Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно
Какой автомобильный агрегат приходит на ум сразу после двигателя? Что внушает ужас и трепет ученикам автошкол, но вызывает довольную улыбку на лицах водителей со стажем? С каким механизмом многие из нас работают по несколько часов в день, порой даже не подозревая о принципе его внутреннего устройства? Да, ответ лежит на поверхности: это механическая коробка передач. Рассказав об основных проблемах, возникающих с автоматическими коробками передач, разобравшись с мифами и слухами о бесступенчатых трансмиссиях, мы решили: хватит незаслуженно обделять вниманием самую главную, простую и, несмотря ни на что, популярную вариацию механизма, превращающего мотор из котла для сжигания топлива в сердце автомобиля.Наглядное пособие
Специально для этого материала компания «PacPac» предоставила нам конструктор «FischerTechnik», схематично показывающий принцип работы механической коробки передач, и мы даже смогли его собрать. Обратим особое внимание на то, что он передает лишь самые базовые свойства, совершенно не учитывая ряд явлений, происходящих в реальной автомобильной КПП: в нем нет ни муфт, ни вилок, ни синхронизаторов, а выбор передачи реализуется посредством перемещения собственно первичного вала. Если бы это была реальная металлическая «механика», она прожила бы совсем недолго, разлетевшись уже после нескольких десятков переключений. Тем не менее, взглянув на эту маленькую бесстрашную «коробочку передачек», лихо подтыкающую их без синхронизации в неподвижный вторичный вал, можно увидеть и понять основное предназначение агрегата: давать возможность менять передаточное отношение при помощи шестерней различного размера. А это уже что-то.
Конструктор FischerTehnik, демонстрирующий принцип работы МКППИзобретая велосипед
Начиная повествование о коробке передач, стоит вкратце разобраться – а зачем вообще она нужна? Ведь всем известно, что главное в машине – двигатель, так неужели нельзя напрямую передать выполняемую им работу на колеса, не выдумывая сложных схем с кучей шестерней, третьей педалью в салоне и рычагом, который надо постоянно ворочать? К сожалению, нет.
Для ответа на этот очевидный вопрос лучше всего посмотреть на велосипед, точнее, его эволюцию. Простейший вариант представляет собой две звездочки, связанные цепной передачей. Вращая одну – ведущую – звездочку при помощи педалей, наездник приводит в движение вторую – ведомую, связанную непосредственно с колесом, таким образом вращая его. Велосипед движется вперед, все счастливы и довольны. По крайней мере, были до определенного момента – до тех пор, пока велосипед служил для перемещения по относительно ровным и горизонтальным поверхностям. Внезапно выяснив, что порой на пути встречаются подъемы, рыхлые грунты и прочие неудобства, люди задумались об усовершенствовании конструкции. Результатом стало как раз то, что можно назвать прообразом механической коробки передач – наборы звездочек спереди и сзади, позволяющие изменять передаточное отношение.
Передаточное отношение – частное, получаемое при делении скорости ведущей звезды на скорость ведомой, то есть количества их оборотов. Оно обратно передаточному числу, которое рассчитывается как отношение числа зубьев на ведомой звездочке к их числу на ведущей. Проще говоря, чем меньше ведущая звезда и больше ведомая, тем легче будет ее вращать и тем медленнее она будет двигаться. Снова вспоминаем старые велосипеды: спереди педалями приходилось вращать большую звезду, в то время как звездочка на задней втулке была маленькой. В результате, пытаясь в детстве тронуться на каком-нибудь «Урале», приходилось всем весом налегать на педали, чтобы провернуть заднее колесо. Ну а сейчас магазины изобилуют россыпью двухколесников, даже самые бюджетные из которых имеют по несколько звезд сзади и спереди. Благодаря этому можно, например, изменить набор: ведущая звездочка будет маленькой, а ведомая – большой. Тогда педали будут вращаться очень легко, но особо разогнаться не получится. Зато в горку можно будет ехать, а не тащить.
От велосипеда к автомобилю
К чему относился весь этот подробный велоликбез? Как раз к тому, зачем нужна коробка передач вообще: ведь характеристики источника энергии, будь то велосипедист или двигатель внутреннего сгорания, постоянны. Первый развивает определенную мышечную силу, ограниченную физическими возможностями, а для второго возможности выражаются количеством развиваемых оборотов. Дело в том, что в их рабочем диапазоне просто нельзя подобрать такое передаточное отношение, которое позволит и уверенно тронуться с места, и разогнаться до 150 и более километров в час. Ситуация усугубляется тем, что если у велосипедиста максимальный «крутящий момент» доступен практически «с холостых оборотов», то с ДВС ситуация иная: для его достижения обороты должны быть довольно высокими. Да и максимальная мощность, тоже немаловажная для движения, появляется в верхнем их диапазоне.
Какой из этого следует вывод? Придется прибегать к тому же приему, что и на велосипеде: изменять передаточное отношение. Между чем и чем? Сейчас разберемся.
А теперь – к самой коробке передач
Принципиально от велосипедной трансмиссии автомобильная коробка передач отличается типом привода: если в первой используется цепь, то вторая имеет в своей основе шестеренный механизм. В целом же суть у них одна: и там, и там шестерни (звезды) имеют неодинаковые размеры, обеспечивая разное передаточное отношение. Кстати, изначально, в ранних КПП они были простыми прямозубыми, а позже стали косозубыми, так как в этом случае обеспечивается более тихая их работа.
В общем виде механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни. Их задача – передать крутящий момент с маховика двигателя на колеса. В классическом случае для этого используется либо два, либо три вала. Рассмотрим трехвальный вариант, от которого будет проще перейти к двухвальному.
Итак, в трехвальном исполнении в КПП есть первичный, вторичный и промежуточный валы. Первые два при этом расположены на одной оси, являясь будто продолжением друг друга, но независимы и вращаются отдельно, а третий физически располагается под ними. Первичный вал короткий: одним концом он через сцепление соединен с маховиком двигателя, то есть принимает с него крутящий момент, а на втором конце расположена одна-единственная шестерня, передающая этот момент дальше, на промежуточный вал. Он, как мы помним, находится ниже ведущего и представляет собой уже длинный стержень с шестернями на нем. Их количество совпадает с количеством передач, плюс одна для соединения с первичным валом.
Закреплены шестерни на промежуточном валу жестко, зачастую они вытачиваются из единой металлической заготовки. Их можно назвать ведущими (хоть и приводятся в движение они через первичный вал). Постоянно вращаясь, они передают крутящий момент на ведомые шестерни вторичного вала (их здесь, кстати, уже ровно столько же, сколько передач). Этот третий вал схож с промежуточным, но главное отличие в том, что шестерни на нем являются подвижным элементом: они не связаны с валом жестко, а нанизаны на него и вращаются на подшипниках. Их продольное перемещение при этом исключено, они расположены строго напротив шестерней промежуточного вала и вращаются вместе с ними (хотя существует и другой вариант, когда шестерни могут двигаться вдоль вала). Одним концом вторичный вал, как мы помним, обращен к первичному, а второй служит уже непосредственно для передачи крутящего момента на колеса – например, через кардан и редуктор заднего моста.
Итак, мы получили конструкцию, где первичный вал при сомкнутом сцеплении вращает промежуточный, а тот – одновременно все шестерни на вторичном валу. Однако сам вторичный вал по-прежнему неподвижен. Что нужно сделать? Включить передачу.
Включаем передачу
Включение передачи означает соединение одной из шестерней вторичного вала с ним самим, чтобы они начали вращаться вместе. Осуществляется это так: между шестернями располагаются специальные муфты, которые могут перемещаться вдоль вала, но вращаются вместе с ним. Они выполняют роль «замков», при помощи зубчатых венцов на своих соприкасающихся торцах жестко соединяющих вал с шестерней, к которой примыкает муфта. Она приводится в движение вилкой – этакой «рогаткой», которая, в свою очередь, соединена с рычагом КПП – тем самым, которым орудует водитель. Привод КПП может быть разным: рычажным (с использованием металлического вала), тросовым и даже гидравлическим (такой используют на грузовиках).
На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача
Теперь картинка более-менее сложилась: передвинув муфту к одной из шестерней вторичного вала и замкнув их, мы добиваемся вращения вала и, соответственно, передачи крутящего момента на колеса. Но тут есть еще несколько «фишек», о которых нужно упомянуть.
Синхронизаторы
Для начала представим себе переключение передачи при движении автомобиля. Муфта, отходя от шестерни, разблокирует ее и пойдет к соседней (либо же в дело вступит другая муфта, между другими шестернями). Казалось бы, никаких проблем тут нет… Однако все не так гладко: ведь муфта (и, соответственно, вторичный вал) теперь имеет одну скорость вращения, заданную предыдущей ведомой шестерней, а шестерня следующей передачи – другую. Если просто резко совместить их, произойдет удар, который, хоть и моментально уравняет скорости, ничего хорошего не принесет: во-первых, шестерни и их зубья могут банально повредиться, а во-вторых, переключать передачи таким образом – вообще не лучшая затея. Как же быть? Ответ прост: перед включением передачи скорости движения шестерни и муфты нужно синхронизировать.
