Механическая коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают :: Autonews

Содержание

ᐉ Устройство автоматической коробки переключения передач (АКПП)

Автоматическая коробка передач освобождает водителя от хлопотного переключения передач и позволяет сосредоточить все внимание дороге и управлением движением. Это — типичная ситуация при движении по хорошим дорогам с простым рельефом. В этом случае водитель устанавливает рукоятку управления в положение «D» и нажимает педаль акселератора. Троганье с места и смена передач происходят автоматически, как во время разгона, так и во время торможения, в зависимости от положения педали акселератора и скорости автомобиля.

Рукоятка выбора передач имеет шесть положений. В двух из них («Р», и «N») двигатель не соединен с силовой передачей. В положении «R» движение возможно только задним ходом, а положения «D», «2» и «L» служат для движения вперед. Выбор одного из трех положений движения вперед определяется водителем в зависимости от дорожных условий. Способ пользования автоматической коробкой передач и рукояткой выбора передач детально описано в статье «Работа автоматической коробкой переключения передач«.

Установленная на автомобиле автоматическая коробка передач состоит из:

  • гидравлической части
  • механической части
  • устройства управления

Она соединена, также, как и механическая коробка, с главной передачей и дифференциальным механизмом.

Гидравлическая часть представляет собой гидрокинетическую передачу, состоящую из:

  • нагнетающего ротора
  • турбинного ротора
  • блока управления, оснащенного одноуправляемым сцеплением

При неподвижном турбинном роторе (автомобиль стоит) передача двукратно увеличивает крутящий момент двигателя. Когда турбинный ротор достигает скорости, близкой к скорости нагнетающего ротора, передача превращается в гидрокинетическое сцепление благодаря применению одноуправляемого сцепления в блоке управления. Коробка оснащена маслонасосом, приводимым в действие нагнетающим ротором. Масонасос подает масло в исполнительное и управляющее гидравлическое оборудование. Рабочее давление маслонасоса составляет 0,15 МПа (при 800 об/мин) и 1,74 МПа (при 3100 об/мин) коленвала.

Механическая часть коробки передач содержит две планетарные передачи, два многодисковых «мокрых» сцепления, одноуправляемое сцепление и два тормоза (многодисковый и ленточный). Запуская или обездвиживая различные части системы, механическая часть коробки позволяет включать три передачи переднего хода и одну передачу заднего хода. Усилие, от автоматической коробкой передается на ведущие колеса через двухступенчатую главную передачу с передаточным числом 4,394.

Система управления автоматической коробки передач состоит из ряда гидравлических клапанов, управляемых электромагнитами, гидроусилителей, питаемых маслом из маслонасоса, и микропроцессора, управляющего клапанами, в зависимости от положения педали акселератора и скорости автомобиля.

Рис. Кинематическая схема АКПП: 1 — гидротрансформатор; 2 — планетарный ряд; 3 — тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион; 4 — устройство управления (маслосборник, шестеренчатый насос и клапанная коробка).

Механическая коробка передач (МКПП): особенности, преимущества и недостатки.

МКПП — механическая коробка переключения передач (в обиходе «механика») является разновидностью КПП и позволяет ступенчато изменять передаточное число (соотношение), при этом выбор и включение/выключение передачи осуществляется самим водителем вручную.

Свое название агрегат получил благодаря тому, что в его конструкции отсутствуют какие-либо электрические или гидравлические устройства, которые обязательно присутствуют в АКПП или РКПП.

Простыми словами, механическая коробка позволяет водителю самостоятельно выбирать необходимую ступень из доступных (с тем или иным передаточным числом) в зависимости от режима работы ДВС, нагрузки, дорожных условий и т.д.

Содержание статьи

Особенности работы ступенчатой коробки передач

Начнем с того, что данный тип КПП является самым простым и дешевым в производстве решением для обеспечения переменного передаточного числа трансмиссии. Также коробка-механика проста в ремонте и достаточно надежна. Сама ступенчатая механическая коробка передач представляет собой шестеренчатый редуктор, в котором передаточное число изменяется благодаря выбору пары шестерен с разным передаточным соотношением, которые передают крутящий момент.

Казалось бы, учитывая назначение и общий принцип работы КПП, чем больше передач имеет коробка, тем проще подобрать самый эффективный режим работы всей трансмиссии в зависимости от тех или иных условий. Также от оптимально подобранной передачи будет зависеть и расход топлива. Однако на деле в случае с МКПП имеются определенные сложности.

Как правило, в ступенчатой коробке имеются низкие, промежуточные и высокие передачи. Низших передач зачастую бывает не больше двух, а пара шестерен на таких передачах имеет самые большие передаточные числа. Указанные передачи нужны для того, чтобы стронуться с места и быстро разогнать автомобиль.

Также наличие пониженных передач позволяет двигаться на малой скорости под нагрузками, по снегу, размытым грунтовым дорогам и т.д. Даже если на низкой передаче обороты будут высокими, скорость движения значительно не увеличится, однако на колеса будет передаваться максимум мощности и крутящего момента.

При этом нужно учесть, что езда в таком режиме не позволит разогнать машину до высокой скорости, быстро изнашивает мотор и приводит к значительному увеличению расхода топлива, а также колеса на высоких оборотах могут потерять сцепку с покрытием, то есть машина начинает буксовать. 

По этой причине после того, как автомобиль начал движение, нужно переходить на более высокую (промежуточную) передачу. На такой передаче обороты  ДВС понижаются, снижается расход топлива, однако тяга и приемистость двигателя также ухудшаются, так как мотору нужно больше времени, чтобы выйти на высокие обороты.

Что касается повышенных передач, в этом случае задействованы пары шестерен с самым малым передаточным числом. Такие передачи нужны для движения с постоянной высокой скоростью. Силовой агрегат в таком режиме работает на средних и высоких оборотах, что позволяет мотору отдавать максимальную мощность, необходимую для преодоления сопротивления, которое создает встречный воздушный поток и т.д.

Другими словами, именно мощность ДВС позволяет противостоять влиянию тех факторов, которые воздействуют на автомобиль после набора высокой скорости, что в результате дает возможность разогнать машину до максимальных скоростей.

Добавим, что в зависимости от того, насколько плотным окажется ряд передач коробки, настолько менее заметным будет снижение оборотов двигателя после переключения передачи на одну ступень выше. Простыми словами, чем больше передач в КПП, тем активнее и плавне разгоняется автомобиль.

Преимущества и недостатки МКПП

С учетом вышесказанного становится понятно, что главным плюсом механической коробки является  возможность самостоятельно подбирать необходимую передачу, что дает полный контроль над автомобилем, чего не скажешь об АКПП, вариаторах или роботизированных коробках.

Однако в этом же и заключается и минус данного типа КПП, так как езда на автомобиле с «механикой» затрудняет управление ТС,  а также требует определенных умений и навыков. Получается, главным минусом механической трансмиссии является то, что увеличивается нагрузка на самого водителя.

Изменение дорожных условий также требует постоянного переключения передачи выше или ниже, в результате чего процесс управления транспортным средством становится более сложным, водитель быстрее устает.

Параллельно с этим снижается комфорт не только для водителя, но и для пассажиров (если водитель не умеет пользоваться механической коробкой). Также отсутствие базовых навыков езды на авто с МКПП часто становится причиной повышенного расхода топлива, быстрого износа ДВС и элементов трансмиссии. В отдельных случаях  неумение ездить на «механике» становится причиной различных ДТП.

Читайте также

Механическая коробка передач автомобиля. Полный гид по МКПП

В статье:

Коробка переключения передач — один из важнейших узлов автомобиля, позволяющий изменять вращающий момент, передаваемый от двигателя к колесам. Наличие КПП дает возможность изменять скорость движения транспортного средства в широких пределах при использовании относительно узкого диапазона оборотов двигателя. Низкие передачи снижают нагрузку на двигатель при начальном разгоне, движении в гору, перевозке груза. Высокие позволяют развить значительную скорость на средних оборотах мотора. Передача вращения на колеса напрямую, без коробки передач, заставила бы мотор работать в очень тяжелом режиме, который сделал бы его чем-то вроде расходника.

Несмотря на растущую популярность автоматических коробок передач, автомобили с механической КПП по-прежнему пользуются спросом.

Преимущества и недостатки МКПП по сравнению с автоматической коробкой передач

Механика обладает рядом преимуществ, благодаря которым владельцы машин с МКПП не спешат переходить на авто, комплектуемые коробками-автоматами.

Итак, что же можно отнести к преимуществам механики?

1. Конечно, немаловажным, а зачастую и решающим фактором, является цена автомобиля. Обычно механические коробки обходятся автопроизводителю дешевле, нежели автоматы, а потому одна и та же модель с механической трансмиссией стоит меньше, чем комплектация с АКПП.

2. Если говорить о потреблении топлива, то МКПП заметно экономичнее и позволяет расходовать меньше средств на горючее. В этом можно убедиться, сравнивая эксплуатационные характеристики какой-либо модели в разной комплектации. Вероятно, именно по этой причине большинство европейцев, которые, как известно, очень хорошо умеют считать деньги, предпочитают покупать машины с механической КПП.

3. Механические коробки конструктивно не так сложны, как автоматические, а потому проще и дешевле в ремонте. Впрочем, некоторые современные МКПП по сложности устройства и стоимости обслуживания вполне сопоставимы с коробками-автоматами.

4. Механика считается более надежной и долговечной, чем автомат. Вероятно, это объясняется тем, что эволюция механических коробок происходит относительно медленно, технологии и конструктивные решения в них обычно обкатаны и проверены временем. А в автоматах некоторые новые технические решения оказываются не слишком удачными и снижают надежность данного узла.

5. Если у вас сел аккумулятор, машину с МКПП можно завести с толкача, включив 2-ю или 3-ю передачу. Для машины с коробкой-автоматом в такой ситуации придется вызывать эвакуатор.

6. Механика без особых проблем выдерживает режим буксировки. А вот АКПП при этом может перегреться и выйти из строя, поэтому машины с автоматической трансмиссией можно буксировать только на скорости не выше 30 км/час и на ограниченное расстояние (до 30 км), после чего необходимо дать коробке остыть. Некоторые коробки-автоматы вообще исключают режим буксировки.

7. МКПП позволяет лучше справиться с некоторыми экстремальными дорожными ситуациями на льду, грязи и т. д.

Главные недостатки механики следующие.

1. Управление машиной с МКПП менее комфортно, нежели езда на автомате. Это, несомненно, главная причина, по которой люди выбирают автомобили с автоматической КПП.

2. Необходимость постоянно передвигать рычаг переключения передач может быть довольно утомительной, особенно в пробках или при большом количестве светофоров на пути следования.

3. Механическая коробка передач предполагает наличие сцепления, которое не отличается долговечностью и требует периодического ремонта. В отличие от прежних лет, в современных автомобилях замена сцепления — довольно трудоемкая процедура, зачастую требующая демонтажа коробки. Для коробок-автоматов сцепление вообще не требуется.

Разновидности механических коробок передач

Передачи в МКПП переключаются ступенчато, а потому механические коробки различают прежде всего по количеству ступеней (передач). Если говорить упрощенно, то каждой ступени соответствует своя пара шестерней, которая обеспечивает определенное передаточное отношение.

Распространенные прежде 4-ступенчатые КПП ныне почти не применяются, поскольку они неэффективны для скоростей более 120 км/час. Теперь стандартом является 5 ступеней, реже 6. Бывают коробки, в которых больше шести ступеней, но необходимость постоянно манипулировать рукояткой переключения передач в городском режиме старт-стоп мало кому понравится, поэтому в легковом автотранспорте такие варианты используют редко.

