Ступенчатая трансмиссия
Коробки, имеющие только три передние передачи, нуждаются в двигателе, который может работать в очень широком диапазоне оборотов; это означает, что тяговое усилие при большинстве скоростей движения автомобиля значительно меньше идеального. Увеличение количества передач дает значительное улучшение, и хотя это бывает непрактично для обычных автомобилей, этот способ часто применяется для тяжелых грузовиков. Когда количество передач увеличивается приблизительно до десяти, получается довольно хорошая аппроксимация реальной кривой тяги к идеальной, что позволяет эксплуатировать двигатель на оборотах коленчатого вала, близких к оптимальным.Поскольку число передач в коробке передач автомобиля ограничивается по причинам веса и стоимости, приближение к идеальной кривой тягового усилия достигается путем использования автоматической коробки передач совместно с гидротрансформатором. Хотя гидротрансформатор очень малоэффективен при низких оборотах коленчатого вала двигателя, он обеспечивает непрерывно изменяющееся передаточное соотношение в пределах приблизительно от 2:1 до 1:1, то есть обеспечивает плавные переходы между ступенчатыми изменениями передаточных чисел при переключении коробки передач .
Коробка передач со скользящим зацеплением
Коробки передач со скользящим зацеплением широко применялись на автомобилях приблизительно до 1930-х годов, но в настоящее время они используются редко. Тем не менее, мы предлагаем читателю рассмотреть этот тип коробок, поскольку современные коробки передач являются усовершенствованием именно этой конструкции.
Различные прямозубые шестерни располагаются на трех валах:
© Ведущий вал (он же первичный вал)
© Промежуточный вал
Ф Ведомый вал
Ведущий вал
Этот вал осуществляет передачу от сцепления к коробке передач. Со стороны двигателя вал опирается на центрирующий подшипник, расположенный близко к шлицам (или зубьям), с которыми соединяется ведомый диск сцепления. Основная нагрузка на этот вал приходится на подшипник; обычно это бывает герметичный шарикоподшипник радиального типа, располагающийся близко к входной шестерне, называемой шестерней постоянного зацепления. Шестерня имеет такое название потому, что она всегда находится в зацеплении с большой шестерней, зубчатым колесом постоянного зацепления, которая является частью набора шестерен промежуточного вала. Следует отметить, что небольшая шестерня называется здесь шестерней, а большая — зубчатым колесом.
Промежуточный вал
Этот вал, обычно фиксируемый к картеру коробки передач, содержит набор ведущих шестерен. Располагающиеся между валом и набором шестерен подшипники сопротивляются радиальным нагрузкам при разъединении шестерен. Тип подшипника зависит от нагрузки, которой он должен противостоять; для относительно небольших нагрузок применяются гладкие втулки из фосфористой бронзы, но при наличии больших нагрузок необходимо использование других подшипников, например, корпусных игольчатых подшипников. Шум шестерен возникает в том случае, если шестерни разъединяются во время передачи большого крутящего момента. Чтобы поддерживать постоянное расстояние между валами, используются более жесткие подшипники, например бескорпусные игольчатые роликоподшипники. В большинстве случаев осевой люфт шестерен промежуточного вала, а следовательно и совмещение шестерен регулируется упорными шайбами, которые располагаются между набором шестерен и картером коробки передач.
Ведомый вал
Этот шлицевой выходной вал содержит прямозубые зубчатые колеса, которые скользят вдоль вала, зацепляясь с соответствующими шестернями промежуточного вала. На «переднем» конце ведомый вал опирается на центрирующий подшипник, расположенный в центре шестерни постоянного зацепления. На другом конце установлен очень мощный радиальный шарикоподшипник, для приложения усилия к пытающимся разойтись шестерням. Нагрузка на этот подшипник будет максимальной тогда, когда включена первая передача и передается большой крутящий момент.
