаторов устанавливаются и зубчатый венец каретки бесшумно входит в зацепление с зубчатым венцом шестер­ни III передачи. Включение II передачи происходит аналогично.

Принцип действия синхронизатора IV и V передачи не отличается от принци­па действия синхронизатора II и III пе­редачи, но конструктивно он несколько иной (рис. 3.33).

Рис. 3.33. Синхронизатор IV и V передач.

Восемь блокирующих пальцев 2 син­хронизатора одновременно являются паль­цами фиксаторов. В нейтральном положе­нии сухари 5 фиксаторов под действием пру­жин 6 входят в канавки пальцев. Каретка 2 устанавливается на шлицах передней части ведомого вала, а ее перемещение по шлицам осуществляется вилкой, в про­рези концов которой входит кольцевой диск каретки. По окружности в торце диска (каретки) просверлены 8 глухих ра­диальных отверстий, предназначенных для установки пружин и сухарей фиксаторов. Перпендикулярно этим отверстиям про­сверлены по окружности диска восемь от­верстий для установки блокирующих паль­цев, причем оси этих отверстий пересека­ются. Отверстия под блокирующие паль­цы в диске с обеих сторон имеют фаски с углом, соответствующим углу фасок бло­кирующих пальцев. Внутренние шлицы каретки состоят из двух зубчатых венцов, которые в комплексе с зубчатыми венцами ведомого вала образуют «замок», предот­вращающий самовыключение передач на ходу автомобиля. Кроме внутренних шли­цев, каретка имеет два наружных зубчатых венца. Венец меньшего диаметра соеди­няется с внутренним венцом ведущего вала при включении V передачи, а боль­ший венец соединяется с внутренним вен­цом шестерни IV передачи.

Фрикционные кольца 1 к 4 синхрони­затора имеют внутренний конус. На по­верхностях конусов имеются винтовые ка­навки для удаления масла. После напрес- совки колец на блокирующие пальцы, последние развальцовываются.

При включении любой передачи блоки­рующие пальцы вначале играют роль паль­цев фиксаторов и перемещают фрикцион­ные кольца до соприкосновения с соответ­ствующим конусом (вала или шестерни). С возникновением момента трения каретка поворачивается относительно пальцев и они начинают выполнять роль блокирую­щих, поскольку фаски отверстий упира­ются в фаски пальцев и перемещение ка­ретки прекращается. После выравнивания окружных скоростей пальцы занимают центральное положение. Каретка под дей­ствием вилки перемещается в сторону включаемой передачи. Сухари при этом утапливаются, сжимая пружины.

Включение передач. Осуществляется ры­чагом, установленным на крышке картера, коробки передач. Включение I передачи производится перемещением муфты I пе­редачи и заднего хода по шлицам втулки 36 (см. рис. 3.31) шестерни I передачи назад до соединения ее с зубчатым венцом шес­терни I передачи. При этом крутящий мо­мент от ведущего вала коробки передач передается на шестерню привода проме­жуточного вала и далее через шестерню I передачи промежуточного вала пере­дается на ведомый вал через шестерню 35, которая блокируется с ведомым валом зуб­чатой муфтой.

Включение II передачи осуществляется перемещением каретки синхронизатора II и III передач по шлицам ведомого вала вправо до входа ее в зацепление с зубча­тым венцом шестерни 38 II передачи. При этом шестерня 38 через каретку синхрони­затора блокируется с ведомым валом и передает крутящий момент от шестерни II передачи промежуточного вала.

Включение III передачи реализуется перемещением каретки синхронизатора II и III передач по шлицам ведомого вала влево до входа в зацепление с зубчатым венцом шестерни 39 III передачи. При этом шестерня 39 через каретку блокиру­ется с ведомым валом.

Включение IV передачи производится перемещением каретки синхронизатора IV и V передач по шлицам ведомого вала вправо до входа в зацепление с зубчатым венцом шестерни 40 IV передачи.

