страница - 30
Глава 4
Трансмиссия
Содержание
Введение.................................................................
Зубчатая передача и крутящий момент...
Передняя передача............................................
Сиеппение.......„.....................................................
Почему необходима коробка передач ......
.. 1Принцип действия и устройство
.. 2механической коробки передач.............................................................6
.. 3 Автоматические трансмиссии.......„..„.....................................................„ 7
.. 4 Устройство главной передачи..........................„......................................... В
.. 5 Пусковой механизм (кик-стартер)..........................„..................................9
1 Введение
Всем моторизованным двухколесным транспортным средствам необходимо устройство для передач и мощности от двигателяк заднему колесу. Эту функцию выполняет "силовая парад ач а" или "трансмиссия [см. рис. 4.1), Существуют транс миссии двух основных в и дов; механическая и автоматическая; они отличаются отводимым водителю уровнем допустимого вмешательства иуправления. Механическая трансмиссия испольэуетсн на всех современных серийных мотоциклах, э в прошлом использовалась нанекоторых мопедах. Автоматическая трансмиссия,восновном. встречается не мопедах и скутерах, хотя существуют примеры использования автоматических коробок передач на серийных мотоциклах. В трансмиссиях всех типов, и механических, и автоматических, присутствуют передняя передача, сцепление, коробка передач и главная передача, хотя в зависимости от типа машины их форма может видоизмениться, В механической трансмиссии традиционной схемы передняя передача перадает мощность отколенчатого вала чераз сцепление к коробке передач. Сиеппение используется для соединения и разъединения двигателя с коробкой
передач, таким образом позволяя двигателю работать, когда машина остается неподвижной. Коробка передач допускает выбор различных перадаточных чисел для достижения максимальных показателей в пределах диапазона частот вращения двигателя, его мощности и крутящего момента. Гпавнаяпередэчэ передает мощность от коробки передач к заднему колесу.
Трансмиссия любого типа предназначена для обеспечения работы двигателя в праделах узкого диапазона частот вращения (измеряемых в оборотах в минуту), при том самой машине обеспечивается относительно широкий диапазон скоростей движения. Потому что.несмотря на возможность функционирования двигателя в достаточно широком диапазоне частот вращения, наиболее эффективная работа достигается только в узком промежутке этого диапазона. Для обеспечения широкого диапазона скоростей движения, при работе
двигателя в узкой полосе частот вращения, требуются различные передаточные отношения между двигателем и задним колесом. В наиболее упрощенном виде работа одно-скоростной автоматической трансмиссии скутера не представляет особой сложности, в то время как на больших машинах применяются гораздо более сложные и изощренные системы. Многое зависит от предназначения рассматриваемой машины и ожидаемых от нее характеристик. От скутера небопыиогообъема требуется просто перемещать водителя на короткие дистанции с умеренными скоростями, быть дешевым при покупке и эксплуатации; следовательно, сложная схема трансмиссии на требуется. На больших машинах необходимый диапазон скоростей движения, расстояний, которые они покрывают, и массы перевозимого груза гораздо больше, это требует применения коробки передач, обладающей множеством перадаточных чисел.
Трос сцепления
Звездочка заднего колеса
Рис. 4.1 Упрощенная схеме силовой передачи мотоцикла с механической тренсмиссией
2 Зубчатвн передача и крутящий момент
Зубчатая передача
Термин "зубчатаяпередача" применяется для определения двух сопряженных деталей, вращающихся с различными скоростями; передаточное отношение определяет различие в этой скорости.
Процесс получения меньшей частоты вращения ведомого [выходного) вала по отношению к ведущему [входному) валу называется понижением [замедлением) скорости вращения; обратный процесс носит названиеповышения скорости вращения, Общие понятия, применяемые в отношении зубчатых передач, справедливы в отношении не только зубчатых, но и цепных и раменныхперадач.
