Знакомьтесь - автомобиль

Коленчатый вал вращается по часовой стрелке. В том же направлении крутится и ведущий вал коробки передач. А промежуточный? Он постоянно связан шестерней с ведущим и поэтому вращается навстречу ему, то есть против часовой стрелки. В свою очередь ведомый вал, получая вращение от промежуточного, крутится навстречу ему или по часовой стрелке.

Весь механизм устроен так, что когда ведомый вал вращается слева – вверх – направо, автомобиль идет вперед. Значит, чтобы заставить его двигаться вспять, надо изменить направление вращения ведомого вала на обратное.

 

Шестерня заднего хода

 

Конструкторы решили эту задачу вводом дополнительной шестерни заднего хода. Она передвигается на самостоятельной оси и подключается между шестернями промежуточного и ведомого вала. Теперь ведомый вал получает вращение не непосредственно от промежуточного, а от шестерни заднего хода. Она будет вращаться по часовой стрелке, а ведомый вал – против. Автомобиль пойдет назад.

 

За тремя замками

Шестерни промежуточного вала легко и свободно движутся по шлицам, входят в зацепление. Но они так же легко могут выйти из зацепления, особенно во время движения по плохой дороге и тряске. И каждый раз водитель должен отвлекаться от наблюдения за дорогой, от управления автомобилем, чтобы вернуть шестерню на место.

Как же сделать, чтобы шестерни произвольно не двигались?

На каретках, передвигающих шестерни, имеются две выточки, в которых установлены шарики со спиральными пружинами. В корпусе коробки передач сделаны три пары круглых выемок по размеру шариков. Когда включается скорость и шестерни полностью входят в зацепление, шарики как раз подойдут к выемкам и под давлением пружин немного, опустятся в них.

 

На этом рисунке изображены фиксатор и замок

 

А не может ли случиться так, что одновременно станут передвигаться сразу две каретки и войдут в соприкосновение шестерни двух передач? Такое, если произойдет, вызовет поломку шестерен. Для предупреждения этого в коробке передач устанавливаются так называемые замки. Когда одна каретка перемещается, замки не позволяют передвигаться другой.

 

Шуметь воспрещается

На биллиардном столе сражение в полном разгаре. Высокий игрок, чья очередь, бьет сильно, от чего шар стремительно мчится по сукну, с громким стуком натыкается на другой. Партнер высокого, наоборот, посылает свой шар легким ударом, и у него шары сталкиваются с еле слышным щелчком.

Почему такое различие звуков по громкости? Оказывается, все дело в разности скоростей у катящихся шаров. Зависимость тут такая: чем больше скорость, тем громче стук от столкновения. То же происходит с шестернями. Предположим, у нас имеются две шестерни на осях, причем одна из них вращается. Попробуем ее ввести в зацепление со второй, неподвижной. Зубья столкнутся с громким лязгом. Причем и здесь та же закономерность: чем быстрее вращение, тем лязг громче.

Теперь сделаем иначе – и вторую шестерню заставим вращаться, разумеется, навстречу первой. Теперь сцепление произойдет мягче. А если скорости у шестерен будут одинаковы, то и вообще бесшумно.

В пути водитель вынужден переключать скорости. По его команде шестерни коробки передач то входят в зацепление, то выходят. А поскольку скорости вращения у них разные, представляете какой шум и лязг должен стоять, не предусмотри конструкторы специального приспособления. Частое столкновение зубьев значительно ускорило бы их износ.

Инженеры давно интересовались проблемой борьбы с шумом в коробке передач. И надо сказать, достигли неплохих результатов. Созданный ими прибор – синхронизатор – выравнивает скорости вращения.

 

Служба трения

В двигателе, где развиваются высокая скорость, давление и температура, трение – страшный враг. Недаром принимаются все меры, чтобы его уменьшить. Именно с целью снизить трение стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, шестерни коленчатого вала тщательно отшлифованы, а все трущиеся поверхности хорошо смазаны.

И, в то же время, в автомобиле имеются механизмы, где трение стало надежным союзником. Это в первую очередь сцепление.

Мы уже говорили, что ведущий вал коробки передач получает вращение от маховика. Если их соединить накрепко, нельзя будет плавно трогаться с места, переключать скорости. В самом деле, заведем двигатель. Пока он работает вхолостую, все хорошо, но стоит включить передачу, и автомобиль, вздрогнув, рванется вперед.

После того как разгоним машину и включим вторую передачу, последует опять рывок. Подобные рывки сделают езду в автомобиле неприятной и утомительной. А для шестерен коробки передач и других деталей трансмиссии это настоящая погибель.

 

 

Механизм сцепления как раз и позволяет избежать рывков, обеспечить плавное трогание с места и плавный переход с одной скорости на другую. А используется в нем, как уже говорилось, трение.