что такое трансмиссия в мотоцикле
4.1 Устройство и работа трансмиссии
Трансмиссия (силовая передача) мотоцикла служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущее колесо. В нее входят (рис. 4.1): первичная (моторная) передача, сцепление, коробка передач, вторичная (задняя) передача и пусковой механизм.
Рис. 4.1 Виды трансмиссии: а —цепная; б — карданная; в — с клиноременным вариатором;
г — мотоцикла с приводом на колесо бокового прицепа; д — грузового мотороллера;
1 — коленчатый вал; 2 — первичная (моторная) передача; 3 — сцепление;
4 – коробка передач; 5 — вторичная (задняя) передача цепью; 6 — вторичная передача карданом;
7 — задний мост; 8 — колесо; 9 — клиноременный вариатор; 10 — центробежное автоматическое сцепление;
11— несимметричный цилиндрический дифференциал; 12 — колесная передача;
13 — редуктор с передачей заднего хода; 14 — симметричный конический дифференциал;
15 – полуоси с карданными шарнирами.
Первичная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коленчатого вала к сцеплению: она отсутствует в конструкциях со сцеплением, непосредственно установленным на коленчатом валу, когда он расположен продольно. Первичная передача бывает двух видов: цепная и шестеренная и работает в масляной ванне (рис. 4.2). Особого обслуживания или регулировок узел не требует.
Рис. 4.2 Первичная (моторная) передача: а — цепная; б — шестеренная; 1— ведущая звездочка на коленчатом валу: 2 — цепь; 3 — ведомая звездочка [корзина сцепления): 4 — ведущая шестерня на коленчатом валу; 5 – ведомая шестерня (корзина сцепления).
Сцепление служит для плавного соединения двигателя с трансмиссией (при троганьи с места) и кратковременного разъединения при переключении передач. В работе сцепления используются силы трения между одним или несколькими ведущими и ведомыми дисками.
Сцепления делятся на сухие (рис. 4.3) и «мокрые» (работающие в масляной ванне — рис. 4.4), а также различаются по числу ведомых дисков. Обычно одно- и двухдисковые сцепления выполняют сухими, многодисковые — работают в масляной ванне, чаще всего общей с коробкой передач. Сцепление состоит из ведущих и ведомых дисков, пружин и механизма привода. У сухих одно- и двухдисковых сцеплений ведущие диски связаны непосредственно с маховиком: у многодисковых они расположены в кожухе (корзине) сцепления, приводимом во вращение первичной передачей. Для повышения трения между дисками рабочие поверхности одной из групп дисков покрывают специальным фрикционным материалом. Нередко пакет дисков одного вида изготавливают целиком из высокопрочной пластмассы.
Рис 4.3 Сухое двухдисковое сцепление («Урал», «Днепр»): 1 — маховик; 2 — ведущие диски;
3 — ведомые диски; 4 — шток; 5 — выжимной подшипник; 6 — трос выжима сцепления; 7— рычаг; 8 — пружины.
Рис 4.4 Детали «мокрого» многодискового сцепления:
1 — пружина; 2 — нажимной диск; 3 — регулировочный винт; 4 — шарик; 5 — ведущие диски (пластмассовые);
6 — ведомые диски; 7 — внутренний барабан (ведомый): 8 — корзина сцепления; 9 — шток; 10 — вал привода выключения сцепления
При включенном сцеплении ведущие и ведомые диски прижаты друг к другу пружинами, и крутящий момент передается от коленчатого вала (первичной передачи) через сцепление к коробке передач. Водитель, нажимая рычаг выключения сцепления на руле, воздействует на привод (механический тросовый или гидравлический), который перемещает шток или подшипник выключения сцепления (выжимной подшипник); последний, в свою очередь, преодолевая усилие пружин, разъединяет ведущие и ведомые диски. Трение между ними ослабевает (диски пробуксовывают), и передача крутящего момента прерывается.
Сцеплением большинства мотоциклов водитель управляет вручную, нажимая или отпуская рычаг на левой рукоятке руля. У некоторых мотоциклов («Иж-Юпитер», «Иж-Юнкер», «Днепр», «Ява») сцепление выключается при переключении передач автоматически (рис. 4.5).