Передаточное отношение определяется как число оборотов, совершаемых "ведущей" или "входной" шестерней, для того чтобы "ведомая" или "выходная" шестерня совершила один полный оборот. Например, если частота вращения двигателя составляет 10ОО оборо-товвминугу.анеобходимо обеспечить частоту вращения колеса, равную 500 оборотам в минуту, топотребуется две шестерни.причем число зубьеводной из них должно вдвое превышать числоэубьевдругой. Необходимо, чтобы меньшая шестерня (допустим, с 15 зубьями) была ведущей, тогда, пока она совершает один полный оборот, ведомая шестерня [30 зубьев] повернется только на поп-оборота. Следовательно, для того, чтобы ведомая шестерня повернулась на один оборот, ведущая шестерня должна совершить два оборота. Перадаточное отношение такого механизма - 2:1, то есть он понижает скорость выходной шестерни вдвое. Может происходить некоторая путаница, в связи с тем, что чаще всего предоставляется сравнение числа зубьев шестерен, а не отношение их скоростей вращения, что приводит к получению обратного соотношения. В связи с чем многие производители и технические ха-
рактеристики предоставляют информацию о числе зубьев шестерен [звездочек] вместе с обеспечиваемым ими передаточным отношением. Это выгпядиттэк;1 передача 2:1 (15/30). Поэтому необходимо помнить, что передаточное отношение 2:1 обозначает понижение [то есть для получения одного оборота на выходе надо совершить два не входе],и что чембопьше число зубьев не ведомой шестерна, тем мед-пеннее она вращается относительно ведущей,
Крутящий момент
Крутящий момент - это величина поворота, который обеспечивает сила, приложенная относительно некой оси. Для приведения машины в движение необходимо передать заднему колесу достаточный крутящий момент. В связи с тем, что бензиновые двигатели, особенно при низких частотах вращения, развивают небольшой крутящий момент, необходимо, чтобы трансмиссия выполняла роль усилителя крутящего момента. Моментможнопопучить,умноживсипу(обычно измеряемую в Ньютонах, Н) на расстояние [плечо, измеряемое в метрах, м). представляющее собой перпендикуляр, опущенный из оси на линию действия сипы. Например, если для затягивания гаек используется гаечный ключ, то на гайку воздействует крутящий момент. Допустим, длина гаечного ключа -200 мм [0.2 м], а усилие руки.которое прилагается к нему под прямым углом - 100 Н; тогда величина крутящего момента, приложенного к гайке, составит 100 х 0.2 = 20 Нм. Если применить все это в отношении работы коробки передач, то можно заметить, что в результате воздействия зуба ведущей шестерни на зуб ведомой шестерни ведомая шестерня поворачивается. Если диаметр шестерен одинаковый, то есть число зубьев одно и то же, их скорость вращения тоже будет одинаковой, а величина крутящего момента, подводимого квалупервой шестерни, будетполностьюпередана валу второй шестерим. Однако, если число зубьев ведомой шестерни
увеличить вдвое, то при двукратном уменьшения ее скорости вращения (учитывая, что для нормального зацепления шестерен размер зубьев должен быть одинаковым), ее диаметр увеличится вдвое. Это означает, что расстояние [плечо) между точкой припоженияусипия (то есть зубом шестерни] и осью вращения (то есть осевой линией вала шестерни] также увеличится вдвое; поэтому, исходя из представленной выше формулы, то же самое произойдет с величиной крутящего момента, передаваемого вапу второй шестерни.
Зубчатая передача и крутящий момент
Таким образом, увеличение крутящего мо-ментадостигаетснпонижениемскоростивре-шения заднего колеса относительно скорости вращения двигателя. Между передаточными отношениями и увеличением крутящего момента существует прямая зависимость [см. рис. 4.2]: если число зубьев ведущей шестерни соответствует Ю.аведомоЙшестерни-ЗО, то передаточное отношение такоЙпередачи-3:1, а соотношение -1 /3. Поскольку диаметр ведомой шестерни втрое больше диаметра ведущей, соотношение крутящего момента составит! :3,а степень его увеличения соответствует 3. Проще говоря, если скорость вращения ведомой шестерни вдвое меньше скорости веду-щей.то крутящий моменгтоже увеличивается вдвое. Если скорость вращения ведомой шестерни втрое меньше скорости ведущей, то крутящий момент увеличивается в 3 раза. В процессе уменьшения скорости участвуют все элементы трансмиссии, за исключением сцепления. Несмотря на то. что в некоторых коробках высшие передачи фактически обеспечивают прямую [скорость вращения шестерен одинаковая] или повышающую (скорость вращения вала увеличивается] передачу между валами коробки, это не означает повышения скорости вращения заднего колеса относительно коленчатого вала.
3 Передняя передача
Механическая трансмиссия
Передняя передача - первая в цепи перадачи мощности от коленчатого вала к заднему колесу[см. рис. 4.1,стр. 4.1). Она также служит первой ступенью понижения частотыаращения и увеличения крутящего момента. Обычно передняя передача обеспечивает передаточное чиста 3:1 иувепичивааткрутящий момент в 3 раза,
Как правило, для передней передачи применяется передача зуб чатого типа. Также может использоваться цепной привод, который был обычным явлением на двигателях с навесными агрегатами, в которых коробка передач исцеп-ление расположены отдельно от двигателя, впереднейпередачемогутиспопьзоватьсятри типа зубчатой передачи-, прямозубая, сме-щенная(раэдепеннаяпрямоэубэя]икосоэубая (под углом) - см. рис. 4.3.
Прямозубые шестерни-самые дешевые в производстве, но недостаточно прочные. Кроме того, они довольно шумные из-за зазора между зубьями, необходимого для свободной работы шестерен
Для смазки косозубых шестерен требуются специальные смазочные материалы, которые отличаются оттех, что используются для прямозубых шестерен Кроме того, в косозубых шес-терняхеозникаетосевая нагруека на коренные подшипники, но шум. вызванный непичием зазоров, отсутствует, потому что в зацеплении всегда находится более одной леры зубьев. При использовании смешенных или разделенных прямозубых колес достигается компромисс, правда, они достаточно редки. Для такой передачи необходимо, чтобы не каждом валу было два прямозубых колеса, у которых зубья имеют некоторое смешение. То есть, по анелогии с косозубыми зубчатыми передачами, взвиеплении находится более однойлеры зубьев.ишум.выэыеаемыйээзором,сводитсяк минимуму.
