Технология технического обслуживания и ремонта механизмов и агрегатов трансмиссии автомобилей

Тема 2.6. Технология технического обслуживания и ремонта механизмов и агрегатов трансмиссии автомобилей

Вопросы темы:

1. Влияние различных факторов на изменение технического состояния

2. Характерные неисправности агрегатов и механизмов силовой передачи и их диагностика

3. Средства контроля технического состояния агрегатов и механизмов трансмиссии

2.6.1. Влияние различных факторов на изменение технического состояния

На сцепление, карданную передачу, коробку передач, раздаточную коробку, главную передачу и бортовые редукторы приходится 10—15 % отказов и до 40 % материальных и трудовых затрат на технические воздействия от их общего объема по грузовым автомобилям. На устранение отказов гидромеханической передачи, являющейся наиболее сложным и дорогим агрегатом, приходится порядка 20 % материальных и трудовых затрат по автобусам.

При своевременном смазывании агрегатов силовой передачи изменение технического состояния ведущего моста, карданной передачи, раздаточной коробки и коробки перемены передач главным образом зависит от дорожных условий и характера вождения автомобиля (в первую очередь квалификации водителя). На изменение технического состояния механизма сцепления основное влияние оказывают дорожные условия, нагрузочный режим, квалификация водителя и качество регулировок.

Если ухудшаются дорожные условия, то увеличивается число включений сцепления, тормозов и передач, усложняется работа подвески (рессор, амортизаторов) и колес. При возрастании напряжений в рессорах грузовых автомобилей (в результате неровностей дороги) в 2 раза срок службы их по количеству циклов уменьшился в 5—6 раз, а при изменении прогиба от нуля до максимума срок их службы сокращается в сотни раз. Кроме вертикальной нагрузки листовые рессоры подвергаются действию боковой и скручивающей нагрузок, воспринимаемых ушками и первыми листами рессор. Если автомобиль движется с поперечными колебаниями кузова (езда по колее разной глубины, пахоте и т. п.), а также при резких поворотах автомобиля боковые и скручивающие нагрузки в рессорах достигают большой величины.

Рекомендуемые материалы

При движении автомобиля ЗИЛ с полной нагрузкой по ровной дороге с асфальтовым покрытием число колебаний с прогибом рессоры, превышающим 25 мм, для передней подвески составляет 500—900 на 100 км пути, а для задней — 120 — 500. В тяжелых дорожных условиях эти цифры составляют соответственно 7 — 9 и 1,8—2 тыс., т. е. больше, чем на асфальте, в 10—15 раз — для передней подвески и в 1,5 — 4 раза — для задней подвески.

Нагрузка на карданную передачу при движении на первой передаче может превышать максимальный крутящий момент двигателя более чем в 3 раза, на задней передаче в 4, а при резком торможении в 6 —8 раз. Эти нагрузки воспринимает и сцепление, которое является своеобразным амортизатором и за счет пробуксовки дисков поглощает часть энергии, изнашиваясь при этом. Такое увеличение крутящего момента может вызвать высокое контактное давление на поверхностях деталей и разрушение шестерен, коробок передач и главных передач, крестовин и подшипников карданного вала, полуосей, шпилек фланцев полуосей и других деталей силовой передачи.

На неровных дорогах больших величин достигают динамические нагрузки в балках мостов и раме. Если при движении по асфальту эти нагрузки увеличиваются в 1,7 раза против статических, то по неровной грунтовой — в 4,2 раза. Нагруженность подшипников колес на неровных дорогах выше, чем на асфальте, в 4 —5 раз.

От качества вождения в значительной степени зависят и величины динамических нагрузок в деталях силовой передачи и ходовой части. Иногда автомобили одной и той же марки, работающие в одном хозяйстве при одинаковых условиях эксплуатации, техническом обслуживании и хранении, имеют разные межремонтные пробеги.

