Posted in: Разное

Механическая коробка передач как устроена: Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно

Содержание

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 МКПП


Изобретая 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:

Как работает механическая коробка передач

Без КПП (коробки переключения передач) немыслимо представить себе любой автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания. Все дело в том, что стандартный двигатель имеет диапазон оборотов, максимальная мощность которого весьма невелика, данный агрегатный узел, позволяет передавать мощность двигателя на колеса на тех же оборотах двигателя, но с различной скоростью. Поэтому у типового двигателя имеется свой «предел» — крайний порог частоты оборотов, превышать который просто недопустимо, так как подобное явление может привести к выходу мотора из строя.

Сегодня мы с вами подробно коснемся устройства и принципов работы КПП, в особенности одной из ее разновидностей – механической КПП. Согласитесь, что и водителю со стажем и начинающему автолюбителю пригодятся знания, помогающие лучше разобраться в устройстве МКПП и основных нюансах ее работы.

Как устроена механическая КПП

Механическая коробка передач представляет собой агрегат, основной функцией которого является передача и преобразование момента силы от махового колеса двигателя. Механический способ устройства КПП предполагает, соответственно, такой же механический способ переключения передач – посредством рычага. Изначально вращающийся момент передается на вторичный вал, и только потом – на колесный привод.

На самом деле, разобраться с устройством МКПП и принципом работы не так и сложно, так как по своему устройству данный агрегат больше относится к устройствам с несложным строением, не изобилующим большим количеством деталей.

Для плавного включения передач, без вреда шестерням скоростей, в МКПП предусмотрены синхронизаторы, которые выполняют функцию передачи вращающегося момента вала, с подвижной шестерни включенной передачи, на не подвижную шестерню, ожидающей включения передачи. Основная функция механизма переключения передач состоит в последовательной смене передач – именно ее регулировку и выполняет водитель посредством рычага. МКПП обычно оснащена специальным блокировочным устройством, предотвращающим случаи нежелательного самовыключения. Также в устройстве МКПП имеется так называемое «запирающее устройство», блокирующее включение сразу двух передач.

Ступени и валы механической КПП

Существует такое понятие, как передаточное число — соотношением количества зубьев и шестерен, вступающих друг с другом во взаимодействие. К примеру, первая передача соотносится с самой малой ступенью и в то же время с самым большим значением передаточного числа.

В зависимости от количества ступеней МКПП могут делиться на несколько видов. Например, 4-х ступенчатые, 5-ти ступенчатые или же 6-ти ступенчатые. Наибольшее практическое применение находит все-таки 5-ти ступенчатая коробка передач, тогда как, 4-х ступенчатая — это достаточно редкое явление.

Выделяют также разделение МКПП на виды в зависимости от количества валов. В настоящее время существуют 3-х вальные и 2-х вальные коробки передач. При этом 2-х вальные коробки передач наиболее часто устанавливают на легковые авто с передним приводом, а 3-х вальные – на авто, с передним и задним приводом (в том числе большегрузный транспорт).

Что чаще всего ломается в МКПП и почему это происходит

  • 1. Утечка масла. Подобное явление может произойти в случае выхода из строя сальников или специальных изолирующих уплотнителей. Также причиной утечки может служить «расшатывание» крепежных элементов крышки внешнего корпуса. Устранить протечку масла можно просто, сменив сальники и уплотнители на новые, а также отрегулировав крепления на картере.
  • 2. МКПП шумит. Вероятнее всего имеет место выход из строя таких элементов, как шестерни, подшипники или же приходится иметь дело с поломкой синхронизатора. Заменив изношенные детали на новые, вы сможете полностью избавиться от данной неисправности.
  • 3. МКПП тяжело включается. Вероятнее всего в механизме переключения сломалась одна из деталей. Также частой причиной такой неисправности служит износ синхронизаторов или же шестерен. Устраняется поломка аналогично предыдущим – полная замена изношенных и вышедших из строя элементов.
  • 4. Самопроизвольное выключение передач. Частая причина подобной неисправности — это выход из строя механизма блокировки, а также приличный уровень износа синхронизаторов и шестерен. Определив, какой именно элемент вышел из строя и заменив его на новый, вы сможете полностью устранить данную неисправность.
Как правильно пользоваться МКПП – советы и рекомендации

Максимально продлить срок использования МКПП не составит труда, если принять в расчет все имеющиеся нюансы и правила пользования данным агрегатом. Особенно не следует забывать о необходимости умелого применения рычага переключения передач, ведь именно из-за некорректного с ним обращения и происходит большая часть поломок механической КПП. Слишком жесткая эксплуатация рычага (резкие и быстрые движения) с большой вероятностью приведет вас к такой ситуации, когда заменой одного вышедшего из строя элемента вам уже не удастся обойтись – потребуется капитальный ремонт всей коробки передач, а это, как вы понимаете, не совсем дешевое мероприятие.

