С 1957 года на части выпускаемых Горьковским автозаводом автомобилей Волга устанавливаются автоматические передачи.

Поскольку автоматическая коробка передач является новым узлом для нашей автомобильной промышленности и на автомобиле .Волга она применена впервые в серийном производстве, в настоящей главе дано подробное описание ее конструкции, принципов работы и обслуживания.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Автоматическая передача заменяет собой сцепление и стандартную механическую коробку передач.

На фиг. 113 приведена кинематическая схема автоматической передачи.

Автоматическая передача состоит из гидротрансформатора и планетарной коробки передач.

Корпус гидротрансформатора 14 крепится к коленчатому валу двигателя и вращается с ним как одно целое. Непосредственно в корпусе гидротрансформатора закреплены лопатки, которые образуют насосное колесо гидротрансформатора. Таким образом, насосное колесо гидротрансформатора соединено с коленчатым валом двигателя и вращается всегда вместе с ним. Назначение насосного колеса состоит в том, чтобы преобразовать энергию вращения коленчатого вала в энергию движения масла, которое заполняет насосное колесо.

Внутри гидротрансформатора симметрично насосному колесу помещается турбинное колесо 16 с лопатками. Назначение турбинного колеса состоит в том, чтобы преобразовывать энергию потока масла, выходящего из насосного колеса, в энергию вращения турбины. Турбина соединяется с ведущим валом планетарной коробки передач. Между насосным колесом и турбиной помещается реактивное колесо — реактор. Назначение реактора — создавать дополнительный реактивный крутящий момент. В целом гидротрансформатор работает и как гидравлическое сцепление и как коробка передач.

Планетарная коробка передач имеет планетарный ряд, два многодисковых сцепления 2

и 4, два ленточных тормоза 5 и 6 и систему гидравлического управления.

Планетарный ряд обеспечивает получение трех передач для движения вперед и одну передачу заднего хода. Включение той или иной передачи производится путем включения в определенных комбинациях многодисковых сцеплений и ленточных тормозов, которые в свою очередь включаются подачей масла под давлением в их рабочие цилиндры. Масло распределяется по рабочим цилиндрам системой гидравлического управления.

Ведомый вал планетарной коробки передач соединяется с карданным валом.

Различные передачи в планетарной коробке передач получаются следующим образом.

Первая передача. Включены первое сцепление и второй тормоз. Крутящий момент двигателя передается через гидротрансформатор на ведущий вал коробки, через включенное первое сцепление на центральный вал 3 коробки и заднюю солнечную шестерню 10. С задней солнечной шестерни крутящий момент через паразитные шестерни — сателлиты передается на кольцевую шестерню и ведомый вал коробки. Каретка сателлитов заторможена вторым ленточным тормозом, и сателлиты вращаются только вокруг своих осей, закрепленных в каретке.

При такой работе шестерен планетарного ряда получается самое низкое передаточное число переднего хода (2,84:1), т. е. первая передача.

Вторая передача. Включены первое сцепление и первый ленточный тормоз. Первое сцепление во включенном положении, как и на первой передаче, соединяет ведущий и центральные валы коробки. Передний ленточный тормоз затормаживает барабан второго сцепления 4, с которым неподвижно соединена передняя солнечная шестерня 12.

Крутящий момент двигателя передается через гидротрансформатор на ведущий вал коробки, а через первое сцепление — на центральный вал и заднюю солнечную шестерню. С задней солнечной шестерни крутящий момент передается на сателлиты. Однако сателлиты не могут свободно вращаться вокруг своих осей, так как длинные сателлиты 7 находятся еще в зацеплении с неподвижной передней солнечной шестерней. Поэтому длинные сателлиты вынуждены обкатываться по неподвижной передней солнечной шестерне, увлекая за собой всю каретку. В результате такого сложного движения крутящий момент с длинных сателлитов передается на кольцевую шестерню и ведомый вал коробки.

Как видно, работа планетарного ряда на первой и второй передачах принципиально различна. На первой передаче каретка неподвижна, и крутящий момент передается с задней солнечной шестерни на кольцевую шестерню через сателлиты, которые выполняют роль только паразитных шестерен. Передняя солнечная шестерня при этом в работе не участвует и вращается свободно.

На второй передаче сателлиты вращаются как вокруг своих осей, так и вместе с карет-

кой вокруг общего центра планетарного ряда; планетарный ряд получает сложное движение.

Получается пониженная передача, но с меньшим передаточным числом, чем на первой передаче (1,68:1).

Третья передача. Третья передача является прямой (передаточное число равно 1:1). Для получения третьей передачи включаются оба сцепления. Как видно из схемы передачи, при включении обоих сцеплений крутящий момент с первичного вала коробки передается как на заднюю солнечную шестерню (через первое сцепление и центральный вал коробки), так и на переднюю солнечную шестерню (через первое и второе сцепление). Поскольку обе солнечные шестерни связаны между собой через сателлиты, то планетарный ряд при этом может вращаться только как одно целое, т. е. он как бы блокируется.

Таким образом, на прямой передаче ведущий и ведомый валы коробки блокируются между собой через оба сцепления и планетарный ряд.

Нейтральное положение. При нейтральном положении оба сцепления и оба тормоза выключены. Крутящий момент двигателя передается через гидротрансформатор на ведущий вал коробки и ведущие диски первого и второго сцепления. Дальше крутящий момент передаваться не может, так как диски сцеплений разобщены.

