Особенности конструкции коробки передач

На автомобили устанавливают (в зависимости от комплектации) либо 5-ступенчатую механическую коробку передач мод. F17-5 (рис. 1), либо 6-ступенчатую автоматическую – мод. AF40-6 (рис. 3).

Механическая коробка передач (см. рис. 1) выполнена по двухвальной схеме с пятью синхронизированными передачами переднего хода и одной несинхронизированной передачей заднего хода. Коробка передач и главная передача с дифференциалом имеют общий картер, и кроме этого у коробки передач есть дополнительный промежуточный картер и крышка. Первичный вал запрессован в блок шестерен и соединен с ним шлицами.

Рис. 1. Детали механической коробки передач:

1 – шестерня IV передачи; 2, 12, 20, 30, 77 – блокирующие кольца синхронизаторов; 3 – муфта включения синхронизатора III и IV передач; 4, 7, 33, 34, 75 – пружинные кольца синхронизаторов; 5 – ступица синхронизатора III и IV передач; 6, 23, 68 – сухари синхронизаторов; 8, 32 – упорные шайбы; 9 – вилка переключения III и IV передач; 10, 18, 102 – штифты; 11, 31, 74, 82, 93, 96 – стопорные кольца; 13 – шток вилки переключения III и IV передач; 14 – шестерня III передачи; 15, 36, 78 – упорные полукольца; 16, 35, 66 – запорные кольца; 17 – шестерня II передачи; 19 – вилка переключения I и II передач; 21 – муфта включения синхронизатора I и II передач; 22 – шток вилки переключения I и II передач; 24 – ступица синхронизатора I и II передач; 25 – шестерня I передачи; 26 – упорный игольчатый подшипник шестерни I передачи; 27 – опорная шайба; 28 – пружинное кольцо; 29 – подшипник вторичного вала; 37 – роликовый подшипник вторичного вала; 38 – игольчатый подшипник шестерни I передачи; 39 – игольчатый подшипник шестерни II передачи; 40 – игольчатый подшипник шестерни V передачи; 41 – вторичный вал; 42 – игольчатый подшипник шестерни III передачи; 43 – игольчатый подшипник шестерни IV передачи; 44 – наружное кольцо роликового подшипника вторичного вала; 45 – пробка; 46 – магнит; 47 – картер коробки передач; 48 – прокладка картера сцепления; 49 – выключатель фонарей света заднего хода; 50 – роликовый подшипник первичного вала; 51 – поводок со штоком V передачи; 52 – собачка; 53 – пружина собачки; 54, 61, 71, 72, 79, 81, 84 – болты; 55, 59, 87 – пробки фиксаторов; 56, 58, 88 – пружины; 57, 89 – фиксаторы; 60 – штифт механизма блокировки; 62 – кронштейн вилки включения V передачи; 63 – ось вилки включения V передачи; 64 – вилка включения V передачи; 65 – сухари вилки; 67 – ведомая шестерня V передачи; 69 – ступица синхронизатора V передачи; 70 – прокладка крышки; 73 – задняя крышка коробки передач; 76 – муфта включения синхронизатора V передачи; 80 – кронштейн собачки; 83 – ведущая шестерня V передачи; 85 – магнит; 86 – промежуточный картер; 90 – кронштейн собачки; 91 – первичный вал; 92 – блок шестерен; 94 – шариковый подшипник блока шестерен; 95 – винт; 97 – шток вилки включения промежуточной шестерни заднего хода; 98 – ось промежуточной шестерни заднего хода; 99 – промежуточная шестерня заднего хода; 100 – шайба; 101 – вилка включения промежуточной шестерни заднего хода

На вторичном валу коробки передач расположены ведущая цилиндрическая шестерня главной передачи, ведомые шестерни и синхронизаторы передач. Пары шестерен переднего хода коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Шестерни IV передач в нейтральном положении свободно вращаются на вторичном валу.

Передачи переднего хода включаются осевым перемещением соответствующих муфт синхронизаторов, установленных на вторичном валу. Передача заднего хода включается перемещением промежуточной шестерни заднего хода вдоль своей оси.

Механизм переключения передач расположен в крышке, установленной сверху на картер коробки передач.

Привод управления коробкой передач состоит из кулисы рычага переключения передач с шаровой опорой, установленной на основании кузова, и двух тросов, соединяющих рычаги кулисы и механизма, размещенного в картере коробки передач.

ПРИМЕЧАНИЕ

Облицовка тоннеля пола для наглядности снята.

Главная передача (рис. 2) выполнена в виде пары цилиндрических шестерен, подобранных по шуму. Крутящий момент передается от ведомой шестерни главной передачи на дифференциал и далее на приводы передних колес.