2.6.2. Характерные неисправности агрегатов и механизмов силовой передачи и их диагностика

Диагностирование агрегатов и механизмов трансмиссии осуществляют на основе: сведений водителя о самопроизвольном выключении передач или трудностях их включения, шумах и перегревах агрегатов, наблюдаемых в..процессе работы на линии; результатов внешнего осмотра (отсутствие подтеканий, деформации и др.); данных о суммарных люфтах, а также легкости переключения передач, повышенных  шумах и вибрациях отдельных агрегатов при испытаниях автомобиля на беговых барабанах участка диагностирования.

Характерными неисправностями сцепления являются: пробуксовка под нагрузкой (из-за отсутствия свободного хода, износа или замасливания функциональных накладок и ослабления пружин); неполное выключение (из-за увеличенного сво- 1 бедного хода, перекоса рычажков, заклинивания или коробления диска); резкое включение (вследствие заедания подшипника выключения, поломки демпферных пружин, износа шлицевого соединения); нагрев, стуки и шумы (из-за разрушения подшипника выключения, ослабления заклепок накладок диска).

Неисправности механизма сцепления вызывают его пробуксовку, неполное выключение, резкое включение. Эти неисправности затрудняют включение передач и могут быть причиной дорожно-транспортных происшествий. Внешним признаком неисправности сцепления является величина свободного хода педали привода, которая определяется зазором между выжимными рычажками и выжимным подшипником и в процессе эксплуатации уменьшается. Уменьшение свободного хода педали привода сцепления происходит в результате износа рабочих дисков и отхода нижних концов отжимных рычажков в сторону выжимного подшипника. Если рычажки упрутся в подшипник, диски не будут прижаты, и сцепление будет пробуксовывать. Начальный свободный ход педали привода сцепления устанавливается 30—40 мм, а предельная величина 10—15 мм.

Опасна не только пробуксовка, но и неполное выключение сцепления («сцепление ведет»). Обе эти неисправности не гарантируют безопасную работу автомобиля. Диагностирование технического состояния сцепления проводят как по ходу автомобиля, так и на стендах с применением приборов.

Состояние механизма сцепления контролируют по свободному ходу педали и полноте включения сцепления, определяемой легкостью включения передач.

Гидравлическая система механизма управления сцеплением состоит из главного цилиндра 16 (см. рис. 126), исполнительного цилиндра с пневматическим усилите­лем 10, гибкого шланга 8 и трубопровода.

Порядок прокачки:

-отвернуть пробку главного цилиндра, вынуть отражатель пробки, заполнить систему через сетчатый фильтр рабочей жидкостью до уровня 15-20 мм от верхнего края бачка;

-снять с клапана выпуска воздуха 7 резиновый колпачок и надеть шланг для прокачки гидравлического привода на головку клапана. Свободный конец шланга опустить в прозрачный сосуд с тормозной жидкостью вместимостью 0,5 л на 1/4~1/3 высоты;

отвернув на 1/2-1 оборот клапан 7, нажимать на педаль сцепления до упора в нижний ограничитель хода педали с интервалами между нажатиями 1/2-1 с до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков воздуха из рабочей жидкости, поступающей по шлангу в стеклянный сосуд.

В процессе прокачки системы следить затем, чтобы уровень тормозной жидкости в бачке главного цилиндра не опускался ниже 35 мм от края (следует периодически доливать жидкость).

Завернуть плотно клапан выпуска воздуха при нажатой до упора педали сцепления. Снять с головки клапана шланг и надеть резиновый колпачок. По окончании прокачки системы долить свежую тормозную жидкость в бачок 17 главного цилиндра до уровня 15-20 мм от верхнего края бачка, установить отражатель пробки и плотно завернуть пробку бачка.

Характерными неисправностями механической коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи и бортовых редукторов являются: самовыключение передачи (из-за разрегулировки привода, износа подшипников, зубьев, шлицов, валов, фиксаторов); шумы при переключении (из-за неполного выключения сцепления или неисправностей синхронизатора); повышенные вибрации, шум, нагрев, люфт из-за износа или поломки зубьев шестерен, износа подшипников и их посадочных мест, ослабления креплений и разрегулировки зацепления зубчатых пар;| подтекание смазки из-за износа сальников и повреждений уплотняющих прокладок.

