Ремонт коробки передач

Регламентные работы по ремонту КПП.

Коробки переменных передач

Двигатели современных автомобилей работают в узком диапазоне частоты вращения коленчатого вала и мощности. Этот узкий диапазон является неприемлемым для нормального движения автомобиля. Например, для преодоления сопротивления дороги при начале движения может потребоваться крутящий момент в несколько раз больший того, который снимают с маховика.

А ведь есть ещё большой диапазон скоростей, в которых водителю и пассажирам удобно и безопасно двигаться, а также разные дорожные покрытия с соответствующими силами сопротивления и так далее.

Все это в своей совокупности на заре автомобилестроения породило проблему приспособления автомобиля к разным скоростям и нагрузкам. Для её решения было предложено установить последовательно с мотором редуктор, преобразовывающий по команде водителя мощность карданного вала, повышая или понижая её. После повышение или понижения редуктор должен был передавать её дальше.

Промежуточная опора карданного вала.

Этот редуктор совершенствовался, развивался, пока не обрёл ту конструкцию, которую принято называть «классической». В итоге из-за возможности изменять передаваемый момент в некотором диапазоне редуктор стали именовать коробкой переменных передач.

Назначение коробки переменных передач состоит в трансформации и передаче крутящего момента согласно дорожным условиям и командам водителя.

Существует несколько видов КПП, различающихся своим назначением, конструкцией и механизмом преобразования крутящего момента. Различают ступенчатые и бесступенчатые коробки передач.

Ступенчатые

Такие коробки передач обычно выполняют с зубчатым зацеплением. Число пар шестерён может колебаться от четырёх и выше. Чем больше количество передаточных чисел коробки, тем более эффективно используется мощность мотора. Выше восьмой передачи не принято устанавливать — водители начинают путаться.

Ступенчатая механическая коробка.

С увеличением массы автомобиля растёт и потребность в лучшем распределении мощности мотора на разных участках дороги и режимах движения. Порой даже КПП с 8 ступенями бывает недостаточно. Для этого на основную коробку передач устанавливают дополнительную — она носит название мультипликатор. Их общая работа позитивно сказывается на топливно-скоростных характеристиках автомобиля. Переключение коробки осуществляется специальным рычажком.

К ступенчатым коробкам передач относятся все имеющие пары шестерён коробки. Например, механическая коробка передач.

В механической КПП есть несколько валов:

• ведущий, воспринимающий крутящий момент со сцепления;
• ведомый, на который этот момент надо передать;
• промежуточные, с помощью которых этот момент передаётся.

Устройство коробки аналогично устройству обычного редуктора. Валов может быть три и больше.

Схема устройства автомобильной коробки передач.

На всех валах шпонками закреплены шестерни коробки, входящие в зацепление с шестерными на соседних валах. Так, от шестерни на одном валу через зубчатое зацепление момент проходит свой путь от ведущего вала к ведомому. Дополнительно внутри КПП установлен вал с шестерней обратного хода. Он часто вынесен отдельно.

Так как зубчатое зацепление не может быть соединено при разных скоростях шестерён, то сперва надо синхронизировать их вращение. Для этого были изобретены синхронизаторы коробки. Синхронизаторы подводятся рычажком кулисой к нужной паре, входят в соприкосновение трущимися поверхностями, начинают вращаться и передавать момент от ведущей на ведомую шестерню до момента синхронизации скоростей и вводят их в зацепление.

Кроме классической конструкции с неподвижными валами, являющейся самой распространённой, ступенчатая коробка может иметь вращающиеся вокруг ведущего вала ведомые валы. Такая коробка называется планетарной и устанавливается на некоторые модели сверхтяжёлых грузовых автомобилей или на погрузчики.

Схема классической конструкции КПП.

Бесступенчатые

К этому типу КПП относят коробки, в которых регулирование передаточного числа осуществляется плавно, за счёт изменения общих параметров системы. Их работа даёт возможность получать в узком диапазоне любое передаточное число.

Бесступенчатыми коробками являются:

• механические, работающие по принципу передачи момента трением. Такая коробка в обиходе называется вариаторная. Вариаторная коробка передач может быть ленточной или кулачковой;
• гидравлические, работающие с передачей вращение посредством движения жидкости. Коробка может быть гидрообъёмной, когда изменение передаточного числа осуществляется за счёт изменения рабочего объёма насоса, или гидродинамической, когда регулирование момента происходит за счёт сил сопротивления на колесах автомобиля;
• электрические, в которых момент передается в намагничивающейся среде;
• комбинированные.