Передача заднего хода. Включены второе сцепление и второй ленточный тормоз. Второе сцепление при своем включении соединяет ведущий вал коробки с передней солнечной шестерней, а второй ленточный тормоз затормаживает каретку сателлитов.

Крутящий момент двигателя передается через гидротрансформатор на ведущий вал коробки, барабан первого сцепления, второе сцепление и переднюю солнечную шестерни. С передней солнечной шестерни крутящий момент через длинные сателлиты передается на кольцевую шестерню и ведомый вал коробки. Поскольку каретка заторможена, то сателлиты могут вращаться только вокруг своих осей, т. е. работают как паразитные шестерни. На передаче заднего хода момент передается на кольцевую шестерню только через длинные сателлиты,, следовательно, кольцевая шестерня будет вращаться в обратную сторону.

На всех трех передачах переднего хода всегда включено первое сцепление. Для получения первой, второй и третьей передач необходимо дополнительно к первому сцеплению включить соответственно второй тормоз, первый тормоз и второе сцепление.

Из описания кинематической схемы автоматической передачи видно, что все шестерни планетарного ряда находятся в постоянном зацеплении и включение передач осуществляется при помощи фрикционных элементов (тормозов и сцеплений). Фрикционные элементы включаются и выключаются всегда с небольшой пробуксовкой, что способствует снижению ударных нагрузок в коробке.

Обычно ездовыми передачами являются вторая и третья, которые переключаются между собой автоматически.

Включение первой передачи, заднего хода и нейтрального положения производится рычагом, расположенным на рулевой колонке. Вторая и третья передача переключаются при одном положении рычага.

Принцип работы гидротрансформатора

Гидротрансформатор передает вращение коленчатого вала двигателя на планетарную коробку передач и на определенных режимах автоматически увеличивает крутящий момент, поступающий от двигателя.

На малых оборотах двигателя (обороты холостого хода) гидротрансформатор передает настолько небольшой момент, что автомобиль остается неподвижным при включенной передаче, но двигатель не глохнет. Благодаря тому, что крутящий момент через гидротрансформатор передается посредством рабочей жидкости (минеральное масло), двигатель не имеет жесткой механической связи с трансмиссией автомобиля. Это предохраняет детали трансмиссии и двигателя от динамических перегрузок и ударов. Гидротрансформатор гасит также крутильные колебания двигателя. Наличие нежесткой связи с двигателем

облегчает также переключение передач без снятия нагрузки, т. е. без сброса газа. Таким образом, гидротрансформатор выполняет функции и автоматического сцепления и коробки передач (когда он работает на режиме увеличения крутящего момента).

Однако поскольку современные гидротрансформаторы имеют недостаточный диапазон передаточных чисел, для улучшения эксплуатационных показателей автомобиля приходится применять еще планетарную коробку передач, которая расширяет диапазон передаточных чисел, улучшает общий коэффициент полезного действия и, кроме того, обеспечивает нейтральное положение и передачу заднего хода.

Гидротрансформатор имеет чашеобразный корпус с лопатками насосного колеса, закрытый спереди крышкой (фиг. 119). Внутри гидротрансформатора помещается турбинное колесо и реактор.

Турбинное колесо через свою ступицу соединяется с ведущим валом коробки передач. Реактор при помощи муфты свободного хода укреплен на неподвижном реактивном валу, который закрепляется на картере планетарной коробки передач. Вся полость внутри гидротрансформатора заполнена маслом.

Циркуляция масла в гидротрансформаторе

Один из основных принципов работы гидротрансформатора состоит в том, что передача крутящего момента, а следовательно, и вращения с одного вала на другой осуществляется через поток масла. Поэтому во время работы гидротрансформатора через рабочие колеса его зсегда должен проходить поток масла. При отсутствии потока масла гидротрансформатор не способен передавать крутящий момент.

Поток масла в гидротрансформаторе имеет сложное движение. В упрощенном виде его можно представить так.

При вращении двигателя вращается корпус гидротрансформатора и насосное колесо, лопатки которого укреплены на корпусе. Поскольку вся внутренняя полость гидротрансформатора заполнена маслом, тем же маслом заполнены и промежутки между лопатками насосного колеса. При вращении насосного колеса масло, находящееся между лопатками, будет отбрасываться центробежной силой от центра колеса к его наружному диаметру. Выходя из насосного колеса, поток масла попадает на лопатки турбинного колеса, обтекает их и, проходя через каналы между лопатками реактора, возвращается на лопатки насосного колеса. Таким образом, при вращении насосного колеса создается замкнутая круговая циркуляция масла через его рабочие колеса.

Протекая между лопатками, масло, кроме того, вращается вместе с рабочим колесом вокруг его оси, что создает переносное движение потока масла. Таким образом, каждая частица потока масла участвует в двух основных движениях: первое движение — перемещение потока вдоль каналов между лопатками (относительное движение) и второе движение—вращение потока вместе с рабочим колесом вокруг его оси (переносное движение).

Поскольку один и тот же поток масла не может одновременно двигаться в разных направлениях, его движение устанавливается по равнодействующей относительного и переносного движений. Направление движения определяется по правилу треугольника скоростей (фиг. 116). Действительное движение потока по равнодействующей называется абсолютным движением.