Рис 4.5 Механический привод сцепления с автоматом («Ява 350/640»): 1 — рычаг на руле; 2 — трос; 3 — регулировочный упор; 4 — регулировочный винт автомата сцепления; 5 — рычаг, приводимый тросом; 6 — кулачок автомата
Встречаются автоматические сцепления, у которых рычаг сцепления на руле отсутствует, а соединение двигателя с трансмиссией осуществляет центробежный автомат (рис. 4.6). Задающим параметром в таких конструкциях является частота вращения коленчатого вала двигателя. Автоматические сцепления широко применяются на мопедах и скутерах, часто в сочетании с клиноременным вариатором.
Рис 4.6 Центробежное сцепление: 1 — пружина; 2 — прижимной башмак с грузиком; 3 — основание (ведущий диск); 4 — барабан сцепления
Коробка передач (КП) служит для изменения крутящего момента в зависимости от скорости движения мотоцикла и нагрузки на двигатель. Кроме того, КП имеет одно или два нейтральных положения («нейтрали»), при которых мотоцикл стоит на месте при работающем двигателе или движется по инерции. Коробки передач мотоциклов с колясками, а также трех- и четырехколесных мотоциклов могут иметь передачу заднего хода.
Вал, на который передается крутящий момент от сцепления, называют первичным, передающий крутящий момент вторичной передаче вторичным. По конструкции различают двух и трехвальные КП (рис. 4.7). В КП некоторых мотоциклов с коляской имеется передача заднего хода. Передаточное отношение ступеней КП определяется числом зубьев шестерен, вхдящих в зацепление.
Рис 4.7. Принципиальная схема двухвальной (а) и трехвальной (б) коробки передач: 1 — первичный вал; 2 — вторичный вал; 3 — подвижная муфта; 4 — промежуточный вал
Механизм КП расположен в общем картере с двигателем или в от дельном корпусе. Помимо валов с расположенными на них шестернями (подвижными и неподвижными), в состав КП входят подвижные в осевом направлении муфты включения, вилки переключения и сам механизм переключения. Вилки переключения входят в кольцевые проточки подвижных шестерен или муфт. Перемещение вилок осуществляет механизм переключения, которым водитель управляет и ногой, нажимая рычаг с левой стороны мотоцикла.
Распространены механизмы переключения с кулисой и червячным валом (рис. 4.8). Обе эти разновидности преобразуют вращательное движение вала, на котором закреплен рычаг переключения передач, в поступательное движение вилок в строго определенном порядке.
Рис 4.8. Механизмы переключения передач: а с колирным валом («Иж-Юпитер»);
б — с поворотной кулисой («Сова»); в шариковый: 1 — рычаг переключения передач; 2 — вал переключения передач; 3 — вилки переключения передач; 4 —копирный вал; 5 — поворотный сектор, свободно сиднщии на оси рычаг а переключения передач; 6 — по водок анкера, закрепленный на оси рычага переключения передач; 7 — анкер; 8 — ось рычага переключения передач; 9 — поворотный диск-кулиса; 10 — собачки; 11— стержень; 12 — возвратная пружина; 13 — опорная пластина; 14 — фиксатор включения передач; 15 — шарики, фиксирующие шестерни; 16 — шестерни, свободно вращающиеся на валу; 17 — шток включения передач
Некоторые мотоциклы (в основном скутеры) в качестве КП в составе трансмиссии имеют клиноременный вариатор (рис. 4.9). Он обеспечивает автоматическое бесступенчатое изменение передаточного отношения трансмиссии. Состоит такой узел из ведущего и ведомого раздвижных конусных шкивов и соединяющего их клинового ремня. Изменение передаточного отношения осуществляет центробежный регулятор. По мере роста частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся под действием центробежных сил, сдвигая при этом половины ведущего шкива. Ремень трапециевидного сечения перемещается на ведущем шкиве в сторону большего диаметра контакта, а на ведомом — в сторону меньшего. Половинки ведомого шкива сдвигает пружина.