Бесступенчатая коробка переключения передач в разрезе.

Несмотря на очевидное разнообразие принципов работы, наибольшее распространение получили вариатораный и комбинирующий тип КПП. Последний является сочетанием гидродинамической передачи и планетарной ступенчатой коробки, и называется автоматическая коробка передач.

Принцип работы автоматической коробки достаточно прост: гидродинамическая передача обеспечивает плавность, а планетарный редуктор передаёт момент согласно включённой передаче. Управление автоматической коробкой осуществляется золотниками, настроенными на определенный момент ведомого вала и положение дроссельной заслонки.

Существует много споров, что лучше АКПП или МКПП. Эти споры не имеют под собой основания, так как эти коробки предназначены для разных целей.

Автоматическая коробка даёт более плавный ход, освобождает от выбора передачи. Остаётся только посмотреть на буквы на АКПП и поставить рычаг в требуемое положение.

С другой стороны, автоматическая коробка не такая эффективная в плане использования мощности мотора: расход с АКПП на двадцать процентов выше, чем с МКПП. Механика к тому же позволяет лучше контролировать поток мощности на трансмиссии, она более ремонтопригодна и неприхотлива в работе.

Существует также ряд ограничений, связанных с буксированием автомобиля с АКПП, возможностью завести авто, толкая его, и так далее.

Коробка для стритрейсеров.

Что же касается выбора КПП для стритрейсеров, то тут без вариантов — без точности механической коробки на гонки лучше даже не показываться.

Управление

Переключение передач осуществляется либо механическим путём, толкая кулисой нужную пару в зацепление. Либо через сеть управляющих электрических сигналов — информация о воздействии на ручки КПП и режиме движения через электрические цепи поступает непосредственно на робота, который сам переключает передачу. Последний вариант называется роботизированное управление КПП.

Ремонт и обслуживание

Ввиду усложнения схемы коробки передач, работы на более высоких скоростях, а также увеличение мощности мотора, КПП независимо от конструкции требуют к себе повышенного внимания.

Несмотря на то, насколько стара коробка передач на автомобиле, необходимо точно следовать указаниям завода-изготовителя. Это касается всего: периода замены, марки смазки, параметров работы коробки и так далее.

Для автоматических КПП завод может указать необходимые дополнительные присадки в коробку, без которых точный планетарный редуктор быстро выйдет из строя. Их вводят в смазку при изготовлении или придётся покупать самостоятельно.

Присадки для автоматической коробки передач.

Первичное диагностирование производится при движении автомобиля по дороге на разных режимах или на стенде выгона. При дорожном тестировании, наблюдая за поведением авто при переключении передачи и прислушиваясь к звуку коробки можно обнаружить только серьёзные неисправности. Стенд позволяет производить более точный анализ, загодя выявляя какие-то поломки и ликвидируя их.

Неисправности коробки передач в первую очередь касаются механической части, если коробка уже имеет приличный срок эксплуатации, и механизмов управления, если — новая. Чаще всего попадаются скошенные, с трещинами поломанные шестерни, деформированные синхронизаторы, порванные тросы управления, неполадки в электронной части, засорение, перегрев и другие поломки. Снятие коробки зачастую требует демонтаж всего двигателя и части трансмиссии.

Разборка коробки производится на специальном стенде. При этом надо иметь в виду, что не все коробки можно отремонтировать, так как пригонка деталей в них часто почти на уровне прецизионных пар.

Остаётся только замена на новую КПП. Да, это дорого и непрактично, но такова плата за компактность. К слову, ремонт коробки лучше выполнять в специализирующихся на этом автосервисах. Это гарантирует более-менее приличное качество работ.

Автомобиль в автосервисе.

Безопасность

Ввиду того что коробка передач стоит на пути передачи крутящего момента от мотора к колёсам, она является удобным местом для предотвращения угона.

Вообще, в практике противоугонных систем использует несколько подходов, которые часто являются комплексными, то есть включают в себя блокировку и механической, и электронной части. Если электронную часть можно обойти, взломав систему, то с механикой сложнее — без разборки трансмиссии не обойтись.

Простая блокировка коробки может повергнуть планы угонщиков в пыль. Не будут же они поднимать автомобиль, разбирать его трансмиссию и менять заблокированную коробку.

