Как работает коробка передач механика – что это такое, устройство и принцип работы механической коробки передач (неисправности)

принцип работы для чайников, как работает МКПП

2616 Просмотров

Несмотря на то, что в последние десять лет бешеную популярность набрали именно автоматические коробки передач, тех, кто предпочитает машину с МКПП, не стало намного меньше. Кроме того, такой тип трансмиссии имеет наиболее простой принцип действия, и понять его может даже чайник. Сегодня мы расскажем о том, каков принцип работы механической коробки передач и из каких функциональных элементов она состоит.

Основные составляющие

Главная задача МКПП, как и любой другой трансмиссии — это передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Причем именно такое устройство, как коробка, способно варьировать этот момент таким образом, чтобы соблюдался наиболее оптимальный баланс между экономичностью и мощностью, а ресурс двигателя расходовался как можно меньше.

Простейшим решением этой задачи является внедрение в узлы автомобиля такого устройства, которое стало бы механически связывать колеса и мотор и делать так, чтобы частоты вращения коленчатого вала и карданного различались.

Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, стоит представить себе цепь обыкновенного велосипеда, который, наверное, в детстве был у каждого. Как известно, обычно ведущая шестерня, которая сцеплена с приводом педалей, имеет достаточно большой размер, тогда как ведомая, которая присоединяется к втулке колеса, достаточно невелика.

В современных велосипедах можно переключать скорости, перемещая цепь на шестерни разного размера. Это делается для того, чтобы изменять соотношение частоты вращения педалей и колес и, таким образом, менять скорость самого велосипеда.

Оказывается, на автомобилях применяется механизм с крайне похожим устройством. Только вместо педалей здесь выступает коленчатый вал двигателя, а вместо втулки колеса — карданный вал, который соединяется с редуктором и распределяет усилия между полуосями.

Ведущий вал, иногда называемый первичным, соединяется с коленчатым валом двигателя посредством такого устройства, как сцепление. Он представляет собой стержень, на который наварены шестерни разного размера. Аналогичный вид имеет ведомый, или промежуточный, вал, который соединяется с карданным.

Перемещение валов, которые имеют пружинный механизм, осуществляет кулиса, к которой прикрепляется рычаг, выходящий в салон. Рычаг имеет собственную схему переключения, которая всегда указывается на головке рычага или в инструкции по эксплуатации автомобиля.

МКПП — это такое устройство, в котором детали подвергаются большому трению и перегреву, поэтому в ее картере находится смазка, постоянно снижающая трение и температуру взаимодействующих металлических составляющих.

Как это работает?

Первичный вал коробки передач вращается всякий раз, когда устройство сцепления находится в исходном положении, а педаль отпущена. Таким образом, частота ведущего вала всегда совпадает с частотой вращения вала двигателя, или попросту с его оборотами.

Скорость промежуточного вала, который соединяется с карданом, зависит от того, на какой передаче стоит машина. К примеру, если МКПП находится на нейтральной передаче, то вал вращается с той частотой, с которой крутятся ведущие колеса.

Когда скорость включена, а педаль отпущена, валы вращаются с переменной скоростью. Эта скорость зависит исключительно от оборотов двигателя, которые регулируются при помощи педали акселератора.

 Когда приходит время переключить одну скорость на другую, происходит достаточно сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Так, сначала необходимо нажать педаль сцепления. При этом ведущий вал отсоединяется от двигателя и начинает вращаться независимо.

Когда педаль нажата, можно смело переводить рычаг МКПП через нейтральное положение в нужную скорость. Но здесь возникает одна существенная трудность: так как размеры шестерен на валах различны, они вращаются с разными частотами. По этой причине частоты необходимо синхронизировать между собой.

Для этих задач на МКПП служит синхронизатор. Эта система гидромеханического принципа позволяет подстраивать скорости валов таким образом, что смена шестерен не сопровождается повреждениями, а ресурс трансмиссии за счет этого увеличивается многократно.

Резюме

МКПП — это самый простой и примитивный вид трансмиссии, который применяется на автомобилях. Однако, изучив, как работает «механика», будет гораздо проще понять, как функционирует любой тип коробки, включая автомат и вариатор, и лучше разобраться в устройстве автомобиля в целом.

portalmashin.ru

Механическая коробка передач

Автомобиль, в виденье современного человека – это лишь удобное средство передвижения. На самом же деле, это сложный механизм, который постоянно дорабатывается и модернизируется производителями, дабы соответствовать нормам экономии, комфорта и безопасности пассажиров.

Не смотря на это, некоторые основные узлы в авто остаются практически неизменным, лишь немного улучшаются. Одним из таких агрегатов является коробка передач. Она существенно эволюционировала, появилось множество ее типов и подвидов, но основная функция — передавать крутящий момент с двигателя на колеса осталась неизменной. Если ранее механическая коробка передач выпускалась, в основном, кулачкового типа, то сегодня на автомобили, в основном спортивного образца, устанавливаются коробки передач секвентального типа.


Они отличаются тем, что в секвентальной коробке передач, переключение совершается только последовательно. А при переходе на пониженную скорость, необходимо совершать перегазовку, что требует от водителя определенной сноровки и уровня подготовленности. В плане же легкости и простоты эксплуатации, а главное долговечности и надежности, бесспорным лидером была и остается МКПП.

Принцип работы механической коробки передач


В основном МКПП выпускается пяти и шестиступенчатой. К слову, на заре автомобилестроения популярными были четырёхступенчатые, сейчас это раритет. Механическая коробка является самой надежной в использовании, но достаточно непростой для начинающего водителя, особенно в пробке. Так как требует частой и синхронной работы ног и рук, поэтому её еще называют ручной.

Основными узлами ручной коробки, как впрочем, любой другой, являются валы и шестерни. По количеству валов МКПП разделяются на двух и трехвальные. Двухвальные чаще всего устанавливаются на легковые переднеприводные автомобили, в то время как трехвальные – на передне и заднеприводные, а также на грузовые.

Шестеренки представляют собой зубчатые колеса, которые нанизаны на валы, и при определенном сопряжении друг с другом, на различных передачах, дают разные крутящие моменты и частоту вращения. Переключение скорости совершается только при выжатой педали сцепления.

Трехвальная коробка передач


В коробках вышеуказанного типа используются три вида валов:

  • ведущий;
  • ведомый;
  • промежуточный.

Первый выходит из коробки, для соединения с диском сцепления и передает крутящий момент на промежуточный. Тот в свою очередь находится рядом с ведущим, и соединяется с помощью шестерни, которая закреплена на ведущем. На промежуточном так же присутствует блок шестерней.

Ведомый помещается на одной оси с ведущим, но движется независимо от него. На нем расположены шестерни, которые не имеют жесткой сцепки. Между ними располагаются синхронизаторы, которые закреплены на валу, и движутся вдоль него. На конце синхронизатора расположены зубцы, которые в процессе работы проходят сквозь шестерню ведомого, и таким образом сцепляются. В нейтральной позиции, все шестеренки работают вхолостую, ведомый вал остается неподвижным, потому что зубцы синхронизатора не соединены с шестерней.

В корпусе коробки находятся вилки переключения передач, связанные шарнирами с рукояткой переключения. Они передвигают синхронизаторы вдоль валов. Сам рычаг переключения скоростей, может находиться прямо в коробке, или же в салоне авто справа от водителя. В последнем варианте будет использоваться дистанционное управление, с помощью шарнирных рычагов или тросов, в народе этот дистанционный механизм переключения называется «кулисой».

Правила и особенности эксплуатации МКПП

Вы сели в автомобиль с механической коробкой. Прежде чем завести двигатель, необходимо убедиться в отсутствии сцепления коробки и двигателя. Это возможно в двух случаях:

  1. селектор кпп стоит в нейтральном положении;
  2. выжата педаль сцепления.

Затем следует включить первую передачу, путем перевода рычага в соответствующее положение.

