Стенд для обкатки коробок передач легковых переднеприводных автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

СГТУ имени Гагарина Ю.А.

СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ ЛЕГКОВЫХ ПЕРЕДНЕПРИВОДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Фролов В.Г., Сергеев И.А.

Аннотация

Приводится анализ существующих механических коробок передач легковых автомобиле, основные неисправности, их предупреждение, конструкция стенда для обкатки таких коробок передач после ремонта.

Ключевые слова: механические коробки передач, анализ неисправностей, стенд для обкатки

Annotation

STAND FOR BREAK-IN TRANSMISSION FRONT-WHEEL DRIVE CARS

The article analyzes the existing manual transmissions of passenger cars, basic malfunctions, their warnings, the design of the stand for breaking of such gearboxes after repair.

Keywords: mechanical gearboxes, analysis of faults, stand for running in

Основная часть

В последние годы происходит бурный рост количества автомобилей, как за рубежом так и в нашей стране. Это связано прежде всего с очевидными преимуществами автомобильного транспорта перед другими видами транспорта. Основными преимуществами автомобильного транспорта являются мобильность и оперативность доставки грузов и пассажиров. Кроме того, увеличение количества легковых автомобилей также связано с увеличением покупательной способности населения. В нашей стране резкое увеличение производства легковых автомобилей прежде всего связано со строительством новых автомобильных заводов, вследствие того, что в страну пришли зарубежные инвесторы. Особенно интенсивный рост числа легковых автомобилей в нашей стране начинается примерно с середины двухтысячных годов. Сначала в нашей стране зарубежные инвесторы организовали сборку новых автомобилей из готовых комплектующих зарубежных автозаводов, то есть это была так называемая «отверточная» сборка. Однако постепенно правительство РФ заставило зарубежных производителей строить на территории нашей страны заводы по производству комплектующих к собираемым автомобилям. Причем в течении десяти лет все новые владельцы зарубежных автозаводов построенных на территории нашей страны были обязаны создать сеть заводов по производству всех запасных частей и комплектующих к производимым автомобилям в полном объеме, тем самым создавая новые рабочие места. Кроме того, после строительства такой сети заводов и таких вложений в производство новый собственник уже не мог уйти с отечественного рынка. Те же владельцы новых автозаводов с так называемой «отверточной» сборкой, которые отказались строить заводы по производству запчастей на территории нашей страны, обеспечив тем самым замкнутый цикл по производству автомобилей, то им было объявлено, что начиная с января 2015 года будут введены таможенные пошлины на все ввозимые из-за рубежа запчасти, которые до этого не облагались подобной пошлиной, вследствие чего отечественные производители не могли конкурировать с ними на равных условиях. После такого объявление небольшая часть таких собственников ушла с нашего рынка. Однако остальные оставшиеся собственники стали строить заводы по производству запчастей в нашей стране.

Существует такое понятие как насыщенность автомобилями на тысячу жителей. В настоящее время этот показатель в нашей стране составляет примерно 288 автомобилей на тысячу жителей, а в Западной Европе и Северной Америке этот показатель достигает 700-750 автомобилей на тысячу жителей. В последнее время во всех странах, в том числе и в России, наметилась тенденция перехода от выпуска легковых автомобилей с классическим приводом, то есть приводом на задние колеса, к выпуску переднеприводных легковых автомобилей. По сравнению с классическим приводом переднеприводные легковые автомобили имеют следующие преимущества: переднеприводный автомобиль коробка передача

- лучшая управляемость и проходимость;

- уменьшение расхода топлива;

- улучшение комфорта для пассажиров, сидящих на заднем сиденье, вследствие того, что отсутствует карданная передача и поэтому удалось уменьшить высоту кожуха закрывавшую ранее карданную передачу.

В нашей стране первые легковые автомобили с передним приводом начали серийно выпускаться с 1986 г. на Волжском автомобильном заводе. Сначала это были автомобили ВАЗ-2108. Затем был налажен выпуск ВАЗ-2109, -099, -10, -11, -12, -13, -14, -15, -1118, -1119, -2170, -2190 и др.

Основной задачей при проектировании переднеприводных легковых автомобилей было создать нагрузку на передние ведущие колеса, для реализации большей тяговой силы, особенно при трогании автомобиля с места. По этой причине практически на всех таких автомобилях используется поперечное расположение двигателя для увеличения нагрузки на передние ведущие колеса. Данное конструктивное решение позволило распределить нагрузку на передние и задние колеса в соотношении 50 на 50 процентов. Только в лучших образцах таких автомобилей было достигнуто соотношение 52 процента веса на передние колеса и 48 процентов - на задние.

На легковых переднеприводных автомобилях в отличие от легковых автомобилей с классическим приводом используется цилиндрическая главная передача (ГП).

Часть этих автомобилей выпускается с механической коробкой переключения передач (МКПП), а другая с автоматической коробкой переключения передач (АКПП). С АКПП в большей степени выпускаются автомобили зарубежного производства. На легковые переднеприводные автомобили занимающие бюджетный сектор устанавливаются МКПП. По сравнению с АКПП они обладают следующими преимуществами:

- простота конструкции;

- удобство технического обслуживания и ремонта;

- высокая надежность;

- малая масса и габариты;

- высокий КПД;

- низкая стоимость.

МКПП подразделяются (рис. 1):

Рисунок 1 Классификация механических ступенчатых КПП

На легковых переднеприводных автомобилях, как правило, используют двухвальные МКПП с числом ступеней от 4 до 5. На легковых автомобилях с классическим приводом, как правило, используют трехвальные МКПП с числом ступеней от 4 до 5.