По конструктивным особенностям можно выделить два основных типа механических КПП — двухвальные, которые устанавливают на переднеприводных машинах и трехвальные, используемые в основном с задним приводом.

Устройство и функционирование двухвальной КПП


В классической МКПП имеется два вала, расположенных параллельно. Первичный, он же ведущий, получает вращение от мотора через механизм сцепления. Ведомый передает преобразованный вращающий момент далее через трансмиссию на ведущие колеса.

Шестерни, насаженные на оба вала, находятся в попарном зацеплении. При этом на вторичном валу шестеренки не зафиксированы и могут вращаться свободно, а на ведущем они жестко закреплены.

Муфты синхронизатора, установленные между шестеренками ведомого вала, вращаются вместе с валом, но могут по шлицам сдвигаться вдоль него. Задача синхронизатора — заблокировать свободное вращение одной конкретной шестерни и таким образом включить определенную передачу.

Нажатие на педаль сцепления прерывает связь первичного вала КПП с коленвалом двигателя. Теперь можно включать передачу. Двигая рычаг, водитель через приводной механизм воздействует на одну из вилок, а та сдвигает соответствующую муфту и прижимает синхронизатор к шестерне через блокирующее кольцо.

Зубчатые венцы синхронизатора и шестеренки входят в зацепление. Шестерня теперь заблокирована на вторичном валу и может передавать вращение на него от первичного вала с соответствующим передаточным отношением. Всё, нужная передача включена, осталось лишь отпустить педаль сцепления, и вращающий момент будет передаваться на колеса.

Приводной механизм переключения передач в двухвальной КПП обычно дистанционный. Для связи рычага переключателя с коробкой используются тяги или трос.

Во многих конструкциях вместо одного вторичного вала используют два укороченных, а шестеренки распределяют между ними. Это позволяет существенно уменьшить габариты коробки.

Особенности трехвальной МКПП

В трехвальной конструкции передача вращения от ведущего вала на ведомый происходит не напрямую, а через промежуточный вал. При этом ведомый вал располагается на одной оси с первичным, а промежуточный — параллельно.


Как и в двухвальной конструкции, шестеренки ведомого вала жестко не зафиксированы на нем. Но при этом они имеют постоянное зацепление с шестернями промежуточного вала. В остальном принцип работы подобен двухвальной МКПП.

Для включения заднего хода имеется промежуточная шестеренка, установленная на отдельном валу. Благодаря включению промежуточной шестерни вращение вторичного вала изменяется на противоположное.

Механизм переключения передач в трехвальной конструкции монтируется непосредственно внутри коробки. Он включает в себя рычаг и ползуны с вилками.


Особенности эксплуатации

Лучший способ избежать преждевременных поломок в коробке передач — правильно ее эксплуатировать.

  1. Переключать передачи нужно с учетом предписаний автопроизводителя. Речь идет о минимальной и максимальной скорости, допустимой для той или иной передачи. Можно ориентироваться по спидометру, тахометру или звуку двигателя.

  2. На малой скорости движения и низких оборотах двигателя не используйте передачи выше второй.

  3. Правильная работа со сцеплением не только убережет его от ускоренного износа, но и позволит избежать повреждения деталей коробки передач. Нажимайте сцепление быстро, а отпускайте плавно, но не слишком медленно. Педаль выжимайте до конца, иначе во время включения той или иной передачи будете слышать доносящийся из КПП хруст. Этого не следует допускать. И ни в коем случае не бросайте резко педаль сцепления.

  4. Двигаясь вперед даже на малой скорости, не допускайте чрезмерной спешки при переходе на заднюю передачу. Автомобиль должен полностью остановиться, и лишь после этого можно включать задний ход. Игнорирование этого простого правила через какое-то время выведет заднюю передачу из строя, и тогда вам светит ремонт коробки.

  5. Избегайте переключения передач во время прохождения крутого поворота.

  6. Избавьтесь от привычки держать руку на рычаге переключения передач. Даже такое, казалось бы, мизерное давление на приводной механизм способствует ускоренному изнашиванию вилки и муфт в коробке.

  7. Старайтесь сдерживать себя, если вы предпочитаете резкую манеру вождения. «Шумахер» за рулем — худший враг любой коробки передач.

  8. Контролируйте уровень и состояние смазки в коробке передач. Не забывайте вовремя менять трансмиссионное масло.

О диагностике и ремонте

Некоторые косвенные признаки подскажут владельцу авто, что с коробкой, возможно, что-то не так.

Некоторые неполадки могут быть вызваны не слишком серьезными причинами и относительно просто устраняются.

Шум или вибрации. Прежде всего проверьте крепление коробки — возможно, просто нужно подтянуть болты. Недостаток или плохое качество смазки также заставит коробку шуметь, поэтому проверьте уровень масла в КПП и при необходимости долейте или замените его с промывкой.

Подтеки масла. Они обычно устраняются заменой сальников и уплотнений. Реже встречается повреждение картера или неправильный монтаж коробки и сопряженных с ней узлов.

Переключение передач затруднено. Для начала проверьте приводной механизм переключения, который часто называют кулисой КПП. В нем могут быть повреждения или просто требуется регулировка и подтяжка креплений.

Иные симптомы могут указывать на неисправности, требующие ремонта коробки, особенно в случаях, когда проблема проявляется на одних и отсутствует на других передачах.

Затрудненное переключение передач, сопровождающееся скрежетом. Такое возможно при неполном выключении сцепления, поэтому для начала проверьте его работу. Если со сцеплением все в порядке, то, вероятно, проблема в изношенных синхронизаторах, которые требуют замены.

Самопроизвольный сброс включенной передачи. Виновников может быть несколько — вилка включения передачи, фиксатор, муфта синхронизатора или блокирующее кольцо. В любом случае без ремонта не обойтись.

Постоянный гул, визг или хруст. Причиной могут быть разбитые подшипники, стертые или сломанные зубья шестерен. Здесь также потребуется ремонт.

Энтузиасты, имеющие достаточный опыт, инструменты и условия для работы, могут попытаться отремонтировать коробку передач самостоятельно. Но большинство автомобилистов скорее предпочтет доверить это непростое дело специалистам автосервиса.

Во многих случаях может оказаться, что проще, дешевле и быстрее приобрести и установить так называемую контрактную коробку передач.

Если же вы решили ремонтировать свою коробку передач, загляните в интернет-магазин Китаец. Здесь вы сможете подобрать необходимые запчасти для МКПП или приобрести коробку в сборе.

Механическая коробка переключения передач

Всем автолюбителям, как начинающим, так и опытным доподлинно известно, что автомобиль – сложное устройство, состоящее из множества разнообразных деталей, узлов и компонентов. В условиях постоянно растущей конкуренции между автопроизводителями и борьбой за покупателя автоконцерны постоянно усовершенствуют техрешения, внедряют инновации и модернизирует различные узлы автомобиля. Не стала исключением и механическая коробка переключения передач (МКПП).

  Коробка переключения передач является одним из самых значимых элементов автомобиля. Без КПП автомобиль просто не сможет передвигаться. Работа коробки заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущей оси либо напрямую, либо при помощи карданного вала (в случае заднего привода).

 Усовершенствование механической КПП состоит в исключении перескакивания скорости при изменении передачи, т.е. скорость не должна теряться в момент перехода на повышенную или пониженную передачу. При этом повышается комфортность и безопасность управления автомобилем.

 Как устроена МКПП

 Все механические КПП состоят из важных элементов, которые рассмотрим ниже в виде списка.

1. Картер. Самый важный элемент коробки передач. В нем располагается большинство основных элементов и деталей коробки. Картер КПП соединяется с картером сцепления, который в свою очередь соединен с силовым агрегатом. Во время работы МКПП на картер приходятся огромные нагрузки, и поэтому он должен постоянно смазываться маслом в достаточном количестве. Для его смазки применяются специальные трансмиссионные масла. Хотя в некоторых моделях авто используется и моторное масло;

2. Валы. Несколько валов, имеющих шестерни, вращаются в подшипниках, которые находятся в картере КПП. Валы бывают: первичные, вторичные, промежуточные и дополнительные;

3. Синхронизаторы. Плавный ход автомобиля и бесшумность работы КПП в момент переключения передачи обеспечивается именно с их помощью;

4. Блокировочный замковый элемент. Используется для исключения самопроизвольного переключения передач и предотвращения одновременного включения двух передач в КПП;

5. Рычаг МКПП. Меняет положение скоростей и отвечает за переключение передач во время работы автомобиля.

 Немного о передаточном числе

 Чтобы понять, что такое передаточное число коробки, нужно представить себе пару шестерен, имеющих различное количество зубцов. Например, в коробке находятся две шестерни, зацепленные между собой, с 30-ю и 60-ю зубцами соответственно. Вот и получается, что при одном полном обороте первой шестерни вторая сделает всего половину оборота. В данном примере передаточное число равно двум.

 Если в коробке передач, к примеру, расположены четыре шестерни на двух валах с зубцами 30-60-30-60, то при скорости вращения первичного вала равной 2 тысячи оборотов в минуту можно высчитать, что четвертая шестерня будет уже иметь скорость 500 оборотов в минуту. По своему предназначению, если говорить кратко, функция МКПП заключается в изменении передаточного числа.

 Принцип работы нейтральной передачи и холостого хода

 Понятно, что работа передаточного числа была описана выше весьма кратко. Стоит еще учитывать момент вывода из зацепления двух крайних шестерен в описанном примере. При таком условии вращение вторичного вала будет прекращено, и вращение не будет передаваться на ведущую ось автомобиля. Вот это и называется нейтральной передачей в работе МКПП (или работой машины на холостом ходу).

 Для включения задней передачи используется четвертый вал, на котором установлена шестерня заднего хода. В этот момент вторичный вал вращается в обратную сторону.

 Если до этого момента принцип работы МКПП все равно недостаточно понятен читателю, то стоит представить себе скоростной велосипед. На его заднем колесе установлены звезды различного диаметра для разных передач. И вот если для движения подключена самая большая звездочка, то крутить педали становится легче всего, но и скорость движения при этом будет минимальной. В случае подключения самой маленькой звездочки, все наоборот: крутить тяжело, но скорость большая.

 Правильная эксплуатация механической КПП

 В конце статьи хотелось бы дать читателям несколько советов, которые смогут продлить срок службы МКПП, и сделают езду на автомобиле комфортной.

 1. Если вы только обучаетесь управлению автомобилем с МКПП, то выбирайте для тренировок площадки с ровной поверхностью.

 2. Банально, но некоторым неизвестно: педаль сцепления находится всегда левее всех педалей. Педаль тормоза – посередине.

 3. Всегда выжимайте педаль сцепления до упора, только после этого переключайте коробку на нужную вам передачу.

 4. Отрегулируйте водительской сидение таким образом, чтобы полный выжим педали сцепления вы могли проводить комфортно и без лишнего усилия. Чтобы нога не вытягивалась до конца, а была согнута еще под небольшим углом.

 5. Не держите лишнее время выжатым сцепление (например, многие держат нажатой педаль на светофоре). Так вы только сократите срок его службы.

 За что автолюбители выбирают МКПП? Считается, что такая коробка передач полностью передает бразды правления своим автомобилем водителю, и что такая коробка позволяет использовать двигатель на максимуме его возможностей. Также она менее затратна в обслуживании и ремонте.