Характерными неисправностями гидромеханической коробки передач (ГМП) являются: не включение како-й-либо передачи при движении автомобиля из-за выхода из строя электромагнитов, заклинивания главного золотника, отказа в работе гидравлических клапанов, разрегулировки системы автоматического управления переключения передач; рывки при переключении передач как следствие разрегулировки переключателя золотников периферийных клапанов или ослабления крепления центробежного регулятора и тормоза главного золотника; несоответствие моментов переключения передач по скорости движения и степени открытия дроссельной заслонки карбюратора вследствие разрегулировки системы автоматического переключения передач или  неисправностей силового и центробежного регуляторов (погнутость, заедание тяг и рычагов, ослабление креплений) пониженное давление масла в главной магистрали из-за износа деталей масляных насосов или чрезмерных внутренних утечек масла в передаче; повышенная температура масла на сливе из гидротрансформатора вследствие коробления или повышенного износа дисков фрикционов.

Для диагностирования коробок передач и главной передачи основное распространение получил метод, основанный на измерении суммарных люфтов при помощи специализированных. люфтомеров-динамометров для задания необходимого момента (20—25 Н-м). При этом зев динамометрического ключа прибора накладывают на крестовину карданного вала, указатель закрепляют зажимом на шейке отражателя ведущего вала главной передачи, а шкалу на фланце заднего моста. Таким образом производится последовательное измерение люфтов главной передачи  (с бортовыми редукторами) и коробки передач с карданным валом (для грузовых автомобилей последний измеряется отдельно). У новых обкатанных автомобилей люфт на различных передачах 2,5 — 6° (наименьший — на первой передаче, наибольший — на прямой). Предельные значения люфта — от 5 до 15°.

Люфт главной передачи грузовых автомобилей не должен превышать 60°,  коробки передач 15° и карданного вала 6°. Описанный метод должен сочетаться с прослушиванием характерных  шумов агрегатов трансмиссии при имитации скоростного режима работы автомобиля на ненагруженных беговых барабанах. При этом выявляются вибрации карданного вала, места повышенного нагрева, проверяется легкость переключения передач. Диагностирование гидромеханических передач возможно на основе тестовых испытаний автобуса на динамометрическом стенде с заданием  необходимых скоростных и нагрузочных режимов — разгона, торможения, установившегося  движения на каждой передаче. Перспективным является создание специализированных динамометрических стендов с автоматической программой испытаний.

Эксплуатация автомобиля недопустима, если карданный вал сильно вибрирует или имеет повреждения. Суммарный угловой люфт карданной передачи не должен превышать 2°, а биение карданного вала — 1 — 1,2 мм.

В ведущем мосту автомобиля возрастает зазор в зацеплении шестерен, шлицевых соединений, подшипниках. В первую очередь изменяется зазор в зацеплении шестерен главной передачи. У новых автомобилей он достигает 5 — 8°, у автомобилей, требующих ремонта, 65 — 70°.

Подшипники и шестеренчатые механизмы заднего моста, работающие с определенными зазорами, подвержены ударным нагрузкам. Для диагностирования этих деталей применяют приборы, измеряющие угловой люфт, осевое перемещение ведущей шестерни и виброакустические сигналы.

Определение технического состояния зубчатых передач виброакустическими методами дает хорошие результаты : они позволяют без разборки и быстро контролировать изменение параметров главной передачи. Например, при увеличении зазора в подшипниках ведущей шестерни (который устанавливается с натягом) до величины 0,8—0,85 мм увеличиваются виброакустические сигналы в 2 раза, а трещина с надломом кромки подшипника увеличивает этот сигнал в 3 — 4 раза.

Техническое состояние агрегатов силовой передачи по люфтам определяется раздельно (по каждому агрегату) и по суммарному люфту, имеющему место в агрегатах силовой передачи от коробки передач до ведущего колеса. Этот суммарный люфт, измеряемый по ободу колеса, для новых автомобилей (номинальная величина) соста­вляет 18-25°, предельный-43-45°.