Для блокировки производители разработали несколько систем. Самой ходовой на сегодняшний день является система установки мультилока на коробку — монтаж сложного замка. Мультилок представляет собой сложный механический замок, блокирующий коробку в непригодном для нормального движения состоянии. Он устанавливается на корпус КПП и выводится в кабину или салон авто. Открывается с помощью штыревого ключа со сложными насечками.

Ремонт коробки переменных передач автомобиля

Проверка технического состояния коробки передач. Диагностическим параметром для коробок передач является суммарный угловой люфт в кинематической цепи от ведущего до ведомого вала, замеряемый люфтомером. Люфт увеличивается вследствие изнашивания деталей коробки передач и увеличения зазоров в сопряжениях.

В неисправной коробке передач при работе и переключении возникают повышенный шум, самопроизвольное выключение или затрудненное включение передач, чрезмерный нагрев и вибрации.

Повышенный шум вызывается износом шестерен, подшипников и синхронизаторов, увеличением осевого зазора ведущего и ведомого валов, недостаточным количеством или загрязнением масла.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Самопроизвольное выключение передач происходит при износе зубьев шестерен, потере упругости пружин фиксаторов, износе блокирующих колец синхронизатора или поломке его пружины.

Затрудненное переключение передач вызывается износом подшипников и шлицевых соединений, деформацией рычага или вилок привода переключения передач.

Перегрев коробки передач возникает из-за недостаточного уровня масла, износа сальников, ослабления крепления крышек картера коробки передач или разрушения подшипников.

Техническое обслуживание коробок передач. При ЕО проверяют работу коробки передач при движении.

При ТО-1 проверяют уровень масла, крепление коробки передач и ее работу после обслуживания.

При ТО-2 дополнительно к работам, выполняемым при ТО-1, проверяют крепление крышки подшипников ведомого и промежуточных валов, доливают или заменяют масло (по графику смазки).

Разборка коробок передач. Из картера вывер.

тывают болты крепления к нему крышки и снимают крышку в сборе с механизмом передач и прокладку.

Вывернув из картера болты крепления крышки подшипника ведущего вала, снимают крышку и прокладку. Из гнезда картера съемником выпрессовывают шарикоподшипник вместе с ведущим валом.

Раскернив гайку крепления фланца ведомого вала, отвертывают ее, снимают шайбу и фланец. Затем вывертывают из крышки заднего подшипника ведомого вала штуцер и вынимают ведомую шестерню привода спидометра. Отсоединив крышку от картера, снимают ее с сальником, а также ведущую шестерню привода спидометра.

Из картера извлекают ведомый вал вместе с шарикоподшипником и упорным кольцом. Снимают с вала синхронизатор, шестерню третьей передачи с распорной втулкой, упорную шайбу, шестерни второй и первой передач.

Вывернув из картера болты крепления крышки заднего подшипника промежуточного вала, снимают крышку и прокладку.

Восстановление картеров коробок передач. Основными дефектами картеров являются обломы и трещины, износы отверстий под подшипники и шейки оси блока шестерен заднего хода, а также износ внутренней торцовой поверхности бобышек под блок шестерен заднего хода.

Если обломы не захватывают тела картера или обломано только одно ушко, места обломов наплавляют. Трещины, не проходящие через отверстия под подшипники и ось блока шестерен заднего хода, заваривают дуговой сваркой. При других видах пробоин, обломов или трещин картер бракуют.

Изношенные отверстия под подшипники восстанавливают вневанным железнением, гальваническим натиранием или постановкой ДРД с буртиком. Соосные отверстия предварительно растачивают борштангой (с одной установки), после наращивания одним из указанных способов вновь растачивают борштангой под размер рабочего чертежа. Аналогично восстанавливают отверстия оси заднего хода.

Изношенные торцовые поверхности бобышек под блок шестерен заднего хода фрезеруют. Увеличение размера а компенсируют постановкой шайб или эпоксидными составами.

Восстановление валов коробок передач. Основные дефекты валов: износы посадочных шеек и шлицев по толщине, износы и выкрошивание рабочей поверхности зубьев, обломы и отколы.

Изношенные посадочные шейки восстанавливают вибродуговой наплавкой, хромированием или железнением с последующим шлифованием под размер рабочего чертежа.