На ранних двигателях с навесными агрегатами для передачи мощности от коленчатого вала к сцеплению было достаточно простой роликовой цепи, но по мере развития двигателей понадобились сдвоенные и даже строенные цепи для соответствия их возросшей мощности. В более савре менных конструкци нх передней передачи применялись цепи типа "Hy-Vo", которые намного прочнее и тише, а также обладают пониженным уровнем трения по сравнению с традиционной роликовой цепью. Кроме того, такие цепи меньше изнашиваются и вытягиваются.
Понижение частоты вращения, обеспечиваемое передней передачей, конструктивно выгодно с различных точек зрения. Одна из них объясняет это тем, что коробка передач получается более компактной. Если бы передняя передача отсутствовала, тогда сохранение того же общего передаточного числа должно было бы обеспечиваться за счет друг их узлов. Вероятно, это коснулось бы коробки
передач, так как при использовании слишком маленькой ведущей звездочки главной передачи увеличивается износ цепи, а слишком большая ведомая звездочка задевает дорогу иприводиткувеличению требуемой длиныиепи. Также это потребует увеличения размера ведомых шестерен на ведомом валу, что отразится на компактности узпа двигатель-трансмиссия.
Другое преимущество данной конструкции передней передачи состоит в том. что ведомая шестерня зубчатой пере дач и превосходно подходит для установки сцепления. При размещении сцепления после понижающей зубчатой передачи его угловая скорость снижается, следовательно, оно будет работать лучше. Но традиционная конструкция уела двигатель-сцепление-коробка передач встречается не на всех конструкциях. На мотоциклах серии "К" компании BMW в передней передачи применена косозубая передача, которая не снижает частоты вращения коленчатого вала; она служит для передачи вращенияоткопенчатого вала к уравновешивающему (выходному] валу. На оллозитных двигателях компании BMW и многих двигателях компании Moto Guzzi сцепление установлено непосредственно на цапфе коленчатого вала, и передняя передача отсутствует как таковая; однако есть предварительная понижающая ступень в коробке передач.
Автоматическая трансмиссия
Работа автоматической трансмиссии построена на совершенно другом механизмепри-вода и принципе понижения частоты вращения, и какие-либо правила относительно передней передачи отсутствуют. На большинстве скутеров ведущий шкиэ устанавливается на иапфе коленчатого вала и содержит регулятор скорости (о нем далее более подробно], который обеспечивает изменяемое передаточное отношение, но не является передней передачей. На некоторых мотоциклах с гидравлической автоматической коробкой передач, принцип
действия которой во многом аналогичен автомобильной, гидротрансформатор одновременно выполняет функции переменного понижающего механизма, усилителя крутящего момента и сцепления.
4 Сцепление
Неотъемлемая особенность любого мотоцикла - возможность отключения привода коленчатого вала двигателя от заднего колеса, для того чтобы двигатель мог работать без перемещения машины. На самых первых машинах такая возможность присутствовала не всегда, на многих ранних мотоциклах использовалась разновидность непосредственного привода при помощи ремня и шкивов не коленчатом валу и заднем колесе, которые было невозможно разъединять. Такая разновидность привода действительно работала, но, чтобы остановится наперекрестке, необходимо было заглушить двигатель. Из этого следует, что запустить двигатель неподвижной машины невозможно, так что в случае необходимости его всегда приходилось запускать с хода". Вряд ли такая схема удобна. Обеспечить разъединение работающего двигателя от привода заднего колеса возможно при наличии механизма, называемого "сцеплением".Сиеппение позволяет отключить привод и обладает второстепенным преимуществом, допуская выбор реэличных передаточных отношений на машинах, которые его имеют - словом, тех, что оснащены коробкой передач.
Работа сцепления основывается на трении. В неиболее простом виде сцепление состоит из двух дисков, один из которых располагается на цапфе коленчатого вала.а второй связан через какой-нибудь механизм привода (ремень, цепь, шестерни] с задним колесом и прижат к первому диску. При наличии между двумя дисками небольшого зазора двигатель работает, в то времякак второй дискостеетсянеподвижным. Если соединить диски между собой, то вращение коленчатого вала будет за счет трения передаваться второму диску, а поскольку он связано задним колесом, то оно тоже будет вращаться. Так что подвод мощности от двигателя к заднему колесу при необходимости может включаться и выключаться. На мотоциклехобычноприменяется сцепление с ручным управлением от рычага, расположенного на руле, исключением являются скутеры, на которых используется простое автоматическое центробежное сцепление, режим реботы которого зависит от частоты в решения двигателя. Описания и рисунки всевозможных конструкций представлены ниже.
Сцепление о ручным управлением
Всё сцепление в сборе устанавливается на первичном валу коробки передач. Корпус или наружный барабаншеппенияустанавливается не под ш ипнике и может в решаться свободно и независимо от вала. Наружный барабан сцеп-
Рис. 4.3 Устройство косоэубой зубчатой передней передачи
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74]