Переводите рычаг управления без резких движений (плавно), делая при этом небольшие паузы, останавливаясь в нейтральной позиции – это позволит всей системе функционировать в оптимальном режиме. Синхронизаторы будут вовремя срабатывать, тем самым, защищая шестерни от нежелательных поломок.

Позаботьтесь также, о достаточном количестве масла в картере коробки – для этого регулярно контролируйте его уровень и доливайте масло, если того требует ситуация. Не забывайте, что производитель в инструкции всегда указывает рекомендованные сроки полной замены масла, и следовать таким рекомендациям в ваших же интересах.

Соблюдая такие простые правила, вы гарантированно обеспечите коробке передач такую же «долгую жизнь», как и у всего авто в целом, только понаслышке зная о каких-либо возможных неисправностях.

И еще немного о важном!

Безусловно, не будет новостью сказать вам, что свою машину нужно чувствовать! Хороший водитель никогда не пропустит малейшие признаки надвигающейся «угрозы» и уж, тем более, никогда не позволит обращаться со своим железным другом слишком «легкомысленно». Используйте данный подход и забудьте, что такое ремонт автомобиля!

Автор
Кирилл Раченков
Издание
MotorPage.Ru

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.
Подборка б/у автомобилей Volkswagen Polo

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.


Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка 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.
Устройство механической коробки передач (кликабельно).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.

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.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 При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

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.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Коробка передач — устройство, назначение, виды

Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.


Назначение и устройство

КПП предназначена для нескольких задач:
  • изменения крутящего момента,
  • изменения скорости,
  • коррекции направления движения автомобиля,
  • разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
  • блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).
При этом одни КПП способны решать все эти задачи, а другие, как например, механическая, только базовые – изменение крутящего момента и скорости. Схема устройства зависит от вида КПП.

В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более),  синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.

Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).

В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.

На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.

Сцепление

Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.

Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.

Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств  с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.

Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.

Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.

Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.

Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.

На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке  DSG в момент после переключения на вторую передачу.

Шестерни и валы

Шестерни и валы –  главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).

Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни. 

Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.

Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.

Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.

Синхронизаторы

Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.

Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.

Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.


Как работает стандартный синхронизатор?

  • Муфта подается в сторону шестерни.
  • Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
  • Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.
  • Блокировочное приобретает положение “на упор”.
  • Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
  • Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
  • Муфта и шестерня блокируется.

Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент  включения водителем передачи.

Принцип работы механических коробок переключения передач

КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.

Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.

При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.

При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.

КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.

При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства  для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.

В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.


2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы

Двухвальные решения очень популярны на переднеприводных авто.
Конструкция включает следующие элементы:
  • картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат  от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.
  • валы – первичный и вторичный,
  • шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
  • шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
  • синхронизаторы.
Важно! Главная передача и дифференциал также находятся внутри картера, но механизм переключения передач вынесен за его пределы.

Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.

Рычаг перемещен – муфта синхронизатора также изменяет положение. Уравниваются угловые скорости соответствующего вала и шестерни. Крутящий момент передаётся с первичного вала на вторичный. От ДВС на ведущие колеса с заданным передаточным числом .передается крутящий момент.

Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.


3-вальная КПП: устройство и принцип работы

3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.

Устройство:

  • Картер.
  • Ведвал.
  • Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
  • Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
  • Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.
  • Синхронизаторы. Стоят  на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
  • Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

Система функционирует схоже с двухвальной, но за счёт наличия промежуточного вала возможностей больше. 

Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.

Виды коробок переключения передач

Рассматривая устройство и назначение КПП,невозможно было не упомянуть, что они бывают разных типов: механические, автоматические, роботизированные. Кроме того, существует ещё такая подгруппа устройств как вариаторы. Рассмотрим эти КПП более подробно. 

Механические КПП

“Механика” — это классика. Для работы с “механикой” нужны навыки, понимание, как выполнять выбор передаточных чисел, но при умении управлять в ручном режиме, водитель виртуозно может подстроиться под любые условия движения.

Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.

Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.

Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.

Автоматические КПП


Подбор оптимального передаточного числа осуществляется не водителем, а автоматически — посредством модуля управления. Именно посредством электроники (модуля управления) легко контролировать скорость движения транспортного средства.

Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.

Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.

Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.

Роботизированные вариаторы

Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.

Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством  осуществляется посредством переключателя, джойстика.

Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.

Вариатор

Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.

Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.

Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).

Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.

 Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы


Тип коробки

Плюсы

Минусы
Механическая коробка
  • низкая стоимость (как устройства, так и ремонта),
  • хорошая динамика,
  • простой ремонт.
  • в «пробках» требуется регулярное переключение передач,
  • сложность в управлении.