Работа гидротрансформатора на различных режимах движения автомобиля

Троганис автомобиля с места. Перед тро-ганием автомобиля с места включается какая-либо передача в планетарной коробке, и турбинное колесо связывается с колесами автомобиля. При включенной передаче турбинное колесо остается неподвижным, пока автомобиль не тронулся с места. Насосное колесо гидротрансформатора вращается вместе с коленчатым валом двигателя и создает циркуляцию масла в гидротрансформаторе. На насосном колесе механическая энергия вращения коленчатого вала двигателя преобразуется в энергию движения потока масла. Выйдя из насосного колеса, поток масла попадает на лопатки турбинного колеса и, обтекая их, создает давление на каждую лопатку, вследствие чего турбина стремится вращаться в ту же сторону, что и насосное колесо. Пройдя турбинное колесо, поток масла попадает на лопатки реактора и, обтекая их, создает давление, которое стремится вращать реактор в сторону, противоположную вращению турбины и насоса (фиг. 117). Но в эту сторону реактор вращаться не может, так как заклинивается муфта свободного хода. Поток масла, обтекая неподвижные лопатки реактора, изменяет свое направление в соответствии с изгибом лопаток и закручивается. При закручивании потока масла на реакторе создается реактивный момент. Этот реактивный момент по закону механики (сумма моментов на всех трех рабочих колесах гидротрансформатора должна быть равна нулю) суммируется с моментом на насосном колесе (который равен моменту двигателя). Таким образом, реактивный момент на турбинном колесе получается равным сумме моментов насосного колеса и реактора. После реактора поток масла опять попадает в насосное колесо и т. д.

В момент трогания автомобиля с места (турбина и реактор неподвижны) реактивный момент на реакторе имеет максимальное значение и равен по величине крутящему моменту двигателя. Следовательно, на турбине момент будет равен двум моментам двигателя. В момент трогания гидротрансформатор увеличивает крутящий момент в два раза.

Коэффициент трансформации гидротрансформатора при этом максимальный и равен 2 (коэффициентом трансформации гидротрансформатора называется отношение выходного момента к входному, т. е. отношение момента на турбине к моменту на насосе).

Разгон автомобиля. При нажатии на педаль акселератора двигатель увеличивает обороты, и автомобиль трогается с места. Турбинное колесо начинает вращаться, и поток масла на турбинном колесе получает переносное движение. Значит, действительное направление движения потока масла на выходе из турбины изменяется и масло входит на лопатки реактора уже под другим углом. По мере увеличения оборотов турбины (а следовательно, и увеличения скорости автомобиля) направление потока на выходе из турбины все больше и больше изменяется (фиг. 117). В связи с этим величина закручивания потока на лопатках реактора уменьшается и уменьшается реактивный момент.

Поскольку изменение оборотов турбины происходит плавно, так же плавно уменьшаются величина закручивания и реактивный момент. С уменьшением реактивного момента так же плавно и непрерывно уменьшается коэффициент трансформации.

Это изменение коэффициента трансформации можно сравнить с непрерывным переключением передач в коробке, которая имеет бесконечное число передач в диапазоне от передаточного числа 2:1 до 1:1.

В конце разгона поток масла на выходе из турбины (и на входе в реактор) получает направление, обозначенное буквой Б. Поток масла ударяет в лопатки реактора уже с обратной стороны, стремясь повернуть реактор в сторону вращения турбины. Муфта свободного хода при этом расклинивается, и реактор начинает свободно вращаться в потоке масла.

Как только реактор начал свободно вращаться, реактивный момент на нем становится равным нулю, а крутящий момент на турбине — крутящему моменту на насосном колесе.

Коэффициент трансформации становится равным единице (гидротрансформатор превращается в гидромуфту). На режиме гидромуфты гидротрансформатор только передает крутящий момент двигателя, не меняя его.

Отсюда видно, что величина преобразования м,амента в гидротрансформаторе зависит от направления потоков масла, которые, в свою очередь, зависят от скорости вращения насосного колеса и турбинного колеса, т. е. от оборотов двигателя и скорости автомобиля.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число в зависимости от режима движения автомобиля и дорожных условий.

Равномерное движение автомобиля. При равномерном движении автомобиля, например по шоссе, гидротрансформатор работает обычно на режиме гидромуфты (без изменения крутящего момента двигателя).

На режиме гидромуфты гидротрансформатор работает на самых высоких значениях коэффициента полезного действия.

Преодоление дорожных сопротивлений (подъемов и т. п.). До подъема, когда автомобиль двигался по ровному шоссе, гидротрансформатор работал на режиме гидромуфты, поток масла поступал на обратную сторону лопаток реактора, и реактор свободно вращался на муфте свободного хода.

При движении на подъем скорость автомобиля начинает падать и уменьшаются обороты турбины. Направление потока масла на выходе из турбины изменяется, и поток направляется в реактор в направлении стрелки Л (фиг. 117).

Реактор заклинивается на муфте свободного хода, и масло, закручиваясь на лопатках реактора, создает реактивный момент (как при разгоне автомобиля). Коэффициент трансформации становится больше единицы и момент на турбине увеличивается на величину реактивного момента, что и нужно для преодоления подъема. После преодоления подъема сопротивление на колесах автомобиля падает, обороты турбины увеличиваются, поток масла входит на лопатки реактора с обоатной стороны, реактор расклинивает муфту свободного хода и начинает свободно вращаться.

После преодоления любых повышенных дорожных сопротивлений (грязная дорога, снег, песчаная дорога и т. п.) гидротрансформатор онова переходит на режим гидромуфты.

