Введение
ВАЗ-2121 «Нива» — советский и российский легковой автомобиль повышенной проходимости — внедорожник малого класса с несущим кузовом и постоянным полным приводом. Серийно производится с 5 апреля 1977 года по настоящее время (с 2004 года — под маркой Lada 4х4). Компактный внедорожник ВАЗ-2121 «Нива» с несущим кузовом по праву считается самой оригинальной и удачной разработкой отечественной автомобильной промышленности. В конце 70-х «Нива» произвела на мировом рынке настоящую сенсацию уникальным для своего времени сочетанием легкового комфорта и высокой проходимости при более чем конкурентоспособной цене (правда, только за рубежами СССР). Завидная даже для многих современных аналогов проходимость была достигнута благодаря постоянному полному приводу, блокируемому межосевому дифференциалу и демультипликатору в трансмиссии, а также удачной развесовке по осям. При этом силовой агрегат был взят от массовой модели Жигулей ВАЗ-2106, а раздаточная коробка (далее РК) соединялась с коробкой передач промежуточным карданным валом. Для стран с льготным налогообложением малолитражек выпускали версию ВАЗ-21211 с 1,3-литровым двигателем «21011». Так, в 1993 году появилась переходная версия ВАЗ-21219 со старым кузовом и более мощным и тяговитым 1,7-литровым карбюраторным двигателем «21213» оснащенным бесконтактной системой зажигания. Коробку передач (далее КП) оснастили повышающей 5-й передачей (правда, не на все машины его устанавливали), передаточные числа главных пар были изменены с 4,3 до 4,1 и 3,9, что уменьшило расход топлива. Кроме того, между РК и основной КП начали устанавливать вал со ШРУС-ом от «Оки», что несколько уменьшило шум и вибрации.
В 1994 году «Нива» ВАЗ-21213 получила модернизированный кузов с третьей дверью, доходящей до бампера и квадратными фонарями взамен прямоугольных от «2106». В обновленном салоне появилась современная панель приборов типа «2108», а также измененные передние сиденья. Другую промежуточную версию со старым 1,6-литровым двигателем обозначили как ВАЗ-21217, а экспортную версию с дизелем Peugeot - 21215. Даже такая половинчатая модернизация позволила «Ниве» успешно дожить до XXI века. Но время берет свое и современным требованиям по пассивной безопасности «Нива» удовлетворяет уже с трудом, впрочем, экспортную версию все же смогли довести до норм EURO III по безопасности и выбросам вредных веществ. Кстати, посадка-высадка на складываемое целиком заднее сиденье весьма затруднительна, да и багажник откровенно маловат для многоцелевого автомобиля.
Трансмиссия с постоянным полным приводом, механической четырёхступенчатой коробкой передач (начиная с 21213 — пятиступенчатой), двухступенчатой раздаточной коробкой и блокируемым межосевым дифференциалом. Геометрические параметры проходимости хорошие за счёт достаточно большого дорожного просвета (220 мм), небольших свесов кузова (угол въезда 32°, съезда — 37°) и сравнительно короткой 2,2-метровой колёсной базы. На первую модель ВАЗ-2121 устанавливался двигатель ВАЗ-2121, созданный на основе двигателя ВАЗ-2106, рядный карбюраторный четырёхцилиндровый, объёмом 1580 см³. Мощность 80 л. с. при 5400 об/мин, максимальный крутящий момент 116 Н·м при 3400 об/мин. На рестайлинговую модификацию ВАЗ-21213 устанавливался карбюраторный двигатель ВАЗ-21213 с увеличенным до 1690 см³ рабочим объёмом, мощностью 81,9 л. с. при 5100 об/мин и максимальным крутящим моментом 126,1 Н·м при 3000 об/мин.
«Нива» достигла успехов и в автоспорте, становясь призёром таких престижных ралли-рейдов как Париж-Дакар, Париж-Тунис, «Ралли Фараонов», Париж-Пекин и других участиях.
Основная часть
1.1 Назначение трансмиссии автомобиля. Техническая характеристика трансмиссии автомобиля Niva Urban
Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.
Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.
Техническая характеристика
Под характеристиками трансмиссии автомобиля подразумевается, прежде всего, характеристика привода или колёсная формула автомобиля.
В зависимости от вида преобразуемой энергии различают следующие виды трансмиссии:
- механическая (передает и преобразует механическую энергию);
- электрическая (преобразует механическую энергию в электрическую и после передачи к ведущим колесам – электрическую в механическую энергию);
- гидрообъемная (преобразует механическую энергию в энергию потока жидкости и после передачи к ведущим колесам – энергию потока жидкости в механическую энергию);
- комбинированная (электромеханическая, гидромеханическая – т.н. «гибриды»).
По способу управления различают следующие:
- с ручным включением передач — передачу включает водитель (оператор);
- непосредственного действия — используется только усилие оператора. Приводы непосредственного действия бывают механическими и гидравлическими;
- сервоприводы — используется усилие оператора и сервоустройства, при этом основную часть работы выполняет сервоустройство, а усилие оператора необходимо для управления работой сервоустройства;
- автоматические — в зависимости от внешних условий (например, частота вращения и нагрузка на коленчатом валу двигателя) передачи переключает автоматизированная система управления КП без участия водителя;
- роботизированная (аналог автоматической) работает так же, как и вышеупомянутая, но посредством компьютера.
Типы коробок передач бывают:
- механическая коробка передач — представляет собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором предусмотрено ручное переключение передач;
- автоматизированная коробка передач — обеспечивает автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов;
- роботизированная коробка передач — представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач;
- вариаторная коробка передач — это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам.
По числу основных валов с шестернями разделяют:
- двухвальные с одной ступенью зацепления оси — наиболее просты, но не имеют прямой передачи (большинство переднеприводных и некоторые заднемоторные автомобили);
- трёхвальные с двумя ступенями зацепления;
- соосные — первичный и вторичный вал соосны — имеют прямую передачу, характеризуются уменьшенным поперечным габаритом, но увеличенным (несущественно) продольным (большинство заднеприводных автомобилей), позволяют получить в тех же габаритах больший диапазон редуцирования за счет последовательного преобразования момента;
- с несоосными валами — не имеют прямой передачи (раздаточные коробки полноприводных автомобилей, КПП тракторов).
По способу переключения ступеней разделяют:
- с подвижными шестернями-каретками (только прямозубые). Применяются там, где переключение осуществляется при остановленных валах (станки, понижающие редукторы тракторов);
- с торцевыми кулачковыми муфтами и шестернями постоянного зацепления (старые типы тракторов, мотоциклы, многоступенчатые коробки переключения передач (далее КПП) спортивных автомобилей);
- с постоянным зацеплением шестерен и переключением с помощью зубчатых муфт;
- без синхронизаторов (раздаточные коробки современных автомобилей);
- с синхронизаторами;
- с фрикционным включением ступеней - подавляющее большинство гидромеханических КПП, ходоуменьшители тракторов, реверс редукторы на речных судах;
- с включением ступеней инерционными или центробежными муфтами.
1.2 Устройство и работа трансмиссии автомобиля Niva Urban
Трансмиссия современного автомобиля - это, пожалуй, самый важный механизм, передающий динамические характеристики двигателя. Даже если у автомобиля слабый двигатель, то вовсе не обязательно, что он должен быть медленным - если верно подобрать передаточные числа, то и такой автомобиль станет быстрым.
По функциям трансмиссия выполняет следующие функции:
- передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам;
- изменяет величину и направление крутящего момента;
- перераспределяет крутящий момент между ведущими колесами.
В трансмиссию входят:
- сцепление;
- коробка переключения передач;
- карданная передача;
- раздаточная коробка;
- главная передача, устанавливаемая в картере ведущего моста;
- дифференциал;
- полуоси;
- шарниры равных угловых скоростей.
Сцепление предназначено для обеспечивания связи между двигателем и коробкой передач.
Коробка передач предназначено осуществление подачи и перераспределение мощности и вращающего момента от двигателя автомобиля к приводным валам колес;
Карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента от вторичного вала коробки передач на вал главной передачи, расположенных под углом друг к другу.
Главная передача служит для увеличения крутящего момента и передаче его на полуоси ведущих колес. На заднеприводных автомобилях применяется гипоидная главная передача (оси шестерен не пересекаются).
Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами. Он позволяет полуосям вращаться с разными угловыми скоростями, что необходимо при повороте автомобиля.
Шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) служат для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам. В конструкции трансмиссии используется, как правило, два шарнира для соединения с дифференциалом (внутренние шарниры) и два шарнира для соединения с колесами (внешние шарниры). Между шарнирами располагаются приводные валы.
Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента по осям автомобиля и его увеличения при необходимости. Современная раздаточная коробка включает цепную передачу (зубчатую передачу), обеспечивающую передачу крутящего момента на переднюю ось, понижающую передачу в виде планетарного редуктора (в отдельных конструкциях) и межосевой дифференциал.
Устройство трансмиссии автомобиля Niva Urban представлено в соответствии с рисунком 1.
1 - наружный шарнир привода передних колес; 2 - вал привода передних колес; 3 - внутренний шарнир привода передних колес;4 -картер механизма сцепления; 5 - коробка переключения передач; 6 -промежуточный карданный вал; 7 - задний мост; 8 - задний карданный вал; 9 - раздаточная коробка; 10 - передний карданный вал; 11 - передний мост
Рисунок 1 – Схема трансмиссии автомобиля Niva Urban
1.3 Возможные неисправности трансмиссии автомобиля Niva Urban, их причины и методы устранения, регулировки
Возможные неисправности трансмиссии автомобиля Niva Urban, их причины и методы устранения, регулировки представлены в таблице 1.
Таблица 1- Возможные неисправности трансмиссии автомобиля Niva Urban, их причины и методы устранения, регулировки
| Причина неисправности | Способ устранения | |
| Затрудненное переключение передач | ||
| Неполное выключение сцепление, пробуксовка; Деформация тяги привода управления механизмом переключения передач или реактивной тяги; Ослабление винтов крепления шарнира или рычаги штока выбора передач; Неправильная регулировка привода переключения передач; Износ или поломка переключения передач; | Отрегулировать сцепление; Выправить тяги или заменить; Затянуть болты; Отрегулировать привод переключения передач; Заменить поврежденные детали; | |
| Самопроизвольное выключения передач | ||
| Повреждение или износ торцов зубьев синхронизаторов на шестерне и муфте; | Заменить изношенные и поврежденные детали; | |
| Шум (треск) в момент переключения передач | ||
| Неполное включение сцепления; Износ блокирующего кольца синхронизатора включаемой передачи; | Проверить сцепление; Замените блокирующее кольцо; | |
| Утечка масла | ||
| Износ сальников первичного вала, корпусов шарниров равных угловых скоростей, штока выбора передач или уплотнителя валика привода спидометра; Ослабло крепление картера, крышки коробки или повреждены уплотнительные прокладки; | Замените сальники и уплотнители; Подтяните гайки и болты, замените прокладки; | |
| Самопроизвольное выключение передач | ||
| Повреждение или износ горцев зубьев синхронизаторов на шестерне и муфте; Недовключение передач из-за неправильной регулировки привода переключения передач или неправильной установки (натягивания) защитного чехла; | Замените изношенные и поврежденные детали; Отрегулируйте привод или поправьте чехол тяги; | |
| Вибрация раздаточной коробки и пола кузова (в зоне передних сидений) на всех режимах движения | ||
| Выход из строя эластичной муфты промежуточного вала; | Замените эластичную муфту; | |
Продолжение таблицы 1
| Причина неисправности | Способ устранения | ||
| Затрудненное переключение передач или блокирование дифференциала | |||
| Заедание муфт на шлицах ступицы, корпуса дифференциала, валов привода переднего моста; Забоины на зубьях малого венца шестерен высшей или низшей передач, а также на зубьях муфт и на шлицах вала привода переднего моста; Изогнута вилка или шток; Заедание рычага привода на осях; Загрязнение или коррозия в шарнирах привода управления; | Зачистите заусенцы, забоины или задиры, замените поврежденные детали; Зачистите забоины и заусенцы, замените поврежденные детали; Выправьте деформированные детали; Снимите рычаг, очистите оси и втулки. Поврежденные детали замените; Зачистите детали, поврежденные замените; | ||
| Самопроизвольное выключение передач или блокировки дифференциала | |||
| Износ зубьев шестерен и муфт; Снижение упругости пружин фиксаторов или износ деталей фиксаторов; Неполное включение передач и отсутствие блокировки дифференциала из-за деформации деталей привода или вследствие забоин на шестернях, муфтах и шлицах. | Замените изношенные детали; Замените пружины или изношенные детали; Деформированные детали выправьте или замените, забоины и заусенцы зачистите, поврежденные детали замените. | ||
Техническое обслуживание и ремонт трансмиссии автомобиля Niva Urban
2.1 Вилы ТО, периодичность обслуживания трансмиссии автомобиля Niva Urban
Неумелое управление автомобилем, в первую очередь, отражается па состоянии трансмиссии. Резкие рывки, перегрузки механизмов во время работы, плохая смазка приводят к поломкам и неисправностям, выводящим надолго из строя автомобиль. Признаками неисправности главной передачи являются повышенный шум в картере и его повышенный нагрев на ходу автомобиля, а также подтеки масла.
Подготовка к работе и порядок проведения технического обслуживания:
Подготовка к техническому обслуживанию заключается в проведении необходимых работ, связанных с приведением автомобиля в надлежащий вид. Требуемый перечень работ по каждому виду технического обслуживания излагается в следующем разделе руководства. Техническое обслуживание проводится в пунктах или площадках технического обслуживания или в специально оборудованных помещениях, обеспечивающих обслуживающему персоналу необходимые условия работы.
Техническое обслуживание по периодичности, объёму и трудоемкости выполняемых работ подразделяется на следующие виды:
- ежедневное техническое обслуживание (ЕО);
- первое техническое обслуживание (ТО - 1);
- второе техническое обслуживание (ТО - 2);
- сезонное техническое обслуживание (СО).
При ежедневном техническом обслуживании (ЕО) проверяются сцепление, коробка передач, карданные валы и заключаются в очистке от грязи, подтяжке болтовых соединений, регулировке и смазке. После езды по грязным дорогам очистить отверстие в нижней части картера сцепления.
Своевременно смазывать подшипник выключения сцепления через колпачковую масленку, расположенную с правой стороны картера сцепления.
При ТО - 1 каждые 4 000 км пробега, или ежегодно, при повышенном уровне шума, при появлении течи проверяется уровень масла в коробке передач.
Для проверки уровня масла в механической коробке передач необходимо установить автомобиль на смотровую яму, очистить зону вокруг пробки заливной горловины, вывернуть и вынуть пробку. Масло должно достигать нижнего края отверстия. Если необходимо проверить уровень масла, можно ввести внутрь коробки чистый кусок гибкой проволоки.
При пониженном уровне нужно долить специальное масло для механических коробок передач. Нежелательно превышать уровень, т. к. оно может вытекать через край отверстия.
Сливать масло в случае замены надо в горячем состоянии, отвернув пробку сливного отверстия и предварительно поставив под коробку передач емкость нужного объема. После этого следует установить на место пробку сливного отверстия, заменив в случае необходимости уплотнительную шайбу (желательно менять шайбу при каждом отворачивании пробки). Затем залить новое масло и установить на место пробку заливной горловины.
2.2 Перечень работ по видам ТО
Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании трансмиссии
При ежедневном техническом обслуживании проверяют действие механизма сцепления и переключения передач, а на автомобилях повышенной проходимости также действие механизма переключения передач раздаточной коробки.
При проведении ТО - 1 выполняют следующие работы:
- по сцеплению - смазывают подшипник муфты сцепления, вилок, оси, педали, проверяют величину свободного хода педали;
- у автомобилей, имеющих гидравлический привод сцепления, проверяют уровень жидкости в резервуаре привода;
- по коробке передач и раздаточной коробке - проверяют крепление картера и действие рычага переключения передач, при необходимости доливают масло в коробки;
- по карданной передаче - проверяют крепления кронштейнов опорных подшипников карданного вала, смазку шлицев;
- по главной передаче, дифференциалу, полуосям - проверяют соединения картеров ведущих мостов на герметичность, крепления гаек полуосей или шпилек на их фланцах, доливают масло в картер главной передачи.
В ТО-2, помимо работ, выполняемых при проведении ТО-1, входят:
- по коробке передач и раздаточной коробке - проверка соединений картеров на герметичность, состояние валов и подшипников;
- по карданной передаче -проверка состояния опорных подшипников и картеров;
- по главной передаче, дифференциалу, полуосям - проверка состояния (нет ли люфта) и регулировка подшипников ведущего вала главной передачи, проверка состояния и регулировка подшипников ступиц ведущих колес.
Кроме перечисленных работ при проведении ТО-2 производят смену масла в картерах агрегатов трансмиссии в соответствии с графиком смазки.
В соответствии с регламентом периодичности технического обслуживания, руководства и эксплуатации автомобиля Niva Urban, приложенным изготовителем-заводом, представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Регламент периодичности технического обслуживания, руководства и эксплуатации автомобиля Niva Urban
| Наименование операции | Пробег, тыс. км. | ||||||||
| Проверка пыльников передних колес | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Проверка на отсутствие посторонних шумов, стуков, воя, гула в работе сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, переднего и заднего мостов | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Проверка герметичности коробки передач, раздаточной коробки, переднего и заднего мостов | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Проверка тормозной жидкости в бачке гидропривода сцепления | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Проверка свободного хода педали сцепления | + | — | + | — | + | — | + | — | + |
| Замена масла в коробке передач, раздаточной коробке, редукторах переднего и заднего мостов | + | — | — | — | + | — | — | — | + |
| Замена тормозной жидкости в системе гидропривода сцепления | — | — | — | + | — | — | — | + | — |
| Смазка шлицевых соединений и подшипников крестовин карданных валов | ─ | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Проверка уровней масла в коробке передач, раздаточной коробке, редукторах переднего и заднего мостов | — | + | + | + | — | + | + | + | — |