Автоматическая коробка передач
  • не нужно думать, какую передачу выбрать,
  • простота разгона (нет крена авто назад),
  • защита ДВС от перегрева.
  • высокая стоимость агрегата,
  • высокий расход топлива,
  • высокая стоимость ремонта.

Роботизированная
  • можно выбрать ручной или автоматический режим работы,
  • топливная эффективность.
  • есть риски крена авто при разгоне,
  • возможны
  • рывки при переключении передач.
Вариатор
  • сниженная нагрузка на двигатель,
  • плавность езды.
  • высокая стоимость коробки и ее ремонта,
  • можно поставить только на маломощный двигатель.

Обратите внимание, в нашем курсе “Автомобильные основы” на базе LCMS ELECTUDE КПП уделяется огромное внимание. При этом доступны учебные материалы для обучающихся всех уровней:

  • базовый,
  • продвинутый,
  • специалист.
Огромное внимание уделяется не только теоретической части, но и оттачиванию навыков, выполнению сервисных операций.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть непосредственно в модулях LCMS LCMS ELECTUDE — платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Устройство механической коробки передач автомобиля

Механическая трансмиссия автомобиля предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она отсоединяет двигатель от ведущих колес машины. Объясним для начинающих автолюбителей и чайников из чего состоит механическая коробка передач и как работает.

Из чего состоит

  • картера, первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами и рычага переключения.

Схема работы: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.

Картер

Содержит основные детали трансмиссии. Он крепится к картеру сцепления, который закреплен на двигателе. Т.к. при работе шестерни испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы

Вращаются в подшипниках, установленных в картере. Они имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы

Необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения

Служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона авто. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает их от самопроизвольного выключения.

Требования к коробке передач

  • высокий КПД
  • легкость управления и безударное переключение и бесшумность работы
  • невозможность включения одновременно двух передач или заднего хода при движении вперед
  • надежное удержание передач во включенном положении
  • простоту конструкции и небольшую стоимость, малые размеры и массу, удобство обслуживания и ремонта
Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число ступеней и их передаточные числа. При увеличении числа ступеней обеспечивается лучший режим работы двигателя с точки зрения динамичности и экономии топлива. Но усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры, масса трансмиссии. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен, зубчатых муфт, синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Для безударного переключения устанавливают синхронизаторы, которые усложняют конструкцию, а также увеличивают размеры и массу трансмиссии. Поэтому наибольшее распространение получили те, в которых высшие передачи переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами.

Как работают шестерни

Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах.

а) Передаточное отношение одной пары шестерен.

Возьмем две шестерни и сосчитаем число зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

б) Передаточное отношение двух шестерен.

На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») — 20, у четвертой («Г») — 40. Дальше простая арифметика.

Первичный вал и шестерня «А» вращаются со скоростью 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, т.е. она имеет 1000 об/мин, а т.к. шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин. От двигателя на первичный вал приходит — 2000 об/мин, а выходит — 500 об/мин. На промежуточном валу в это время — 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже — двум. Общее передаточное число схемы 2х2=4. Т.е. в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу, по сравнению с первичным. А если выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал вращаться не будет. Прекращается передача крутящего момента на ведущие колеса авто, что соответствует нейтральной передаче.


Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня и вал передачи заднего хода; 5 — вторичный вал.

Передаточные числа

Поскольку в «коробке» имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные пары, имеем возможность менять общее передаточное отношение. Давайте посмотрим на передаточные числа:
ПередачиВАЗ 2105ВАЗ 2109
I3,67 3,636
II2,101,95
III1,361,357
IV1,00 0,941
V0,82 0,784
R(Задний ход) 3,53 3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то значит, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, как первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, называют – прямой. Как правило, это — четвертая. Пятая (или высшая) имеет передаточное число меньше единицы. Она нужна для езды по трассе с минимальными оборотами двигателя. Первая и передача заднего хода — самые «сильные». Двигателю не трудно крутить колеса, но машина движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах мотору не хватает сил. Поэтому приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения, чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость и сделав некоторый запас инерции, можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью и так далее. Обычный режим движения – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) — они самые скоростные и экономичные.

Какие бывают неисправности

Обычно появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением — это приведёт к поломке. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы.
Рычаг переключения переводится спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении и периодической замене масла в «коробке», трансмиссия не сломается до конца срока службы.

Шум при работе, зависящий в основном от типа установленных шестерен, значительно уменьшается при замене прямозубых шестерен косозубыми. Правильная работа также зависит от обслуживания в срок.

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Как работают механические коробки передач | HowStuffWorks

Четырехступенчатые механические коробки передач в значительной степени устарели, и их место занимают пяти- и шестиступенчатые коробки передач как наиболее распространенные варианты. Некоторые высокопроизводительные автомобили могут предлагать даже больше передач. Однако все они работают более или менее одинаково, независимо от количества передач. Внутри это выглядит примерно так:

Есть три вилки, управляемые тремя тягами, которые зацепляются рычагом переключения передач. Если смотреть на рычаги переключения передач сверху, они выглядят следующим образом на задней, первой и второй передаче:

Имейте в виду, что рычаг переключения передач имеет точку поворота посередине.Когда вы нажимаете ручку вперед, чтобы включить первую передачу, вы фактически тянете назад шток и вилку первой передачи.

Вы можете видеть, что при перемещении переключателя влево и вправо вы задействуете разные вилки (и, следовательно, разные хомуты). Перемещение ручки вперед и назад перемещает хомут для включения одной из шестерен.

Передача заднего хода управляется небольшой промежуточной шестерней (фиолетовой). Синяя шестерня заднего хода на этой диаграмме всегда вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням.Следовательно, было бы невозможно включить передачу заднего хода, пока автомобиль движется вперед; собачьи зубы никогда не зацепятся. Однако они будут сильно шуметь.

Синхронизаторы

В механических коробках передач современных легковых автомобилей используются синхронизаторы или синхронизаторы , чтобы исключить необходимость в двойном сцеплении. Назначение синхронизатора — позволить воротнику и шестерне войти в фрикционный контакт до того, как собачьи зубья коснутся контакта. Это позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости до того, как зубья должны войти в зацепление, например:

Конус на синей шестерне входит в конусообразную область втулки, а трение между конусом и втулкой синхронизирует втулку. и снаряжение.Затем внешняя часть хомута скользит, так что собачьи зубья могут зацепиться с шестерней.

Каждый производитель реализует трансмиссии и синхронизаторы по-разному, но это общая идея.

Как работают механические коробки передач | HowStuffWorks

Четырехступенчатые механические коробки передач в значительной степени устарели, и их место занимают пяти- и шестиступенчатые коробки передач как наиболее распространенные варианты. Некоторые высокопроизводительные автомобили могут предлагать даже больше передач. Однако все они работают более или менее одинаково, независимо от количества передач.Внутри это выглядит примерно так:

Есть три вилки, управляемые тремя тягами, которые зацепляются рычагом переключения передач. Если смотреть на рычаги переключения передач сверху, они выглядят следующим образом на задней, первой и второй передаче:

Имейте в виду, что рычаг переключения передач имеет точку поворота посередине. Когда вы нажимаете ручку вперед, чтобы включить первую передачу, вы фактически тянете назад шток и вилку первой передачи.

Вы можете видеть, что при перемещении переключателя влево и вправо вы задействуете разные вилки (и, следовательно, разные хомуты).Перемещение ручки вперед и назад перемещает хомут для включения одной из шестерен.

Передача заднего хода управляется небольшой промежуточной шестерней (фиолетовой). Синяя шестерня заднего хода на этой диаграмме всегда вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням. Следовательно, было бы невозможно включить передачу заднего хода, пока автомобиль движется вперед; собачьи зубы никогда не зацепятся. Однако они будут сильно шуметь.

Синхронизаторы

В механических коробках передач современных легковых автомобилей используются синхронизаторы или синхронизаторы , чтобы исключить необходимость в двойном сцеплении.Назначение синхронизатора — позволить воротнику и шестерне войти в фрикционный контакт до того, как собачьи зубья коснутся контакта. Это позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости до того, как зубья должны войти в зацепление, например:

Конус на синей шестерне входит в конусообразную область втулки, а трение между конусом и втулкой синхронизирует втулку. и снаряжение. Затем внешняя часть хомута скользит, так что собачьи зубья могут зацепиться с шестерней.

Каждый производитель реализует трансмиссии и синхронизаторы по-разному, но это общая идея.

Как работают механические коробки передач | HowStuffWorks

Четырехступенчатые механические коробки передач в значительной степени устарели, и их место занимают пяти- и шестиступенчатые коробки передач как наиболее распространенные варианты. Некоторые высокопроизводительные автомобили могут предлагать даже больше передач. Однако все они работают более или менее одинаково, независимо от количества передач. Внутри это выглядит примерно так:

Есть три вилки, управляемые тремя тягами, которые зацепляются рычагом переключения передач. Если смотреть на рычаги переключения передач сверху, они выглядят следующим образом на задней, первой и второй передаче:

Имейте в виду, что рычаг переключения передач имеет точку поворота посередине.Когда вы нажимаете ручку вперед, чтобы включить первую передачу, вы фактически тянете назад шток и вилку первой передачи.

Вы можете видеть, что при перемещении переключателя влево и вправо вы задействуете разные вилки (и, следовательно, разные хомуты). Перемещение ручки вперед и назад перемещает хомут для включения одной из шестерен.