п износе зубьев по толщине более предельного и при выкроши-ии рабочей поверхности зубьев деталь бракуют.

Перед установкой подшипников на валы проверяют размеры, геометрическую форму и состояние сопрягаемых поверхностей. Подшипники промывают в керосине; после просушки беговые дорожки и шарики (ролики) покрывают чистым маслом.

Для напрессовки подшипника на шейку вала применяют стаканы, оправки и винтовые устройства. Это обеспечивает равномерную посадку подшипника на шейке вала, предотвращает перекосы при установке и предохраняет подшипник от повреждений, обычно неизбежных при нанесении ударов мрлотком непосредственно по кольцам подшипника. Если при напрессовке подшипника обнаруживается заедание, это означает, что посадочное место вала искажено или имеется перекос подшипника относительно оси вала.

Для ускорения сборки шариковые и роликовые подшипники больших размеров, монтируемые со значительным натягом, предварительно нагревают в масле до 80—100 °С и в горячем состоянии свободно насаживают на вал. Перед запрессовкой наружного кольца подшипника нагревают корпус.

Плотность прилегания подшипника к буртику вала проверяют щупом. Если обнаруживают зазор, подшипник демонтируют и устраняют причины, мешающие правильной его посадке (например, большая галтель вала, нарушение геометрической формы).

Шестерню напрессовывают на вал с нагревом (малых зубчатых колес — в масле или керосине, больших — токами высокой частоты). При напрессовке шестерен встречаются такие дефекты, как качание шестерни на шейке вала, радиальное биение по начальной окружности, торцовое биение и неплотное прилегание к упорному буртику

Для контроля радиального биения вал с шестерней устанавливают в центрах или на призмы, между зубьями шестерни помещают закаленный ролик диаметром больше высоты зуба, который вводят в соприкосновение с ножкой индикатора. Перекладывая ролик через 1—2 зуба и поворачивая вал, определяют разницу в показаниях индикатора. Величину торцового биения определяют, вводя ножку индикатора в соприкосновение с торцом шестерни и поворачивая ее на 180 Радиальное биение шестерен допускается в пределах 0,03—0,04 мм, а торцовое —0,06—0,08 мм на 100 мм диаметра шестерни. Если биение больше допустимых величин, шестерню перепрессовывают на валу, повернув на некоторый угол относительно первоначального положения.

При сборке шестерен с валами и осями в корпусе для правильного зацепления шестерен необходимо обеспечить правильное положение ведущего и ведомого валов.

Подбор и проверку шестерен на зацепление перед сборкой можно выполнять на специальном приборе или по пятну контакта поверхностей зубьев. Для определения пятна контакта зубья большей шестерни покрывают тонким слоем краски (смесь сурика с маслом, жидкие белила). После поворачивания малой шестерни на полный оборот на ее зубьях остаются отпечатки краски, по которым судят о состоянии зацепления.

Испытание коробок передач имеет целью приработку и проверку работы шестерен на всех передачах, легкость включения и отсутствие самопроизвольного их выключения. Для испытания коробок передач под нагрузкой могут применяться стенды с электрическим, механическим и гидравлическим тормозами и стенды с замкнутым силовым контуром. Последние более экономичны, так как в них нет потерь энергии на торможение.

Стенд, выполненный по схеме замкнутого силового контура, состоит из рамы, на которой установлены кронштейны для крепления испытываемой и эталонной (стендовой) коробок передач. Коробки соединены карданным валом и приводятся во вращение электродвигателем через редукторы. Замыкающий вал снабжен торсионом и закручивающим устройством с градуированным диском, показывающим степень закрутки торсиона. Закрутку торсиона осуществляют рукояткой с самотормозящим червяком. От угла закрутки торсиона зависит крутящий момент, передаваемый на шестерни коробок передач.

Рис. 1. Виды отпечатков (пятна касания) на зубьях колес при проверке зацепления с помощью краски:
а — правильное зацепление, б — межцентровое расстояние увеличено, в — межцентровое расстояние уменьшено, г и д — оси валов перекошены

Рис. 2. Схема стенда для приработки и испытания коробок передач под нагрузкой по замкнутому силовому контуру

Коробки испытывают в течение 20—25 мин, в том числе под нагрузкой 12—15 мин. Приработку и испытания проводят на маслах пониженной вязкости для лучшего удаления из картера механических примесей при сливе масла по окончании испытаний.