Для этих целей используются детали, именуемые – внезапно – синхронизаторами. Принцип их работы прост настолько же, насколько и их название. Для синхронизации скоростей двух вращающихся узлов используется самое простое решение: сила трения. Перед тем, как войти в зацепление с шестерней, муфта подходит к ней вплотную. Контактная часть шестерни имеет коническую форму, а на муфте расположен ответный конус, на котором установлено бронзовое кольцо (или несколько колец, так как эти детали, как можно понять, подвергаются основному износу). Прижимаясь к зубчатому колесу через эту «прокладку», муфта разгоняет или тормозит его до своей скорости. Далее все идет уже как по маслу: поскольку теперь две детали неподвижны относительно друг друга, муфта легко, плавно, без рывков и толчков входит в зацепление с шестерней посредством зубчатых венцов, расположенных в зоне сопряжения, и они продолжают движение вместе.
Прямая и повышающая передачи
Переходим к следующему пункту. Представим себе, что, постепенно разгоняясь, мы достигли такой скорости движения автомобиля, при которой двигатель в состоянии обеспечить то, о чем мы говорили в самом начале, – непосредственное вращение колес без помощи дополнительных шестерней. Какое решение этой задачи будет наиболее простым? Вспоминая, что первичный и вторичный вал в трехвальной КПП располагаются на одной оси, мы приходим к простому выводу: нужно соединить их напрямую. Таким образом мы добиваемся желаемого результата: скорость вращения маховика двигателя совпадает со скоростью вращения вторичного вала, непосредственно передающего крутящий момент на колеса. Идеально! При этом передаточное отношение, очевидно, составляет 1:1, поэтому такая передача называется прямой.
На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача
Прямая передача является весьма удобной и выгодной: во-первых, минимизируются потери энергии на вращение промежуточных зубчатых колес, а во-вторых, сами колеса гораздо меньше изнашиваются, так как на них не передается никакого усилия. Однако мы помним, что шестерни промежуточного и вторичного валов всегда находятся в зацеплении, и оно никуда не пропадает, так что они продолжают вращаться, но уже «вхолостую», не передавая крутящий момент.
А что если пойти еще дальше и сделать передаточное число меньше единицы? Нет проблем: это практикуется уже давно. На деле это означает, что ведомая шестерня будет меньше ведущей, а, следовательно, двигатель при той же скорости, что и на прямой передаче, будет работать на меньших оборотах. Преимущества? Снижаются потребление топлива, шум и износ двигателя. Однако крутящий момент в таких условиях будет далеко не самым высоким, и для передвижения нужно поддерживать большую скорость. Повышающая передача (ее еще называют овердрайв) служит в основном для поддержания этой скорости при постоянном движении, а при обгоне вам, скорее всего, придется переключиться на пониженную.
Задний ход
Ну вот, с тем, как ехать вперед, мы разобрались, а как же реализовать задний ход? Ведь вращение маховика не изменишь, а значит, и первичный вал будет всегда вращаться строго в одном направлении. На самом деле, здесь все еще проще.
На видео: коробка передач FischerTechnik, задняя передача
Имея ведущую и ведомую шестерни и необходимость изменить направление вращения последней, достаточно просто расположить между ними третью – промежуточную. Вопрос решен! Задний ход в автомобилях, как правило, выполнен именно так. Соответственно, ведущая и ведомая шестерни по-прежнему располагаются на своих местах, а вторичный вал при этом вращается в обратную сторону – противоположную первичному.
Двухвальные коробки передач
Как мы и обещали, от трехвальной КПП перейдем к двухвальной. На самом деле различий в их устройстве и работе – минимум. Главное заключается в том, что промежуточный вал отсутствует, а его роль в полном объеме берет на себя первичный. На нем располагаются неподвижные шестерни, и он же напрямую передает крутящий момент на вторичный вал.
Также из несоосного расположения вторичного вала относительно первичного проистекает второе отличие двухвальной КПП: отсутствие прямой передачи в силу банальной физической невозможности жестко соединить напрямую эти два вала. Это, конечно, не мешает подобрать передаточное отношение повышенных передач таким образом, чтобы оно стремилось к значению 1:1, но привод в любом случае будет осуществляться через шестерни со всеми сопутствующими этому потерями.
Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.
Вместо заключения
Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать раллийного гонщика с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.
<a href=»http://polldaddy.com/poll/9116941/»>Ну как, теперь понятно, как работает МКПП?</a>
Читайте также:
Принцип работы мкпп
Принцип работы мкпп
Коробка переключения передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом.
Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня.
Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.
Устройство механической коробки передач
Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:
- картера;
- первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
- дополнительного вала и шестерни заднего хода;
- синхронизаторов;
- механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
- рычага переключения.
Сцепление
Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.
Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.
Шестерни и валы
В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.
В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.
На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.
Синхронизаторы
Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.
Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.
Виды механических КПП
По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:
- 4-ступенчатую;
- 5-ступенчатую;
- 6-ступенчатую.
Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.
По количеству валов МКПП подразделяются на:
- двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
- трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.
Принцип работы МКПП
Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.
Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.
Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.
Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.
Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.
Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.
Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.
На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.
Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.
Преимущества и недостатки МКПП
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП | Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП |
| Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД | Утомляющий для водителя процесс переключения передач |
| Высокая надежность за счет простоты конструкции | Необходимость периодической замены сцепления |
| Простое и недорогое обслуживание | Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП |
| Возможность более эффективного движения по бездорожью | Возможность буксировки автомобиля |
Как пользоваться механической коробкой
Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.
Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:
- выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
- при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
- при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.
Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.
В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:
- отпустить педаль газа;
- левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
- рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
- аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.
В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.
Устройство механики
- Сцепление. Нужно для смыкания и размыкания ведущего вала (первичного) с маховиком коленвала. Как работает сцепление на механике, поговорим в следующих обзорах
- Первичный вал. Через него передается вращение от двигателя к другим элементам коробки
- Вторичный вал или ведомый. Через него момент и скорость передается на ведущие колеса автомобиля.
- В зависимости от разновидности коробки передач в ее составе может быть промежуточный вал. Он нужен для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Это трехвальные КПП.
- Синхронизаторы. Они предотвращают удары звездочек с валом при включении передачи, синхронизируют их скорости вращения. Продлевают сроки эксплуатации, повышают надежность МКПП и плавность включения скорости
- Элементы управления включением и отключением передач в коробки. Бывают тросовые, тяговые и гидравлические. Это не столь важно для нашей темы, главное понять принцип работы механической коробки
Что такое прямая передача и повышенная
В большинстве случаев прямой передачей считается четвертая.
А почему прямая? Потому что весь крутящий момент напрямую передается от двигателя к колесам, передаточное отношение равно единицы.
В трехвальных коробках первичный и вторичный валы не соединены между собой жестко, соединение происходит при включении четвертой передачи. Принцип такой же, муфта ведомого вала входит в зацепление с шестерней ведущего. Весь момент передается напрямую от мотора к колесам, минуя все звездочки и промежуточный вал. Это способствует экономию энергии, затраченной на вращение колес, а соответственно экономия топлива и увеличение ресурса агрегатов автомобиля.
Схема работы прямой передачи механической коробки передач
А если передаточное число звездочек сделать меньше 1? Это увеличит экономичность машины. При равной скорости движения автомобиля, момента на колеса будет передаваться меньше, а значит, меньше усилий затрачивать будет двигатель для поддержания этой скорости. Отсюда и пониженные обороты мотора – выше его экономичность.
Как этого добиться? Чтобы это число было менее единицы, ведущая звездочка должна быть больше ведомой. Это соотношение обеспечивают высокие передачи: пятая, шестая и т.д. Современные механические КПП могут похвастаться наличием 6 ступеней. Автоматические коробки передач оснащаются 7 и 8 передачами. Все это делается в угоду снижения расхода топлива и сокращению выбросов автомобиля.
Задняя скорость
Для того чтобы заставить колеса крутится в обратную сторону для езды задом, используется дополнительный вал, четвертый. Он маленький, шестерня на нем жестко закреплена. Его назначение – передать обратное вращение вторичному валу.
В отличие от других валов, звездочка заднего хода не находится в постоянном зацеплении с другими шестернями. Для включения задней передачи нужно сместить её и ввести в зацеп с промежуточным и вторичным валами.
Стоит заметить, на ней отсутствует синхронизатор. Поэтому, для четкого включения задней скорости, вращение всех валов должно быть остановлено, отключено сцепление с двигателем и машина должна стоять не подвижно.
Принцип работы шестерни задней передачи механической коробки передач
Двухвальная КПП
Ее применяют в переднеприводных машинах.
Главное отличие – отсутствие промежуточного вала, вторичный находится под первичным.
Ведущий имеет большую длину, звездочки на нем намертво закреплены. Они вращаются вместе с ним. Все переключения происходят на ведомом валу.
Устройство двухвальной механической коробки передач
Принцип работы такой же. На ведомом, шестерни жестко не закреплены. Они находятся в постоянном зацеплении со звездочками ведущего вала. Переключения происходят за счет перемещения муфт и синхронизаторов. Также существует промежуточная шестеренка заднего хода.