Передача заднего хода управляется небольшой промежуточной шестерней (фиолетовой). Синяя шестерня заднего хода на этой диаграмме всегда вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням.Следовательно, было бы невозможно включить передачу заднего хода, пока автомобиль движется вперед; собачьи зубы никогда не зацепятся. Однако они будут сильно шуметь.

Синхронизаторы

В механических коробках передач современных легковых автомобилей используются синхронизаторы или синхронизаторы , чтобы исключить необходимость в двойном сцеплении. Назначение синхронизатора — позволить воротнику и шестерне войти в фрикционный контакт до того, как собачьи зубья коснутся контакта. Это позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости до того, как зубья должны войти в зацепление, например:

Конус на синей шестерне входит в конусообразную область втулки, а трение между конусом и втулкой синхронизирует втулку. и снаряжение.Затем внешняя часть хомута скользит, так что собачьи зубья могут зацепиться с шестерней.

Каждый производитель реализует трансмиссии и синхронизаторы по-разному, но это общая идея.

Как работают механические коробки передач | HowStuffWorks

Четырехступенчатые механические коробки передач в значительной степени устарели, и их место занимают пяти- и шестиступенчатые коробки передач как наиболее распространенные варианты. Некоторые высокопроизводительные автомобили могут предлагать даже больше передач. Однако все они работают более или менее одинаково, независимо от количества передач.Внутри это выглядит примерно так:

Есть три вилки, управляемые тремя тягами, которые зацепляются рычагом переключения передач. Если смотреть на рычаги переключения передач сверху, они выглядят следующим образом на задней, первой и второй передаче:

Имейте в виду, что рычаг переключения передач имеет точку поворота посередине. Когда вы нажимаете ручку вперед, чтобы включить первую передачу, вы фактически тянете назад шток и вилку первой передачи.

Вы можете видеть, что при перемещении переключателя влево и вправо вы задействуете разные вилки (и, следовательно, разные хомуты).Перемещение ручки вперед и назад перемещает хомут для включения одной из шестерен.

Передача заднего хода управляется небольшой промежуточной шестерней (фиолетовой). Синяя шестерня заднего хода на этой диаграмме всегда вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням. Следовательно, было бы невозможно включить передачу заднего хода, пока автомобиль движется вперед; собачьи зубы никогда не зацепятся. Однако они будут сильно шуметь.

Синхронизаторы

В механических коробках передач современных легковых автомобилей используются синхронизаторы или синхронизаторы , чтобы исключить необходимость в двойном сцеплении.Назначение синхронизатора — позволить воротнику и шестерне войти в фрикционный контакт до того, как собачьи зубья коснутся контакта. Это позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости до того, как зубья должны войти в зацепление, например:

Конус на синей шестерне входит в конусообразную область втулки, а трение между конусом и втулкой синхронизирует втулку. и снаряжение. Затем внешняя часть хомута скользит, так что собачьи зубья могут зацепиться с шестерней.

Каждый производитель реализует трансмиссии и синхронизаторы по-разному, но это общая идея.

Основная анатомия — Принцип работы механической коробки передач

Когда был построен первый автомобиль, крошечный двигатель был подключен непосредственно к карданному валу. Это сработало, но Benz Patent Motorwagen предлагал медленную и резкую езду. Автомобиль покачивался вперед, как только приводился в действие единственный приводной ремень, а скорость немного изменялась в зависимости от оборотов двигателя, но даже более быстрое движение могло повредить двигатель. Тем не менее, поскольку двигатель был настолько маленьким, это был приемлемый компромисс.

В конце концов, с разработкой более мощных двигателей, потребовалось несколько передаточных чисел, уменьшающих рывки при взлете и позволяющих более высокие скорости и даже передачу заднего хода. Кроме того, поскольку двигатель внутреннего сгорания является наиболее эффективным и наиболее мощным на разных скоростях, необходимо несколько передаточных чисел для извлечения наиболее полезной мощности или максимальной экономии топлива, в зависимости от требований водителя.

Benz Patent Motorwagen имел односкоростную механическую коробку передач без заднего хода, но большинство современных автомобилей с механической коробкой передач оснащены как минимум четырьмя или пятью передними передаточными числами, а некоторые автомобили доступны с шестиступенчатой ​​и семиступенчатой ​​механической коробкой передач. .

Что такое механическая коробка передач?

По сути, механическая коробка передач — это коробка передач, которая позволяет водителю выбирать между различными передаточными числами для управления автомобилем. Более низкие передаточные числа обеспечивают больший крутящий момент, но меньшую скорость, в то время как более высокие передаточные числа обеспечивают меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Различные передаточные числа часто называют «скоростями», поэтому «шестиступенчатая» механическая коробка передач имеет шесть передаточных чисел переднего хода.