Видео об устройстве и принципе работы МКПП:

Что такое механическая коробка переключения передач? — Auto-Self.ru

Способствует оптимальному режиму работы двигателя система трансмиссии. Машина может поддерживать установку МКПП, АКПП, РКПП. Пользуется заслуженным спросом у водителей, которые имеют большой стаж вождения, машины с механическим типом трансмиссии. Данный вариант встречается на авто не только, которое работает на бензине, но и на дизеле.

Устройство механической коробки передач и ее назначение

Механическая коробка передач предполагает полностью ручное управление транспортом. Именно поэтому ее второе название – ручная КПП. Как работает МКПП? Она работает в паре со сцеплением, что позволяет при необходимости разъединять мотор от системы трансмиссии. В результате, нет необходимости в выключении оборотов силового агрегата, когда требуется переключение скоростей.

Схема МКПП

Виды механики:

  •  2-вальная;
  •  3-вальная.

Первый вид распространен среди отечественных автомобилей. Он имеет компактные размеры, по сравнению с 3-вальным вариантом, меньше весит. Трехвальные МКПП характеризует то, что они имеют широкий силовой диапазон. Благодаря этому, им комплектуются многие грузовики и кроссоверы. В состав 3-вальных версий входит: ведомый вал, промежуточный и ведущий вал. Промежуточный вал КПП обеспечивает передачу вращения от штатно зафиксированного первичного вала ко вторичному.

2 вальная КПП
3 вальная КПП

Схемы данной трансмиссии подробно отображают все механические связи в самой коробке между ее запчастями, помогают понять принцип действия, переключения передач.

Таким образом, на механической КПП переключение передач происходит под контролем водителя. Устройство механической коробки передач, а также принципы работы двух- и трехвальных видов имеют отличия.

Функционирование МКПП

Каков принцип работы данного устройства? Он заключается в том, что момент силы силового агрегата изменяется ступенями, благодаря воздействию шестерен. Следует отметить, что в состав коробки (помимо шестерен) входит картер, входной/выходной/промежуточный валы, синхронизаторы, включая механизм, который обеспечивает переключения передач. Их общее взаимодействие на автомобиле гарантирует эффективное осуществление передачи момента силы.

Синхронизатор установлен между ведомым и ведущим валом. Схема данного механизма позволяет увидеть, что он состоит из следующих элементов: ступица, муфта, сухари, блокировочное и проволочное кольцо. Рабочий материал, из которого состоит синхронизатор – сталь, либо латунь, реже встречаются модели авто, где синхронизатор выполнен из карбона. Он способен выдерживать высокие температуры, гарантирует снижение уровня шума.

Первичный и вторичный вал КПП эффективно справляются с большими нагрузками. На первичный вал коробки передач приходится момент силы коленвала мотора.

В картере МКПП находится смазка, которая снижает трение металлических составляющих, тем самым увеличивая срок работы системы трансмиссии.

Таким образом, изменения передаточного соотношения на МКПП осуществляется вручную, путем перемещения рычага. Синхронизаторы влияют на понижение уровня шума со стороны трансмиссии при эксплуатации автотранспорта.

Количество ступеней

Число ступеней, которое может включать ручная коробка, варьируется в основном от 4 до 6, однако встречаются и 7-ступенчатые авто. Каждая ступень скорости на МКПП обеспечивает нужное передаточное соотношение валов внутри самой коробки. Следует отметить, что именно версии на пять / шесть ступеней достаточно востребованы у автолюбителей. Первые шестиступенчатые МКПП появились в 1990-х гг.

Ступени переключаются посредством специального рычага. При этом возникающий момент силы передается на вторичный вал коробки передач, после на имеющийся колесный привод. Присутствует нейтральная передача. Когда она включена, обеспечивается свободное вращение шестерен. Вал вращается с частотой, идентичной с той, что крутятся ведущие колеса. На нейтральную позицию следует переключаться, когда происходит остановка. Как правило, нейтралка является средней позицией установленной КП.

Особенности эксплуатации автомобиля с МКПП

Следует отметить основные преимущества работы МКПП:

  • позволяет добиться максимальной скорости;
  • позволяет изменять передаточное отношение скорости вращения от силового агрегата на авто к установленным колесам;
  • осуществляется быстрый разгон;
  • обеспечивается максимально большой крутящий момент;
  • приемлемый расход горючего;
  • представляется возможным переключаться на режим заднего хода;
  • старт авто можно осуществлять с наката.

Чтобы ресурс данного варианта трансмиссии не истек преждевременно, устройство МКПП нужно своевременно обслуживать. В частности, следует своевременно менять масло, в которое постоянно попадает грязь и иные инородные частицы. Также, водитель должен придерживаться определенных правил эксплуатации транспортного средства. Например, нажимать педаль сцепления, когда машина на уклоне. Этого нельзя делать с механической коробкой передач. Из-за этого нанесется урон автомобильной системе.

Переключаться между передачами и оставлять ногу на выжатой педали сцепления также не рекомендуется.

При сравнении с автоматом, ремонт механических КПП автомобилисту обойдутся дешевле. Запчасти МКПП хорошо распространены на автомобильном рынке, проблем с их поиском и покупкой у автомобилиста не возникнет.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

что это такое, виды, устройство и принцип работы


Механическая коробка передач существует около столетия. В последнее время она стала активно уступать свои позиции простому и удобному автомату, роботу или вариатору. Но большинство автоконцернов мира всё равно оставляет в своей линейке модели и комплектации с механикой. Да и многие водители выбирают МКПП, поскольку она имеет немало преимуществ. Поэтому прощаться с этим типом трансмиссии ещё рано.

Как и все трансмиссии, механика отвечает за адаптацию крутящего момента, которая зависит от оборотов силового агрегата, и его передачу на автомобильные колёса. Это осуществляется изменением передаточного числа. Его регулировка выполняется МКПП ступенчато. А управлять данным процессом, в отличие от других КПП, водителю приходится вручную, выбирая передачу. Это иногда кажется сложным, особенно тем, кто получил водительское удостоверение недавно. Но правильному использованию скоростей способен научиться каждый водитель и выполнять его потом автоматически.

Виды механических коробок передач

Агрегаты отличаются по числу передач и количеству валов. По числу используемых ступеней МКПП обычно делятся на:

  • Четырёхступенчатые;
  • Пятиступенчатые;
  • Шестиступенчатые.

Иногда встречаются механизмы, имеющие иное количество передач. Но на серийных автомобилях такие коробки устанавливаются редко. Да и четырёхступенчатые КПП сейчас можно увидеть нечасто. От них отказались практически все автопроизводители. Поэтому увидеть такую трансмиссию можно лишь на подержанных классических моделях «АвтоВАЗа» и других неновых авто.

Выпускающиеся сейчас машины обычно оснащают пяти- или шестиступенчатыми агрегатами. Это правило относится не только к мировым, но и к российским брендам.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • Трёхвальные;
  • Двухвальные.

Больше никаких классификаций трансмиссий нет. Они выпускаются различными производителями, но все марки применяют стандартные типовые конструкции узла.

Устройство механической коробки передач

Узел имеет такие основные детали, как:

  • сцепление;
  • валы;
  • шестерни;
  • синхронизаторы;
  • корпус.

КПП имеет муфты, подшипники и сальники. Каждый из элементов имеет свою функцию. А вместе они обеспечивают работу трансмиссии.

Сцепление

Сцепление существует, чтобы разъединять двигатель и коробку при переключении скоростей. Это позволяет избежать опасных последствий для обоих агрегатов. Механизм обеспечивает холостое вращение колёс машины и её силовой установки. Это достигается отключением крутящего момента.

Механизм соединяет колёса и двигатель так, чтобы их функционирование не повредило эти части авто. Сцепление имеет два диска. Один из них соединяется с силовым агрегатом, а второй – с колёсами. Вращение обеспечивается первичным валом КПП. Управляет включением и выключением сцепления водитель путём отпускания или нажатия на педаль автомобиля.

Шестерни и валы

Шестерни устанавливаются на валах. А сами валы обычно размещаются параллельно друг другу.

Первичный или ведущий вал соединяется с маховиком двигателя. Для соединения используется корзина сцепления автомобиля. Деталь двигает второй диск сцепления и заставляет при помощи шестерёнки промежуточный вал вращаться. Вторичный или ведомый вал примыкает к ведущему посредством подшипника, находящегося в хвостовике последнего. Это обеспечивает независимое вращение обоих элементов. Валы могут крутиться с различными скоростями и в разных направлениях, так как у них отсутствует фиксированное соединение.

На вторичном валу есть множество шестерёнок. Они передают вращение. При этом одни шестерёнки постоянно вращаются, другие – имеют жёсткое крепление.

Шток переключения передач составлен из следующих элементов:

  • Замок;
  • Муфта, обеспечивающая переключение передач;
  • Приводы;
  • Ползуны с вилками;
  • Привод.

Механизм выбора скоростей у разных автомобилей устанавливается в различных местах. Он может устанавливаться в корпусе КПП или на кузовных панелях машины. Но иногда узел размещают на рулевой колонке. Привод штока на современных авто обычно представлен кулисой.

Синхронизаторы

Синхронизаторы делают равными скорости первичного и вторичного валов. Это позволяет переключать передачи. Кроме того, они снижают нагрузку на трансмиссию и продлевают срок её службы. Синхронизатор также снижает шум при работе узла.

Механизм используется на большинстве автомашин с МКПП. Но им не оснащаются отдельные модели спортивных авто, а также любая спецтехника.

Недостатки МКПП

Подобно любому узлу автомобиля, ручная коробка не лишена недостатков:

  1. Сложное управление, подразумевающее одновременные манипуляции педалью сцепления и рычагом переключения.
  2. Необходимость контроля режима работы мотора. Только в этом случае удается обеспечить динамичный разгон и паспортные показатели расхода топлива.
  3. При неаккуратном обращении есть риск поломки сцепления или шестерен коробки передач.
  4. Риск «перекрутить» коленчатый вал двигателя, включив неправильную передачу.
  5. Разрывы потока мощности в моменты переключения.
  6. Утомительное управление коробкой при езде в пробках. Водителю постоянно приходится переключать передачи.
  7. Ступенчатое изменение передаточного отношения и ограниченное число скоростей. Из-за этого не всегда удается найти оптимальный режим работы двигателя. На современных автомобилях применяются электронные системы, подсказывающие водителю момент переключения скорости.

Недостатки механических коробок передач чувствительны только для начинающих или малоопытных водителей.

Принцип работы и устройство двухвальной коробки передач

Двухвальная механика имеет в своём составе:

  • Валы: ведущий и ведомый;
  • Шестерни обоих валов;
  • Главную передачу;
  • Дифференциал;
  • Синхронизаторы;
  • Механизм переключения скоростей;
  • Корпус или картер.

Этот тип коробок не имеет промежуточного вала. Ведущий и ведомый валы стоят параллельно друг другу. Вращающий момент от шестерёнок первичного вала передаётся на те же детали вторичного.

Благодаря отсутствию промежуточного вала удалось заметно уменьшить вес и размеры трансмиссии. Поэтому двухвальную коробку ставят на авто и на некоторые мотоциклы. Для оптимизации работы она наделена большим числом шестерёнок, чем трёхвальная. Но эта особенность привела к снижению коэффициента полезного действия.

Шестерёнки валов свободно крутятся и активно взаимодействуют. Между ними размещаются муфты синхронизаторов. На ведомом валу ведущая шестерня от главной передачи имеет надёжную фиксацию. Она взаимодействует с ведомой.