На участках диагностирования и постах ТО-2 целесообразно выполнять все основные регулировочные работы по агрегатам трансмиссии. Наиболее часто регулируют свободный ход педали сцепления {для .большинства отечественных автомобилей равен 30—50 мм) по зазору между концами рычажхов-и подшипников муфты выключения сцепления (1,5—4 мм), изменяя длину тяги вращением гайки или вилки тяги, У сцеплений с гидравлическим приводом свободный ход педали дополнительно регулируют, изменяя зазор между толкателем и поршнем главного цилиндра. Регулировка механизма переключения коробки передач заключается в изменении длины промежуточных тяг для согласования положения рычага переключения передач и шестерен коробки передач.

2.6.3. Средства контроля технического состояния агрегатов и механизмов трансмиссии

При замене фрикционных накладок возможны случаи коробления ведомого диска. Поэтому ведомый диск с но­выми переклепанными накладками следует проверить на отсутствие коробления. Способ проверки показан на рис.2-9. Допускается биение ведомого диска не более 1,0 мм, а неплоскостность не более 0,5 мм. Если биение превышает указанную величину, ведомый диск следует править спе­циальным захватом, как показано на рис.2-8.

Устройство для проверки сцепления автомобилей (рис. 59) служит для определения технического состояния и эффективности действия сцепления автомобиля, которое со­стоит из измерителя силы и указателя хода педали. Из­меритель силы включает манометр 1, датчик 12 с захватом для фиксации на педали сцепления и гибкий шланг 11.

Указатель хода педали состоит из свободного сидящего на оси корпуса 2 барабана 4, спиральной пружины

5, металлической ленты 10 с крючком, охватывающей барабан 4 и прикрепленной к нему внутренним концом, барабана 9 со шкалой, сво­бодно сидящего на ступице барабана 4 и прижатого к нему с помощью пружины 6 и винта 7. Спиральная пружина 5 размещена в углублении барабана 4, внешний конец ее посредством пальца 3 прикреплен к корпусу 2. Последний имеет прорезь для выхода внешнего конца металлической ленты 10 и риску 8 для установки нулевого деления шкалы барабана 9.

Угловым люфтомером КИ-4832 (рис. 60) измеряют суммарные углы в трансмиссии автомобиля. Этот люфтомер представляет собой динамометрическую рукоятку, на которой смонтированы в виде небольших тисков устройство для установки люфтомера на карданный вал автомобиля и градуированный диск. Градуированный диск легко вращается от руки на своей оси и несет на шкале под прозрачным стеклянным диском кольцо, изго­товленное из прозрачной полихлорвиниловой трубки 06 — 8 мм. Кольцо герметически закрыто и наполовину заполнено подкрашенной жидкостью. В рабочем положении, когда подвижные губки устройства для установки закреплены на вилке карданного вала, жидкость занимает всю нижнюю половину кольца и служит в качестве уровня, по отношению к которому отсчитывают угол по­ворота карданного вала вместе с градуированным диском. При этом сначала выбирают зазор в трансмиссии, прилагая усилие 10 —15 Н • м (1 -1,5 кгс- м) для трансмиссий автомобиля ГАЗ и 20 Н-м (2 кгс-м) для ЗИЛ.

Вторая операция — определение угловых люфтов в зацеплении шестерен всех передач коробки передач. Для этого водитель автомобиля (слесарь-диагност) по требо-

ванию мастера-диагноста поочередно включает передачи, а последний измеряет люфтомером величину люфтов. Величина люфтов состоит из люфта карданной переда­чи, измеренного ранее, и люфта в коробке передач, следо­вательно, последний меньше на величину люфта кардан­ной передачи.

Третья операция — определение люфта главной передачи. Перед этим затормаживают задний мост автомобиля и выполняют операции по определению люфта карданной передачи.