В простейшем случае механическая коробка передач состоит из трех валов с постоянно зацепленными шестернями разных размеров.Входной вал соединяется с двигателем через муфту. Промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и имеет несколько шестерен. Выходной вал соединяет промежуточный вал с приводным валом и, в конечном итоге, с колесами. В полноприводных и полноприводных автомобилях выходной вал сначала подключается к раздаточной коробке. Передача заднего хода обычно находится на четвертом валу для изменения направления.

Сами шестерни закреплены не на выходном валу, а на обгонной муфте. С другой стороны, стопорные кольца вращаются вместе с выходным валом , а может сдвигаться или скользить вперед и назад для включения одной из шестерен.Вот почему мы называем это «переключением передач». В «нейтральном» положении, когда передача не выбрана и сцепление выключено, входной и промежуточный валы вращаются, как и шестерни выходного вала, но выходной вал не движется, потому что ни один из стопорных колец не задействован.

Как работает механическая коробка передач?

Чтобы переключить передачу, например, выбрав первую передачу, водитель нажимает на сцепление, отключая первичный вал. Используя рычаг переключения передач, водитель выбирает первую передачу, и рычажный механизм перемещает вилку переключения, чтобы соединить стопорную втулку 1 -2 с 1-й передачей , зафиксировав ее на выходном валу.Теперь, когда сцепление отпущено и входит в зацепление с входным валом, выходной вал поворачивается, потому что шестерня 1 st заблокирована на выходном валу стопорным кольцом.

По мере того, как водитель набирает скорость, выбор 2 передач и просто включал повторение процесса, но при перемещении рычага переключения передач на 2 передачи и . Вал переключения перемещает вилку переключения, чтобы отключить 1 передачу и и включить 2 передачи и . При отпускании сцепления входной вал снова включается, на этот раз мощность передается через 2 передачи и .Переключение на передачу 3 -й передачи включает использование второго рычага переключения передач, вилки переключения и стопорного кольца, которое находится между 3 передачами -й передачи и 4 передачами -й передачи .

Поскольку промежуточный вал и выходной вал вращаются с разной скоростью, переходя с 1-й на 2-ю передачу, попытка включить более высокую передачу, когда автомобиль движется медленнее, подобна попытке повернуть вал на двух разных скоростях что невозможно. Кольца синхронизатора похожи на крошечные муфты, использующие трение для приведения стопорной втулки и шестерни к одной и той же скорости, после чего они легко зацепляются, и мощность может быть восстановлена.

Базовое обслуживание механической коробки передач

По сравнению с автоматической коробкой передач, механическая коробка передач проста в эксплуатации и техническом обслуживании, и известно, что они способны преодолевать сотни тысяч миль. На самом деле, единственное, что нужно механической коробке передач, — это периодическая замена трансмиссионного масла — обычно каждые 30 000–60 000 миль, в зависимости от условий и привычек водителя. Если вы водите рабочий грузовик, гоночный автомобиль или просто агрессивный водитель, вам может потребоваться замена трансмиссионного масла в механической коробке передач каждые 15 000 миль.Поскольку механические коробки передач не нагреваются так сильно, трансмиссионное масло не разлагается, но оно собирает частицы с шестерен, подшипников и синхронизаторов. Поскольку в механических коробках передач нет фильтров, некоторые из этих частиц просто плавают, застревая в других местах и ​​вызывая износ.

Ответственное вождение — лучший способ продлить срок службы сцепления и механической коробки передач. Если вы не взлетаете с холма, не ездите на сцеплении. Когда вы ставите ногу на сцепление, она изнашивает пальцы выключения сцепления и выжимной подшипник.При замедлении полностью включите и выключите сцепление для переключения на пониженную передачу. Езда на сцеплении только нагревает его и изнашивает. Чтобы сцепление прослужило еще дольше, научитесь согласовывать обороты при переключении на пониженную передачу. Это требует практики, но небольшое увеличение оборотов двигателя при включении сцепления на более низкой передаче снижает толчки при переключении во всей трансмиссии, и все, от втулок до сцепления и трансмиссии, прослужит дольше.

Центры шин и автоцентров Dobbs знают механические коробки передач

Пока существуют механические трансмиссии, а мы предполагаем, что в ближайшие десятилетия вам придется рассчитывать на таких профессионалов, как Dobbs Tire & Auto Centres, которые остаются в штате.Если вам требуется базовое обслуживание или у вас возникли проблемы, остановитесь или позвоните в один из 42 наших офисов в районе Сент-Луиса. Пусть наш опыт работает на вас.