Еще одним отличием от трехвальной – дифференциал. Он внедрен в конструкцию коробки передач. Его цель — передать вращение на колеса.
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Механическая коробка передач: принцип работы
«Механика»: 120 лет в машиностроении
Механическая коробка передач – это устройство для поступенчатой перемены передаточного отношения скорости вращения от двигателя к ведущим колёсам. Выбор и включение нужной передачи при использовании механической КПП водитель осуществляет вручную (в отличие от коробки передач автоматической). Название данного устройства отражает ещё и тот факт, что весь его функционал реализуется за счёт только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от трансмиссий гидравлических или электрических). Популярно, но технически достоверно принцип работы МКПП освещён в данной публикации.
Предназначение коробки передач
Почему у автопроизводителей возникла необходимость во внедрении коробки переключения передач? Потому, что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и довольно небольшом, диапазоне оборотов. А частота обращения колёс – от трогания с места до езды на больших скоростях – происходит в гораздо более обширном диапазоне. И не представляется возможным выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое бы обеспечило весь этот диапазон, с одновременным разумным использованием диапазона оборотов двигателя.
Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью,требуется затратить более значительную работу в физическом смысле, то есть подать на его колёса большую мощность. То есть, при небольшой скорости нужны высокие обороты двигателя.
Наоборот, при равномерном движении разогнавшегося автомобиля по ровной дороге его скорость высока, а большой мощности и высоких оборотов двигателя уже не требуется – чтобы поддерживать нужную скорость, достаточно и малой мощности, и низких оборотов. При повышении скорости растёт и аэродинамическое сопротивление движению двигателя, что требует высоких оборотов и более значительных затрат мощности. То же самое – при движении в гору, требуется увеличить силу тяги.
Отсюда возникает необходимость в передаче вращения с двигателя на колёса с определённым передаточным числом, которое можно было бы изменять в зависимости от условий езды. В этом один из пионеров мирового автопрома – немецкий инженер Карл Бенц убедился в первой же длительной (на 80 км) поездке на автомашине собственной конструкции.
Об истории возникновения МКПП
Это автопутешествие состоялось в 1887 году. Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями ехали к тёще изобретателя. 80-километровое путешествие оказалось очень сложным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторые, с виду небольшие, подъёмы его приходилось заталкивать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал автомобиль, снабдив его дополнительной вспомогательной передачей – «понижайкой», для увеличения силы тяги.
Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростями вращения коленвала мотора и ведущих колёс.
Разумеется, первая механическая коробка передач Карла Бенца была сначала очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикреплённые к ведущей оси. С мотором они соединялись ремнём, и при помощи рычагов ремень можно было перекидывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву пришла металлическая цепь и звёздочка, как на современных «продвинутых» велосипедах.
Зубчатую передачу и коробку передач на шестерёнках впервые поставил на автомобиль Вильгельм Майбах. Параллельно с немецкими автоинженерами, примерно в те же годы, похожими изысканиями занимались и французские. В созданной Эмилем Левассором и Луи Панаром механической коробке переключения передач уже применялся целый набор зубчатых колёс с разными передаточными числами для движения вперёд и одна шестерня – для движения назад. Как и в наше время, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло разным по своему диаметру зубчатым колёсам входить в зацепление с неподвижной шестернёй на первичном валу.
Официально изобретателем механической коробки переключения передач, похожей на современную, стал Луи Рено: в 1899 году этот молодой начинающий автопромышленник запатентовал первую в мире КПП, основанную на системе подвижных зубчатых колёс и валов. Она была трёхскоростной.
Первый запатентовавший МКПП человек – Луи Рено – в своей «лаборатории».
Заокеанский пионер автопрома – Генри Форд – не копировал достижения немецких и французских инженеров, а шёл своим путём. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных шестерён (сателлитов), которые вращались вокруг центральной («солнечной») шестерни и фиксировались при помощи водила. Именно такой – планетарной КПП оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».
Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробки на зубчатых шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое сделал в 1928 году Шарль Кетеринг из «Дженерал Моторс». Оно сделало механические коробки передач более лёгкими в управлении, придало им новый импульс развития и «техническое долголетие».
Устройство механической коробки переключения передач
С момента изобретения Луи Рено прошло уже более 120 лет но главный принцип ступенчатой шестерёнчатой коробки передач остался тем же. Современные МКПП, разумеется, гораздо более совершенны: в них стоят шестерни не с прямым, а косозубым зацеплением, и они более удобные, бесшумные и долговечные. В целом, автомобили с «механикой» экономичнее, чем машины с автоматической коробкой передач.
Состоит механическая КПП из набора косозубых шестерён разного размера, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом мотора и ведущими колёсами. Передаточное число становится другим путём перемещения как самих шестерён, так и специального устройства – синхронизатора. Его задача – уравнивать (синхронизировать) окружные скорости включаемых в зацепление шестерён.
Принцип таков, что, чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у неё наибольшее. На ней передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и, при высокой частоте вращения коленвала, скорость движения автомобиля остается низкой, а сила тяги – высокой. На высшей передаче, соответственно, – наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колёса не передается, и машина катится по инерции либо стоит.
Большинство серийных современных автомашин, оснащённых механической коробкой переключения передач, имеют 5 «скоростей», или скоростей движения вперед. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных МКПП были четырёхскоростными. Механическими коробками с шестью и более скоростями, как правило, комплектуются «заряженные» спортивные машины или джипы.
С технической точки зрения, механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колёса – шестерни, которые поочерёдно приходят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного вала, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций шестерён происходит вручную.
Механическая коробка переключения передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Данный узел предназначен для временного разъединения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода зацепления с одной шестерни на другую,без выключения оборотов двигателя, и при их полном сохранении.
Виды компоновки механических КПП
Получившими повсеместное распространение компоновками механических коробок переключения передач стали двух- и трёхвальные. Они называются так по количеству параллельно расположенных валов, на которых и расположены косозубые шестерни.
В трёхвальной МКПП находятся три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединён со сцеплением, на его поверхности имеются шлицы. По ним передвигается ведомый диск сцепления. С данного вала энергия вращения передаётся на жестко соединённый с ним шестернёй промежуточный вал.
Ведомый вал является соосным с валом ведущим, соединённым с ним через подшипник, который находится внутри первого вала. Поэтому данным осям обеспечено независимое вращение. Блоки «разнокалиберных»шестерней ведомого вала не имеют жёсткой фиксации с ним, а также разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Вот они жёстко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться вдоль вала по шлицам.
На торцах муфт нанесены зубчатые венцы, которые могут соединяться с аналогичными венцами на торцах шестерён ведомого вала. Современные стандарты производства коробок передач предполагают наличие таких синхронизаторов на всех передачах для движения вперёд.
В двухвальной механической КПП также обеспечено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трёхосной конструкции, на ведущей оси находится набор шестерёнок, а не одна. Промежуточный вал отсутствует, а с ведущем запараллелен ведомый вал. Шестерни обоих валов свободно вращаются и всё время находятся в зацеплении.
На ведомом валу имеется жёстко закреплённая ведущая шестерня главной передачи. Между остальными шестернями находятся синхронизационные муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле работы синхронизаторов похожа на трёхвальную компоновку. Разница же в том, что прямая передача отсутствует, а каждая ступень имеет только одну пару соединённых шестерёнок, а не две пары.
С одного конца ведомого вала в жёстком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.
Двухвальная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем у трёхвальной, однако она имеет ограничения по повышению передаточного числа. За счёт данной особенности, двухвальная конструкция МКПП применяется исключительно в легковых автомобилях.
В редких случаях на современных автомобилях могут также использоваться четырёхвальные коробки передач. Но по принципу своей работы они тоже соответствуют двухвальным– без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичные. Чаще всего, это механические КПП с 6-ю передачами переднего хода. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи.
Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестернёй. При переходе её в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратную сторону. На задней передаче синхронизатора нет, поскольку задний ход задействуется только при полной остановке автомобиля. Во всяком случае, так нужно делать. Поэтому на МКПП автомашин многих производителей имеется защита от случайного включения заднего хода на ходу (нужно поднять специальное кольцо на рычаге для переведения его в положение заднего хода).
Последовательность работы МКПП. Роль синхронизаторов
Когда включен нейтральный режим, то вращение шестерён происходит свободно, а все муфты-синхронизаторы расположены в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП перемещает муфту в зацепление с соответствующей парой на торце шестерни. И шестерня жёстким образом фиксируется с валом и не прокручивается на нём, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.
Во время движения механизм переключения передач приводится в действие с места водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, передвигают синхронизаторы и задействуют нужную скорость.
Пары шестерён двух низших передач имеют самые большие передаточные числа (на легковых машинах – обычно от 5:1 до 3,5:1), и применяются для трогания с места и поступательного разгона, а также при необходимости постоянного движения с невысокой скоростью, либо по бездорожью.
При движении на низших передачах даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать довольно медленно, но при этом в полной мере будут использоваться его мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля на том же уровне оборотов двигателя, а его сила тяги меньше. На высших передачах автомобиль не сможет тронуться с места или ехать на низких скоростях. Зато он может передвигаться на больших, вплоть до максимально предусмотренной, скоростях, при средних оборотах двигателя.
В абсолютном большинстве современных МКПП расположены шестерни с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямозубые, к тому же они менее шумные в работе. Изготавливаются косозубые шестерни из высоколегированной стали, и на финальном этапе производства выполняется закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающие долговечность деталей.
До появления синхронизаторов для безударного включения более высокой передачи водителям нужно было производить двойной выжим, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для равнения окружных скоростей шестерней. А для перехода на более низкую передачу надо было сделать перегазовку, чтобы выровнять обороты ведущего и ведомого валов. После введения синхронизаторов необходимость в этих манипуляциях отпала. И шестерни стали защищёнными от ударных нагрузок и преждевременного износа.
Впрочем, и современной легковой автомашине эти «навыки из прошлого» также могут пригодиться. К примеру, они помогут переключить-таки передачу в случае выхода из строя сцепления, или если возникнет необходимость в резком торможении двигателем, при отказавшей рабочей тормозной системе.
Механическая коробка передач: принцип работы для чайников
Автоликбез19 апреля 2017
Чтобы сдвинуть автомобиль с места и разогнать его, нужно мощность двигателя (крутящий момент) преобразовать и передать на ведущие колеса. Но как это реализовать, когда мотор уже работает на холостом ходу и его коленчатый вал вращается, а машина стоит на месте? Задачу способен решить простейший трансмиссионный агрегат из ныне существующих – механическая коробка передач (МКПП).
Помимо нее, в современных авто используются автоматические и вариативные виды трансмиссии, но это более сложные и дорогие устройства.
Зачем нужна МКПП?
Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.
Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.
Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:
- Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
- Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
- Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.
Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.
Работа сцепления
Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.
Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.
Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:
- На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
- Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
- Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.
Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.
Работа механической коробки
Агрегат состоит из таких основных элементов:
- корпус с масляным картером;
- три вала с шестеренками – первичный, вторичный и промежуточный;
- устройства синхронизации;
- рукоять переключения с вилочными приводами перемещения шестерен.
С помощью рукоятки водитель меняет пары шестерен, входящие в зацепление с приводами от двигателя и колес. Шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить нужный крутящий момент на колесном приводе при разных режимах движения. На первых ступенях выходного вала задействованы шестеренки большего диаметра, чтобы главная передача вращалась медленнее, но с большим усилием. На III, IV и V скорости размер шестерен уменьшается и в итоге при движении на высокой скорости число оборотов привода и коленвала совпадает.
Зубья шестерней выполнены под углом с целью снижения шума трансмиссии. Чтобы при вхождении в зацепление на ходу зубья не переломались и не возникло удара, синхронизатор уравнивает скорости вращения соседних шестеренок. Это происходит в момент, когда водитель выжимает сцепление и переводит рукоять на другую позицию.
Механическая КПП является наиболее простой и надежной трансмиссией, устанавливаемой на автомобили с различной грузоподъемностью. Чем она отличается от автоматической и вариативной, – так это низкой стоимостью при высокой ремонтопригодности, а это влияет и на общую цену авто. Неудобство одно: водителю нужно постоянно манипулировать педалями акселератора и сцепления, чтобы своевременно переключаться на другую скорость при изменении режима движения.
Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки
Коробка передач или КПП — это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.
«Speed1c» участника Rohloff AG — http://www.rohloff.de/. Под лицензией GNU Free Documentation License с сайта Викисклада — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Speed1c.png#mediaviewer/File:Spe…
Виды коробок передач
В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).
Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.
Механическая коробка (МКПП)
Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.
Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.
Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных только передним приводом.
В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.
Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.
Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.
Автоматическая коробка (АКПП)
Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.
Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.
Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.
Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.
Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.
Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.
Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.
Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:
- сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
- низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
- сложность в проведении ремонтных работ
Роботизированная коробка (РКПП)
Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.
Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.
Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.
Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.
Вариативная коробка (Вариатор)
Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.
Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.
Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.
По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?
Механическая коробка переключения передач (МКПП): особенности и специфика устройства
Механическая коробка передач – один из важнейших узлов автомобиля, ее главная задача состоит в приеме, изменении и передаче крутящего момента от мотора на колеса. Если говорить простыми словами, она позволяет колесам авто вращаться с различной скоростью при одних и тех же оборотах двигателя.
У многих автомобилистов может возникнуть резонный вопрос, а для чего все-таки нужен этот механизм? Ведь скорость авто зависит от силы нажатия на акселератор, и, казалось бы, можно соединить мотор прямо с колесами. Но двигательные агрегаты работают в диапазоне 800-8000 оборотов в минуту. А при движении – в еще более узком диапазоне 1500-4000 об/мин. При слишком долгой работе на низких оборотах (менее 1500) двигатель быстро утратит работоспособность, поскольку давление масла будет недостаточным для смазки. А длительная работа на слишком высоких оборотах (свыше 4000) становится причиной быстрого износа комплектующих.
Рассмотрим, как коробка передач изменяет скорость авто:
- двигатель в процессе работы вращает коленвал и приводной вал;
- это движение передается на шестерни МКПП
- шестерни начинают вращаться с разной скоростью;
- водитель включает выбранную передачу;
- на вал кардана и колеса передается заданная скорость вращения;
- авто начинает ехать с требуемой скоростью.
Иными словами, коробка перемены передач призвана обеспечить выбор подходящего режима функциональности мотора в разных условиях на дороге — разгон, торможение, плавная езда и прочее. В «механике» процедура смены передач производится водителем в ручном режиме, без использования вспомогательных приспособлений.
Специфика работы МКПП
Возможности каждой машины с МКПП зависят от передаточного числа, т.е. от того, какое количество передач доступно для регулирования скоростных режимов транспортного средства. Современные авто обычно комплектуются пятиступенчатыми МКПП.
Механические коробки передач производятся уже свыше 100 лет, сегодня их конструкция доведена практически до идеала. Они надежны, экономичны в обслуживании, неприхотливы в эксплуатации и легко ремонтируются. Пожалуй, единственный их минус – необходимость самостоятельно переключать передачи.
Коробка переключения передач тесно взаимодействует со сцеплением. При смене передачи водитель должен выжимать педаль сцепления, чтобы синхронизировать работу двигателя и валов, регулирующих повышение/понижение скорости.
Когда водитель выжимает сцепление и начинает переключать передачу, начинают работать вилки переключения передач, которые перемещают муфты в нужном для переключения направлении. При этом сразу же срабатывает замок (блокировка), который исключает возможность одновременного включения сразу двух передач. Если бы устройство не было оборудовано замком, то периодически вилки переключения передач могли бы цеплять сразу две муфты.
После того, как вилка задела муфту, она передает ей необходимое направление. Зубцы муфты и размещенной рядом на валу шестерни передачи соприкасаются, из-за чего шестерня блокируется. После этого сразу же начинается совместное синхронизированное вращение на валу, МКПП передает это вращение в двигательный агрегат, от него — на карданный вал и далее — на сами колеса. Вся эта процедура занимает долю секунды.
В том же случае, если ни одна из шлицевых муфт не входит во взаимодействие с шестерней (т.е. не блокирует ее), то коробка находится в нейтральном состоянии. Соответственно, движение вперед невозможно, так как силовой агрегат и трансмиссия находятся в разобщенном состоянии.
Механическая коробка переключения передач обычно оборудована удобным для руки рычагом, который специалисты называют «селектором». Выжимая рычаг в определенном направлении, водитель выбирает повышение или понижение скорости. Традиционно селектор переключения передач устанавливается на самой коробке в салоне автомобилей, либо же сбоку.
Преимущества использования МКПП в России
Самым главным достоинством автомобилей с МКПП можно считать их стоимость, кроме того, «механика» не требует специального охлаждения, которым обычно оборудуются АКПП.
Каждый опытный водитель хорошо знает, что авто с МКПП более экономичны в потреблении топлива. Например, Peugeot 208 Active 1.6 бензин, механика (115 л.с), который имеется в наличии в ГК Favorit Motors, потребляет всего 5.2 литра горючего на 100 километров пути в городских условиях. Подобно этой марке, и другие модели транспортных средств с МКПП на сегодняшний день являются востребованными теми водителями, которые хотят экономить средства на покупку горючего без ущерба для режима эксплуатации автомобиля.
МКПП имеет простую конструкцию, благодаря чему диагностика неполадок может быть проведена без использования дорогостоящего оборудования. Да и сам ремонт потребует значительно меньших вложений от собственника автомобиля, чем в случае устранения неисправностей в коробке-автомат.
Еще одно достоинство «механики» — надежность и долговечность. Срок службы механической коробки передач обычно приравнивается к сроку службы самого автомобиля. Высокая надежность коробки становится одной из основных причин, почему автолюбители выбирают машины с МКПП. Однако специфика переключения передач потребует относительно частой замены механизмов сцепления, однако это не является слишком затратной процедурой.
В экстренных ситуациях на дороге у авто с МКПП имеется больше возможностей и техник (езда по грязи, льду, воде). Соответственно, даже неопытный водитель сможет справиться с управлением автомобилем в отсутствии ровного дорожного покрытия. При поломках транспортное средство с МКПП можно завести с разгона, также разрешается транспортировать машину на буксире без ограничений скорости перевозки.
У вас «сел» аккумулятор или вышел из строя стартер? Машину с «механикой» достаточно поставить на «нейтралку» и подтолкнуть, после чего включить третью передачу – и авто заведется! С «автоматом» такой фокус проделать не удастся.
Современные МКПП
Современные МКПП имеют разное число передач – от четырех до семи. Идеальной модификацией специалисты считают 5 и 6 передач, поскольку они обеспечивают оптимальное регулирование скорости автомобиля.
4-х ступенчатые коробки морально устарели, сегодня их можно встретить лишь на бу авто. Современные автомобили развивают высокие скорости движения, а «четырехступка» не предназначена для движения на скорости свыше 120 км/час. Поскольку здесь всего 4 передачи, то при движении с высокой скоростью приходится поддерживать высокие обороты, что ведет к преждевременному износу двигателя.
Семиступенчатая механика надежна и позволяет полностью контролировать динамику авто, но она требуется слишком часто переключать передачи, что может быть утомительным для водителя в условиях городской эксплуатации
Советы специалистов по эксплуатации МКПП
Как и любой другой сложный механизм транспортного средства, механическая коробка передач должна эксплуатироваться в строгом соблюдении правил завода-изготовителя машины. Выполнение этих простых правил, как показывает практика работы специалистов ГК Favorit Motors, способно замедлить износ деталей и сократить частоту поломок в агрегатах.
- Переключение передач целесообразно выполнять в соответствии с рекомендациями производителей относительно разрешенной минимальной и максимальной скорости, предназначенной для каждой передачи. Помимо этого, производитель обычно приводит инструкции по экономичной эксплуатации транспортного средства. К примеру, для автомобиля Volkswagen Polo (двигатель 1.6, 110 л.с, 5МКПП) имеются рекомендации по экономичному расходу топлива: переключение на вторую передачу осуществлять на скорости 20 км/ч, на третью — при достижении 30 км/ч, на четвертую — при 40 км/ч и на пятую — при 50 км/ч.
- Переключение на заднюю передачу (движение назад) должно производиться только при полной неподвижности автомобиля. Даже на малых скоростях переключение на заднюю передачу является недопустимым.
- Выжимать педаль сцепления рекомендуется быстро, а отпускать — медленно и без рывков. Это позволяет уменьшить силу трения на выжимной подшипник и отсрочить необходимость ремонта.
- При езде по скользкой дороге (гололед) нельзя бросать сцепление или ставить коробку передач на «нейтралку».
- Не рекомендуется переключать передачи при крутых поворотах, это приводит к быстрому износу механизмов.
- Любое транспортное средство нуждается в постоянном контроле количества масла в картере МКПП. Если по мере необходимости не доливать рабочую жидкость и не производить замену, то масло насыщается металлической пылью, что усиливает износ.
Как видите, продлить «жизнь» механической коробке вполне возможно. Для этого надо просто выполнять все рекомендации производителя, а при первых же сомнениях в качестве работы обращаться к специалистам ГК Favorit Motors.
Техцентры компании оснащены всем необходимым диагностическим оборудованием и узкопрофильными инструментами для диагностики неисправностей и ремонта МКПП. Для выполнения ремонтно-восстановительных работ специалисты ГК Favorit Motors используют технологии, рекомендованные производителем, и качественные сертифицированные запчасти.
Мастера автосервиса обладают многолетним опытом работы и специализированными знаниями, что позволяет им быстро диагностировать неисправности и провести любые разновидности ремонта механических коробок передач. Каждый специалист регулярно проходит переподготовку в учебных центрах заводов-изготовителей и получает сертификат на право ремонта и обслуживания определенной марки авто.
К услугам клиентов автосервиса Favorit Motors – удобный график работы, онлайн запись на обслуживание и ремонт, гибкая программа лояльности, гарантия на запчасти и все виды ремонта механической коробки передач. Все необходимые комплектующие и расходные материалы имеются на складе компании.
Цена ремонта МКПП зависит от типа поломки и объема требуемых ремонтно-восстановительных работ. Обратившись в ГК Favorit Motors, вы можете быть уверены, что работоспособность «механики» будет восстановлена в кратчайшие сроки, а стоимость услуг не скажется негативно на семейном или корпоративном бюджете.
Cеквентальная коробка передач что это такое принцип работы
Большинство людей, интересующихся автомобильной промышленностью, привыкли к тому, что автомобиль может передвигаться либо с помощью механической трансмиссии, где все переключения осуществляются напрямую водителем из салона авто, либо при помощи её более комфортабельного аналога – автоматической коробки передач, которая самостоятельно отвечает за переключение скоростей. Однако на автомобильном рынке существует предложение и для тех, кто хочет при управлении машиной совмещать динамичность механической КПП и удобство автомата – такое решение называется секвентальная коробка передач.
Секвентальная коробка передач
ПОНЯТИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Понять, что такое секвентальная коробка передач, несложно, разобрав значение первого слова. Прилагательное «секвентальная» берёт свои корни из английского языка и в дословном переводе звучит как «очерёдность» либо «последовательность». Соответственно, наличие у автомобиля такого типа коробки передач подразумевает, что скорости можно будет переключать только в строгой последовательности. Выбор передачи осуществляется за счёт перемещения селектора только в одном направлении, в чём и заключается отличие от механики, где передачу можно выбрать в произвольном порядке. Секвентальные коробки передач стали использоваться автопроизводителями ещё в середине 90-х годов. Например, знаменитое подразделение «motorsport» компании «BMW» устанавливало первое поколение таких коробок в свои спортивные автомобили 3-й серии (М3 в кузове Е36). Предпродажные испытания показали, что секвентальная коробка передач помогает водителю подстраивать авто под свой стиль вождения лучше, чем с использованием АКПП, сохраняя при этом возможность самостоятельно влиять на переключения передач с той же эффективностью, что и механика, если необходимо последовательное изменение скорости движения.
Продажи экземпляров, снабжённых секвентальной коробкой, показали, что многим водителям такая альтернатива более привычным аналогам пришлась по вкусу, однако от некоторых покупателей можно было услышать отзывы об относительно большом интервале переключения скоростей. Ситуацию исправил выход второго поколения секвентальной коробки передач и интеграция в новую спортивную модель компании с индексом М3 Е46.
КПП с двойным сцеплением
На этом инженеры «BMW» не остановились, и уже третье поколение секвентальных коробок стало отличительной особенностью их легендарной М5 Е60. С каждым новым этапом развития секвентальная КПП всё больше подстраивалась конструкторами под нужды потребителя: время, затрачиваемое на переключение передачи, значительно сокращалось, в то время как динамика автомобиля при каждом переключении заметно росла.
ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Главная задача секвентальной коробки передач, принцип её работы при разгоне автомобиля – уменьшение интервала между переключением скоростей. Использование секвентальной коробки передач в качестве трансмиссии позволяет достичь этого не только с помощью максимального упрощения процесса переключения, но и благодаря отсутствию необходимости для водителя управлять сцеплением самостоятельно. Отсутствие сцепления в качестве дополнительной педали даёт преимущество как начинающим водителям, для которых привыкание ко всем тонкостям процесса вождения представляет некоторые сложности, так и профи, которые эксплуатируют автомобиль на пределе его возможностей и каждая доля секунда для которых – это уйма потерянного при разгоне времени. На самом деле сцепление у секвентальной КПП также присутствует, но управление им осуществляется с помощью отдельного электронного блока, который самостоятельно рассчитывает, исходя из текущей скорости автомобиля и силы воздействия водителя на педаль акселератора, какая передача является в текущий момент самой оптимальной.
коробки передач, принципа её работы
От этого блока подаётся сигнал на трансмиссию, в место расположения датчиков определения скоростей. Следующим и конечным пунктом отправки сигнала после обработки датчиками выступает прогрессивный блок – агрегат, отвечающий за коррекцию данных о работе ДВС. Кроме данных о скорости автомобиля, прогрессивный блок обрабатывает также информацию о работе всех элементов блока комфорта и на основе совокупности получаемых данных производит вычисления по оптимизации движения.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Читать далее >>
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
От своих конкурентов секвентальная коробка передач отличается следующими уникальными особенностями:
- в основе строения секвентальной КПП лежат шестерни с прямыми зубцами, и это является её главным отличительным признаком от механической коробки, где за основу берутся косозубые шестерёнки. В этом отличии кроется преимущество секвентальной коробки передач, поскольку прямозубые шестерни, в отличие от аналогов, во время функционирования коробки почти не создают трения;
- также диаметр каждого шестерня несколько увеличен в сравнении с теми, что используются для МКПП, что позволяет передавать большее количество крутящего момента на колёса;
Преимуществами секвентальной коробки передач
- ещё одна характерная особенность секвентальной коробки передач – это использование гидравлического сервопривода. Неосведомлённые водители иногда путают сервоприводы на гидравлической основе с автоматическими КПП, тем самым допуская ошибку, поскольку конструкция, рабочий принцип и коэффициент полезного действия в результате у них существенно различаются.
