А теперь выведем из зацепления первые шестерни и введем другие – шестерни несколько большего диаметра промежуточного вала – подведем к шестерне меньшего, чем в первом случае, диаметра ведомого вала. Передаточное число уменьшится. В результате ведомый вал будет вращаться быстрее, прибавит скорость автомобиль, зато сила тяги на колесах снизится. Это – вторая передача.
Вторая передача. Шестерня второй передачи ведомого вала входит в зацепление с шестерней второй передачи промежуточного вала. Соотношение их зубьев такое, что ведомый вал начнет вращаться быстрее. По сравнению с первой передачей здесь имеется выигрыш в скорости вращения, зато проигрыш в силе. Передача усилия через шестерни и валики показана голубой стрелкой.
Можно включить шестерни иначе. Шестерня ведущего вала имеет венец, а шестерня второй скорости ведомого вала внутренние зубья. Если подвинуть шестерню ведомого вала навстречу шестерне ведущего вала, можно ввести их в зацепление. Тогда оба вала окажутся соединенными в одно целое, или, как говорят, на прямую. В этом случае ведомый вал будет делать столько же оборотов, сколько и ведущий вал.
Третья – прямая передача. Ведущий и ведомый валы соединены.
Это – третья, прямая передача. В нашей коробке это наивысшая. Она является обычной рабочей скоростью, самой экономичной.
Секрет заднего хода
Коленчатый вал вращается по часовой стрелке. В том же направлении крутится и ведущий вал коробки передач. А промежуточный? Он постоянно связан шестерней с ведущим и поэтому вращается навстречу ему, то есть против часовой стрелки. В свою очередь ведомый вал, получая вращение от промежуточного, крутится навстречу ему или по часовой стрелке.
Весь механизм устроен так, что когда ведомый вал вращается слева – вверх – направо, автомобиль идет вперед. Значит, чтобы заставить его двигаться вспять, надо изменить направление вращения ведомого вала на обратное.
Шестерня заднего хода
Конструкторы решили эту задачу вводом дополнительной шестерни заднего хода. Она передвигается на самостоятельной оси и подключается между шестернями промежуточного и ведомого вала. Теперь ведомый вал получает вращение не непосредственно от промежуточного, а от шестерни заднего хода. Она будет вращаться по часовой стрелке, а ведомый вал – против. Автомобиль пойдет назад.
За тремя замками
Шестерни промежуточного вала легко и свободно движутся по шлицам, входят в зацепление. Но они так же легко могут выйти из зацепления, особенно во время движения по плохой дороге и тряске. И каждый раз водитель должен отвлекаться от наблюдения за дорогой, от управления автомобилем, чтобы вернуть шестерню на место.
Как же сделать, чтобы шестерни произвольно не двигались?
На каретках, передвигающих шестерни, имеются две выточки, в которых установлены шарики со спиральными пружинами. В корпусе коробки передач сделаны три пары круглых выемок по размеру шариков. Когда включается скорость и шестерни полностью входят в зацепление, шарики как раз подойдут к выемкам и под давлением пружин немного, опустятся в них.
На этом рисунке изображены фиксатор и замок
А не может ли случиться так, что одновременно станут передвигаться сразу две каретки и войдут в соприкосновение шестерни двух передач? Такое, если произойдет, вызовет поломку шестерен. Для предупреждения этого в коробке передач устанавливаются так называемые замки. Когда одна каретка перемещается, замки не позволяют передвигаться другой.
Шуметь воспрещается
На биллиардном столе сражение в полном разгаре. Высокий игрок, чья очередь, бьет сильно, от чего шар стремительно мчится по сукну, с громким стуком натыкается на другой. Партнер высокого, наоборот, посылает свой шар легким ударом, и у него шары сталкиваются с еле слышным щелчком.
Почему такое различие звуков по громкости? Оказывается, все дело в разности скоростей у катящихся шаров. Зависимость тут такая: чем больше скорость, тем громче стук от столкновения. То же происходит с шестернями. Предположим, у нас имеются две шестерни на осях, причем одна из них вращается. Попробуем ее ввести в зацепление со второй, неподвижной. Зубья столкнутся с громким лязгом. Причем и здесь та же закономерность: чем быстрее вращение, тем лязг громче.