Как работает механическая коробка передач

Трансмиссия вашего автомобиля — один из самых важных ее элементов. Он соединяет двигатель с трансмиссией и определяет, сколько мощности вы используете в каждый момент времени. Однако для большинства людей остается загадкой, как это работает. Популярность автоматических трансмиссий уменьшила потребность в понимании того, как действует эта волшебная коробка под нашими ногами.Мы более чем готовы позволить компьютерам справиться с этим, чтобы мы могли сосредоточиться на другом (надеюсь, на самой дороге).

В Leith мы думаем, что можно многое сказать для понимания основных функций вашего автомобиля. Во многих случаях это может помочь вам лучше заботиться о своем автомобиле, что, надеюсь, означает, что он прослужит дольше. В этой серии мы научим вас основам работы трансмиссии. Сначала мы расскажем, как работает механическая трансмиссия, затем поговорим о том, как работают автоматические трансмиссии, и, наконец, сравним эти две, обсудив плюсы и минусы каждой.

Как работает механическая коробка передач?

Если вы управляли автомобилем с механической коробкой передач, или если вы ездили на автомобиле с механической коробкой передач, или если вы смотрели приличный боевик со сценой автомобильной погони (в фильмах никто не водит автоматику), то вы знать о педали сцепления и переключателе передач. Это два входа, с помощью которых водитель управляет механической коробкой передач, хотя, если говорить технически, рычаг переключения передач — единственная часть всей этой головоломки, которая управляется вручную (т.е. рукой).

Под всем этим скрывается сложный механизм — жужжащая совокупность валов и шестерен, которые каким-то образом преобразуются в поступательный (или обратный) импульс. Хотя схемы могут показаться пугающими, трансмиссия — обманчиво простая часть механизма. Все, что вам нужно сделать, это разбить его на основные компоненты.

Что такое сцепление?

Картер трансмиссии содержит три вала, взаимодействующие друг с другом.Один из них прикреплен к двигателю (входной вал), другой — к дифференциалу (выходному валу), а третий вал, часто называемый промежуточным валом или промежуточным валом, взаимодействует с двумя другими через систему шестерен. Когда ваша машина включена, вал двигателя всегда вращается, даже когда он остановлен. Он должен продолжать движение, иначе двигатель не будет работать.

Изображение: HowStuffWorks.com

Когда вы нажимаете педаль сцепления, вы активируете фрикционную муфту, которая расположена между маховиком двигателя и входным валом.Муфта сцепления предназначена для отсоединения двигателя от трансмиссии. Пока педаль нажата, двигатель и трансмиссия продолжают вращаться, но вращаются независимо друг от друга, без передачи крутящего момента от двигателя на коробку передач. Это то, что позволяет вам переключать передачи. Без фрикционной муфты и средств, позволяющих разъединить эти две системы, все могло бы сломаться.

Поскольку в его работе используется трение, если вы держите машину достаточно долго, вам придется заменить сцепление.Это похоже на замену тормозных колодок, при которой фрикционные материалы просто изнашиваются со временем. Вы можете продлить срок службы сцепления, если у вас много практики с руководствами и вы сможете избежать резкого переключения передач и агрессивного вождения.

Что происходит, когда я перемещаю рычаг переключения передач?

Промежуточный вал и выходной вал взаимодействуют через систему блокирующих шестерен. Разница между ними в том, что шестерни на промежуточном валу зафиксированы и вращаются вместе с самим валом, в то время как шестерни на выходном валу не зафиксированы и свободно вращаются без проворачивания вала.Это позволяет автомобилю работать на нейтрали без движения вперед. Сами шестерни соединены в пары разных размеров, создавая разные передаточные числа. Точные передаточные числа различаются, но вы будете знать их чаще как первую передачу, вторую передачу и так далее.

Переключатель передач отвечает за физическое включение шестерен на выходном валу, фиксацию их на месте, чтобы они поворачивали вал и передавали крутящий момент на ведущие колеса. Вот где действительно полезны визуальные эффекты.

Изображение: Источник

При перемещении переключателя в положение задействуются вилки переключателя передач.Эти вилки, в свою очередь, соединены с серией кулачковых муфт (не путать с фрикционной муфтой), которые отвечают за приведение в действие каждой передачи.

Современные трансмиссии оснащены системами синхронизации, которые предотвращают царапание зубцами кулачковой муфты о шестерню, которая может вращаться с другой скоростью. Синхронизирующие кольца были разработаны, чтобы упростить управление механической коробкой передач и устранить ужасный скрежет, который обычно случался, когда зубья кулачковой муфты ударялись о зубчатые колеса.

Все это происходит в одно мгновение. Когда вы убираете ногу с педали сцепления, энергия может перемещаться от двигателя через трансмиссию к ведущим колесам, продвигая ваш автомобиль вперед. Когда двигатель приближается к пределу диапазона оборотов, вы переключаетесь на более высокое передаточное число, чтобы оставаться в наиболее эффективном диапазоне.