На многих трансмиссиях данного типа бывает несколько вторичных валов. На всех присутствует такая ведущая шестерёнка. Количество ведомых валов не превышает трёх. Оно зависит от конструкции и марки КПП.

Вращающий момент с ведомого вала посредством дифференциала и главной передачи передаётся колёсам авто, являющимся ведущими. При этом иногда колёса могут крутиться с различной скоростью. Например, это бывает, если одно из них попадает на скользкую поверхность.

Механизм, который отвечает за переключение передач размещают за пределами корпуса коробки. Для соединения его с трансмиссией могут применяться тяги или тросы. На современных авто обычно устанавливают тросовые МКПП.

Механизм переключения передач состоит из:

  • Троса выбора скоростей и рычаг для управления ими;
  • Троса, отвечающего за переключение передач и рычаг, обеспечивающий их выбор;
  • Штока включения скоростей, оснащённый вилками, и ручка, отвечающая за включение ступени;
  • Замка блокировки.

При осуществлении выбора передачи рычаг управления должен переместиться в поперечном направлении. А, когда включается скорость, он двигается продольно.

Двухвальная трансмиссия работает практически также, как и трёхвальная. Но механизм переключения у них отличается. У этой КПП при выборе определённой ступени рычаг двигается продольно и поперечно. При поперечном движении на трос передаётся усилие. Он действует на рычаг, отвечающий за выбор скоростей. Поворачивается шток и выбирается скорость.

Такая коробка ставится на многие нынешние переднеприводные машины.

Фотогалерея

На серии фото показаны некоторые узлы двухвальной коробки передач.


Задняя крышка коробки


Хорошо видна вилка переключения


Каретка задней передачи


Подшипники валов


Расположение валов в коробке


Еще одна вилка переключения


Валы коробки в сборе


Элементы валов

Принцип работы и устройство трёхвальной коробки передач

Трёхвальная механика состоит из:

  • Валов – первичного и вторичного;
  • Промежуточного и дополнительного валов;
  • Синхронизаторов;
  • Шестерней;
  • Механизма переключения передач, оснащённого замками и блокираторами;
  • Рычага переключения ступеней;
  • Корпуса или картера.

В корпусе установлены подшипники. Они отвечают за вращение валов. На валах размещаются шестерёнки с разным числом зубьев.

Ведущий вал соединяется с силовой установкой корзиной сцепления. Вторичный соприкасается с карданным. Промежуточный вал заставляет вращаться ведомый. Ведущий вал оснащён ведущей шестерней, которая обеспечивает движение промежуточному.

На ведомом валу есть муфты синхронизаторов, выравнивающие угловые скорости шестерёнок и вала. Синхронизаторы обладают надёжным креплением, но могут перемещаться продольно. Такое строение присуще каждой передаче автомобиля.

Механизм, обеспечивающий переключение, обычно установлен на корпусе. Управление им осуществляется рукоятью, имеющей ползуны и вилки. Чтобы не произошло одновременного выбора двух передач, ставится блокиратор. Когда машина стоит на нейтральной передаче, сцепление отключает ведущий вал от силовой установки. Поэтому колёса крутиться не должны.

При включении рукоятью ступени её вилка начинает двигать синхронизаторную муфту. Это выравнивает скорости, с которыми крутятся ведомый вал и шестерёнка выбранной ступени. Шестерня блокируется на ведомом валу путём взаимодействия её зубьев с зубьями синхронизатора. При этом колёсам передаётся крутящий момент с определённым передаточным числом. Транспортное средство двигается согласно включённой передачи. Езда задом выполняется за счёт соответствующей ступени. За него отвечает шестерёнка заднего хода, установленная на специальном валу.

Плюсом таких трансмиссий считают прямую передачу крутящего момента с первичного на вторичный вал. Они имеют больший коэффициент полезного действия, чем двухвальные. Но коробки этого типа имеют большие размеры и вес. Это – их недостаток. Поэтому трёхвальные КПП обычно встречаются на авто с полным или задним приводом. Ими оснащают многие внедорожники и тяжёлые кроссоверы. Применяются такие коробки и на большинстве грузовых автомобилей.

Экскурс в историю

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.
Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

  • обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
  • разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
  • наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

Как пользоваться механической коробкой передач

Эксплуатация автомобиля с каждым типом трансмиссий имеет особенности. Это относится и к транспорту с механикой. Некоторые, особенно начинающие водители, считают МКПП сложной, и поэтому быстро отказываются от неё. Но при выработке определённых навыков и соблюдении несложных правил езда на машине с такой коробкой практически ничуть не сложнее, чем, например, на АКПП.

Как заводить машину на механике

ВАЖНО!!! Для продления срока службы КПП и мотора, при запуске силового агрегата нужно соблюдать такой алгоритм действий:

  1. Желательно оставлять автомобиль на парковке на нейтральной передаче и ручном тормозе. Но некоторые водители ставят авто на скорости – обычно первую или заднюю, не используя ручник. Так делать не рекомендуется. Это может стать причиной аварии.
  2. Перед запуском двигателя убедиться, что машина стоит на нейтралке, пошевелив ручку в разные стороны.
  3. Если включена не нейтраль, то выжать сцепление и перевести рукоятку в присущее нейтральной скорости положение. При этом нужно использовать ручник или нажать педаль тормоза.
  4. Выжать сцепление и повернуть ключ зажигания в первое положение. На приборной панели появятся значки. Обязательно использовать при этом тормозную педаль или ручной тормоз во избежание отката машины.
  5. Запустить двигатель поворотом ключа в нужное положение. Индикаторы на приборке через несколько секунд должны погаснуть.

При запуске мотора нужно придерживаться следующих рекомендаций:

  • На запуск силовой установки должно уйти не более 10 секунд. Если за это время он не завёлся, на время прекратить попытки. Если этого не сделать, стартер может выйти из строя;
  • Повторить процедуру примерно через минуту после неудачного запуска. Если мотор так и не заработал, выключить зажигание и начать искать причину неполадок;
  • В мороз желательно прогревать авто с выжатой педалью сцепления. Это поможет быстро прогреться загустевшему маслу;
  • Зимой рекомендуется применять более жидкую трансмиссионную жидкость и не заливать минералку. Она очень густая, а от мороза густеет ещё сильнее. Это может негативно сказаться на состоянии МКПП;
  • Даже в тёплую погоду не начинать движение на непрогретом автомобиле. Ему нужно дать поработать на холостом ходу не менее 2-3 минут. В зимнее время прогревать авто следует не менее пяти минут. Это прогреет механизм до рабочего состояния.

Как переключать скорости

Практически на всех авто с механикой схема переключения передач расположена вверху на рукоятке. Переключать скорости нужно так:

  1. Выжать сцепление левой ногой до упора.
  2. Правой рукой поставить рукоять в нужное положение, которое соответствует выбираемой передаче.
  3. Плавно отпустить педаль и аккуратно правой ногой надавить на газ.

ВНИМАНИЕ!!! Во избежание быстрого износа механизма и аварийно опасных моментов на дороге рекомендуется:

  • Стараться ездить на четвёртой скорости, где это возможно. Это экономит топливо;
  • Включать заднюю передачу только, когда автомобиль полностью остановился;
  • Выжимать сцепление быстрым движением ноги и до конца;
  • Отпускать педаль плавно и аккуратно, без рывков и резких движений;
  • На свободной дороге, по возможности, снижать скорость двигателем, переходя на пониженные передачи;
  • Не держать постоянно ногу на педали сцепления в движении и во время остановки, например, на светофоре. Особенно не следует делать это при езде по скользкой или мокрой дороге;
  • Не пытаться двигаться накатом под горку. Топлива это не сэкономит, зато может привести к ДТП;
  • Не переключать передачи в повороте. Делать это нужно до того, как собираетесь поворачивать, или по завершении манёвра;
  • Не эксплуатировать машину с неисправными элементами трансмиссии.

Масло

Масло в данном узле нуждается в регулярной замене. Менять его нужно обычно каждые 50000-100000 километров пробега в зависимости от модели авто. Точные сроки можно найти в руководстве по эксплуатации машины. Там же указаны характеристики и рекомендуемые бренды трансмиссионной жидкости. Её следует выбирать, исходя из погодных и иных условий. Заменить масло можно самостоятельно или в автосервисе.

Необходимо регулярно проверять уровень и состояние жидкости в КПП. Это делается щупом. Если коробка не оснащена им, то масло обычно должно находиться на одном уровне с крышкой или чуть ниже. Если трансмиссионка изменила цвет или в ней появились примеси, следует заменить её, даже если регламентный срок замены не подошёл. Внеплановая замена нужна и при подозрении на низкое качество масла или после ремонта агрегата. Эксплуатировать машину при отсутствии трансмиссионной жидкости или её недостатке запрещено. Нельзя применять химию с иными свойствами, чем указано в сервисной книжке. При недостаточном количестве масла его нужно долить до положенного уровня. Не использовать трансмиссионку сомнительного качества или происхождения.

Плюсы и минусы механической коробки передач

Плюсы механики:

  • Разрешается буксировка машины разными способами на любое расстояние. Буксировать авто можно, даже если его мотор запустить невозможно;
  • Допустима попытка запуска силовой установки методом толкача при сильном разряде аккумуляторной батареи или некоторых поломках. Но, если двигатель после нескольких попыток не заработал, перестать пытаться завести авто до устранения неисправности;
  • Относительно небольшой вес и габариты, в отличие от других трансмиссий;
  • Надёжность;
  • Значительный ресурс;
  • Отличная динамика автомобиля;
  • Возможность ездить в удобной манере;
  • Максимальное использование всех возможностей мотора. При этом нужно следовать рекомендациям автопроизводителя и избегать излишних нагрузок на силовой агрегат или неправильного выбора передач;
  • Быстрый разгон машины;
  • Экономичность. При правильном использовании МКПП можно добиться заметного снижения расхода топлива;
  • Отличные возможности для автоспорта или экстремального вождения. Они зависят от мощности двигателя и модели авто;
  • Большие, по сравнению с другими типами трансмиссий, возможности на бездорожье или глубоком снегу;
  • Простое и понятное устройство. Диагностировать и устранить неисправности узла можно самим при наличии опыта;
  • Доступная стоимость обслуживания, ремонта и запасных частей. На цену влияет модель и бренд транспортного средства. Но обычно она ниже, чем для других трансмиссий. На большинство МКПП запчасти продаются во многих магазинах или быстро доставляются на заказ;
  • Возможность самостоятельного ремонта или обращения в неофициальные мастерские. Многие виды автоматов, роботов или вариаторов можно восстановить только в дилерских центрах или крупных профильных СТО. Стоимость работ там завышена;
  • Невысокая цена подержанной или даже новой коробки. Поэтому при значительных дефектах многие водители не ремонтируют, а меняют её. Для авто с АКПП, вариатором или роботом такая замена бывает дорогостоящей.

Минусы:

  • Определённые сложности управления. Особенно часто испытывают трудности начинающие автолюбители или женщины-водители;
  • Сцепление требует бережного обращения. Его можно повредить при неумелом использовании или частом застревании в грязи или снегу;
  • Возможность повреждения деталей узла при неправильном включении задней передачи;
  • Необходимость следить за оборотами мотора и вовремя включать нужную скорость. АКПП это делает автоматически. Если своевременно не переключаться, мотор будет быстро изнашиваться. Его ремонт может потребоваться даже на небольшом пробеге;
  • При неправильном переключении теряется мощность силовой установки. Иногда авто может заглохнуть в неподходящий момент;
  • Быстрая утомляемость водителя, особенно при недостаточном опыте или езде по городским пробкам. На автомобилях с механикой ему приходится постоянно контролировать действия, выжимать сцепление и переключать скорости.

Основные неисправности и их признаки

Механическая КПП надёжная. Она может прослужить без капитального ремонта 300000 и более тысяч километров. А сцепление на некоторых моделях авто «ходит» 200000-250000 км. Но даже такой долговечный узел может сломаться. Часто это происходит на большом пробеге или при неправильной эксплуатации и несвоевременном обслуживании. Признаками поломки являются:

  1. Неприятные звуки, вой во время езды или переключения передач, а также на холостом ходу. Если они возникают при использовании нейтрали, то это указывает на низкий уровень масла или сильный износ подшипника ведущего вала. Появление звуков при переключении говорит о повреждении блокираторов механизма выбора передач, дефекте синхронизаторов, неполном выжимании или износе сцепления, а также о ненадёжном креплении узла. Когда шум появляется в движении, это указывает на недостаток трансмиссионки, износ синхронизаторов или подшипников.
  2. Не включаются все или одна из передач.
  3. Трудности при включении нужной ступени. Эти две проблемы связаны с износом синхронизаторов или шестерёнок, поломкой механизма переключения, износом или неполным выжиманием сцепления или повреждением тяг механизма, отвечающего за переключение скоростей.
  4. Произвольное выключение передачи вызывается повреждением синхронизаторов, вилок, механизма переключения, шестерен или подшипников. Эта проблема проявляется при износе подушек мотора, неисправности тяг или слабом креплении коробки.
  5. Течь масла из КПП возникает при слабом закручивании сливной пробки, повреждении корпуса трансмиссии, износе сальников и прокладок. Иногда жидкость течёт из-за неправильно вставленного щупа.

Иногда проблемы связаны с неисправностью сцепления. На это указывают следующие симптомы:

  • Гул, скрежет и иные посторонние звуки при выжимании педали;
  • При нажатии на газ обороты увеличиваются, а автомобиль не ускоряется или делает это слишком медленно;
  • Педаль сцепления проваливается;
  • Вибрация при переключении скоростей или во время трогания;
  • При выжимании педали чувствуется сильный запах палёной резины. Иногда это связано не с поломкой, а с неаккуратным обращением со сцеплением.

При возникновении неполадок в работе МКПП следует провести диагностику и ремонт узла. Для этого нужно обратиться в сервис, оказывающий такие услуги. Но некоторые водители ремонтируют коробку самостоятельно. Своими руками при наличии гаража можно заменить сцепление или его элементы, отремонтировать рукоятку переключения передач и даже выполнить капитальный ремонт всего узла. В физических и Интернет-магазинах обычно несложно найти запчасти для механики авто любой марки и модификации.

Механическая трансмиссия, вопреки мнению некоторых автомобилистов и экспертов, вовсе не изжила себя. Она имеет достоинства, которых нет у агрегатов иных видов. А при умелом использовании МКПП позволяет получить истинное наслаждение от вождения или покорить крутое бездорожье. Она дарит водителям драйверские эмоции и ощущение полного контроля над машиной. При этом коробка проста и дешева в обслуживании. Поэтому говорить о её неактуальности ещё очень рано.

Эксплуатация

Замена масла (вовремя) и «правильное» переключение передач – действия, способные продлить срок эксплуатации механической коробки передач. Для этого требуется осуществлять контроль уровня масла. Переключать передачи за счет плавных движений. Выдерживать паузу в нейтральном режиме, что необходимо для полноценного срабатывания синхронизаторов.

Неисправности МКПП приводят к следующему:

  • износ прокладок и сальников – подтекание масла;
  • излишний шум – повреждение шестерней и подшипников, а также проблемы с синхронизаторами;
  • затрудненная смена передач – выход из строя механизма переключения, синхронизирующих муфт, шестерней;
  • произвольное выключение передач – сильный износ и синхронизаторов и шестерней.

Механическая коробка переключения передач. Устройство и принцип работы МКПП.

Подробности
Категория: Трансмиссия
Опубликовано: 28 декабря 2014
Просмотров: 15717

Механическая коробка передач – это устройство для передачи и последующего преобразования крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. В настоящий момент, механическая коробка – самый распространённый тип коробки передач из всех существующих. Очень часто данный вид коробки называют ручной, так как скорости приходится переключать вручную.

Принцип работы и основные компоненты механической коробки передач.

Следует сказать, что на сегодняшний день данный вид коробки переключения скоростей считается классическим и очень надежным, а принцип работы прост и понять его не сложно.

Итак, механическая коробка передач состоит из:

  • Картера (конструктивно это корпус коробки передач)
  • Валов с шестернями
  • Шестерня заднего хода
  • Рычага переключения передач
  • Непосредственно механизма переключения передач с блокиратором
  • Синхронизаторов

Корпус коробки изготавливается из очень прочного сплава. В некоторых случаях это сплав магния, что делает картер очень прочным. Именно в картере собраны все элементы коробки передач, за исключением рычага, который расположен в салоне автомобиля.

Картер герметичен и заполнен (около 50% от общего объема) специальным трансмиссионным маслом, которое позволяет поддерживать все элементы в рабочем состоянии даже при существенных нагрузках.

Первичный (ведомый) вал подсоединен непосредственно к двигателю автомобиля, вторичный вал подсоединен к ведущим колесам. Между собой валы соединены шестернями с различным числом зубьев. При этом на ведущем валу шестерня закреплена жестко, а на ведомом валу шестерня может вращаться.

Когда водитель выжимает педаль сцепления и включает выбранную передачу, то первичный вал отсоединяется от двигателя, а шестерни соприкасаются друг с другом. Затем, водитель отпускает педаль сцепления, ведущий вал подхватывает крутящий момент от двигателя, и передает его на вторичный вал, тем самым переводя усилие на ведущие колеса.

Синхронизаторы коробки переключения скоростей необходимы для плавного и безударного переключения передач. Синхронизаторы выравнивают скорость вращения скоростей, и существенно продляют им жизнь. Собственно, от качества работы синхронизатора зависит жизненный цикл шестерни, а значит, и коробки передач в целом.

Как видно из описания, принцип работы коробки очень прост. Это сделало ее очень популярной и надежной. Сложно поверить, но механическая коробка передач существует практически в неизменном виде уже более сотни лет, и достойной альтернативы по соотношению «цена/качество» пока не видно.

Виды механических коробок передач.

Однако технический прогресс не стоит на месте, и если достаточно долгое время выпускались механические коробки передач с двумя валами (первичный и вторичный), то сейчас большое число коробок выпускается с промежуточным валом.

Естественно, это стало причиной удорожания коробки передач, и привело к усложнению конструкции, но зато позволило применять мощные и особо мощные двигателя с огромным числом лошадиных сил.

Коробки передач с двумя валами используются в бюджетных переднеприводных автомобилях с двигателями небольшой мощности.

В свою очередь ручные коробки переключения скоростей с тремя валами используются в грузовом автомобильном транспорте, в полноприводных внедорожниках, а также мощных легковых автомобилях.

Три совета по правильной эксплуатации механической коробки передач. Несмотря на то, что ручная коробка передач очень надежный автомобильный агрегат при неправильном использовании она может выйти из строя достаточно быстро.

  • Совет 1. Обращаться с рычагом переключения передач нужно аккуратно. Переключаться с передачи на передачу нужно плавно и осторожно. Это главный залог долгой работы коробки передач. Стоит помнить, что более 75% всех поломок МКП происходит из-за небрежного или грубого обращения с рычагом переключения передач, так как от этого выходят из строя шестерни и синхронизаторы.
  • Совет 2. Следить за уровнем масла. Масло играет важную роль в работе коробке передач. Менять масло следует строго в установленные сроки. Кроме того, необходимо периодически доливать масло, так как оно гарантирует бесперебойную работу коробки передач.
  • Совет 3. Защищать картер. Как известно, картер герметичен, и его пробитие вызовет течь масла, которая в свою очередь повлияет на работоспособность автомобиля самым негативным образом. Поэтому опытные автолюбители защищают картер дополнительным кожухом. Особенно актуально это для внедорожников, которые эксплуатируются в особо жестких условиях.

Самые распространенные неисправности механической коробки передач. Длительное использование коробки передач привело к тому, что все характерные неисправности давно известны, и исправляются работниками сервисных служб в самое кратчайшее время.

  1. Протечки масла. Обычно это случается из-за повреждения резиновых уплотняющих элементов (прокладки, сальники, шайбы). В некоторых случаях утечка происходит из-за того, что пробит картер. Для устранения необходимо заменить резиновые прокладки, либо заварить картер. Затем заменить масло.
  2. Необычные шумы при работе коробки передач. Как правило, это говорит о том, что из строя вышли шестерни или синхронизаторы. Лечение в этом случае одно – замена вышедших из строя деталей.
  3. Скорости включается с усилием, либо не включаются вовсе. Данный симптом сигнализирует о том, что вышел из строя механизм переключения скоростей или лопнули шестерни внутри коробки. Для устранения неисправности заменить вышедшие из строя детали.
  4. Скорости «выключаются» во время движения автомобиля. Характерная неисправность бюджетных транспортных средств. Обычно это говорит о том, что из строя вышли блокираторы (в простонародье «замки»). Их предстоит заменить.

Достоинства и недостатки механических коробок передач. К достоинствам можно отнести:

  • Низкая цена и высокая надежность. Технология производства МКП давно уже обкатана и отработана до мелочей всеми ведущими производителями автомобилей. Это снизило цену до минимума, и позволило избавится от всех недостатков конструкции. Таким образом жизненный цикл коробки передач вполне сопоставим со временем жизни всего автомобиля.
  • Высокой коэффициент полезного действия, минимальное потребление топлива, высокая динамика разгона. Механические коробка передач практически не влияют на общую мощность двигателя и тем самым не увеличиваются расход топлива. Экономия топлива составляет примерно 10-15% по сравнению с автоматической коробкой передач или вариатором. При правильном переключении скоростей, автомобиль с МКП разгоняется быстрее остальных.
  • Простота обслуживания и ремонта. Конструкция ручной коробки передач очень проста, и не требует замены дорогостоящих расходных материалов. Ее ремонт также не вызывает затруднений. С подобным ремонтом вполне реально справится самостоятельно. Даже если МКП повреждена, то автомобиль можно транспортировать на любое расстояние, с любой скоростью. Аналогичный автомобиль с «автоматом» можно транспортировать по формуле «40 на 40» (40 километров в час, не более 40 километров пробега), либо на эвакуаторе.
  • Лучшая управляемость в экстремальных условиях. Благодаря жесткой сцепки вала с двигателем устанавливается обратная связь. Это помогает эффективно управлять автомобилем даже в гололед или по бездорожью. Все рамные внедорожники оснащаются имеют ручную коробку переключения скоростей.

К недостаткам МКП относится:

  • Ручное переключение скоростей утомляет. В условиях большого города приходится очень часто переключать скорости, и это откровенно утомляет. В пробках или при медленной езде «автомат» гораздо предпочтительнее, хотя и расходует много топлива.
  • Сложность для новичков. Большинство аварийных ситуаций у неопытных водителей связаны с коробкой скоростей, либо в ошибках в педалях. Автоматическая коробка передач либо вариатор намного предпочтительнее для новичков, так как прощают массу ошибок в вождении.
  • Небольшой ресурс сцепления. Здесь играет роль человеческий фактор. Нередко водители передерживают сцепление, и оно начинает «гореть». Таким образом его срок службы уменьшается в разы. К примеру, роботизированная коробка передач не допускает подобных ошибок, и сцепление в ней живет намного дольше.
  • Ступенчатое изменение скоростей. На МКП крайне не рекомендуется переключаться со второй скорости на четвертую, так как это «убивает» синхронизаторы. АКПП или вариатор не допускают таких ошибок, и не позволяют портить коробку передач таким образом.