Кроме того еще одним главным отличием коробок передач переднеприводных автомобилей от КПП, устанавливаемых на автомобилях с классическим приводом является то, что в одном корпусе с КПП расположены одновременно главная передача и дифференциал.

Кинематическая схема двухвальной МКПП легкового автомобиля ВАЗ приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ: 2 - первичный вал; 3, 6 - синхронизаторы; 4, 7, 9, 12, 23, 24, 25, 26 - шестерни; 5 - зубчатый венец; 8 - вторичный вал; 10 - корпус; 11 - сателлит; 14, 22 - шарниры; 16 - оси; 19, 20 - пробки; 21 -подшипник

Большинство передач в таких коробках синхронизировано. Синхронизатор обеспечивает бесшумное безударное переключение передач за счет уравнивания частоты вращения соединяемых валов. По сравнению с трехвальными МКПП двухвальные КПП имеют следующие преимущества:

- простота конструкции;

- повышенный КПД на промежуточных передачах.

Основным недостатком является отсутствие прямой передачи.

Однако в процессе эксплуатации двухвальной МКПП легковых переднеприводных автомобилей выявились следующие неисправности:

- износ синхронизаторов, особенно 2-й передачи;

- износ подшипников первичного вала КП;

- выкрашивание зубьев шестерни 2-й передачи;

- выход из строя шестерни 5-й передачи при пониженном уровне масла в КП;

- утечка масла через сальники первичного вала и приводов передних колес;

- износ лапок вилки переключения передач;

- разрушение оси сателлитов дифференциала.

Для того чтобы выяснить причину наиболее частого выхода из строя синхронизаторов второй передачи был проведен анализ передаточных чисел различных ступеней таких коробок передач, которые представлены в таблице 1.

Числа МКПП отечественных переднеприводных легковых автомобилей

Данный анализ показал, что разница в диапазоне передаточных чисел между первой и второй передачами очень большая по сравнению с другими ступенями. Поэтому водитель для включений второй передачи должен разгонять легковой автомобиль до скорости примерно 40-50 км/ч и только тогда включает вторую передачу. Если этого не делать, то происходит шум в КПП при включении второй передачи и повышенный износ синхронизаторов второй передачи, а иногда даже поломка зубьев шестерни второй передачи.

Выход из строя шестерни пятой передачи происходит по той причине, что она находится в самой верхней части коробки передач и ей не хватает смазки, то есть. наблюдается так называемое «масляное голодание». Кроме того, ускоренный выход из строя подшипников и составных элементов синхронизатора зачастую связан также с тем, что многие водители не меняют масло в коробке передач в соответствии с требованиями завода изготовителя. Согласно инструкции завода изготовителя для переднеприводных автомобилей масло в коробке передач должно меняться на новое после семидесяти пяти тысяч километров пробега или пяти лет эксплуатации, в зависимости от того что наступит раньше. Замена масла необходима потому, что со временем происходит старение масла и оно теряет свои свойства.

После проведения технического обслуживания и текущего ремонта таких КПП, они, как правило, сразу устанавливаются на автомобиль. Однако при выявлении каких-либо неисправностей в процессе эксплуатации, такую коробку передач приходится снова снимать с автомобиля, а эта операция очень трудоемкая, поэтому нами была предложена конструкция стенда для обкатки МКПП легковых переднеприводных автомобилей (рис. 3).

Рисунок 3 Стенд для обкатки МКПП переднеприводных легковых автомобилей: 1 - КПП; 2 - узел подключения; 3 - пункт управления; 4 - приводной электродвигатель; 5 - дифференциал; 6,7 - нагрузочные устройства

Все элементы стенда смонтированы на металлической раме, выполненной из уголка. Стенд включает в себя: двухвальную КПП переднеприводного автомобиля 1, узел соединения 2 с приводным электродвигателем 4, пульт управления 3, дифференциал 5, соединительные муфты и электрические нагрузочные устройства 6 и 7. Нагрузочное устройство представляет собой электрогенератор с подключенными к нему реостатами, позволяющими регулировать нагрузку. После заливки масла в КПП она устанавливается на стенд и подключается к приводному электродвигателю 4. Рычаг переключения передач устанавливается в нейтральное положение. Сначала обкатку проводят без нагрузки при частоте вращения первичного вала КПП примерно 900 об/мин. Проверяется легкость бесшумность включения всех передач и их четкая фиксация во включенном положении. Если при обкатке КПП без нагрузки никаких замечаний не выявлено, то переходят к обкатке под нагрузкой создаваемой нагрузочными устройствами. При успешном прохождении обкатки под нагрузкой отключают стенд, КПП демонтируют и устанавливают на автомобиль.

Обкатка КПП на таком стенде позволит обеспечить надёжную и безотказную работу коробок передач переднеприводных автомобилей в условиях эксплуатации в течении длительного срока.

Список литературы

1. Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. М.: ИЦ «Академия», 2012. 244 с.

2. Вахламов В.К. Конструкция, расчет, и эксплуатационные свойства автомобилей. М.: ИЦ «Академия», 2009. 560 с.

3. Иванов А.М. Автомобили. Конструкция и рабочие процессы. М.: ИЦ «Академия», 2012. 384 с.

4. Инфографика «Автостат» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.autostat.ru/infographics.

5. Микнас В. Автомобильные сцепления, трансмиссии, приводы. М.: За рулем, 2012. 356 с.

6. Осипов В.И. Автомобили. Конструкция и рабочие процессы. М.: ИЦ «Академия», 2012. 384 с.

7. Песков В.И. Конструкции автомобильных трансмиссий. М.: Форум, НИЦ, ИНФРА-М, 2013. 144 с.

Размещено на Allbest.ru