Включение V передачи осуществляется перемещением влево каретки синхрониза­тора IV и V передач по шлицам ведомого вала до соединения с зубчатым венцом ведущего вала. При этом крутящий момент от ведущего вала через каретку синхро­низатора непосредственно передается на ведомый вал.

Задний ход включается перемещением каретки I передачи и заднего хода по шли­цам втулки 36 влево до соединения ее с зубчатым венцом шестерни заднего хода, которая находится в постоянном зацеп­лении с блоком 14 шестерен заднего хода.

Механизм переключения передач. Смон­тирован в крышке картера коробки и состо­ит из рычага 12 (см. рис. 3.31) переключе­ния передач, трех штоков 7, 14 и 15 (рис. 3.34) с вилками соответственно 6, 5, 3 трех фиксаторов положения штоков, предохра­нителя включения I передачи и заднего хода и замочного устройства для предот­вращения включения двух передач одно­временно.

Внутри крышки I имеются перегородки в отверстиях которых установлены штоки. В вертикальных отверстиях передней пе­регородки размещены стаканы 2 с пружи­нами 2 и шариками 8 фиксаторов штоков. Кроме того, в передней перегородке имеется горизонтальное отверстие, закрытое за­глушками, где смонтировано замочное уст­ройство включения I передачи и заднего хо­да. На верхнем торце крышки коробки закреплена на шпильках опора рычага переключения передач.

Каждый шток предназначен для вклю­чения двух передач. Для предотвраще­ния самопроизвольного перемещения на каждом штоке имеются по три лунки, куда под действием пружин 9 входят шарики фиксаторов. На штоках установлены вилки переключения соответствующих передач. Вилки зафиксированы на штоках устано­вочными винтами 4, которые стопорятся шплинтовочной проволокой. Для переме­щении штоков и включения требуемой передачи на штоке I передачи и заднего хода и на штоке II и III передач установ­лены головки, зафиксированные установоч­ными винтами, а головка IV и V передач выполнена заодно с вилкой. В головках штоков профрезерованы пазы, которые при нейтральном положении рычага совпадают.

Рис. 3.34. Механизм переключения передач.

В нейтральном положении рычаг пере­ключения передач находится в среднем по­ложении и его нижний конец входит в паз головки штока I и III передач. При пере­мещении рычага в кабине из нейтрального положения вправо или влево его нижний конец входит в паз головки штока IV и V передач или в паз головки штока I передачи и заднего хода. При движении рычага пе­реключения передач вперед или назад пе­ремещается тот шток механизма переклю­чения передач, в пазе головки которого находится нижний конец рычага.

Для предохранения от случайного вклю­чения I передачи или заднего хода при движении автомобиля в отверстии головки штока I передачи и заднего хода установлен палец 13, который под действием штока 12 предохранителя постоянно упирается в рычаг переключения передач. Шток пред­охранителя также входит в отверстие го­ловки и препятствует перемещению штока I передачи и заднего хода в продольном направлении.

При включении I передачи или заднего хода рычаг воздействует на палец 13, а тот в свою очередь, перемещает шток пред­охранителя, выводя его из отверстия в головке и сжимая при этом пружину. Шток I передачи и заднего хода в результа­те этого получает возможность продоль­ного перемещения.

Для предотвращения одновременного включения двух передач имеется замочное устройство, состоящее из штифта И и двух пар шариков 10. Шарики располагаются во втулках между штоками, а штифт находит­ся в отверстии среднего штока между ша­риками. Суммарная величина диаметров двух шариков больше толщины перего­родок, разделяющих штоки, поэтому при перемещении среднего штока шарики зам­ка полностью углубляются во втулки между штоками и, входя в лунки крайних штоков, заклинивают их. Длина штифта несколько больше толщины среднего штока (в сече­нии между лунками), поэтому при пере­мещении крайнего штока (например лево­го) два шарика, перемещаясь, заклинива­ют средний шток и сдвигают штифт, кото­рый, в свою очередь, воздействует на два других шарика и заклинивают ими правый шток. Таким образом, передвинуть любой из трех штоков можно только тогда, когда два других займут нейтральное положение.