Механическая коробка передач устаревает?

С годами спрос на механические коробки передач постепенно снижался, поскольку все больше водителей предпочитали роскошные автоматические коробки передач. Хотя только 2% современных автомобилей продаются с механической коробкой передач, автомобиль еще не устарел. Ниже мы объясним, почему механическая коробка передач остается предпочтительной среди любителей вождения и используется во многих моделях спортивных автомобилей.

Подробнее: Лучшее сравнение коробок передач: автоматическая и автоматическая Руководство

Основы механической коробки передач

Когда используя механическую коробку передач, также известную как «рычажное переключение», водитель физически использует палку для переключения передач.Это объясняет, почему «палка» называется шифтером. Переключатель передач, обычно встречающийся в современных автомобилях, расположен на центральной консоли. Однако в редких случаях «шестерня» переключается на рулевом колесе для некоторых автомобилей с высокими характеристиками. В дополнение к рычаг переключения передач, автомобили с механической коробкой передач включают третью педаль, устанавливается слева от разрыва. Эта педаль действует как разблокировка диск сцепления между двигателем и коробкой передач. Как только сцепление отпущено, переключатель должен быть вручную переключен на нужную передачу.Затем сцепление можно заниматься снова. Механические коробки передач варьируются от четырех до семи передач; однако большее количество передач обычно встречается в классных спортивных автомобилях.

Кому среднестатистическому потребителю механические коробки передач часто сопровождаются идеей автомобиль глохнет. Глохнет при выжатом сцеплении быстро с места. С другой стороны, слишком медленное включение сцепления портит диск. В качестве примечания для водителей автоматической коробки передач, пожалуйста, поймите что обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач требует времени и практики.

Коробка передач на выбор

Несмотря на потерю пользу получили механические коробки передач, автомобили с механической коробкой передач предлагают преимущества автоматические коробки передач не могут обеспечить. В результате любители вождения и производители спортивных автомобилей часто выбирают механическую коробку передач. Ниже приведены четыре основных причины, по которым автомобили с механической коробкой передач никогда не устареют полностью.

Улучшенное управление транспортным средством и взаимодействие с ним

Механическая коробка передач позволяет использовать импульс двигателя автомобиля, чтобы замедлить движение автомобиля.Простым переключением на пониженную передачу вручную трансмиссии могут замедляться без использования тормозов так же часто, как автоматические трансмиссии, что в конечном итоге приводит к меньшему износу при правильном использовании. Как В результате опытный водитель может лучше контролировать транспортное средство с механическая коробка передач.

Лучшая экономия топлива

Автоматические коробки передач с годами заметно стали более экономичными. Однако во многих случаях коробка передач с рычажным переключением все же может улучшить экономию топлива на дополнительные 3-5 миль на галлон по сравнению с автоматическими коробками передач.Это связано с тем, что водитель имеет полный контроль над оборотами двигателя. Автоматические трансмиссии переключаются на основе предварительно запрограммированных импульсов, которые могут быть электрическими, гидравлическими или и теми, и другими. Водитель не сообщает автомобилю об условиях, которые должны повлиять на оптимальную передачу для максимальной экономии топлива. На оптимальное передаточное число должны влиять многочисленные факторы, такие как нагрузка, уклон дороги и погода, однако автоматическая коробка передач должна угадывать это на основе датчиков. Механическая коробка передач имеет преимущество перед водителем, учитывая все условия и определяя правильное время переключения.

Простое обслуживание

А механическая коробка передач имеет менее сложную конструкцию, чем автомат. Это часто переводится в более простое обслуживание и меньшие затраты на ремонт. Поскольку сложный ремонт часто стоят дороже, механическая коробка передач может быть экономичным вариантом. Ключевое обслуживание работа с МКПП заключается в периодической замене диска сцепления (см. изображение). Это требует полного снятие трансмиссии, сглаживание маховика (аналогично роторам на тормоза), замена диска сцепления, замена пилота и выкинуть подшипник, и наконец переустановка трансмиссии.Диск сцепления может как правило, длятся 100 000 миль, прежде чем потребуется замена. Очевидно, что агрессивный водитель может перегореть. сцепление гораздо быстрее!

Доступность

Автомобили с механической коробкой передач обычно дешевле, чем автомобили с автоматической коробкой передач. Это особенно верно среди недорогих автомобилей, поскольку это может иметь огромное значение для покупателей, испытывающих нехватку денег. Экономия в основном происходит из-за того, что автоматическая коробка передач более сложная и, следовательно, более дороже в производстве по сравнению с ручными аналогами.

Защита от кражи

Хотя ни один автомобиль не гарантированно защищен от угона, механические коробки передач имеют дополнительную препятствие для потенциальных преступников: воры часто не умеют водить автомобили с ручным переключением передач.

Поддержание технического обслуживания трансмиссии в передовом центре трансмиссии

Независимо от того, найдете ли вы сами лояльны либо к ручным машинам, либо к автоматам, нужно помнить что регулярное техническое обслуживание трансмиссии так же важно, как и замена масла.В Advanced Transmission Center мы хотите убедиться, что ваша трансмиссия будет работать в течение длительного времени при правильном обслуживание и ремонт. Если вы заинтересованы в точно диагностировать ваш автомобиль, не платя за ненужный ремонт, наши бесплатно TrueTest Inspection выявляет конкретные проблемы до того, как будет выполнена какая-либо работа. Готово. Мы гордимся тем, что являемся самыми надежными местными магазинами трансмиссии в Колорадо после 5 десятилетий бесчисленных успешных руководств ремонт трансмиссии.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно наших услуг, не стесняйтесь связаться с любым из наших офисов или заполнить наша онлайн-форма! Мы с нетерпением ждем совместной работы с вами.

Southwest Metro Denver (Lakewood/Littleton): Звоните (303) 816-3856
Northwest Metro Denver (Westminster): Звоните (303) 647-5257

механических коробок передач почти мертвы. Они хуже во всех отношениях.

Этот сайт может получать партнерские комиссионные от ссылок на этой странице. Условия эксплуатации.

Автоматическая коробка передач может стать вашим единственным выбором через пару лет.Смертоносные часы для механических коробок передач начались более десяти лет назад, когда первые автомобили стали показывать лучшие результаты EPA с автоматическими коробками передач, чем с рычагами переключения передач.

Автоматические трансмиссии с двойным сцеплением, которые предпочитают европейские автопроизводители, могут потерять популярность, поскольку автоматы добавляют больше передач. Даже BMW предвидит переход на автоматику, тем более, что мощность некоторых двигателей приближается к 500 л.

4 причины, по которым механические коробки передач отмирают

Ваш выбор механических коробок передач уже ограничен небольшими экономичными автомобилями (иногда только самыми дешевыми комплектациями с самым маленьким двигателем), спортивными автомобилями, такими как Mazda MX- 5 и более дорогие спортивные автомобили и спортивные седаны.

Что убивает механическую коробку передач?

  • Автоматические коробки передач быстрее переключаются, передают больше энергии на карданный вал и имеют до 10 передач переднего хода.
  • Поколение водителей выросло без доступа к автомобилям с механической коробкой передач и не склонно учиться во взрослом возрасте.
  • Коробки передач с двойным сцеплением отучили энтузиастов от автомобилей с педалями сцепления. DCT представляет собой механическую коробку передач со сцеплением, но сама коробка передач включает и выключает сцепление.
  • Мощные двигатели мощностью 400 л.с. и более имеют слишком большой крутящий момент, с которым не могут справиться поставщики коробок передач. У американских компаний есть работающие механические коробки передач, но европейские автопроизводители говорят, что они неуклюжи и жестки.

BMW видит механические коробки передач, коробки передач с двойным сцеплением исчезнут к 2024 году коробки передач с двойным сцеплением) уходят через 6-7 лет и заменяются массовыми коробками передач с гидротрансформатором.

«Сейчас мы видим автоматические коробки передач с девятью и даже 10 скоростями, так что в современной автоматике много технологий», — сказал Квинтус. «Когда-то у DCT было два преимущества: он был легким и его скорость переключения была выше. Теперь большая часть этого преимущества времени смены исчезла, поскольку автоматика становится лучше и умнее».

На автомобильном рынке механические коробки передач могут быть недостаточно прочными, чтобы справиться с крутящим моментом (мощностью) высокопроизводительных двигателей. У BMW есть двигатели М-дивизиона, которые вот-вот превысят 500 л.с.По словам Квинтуса, предел мощности высококачественных механических коробок передач с хорошим ощущением переключения составляет около 450 л.с. и 440 футо-фунтов крутящего момента.

На вопрос Drive о механических коробках передач, произведенных в США и способных выдерживать большую мощность (американские двигатели V8), Квинтус сказал: «Мы рассмотрели коробки передач для США. Мы обнаружили, что они были тяжелыми, а качество переключения было ужасным», — сказал он, добавив: «Я даже не уверен, что следующее поколение моделей M3 и M4 от BMW будет иметь вариант с механической коробкой передач».

Больше автомобилей с 8-, 9-, 10-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач

Автопроизводители уже увеличили количество передач в автоматических коробках передач для лучшей экономии топлива, а также для того, чтобы иметь правильную передачу для большего количества дорожных ситуаций.Lexus утверждает, что его Lexus LC 500 (фото выше) — первый роскошный автомобиль с 10-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач.

Honda будет предлагать 9-ступенчатую и 10-ступенчатую автоматическую коробку передач для нового минивэна Odyssey 2018 года, 10-ступенчатая для более высоких комплектаций. Ford и General Motors совместно разработали 10-ступенчатую автоматическую коробку передач для автомобилей с задним приводом, причем Ford взял на себя инициативу в разработке. Первоначально он появляется на Ford F-150 и Chevrolet Camaro с двигателем с наддувом мощностью 650 л.с. от Corvette. Существует меньшая по размеру конструкция для небольших автомобилей с меньшей выходной мощностью, при этом GM возглавляет разработку.Также будет предложена девятиступенчатая автоматическая коробка передач Ford-GM для переднеприводных автомобилей и кроссоверов. GM заявляет, что к концу 2017 года поставит его как минимум на 10 автомобилей. Переход с четырех на пять скоростей увеличил пробег на целых 5 процентов. Переход на девять или десять скоростей дает меньшее улучшение. Chevrolet Malibu 2017 года с девятиступенчатой ​​коробкой передач расходует 33 мили на галлон, а Malibu 2017 года с восьмиступенчатой ​​коробкой передач расходует 32 мили на галлон, что дает улучшение на 3 процента.

Другие модели с девятиступенчатой ​​автоматической коробкой передач включают Chrysler и Land Rover.

Разработка пуленепробиваемой механической трансмиссии

В следующем документе подробно рассказывается о создании инновационной, сверхмощной механической коробки передач для высокопроизводительных легковых и грузовых автомобилей. Насколько мне известно, это первый случай, когда механическая коробка передач превзошла входной крутящий момент самой мощной автоматической коробки передач в таких приложениях.

Фон

В начале семидесятых впечатлительный подросток быстро узнал, что у самых быстрых автомобилей в Огасте, штат Джорджия, есть педаль сцепления и полноприводная машина.Так что вполне естественно, что мой Chevelle Super Sport 396 66-го года вписался в эту форму, с его четырехступенчатой ​​коробкой передач Muncie и легендарным переключателем передач Hurst, торчащим из пола. Вскоре стало ясно, что Манчи, которые стали высмеиваться как «Манчи», не выдерживают моих юношеских выходок, когда стеклянные шестеренки разлетаются вдребезги налево и направо. Местная служба эвакуации наградила мой верный бизнес скидками в полцены. Последней каплей было разрушение трансмиссии на широкую ногу, например, чистка зубьев второй передачи и широкое расщепление картера.

Лежа под машиной, питаясь трансмиссионным маслом вязкости 90, возникали очевидные вопросы: а было бы здорово иметь по-настоящему пуленепробиваемую трансмиссию? Какие были варианты? Будучи «настоящим» хот-родером семидесятых, об автомате не могло быть и речи. Некоторые говорили, что четырехступенчатые Ford и Chrysler сильнее, но незначительно. Увы, вариантов я не видел — и, таким образом, семя было посажено.

Хот-роддинг уступил место инженерной школе и карьере. Однако это семя, должно быть, все еще росло, потому что десятилетия спустя у меня появился зуд создать пуленепробиваемую трансмиссию.Послепродажный рынок играл в догонялки: пять скоростей Ричмонд-стрит были рассчитаны на 450 футо-фунтов. Проблема была в том, что небольшой большой блок мог легко превзойти это.

Опытные механики по механическим коробкам передач скажут вам, что все коробки передач легковых автомобилей и легких грузовиков имеют один промежуточный вал, или, говоря языком хот-родов, «групповую шестерню». А как насчет использования сдвоенных шестерен для удвоения крутящего момента? У больших грузовиков две шестерни, а у Mack даже тройная. Liberty’s в Детройте производит мощную двухкластерную трансмиссию для дрэг-рейсинга NHRA Pro Stock.Отсутствие синхронизаторов и возможности переключения на пониженную передачу, а также непрекращающийся визг цилиндрических шестерен заставили меня приступить к разработке более цивилизованной двухкластерной трансмиссии на основе пятиступенчатого донора Richmond с одним блоком.

Казалось довольно простым, использовать входной и главный валы в сборе от донорской трансмиссии и сделать новый корпус для размещения сдвоенных шестерен с соответствующим новым удлинительным корпусом. Что ж, при переходе с одной группы передач на две все стало сложнее.Для тех, кто хорошо знаком с работой одиночных и двухкластерных механических коробок передач, то, что следует, является старыми новостями. Для непосвященных подойдет вводная база.

Основы механической коробки передач

Допустим, у вас простая двухступенчатая механическая коробка передач на первой передаче (). Поток мощности идет от входной шестерни к шестерне кластера. Группа зубчатых колес представляет собой не что иное, как набор из двух или более шестерен с разным количеством зубьев, установленных последовательно на общем валу и вращающихся как единое целое.Входная шестерня входит в зацепление с шестерней входной группы на одном конце вала группы. Мощность передается по валу группы на первую шестерню группы на противоположном конце. Первая групповая шестерня входит в зацепление с первой шестерней первичного вала. Поскольку трансмиссия находится на первой передаче, круглая группа небольших зубьев синхронизатора на первой шестерне первичного вала входит в зацепление с соответствующими зубьями на ползунке. Ползунок соединен шлицами со ступицей, которая, в свою очередь, соединена шлицами с главным валом, тем самым соединяя первую шестерню с главным валом.

Допустим, у вас двухступенчатая двухклапанная коробка передач на первой передаче ().Компоновка идентична первой иллюстрации, только с добавленной второй шестерней. Мощность от входной шестерни направляется на обе входные шестерни. Мощность передается по обоим валам группы на обе шестерни первой группы. Обе шестерни первого блока приводят в движение первую шестерню первичного вала. Когда все работает как надо, двухкластерная передача будет выдерживать в два раза больший крутящий момент, чем однокластерная передача в , даже если шестерни имеют одинаковый размер.

Внимательно рассмотрите этот абзац, потому что график внезапно утолщается: если обе шестерни первой группы входят в равный приводной контакт с первой шестерней главного вала, каждый вал группы будет передавать ровно половину мощности.Это ужасно большое «если», поскольку это возможно только в том случае, если шестерни группы точно синхронизированы, а отверстия валов в корпусе обработаны так, что все оси валов лежат в одной плоскости. Даже незначительное отклонение от этих идеальных условий приведет к тому, что первая шестерня блока со стороны водителя или со стороны пассажира вступит в первоначальный контакт привода с первой шестерней главного вала. Когда это происходит, возможно, что только одна шестерня будет передавать мощность, а другая будет работать вместе.

Еще в шестидесятые годы в корпорации Eaton поняли, что необходимо предусмотреть несовершенные шестерни и корпуса. В результате в патенте США 3 105 395 описывается первая в мире коммерчески успешная двухкластерная передача. Конструкция позволяет шестерням первичного вала перемещаться в радиальном направлении в узких пределах, захватывая только противоположные шестерни группы. Другими словами, ось вращения каждой шестерни главного вала может отклоняться в узких пределах от общей оси вращения первичного вала/главного вала.Если бы кластерная шестерня была немного опережала или отставала от своей соседки, шестерня первичного вала немного смещалась от центра, так что групповые шестерни в равной степени передавали мощность. Вы увидите это воплощение в . В отличие от рисунков 1 и 2 здесь нет подшипника для поддержки и центрирования первой шестерни первичного вала на первичном валу. Действительно, шестерня радиально поддерживается только противолежащими шестернями.

Конструкция была блестящим решением для выравнивания нагрузки на шестерни, приспосабливаясь к стандартным производственным вариантам обработки шестерен и корпусов.Однако возникающее в результате смещение шестерни к валу создало еще одну проблему. Обычные зубчатые синхронизаторы Synchromesh требуют точного совмещения зацепляющих элементов для плавного, бесшумного переключения без усилий. Это близкое соответствие было утрачено из-за самой природы дизайна Eaton. Таким образом, о включении синхронизатора не могло быть и речи. Вместо этого относительно грубое зубчатое зацепление было заменено широкими «окнами» зацепления, которые легко компенсировали радиальное смещение (см. Компромисс? Двойное сцепление, скрежет передач, неуклюжие переключения передач.

С тех пор многие трансмиссии больших грузовиков усовершенствовались за счет добавления сложной электроники и механизмов переключения передач. Окна включения передач теперь предвосхищаются электроникой, поэтому более плавное переключение передач с помощью компьютера стало обычным явлением. Хотя современные двухкластерные трансмиссии больших грузовиков обеспечивают более плавное переключение передач, я хотел создать свою собственную уменьшенную, мощную двухклапанную механическую коробку передач с плавным переключением без сложных, дорогих механизмов переключения с компьютерным управлением.Короче говоря, сочетание обычной синхронизирующей шестерни Synchromesh со сдвоенными шестернями.

Другое вдохновение

Годы чтения автомобильных журналов выявили, казалось бы, не имеющую отношения к делу инновацию компании Doug Nash Equipment and Engineering. Еще в семидесятых годах Нэш разрабатывал настоящую безмуфтовую трансмиссию для дрэг-рейсинга. Первые эксперименты проводились на машине знаменитого гонщика Дона Николсона. Мгновенные переключения давали огромные ударные нагрузки, регулярно ломая коробки передач, карданные валы и задние мосты.Я почувствовал мгновенное родство. В конце концов Дуг установил торсион внутри трубчатого вала (показана упрощенная двухскоростная версия). Мощность передается от входной шестерни к входной шестерне. Однако, в отличие от предыдущих иллюстраций, шестерня входного блока не соединена напрямую с валом блока — фактически, шестерня входного блока установлена ​​с зазором на валу блока, что обеспечивает независимое вращение. Вместо этого входная групповая шестерня насажена на один конец торсиона. Торсион выходит с другого конца вала узла, где шлицевая муфта соединяет стержень торсиона с валом узла.Таким образом, входная шестерня соединяется с остальной частью узла шестерни только торсионом. При трогании с места на высоких оборотах и ​​переключении передач без сцепления высокопрочный торсион моментально скручивается, существенно снижая ударные нагрузки. Дуг сказал, что плоский торсион решил проблему поломки трансмиссии на долгие годы. В качестве бонуса время прохождения четверти мили немного улучшилось, потому что ведущие колеса сохраняли лучшее сцепление с дорогой при «более мягком» старте и переключении передач — еще одно блестящее решение неприятной инженерной проблемы.

Новый поворот дизайна

Благодаря этой справочной информации стал очевиден способ размещения синхронизаторов и сдвоенных групп шестерен в одной конструкции трансмиссии с использованием только четырех основных конструктивных особенностей (показана упрощенная двухступенчатая версия):

1) Шестерни первичного вала с опорой на подшипники (как в обычной однокластерной трансмиссии). Это обеспечивает выравнивание синхронизатора во время переключения передач для плавного, бесшумного переключения без усилий.

2) Используйте торсионы внутри обоих трубчатых валов.Теперь, например, если трансмиссия находится на первой передаче, а первая групповая шестерня со стороны водителя немного опережает первую групповую шестерню со стороны пассажира, первая групповая шестерня водителя войдет в первоначальный приводной контакт с первой шестерней главного вала. В этот момент торсион водителя начнет немного скручиваться, позволяя пассажирской первой шестерне группы двигаться вперед, пока она также не войдет в контакт с первой шестерней главного вала. Торсионы имеют такой размер, что допускаемая погрешность синхронизации составляет очень небольшой процент от общего доступного крутящего момента.Следовательно, нагрузка на кластерную шестерню почти уравновешивается.

3) Поскольку шестерням главного вала не разрешается радиальное смещение, учтите, что столкновение зубьев с зацеплением может помешать сборке трансмиссии, если погрешность синхронизации групповой шестерни (до +/- 0,3 градуса в прототипе) превысит допустимый люфт зубьев шестерни. Чтобы противостоять этому, между валом группы и каждой шестерней группы вводится шлицевой люфт +/- 0,6 градуса, так что ошибки синхронизации компенсируются без вмешательства в зацепление с зубьями.

4) Для снижения производственных затрат шестерни входного блока и торсионы изготавливаются без указания времени. Вместо этого регулировка нониуса позволяет индексировать входные шестерни группы по отношению к остальным узлам группы. Когда блоки в сборе помещаются в корпус, установочные метки на шестернях группы совмещаются с соответствующими метками на шестернях первичного вала. Шестерни входного блока случайным образом входят в зацепление с входной шестерней. После установки блоков шестерен на шлицы торсиона устанавливается одна шлицевая муфта.Затем муфта слегка поворачивается, чтобы войти в зацепление со шлицами вала кластера. Теперь, чтобы пронумеровать вторую муфту, полезно знать, что торсионы имеют 31 шлиец, а вал узла — 32. Это создает более точную регулировку между оставшимся торсионом и валом узла с шагом регулировки 0,36 градуса. Вторая муфта устанавливается на шлицы торсиона, затем производится попытка зацепления со шлицами вала узла. Если муфта не входит в зацепление с обоими наборами шлицов, муфту снимают, поворачивают на один шлиец и снова устанавливают на торсион.Предпринимается вторая попытка зацепить шлицы вала узла. Эта последовательность повторяется до тех пор, пока вторая муфта не войдет в зацепление с обоими наборами шлицов. Шестерни входного блока теперь пронумерованы к остальным узлам шестерен кластера.

