Блок шестерен КПП — основной механизм трансмиссии
Передача и изменение крутящего момента в коробке переключения передач осуществляется входящими в зацепление шестернями различных диаметров. Шестерни КПП собраны в так называемые блоки.
Несмотря на все большее распространение автоматических коробок передач, не теряют своей популярности и актуальности механические (или ручные) коробки (МКПП), так как просты по конструкции, надежны, дают широкие возможности по управлению автомобилем, а такжеипроще в ремонте и обслуживании.
Как известно, в МКПП для изменения крутящего момента используются валы с шестернями различного диаметра, которые могут входить в зацепление друг с другом. При переключении передачи в зацепление вводится та или иная пара шестерен, и в зависимости от соотношения их диаметров (и количества зубцов) изменяется поступающий на ведущие мосты автомобиля крутящий момент. Количество пар шестерен в механической КП автомобилей может составлять от 4 (в старых 3-ступенчатых коробках) до 7 (в современных массовых 6-ступенчатых коробках), причем одна из пар используется для включения передачи заднего хода. В коробках тракторов и различной спецтехники количество пар шестерен может достигать десятка и более.
Шестерни в коробке расположены на валах, причем для повышения надежности и упрощения конструкции некоторые шестерни собраны в единую конструкцию — блок шестерен.
Блок шестерен КПП — это цельная конструкция из 2-х или большего числа шестерен, которые во время работы коробки вращаются с одинаковой угловой скоростью. Объединение шестерен в блоки выполняется по нескольким причинам:
— Упрощение конструкции коробки с сокращением количества используемых компонентов. Так как для одной шестерни нужно предусмотреть свой крепеж и привод, объединение в блок делает ненужным отдельные детали для каждой шестерни;
— Повышение технологичности производства деталей КПП;
— Повышение надежности работы трансмиссии (опять же за счет сокращение компонентов и упрощения конструкции).
Однако блоки шестерен имеют и один недостаток: при поломке одной из шестерен приходится менять весь блок. Конечно, это повышает стоимость ремонта, однако такое решение по описанным выше причинам многократно окупается.
Блоки шестерен принято разделять на группы по применимости и назначению:
— Блоки шестерен промежуточного вала;
— Блоки шестерен ведомого (вторичного) вала;
— Блоки шестерен заднего хода.
При этом ведущий (первичный) вал обычно выполняется заодно с шестерней, так что в нем не выделяется отдельный блок шестерен.
Промежуточные валы КП подразделяются на 2 типа по конструкции блоков шестерен:
— Цельные — шестерни и вал составляют единое целое;
— Наборные — блоки шестерен и вал являются самостоятельными деталями, собранные в одну конструкцию.
В первом случае вал и шестерни изготавливаются из одной заготовки, поэтому представляют собой единую неразборную деталь. Такие валы наиболее распространены, так как имеют самую простую конструкцию и невысокую цену. Во втором случае конструкция собирается из вала и зафиксированных на нем 2-3 или большего числа блоков шестерен. Но в любом случае блоки шестерен на промежуточном валу вращаются, как единое целое.
Ведомые (вторичные) валы бывают только наборные, причем блоки шестерен могут свободно вращаться на валу — они фиксируются с помощью муфт только в момент включения той или иной передачи. В силу конструктивных особенностей МКПП блоки ведомого вала не содержат более 2-х шестерен, причем обычно это шестерни близких передач. Однако в автомобильных 5-ступенчатых МКПП шестерня 5-й ступени выполняется отдельно, так как 4-я передача обычно является прямой и при ее включении промежуточный вал «выключается» из работы коробки (в этом случае поток крутящего момента поступает напрямую от ведущего вала на ведомый).
Блоки задней передачи всегда содержат только две шестерни, одна из которых входит в зацепление с определенной шестерней промежуточного вала, а вторая — с шестерней вторичного вала. В результате такого соединения поток крутящего момента инвертируется и транспортное средство может двигаться задним ходом.
Все блоки шестерен КП имеют принципиально одинаковую конструкцию — они вытачиваются из единой стальной заготовки, и лишь в некоторых случаях имеют дополнительные элементы для крепления на валу или зацепления с муфтами, а также под установку подшипников. В КП используются как косозубые шестерни, так и обычные прямозубые. В современных коробках чаще применяются косозубые шестерни, которые во время работы создают меньший уровень шума. Однако шестерни заднего хода чаще всего выполняются прямозубыми, так как они работают на небольших скоростях и уровень шума для них некритичен. В МКПП старого образца все или почти все шестерни прямозубые.
Блоки шестерен изготавливаются из определенных сортов стали, так как они при эксплуатации испытывают колоссальные нагрузки. Также и конструктивно блоки шестерен являются крупными и массивными деталями, которые успешно противостоят ударным и другим механическим, а также и тепловым нагрузкам. Но несмотря на это блоки шестерен требуют периодического ремонта или замены.
Следует отметить, для шестерен характерен износ зубцов, который в принципе невозможно предотвратить. При щадящей эксплуатации транспортного средства износ блоков шестерен происходит не слишком интенсивно, поэтому они могут работать на протяжении десятков лет, и замена этих деталей по причине износа требуется довольно редко.
Чаще причиной замены шестерен является их деформация, появление трещин, поломка и выкрашивение зубьев, или полное разрушение. Все эти неисправности проявляются повышенным шумом коробки передач, появлением посторонних звуков, скрежета или хруста при работе и включении передач, а также плохой работой коробки на одной или нескольких передачах. Во всех этих случаях следует произвести ремонт КПП и замену блока шестерен.
Для продления срока службы блоков шестерен и всей коробки следует выполнять регламентное ТО трансмиссии, а также бережно и грамотно эксплуатировать транспортное средство — правильно включать и выключать передачи, выполнять движение на оптимальной для текущих условий скорости и т.д. При соблюдении простых правил и рекомендаций МКПП прослужит долго и еще нескоро потребует ремонта.