Торможение двигателем. При торможении двигателем поток масла в гидротрансформаторе передает вращение уже от турбины к насосу и вращает таким образом двигатель.

Рассмотрение основных режимов движения автомобиля, из которых складываются все эксплуатационные режимы езды (езда в городе,, по шоссе, на горных дорогах, по проселочной дороге и т. д.) показывает, что гидротрансформатор автоматически, без каких-либо внешних органов управления, устанавливает необходимое передаточное число в зависимости от условий и режима движения автомобиля.

Гидротрансформатор обладает способностью самоприспосабливаться к дорожным условиям.

Самоприспосабливание гидротрансформатора ограничено определенным диапазоном (коэффициент трансформации может изменяться в пределах от 1 до 2), в связи с чем дополнительно к гидротрансформатору применяется планетарная коробка с тремя передачами.

Устройство гидротрансформатора

Основмыми деталями гидротрансформатора являются три рабочих колеса с лопатками: насосное колесо, турбинное колесо и реактор (фиг. 119).

Насосное колесо имеет 31, турбинное — 33, и реактор — 11 лопаток. Под каждую лопатку в корпусе 4 сделаны четыре паза, в которые заходят выступы лопатки. От смещения лопатки удерживаются стопорным кольцом. На внутренней кромке каждой лопатки имеются еще по два выступа, на которые надевается штампованное кольцо-тор с прорезями, после чего эти два выступа отгибаются.

Спереди корпус гидротрансформатора закрывается штампованной крышкой. Крышка крепится к корпусу тридцатью болтами. Уплотнение между корпусом и крышкой осуществлено резиновой прокладкой-кольцом.

Колпак крышки имеет точно обработанный поясок, который заходит в расточку фланца коленчатого вала и центрирует по нему переднюю часть гидротрансформатора. Внутри в колпаке помещается бронзовая втулка. По ней центрируется передний конец ведущего вала коробки. К корпусу гидротрансформатора болтами крепится ступица, которая вращается во втулке корпуса переднего масляного насоса планетарной коробки.

Между корпусом гидротрансформатора и ступицей также имеется резиновое уплотни-тельное кольцо.

Колесо турбины состоит из штампованного корпуса, кольца-тора и лопаток. В корпусе турбины и торе при штамповке пробиваются прорези, куда вставляются, а затем отгибаются выступы лопаток турбины. К корпусу турбины приклепана ступица со шлицевым отверстием. Ступица соединяет турбину с ведущим валом коробки. Таким образом, сборка насосного и турбинного колес осуществляется без пайки и приварки лопаток.

Реактор 3 гидротрансформатора отлит из алюминиевого сплава. Лопатки реактора и его корпус отливаются за одно целое.

По наружному диаметру на лопатки реактора надето кольцо-тор из стальной ленты.

В корпусе реактора помещается муфта свободного хода. Схема муфты свободного хода показана на фиг. 120.

Муфта свободного хода реактора — сухарикового типа. Наружная и внутренняя ступицы ее имеют цилиндрические рабочие поверхности, между которыми размещены двадцать профилированных сухариков. Сухарики набираются в сепараторе, кольцевая пружина постоянно поджимает сухарики к рабочим поверхностям ступиц. Наружная ступица при помощи шлицев закреплена в корпусе реактора, а внутренняя ступица сидит на шлицевом конце неподвижного реактивного вала. При повороте реактора и наружной ступицы муфты в сторону, обратную направлению вращения двигателя, сухарики слегка повертываются и заклиниваются между ступицами, наружная ступица муфты и сам реактор соединяются с неподвижной внутренней ступицей. Реактор не может вращаться в направлении, обратном направлению вращения двигателя.

Когда поток масла на режиме гидромуфты ударяет на лопатки реактора с тыльной стороны их, сухарики расклиниваются и наружная ступица муфты вместе с реактором получает возможность свободно вращаться в сторону вращения двигателя и насосного колеса.

Для расклинивания муфты свободного хода требуется очень небольшой момент, что способствует четкой работе муфты.

С торцов муфта закрывается стальными крышками с биметаллическими втулками. Крышки центрируют между собой ступицы муфты и удерживают сепаратор с сухариками в определенном положении. На наружные торцы крышек опираются шайбы, которые являются торцовыми подшипниками скольжения и воспринимают осевые усилия от рабочих колес гидротрансформатора.

К коленчатому валу гидротрансформатор крепится при помощи стального штампованного диска. На диске под углом в 180° приклепаны два пружинных сектора, в каждом из которых имеется четыре отверстия под болты. Диск крепится к гидротрансформатору через эти секторы теми же болтами, которыми крышка гидротрансформатора крепится к корпусу. Назначение пружинных секторов — компенсировать возможные перекосы при сборке и гасить колебания двигателя.

Гидротрансформатор помещается в алюминиевом картере 6, к заднему торцу которого крепится картер планетарной коробки передач. Передний торец картера гидротрансформатора крепится к переходному картеру 1. Назначение переходного картера состоит в том, чтобы сохранить те же точки крепления к блоку двигателя, что и на модели со сцеплением и механической коробкой передач. Снизу картер гидротрансформатора имеет окно, которое закрыто штампованной крышкой. Окно сделано для доступа к сливным пробкам на корпусе гидротрансформатора. Через эти пробки масло сливается из гидротрансформатора.

