Неисправностей Коробки Передач|АвтоЦентр

menu
person

Неисправностей Коробки Передач

В данной статье рассмотрены неисправности механической коробки передач. Неисправности автоматической коробки, роботизированной коробки и вариатора.

  1. Неисправностей Коробки Передач

Неисправностей Коробки Передач

Трансмиссия предназначена для изменения и передачи крутящего момента от двигателя на колеса, то есть — это одна из главных систем автомобиля, определяющая его динамические и скоростные характеристики. Ключевую роль в трансмиссии играет коробка переключения передач (КПП, или просто коробка передач, КП), при выходе из строя которой автомобиль теряет свои ходовые качества, или вовсе не может двигаться.

Как известно, на сегодняшний день в мире существует два основных типа трансмиссии — ручная (механическая) и автоматическая. Эти трансмиссии имеют разное устройство и принцип действия, поэтому для них характерны разные неисправности. Здесь мы поговорим только о неисправностях механической коробки передач, о проблемах автоматической коробки передач читайте в отдельной статье.

Для механической коробки переключения передач (МКПП) характерны следующие неисправности:

  • Шум во время работы и при переключении передач;
  • Невозможность включения какой-либо передачи или всех передач;
  • Затрудненное включение передач;
  • Самопроизвольное выключение передач;
  • Утечка масла из коробки передач.

Эти неисправности могут возникать вследствие износа шестерен, валов, подшипников, муфт синхронизаторов, шлицевых соединений, из-за потери герметичности сальников, вследствие самопроизвольного отворачивания болтов и гаек, при поломках в механизме привода и т.д.

Износ и поломки, в свою очередь, вызываются целым рядом причин:

  • Естественный износ или выработка ресурса деталей;
  • Использование некачественного трансмиссионного масла, или масла, отличного от рекомендованного производителем;
  • Применение во время ремонта неоригинальных запчастей низкого качества;
  • Нерегулярное техническое обслуживание или его отсутствие;
  • Неквалифицированное обслуживание трансмиссии;
  • Опасные и сложные для коробки передач режимы работы при спортивном и просто агрессивном стиле вождения.

Каждая неисправность трансмиссии проявляется теми или иными внешними признаками, однако для точного выявления проблемы необходимо провести диагностику.

Основные причины возникновения неисправностей в конструктивных узлах коробок передач:

  • дефекты материала или производства;

  • ошибки при монтаже;

  • переменные нагрузки;

  • ошибки при управлении;

  • чрезмерные нагрузки;

  • недостаточное количество или загрязнение масла и т.д.

В следующих разделах определяются самые распространенные неисправности в конструктивных узлах коробок передач:

  • картер;

  •  валы;

  • шестерни;

  • подшипники;

  • синхронизаторы;

  • диски;

  • насосы,

а также описываются их типичные признаки и основные причины.

Повреждения картера

Повреждения картера коробки передач, такие, как трещины и изломы, возникают в результате чрезмерных нагрузок, обусловленных действием внешних факторов или ошибками при монтаже коробки передач.

Трещины (рис. В1.67)

Признаки:

явно выраженная трещина, возникшая на торцевой стороне и распространяющаяся по литейному радиусу.

Причина:

разбалансировка валов коробки передач, вызванная следующим:

  • несоосность карданных шарниров;
  • нарушение угла установки валов коробки передач;

Рис. В1.67

 

 

  • слишком сильный прогиб трансмиссии и связанные с ним чрезмерные нагрузки;
  • прочие нарушения.

Изломы (рис. В1.68)

Признаки:

изломы всегда возникают в месте приложения максимальной нагрузки (подшипники, шестерня заднего хода, опоры коробки передач и т.д.).

Причины:

те же, что и для трещин, а также:

  • ударная или переменная нагрузка;
  • блокировка агрегатов, соединенных со вспомогательным механизмом отбора мощности.

Ошибки при монтаже (рис. В1.69)

Признаки:

дефекты резьбового отверстия по всей глубине резьбы, искажение профиля резьбы.

Причина:

неправильное крепление картера сцепления:

  • слишком высокий момент затяжки;

  • перекос болта; 

  • ненадлежащая длина болта.

Повреждения валов

Повреждения первичного и вторичного валов коробки передач, такие, как износ дорожек качения подшипников (утончение материала, язвенная коррозия, глубокие царапины) или статические изломы возникают в результате усталости материала, плохого качества масла, попадания инородных тел, вибрации и чрезмерных нагрузок.