Дифференциал конический, двухсателлитный. Герметичность соединения внутренних шарниров приводов передних колес с шестернями дифференциала обеспечивается сальниками 13 и 36.

Рис. 2. Главная передача и дифференциал:

1 – вал-шестерня редуктора привода спидометра; 2 – корпус редуктора привода спидометра; 3, 12, 34 – уплотнительные кольца; 4, 11, 19, 31, 37 – болты; 5 – стопорная пластина; 6 – задняя крышка коробки передач; 7, 33 – наружные кольца подшипников дифференциала; 8 – регулировочная гайка подшипников; 9 – пластина фиксатора; 10 – шайба; 13, 36 – сальники; 14 – ось сателлитов дифференциала; 15 – фиксатор оси сателлитов; 16, 30 – конические роликовые подшипники дифференциала; 17 – прокладка; 18 – нижняя крышка коробки передач; 20 – корпус дифференциала; 21, 26 – упорные шайбы; 22, 25 – полуосевые шестерни; 23, 27 – упорные шайбы сателлитов; 24 – сателлиты; 28 – ведомая шестерня главной передачи; 29 – ведущая шестерня привода спидометра; 32 – картер коробки передач; 35 – правая крышка подшипников дифференциала

Табл. 1. Возможные неисправности механической коробки передач, их причины и способы устранения

Причина неисправности Способ устранения
Вибрация, шум в коробке передач
Ослабление крепления или повреждение опор подвески двигателя и коробки передач Затяните крепления или замените опоры
Износ или повреждение шестерен и подшипников Отремонтируйте коробку передач на сервисе
Залито масло несоответствующей марки Залейте масло требуемой марки
Недостаточный уровень масла Долейте масло до нормы
Нарушение регулировки холостого хода двигателя Отрегулируйте холостой ход двигателя
Утечка масла
Разрушение или повреждение сальников или уплотнительных колец Замените сальники  или уплотнительные кольца
Затрудненное переключение передач и скрежет при переключении
Неполное выключение сцепления Отрегулируйте привод сцепления и удалите из гидросистемы воздух
Неисправность тросов привода переключения передач Замените тросы привода переключения передач
Неплотное прилегание или износ блокирующих колец и конусов синхронизаторов Отремонтируйте коробку передач на сервисе
Ослабление пружин синхронизаторов То же
Залито масло несоответствующей марки Залейте масло требуемой марки
Самопроизвольное выключение передач
Износ вилок переключения передач или поломка пружин фиксаторов Отремонтируйте коробку передач на сервисе
Увеличенный зазор муфты синхронизатора на ступице То же

Автоматическая коробка передач с адаптивной системой управления обеспечивает выбор оптимального режима переключения передач практически для любых дорожных условий и стилей вождения.

Автоматическая коробка передач (рис. 3) скомпонована по традиционной планетарной схеме с торможением фрикции онами и состоит из гидротрансформатора, насоса, планетарного редуктора, многодисковых муфт, многодисковых тормозов и блока клапанов.

Рис. 3. Автоматическая коробка передач:

1 – картер гидротрансформатора; 2 – масляный поддон; 3 – механизм переключения режимов; 4 – картер коробки передач; 5 – крышка; 6 – электрический разъем

Гидротрансформатор выполняет роль сцепления и служит для плавного соединения двигателя и механизма коробки передач, а также увеличения крутящего момента в начале движения автомобиля. Корпус гидротрансформатора соединен с коленчатым валом двигателя через ведущий диск 1 (рис. 4) и постоянно вращается при работе двигателя. Внутренняя полость гидротрансформатора заполнена рабочей жидкостью для автоматических коробок передач. Двигатель вращает гидротрансформатор и приводит в действие насосное колесо, которое создает потоки рабочей жидкости в направлении турбинного колеса. Турбинное колесо начинает вращаться за счет потоков рабочей жидкости, создаваемых насосным колесом. При большой разности скоростей вращения турбинного и насосного колес реактор изменяет направление потока жидкости, повышая крутящий момент. По мере уменьшения разницы скоростей он становится ненужным и поэтому установлен на обгонной муфте.

Рис. 4. Гидротрансформатор:

1 – ведущий диск; 2 – картер гидротрансформатора; 3 – турбина; 4 – обгонная муфта; 5 – реактор; 6 – насосное колесо

Гидравлическая система управления автоматической коробкой передач включает в себя насос, регулятор давления, золотниковый клапан выбора диапазона АКП, вспомогательные клапаны (соленоиды), гидроаккумуляторы, муфты и тормоза. Давление в гидравлической системе создается насосом. Насос обеспечивает работу гидротрансформатора, блокировочных муфт, тормозов и смазку деталей коробки. Давление, создаваемое насосом, регулируется в зависимости от скорости автомобиля и нагрузки на двигатель. Насос приводится от коленчатого вала двигателя.

Планетарный редуктор системы Равинье (рис. 5) представляет собой зубчатую передачу с внешними и внутренними зацеплениями шестерен, которая обеспечивает разные способы соединения ее элементов для получения различных передаточных чисел.

Рис. 5. Планетарный редуктор системы Равинье:

1 – длинный сателлит; 2 – водило; 3 – малая солнечная шестерня; 4 – большая солнечная шестерня; 5 – короткий сателлит; 6 – коронная шестерня

Принципы работы многодисковых муфт (рис. 6) и дисковых тормозов (рис. 7) очень сходны: разница заключается в том, что многодисковая муфта соединяет звенья коробки передач между собой, а дисковый тормоз — с картером коробки передач. Рабочая жидкость, подаваемая к муфте, приводит в действие поршень — происходит сжатие фрикционных дисков. Звенья, блокирующиеся муфтой, начинают вращаться за одно целое.

Рис. 6. Схема работы многодисковой муфты:

А — многодисковая муфта включена; Б — многодисковая муфта выключена; 1 – шариковый клапан; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – поршень; 4 – фрикционный диск; 5 – фрикционный диск с накладками; 6 – упорный диск; 7 – ступица муфты; 8 – упор пружины; 9 – стопорное кольцо; 10 – возвратная пружина

Рис. 7. Схема работы дискового тормоза:

А — тормоза включены; Б — тормоза выключены; 1 – упорный диск; 2 – фрикционные тормозные диски с накладками; 3 – фрикционный диск; 4 – возвратная пружина; 5 – поршень; 6 – картер коробки передач; 7 – крышка картера коробки передач

При отключении дисковых тормозов рабочая жидкость перестает подаваться в муфту и поршень под действием возвратной пружины устанавливается в исходное положение.

Особенность конструкции многодисковой муфты в том, что она находится в постоянном вращении, и под действием центробежной силы, действующей на рабочую жидкость, создается давление, которое не дает разблокироваться муфте. Дополнительно в муфте установлен шариковый клапан, который расположен как можно ближе к краю от центра муфты. При повышении давления рабочей жидкости в камере многодисковой муфты шариковый клапан закрывает сливное отверстие, а при снижении давления в камее ре шариковый клапан под действием центробежной силы открывает сливное отверстие — муфта разблокируется.

Передачи в автоматической коробке передач переключаются с помощью электронного блока управления, который получает информацию о состоянии двигателя, условиях движения и выбирает момент переключения передач согласно дорожным условиям и с учетом стиля вождения водителя. В результате повышается топливная экономичность и улучшаются рабочие характеристики трансмиссии. Кроме того, в электронной системе управления коробкой передач предусмотрена функция диагностики неисправностей и переключения в аварийный режим работы при их возникновении.

Для охлаждения рабочей жидкости коробки передач используется алюминиевый теплообменник с трубчато-ленточной сердцевиной. Он установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя.

Селектор автоматической коробки передач установлен в том же месте на тоннеле пола, что и рычаг управления механической коробкой, и соединен с механизмом переключения коробки передач тросом управления.

Дифференциал автоматической коробки передач по конструкции аналогичен дифференциалу механической коробки передач.

Особенностью автоматических коробок передач автомобиля Opel Astra J по сравнению с коробками предыдущих поколений является возможность перехода из полностью автоматического режима управления в ручной режим (так называемая секвентальная коробка передач), при котором водитель во время разгона автомобиля самостоятельно выбирает момент переключения на повышающую передачу. Это позволяет при желании добиться более интенсивного разгона по сравнению с автоматическим режимом, искусственно задерживая переключение на повышающую передачу, и довести частоту вращения коленчатого вала двигателя до диапазона максимального крутящего момента. В то же время электронная система управления постоянно контролирует скорость автомобиля и нагрузку двигателя, исключает ошибки водителя, не позволяя ему включить более высокую передачу при малой скорости движения, чтобы избежать перегрузки двигателя, или понижающую передачу на слишком большой скорости, что исключает возможность превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя. При снижении скорости автомобиля передачи автоматически переключаются на более низкие без участия водителя. В момент полной остановки автомобиля автоматически включается I передача.

Для ремонта автоматической коробки передач требуются большой набор специальных инструментов, диагностического оборудования и соответствующая подготовка исполнителя. При необходимости ремонта коробки передач обращайтесь на специализированный сервис.