Рис. 4.9. Клиноременный вариатор: а — устройство; б — положение ремня при низких (I) и высоких (II) частотах вращения коленчатого вала; 1 — раздвижной ведущий шкив; 2 — раздвижной ведомый шкив. 3 — клиновой ремень: 4 — грузики; 5 — пружина
Пусковой механизм предназначен для пуска двигателя; он может быть с механическим ножным приводом (кик-стартер) или электрическим (электростартер). Мотоциклы могут оснащаться как одним, так и обоими видами пускового механизма одновременно.
Кик-стартер передает усилие ноги водителя, нажимающего рычаг, к соединенному с ним зубчатому сектору и затем на храповую шестерню корзины сцепления (рис. 4.10) или специальную шестерню в коробке передач.
Рис 4.10 Ножной пусковой механизм («Сова»): 1 — рычаг кик-стартера; 2 — вал кик-стартера; 3 — корзина сцепления; 4 — спиральная возвратная пружина рычага кик-стартера; 5 — зубчатый сектор; 6 — торцевые зубья храповой шестерни; 7 — храповая шестерня
Электростартер передает вращение от ротора к обгонной муфте (более подробно работа электростартера описана в подразд. 3.2), и далее на какой-либо элемент, связанный с коленчатым валом: маховик (рис. 4.11), ротор генератора или корзину сцепления. Нередко устанавливают промежуточный редуктор (часто планетарный — см. рис. 3.29), понижающий требуемый крутящий момент (а значит, и габариты) электростартера, или цепную передачу (рис. 4.12).
Передача крутящего момента от КП на колесо у мотоциклов осуществляется тремя видами передач: цепной, карданной и (реже) зубчато-ременной (рис. 4.13).
Рис 4.11. Электростартер мотоцикла «Урал-Волк»: 1 – электростартер; 2 – маховик с венцом; 3 – коробка передач; 4 – рычаг кик-стартера
Рис 4.12 Система электропуска с цепным приводом («Хонда-125»):
1 — электростартер; 2 — цепная передача; 3 — муфта свободного хода; 4 — ротор генератора
Рис 4.13 Вторичная (задняя) передача: а— цепная; б — карданная («Урал». «Днепр»); в — ременная («Харлей-Дэвидсон», «BMB-F650CS»); 1 — ведущая звездочка; 2 — цепь; 3 — ведомая звездочка (на колесе); 4 — упругая муфта; 5 — вилка со шлицевой посадкой на карданном валу; 6 — карданный вал; 7— карданный шарнир; 8 — мост (конический редуктор); 9 — ведомый шкив (на колесе); 10 — ремень
Что такое трансмиссия в мотоцикле
Устройство и работа трансмиссии
Трансмиссия (силовая передача) мотоцикла служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущее колесо. В нее входят: первичная (моторная) передача, сцепление, коробка передач, вторичная (задняя) передача и пусковой механизм.
а — цепная,
б — карданная;
в — с клиноременным вариатором;
г — мотоцикла с приводом на колесо бокового прицепа;
д — грузового мотороллера;
1 — коленчатый вал;
2 —первичная (моторная) передача;
3 — сцепление;
4 — коробка передач;
5 — вторичная (задняя) передача цепью;
6 — вторичная передача карданом;
7 — задний мост;
8 — колесо;
9 — клиноременный вариатор;
10 — центробежное автоматическое сцепление;
11 — несимметричный цилиндрический дифференциал;
12 — колесная передача;
13 — редуктор с передачей заднего хода;
14 — симметричный конический дифференциал;
15 — полуоси с карданными шарнирами
Первичная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коленчатого вала к сцеплению; она отсутствует в конструкциях со сцеплением, непосредственно установленным на коленчатом валу, когда он расположен продольно. Первичная передача бывает двух видов: цепная и шестеренная и работает в масляной ванне. Особого обслуживания или регулировок узел не требует.
Первичная (моторная) передача
а — цепная;
б — шестеренная;
1 — ведущая звездочка на коленчатом валу;
2 — цепь;
3 — ведомая звездочка (корзина сцепления);
4 — ведущая шестерня на коленчатом валу;
5 — ведомая шестерня (корзина сцепления)
Сцепление служит для плавного соединения двигателя с трансмиссией (при троганьи с места) и кратковременного разъединения при переключении передач. В работе сцепления используются силы трения между одним или несколькими ведущими и ведомыми дисками.