Утончение материала (рис. В1.70)

Признаки и последствия:

  • плохое качество масла, связанное с загрязнением (истирание материала и т.д.), термическим старением, вязкостью/наличием присадок, не соответствующих спецификации.

Следы обдирания/коррозионные язвы (питтинг) (рис. В1.71)

Признаки и последствия:

материал выкрашивается «комками». Образующиеся коррозионные язвы постоянно увеличиваются. При далеко зашедшем процессе затрагивается вся зона приложения нагрузки.

Причины:

  • как при утончении материала.

Закатка (рис. В1.72)

Признаки и последствия:

закатанные в материал посторонние частицы (показано стрелкой) хорошо заметны. Они могут стать причиной возникновения шумов, какие Рис. В1.71 обычно вызывает наличие задиров или необработанных сварных швов.

Рис. В1.70

Причины:

  • истирание или скалывание материала;

  • наличие инородных тел (частиц грязи), попавших вместе с маслом в коробку передач.

Волны (рис. В1.73)

Признаки и последствия:

ролики подшипника подвижной шестерни вызывают появление заметных углублений (в промежутке между роликами). Как следствие образования волн могут возникать отложения по форме пятна контакта на зубчатом венце и повреждения зубьев.

Рис.В1.73

Причины:

переменные нагрузки (вибрация), возникающие, к примеру:

  • при движении на высшей передаче при слишком низкой частоте вращения;
  • при неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;
  • при разбалансировке карданного вала;
  • под влиянием узлов двигателя (к примеру неправильная регулировка ТНВД).

Следы коррозии (рис. В1.74)

Признаки и последствия:

заваривание материалов под воздействием слишком высоких местных температур. Они могут возникать при недостаточном отведении тепла, образующемся в результате трения между игольчатым подшипником и поверхностью качения. Явления износа постоянно нарастают, что в конечном счете приводит к коррозии валов или их блокировке.

Причины:

  • отсутствие смазки или использование неподходящей смазки;

  • загрязнение или старение масла;

  • вязкость/используемые присадки не соответствуют спецификации;

  • слишком высокая относительная частота вращения, которая может возникать, если карданный вал не был отсоединен при буксировке автомобиля.

Повреждения, вызванные усталостным изгибающим напряжением (рис. В1.75)

Признаки:

поверхность излома складывается из поверхности усталостного излома с тонкой структурой и зернистой, грубой поверхности долома. Поверхность усталостного излома (начало излома) находится на стороне максимальной нагрузки. Ее доля в общей поверхности излома зависит от степени нагрузки (большая площадь - низкая степень нагрузки, небольшая площадь - высокая степень нагрузки).

Причина:

чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:

  • при повреждении других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;

  • при нарушениях нормального функционирования;

  • в процессе производства (рихтовочная трещина).

Статический излом из-за скручивания (рис. В1.76)

Признаки:

при статическом изломе из-за скручивания поверхность излома грубая и часто волокнистая. По краям (цементированный слой) поверхность излома имеет более тонкую структуру. 

Причина:

чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:

  • при блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;

  • при нарушениях нормального функционирования;

  • в случае аварии.

Повреждения шестерен

В обычной ситуации во время так называемой «фазы обкатки» зубчатой пары неровности на боковых поверхностях зубьев шестерен сглаживаются, при этом «активные» боковые поверхности приобретают слабый блеск.

Однако при неблагоприятных условиях эксплуатации возможны повреждения боковых поверхностей зубьев и даже их поломка. При этом могут иметь место повреждения следующих видов:

  • износ;
  • глубокие царапины;
  • коррозионные язвы (питтинг);
  • коррозия;

Кроме этого, причиной повреждения шестерен могут быть дефекты материала или производства (к примеру, при закалке или шлифовании). Ниже описываются различные виды повреждений Рис.В1.7б боковых поверхностей зубьев и поломки зубьев, их признаки и причины.

 

 

Рис. В1.77

 

Рис. В1.78

 

Износ (рис. В1.77)

Признаки и последствия:

боковая поверхность зуба имеет структуру не как после первоначальной обработки, а матовосерую. При далеко зашедшем процессе возможны значительные изменения формы зубьев и зазора между боковыми поверхностями зубьев.

Причина: загрязнение масла из-за:

  • износа или усталости поверхностей других узлов коробки передач;

  • песка, ила и т.д., попавшего в коробку передач снаружи.

Глубокие царапины (рис. В1.78)

Признаки:

углубления в виде черточек, идущие в направлении скольжения до начала или конца зоны зацепления. Как правило, они особенно сильно выражены в зоне с максимальной скоростью скольжения (у ножки или головки зуба). В отличие от задиров дно царапин гладкое.

Причины:

  • глубокие царапины являются свидетельством того, что соответствующие боковые поверхности зубьев подвергаются высоким нагрузкам при скольжении. Мелкие инородные тела и шероховатости на сопряженных боковых поверхностях вдавливаются в боковые поверхности зубьев и за счет скольжения вызывают появление углублений в виде борозд.
Коррозионные язвы (питтинг) (рис. В1.79)

Признаки и последствия:

плоскостные повреждения боковых поверхностей зубьев, возникающие, как правило, в виде зон с коррозионными язвами и имеющие в основании структуру, похожую на ракушку. Общая поверхность коррозионных язв может быть такой большой, что остальная, неповрежденная поверхность уже не может выносить нагрузки и быстро разрушается.

Причины:

  • коррозионные язвы связаны с усталостью материала и возникают в результате местного нарушения допустимых пределов контактной прочности. Коррозионные язвы возникают только при смазывании жидкими смазками. Среди других факторов влияния можно назвать вязкость и температуру масла, удельное скольжение, нарушения формы боковых поверхностей зубьев, шершавость поверхностей и окружную скорость.

Коррозия (рис. В1.80)

Признаки:

грубые, частично пористые, как будто «разъеденные» полосы или поверхности ориентированные в направлении скольжения. Коррозия возникает, прежде всего, в тех зонах, где, помимо высокого контактного напряжения смятия имеет место высокая скорость скольжения - то есть в основном в непосредственной близости от головки или ножки зуба.

Причина:

  • при одновременном воздействии высокого контактного напряжения смятия и высокой скорости скольжения, а также из-за связанного с этим местного увеличения температуры смазочная пленка между боковыми поверхностями зубьев разрывается и металлические поверхности начинают тереться друг о друга. Это может вызвать молекулярную адгезию или заваривание. Из-за постоянного относительного движения эти заваренные участки немедленно разрываются снова, в результате чего возникает такая же картина износа, как при коррозии.

Повреждение краев зубьев (рис. В1.81)

Признаки:

при повреждении краев зубьев (показано на примере зубьев гипоидной шестерни) отламываются кусочки зубьев. Поверхность излома имеет зернистую структуру. Линия излома идет-в соответствии с возникающим напряжением - от ножки зуба (снаружи) до головки зуба (центр зуба).

Причины:

• повреждение краев зубьев связано с односторонним износом;

Рис. В1.80

Рис. В1.81

  • у косозубых цилиндрических шестерен эти повреждения могут быть вызваны увеличением зазора в подшипнике подвижной шестерни (возникновение волны).
Повреждения зубьев, вызванные усталостным напряжением (рис. В1.82)

Признаки:

поверхность излома складывается из поверхности усталостного излома с тонкой структурой (частично покрытой мелкими линиями или полосами от усталостного напряжения) и зернистой, грубой поверхности долома. Поверхность усталостного излома (начало излома) находится на стороне боковой поверхности зуба, находящейся под нагрузкой. Ее доля в общей поверхности излома зависит от степени нагрузки на сломанные зубья (большая площадь - низкая степень нагрузки, при этом отдельные высокие нагрузки вызвали появление трещин; небольшая площадь - высокий или постоянный уровень нагрузки).

Рис. В1.82

 

Причина:

  • в результате зацепления отдельных зубьев в области ножек зубьев (место возникновения максимальных изгибающих напряжений) возникает динамическая, непрерывно увеличивающаяся нагрузка. Повреждение зуба имеет место, если степень нагрузки превышает пределы усталостной прочности зубчатой передачи.

Повреждение головки зуба (рис. В1.83)

Признаки:

повреждение возникает над ножкой зуба, часто на уровне центра зуба. При этом оно не всегда распространяется на всю ширину зуба.

Причины:

  • нагрузка на область головки зуба выше, чем на область ножки (при специальной геометрии зубчатого венца);

  • частое изменение нагрузки;

  • последствие повреждения боковых поверхностей зубьев.

Статический излом при разовой нагрузке (рис. В1.84)

Признаки:

вся поверхность излома имеет шершавую структуру и распадается на кристаллы (хрупкий излом, рис. В1.84) или одна часть поверхности излома имеет гладкий нарост, а другая часть - чашеобразное углубление (наростовый излом).

Причина:

  • чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:

при блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;

  • при нарушениях функционирования;

  • в случае аварии.

Хрупкий излом возникает при слишком «высоком напряжении изгиба/растяжения, а наростовый излом - при слишком высоком напряжении среза в области ножки зуба.

Повреждения подшипников

Помимо нормальных явлений износа, возникающих в ходе длительной эксплуатации, у подшипников качения (игольчатых, шариковых, роликовых) могут наблюдаться такие повреждения, как коррозионные язвы (питтинг) и статические изломы при разовой нагрузке. Причинами этого является преимущественно низкое качество или недостаточное количество масла, чрезмерные нагрузки или ошибки сборки.

Подшипники качения не требуют срочной замены в следующих случаях:

  • поверхность выглядит как новая (видна структура первоначальной обработки), или имеет серый цвет;

  • пятно контакта равномерное и зазор в подшипнике соответствует норме; 

  • закатки (инородные тела) отсутствуют.

Чрезмерный износ (рис. 81.85)

Признаки и последствия:

заусенцы от шлифования, присутствующие на рабочих поверхностях деталей подшипников, имеют следы пластической деформации и частично откалываются. Истирание материала ведет к возникновению абразивного износа, следствием которого могут стать мелкие и глубокие царапины, а также микроязвы. Из-за постоянного увеличения зазора в подшипнике это в итоге может закончиться вытиранием или отслаиванием поверхностных слоев (см. рис.) с серьезными вторичными повреждениями.

Причины:

  • плохое качество масла, связанное с истиранием материала, загрязнением, термическим старением, использованием масла, не соответствующего спецификации;

Рис. В1.84


Рис. В1.85


Рис. В1.86


Рис. В1.87


Рис. В1.88

  • влияние рабочих параметров, таких, как высокая нагрузка или длительная эксплуатация.

Язвенная коррозия (рис. В1.86)

Признаки и последствия:

в испытывающих постоянные нагрузки поверхностных слоях образуются микротрещины, от которых под углом к поверхности расходятся линии излома. Материал выкрашивается «комками». Образующиеся в результате этого коррозионные язвы (питтинг) постоянно увеличиваются. Выкрошившиеся кусочки закатываются в поверхность и провоцируют местные чрезмерные нагрузки.

Причины:

  • влияние рабочих параметров, таких, как высокая нагрузка, высокая температура, длительная эксплуатация.

  • плохое качество масла, связанное с загрязнением, попаданием инородных тел, термическим старением, использованием масла, не соответствующего спецификации.

Коррозия/блокировка (рис. В1.87)

Признаки и последствия:

следы коррозии и синеватый оттенок на торцевых поверхностях роликов или упорных бортиках колец подшипников. В конических роликоподшипниках это может стать причиной перекашивания роликов и блокировки подшипника.

Причины:

  • недостаточное количество масла, в том числе при несоблюдении условий буксировки автомобиля;

  • значительные осевые нагрузки (от карданного вала);

  • значительная разница частоты вращения (при несоблюдении условий буксировки автомобиля).

Статический излом при разовой нагрузке (рис. В1.88)

Признаки:

сломанный упорный бортик колец подшипников.

Причина:

чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:

  • при блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;

  • при нарушениях функционирования или влиянии со стороны карданного вала;

  • в случае аварии.

Повреждения синхронизаторов

У синхронизаторов также могут возникать повреждения, не связанные с обычным износом. В данном случае, помимо условий эксплуатации, значительную роль играют также ошибки управления, допущенные водителем.

Различные картины неисправностей, которые могут возникать на отдельных деталях синхронизаторов, представлены на рисунках В1.89-В1.99.

А) Блокирующие кольца синхронизаторов

Износ молибденового слоя (рис. В1.89)

Признаки:

сильный (очень низкий профиль резьбы) или полный (профиль резьбы не различается) износ резьбы.

Причины:

  • длительная эксплуатация;

  • использование присадок к маслу, не соответствующих спецификации;

  • постоянное храповое зацепление, к примеру:

  • при не до конца разъединенном сцеплении; 

  • при повреждении переднего подшипника первичного вала;

  • при использовании масел с неподходящим классом вязкости (особенно при низких температурах);

  • присутствие воды в масле (коррозия молибденового слоя - почернение).

Разрушение молибденового слоя (рис. В1.90)

Признаки:

выкрашивание молибденового слоя, начиная от внешних витков резьбы. Разрушенные зоны имеют крупнозернистую структуру.

Рис. В1.89

Рис. В1.90

Причины:

переменные нагрузки на автомобиль, возникающие к примеру:

  • при движении на высшей передаче при низкой частоте вращения;

  • при неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;

  • при разбалансировке карданного вала;

  • под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД).

Рис. В1.91

 

Рис. В1.92

 

Признаки и последствия:

следы потускнения по всему периметру блокирующего кольца синхронизатора и на сцепном элементе (в большинстве случаев более заметны на задней стороне блокирующего кольца). Эта картина повреждения также может наблюдаться в связи с нарушениями храпового зацепления на сцепляющих зубьях. Кроме этого, во многих случаях на храповых зубьях блокирующего кольца синхронизатора имеются выбоины и заусенцы. Из-за сильного износа пары трения функция синхронизации не реализуется.

Причины:

  • длительная эксплуатация или ошибки при управлении автомобилем;

  • ошибки при переключении передач (тепловое расширение синхронизатора);

  • переключение передач с применением силы (расклинивание коробки передач).

Износ кулачкового упора (рис. В1.92)

Признаки и последствия:

повреждения кулачкового упора, такие, как разбивание или отламывание, в самых различных формах (иногда только повреждение краев). Следствием может быть полное разрушение или излом кулачкового упора.

Причины:

вибрация, вызванная следующим:

переменные нагрузки на автомобиль, возникающие к примеру:

  • при движении на высшей передаче при низкой частоте вращения;

  • при неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;

  • при разбалансировке карданного вала;

  • под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД);

  • постоянное храповое зацепление.

Износ храповых зубьев (рис. В1.93)

Признаки и последствия:

по мере увеличения износа появляется заметный уступ. Кроме этого, возможно образование заусенцев в направлении задней стороны зубьев. В результате этого могут возникать проблемы при переключении передач.

Причины:

  • вибрация (см. выше);

  • постоянное храповое зацепление.

Рис. В1.93

 

Рис. В1.95

 

Рис. В1.94

Излом блокирующего кольца синхронизатора (рис. В1.94)

Признаки:

место излома на кулачковом упоре (концентрация напряжений в надрезе).

Причины:

  • вибрация (как при износе кулачкового упора);

  • переключение передач с применением силы;

  • постоянное храповое зацепление.

Рис. В1.96

Легкий износ (рис. В1.95)

Признаки и последствия:

легкий износ ционном конусе, функционирование (следы приработки) не влияющий на синхронизатора. Дальнейшее использование деталей возможно без каких-либо ограничений.

Б) Сцепной элемент

Причина: 

  • нормальный износ в рамках приработки.

Рис. В1.97

 

Рис. В1.98

Зоны с повышенной температурой (рис. В1.96)

Признаки и последствия:

участки с повышенной температурой на фрикционном конусе, не вызывающие, однако, нарушения функционирования. Дальнейшее использование деталей возможно без каких-либо ограничений.

Причины:

  • высокие нагрузки;

  • жесткое переключение передач.

Зоны с повышенной температурой и тепловые трещины

Признаки и последствия:

на фрикционном конусе имеются значительные зоны с повышенной температурой и осевыми тепловыми трещинами. Тепловые трещины на сцепном элементе могут стать причиной чрезмерного износа блокирующего кольца синхронизатора.

Причина:

чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:

  • при переключении передач с применением силы;

  • при ненадлежащем разъединении сцепления;

  • при высокой относительной частоте вращения, обусловленной ошибками при управлении или неисправностями системы.

В) Синхронизатор

Признаки:

видимые следы износа на боковых поверхностях зубьев, а также уступы на ножках зубьев, образующиеся в результате разбивания.

Причины:

вибрация, вызванная следующим:

  • переменные нагрузки на автомобиль, возникающие к примеру:

  • при движении на высшей передаче при низкой частоте вращения;

  • при неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;

  • при разбалансировке карданного вала;

  • под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД).

Признаки и последствия:

значительные сколы на сцепляющих зубьях из-за нарушения храпового зацепления. В результате этого возникают проблемы при переключении передач.

Причина:

  • постоянное храповое зацепление.
Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Трансмиссия | Добавил: autodromcar (16.11.2019)
Просмотров: 68 | Теги: передача, признак, поверхность, зуб, повреждение, причина, возникать, Нагрузка, излом | Рейтинг: 3.0/1

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar