Подшипник КПП: борьба с трением в трансмиссии
В любой коробке передач, как и практически в каждом механическом устройстве с вращающимися деталями, присутствуют подшипники качения в количестве до 12 и более штук. Все о подшипниках КПП, их типах, конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене данных деталей — читайте в статье.
Что такое подшипник КПП?
Подшипник КПП (подшипник коробки передач) — деталь коробки переключения передач автотракторной техники; подшипник качения той или иной конструкции, выступающий в качестве опор валов и шестерен КПП.
В коробке передач, в зависимости от ее типа, количества передач, способа передачи крутящего момента между элементами и конструкции, может использоваться от 4 до 12 и более подшипников различных видов. Подшипники решают несколько задач:
- Выполнение функций опоры для всех или только отдельных валов (в большинстве случаев — по две опоры для всех валов, в некоторых коробках более простые или сложные схемы — одна опора для первичного вала, три опоры для вторичного вала, и т.д.);
- Выполнение функций опоры для шестерен, установленных на вторичном валу (в КП с синхронизированными передачами и свободновращающимися на вторичном валу шестернями);
- Снижение сил трения в опорах валов и шестерен (снижение потерь крутящего момента в трансмиссии, уменьшение нагрева ее деталей).
Применение подшипников обеспечивает правильную установку подвижных компонентов коробки передач и многократно снижает возникающие между данными деталями силы трения. От состояния и характеристик подшипников зависит работа КП, ее способность нормально передавать и изменять крутящий момент, и в целом обеспечивать управляемость транспортного средства. Поэтому изношенные и неисправные подшипники подлежат замене, а, чтобы сделать верный выбор этих деталей, необходимо разобраться в их конструкции, типах и применяемости.
Типы, конструкция и характеристики подшипников КПП
В автомобильных, тракторных и иных транспортных коробках передач используются стандартные подшипники качения нескольких основных типов:
- Шариковые однорядные радиальные и радиально-упорные;
- Шариковые двухрядные радиально-упорные;
- Роликовые однорядные радиальные;
- Роликовые конические однорядные;
- Роликовые игольчатые однорядные и двухрядные.
Каждый из типов подшипников имеет свои особенности и применяемость в коробках переключения передач.
Шариковые однорядные радиальные. Наиболее распространенные подшипники, которые могут применяться в качестве опор всех валов КП. Конструктивно представляет собой два кольца, между которыми располагается ряд стальных шариков в сепараторе. Иногда шарики закрыты металлическими или пластиковыми кольцами для предотвращения потери смазки. Подшипники этого типа наилучшим образом работают на относительно малонагруженных коробках легковых автомобилей и мототехники, однако иногда встречаются и на некоторых валах грузовых коробок.
Шариковые однорядные радиально-упорные. Данные подшипники нормально воспринимают радиальные и осевые нагрузки, они наиболее часто используются в качестве задних опор первичного и вторичного валов, которые в процессе эксплуатации КП могут подвергаться нагрузкам, направленным вдоль оси (вследствие перемещения синхронизаторов и их упора в шестерни). Конструктивно радиально-упорный подшипник похож на радиальный, однако его кольца имеют упоры, предотвращающие разрушение конструкции под действием осевых нагрузок.
Шариковые двухрядные радиально-упорные. Подшипники этого типа обладают большей устойчивостью к высоким нагрузкам, поэтому они обычно используются в качестве задней опоры первичного, а иногда и промежуточного вала. По конструкции такие подшипники похожи на однорядные, но в них используются широкие кольца с наружными упорами для шариков.
Роликовые однорядные радиальные. Эти подшипники могут работать под более высокими нагрузками, чем шариковые, поэтому они используются в качестве опор всех валов в КП автотракторной техники — грузовых автомобилей, тракторов, спецтехники, сельхозтехники и т.д. конструктивно подшипники этого типа похожи на шариковые, однако в них в качестве тел качения используются ролики — короткие цилиндры, вместе с сепаратором зажатые между кольцами с плоскими внутренними поверхностями.