Сцепления делятся на сухие и «мокрые» (работающие в масляной ванне), а также различаются по числу ведомых дисков. Обычно одно- и двухдисковые сцепления выполняют сухими, многодисковые — работают в масляной ванне, чаще всего общей с коробкой передач. Сцепление состоит из ведущих и ведомых дисков, пружин и механизма привода. У сухих одно- и двухдисковых сцеплений ведущие диски связаны непосредственно с маховиком; у многодисковых они расположены в кожухе (корзине) сцепления, приводимом во вращение первичной передачей. Для повышения трения между дисками рабочие поверхности одной из групп дисков покрывают специальным фрикционным материалом. Нередко пакет дисков одного вида изготавливают целиком из высокопрочной пластмассы.
Сухое двухдисковое сцепление («Урал», «Днепр»)
1 — маховик;
2 — ведущие диски;
3 — ведомые диски;
4 — шток;
5 — выжимной подшипник;
6 – трос выжима сцепления;
7 – рычаг;
8 — пружины
Детали «мокрого» многодискового сцепления
1 — пружина;
2 — нажимной диск;
3 — регулировочный винт;
4 — шарик;
5 — ведущие диски (пластмассовые);
6 — ведомые диски;
7 — внутренний барабан (ведомый);
8 — корзина сцепления;
9 — шток;
10 — вал привода выключения сцепления
При включенном сцеплении ведущие и ведомые диски прижаты друг к другу пружинами, и крутящий момент передается от коленчатого вала (первичной передачи) через сцепление к коробке передач. Водитель, нажимая рычаг выключения сцепления на руле, воздействует на привод (механический тросовый или гидравлический), который перемещает шток или подшипник выключения сцепления (выжимной подшипник); последний, в свою очередь, преодолевая усилие пружин, разъединяет ведущие и ведомые диски. Трение между ними ослабевает (диски пробуксовывают), и передача крутящего момента прерывается.
Сцеплением большинства мотоциклов водитель управляет вручную, нажимая или отпуская рычаг на левой рукоятке руля. У некоторых мотоциклов («Иж-Юпитер», «Иж-Юнкер», «Днепр», «Ява») сцепление выключается при переключении передач автоматически.
Механический привод сцепления с автоматом («Ява 350/640»)
1 — рычаг на руле;
2 — трос;
3 — регулировочный упор;
4 — регулировочный винт автомата сцепления;
5 — рычаг, приводимый тросом;
6 — кулачок автомата, находящийся на оси рычага переключения передач
Встречаются автоматические сцепления, у которых рычаг сцепления на руле отсутствует, а соединение двигателя с трансмиссией осуществляет центробежный автомат. Задающим параметром в таких конструкциях является частота вращения коленчатого вала двигателя. Автоматические сцепления широко применяются на мопедах и скутерах, часто в сочетании с клиноременным вариатором.
1 — пружина;
2 — прижимной башмак с грузиком;
3 — основание (ведущий диск);
4 — барабан сцепления
Коробка передач (КП) служит для изменения крутящего момента в зависимости от скорости движения мотоцикла и нагрузки на двигатель. Кроме того, КП имеет одно или два нейтральных положения («нейтрали»), при которых мотоцикл стоит на месте при работающем двигателе или движется по инерции. Коробки передач мотоциклов с колясками, а также трех- и четырехколесных мотоциклов могут иметь передачу заднего хода.
Вал, на который передается крутящий момент от сцепления, называют первичным, передающий крутящий момент вторичной передаче — вторичным. По конструкции различают двух- и трехвальные КП. В КП некоторых мотоциклов с коляской имеется передача заднего хода. Передаточное отношение ступеней КП определяется числом зубьев шестерен, вхдящих в зацепление.
Принципиальная схема двухвальной (а) и трехвальной (б) коробки передач
1 — первичный вал;
2 — вторичный вал;
3 — подвижная муфта;
4 — промежуточный вал
Механизм КП расположен в общем картере с двигателем или в отдельном корпусе. Помимо валов с расположенными на них шестернями (подвижными и неподвижными), в состав КП входят подвижные в осевом направлении муфты включения, вилки переключения и сам механизм переключения. Вилки переключения входят в кольцевые проточки подвижных шестерен или муфт. Перемещение вилок осуществляет механизм переключения, которым водитель управляет ногой, нажимая рычаг с левой стороны мотоцикла.
Распространены механизмы переключения с кулисой и червячным валом. Обе эти разновидности преобразуют вращательное движение вала, на котором закреплен рычаг переключения передач, в поступательное движение вилок в строго определенном порядке.
Механизмы переключения передач
а — с копирным валом («Иж-Юпитер»);
б — с поворотной кулисой («Сова»);
в — шариковый:
1 — рычаг переключения передач;
2 – вал переключения передач;
3 — вилки переключения передач;
4 — копирный вал;
5 — поворотный сектор, свободно сидящий на оси рычага переключения передач;
6 — поводок анкера, закрепленный на оси рычага переключения передач;
7 — анкер;
8 — ось рычага переключения передач;
9 — поворотный диск-кулиса;
10 — собачки;
11 — стержень;
12 — возвратная пружина;
13 — опорная пластина;
14 — фиксатор включения передач;
15 — шарики, фиксирующие шестерни;
16 — шестерни, свободно вращающиеся на валу;
17 — шток включения передач
Некоторые мотоциклы (в основном скутеры) в качестве КП в составе трансмиссии имеют клиноременный вариатор. Он обеспечивает автоматическое бесступенчатое изменение передаточного отношения трансмиссии. Состоит такой узел из ведущего и ведомого раздвижных конусных шкивов и соединяющего их клинового ремня. Изменение передаточного отношения осуществляет центробежный регулятор. По мере роста частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся под действием центробежных сил, сдвигая при этом половины ведущего шкива. Ремень трапециевидного сечения перемещается на ведущем шкиве в сторону большего диаметра контакта, а на ведомом — в сторону меньшего. Половинки ведомого шкива сдвигает пружина.
а — устройство;
б — положение ремня при низких (I) и высоких (II) частотах вращения коленчатого вала;
1 — раздвижной ведущий шкив;
2 — раздвижной ведомый шкив;
3 — клиновой ремень;
4 — грузики;
5 — пружина
Пусковой механизм предназначен для пуска двигателя; он может быть с механическим ножным приводом (кик-стартер) или электрическим (электростартер). Мотоциклы могут оснащаться как одним, так и обоими видами пускового механизма одновременно.
Кик-стартер передает усилие ноги водителя, нажимающего рычаг, к соединенному с ним зубчатому сектору и затем на храповую шестерню корзины сцепления или специальную шестерню в коробке передач.
Ножной пусковой механизм («Сова»)
1 — рычаг кик-стартера;
2 — вал кик-стартера;
3 — корзина сцепления;
4 – спиральная возвратная пружина рычага кик-стартера;
5 — зубчатый сектор;
6 – торцевые зубья храповой шестерни;
7 — храповая шестерня
Электростартер передает вращение от ротора к обгонной муфте (более подробно работа электростартера описана в подразделе Система зажигания), и далее на какой-либо элемент, связанный с коленчатым валом: маховик, ротор генератора или корзину сцепления.
Электростартер мотоцикла «Урал-Волк»
1 – электростартер;
2 – маховик с венцом;
3 – коробка передач;
4 – рычаг кик-стартера
Нередко устанавливают промежуточный редуктор (часто планетарный — см. рис. Электростартер с планетарным редуктором), понижающий требуемый крутящий момент (а значит, и габариты) электростартера, или цепную передачу.
Система электропуска с цепным приводом («Хонда-125»)
1 — электростартер;
2 — цепная передача;
3 — муфта свободного хода;
4 — ротор генератора
Передача крутящего момента от КП на колесо у мотоциклов осуществляется тремя видами передач: цепной, карданной и (реже) зубчато-ременной.
Вторичная (задняя) передача
а — цепная;
б — карданная («Урал», «Днепр»);
в — ременная («Харлей-Дэвидсон», «БМВ-F650CS»);
1 — ведущая звездочка;
2 — цепь;
3 — ведомая звездочка (на колесе);
4 — упругая муфта;
5 — вилка со шлицевой посадкой на карданном валу;
6 — карданный вал;
7 — карданный шарнир;
8 — мост (конический редуктор);
9 — ведомый шкив (на колесе);
10 — ремень
Цепная передача состоит из двух звездочек (ведущей и ведомой) и роликовой цепи. Ведущая звездочка закреплена на вторичном валу КП, ведомая соединена со ступицей колеса. Для предотвращения рывков в трансмиссии ведомая звездочка обычно имеет резиновые гасители крутильных колебаний. Для защиты ног водителя, а также уменьшения загрязнения самой цепи применяют щитки или кожухи цепи. Цепи — однорядные, втулочно-роликовые; их крайние звенья соединяют специальным замком. На зарубежных мотоциклах широко используют так называемые цепи «О-ринг» или «Х-ринг», в которых каждый шарнир имеет кольцевое уплотнение, что существенно повышает ресурс цепи.
1 — ролик;
2 — ось;
3 — кольцевое уплотнение
4 — соединительная пластина (щечка)
Натяжение цепи осуществляют натяжителями; наиболее часто встречаются резьбовые и эксцентриковые (рис. 4.15). В первой конструкции ось колеса имеет возможность перемещаться в направлении продольной оси мотоцикла по пазам, выполненным в задней части маятника. В эксцентриковых натяжителях ось поворачивается вместе с эксцентриками.
а — резьбовой;
б — эксцентриковый;
1 — ось колеса;
2 — пластина натяжителя;
3 — контргайка;
4 — гайка натяжения цепи;
5 — стяжной болт;
6 — поворотный эксцентрик
Карданная передача содержит вал и два жестких карданных шарнира (нередко один шарнир заменен упругой муфтой, гасящей крутильные колебания). Карданный шарнир образован двумя вилками и крестовиной. Непосредственно на колесо крутящий момент подводится посредством главной передачи, представляющей собой узел (мост) с парой конических шестерен, помещенных в масляную ванну.
Главная передача («Урал-Волк»)
1 — корпус моста;
2 — уплотнение (воротниковый сальник);
3 — подшипники;
4 — карданный шарнир;
5 — ведущая коническая шестерня;
6 — ведомая коническая шестерня
Зубчато-ременная передача встречается у круизеров (все современные модели «Харлей-Дэвидсон») и некоторых дорожных мотоциклов (БМВ-F650CS). Она состоит из ведущего и ведомого шкивов и зубчатого ремня, способного передавать значительные усилия.
В составе задней передачи у трех- и четырехколесных МТС устанавливают дифференциал, допускающий при повороте вращение ведущих колес одной оси с разной угловой скоростью, когда колеса (правое и левое) проходят разный путь. Крутящий момент подводится к коробке, в которой закреплены оси конических шестерен-сателлитов. Сателлиты могут свободно вращаться вокруг своих осей; они также находятся в зацеплении с шестернями полуосей. Таким образом, полуоси связаны друг с другом не жестко; при повороте МТС сателлиты поворачиваются вокруг своих осей.
Дифференциал грузового мотороллера
1 — коробка сателлитов;
2 — ведущая шестерня;
3 — полуоси;
4 — шестерня полуоси;
5 — сателлит
Неисправности трансмиссии вызваны износом трущихся деталей, нарушением регулировок и механическими повреждениями. Неисправности сцепления — пробуксовывание при большой нагрузке или неполное выключение. Дефектами КП являются нечеткое включение и самопроизвольное выключение передач. У ножного пускового механизма выкрашиваются шестерни сектора и храповой шестерни, у электрического выходит из строя обгонная муфта и электродвигатель стартера. В цепной передаче при «вытяжке» цепи и износе звездочек может соскочить или оборваться цепь. В карданной передаче изнашиваются жесткие шарниры и упругая муфта, а также шестерни главной передачи.
Устранение почти всех неисправностей трансмиссии заключается в замене узлов и деталей, регулировке и последующем правильном обслуживании узлов.