ПРЕИМУЩЕСТВА СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Несомненно, трансмиссия, используемая в спортивных автомобилях самых именитых мировых производителей, не может не обладать рядом сильных сторон, выгодно выделяющих её на фоне других предложений. Преимуществами секвентальной коробки передач являются:
- высокая скорость переключения скоростей – главный плюс КПП на секвентальной основе. Смена передачи действительно происходит мгновенно – всего за 150 м/с. Причиной такого высокого показателя стали уже перечисленные ранее конструктивные особенности трансмиссии: прямозубые шестерёнки с увеличенным диаметром и сервопривод на основе гидравлики;
- полное отсутствие потери скорости при переключениях – передачи не просто переключаются с молниеносной скоростью, их смена друг другом никак не влияет на динамику движения автомобиля;
- быстрое достижение максимального количества оборотов – секвентальная коробка передач лучше взаимодействует с двигателем автомобиля, за счёт чего переключение скоростей происходит в оптимальном для быстроты разгона диапазоне оборотов ДВС;
секвентальная коробка передач – это не другое название роботизированной коробки.
- быстрое достижение максимального количества оборотов – секвентальная коробка передач лучше взаимодействует с двигателем автомобиля, за счёт чего переключение скоростей происходит в оптимальном для быстроты разгона диапазоне оборотов ДВС;
- отсутствие отдачи в руку водителя в виде колебаний и вибраций – опять же благодаря налаженному механизму КПП на секвентальной основе подобного рода дискомфорт не побеспокоит хозяина авто с такой коробкой передач;
- пониженный расход топлива, обусловленный конструктивными особенностями КПП.
ВАЖНО: в автомобилях с секвентальной коробкой передач даже переключения с помощью подрулевых лепестков происходит значительно быстрее, нежели у моделей с конкурирующими трансмиссиями. Это преимущество может стать решающим, к примеру, при соревнованиях на лучший результат по прямой линии.
НЕДОСТАТКИ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Как и у других типов трансмиссий, у секвентальной КПП имеются и негативные моменты в эксплуатации:
- относительно быстрый износ – поскольку на автомобилях с установленными секвентальными коробками ездят, как правило, очень быстро, причём такой режим езды и агрессивный стиль вождения сохраняются постоянно, это приводит к частым поломкам и последующим обращениям на станции сервисного обслуживания. Электронный блок распределения нагрузки в секвентальной коробке передач выступает преимуществом при разгоне, но может послужить и причиной неисправности, поскольку любое несвоевременное переключение скорости полностью нарушает необходимый алгоритм и приводит к дестабилизации всей системы;
стереотипы секвентальных КПП
- стоимость расходных материалов и работ по их замене/установке – так же, как и в случае с электронным блоком, составные элементы секвентальной коробки являются преимуществом, когда речь идёт о скоростных характеристиках, но вот стоимость ремонта этих механизмов к плюсам данного типа трансмиссии отнести никак нельзя. Починить в ней что-либо самостоятельно также является сомнительной перспективой для владельца авто с коробкой на секвентальной основе.
ВАЖНО: при ремонте коробки передач на секвентальной основе необходимо использовать только оригинальные запасные части. Поскольку по конструкции такая коробка существенно отличается от механики и автомата, заменить большинство расходных материалов на подобные, используемые в других коробках, не получится.
ЗАБЛУЖДЕНИЯ ПО ПОВОДУ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
секвентальная коробка передач – это уже тем более не автомат
Для обывателей наиболее распространёнными являются два неверных стереотипа о секвентальных КПП. Поясняем:
- секвентальная коробка передач – это не другое название роботизированной коробки. В своей основе первая использует гидравлический сервопривод, а вторая – электрический;
- секвентальная коробка передач – это уже тем более не автомат. Не следует путать автоматическую КПП с возможностью перехода в ручной режим с секвентальным аналогом.
ВЫВОДЫ О СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
Трансмиссия на секвентальной основе станет отличным решением для любителей динамичной езды и быстрого разгона, которые не хотят полностью отдавать управление автомобилем на поруки современных электронных помощников, но при этом желают получить не только максимум драйва и адреналина, но и сочетать это с комфортной эксплуатацией, без необходимости лишних движений и операций.
Гидромеханический редуктор: принцип работы и устройство
Несмотря на растущую популярность автомобилей с автоматической коробкой передач, классическая механика по-прежнему пользуется большим уважением среди многих водителей. Он надежнее АКПП. Но во время работы водитель постоянно вынужден работать с педалью сцепления. Это доставляет некоторые неудобства, особенно в пробках. Так появилась гидромеханическая трансмиссия. Принцип его работы и устройство будет рассмотрено в нашей сегодняшней статье.
Характеристика
Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, отдают предпочтение именно этой трансмиссии. Гидромеханический редуктор выполняет сразу несколько функций. Он сочетает в себе сцепление и классическую коробку.
Переключение передач здесь осуществляется автоматически или полуавтоматически. Таким же образом устроен гидромеханический редуктор погрузчика. Во время движения водитель не нажимает педаль сцепления. Все, что вам нужно, это акселератор и тормоз.О строительстве
Гидромеханический редуктор в сборе предполагает наличие гидротрансформатора.Этот элемент в зависимости от конструктивных особенностей может быть двух-, трех- и многовальным. Сейчас производители используют планетарную автоматическую гидромеханическую коробку передач.
Как работает вариатор?
На грузовиках и больших автобусах чаще применяется многовальная трансмиссия. Для переключения передач здесь используются многодисковые муфты. Для их работы необходима смазка. Масло гидромеханической коробки передач существенно отличается по консистенции от «механического». В последнем случае он более плотный. Для включения первой и задней скорости на гидромеханике используются зубчатые муфты.Такая конструкция позволяет плавно передавать крутящий момент с маховика на колеса.
Планетарный
Сейчас это более распространенная гидромеханическая коробка передач.
Использовался из-за компактных размеров и небольшого веса. Еще одно преимущество планетарной трансмиссии — долгий срок службы и отсутствие шума при работе. Но у такой коробки есть недостатки. В силу конструктивных особенностей эта трансмиссия более дорогая в производстве. Также он имеет невысокий КПД.Как работает планетарная трансмиссия
Его алгоритм работы предельно прост.Переключение передач планетарной гидромеханической передачи осуществляется с помощью фрикционных муфт. Также для сглаживания ударов при переключении на более низкий используется специальная тормозная лента. Именно во время работы «тормоза» сила передачи крутящего момента уменьшается. Но при этом скорости переключения более плавные, чем у аналогов.
В основе планетарной передачи лежит гидравлический трансформатор. Этот элемент находится между двигателем и коробкой передач. GDF состоит из нескольких компонентов:
- Шестерня.
- Насос.
- Турбина.
В народе этот элемент из-за характерной формы называют «бубликом».
При работающем двигателе рабочее колесо насоса вращается вместе с маховиком. Смазка проникает в насос, а затем начинает вращать турбину под действием центробежной силы. Масло из последнего элемента проникает в реактор, который выполняет функцию сглаживания толчков и толчков, а также передает крутящий момент.Циркуляция масла осуществляется по замкнутому кругу. Мощность автомобиля увеличивается с вращением турбинного колеса. Максимальный крутящий момент передается при трогании с места. В этом случае реактор находится в стационарном состоянии — его удерживает муфта. Когда машина набирает скорость, турбина и насос поднимаются. Муфта выклинивается, и реактор вращается с возрастающей скоростью. Когда обороты последнего элемента максимальны, преобразователь крутящего момента переходит в рабочее состояние сцепления.Таким образом, он будет вращаться с той же скоростью, что и маховик.Особенности конструкции планетарного редуктора
Планетарный гидромеханический редуктор состоит из ведущего вала, на котором расположена шарнирно-сочлененная передача. Также есть спутники, вращающиеся по отдельным осям. Эти элементы входят в зацепление с внутренними зубьями коробки и зубчатым венцом. Передача крутящего момента происходит за счет действия тормозной ленты. Она тормозит коронную шестерню. По мере разгона автомобиля их скорость увеличивается. Ведомый вал, воспринимающий передачу крутящего момента от ведущего, включен.
Как GTP устанавливает необходимое передаточное число? Это действие происходит автоматически. Когда скорость вращения колес увеличивается, давление масла, поступающего от насоса к турбине, увеличивается. Таким образом, крутящий момент на последнем увеличивается. Соответственно растет и скорость колеса, и скорость машины.Про КПД
Что касается КПД, то он на порядок ниже, чем в глобальной КПП.
Техническое обслуживание и ремонт гидромеханической коробки передач
При использовании данной трансмиссии необходимо следить за уровнем масла. Эта жидкость здесь работает. Именно масло использует турбины для передачи крутящего момента. На механических коробках просто смазывает трущиеся шестерни. Производители рекомендуют заменять масло на гидромеханических коробках каждые 60 тысяч километров. Стоит отметить, что в конструкции такой КПП есть свой фильтр.Он также меняется по достижении этого времени. Работа при низком уровне масла грозит заглохом и перегревом трансмиссии.
Что касается ремонта, то чаще всего выходит из строя гидравлический трансформатор. Симптомом неисправности является невозможность включения одной из передач, увеличенное время «срабатывания» необходимой скорости. Также в этом случае разбирается и очищается сетка-маслозаборник и заменяется золотниковый клапан. Если есть утечки, необходимо проверить момент затяжки болтов и состояние уплотнительных элементов.В процессе эксплуатации на фильтре образуется металлическая стружка. Забивает механизм и падает уровень масла. При повышенных нагрузках ресурс этого чистящего элемента уменьшается. В этом случае рекомендуется менять его раз в 40 тысяч километров.Как продлить ресурс
Чтобы продлить срок службы гидромеханической коробки, необходимо следить за уровнем масла. Если этого недостаточно, коробка перегревается. Температура эксплуатации не должна превышать 90 градусов. Современные автомобили оснащены датчиком давления масла.Загорелась контрольная лампа, не игнорировать ее. В дальнейшем это может спровоцировать поломку гидротрансформатора.
Также не переключайте передачи, не выжимая педали тормоза. Коробка примет на себя весь удар, особенно если переключаться с первого на задний без предварительного торможения. На ходу, если это затяжной спуск, включать «нейтраль» не рекомендуется. Это также значительно сокращает срок службы гидротрансформатора и рабочих муфт. В остальном необходимо придерживаться правил замены масла и фильтров.Срок службы этого КПП составляет около 350 тысяч километров.Вывод
Итак, мы выяснили, что такое гидромеханический редуктор. Как видите, при правильном уходе он будет столь же надежным, как и механический. В этом случае водителю не нужно постоянно выжимать сцепление.
.Мотор-редукторы| Принцип работы | Ресурсы для инженеров
Что такое коробка передач?
Коробка передач использует механическое преимущество для увеличения выходного крутящего момента и снижения частоты вращения. Вал двигателя подается в коробку передач и через ряд внутренних зацеплений обеспечивает преобразование крутящего момента и скорости. Наши редукторы доступны в различных размерах и передаточных числах, чтобы удовлетворить широкий диапазон требований к крутящему моменту. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов.Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.
Основные сведения о коробке передач
Редукторы двигателейSaia доступны в различных размерах для удовлетворения широкого диапазона требований к крутящему моменту. Доступны передаточные числа от 4 1/6 до 6.048.000. Базовая конструкция представляет собой цилиндрический редуктор с зубчатыми колесами из металла, пластика и комбинации этих двух материалов. Особенностью является наличие свободного хода и фрикционов.
Редукторы вращаются двигателем, поток энергии идет от входного вала к выходному.Это означает, что их нельзя приводить в движение выходным валом (например, вращая вручную).
Это может привести к повреждению некоторых внутренних компонентов!
Направление вращения
В зависимости от количества ступеней направление вращения может быть как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Направление вращения мотор-редукторов обычно определяется выходным валом редуктора (со стороны привода, см. DIN EN60034-7, IEC 60050-411).
Коэффициент
Коробка передач характеризуется передаточным числом i или временем T.Передаточное число i — это отношение входной скорости ne и выходной скорости na. T — время одного оборота выходного вала.
Допустимая сила FA и FR на выходном валу
Допустимые силовые нагрузки на выходном валу:- Осевая нагрузка FA, тянущая или толкающая в осевом направлении вала
- Радиальная нагрузка FR, действующая на вал сбоку. Каталожное значение относится к расстоянию 1 см до подшипника .
Коробка передач характеризуется передаточным числом i или временем T.Передаточное число i — это отношение входной скорости ne и выходной скорости na. T — время одного оборота выходного вала.
Допустимый крутящий момент
Срок службы коробки передач определяется нагрузкой на зубья шестерни и числом оборотов шестерен.
Максимально допустимый крутящий момент Mn определяется нагрузкой на конечную ступень редуктора и устойчивостью корпуса.
У некоторых коробок передач есть графики срока службы. Он показывает взаимосвязь между передаточным числом i и соответствующим крутящим моментом в течение фиксированного периода времени e.грамм. 1000 или 10000 часов. Условным параметром является входная скорость (эквивалентная скорости двигателя), соответствующая общему числу оборотов всех шестерен. Поэтому в каталоге мы показываем две кривые — для двигателя 250/300 об / мин и 500/600 об / мин.
Например: Максимальный выходной крутящий момент Mx1 допустим при соотношении ix1. При меньших передаточных числах макс. допустимый крутящий момент необходимо уменьшить, поскольку в противном случае первые ступени коробки передач будут перегружены.
В дополнение к кривой срока службы показан крутящий момент Mm двигателя, умноженный на передаточное число и уменьшенный на коэффициент полезного действия редуктора (что приводит к выходному крутящему моменту Mi).
Example1: Применение двигателя 1 в сочетании с редуктором с передаточным числом ix1 приводит к выходному крутящему моменту Mx1 в точке A. Редуктор может передавать этот крутящий момент, сохраняя свой срок службы.
Если выбрано соотношение i> ix1, фактический крутящий момент будет M> Mx1. Однако срок службы не может быть гарантирован, поскольку рабочая точка теперь находится выше кривой срока службы.
Пример 2: Двигатель 1 с передаточным числом ix2. Создаваемый крутящий момент равен Mx2. Это ниже кривой срока службы.Коробка передач может без проблем работать в течение длительного периода.
Пример 3: Двигатель 2 и передаточное число ix3 дают крутящий момент Mn. При использовании передаточного числа i> ix3 — коробка передач не может быть нагружена больше Mn.
Эффективность
Количество ступеней в коробке передач определяет КПД. При высоком отношении i этот коэффициент будет ниже 10%, как показано на графике ниже. (Для UGO / UGP, UGR см. Таблицу в главе)
Saia Motors Коробки передач сцепления
Коробки передач типов UGA, UGB и UGD могут оснащаться муфтами свободного хода или проскальзывающими муфтами.
Freewheels передают макс. крутящий момент M в заблокированном направлении, <1 cNm в обратном направлении. Муфты одностороннего проскальзывания ведут себя аналогичным образом, за исключением того, что момент скольжения имеет более высокое значение. Двусторонние скользящие муфты могут передавать только ограниченное значение крутящего момента в любом направлении, меньшее, чем крутящий момент скольжения.
Проскальзывающие муфты используются для: защиты коробки передач от перегрузок по крутящему моменту или для регулировки нагрузки путем поворота со стороны нагрузки (помните: прямое вращение выходного вала может привести к повреждению коробки передач).
| Проскальзывающая муфта | В одну сторону | В одну сторону | Двусторонняя |
| Freewheel | да | да | № |
| Крутящий момент по часовой стрелке | полный крутящий момент | <момент проскальзывания | <момент проскальзывания |
| Крутящий момент Против часовой стрелки | <момент проскальзывания | полный крутящий момент | <момент проскальзывания |
| Поворот выходного вала по часовой стрелке | возможна доставка | блокировка | возможна доставка |
| Вращение выходного вала против часовой стрелки | блокировка | возможна доставка | возможна доставка |
Гидромеханический редуктор: принцип работы и устройство
Несмотря на растущую популярность автомобилей с автоматической коробкой передач, классическая механика по-прежнему пользуется большим уважением среди многих водителей. Он надежнее АКПП. Но во время работы водитель постоянно вынужден работать с педалью сцепления. Это доставляет некоторые неудобства, особенно в пробках. Так появилась гидромеханическая трансмиссия. Принцип его работы и устройство будет рассмотрено в нашей сегодняшней статье.
Характеристика
Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, отдают предпочтение именно этой трансмиссии. Гидромеханический редуктор выполняет сразу несколько функций. Он сочетает в себе сцепление и классическую коробку.
Переключение передач здесь осуществляется автоматически или полуавтоматически. Таким же образом устроен гидромеханический редуктор погрузчика. Во время движения водитель не нажимает педаль сцепления. Все, что вам нужно, это акселератор и тормоз.О строительстве
Гидромеханический редуктор в сборе предполагает наличие гидротрансформатора.Этот элемент в зависимости от конструктивных особенностей может быть двух-, трех- и многовальным. Сейчас производители используют планетарную автоматическую гидромеханическую коробку передач.
Как работает вариатор?
На грузовиках и больших автобусах чаще применяется многовальная трансмиссия. Для переключения передач здесь используются многодисковые муфты. Для их работы необходима смазка. Масло гидромеханической коробки передач существенно отличается по консистенции от «механического». В последнем случае он более плотный. Для включения первой и задней скорости на гидромеханике используются зубчатые муфты.Такая конструкция позволяет плавно передавать крутящий момент с маховика на колеса.
Планетарный
Сейчас это более распространенная гидромеханическая коробка передач.
Использовался из-за компактных размеров и небольшого веса. Еще одно преимущество планетарной трансмиссии — долгий срок службы и отсутствие шума при работе. Но у такой коробки есть недостатки. В силу конструктивных особенностей эта трансмиссия более дорогая в производстве. Также он имеет невысокий КПД.Как работает планетарная трансмиссия
Его алгоритм работы чрезвычайно
.Типы коробок передач: в чем преимущество каждого?
Коробка передач или коробка передач в автомобиле знакомы всем нам, и мы часто используем их как взаимозаменяемые. Но действительно ли они одинаковые и сколько существует типов коробок передач? Найдите свои ответы ниже!
Двигатель часто называют «сердцем» автомобиля из-за его большого значения для автомобиля, равно как и трансмиссии. Чтобы приспособиться к различным условиям работы двигателя, трансмиссия (или коробка передач) должна изменять скорость вращения, мощность, а также крутящий момент, чтобы хорошо соответствовать двигателю.
Сегодня давайте взглянем на наш исчерпывающий список типов коробок передач, чтобы лучше понять эту незаменимую часть вашего автомобиля.
1. Что такое коробка передач?
Проще говоря, коробка передач включает в себя шестерни и зубчатые передачи для преобразования определенного количества скорости и крутящего момента от одного устройства к другому.
Многие люди часто используют термины «коробка передач» и «трансмиссия» как синонимы, но на самом деле они немного отличаются друг от друга, в зависимости от того, где вы используете термин.Наше объяснение следует прямо в следующем разделе.
Коробка передач или трансмиссия: правильно ли вы употребляете термины?
2. Что такое трансмиссия?
Трансмиссия определяется как машина в системе передачи энергии. Его основная функция — обеспечение контролируемого приложения мощности.
В американском английском слово «трансмиссия» в точности означает «коробка передач», но в британском английском оно относится ко всей трансмиссии, которая включает коробку передач, сцепление, карданный вал (для заднеприводной компоновки), дифференциал. а также валы главной передачи
Как работает система трансмиссии автомобиля?
Как и в других автомобилях, трансмиссия часто соединяется с коленчатым валом двигателя через муфту сцепления / маховика / гидравлической муфты, и ее выходной сигнал передается через карданный вал на дифференциалы.Эти дифференциалы будут приводить в движение колеса автомобиля.
Изображение системы трансмиссии автомобиля в заднеприводной компоновке
Помимо традиционной зубчатой передачи, для адаптации скорости / крутящего момента в автомобилях могут использоваться другие альтернативные механизмы, такие как преобразование мощности (включая систему гидравлического привода и дизель-электрическую трансмиссию) или преобразователи крутящего момента.
3. Наиболее популярные типы КПП в автомобилях
Есть разные коробки передач но найджауто.com сосредоточится только на наиболее распространенных типах коробок передач или трансмиссий, используемых в наши дни в автомобилях.
3.1. МКПП
Механическая коробка передач или механическая коробка передач, также известная как рычаг переключения передач, использует управляемую водителем муфту, которая с помощью ножной педали и ручного рычага может регулировать величину крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. В механической коробке передач также используется селектор передач, которым можно управлять вручную или даже ногой.
Это, вероятно, самый распространенный тип коробок передач для автомобилей, и его явным преимуществом является ощущение настоящего вождения автомобиля, когда вы можете самостоятельно выбрать передачу и управлять транспортным средством самостоятельно.
Ручка переключения передач дает вам истинное ощущение вождения автомобиля
3.1. Автоматическая МКПП
Автоматическая механическая коробка передач по своей природе является механической коробкой передач, которая управляется компьютером. Внутренняя конструкция этой коробки передач очень похожа на обычную автоматическую, только с педалью тормоза и акселератором.
АКПП дешевле других
Таким образом, если вы оставите коробку передач в режиме D, она будет работать как настоящая автоматическая коробка передач, в то время как в режиме M предусмотрен ручной режим.Решение об использовании соответствующей трансмиссии в различных ситуациях полностью зависит от водителя.
Преимущество автоматизированной механической коробки передач в том, что она имеет более низкую цену, чем другие.
3.2. Бесступенчатая коробка передач (CVT)
Бесступенчатая трансмиссия (CVT) не имеет конкретных номеров, таких как 1, 2, 3, но это все же автоматическая коробка передач. Чтобы изменить передаточное число, обычно автоматическая коробка передач работает с использованием установленных вместе шестерен.Однако вариатор соединяется с помощью шкивов и ремней. Сдвиг щечных шкивов на вторичной и первичной осях выполнит эту задачу.
Вариатор дает плавную работу, но плохой разгон
Самым сильным преимуществом вариатора является возможность плавной работы без задержек, поскольку вам не нужно переключать передачи. Однако у этой коробки передач также есть некоторые недостатки, такие как плохое ускорение, из-за которого истинные фанатики вождения чувствуют, что они управляют устройством вместо вождения автомобиля.Поэтому он больше подходит для обычных моделей.
>>> Рекомендация редакции:
3.3. АКПП с двойным сцеплением
В некоторых аспектах автоматическая коробка передач с двойным сцеплением может рассматриваться как автоматическая коробка передач с двумя отдельными сцеплениями. В частности, трансмиссия с двойным сцеплением будет обеспечивать функцию двух механических трансмиссий в одной. Несмотря на то, что в основном они работают в полностью автоматическом режиме, некоторые коробки передач с двойным сцеплением все еще могут работать в полуавтоматическом режиме.
Большинство водителей автоматической коробки передач с двойным сцеплением согласны с тем, что это обеспечивает наилучшее динамическое ускорение и дает им ощущение роскоши во время вождения. Это потому, что они могут сами выбрать управление переключением передач или позволить компьютерной системе взять на себя все остальное.
Коробка передач с двойным сцеплением — Принцип работы
3.4. Гидротрансформатор
История становления и развития этой коробки передач существует давно.И сейчас он по-прежнему очень популярен. Как следует из названия, преобразователь крутящего момента — это часть, которая используется для преобразования крутящего момента. Мы можем просто понять, что, как и роль сцепления в коробке передач, преобразователь крутящего момента также влияет на передачу мощности двигателя на коробку передач.
Гидротрансформатор включает турбину, шестеренчатый насос, статор и односторонний шарнир. Эти детали предназначены для размещения в изменяющей форму оболочке, напоминающей круглую коробку. Основной принцип работы заключается в том, что гидравлические линии идут к подкачивающим колесам, которые доступны с одинаково выровненными крыльями.Крылья будут создавать центробежную силу, выталкивая масло в сторону турбины, вращая лопасти турбины, а затем вращая коробку передач.
Гидротрансформатор — прочный, тихий и плавный
Коробка передач имеет гидравлическую и механическую конструкцию, скорость не слишком высокая, поэтому подходит в основном для гражданских автомобилей. Самая большая сила этого типа коробки передач — высокая прочность, плавность хода и меньший шум.
4. Другие популярные редукторы
Помимо вышеупомянутых типов коробок передач, люди часто ищут другие термины.Посмотрим, чем они отличаются от вышеперечисленных категорий и стоит ли искать с ними автомобили!
4.1. Планетарная коробка передач / коробка передач эпицикла
Планетарная передача — это тип автоматической коробки передач, у которой нет скользящих упоров. Это называется планетарной коробкой передач, потому что в системе есть собственное солнце, как на картинке.
Планетарные передачи заблокированы внутри коробки, по центру — солнце
Когда солнечная шестерня приводится в движение, окружающие планетарные шестерни перемещаются соответствующим образом, формируя выходную мощность коробки передач.Планетарный редуктор используется для передачи большого крутящего момента в форме плотности крутящего момента — наиболее компактной из его форм.
4.2. Червячный редуктор
Червячный редуктор необходим для большого редуктора. Он относится к категории прямоугольных коробок передач и имеет винтовую конструкцию.
Редуктор червячный выполнен в виде винта
Червячный редуктор может снижать скорость вращения и передавать более высокий крутящий момент от одной части машины к другой.
4.3. Мотор-редуктор
В отличие от упомянутой коробки передач, эта немного отличается по применению. Редукторные двигатели не используются в автомобилях, но в основном используются в таких устройствах, как устройства для открывания гаражных ворот, электрические будильники, больничные кровати и даже краны.
Редукторный двигатель — это особый вид электродвигателя, обеспечивающий высокий крутящий момент, но способный поддерживать низкую скорость или низкую мощность.
Итак, фраза содержит слово «шестерня», но это может быть не тот тип коробки передач, который вы ищете.
5. Заключение
Статья не может охватить только широкий спектр типов редукторов, а также подробно рассказать о том, как они работают или какие преимущества они имеют в каждом приложении.
Тем не менее, мы надеемся, что этот пост поможет вам получить базовое представление о системе коробки передач и лучше понять ее важность для вашего транспорта.
Для получения дополнительной информации о типах коробки передач и о том, как выбрать подходящий, перейдите по этой ссылке: Общие сведения о коробке передач: как она работает и какой тип вам следует выбрать для
Чтобы получить советы по обслуживанию автомобиля, чтобы убедиться, что ваша коробка передач всегда в рабочем состоянии, посетите: Советы по обслуживанию и советы от экспертов Naijauto
.