Любые действия с рычагом передач осуществляются исключительно при выжатом сцеплении. Недопустимы резкие движения при переключении, это существенно сократит срок службы коробки, и приблизит момент необходимости её ремонта. Не нужно прикладывать максимум усилий в том случае, если скорость что называется, не втыкается. Просто отпустите и выжмите педаль вновь.

Еще следует запомнить, что при переходе на повышенные, все передачи переключаются последовательно, друг за другом. Сам момент переключения следует выбирать, руководствуясь приборами — спидометром и тахометром соответственно. Достаточно много зависит от вашей манеры езды.

Заключение

Несмотря на общий стереотип, касательно сложности управления автомобилем с механикой, они имеют множество преимуществ, если сравнивать с той же автоматической коробкой.

  • Это свобода выбора режима вождения. Хотите драйва, жженой резины или резкого старта – на механике все это возможно.
  • Или вы хотите экономичной, спокойной езды с минимальным расходом топлива? Опять данный тип коробки переключения передач подойдет идеально.
  • А так же, это возможность притормаживать двигателем, что существенно повысит вашу безопасность на скользкой дороге.
  • Возможность буксировки автомобиля, без погрузки на эвакуатор, что значительно сэкономит ваше время и деньги.
    Да и цена на авто с ручной коробкой передач – существенно ниже того же авто с автоматом.

Выбор за Вами.

znanieavto.ru

Принцип работы механической коробки передач

Не стоит говорить о том, что современный автомобиль является сложным устройством, в котором находится много различных элементов, узлов и деталей. Из-за того что повышаются требования к безопасности, экономичности и комфорту, современные автопроизводители постоянно ищут способы усовершенствовать технические решения, модернизировать определенные узлы автомобиля. Не исключение в этом плане и механическая коробка передач, где важным звеном является ее переключение и которая работает на максимальных возможностях.

Рычаг управления МКПП

Коробка – это самый значимый элемент автомобиля и самый традиционный. Без него невозможно никакое движение и работа автомобиля. Принцип работы КПП – обеспечивать функции передачи крутящего момента от силового агрегата, то есть мотора, к колесам через карданный вал или напрямую (зависит от привода).

Модернизация МКПП заключается в том, что если раньше они преимущественно выпускались кулачкового типа, то в наше время они больше похожи по своим характеристикам со спортивными вариантами коробок. Такая коробка механика отличаются от КПП старых версий тем, что нет больше возможности перескакивания скоростей при изменении той или иной передачи. Это же в свою очередь, рассматривается, как отличное решение, повышающее не только комфорт управления, но и безопасность.

Устройство

Любая механическая коробка состоит из отдельных элементов, каждый из которых очень важен. Ниже приведены они в виде списка.

Схема валов с шестернями

  • Картер является самым важным элементом МКПП. Практически все основные элементы и детали различного типа находятся здесь. Сам картер КПП соединен с картером сцепления, а тот сидит, как известно, на двигателе. При постоянной работе коробки картер испытывает невероятные нагрузки. По этой причине его смазка маслом должна осуществляться постоянно и в нужном количестве. Специальное трансмиссионное масло предназначено для этих целей. Хотя в некоторых моделях коробок можно заливать и моторное;
  • Валы с шестернями (первичный, вторичный, промежуточный, дополнительный). Валы осуществляют свой принцип действия, вращаясь в подшипниках, находящихся в картере. Кроме того, они имеют шестерни, на которых расположено разное количество зубьев;
  • Синхронизаторы, необходимые для плавной работы. Когда водитель переключает передачи на МКПП, именно синхронизаторы в ответе за плавную и бесшумную работу;
  • Специальный элемент, отвечающий за переключение скоростей с замковым и блокировочным устройствами. Служит, понятно, для того чтобы смены в коробке проходили под управлением водителя, меняющего рычаг из салона. Примечательно, что замковое устройство, которым снабжено это устройство, ограничивает одновременное включение двух передач одновременно во время работы. Что касается блокировочного замка, то он не пускает передачам включаться самопроизвольно;
  • Рычаг, меняющий положения скоростей и тоже отвечающий за переключение в процессе работы.