Пользование люфтомером КИ-4832 удобно, а время, необходимое для замера одного люфта, не превышает 10 с. Точность замеров около 1°, пределы измерений до 180°.

По такому же принципу устроен и люфтомер ХАДИ, только вместо жидкостного градуированного диска имеются сектор и стрелка.

Виброакустическая аппаратура. В зубчатых зацеплениях, подшипниках, в шлицевых- соединениях возникают вибрации и ударные импульсы, которые передаются на корпус агрегата или в воздушную среду. Чем больше износ деталей или разрушение поверхности, тем больше вибрация корпуса агрегата или воздушный шум. В процессе работы агрегатов вибрация от деталей передается через валы, подшипники, слой масла к приборам. При таком сложном переходе вибрационные колебания претерпевают различные изменения. Часть колебаний может заглушаться, а другая часть усиливаться, совмещаясь с подобными по частоте колебаниями других деталей.

Для более точного определения вибраций необходимо и измерения их делать как можно ближе к источнику возникновения (лучше непосредственно в сопряжении), но в практике диагностирования автомобилей сделать это без разборки агрегатов невозможно. Диагностирование по вибрационным параметрам приходится выполнять, измеряя не только общий уровень колебаний, но и частоту этих колебаний. Частота колебаний зависит от режи­мов работы агрегата и конструктивных особенностей его.

В коробках передач и задних мостах автомобилей, не имеющих больших дефектов, уровень шума и вибраций при работе агрегатов несколько повышается при переходе с режима без нагрузки к режиму с нагрузкой. При увеличении нагрузки в исправных агрегатах шум и вибрация увеличиваются незначительно. Если же с увеличением оборотов и нагрузки при работе агрегатов шум и вибрция резко увеличиваются, то это свидетельствует или о дефектах изготовления и монтажа агрегатов, или о деформациях и смещениях деталей, нарушающих нормальные условия зацепления зубчатых колес, о перегрузке шестерен, об уменьшении масляной пленки и других дефектах (например, чрезмерном износе подшипников, большом неравномерном износе шлицев, неравномерном износе зубьев шестерен, сколах и обломах зубьев).

Вибрационные (структурный шум) и шумовые (воздушный шум) характеристики работы агрегатов трансмиссий хорошо совпадают. Точность и удобство контроля по структурному шуму выше, чем по воздушному шуму. В настоящее время для агрегатов трансмиссии чаще используют вибрационный контроль, а не контроль шумности. Контроль шумности требует создания специальных помещений со звукоизоляционными камерами. Вибрационные же методы оценки позволяют избежать влияние помех от окружающего шума в соответствующих условиях. При этом, как правило, при измерениях применяют пьезокристаллические датчики, обладающие по сравнению с другими типами датчиков небольшой массой (3 — 22 г), повышенной чувствительностью и позволяют измерять ускорения вибраций в широком диапазоне частот от 5 до 20000 Гц.

В настоящее время используют марки датчиков ПДУ-1, ИДК, ИС-1Х13 и др.

Перед работой с пьезодатчиками их необходимо один раз протарировать. Для тарировки применяют вибраторы и ламповые вольтметры. Для регистрации величин вибрации датчик подключают к измерительному прибору. С помощью описанной аппаратуры можно измерять вибрацию в любой точке механизмов. Но наиболее просто замерять их на стенках картера, так как стенки картеров агрегатов трансмиссий наиболее податливы, и амплитуда их колебаний в большинстве случаев максимальна.

В то же время необходимо учитывать, что в некоторых случаях стенки корпусов имеют высокий общий уровень вибраций, не характеризующий техническое состояние механизма, т. е. вибрации стенок корпусов в некоторых случаях не являются диагностическими параметрами. Это относится к таким стенкам картеров, трансмиссий, которые интенсивно бомбардируются порциями воздуха и масла, сжимаемыми в пространстве между зубьями и имеющими высокие окружные скорости вращения.

Обычно коробки передач, задние мосты и другие механизмы автомобилей имеют жесткие болтовые соединения с другими агрегатами, что обусловливает гашение колебаний в осевом направлении агрегатов, поэтому в осевом направлении агрегатов замеров не делают. Уровень вибраций достаточно замерять в горизонтальной или вертикальной плоскостях, а если частотные спектры для этих плоскостей в том направлении, где амплитуда колебаний окажется максимальной.

Для качественных измерений необходимо обеспечить в месте контакта датчика со стенкой жесткое соприкосновение.

При диагностировании коробок передач автомобилей было установлено, что характер и величины вибраций стенок корпусов коробки передач автомобилей одинаковы. Разброс уровней вибраций для КП одной марки автомобилей может составлять 15 дБ. Разность уровней вибраций между коробкой передач удовлетворительного и неудовлетворительного технического состояния обычно бывает около 10-20 дБ.

Для диагностирования агрегатов трансмиссии можно использовать портативные анализаторы масла, оценивающие содержание в масле только железа. Эти приборы в ламповом и транзисторном исполнении основаны на использовании ферромагнитных свойств примесей железа и масла. Такая проверка технического состояния агрегатов трансмиссии является хорошим дополнением к методу проверки, основанному на определении суммарного углового зазора, являясь контрольным средством при спорных или сомнительных результатах диагноза по суммарному окружному люфту.

Оценка технического состояния деталей карданного вала

1.Выправьте или замените погнутый вал. После правки допустимое биение вала должно быть не более 0,6 мм в любой точке по его длине (рис. 167). Правьте вал на призмах.

2.         Замените крестовину, если:

- диаметр шипов менее 16,26 мм;

- на шипах имеются продольные вмятины;

- шейки крестовины под манжету сильно изношены.

3. Замените сальники торцевых уплотнителей приизносе или повреждении их рабочих кромок.

4. Замените игольчатые подшипники, если:

- подшипники качаются на шипах;

- потеряна или деформирована одна из игл.

5. Замените изношенные детали шлицевого соединения карданного вала, если радиальный зазор в шлицах превышает 1,3-1,5 мм.

6. Замените изношенные вилки, если диаметр отверстия под подшипник более 30,02 мм или размер междуплоскостями ушков вилки превышает величину 60,1 мм.

7. Замените резиновое или войлочное кольцо при ихизносе или повреждении.

8. Замените обойму уплотнения шлицевого соединения, если внутренняя резьба обоймы сорвана.

9. При износе или поломке отдельных деталей валазамените вал, если нет возможности его балансировать.Допускается замена комплекта крестовины с подшипниками и сальниками в сборе без балансировки вала, еслипри этом не появляется вибрация.

Контрольные вопросы темы:

1. Приведите процент распределения неисправностей и материальных затрат на механизмы трансмиссии.

2. Какие факторы влияют на изменение технического состояния механизмов трансмиссии?

3. Какие неимпрвности являются характкрными для механизма сцепления?

4. Как производится регулировка зазора в фрикционном узле механизма сцепления на различных транспортных средствах?

5. Приведите порядок прокачки гидропривода механизма сцепления?

6. Какие неисправности являются характерными для коробки передач, раздаточной коробки, бортовых редукторов и главной передачи?

7. Износ каких деталей можно определить замером суммарных люфтов?

8. Назовите причины самопроизвольного выключения передач и методы их устранения?

9. Как производится диагностирование гидромеханических коробок передач?

10. Приведите способ общей оценки технического состояния трансмиссии без применения приборов.

Вместе с этой лекцией читают "43 Логическая структура доказательства".

11. По каким параметрам оцениваетс техническое состояние карданной передачи?

12. Объясните влияние изменения люфтов в карданной передаче на его вибрацию

13. Приведите последовательность регулировки главной передачи с изменением направления вращения на 90 градусов.

14. Какие операции и с какой периодичностью проводятся при ТО механизмов трансмиссии?

15. Дайте характеристики основных средств контроля технического состояния механизмов трансмиссии.

16. Перечислите и объясните современные средства и способы диагностирования механизмов трансмиссии.