Радикальные результаты

Что из всего этого выйдет? Благодаря сдвоенным шестерням зубчатая передача пятиступенчатого прототипа Richmond (на фото) может выдерживать входной крутящий момент 900 футофунтов вместо 450. Определенно достаточно мощная, чтобы справиться со всем, что я ставлю перед ней.Однако конструкция не ограничивается трансмиссиями на базе Ричмонда. Он адаптируется к широкому спектру конструкций однокластерной передачи. Например, если его адаптировать к шестиступенчатому T56 Magnum от Tremec, крутящий момент увеличится с 700 футо-фунтов. до 1400. Это далеко от предполагаемых 350 футо-фунтов. рейтинг моего старого широкоформатного «Манчи». Более того, благодаря включению в конструкцию синхронизатора Synchromesh коробка переключается плавно и бесшумно.

За все время существования автоматики с ее мощной планетарной передачей она имела преимущество перед механической коробкой передач — до сих пор.Возможно, самая мощная автоматическая коробка передач всех времен для легковых и легких грузовиков — это GM 4L85E, рассчитанная на 850 футо-фунтов. входной крутящий момент. С прототипом 900 ft. lbs. рейтинг и обещание еще более высоких цифр в будущем, это «автоматическое преимущество» официально испарилось.

Новый патент Ford может помочь спасти механическую коробку передач

Механическая коробка передач находится в более или менее окончательном состоянии. За исключением нескольких нишевых автомобилей для энтузиастов, они не нужны покупателям. В большинстве случаев эти автомобили для энтузиастов работают лучше без участия водителя благодаря почти телепатическим автоматическим опциям.И механическая коробка передач в том виде, в каком она создана, вряд ли будет полезна в электромобиле — даже если у этих автомобилей есть несколько передач.

Но Форд, возможно, работает над тем, чтобы сохранить его для таких автомобилей, как Мустанг и Бронко.

Muscle Cars & Trucks имеет патент Ford на новый тип механической трансмиссии — с электронной системой , которая устраняет необходимость в физической педали сцепления. Сенсорный ввод на ручке (то есть автомобиль знает, когда вы касаетесь рычага переключения передач) предупредит модуль управления о том, что водитель собирается переключить передачу; модуль управления автоматически отключал сцепление, а затем снова включал его после завершения переключения.

Система не исключала бы наличия физической педали сцепления, если бы водитель хотел переключать передачи более традиционным способом. Педаль будет работать, как и раньше, хотя связь будет электронной, а не механической. Трансмиссия также может иметь кнопку ручного управления, если водитель хочет выключить сцепление, чтобы прогореть.

Эта трансмиссия — интересная идея. И это избавит большинство покупателей от основного страха перед вождением — регулирования педали сцепления. Однако, увидим ли мы его в следующем Ford Mustang, может быть больше вопрос о том, хотят ли люди этого.

Главной привлекательностью механической коробки передач является ее чистота и механическая природа, даже если искусственные усовершенствования, такие как автоматическое согласование оборотов в Mustang и других автомобилях, были приняты. Если вы уберете из уравнения механическую педаль сцепления, не составит большого труда спросить, почему бы не заменить палку чем-то вроде лепестков на рулевом колесе, которые менее громоздки и быстрее в использовании. И, эй, почему бы не использовать полностью автоматический режим для ситуаций, когда использование ручного управления раздражает?

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Преимущества и недостатки механической коробки передач


Вы водите палку, или мысль об этом вызывает у вас желание прыгнуть в свой автоматический автомобиль и уехать? В то время как автомобили с автоматической коробкой передач стали нормой, вождение автомобиля с механической коробкой передач имеет ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества

Помимо удовольствия от вождения (для тех, кто умеет!), автомобили с ручным переключением передач приносят водителю несколько преимуществ:

  • Проще в обслуживании. Поскольку они менее сложны, чем автоматы, вероятность того, что что-то пойдет не так, меньше. Сцепление — единственный элемент, который обычно нуждается в ремонте, но по большей части он не нужен на протяжении сотен тысяч миль.
  • Использование трансмиссионного или моторного масла. Эта жидкость менее быстро портится и не требует частой замены.
  • Лучшая экономия топлива. Автомобили с автоматической коробкой передач имеют преобразователь крутящего момента и гидравлический насос, что лишает автомобиль части топливной экономичности.Те, кто водит автомобили с механической коробкой передач, могут увеличить экономию топлива на целых 15 процентов.
  • Больше контроля. Тормозить проще без гидротрансформатора, который есть в автомобилях с автоматической коробкой передач.
  • Дешевле. Как правило, новые автомобили с ручным переключением передач дешевле, чем их автоматические аналоги.

Недостатки

  • Кривая обучения. Те, кто учится водить машину с механической коробкой передач, могут ожидать, что первые несколько поездок будут сопровождаться рывками и рывками, пока они привыкают к сцеплению и времени переключения передач.
  • Сложность на холмах. Останавливаться на холме и начинать снова может быть не только страшно, но и неудобно. Поскольку транспортное средство откатывается назад, водители выкатываются в пробку или останавливаются.
  • Боль от сцепления. Ваша левая нога будет постоянно использоваться при вождении автомобиля с ручным переключением передач. Со временем он может повредить суставы ноги.

Вождение автомобиля с механической коробкой передач требует времени и терпения. Если вы находитесь в процессе принятия решения о том, какую трансмиссию выбрать, взвесьте эти преимущества и недостатки.
 
 
Предоставлено NY Daily News
http://www.nydailynews.com/autos/driving-stick-pros-cons-manual-transmissions-article-1.1247896

8 Детали механической коробки передач (и их функции)

(Обновлено 27 июля 2021 г.)

Механическая коробка передач — это оригинальный тип трансмиссии для автомобилей. Это требует от водителя больше работы, потому что он часто переключает рычаг переключения передач во время движения. Вы в основном переключаете передачи вручную, пока автомобиль находится в движении.В области центральной консоли установлен рычаг переключения передач, который выступает вертикально, что облегчает его захват и перемещение. Рычаг переключения передач соединен с системой трансмиссии. Вот как вы можете переключать передачи с ним.

Нужна помощь в решении проблемы с автомобилем ПРЯМО СЕЙЧАС?

Щелкните здесь , чтобы пообщаться в онлайн-чате с проверенным механиком, который ответит на ваши вопросы.

Между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией находится диск сцепления. Слева от педали тормоза находится педаль сцепления.Водитель нажимает на педаль сцепления, чтобы высвободить диск сцепления и отключить силовое соединение между входным валом двигателя и трансмиссией. При этом двигатель все еще будет работать, но не будет питать автомобиль. Это важно, когда вы хотите делать остановки на своем автомобиле без остановки двигателя.

Механическая коробка передач также называется механической коробкой передач. В редукторе не менее 5 передач разного размера. Более крупные передачи замедляют транспортное средство, а более мелкие ускоряют транспортное средство.Вам нужно переключать передачи в подходящее время во время вождения, в зависимости от того, насколько быстро вам нужно ехать.

См. также: Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) Плюсы и минусы

Компоненты механической коробки передач

Система механической коробки передач состоит из нескольких компонентов. Каждый из них имеет решающее значение для возможности переключения передач и выключения сцепления. Если один из этих компонентов выйдет из строя, вы не сможете двигаться плавно.

Ниже приведен список компонентов механической коробки передач.

1) Сцепление Диск – Диск сцепления помогает передавать крутящий момент от двигателя к механической коробке передач. Диск управляется водителем, нажимающим на педаль сцепления.

2) Педаль сцепления – Педаль сцепления представляет собой отдельный механизм, управляемый гидравликой. Это позволяет выключать сцепление нажатием на педаль сцепления ногой.

3) Синхронизаторы – Синхронизаторы стимулируют зацепление между муфтой и шестерней, чтобы можно было синхронизировать их скорости. Иногда скорости могут оказаться разными, поэтому вам нужны синхронизаторы, чтобы этого не произошло.

4) Маховик – Маховик представляет собой круглый компонент, передающий крутящий момент от двигателя на диск сцепления.

5) Шестерни – Трансмиссия имеет шестерни всех размеров. Есть большие шестерни с большим количеством зубьев и маленькие шестерни с меньшим количеством зубьев.Большие шестерни генерируют дополнительный крутящий момент, чтобы замедлить скорость автомобиля. Меньшие шестерни генерируют меньший крутящий момент, что позволяет автомобилю двигаться быстрее.

6) Вилка переключения – это шестерня, похожая на механический рычаг. Это позволяет кольцам перемещаться по выходному валу.

7) Stick Shift – Это компонент, которым вы управляете рукой. Это вертикальный джойстик, выступающий из центральной консоли. Он соединен с коробкой передач, чтобы вы могли переключать передачи с его помощью.

8) Муфта — Когда вы выбираете передачу, муфта фиксирует выбор на месте и позволяет крутящему моменту передаваться на выходной вал.

Заключение

Если вы никогда раньше не водили автомобиль с механической коробкой передач, вам потребуется некоторое время, чтобы привыкнуть. Вам нужно отработать лучшее время для включения и выключения сцепления. Это не то же самое, что водить автомат, когда все это делается за тебя. Хотя автомобили с механической коробкой передач требуют больше усилий для вождения, они обеспечивают лучший расход топлива.Если за ними ухаживать, они прослужат вам долго.

Toyota запатентовала механическую коробку передач для электромобилей

Toyota, возможно, хочет сохранить механическую коробку передач в электромобилях. Ряд патентных заявок, обнаруженных пользователями Toyota BZ Forum, описывает способ переключения передач для водителей электромобилей.

Большинство электромобилей имеют только одну или две передачи переднего хода, и здесь это не изменится. Патентные документы описывают рычаг переключения передач и педаль сцепления, которые не связаны с электродвигателем, но могут влиять на его работу с помощью программного обеспечения.Датчики фиксируют положение сцепления и переключателя, а контроллер затем изменяет скорость двигателя, чтобы имитировать работу механической коробки передач.

Toyota довольно тщательно воссоздает ручное управление в электромобиле. Документы описывают методы моделирования давления сцепления и силы реакции переключения, а также то, что звучит как эквивалент тахометра, отображающий «виртуальную скорость двигателя», которая будет меняться, когда водитель переключает «передачи» или включает и выключает сцепление.

Изображение патента Toyota на механическую коробку передач для электромобилей

Toyota даже хочет запатентовать имитацию стойла. В одном документе описывается, как контроллер двигателя может инициировать искусственную остановку, если автомобиль останавливается, а водитель не выжимает сцепление, или если смоделированные обороты падают ниже точки, при которой заглохнет настоящий двигатель внутреннего сгорания. В качестве альтернативы водители могут переключиться в обычный режим EV без ручного переключения передач.

Неясно, будет ли эта идея когда-либо реализована, но Toyota — не единственный автопроизводитель, предлагающий электронные дополнения к механической коробке передач.Ford подал заявку на патент электронного сцепления, которое позволит водителям переключать передачи без включения сцепления.

Toyota планирует выпустить 30 электромобилей под своими брендами Toyota и Lexus в 2030 году. В конце прошлого года компания представила 12 концепций электромобилей, в том числе электрический спортивный автомобиль, который может хорошо подойти для имитации механической коробки передач. Первым электромобилем Toyota для массового рынка является кроссовер BZ4X 2023 года, который должен появиться в автосалонах в конце этого года вместе с близнецом Subaru под названием Solterra.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.