Гидротрансформатор имеет воздушную систему охлаждения, для чего на картере имеются два окна. Входное окно имеет патрубок с сеткой. Патрубок и сетка предохраняют от попадания в картер грязи, камешков и т. п. Для создания потока воздуха на корпусе гидротрансформатора отлиты ребра.

Для лучшей организации потока воздуха в картере помещен направляющий кожух.

При вращении гидротрансформатора ребра работают как вентилятор, воздух засасывается через входное окно, обтекает направляющий кожух и попадает к центральной части корпуса гидротрансформатора. Далее воздух ребрами отбрасывается к наружному диаметру и выходит в выходное окно.

К крышке гидротрансформатора приварен точечной сваркой зубчатый венец привода от стартера.

Планетарная коробка передач

Планетарная коробка передач имеет три передачи для движения вперед, одну передачу заднего хода и нейтральное положение.

Передаточные числа коробки:

первая передача — 2,84:1,

вторая передача—1,68:1,

третья передача— 1:1 (прямая),

передача заднего хода—1,72:1.

Планетарная коробка передач (фиг. 119) имеет следующие узлы: сцепление переднего хода, сцепление прямой передачи и заднего хода, тормоз второй передачи, тормоз первой передачи и заднего хода, планетарный ряд, регулятор давления, регулятор переключения, центробежный регулятор, два масляных насоса (передний и задний).

Все узлы планетарной коробки помещаются в алюминиевом картере, который снизу закрыт штампованным поддоном. Передней своей частью картер планетарной коробки крепится на шпильках к картеру гидротрансформатора.

К заднему торцу картера крепится задняя крышка, на которой имеется площадка под подушку задней опоры двигателя.

Первое сцепление. Первое сцепление (фиг. 119) имеет чугунный барабан 9, который крепится к фланцу ведущего вала коробки. Барабан соединяется с фланцем ведущего вала при помощи шлицев и стопорного кольца.

Внутри барабана помещаются алюминиевый поршень, ведущие диски сцепления, ведомые диски, нажимной диск, пластинчатая пружина и ступица, которая шлицами соединяется с центральным валом 21 коробки.

Поршень сцепления имеет резиновые кольца-уплотнители. Ведущие диски сцепления стальные штампованные, имеют по наружному диаметру шлицы. Барабан сцепления также имеет шлицы по внутренней поверхности. Ведущие диски перемещаются по этим шлицам вдоль оси и вращаются вместе с барабаном. Ведомые диски также стальные штампованные, но имеют с обеих сторон фрикционные накладки. Фрикционные накладки изготовлены из металлокерамики и приклеены к дискам специальным клеем. Для улучшения условий работы дисков на фрикционных накладках проточены спиральные канавки. Ведомые диски на внутреннем диаметре имеют шлицы, которыми они сидят на ступице сцепления.

Сцепление работает следующим образом.

Когда масло под поршень не подается, он отжимается в заднее положение пластинчатой пружиной. Диски сцепления при этом разобщены и сцепление выключено.

Когда под поршень подается масло под давлением, он перемещается вперед, нажимая на пластинчатую пружину. Пластинчатая пружина давит на нажимной диск, который по шлицам в барабане перемещается также вперед и сжимает диски сцепления. Сцепление включается и соединяет ведущий вал коробки с центральным валом.

Масло подводится в первое сцепление через центральный вал и сверления в ступице барабана сцепления. Для того чтобы масло не протекало помимо этих сверлений, на центральном вале по обе стороны от них установлены чугунные уплотнительные кольца типа поршневых.

Первое сцепление выключено в нейтральном положении и на передаче заднего хода и включено на всех передачах переднего хода.

Второе сцепление. Конструкция второго сцепления в основном аналогична конструкции первого сцепления.

Барабан второго сцепления также чугунный, со шлицами на внутренней поверхности. На этих шлицах помещаются стальные диски без накладок. Во втором сцеплении стальные диски являются ведомыми. Если в первом сцеплении стальные диски плоские, то во втором сцеплении они конусные. Конусные диски обеспечивают более мягкое включение прямой передачи.

Ступица второго сцепления, на которой помещаются ведущие диски с фрикционными накладками, выполнена за одно целое с барабаном первого сцепления. Диски с фрикционными накладками в первом и во втором сцеплении одинаковые.

Поршень второго сцепления алюминиевый, имеет два резиновых уплотнителя и отжимается в заднее положение спиральной пружиной. Упорный диск сцепления запирается стопорным кольцом. Работа второго сцепления аналогична работе первого сцепления.

Когда под поршень не подается масло, отжимная пружина отводит его в заднее положение; диски сцепления при этом разобщены и сцепление выключено.

При подаче масла под давлением под поршень сцепления поршень перемещается вперед и сжимает диски сцепления. Сцепление включается и соединяет (через барабан первого сцепления) ведущий вал коробки с передней солнечной шестерней планетарного ряда (передняя солнечная шестерня запрессована в барабан второго сцепления).

Масло подводится во второе сцепление также через центральный вал и сверления в барабане. Уплотнение осуществлено двумя чугунными кольцами.

В поршне второго сцепления у наружного диаметра просверлено небольшое сквозное отверстие. Наличие этого отверстия предотвращает самопроизвольное включение и прихватывание сцепления от действия центробежных сил на масло, всегда остающееся в небольших количествах под поршнем (под действием центробежных сил в оставшемся под поршнем масле увеличивается давление, которым поршень может быть сдвинут вперед). При включенном сцеплении выход масла из этого отверстия закрывается диском сцепления.

Первый тормоз. Назначение первого тормоза (тормоз второй передачи)—затормаживать барабан второго сцепления и вместе с ним переднюю солнечную шестерню для получения в планетарном ряду второй передачи.

Тормоз ленточный, конструкция его даа на фиг. 121. Лента охватывает барабан второго сцепления почти на 360°. Лента стальная, с приваренными ушками на концах. Для пружи-нения лента подвергается термической и дробеструйной обработке.

На внутреннюю поверхность ленты наклеена фрикционная накладка из металлокерамики. На рабочей поверхности накладки проточены кольцевые канавки для отвода масла при включении тормоза. Одним концом лента опирается на штифт, запрессованный в картер. Второй конец ленты подвижный; лента затягивается рычагом 10 через качающуюся пластинку. Рычаг поворачивается вокруг своей оси при перемещении штока поршня рабочего цилиндра тормоза. В рабочем цилиндре 11 тормоза помещается поршень 12 со штоком и отжимной пружиной 14 и крышка 13 цилиндра, которая запирается стопорным кольцом.

Поршень и крышка имеют резиновые уплотнители. Шток упирается в торец регулировочного винта в рычаге (регулировочным винтом устанавливается необходимый зазор между лентой тормоза и барабаном сцепления).

Цилиндр тормоза крепится к картеру планетарной коробки болтом и штифтом.

При подаче масла под давлением в полость А поршень вместе со штоком перемещается вправо, шток нажимает на регулировочный винт, рычаг поворачивается вокруг своей оси и затягивает ленту тормоза на барабане. При снятии давления масла в полости А поршень перемещается влево и освобождает рычаг. Поршень перемещается под действием отжимной пружины и давления масла в полости Б (когда коробка работает, масло в полости Б всегда находится под давлением).

Масло к цилиндру первого тормоза подводится по двум трубкам от регулятора переключения передач.

Второй тормоз. Назначение второго тормоза — затормаживать каретку сателлитов планетарного ряда для включения первой передачи и передачи заднего хода.

Тормоз ленточный, принцип работы его аналогичен работе первого тормоза.

Конструкция тормоза показана на фиг. 121.

Стальная лента также имеет фрикционную накладку из металлокерамики. Неподвижный конец ленты опирается через пластинку на регулировочный болт 2, завернутый в картер коробки. Подвижный конец ленты через пластину опирается на рычаг второго тормоза.

В цилиндре тормоза помещен поршень 4 с резиновым уплотнителем и отжимная пружина 5. Цилиндр закрыт штампованной крышкой.

При подаче масла под поршень он перемещается и, поворачивая рычаг, затягивает ленту на барабане каретки.

При снятии давления масла поршень отжимается пружиной к донышку цилиндра и освобождает ленту. Зазор между лентой тормоза и барабаном каретки сателлитов регулируется регулировочным болтом 2 снаружи коробки.

Цилиндр тормоза крепится к картеру коробки двумя болтами; масло к цилиндру подводится по сверлению в картере коробки от регулятора переключения передач.

Планетарный ряд. Планетарный ряд (фиг. 114 и 119) состоит из передней солнечной шестерни 2, запрессованной в барабан второго сцепления, задней солнечной шестерни 1, которая выполнена за одно целое с центральным валом коробки кольцевой шестерни 3 внутреннего зацепления, закрепленной на фланце ведомого вала коробки и каретки сателлитов с шестью сателлитами 4 и 5 (три сателлита коротких и три длинных).

Каретка сателлитов чугунная, к ней на специальных заклепках крепится стальная крышка. В каретке и крышке сделаны отверстия под оси сателлитов; концы осей при сборке заклёпываются. Сателлиты сидят на осях на игольчатых подшипниках.

Каретка имеет две опоры: передняя шейка каретки заходит во втулку промежуточной опоры коробки (фиг. 119), шейка крышки каретки заходит в подшипник в ведомом валу коробки.

Каретка сателлитов может затормаживаться вторым ленточным тормозом.

Задняя солнечная шестерня находится в зацеплении с тремя короткими сателлитами, которые, в свою очередь, зацепляются с длинными сателлитами. Длинные сателлиты, кроме этого, находятся в постоянном1 зацеплении с передней солнечной шестерней и с кольцевой шестерней.

Каретка сателлитов затормаживается на первой передаче и передаче заднего хода. В этих случаях крутящий момент на кольцевую шестерню передается соответственно с задней солнечной или с передней солнечной шестерен через сателлиты, причем сателлиты работают как обычные паразитные шестерни.

На прямой передаче планетарный ряд блокируется и вращается как одно целое. При нейтральном положении крутящий момент к планетарному ряду не подводится, ведущий и ведомый валы коробки передач разобщены.

Система гидравлического управления

При помощи системы гидравлического управления выполняются следующие операции.

Заполнение гидротрансформатора маслом и подпитка его во время работы.

Подача масла под давлением в рабочие цилиндры тормозов и сцеплений для включения необходимой передачи и регулирование давления масла.

Подача масла под давлением для смазки наиболее ответственных подшипников планетарной коробки и дисков сцепления.

Система гидравлического управления включает в себя масляные насосы с маслоприемником, регулятор давления, регулятор переключения передач, центробежный регулятор и соединительные детали.

Масляные насосы

Автоматическая передача имеет два масляных насоса: передний 6 и задний 18 (фиг. 119). Оба насоса шестеренчатые, внутреннего зацепления.

Передний насос приводится во вращение от двигателя через корпус и ступицу гидротрансформатора. Задний насос приводится во вращение от ведомого вала коробки.

Задний насос имеет примерно вдвое меньшую производительность, чем передний. Применение двух насосов вызвано следующими причинами.

Один насос должен иметь привод обязательно от двигателя, чтобы обеспечить наполнение гидротрансформатора, включение и переключение передач при стоящем автомобиле и на малых скоростях движения. В связи с тем, что двигатель при этом работает на малых оборотах, размерность шестерен должна быть достаточно большой для получения необходимой производительности. Поэтому шестерни переднего насоса широкие.

На больших скоростях движения (при больших оборотах двигателя) производительность переднего насоса становится излишней, на что тратится мощность. Для снижения потерь при повышенных скоростях движения передний насос разгружается и работу гидравлической системы обеспечивает задний насос, шестерни которого вдвое уже, чем у переднего. Передний насос на этих режимах работает только на подпитку гидротрансформатора и на смазку коробки.

Задний насос обеспечивает, кроме того, подачу масла для включения передач при запуске двигателя буксировкой, когда передний насос не работает.

реактивного вала. Ведущая шестерня имеет биметаллическую втулку-подшипник и вращается на шейке реактивного вала.

Ведомая шестерня помещается непосредственно в корпусе насоса. Всасывающая и нагнетательная полость насоса разделены серповидным выступом в корпусе насоса.

В корпусе насоса помещен подшипник ступицы гидротрансформатора и сальник. Выступы на ведущей шестерне насоса находятся в зацеплении с выступами ступицы гидротрансформатора. Этими выступами и осуществляется привод насоса.

Передний масляный насос крепится к картеру планетарной коробки четырьмя болтами. Под фланец реактивного вала ставится пробковая прокладка.

Всасывающая и нагнетательная полость насоса через окна во фланце реактивного вала соединяются с соответствующими полостями, выполненными в литье в передней стенке картера коробки. Эти полости в стенке картера выходят в виде окон на нижний торец картера коробки, к которому крепится регулятор давления. Передний насос засасывает масло из поддона через маелоприемник и трубку, запрессованную в корпус регулятора давления. Из насоса масло подается обратно в регулятор давления, из которого идет на подпитку трансформатора, смазку коробки и в регулятор переключения передач.

Задний масляный насос (фиг. 119) состоит из корпуса, ведущей и ведомой шестерен и крышки. Чугунный корпус насоса крепится к заднему торцу картера коробки на тех же шпильках, что и задняя крышка. Ведущая шестерня имеет посадку по ведомому валу и соединяется с ним шпонкой; ведомая шес-герня так же, как и у переднего насоса, вкладывается в корпус насоса. Задняя часть насоса закрыта плоской чугунной крышкой, которая крепится винтами.

В корпусе заднего насоса смонтированы две трубки. Конец длинной трубки входит в масло-приемник (всасывающая трубка). По короткой трубке масло от насоса подается в регулятор переключения.

Регулятор давления

Регулятор давления (фиг. 122) состоит из корпуса 8, крышки 10, промежуточной пластины 9, двух золотников 5 и 6 с пружинами и тарельчатого клапана 13.

Корпус регулятора давления крепится двумя болтами к нижнему торцу картера планетарной коробки. В крышку регулятора запрессована всасывающая трубка переднего масляного насоса.

Золотник 6 регулирует главное давление, золотник 5 (с шейками меньшего диаметра) регулирует давление подпитки гидротрансформатора. Пружины золотников удерживаются упором 1.

Каналы для прохода масла в корпусе и крышке регулятора (так же, как и в регуляторе переключения передач и центробежном регуляторе) выполнены в виде лабиринтных углублений в литье. Каналы соединяются между собой при помощи промежуточной пластины с соответственно расположенными отверстиями разной формы.

Принцип работы регулятора главного давления состоит в том, что золотник под действ вием поступающего под его шейки масла от масляных насосов (шейки золотника имеют различный диаметр и площадь) и пружины перемещается вдоль своей оси и открывает масляные каналы, устанавливая в них заданное давление.

Избыточное количество масла от золотника главного давления идет к регулятору питания гидротрансформатора, который также устанавливает заданное давление подпитки гидротрансформатора.

Из регулятора питания гидротрансформатора подается также масло на смазку (фиг. 124).

Запорный тарельчатый клапан разгружает передний насос, когда задний насос с увеличением скорости движения автомобиля обеспечивает создание главного давления. В этом случае передний насос работает только на подпитку гидротрасформатора и на смазку коробки.

Регулятор переключения передач

Регулятор переключения передач (фиг. 123) состоит из корпуса 12, верхней 7 и нижней 23 крышек, боковой крышки 36 и крышки 20, в которых размещены золотники и пружины клапанов, при помощи которых производится распределение масла по рабочим цилиндрам тормозов и сцеплений для включения той или иной передачи, регулируется давление в этих цилиндрах в зависимости от величины передаваемого коробкой крутящего момента и обеспечивается плавность переключения передач.

Детали регулятора переключения даны на фиг. 123, а схема всей гидравлической системы управления автоматической передачей показана на фиг. 124.

Большинство каналов, соединяющих между собой клапаны и регуляторы и показанных схематично в виде трубок, на самом деле выполнено в корпусах регуляторов в литье в виде лабиринтных углублений.

Золотник ручного переключения 4 (фиг. 124) системой тяг и рычагов соединен о рычагом переключения передач, расположенным на рулевой колонке. К этому золотнику масло-подводится по каналу Л (фиг. 124) под главным давлением и распределяется по рабочим цилиндрам в зависимости от положения рычага на рулевой колонке.

При установке рычага на рулевой колонке в положение пониженной передачи П масло от золотника ручного переключения идет по каналу Б в цилиндр первого сцепления, а по каналу В — через клапан блокировки первой передачи и компенсационный клапан тормоза первой передачи и заднего хода в цилиндр второго тормоза, что и дает включение первой передачи. Автоматических переключений передач в положении П не происходит.

При установке рычага на рулевой колонке в положение эксплуатационной передачи Д движение с места всегда начинается на второй передаче. Масло от золотника ручного переключения по каналу Б идет в цилиндр первого сцепления, а также, через перепускной клапан и компенсационный клапан тормоза второй передачи, в цилиндр первого тормоза, что дает включение второй передачи.

В процессе разгона автомобиля происходит автоматическое переключение со второй передачи на третью. Автоматическое переключение со второй передачи на третью производится переключающим клапаном, на который воздействуют давление силового регулятора и центробежного регулятора. В результате взаимодействия этих двух давлений переключающий клапан перемещается и по каналу Г направляет масло в цилиндр второго сцепления, а по каналам Г и Д (через регулирующий клапан тормоза второй переда^ чи) в отжимную полость цилиндра первого тормоза, благодаря чему первый тормоз выключается, хотя давление масла в канале Е сохраняется. Включается третья передача.

Благодаря тому, что перемещение переключающего клапана определяется величиной давлений от силового регулятора и центробежного регулятора, моменты переключения со второй передачи на третью и с третьей на вторую зависят от величины открытия дросселя (т. е. от сопротивления дороги) и от скорости автомобиля.

Силовой регулятор через пружину и систему тяг и рычагов связан с приводом к дроссельной заслонке. Благодаря этому силовой регулятор дросселирует главное давление, которое подводится к нему по каналу А, пропорционально величине открытия дроссельной заслонки.

Переменное (в зависимости от открытия просселя) давление от силового регулятора по каналу Ж идет к переключающему клапану, а также к компенсационным клапанам и редукционному клапану.

Компенсационный клапан тормоза второй передачи и компенсационный клапан тормоза первой передачи и заднего хода обеспечивают плавность включения соответствующих тормозов. Эти клапаны устанавливают переменное давление в цилиндрах тормозов в зависимости от величины открытия дроссельной заслонки, а следовательно, и передаваемого момента.

Регулирование это осуществляется благодаря тому, что к компенсационным клапанам по каналу Ж подводится переменное давление от силового регулятора. В результате такого регулирования при малых открытиях дросселя в цилиндрах тормозов устанавливаются меньшие давления, а при больших открытиях эти давления увеличиваются.

Регулирующий клапан тормоза второй передачи регулирует плавность переключения

со второй передачи на третью и обратно в зависимости от величины открытия дроссельной заслонки. При малом открытии дросселя тормоз второй передачи включается и выключается плавно, а при большом открытии дросселя — быстро, что исключает пробуксовку.

Клапан блокировки включения первой передачи предотвращает включение первой передачи на скоростях движения выше 40 — 45 км/час. При этом сначала включается вторая передача, а при снижении скорости до 25—30 км/час автоматически включается первая передача. Это единственный случай, когда при положении рычага в позиции П происходит одно автоматическое переключение.

Блокировка включения первой передачи на повышенных скоростях движения предотвращает заносы автомобиля, а также поломки коробки и деталей трансмиссии.

Клапан принудительного включения второй передачи обеспечивает включение второй передачи при нажатии на педаль акселератора до отказа (в положение за полный дроссель) при скорости движения не выше 75 км час. Это обеспечивает более быстрый разгон автомобиля.

Перепускной клапан предотвращает включение тормоза второй передачи на первой передаче, перекрывая канал 3.

Редукционный и компенсационный клапаны главного давления регулируют в зависимости от скорости автомобиля (давление от центробежного регулятора по каналу И) и от величины открытия дросселя (давление от силового регулятора по каналу Ж) так называемое компенсационное давление. Компенсационное давление по каналу подается к регулятору главного давления и регулирует величину главного давления по скорости автомобиля и по нагрузке. Таким образом, главное давление не является постоянным.

Тарельчатый клапан с пружиной, расположенный в корпусе регулятора переключения, отключает задний масляный насос при малых скоростях движения и при движении задним ходом.

Центробежный регулятор

Центробежный регулятор (фиг. 122) состоит из чугунного корпуса 3 с противовесом, алюминиевого корпуса 1, золотника 2 и крышки 6.

Центробежный регулятор посажен на ведомый вал коробки, поэтому обороты его пропорциональны скорости автомобиля. Масло к центробежному регулятору подводится через сверления в ведомом валу и корпусе (к ведомому валу масло подводится при помощи муфты и трубок — фиг. 119).

Золотник центробежного регулятора находится под действием центробежной силы и давления масла, вследствие чего давление масла на выходе из регулятора (в канале И) зависит от скорости автомобиля. Масло от центробежного регулятора подводится к переключающему клапану, клапану блокировки включения первой передачи и к компенсационному клапану.