Роликовые конические однорядные и двухрядные. Подшипники данного типа нормально воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки, при этом они более устойчивы к высоким нагрузкам, чем шариковые. Такие подшипники наиболее часто применяются в качестве задних и передних опор всех валов, двухрядные конические подшипники — в задних опорах первичных и вторичных валов. В конструкции данного подшипника используются конические ролики, которые устанавливаются между двумя кольцами со скошенными внутренними поверхностями.
Роликовые игольчатые однорядные и двухрядные. Подшипники этого типа, благодаря своей конструкции, обладают малыми габаритами при высокой устойчивости к радиальным нагрузкам — это достигается применением в качестве тел вращения роликов малого диаметра (игл), а иногда и дополнительно отказом от колец и/или сепараторов. Обычно игольчатые подшипники используются в качестве опор шестерен передач на вторичном валу, в качестве опоры вторичного вала (когда его носок располагается в торце первичного вала), реже — в качестве опор промежуточного вала.
Шариковый подшипник
Роликовый подшипник
Роликовый конический подшипник
Игольчатый двухрядный подшипник
В коробках передач могут использоваться подшипники одного типа, либо множество подшипников разных типов. Например, в КП Москвич-2140 установлено только три шариковых радиальных подшипника — они удерживают первичный и вторичный валы, а промежуточный установлен в корпусе коробки вовсе без подшипников качения. С другой стороны, в ВАЗовской «Классике» валы в большинстве своем опираются на шариковые радиальные подшипники, однако в передней опоре вторичного вала используется игольчатый подшипник, а промежуточный вал установлен на роликовый радиальный (задняя опора) и двухрядный шариковый (передняя опора). А в коробках со свободно вращающимися шестернями на вторичном валу дополнительно используются игольчатые подшипники по числу шестерен. В каждом случае конструкторы выбирают те подшипники, которые обеспечивают наилучшие режимы работы валов и шестерен коробки в зависимости от нагрузок и особенностей эксплуатации агрегата.
Все подшипники КП изготавливаются в соответствии со стандартами, определяющими размеры и характеристики деталей, а иногда их технологии производства и особенности. В первую очередь производство опирается на общий для подшипников качения стандарт ГОСТ 520-2011, также каждый тип подшипников соответствует своему стандарту (например, обычные шариковые радиальные — ГОСТ 8338-75, игольчатые — ГОСТ 4657-82, роликовые радиальные — ГОСТ 8328-75, и т.д.).
Вопросы правильного выбора и замены подшипников КПП
Замена подшипников КПП
Как правило, в мероприятия по регламентному техническому обслуживанию не входят операции по замене подшипников коробок передач — это выполняется по мере необходимости в случае износа или разрушения деталей. О необходимости выполнить такой ремонт могут говорить посторонние шумы и даже стуки со стороны КП, самопроизвольное включение и выключение передач, некорректно работающее или заклинивающее сцепление и в целом ухудшившаяся работа трансмиссии. Во всех этих случаях необходимо произвести диагностику, и при обнаружении неисправности — менять подшипники.
На замену следует брать подшипники только тех типов и размеров, что были установлены на коробке производителем. Выбор нужных подшипников лучше всего делать по каталогам деталей или специализированным справочникам, в которых указаны каталожные номера и типы всех подшипников данной конкретной коробки, а также допустимые аналоги деталей. Покупать подшипники можно по отдельности, однако в ряде случаев — например, для проведения капитального ремонта коробки — имеет смысл приобретать полные комплекты деталей для определенной модели агрегата.
Замена подшипников в большинстве случаев требует демонтажа и практически полной разборки коробки передач (исключением является замена подшипника первичного вала в некоторых КП, для которой агрегат необходимо только демонтировать с автомобиля, но не нужно разбирать). Данная работа довольно сложна и требует применения специального инструмента (съемников), поэтому ее лучше доверять специалистам. Если ремонт коробки выполнен правильно и в соответствии с инструкциями, то агрегат перестанет доставлять проблемы, повысив управляемость и комфорт автомобиля.