Передаточное число и с чем его едят

Если попытаться объяснить работу МКПП другими словами, то это будет выглядеть примерно так. Допустим, представим перед собой визуально две шестерни с разными количествами зубьев. К примеру, коробка, где шестерни 20 против 40. Что это означает? А то, что при 2-х оборотах шестерни с 20-ю зубьями, вторая шестерня сделает всего-то один оборот. И таким образом, передаточное число или ПЧ в данном случае равно 2-м.

Получается, что если у 4-х шестерен, размещенных в коробке, различное количество зубьев: 20х40х20х40, а первичный вал будет вращаться со скоростью 2000 об/мин, то проводим простые арифметические действия, чтобы стал ясен принцип работы. Первая шестерня на 20 зубьев работает со скоростью 2000 об/мин, вторая с 40 зуб – в два раза медленее, последующая 3-я будет вращаться со скоростью 1000 об/мин, так как закреплена на одном и том же валу со 2-ой, а 4-я шестеренка уже получит вращение самое минимальное – 500 об/мин.

Механическая коробка передач, по сути, осуществляет внутри себя принцип изменения передаточного числа. Если заходит 2000 об/мин, то выйдет 500.

Нейтральная передача и холостой ход

Конечно же, только этим не ограничивается схема работы передаточных чисел. Тут еще надо учесть много нюансов, среди которых, можно выделить вывод из зацепа последних двух шестерен из примера. В случае вывода зацепа, уже вторичный вал вращаться, ясно что, не будет. В это же время прекращается передача крутящего момента и на колеса автомобиля. По другому такая ситуация в коробке передач называется нейтральной передачей – холостым ходом двигателя.

Что касается заднего положения, то здесь на лицо обратное вращение вторичного вала. В действие такое вращение приводится 4-м валом, наделенным шестерней заднего хода.

Если такое объяснение работы МКПП сложно для понимания, можно сравнить передаточные числа и их функции с работой велосипеда. На нем имеются звездочки, которые тоже имеют различное количество зубьев. Так, если включается в работу звездочка с наибольшим количеством зубьев, крутить педали становится легко, но скорость падает. И наоборот, переключаясь на звездочку с меньшим количеством передач, повышается скорость, но затрудняется вращение.

МКПП

Как правильно ездить на МКПП

В заключение приведем несколько советов, которые помогут сделать так, чтобы коробка передач типа механика и ее работа доставляла только удовольствие.

  • Рекомендуется учиться вождению на автомобиле, где стоит такая коробка передач, на ровной поверхности. Это позволит лучше слышать работу мотора, тем самым, грамотнее переключать передачи;
  • Надо запомнить, что педаль сцепления всегда находится в левой части от водителя, а с правой – педаль акселерата. В середине тормоз;
  • Задействуя педаль сцепления, надо знать о том, что в этот момент правильнее всего переключать нужную передачу. Сцепление нужно выжимать до упора, чтобы не было никакого скрежета;
  • Сиденье водителя рекомендуется отрегулировать так, чтобы выжимание сцепления не представляло никаких затруднений;
  • Выжимая сцепление, не спешите опускать педаль. Именно в таком положении лучше всего почувствовать разницу между педалями;

Коробка передач типа механика на автомобиле – это шанс в полной мере управлять своим автомобилем. В отличие от АКПП механическая коробка дает больше возможностей выжимать из двигателя автомобиля.

autodont.ru

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач (МКПП) преобразует, передает и изменяет крутящий момент маховика двигателя. Переключение ступеней осуществляется посредством механических движений соответствующего рычага в салоне.

Рассмотрим принцип работы механической коробки передач.

Ступени МКПП передают крутящий момент на вторичный вал, а тот уже на привод колес. Сам принцип ступенчатой передачи основывается на использовании определенного передаточного числа (коэффициента передачи) в паре ведущего и ведомого валов, которые взаимодействуют шестернями.

Передаточное число определяется по соотношению количества зубьев взаимодействующих шестерен. Максимальное передаточное число имеет меньшая ступень, соответствующая первой передаче автомобиля. По количеству ступеней МКПП бывают 4,5 и 6-ступенчатыми. Четырехступка сегодня является практически раритетом, в то время как 5-ступенчатые коробки получили наибольшее распространение.

Современные МКПП могут быть трехвальными и двухвальными. Двухвальные МКПП могут использоваться только на автомобилях с передним приводом. Трехвальные коробки подходят для приводов любого типа.

Трехвальная механическая коробка передач

В коробках данного типа используются 3 вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Крутящий момент передается от диска сцепления на ведущий вал. От него вращение поступает на промежуточный вал, шестерни которого в свою очередь вращают шестерни ведомого. Сам ведомый вал при этом не вращается.

При повороте рычага включения передачи в нужную позицию происходит выбор соответствующей вилки для включения, который сопровождается продольным движением рычага. Синхронизатор совмещает угловые скорости вала и шестерни, приводя в действие зубчатый венец. Тот входит в шестерню, жестко связывая её с ведомым валом.

Момент вхождения венца обычно сопровождается характерным щелчком фиксации на рычаге коробки передач. После этого крутящий момент поступает на хвостовик коробки передач, а от него уже на ведущий мост автомобиля. Вариация передаточных чисел возможна благодаря уменьшению количества зубьев на ведущей шестерне и увеличению на ведомой или ступенчатому уменьшению количества зубьев для ведомой шестерни.

Однако в определенный момент количество оборотов ведомого вала может сравняться с частотой оборотов двигателя и тогда передавать крутящий момент посредством шестерен станет бессмысленно. Поэтому в трехвальных коробках реализована прямая передача, которая подразумевает соединение ведущего вала с ведомым валом через синхронизатор напрямую с коэффициентом передачи, равным единице.

Для передачи “задний ход” в трехвальных коробках предусмотрена дополнительная шестерня на отдельном вале. Она включается между ведомым и промежуточным валом, что обеспечивает реверсное движение ведомого вала. Комфортное включение передач в трехвальных механических коробках обеспечивается за счет использования косозубых шестерен.

Двухвальная механическая коробка передач

В коробках данного типа используются только 2 вала: ведущий и ведомый. Предназначение всех элементов конструкции аналогично рассмотренному выше случаю. Основное отличие двухвальных коробок заключается в параллельном расположении валов, отсутствии прямой передачи и создании передачи не двумя, а одной парой шестерен. Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу, между остальными шестернями расположены синхронизаторы.

Обычно в двухвальных коробках в одном корпусе совмещаются узлы переключения передач, блоки шестерен, валы, синхронизаторы и дифференциал. Поэтому для уменьшения продольного размера могут использоваться несколько ведомых валов, которые попеременно вращают своими шестернями главной передачи ведомую шестерню, приводящую в действие дифференциал.

Для включения передач в двухвальных коробках задействуются рычаги выбора передачи и специальный шток переключения. При повороте рычага в салоне приводится в движение рычаг выбора передачи. После этого происходит продольное движение и включение штока переключения, который для блокировки шестерни толкает зубчатым венцом муфты синхронизатора соответствующую вилку на ведомом валу. Принцип работы передачи ”задний ход” аналогичен трехвальным коробкам.

Синхронизатор механической коробки передач

Задачей данного устройства является бесшумное включение передачи посредством выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Стандартный синхронизатор МКПП включает ступицу (1), муфту (2), блокировочные кольца (3), сухари (4), проволочные кольца (5).

При включении передачи вилка перемещает муфту с блокировочным кольцом к нужной шестерне. Вследствие разности угловых скоростей вала и шестерни блокировочное кольцо поворачивается до упора под воздействием возникающей на конической поверхности силы трения. Дальнейшее движение муфты прекратится, как только её зубья сравняются с зубьями блокировочного кольца.

Далее скорости выравниваются, муфта свободно перемещается через блокировочное кольцо и соединяется с включаемой шестерней, что блокирует шестерню вместе с ведомым валом. В этот момент передача включается.

all-drive.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о