На этом мы завершаем наше объяснение механической коробки передач. Если вы в большей степени визуально обучаетесь (не волнуйтесь, мы тоже), мы встроили несколько видео ниже, которые покажут вам все движущиеся части.Такие сайты, как HowStuffWorks, также отлично подходят для предоставления деталей и диаграмм.

В следующей части этой серии мы расскажем, как работают автоматические трансмиссии, и вернемся к последней части, когда мы будем сравнивать руководства и автоматику.

Если вы энтузиаст ручного управления, сообщите нам об этом, когда в следующий раз позвоните или посетите один из наших представительств. Каждый сотрудник Leith будет рад помочь вам сесть в любой автомобиль с механической коробкой передач, имеющийся у нас на складе.

Отличная визуализация, забавный акцент.

Фантастическое объяснение старой школы.

Наконец, представление из Лего. Потому что это круто.

Теги: Видео
Опубликовано в Учебники | Комментарии к записи Как работает механическая коробка передач

отключены

Так работает механическая коробка передач

Вы когда-нибудь ходили по магазинам автомобилей и находили идеальный автомобиль только для того, чтобы узнать, что у него механическая коробка передач? Кажется, что в наши дни большинство людей в Соединенных Штатах не знают, как управлять рычагом переключения передач.Честно говоря, если у вас никогда не было времени, чтобы научить вас водить машину с механической коробкой передач, это может показаться невыполнимой задачей. Может быть, вам поможет узнать, как работает механическая коробка передач.

Обзор ступенчатой ​​коробки передач

Механическая коробка передач требует, чтобы водитель управлял сцеплением одной ногой, педалью газа другой, управлял одной рукой и перемещал механизм переключения другой. Это требует некоторой координации и поначалу может сбивать с толку, но с практикой все необходимые движения выполняются без особой мысли.Во всем мире механические трансмиссии являются самым популярным типом трансмиссии. Вероятно, это связано с более низкой стоимостью и повышенной надежностью по сравнению с автоматической коробкой передач.

Зачем нужна коробка передач

Все автомобили, приводимые в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, передают мощность на трансмиссию путем поворота ведущей оси. Это вращательное движение измеряется как значение крутящего момента. Двигатели и двигатели имеют индивидуально уникальные диапазоны оборотов в минуту (об / мин), в которых они создают наибольший крутящий момент.Трансмиссии необходимы для того, чтобы мотор или двигатель работал в оптимальном диапазоне оборотов на различных скоростях. На низких скоростях требуется понижающая передача для предотвращения остановки двигателя / мотора, в то время как на высоких скоростях может быть предусмотрена повышающая передача, чтобы не допускать частоту вращения двигателя / мотора, превышающую безопасные диапазоны.

Как работает МКПП

Следует помнить одну ключевую вещь — понятие передаточного числа. Зубья шестерни сцепляются друг с другом. Когда большая шестерня входит в зацепление и приводит в движение малую шестерню, маленькая шестерня будет вращаться быстрее, чем большая.Чем больше разница в размерах, тем выше передаточное число.

Шестерни в механической коробке передач установлены на валах, которые вращают другие шестерни внутри коробки передач. Селектор переключения передач определяет, какие передачи входят в зацепление. Гипотетические соединители с постоянной сеткой и синхронизирующие кольца обеспечивают плавное скольжение. Запуск на первой передаче позволяет двигателю работать с оптимальными оборотами для создания крутящего момента, необходимого для перевода автомобиля из неподвижного положения в состояние движения.Как только автомобиль начнет движение и достигнет верхнего предела оптимального диапазона оборотов, трансмиссия может быть переведена на вторую передачу. Этот более высокий диапазон передач позволит двигателю вернуться к нижнему пределу «золотой середины». Продолжайте ускоряться и переключаться до тех пор, пока не будет достигнута желаемая скорость, поддерживая диапазон оборотов, который позволяет двигателю работать эффективно.

Включение передачи заднего хода достигается за счет трехступенчатой ​​системы без синхронизатора. Это означает, что перед переключением на заднюю передачу вращение трансмиссионного вала должно полностью прекратиться.Остановка вращения трансмиссионного вала без остановки вращения двигателя требует разъединения между ними. Это разъединение называется сцеплением.

Как работает сцепление

Автомобиль с механической коробкой передач будет иметь три педали у пола со стороны водителя. Одна сторона — более длинный акселератор, посередине — квадратная педаль тормоза, а затем педаль сцепления аналогичной формы. Нажатие педали сцепления отключает поток мощности к трансмиссии без выключения двигателя.

Когда педаль сцепления нажата, активируется механизм, снимающий напряжение на диске сцепления, установленном между двигателем и трансмиссией.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *