Работа механической коробки передач: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Работа механической коробки передач, работа сцепления механической коробки передач, вождение с механической коробкой передач, полезные советы. Механическая коробка переключения передач. Вождение автомобиля с МКПП.

Современный автомобиль является сложным механизмом, а не просто средством для передвижения. Требования комфортности, экономичности и безопасности заставляют автопроизводителей все время искать новые технические решения. Именно поэтому автомобили из года в год изменяются и эволюционируют. Однако, несмотря на это, некоторые агрегаты в транспортных средствах остаются неизменными, хоть и подвергаются существенной модернизации.

Можно сказать, что наиболее традиционным агрегатом с тех пор, как выпустили первый автомобиль с мотором внутреннего сгорания, является коробка передач. Несмотря на значительные изменения в конструкции, коробка передач выполняет те же функции — передает крутящий момент от мотора на колеса в эффективном режиме работы двигателя. Однако, если ранее выпускали МКПП кулачкового типа, то сегодня машины, приближенные к спортивным, укомплектовываются секвентальной механической коробкой передач. От кулачковых они отличаются невозможностью при переключении перепрыгнуть через одну передачу. Помимо этого, в последнее время, огромную популярность приобрели МКПП с двойным сцеплением. Хоть и большинство заграничных изготовителей выпускает АКПП, в России и Украине наибольшую распространенность все же имеют коробки механического типа. Но, стоит сказать, что эксплуатация транспортного средства с МКПП требует определенных умений и навыков.

Машины с механической коробкой передач

Механическая коробка передач может быть выполнена в двухвальной или трехвальной концепции. Коробки первого типа преимущественно устанавливают на переднеприводные и заднемоторные автомобили, а вторые применяются на заднеприводных машинах. Схема КПП каждого типа имеет свои определенные отличия, поэтому их следует рассматривать по отдельности.

Схема трехвальной коробки передач предполагает наличие трех валов — ведущий, промежуточный и ведомый. В любых современных МКПП все три вала все время соприкасаются посредством шестерней. Ведомый вал во время включенной нейтральной передачи ничем не фиксируется и вращается свободно. В результате включения передачи, синхронизатор продольно перемещается до соединения с шестерней, чем обеспечивается жесткое сцепление ведомого вала и всей коробки передач с мотором. Это дает возможность начать передавать необходимый крутящий момент на колеса. Чтобы включить задний ход, используется отдельный вал с индивидуальной шестерней.

Обычно, трехвальная коробка передач имеет косозубые шестерни, что обеспечивает их износостойкость, безшумность и прочность.

В двухвальной КПП на ведущем валу, подключаемому к сцеплению, размещены относительно него неподвижные шестерни. Главное различие с предварительной конструкцией — нет промежуточного вала, так как параллельно ведущему валу сразу идет ведомый, также наделенный подвижными шестернями, которые постоянно соприкасаются с компонентами ведущего вала.

устройство коробки передач

МКПП устроена следующим образом:

  1. Внизу коробки расположена картера.
  2. Внутри первичный, промежуточный и вторичный валы с шестернями.
  3. Также в механической коробке передач расположен дополнительный вал и шестерня заднего хода.
  4. Сверху коробки находится механизм переключения передач с блокировочным и замковым устройствами.
  5. Синхронизаторы.
  6. В салоне расположен рычаг переключения передач.

Картер вместе с корпусом содержит все главные детали и узлы. Он наполовину заполненный трансмиссионным маслом, очень необходимым для смазывания внутреннего механизма, так как при работе шестерни, коробки передач подвержены немалым нагрузкам и должны постоянно смазываться, чтобы охлаждать детали и исключать трение.

В картере впрессованы подшипники, где вращаются валы. У валов коробки передач есть большие наборы шестерен с разнообразным числом зубьев.

Синхронизаторы нужны для плавного и бесшумного переключения передач, посредством уравнивания угловых скоростей шестерней.

Система переключения передач предназначена для замены передачи и управления ею из салона при помощи рычага. При этом, замковое устройство не позволяет одновременно включать две передачи, а блокировочное не дает передаче самопроизвольно выключиться.

Вождение автомобиля с механической коробкой передач

Управление МКПП производится с помощью рычага переключения и педалей управления.

Каждой передаче соответствует конкретное положение рычага. Их следует помнить наизусть, чтобы во время переключения не отвлекаться от управления транспортным средством. Данная коробка передач требует от автомобилиста самостоятельного выбора скоростного режима и диапазона работы каждой передачи. Стоит отметить, что при эксплуатации транспортного средства с МКПП, пониженные передачи имеют меньшую скорость, но большую мощность. Поэтому их наиболее эффективно применять при затрудненных режимах езды — трогание с места, движение с горки, под горку и так далее. Соответственно повышенные передачи применяются для езды на высокой скорости по ровной дороге. Своевременное переключение передач при езде дает возможность сделать движение комфортным и плавным без надрывной работы мотора на граничных оборотах.

скорости на механической коробке передач

  1. Первая передача — до 15 — 20 километров в час.
  2. Вторая — до 30 — 40.
  3. Третья  — до 50 — 60.
  4. Четвертая  — до 80.
  5. Пятая передача — более 80.

как правильно трогаться на механической коробке передач

  1. В первую очередь следует настроить положение сидения так, чтобы водитель мог без препятствий выжать педаль сцепления, расположенную слева, возле тормоза.
  2. Затем необходимо выставить рычаг механической коробки на нейтральную передачу, предварительно выжав сцепление. Это осуществляется перед запуском мотора. Стоит отметить, что переключение передач без выжатого сцепления недопустимо. Постоянно так делая, автовладелец подвергает МКПП выходу из строя.
  3. Далее заводим мотор, повернув на стертере ключ.
  4. Желательно прогреть мотор до рабочей температуры.
  5. Чтобы автомобиль начал движение, необходимо немного поднять ногу со сцепления и нажать на газ. Это нужно делать тогда, когда обороты мотора снижаются. Водитель должен научиться правильно балансировать педалями. Чтобы транспортное средство не «заглохло» при отпускании сцепления, двигателю должно хватать оборотов. Чтобы их прибавить, нажмите на педаль газа.

как ездить на механической коробке передач

  1. При переключении на третью передачу и выше, отпускайте сцепление немного быстрее, чем  в начале движения или при переключении на вторую скорость.
  2. Чем выше скорость езды, тем длиннее будет тормозной путь.
  3. При включении четвертой передачи, транспортное средство необходимо разогнать минимум до 60 километров в час.
  4. При включении пятой передачи скорость транспортного средства должна составлять 90 километров в час.

как тормозить на механической коробке передач

Торможение мотором. Используется, когда необходимо сбросить обороты двигателя и остановиться в сложных погодных условиях ( в дождь или гололед ):

  1. Отпускаем газ.
  2. Медленно нажимаем тормоз.
  3. Перед полной остановкой, быстро выжимаем сцепление, в противном случае, мотор заглохнет.
  4. Включаем нейтральную передачу и отпускаем педали.

Торможение в сухих погодных условиях. Если автомобилисту необходимо резко затормозить во время движения по сухому асфальту:

  1. Полностью отпускаем газ.
  2. Нажимаем в пол педаль сцепления.
  3. Жмем на тормоз, пока транспортное средство не остановится.

Плавное торможение:

  1. Отпускаем газ.
  2. Ненадолго нажимаем на тормоз, не трогая педали сцепления. Делать это нужно очень плавно, мягко и осторожно.
  3. Когда скорость сброшена, выжимаем сцепление и включаем нужную передачу.

Принцип работы механической коробки передач

На чтение 5 мин. Просмотров 224

Если водитель опытен и часто ездит по трассам и международным магистралям, лучше МКПП ему ничего не посоветуешь. Автоматическая коробка и роботы слишком требовательны и могут не выдержать такой темп

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

Рычаг управления МКПП

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

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

Устройство

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

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

Передаточное число и с чем его едят

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

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

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

Нейтральная передача и холостой ход

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

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

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

МКПП

Как правильно ездить на МКПП

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

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

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

ᐉ Устройство и работа механической коробки передач

То, что любому автомобилю необходима коробка передач не вызывает сомнений ни у кого. Ее необходимость обусловлена физическими свойствами двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, у любого двигателя есть так называемая красная зона – максимум оборотов, за которые нельзя заходить без последствий для двигателя. Во-вторых, у любого двигателя диапазон оборотов, где мощность и крутящий момент на максимальном уровне достаточно узок. Например, двигатель может производить максимальную мощность при 5,500 об/мин. Трансмиссия позволяет менять передаточные числа между двигателем и ведущими колесами при ускорении и замедлении автомобиля. Наиболее оптимальным режимом будет естественно тот, при котором Вы, переключая передачи, добиваетесь того, чтобы двигатель находился в районе диапазона оборотов своей эффективной работы.

В идеале трансмиссия должна быть настолько гибкой в подборе передаточных чисел, что двигатель постоянно находится на определенных оптимальных с точки зрения тяги оборотах.

Эта идея лежит в основе постоянно изменяющейся трансмиссии (CVT) или вариатора.

Ну а теперь непосредственно о механической трансмиссии.

Трансмиссия соединяется с двигателем через сцепление. Входной вал трансмиссии вращается со скоростью вращения двигателя. Любая коробка передач реализует в себе столько передаточных чисел, для того, чтобы изменить скорость выходного вала, сколько передач она имеет. В частности пример типичных передаточных чисел для 5-ти ступенчатой МКПП приведен в таблице:

Передача

Передаточное число

Обороты выходного вала при вращении входного 3,000 об/мин

1-я

2.315:1

1,295

2-я

1.568:1

1,913

3-я

1.195:1

2,510

4-я

1.000:1

3,000

5-я

0.915:1

3,278

Для того, чтобы понять принцип работы МКПП, рассмотрим схему, демонстрирующую работу простейшей 2-скоростной коробки передач.

Вал зеленого цвета (он называется первичным) соединяется с двигателем через сцепление. Напомним, что сцепление – это устройство, которое позволяет соединять и отсоединять двигатель от трансмиссии. Таким образом, при включенном сцеплении первичный вал и шестерня вращаются со скоростью вращения двигателя.

Вал с шестернями красного цвета называется промежуточным валом. Он также выполнен единым целым, то есть все шестерни и вал вращаются совместно. Первичный и промежуточный валы напрямую соединены друг с другом, то есть при вращении первичного вала всегда вращается и вторичный. Таким образом, промежуточный вал всегда получает крутящий момент от двигателя при включенном сцеплении.

Вал желтого цвета (выходной вал) – это вал с пазами, который напрямую соединяется с карданным валом (приводными валами), а далее через дифференциалы с колесами автомобиля. Таким образом, если колеса крутятся, то выходной вал также вращается.
Пазы в выходном валу служат для фиксации шестерни определенной передачи (они обозначены на рисунке синим цветом) и передачи через это соединение крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Данные шестерни покоятся на подшипниках, поэтому они могут свободно вращаться вокруг выходного вала МКПП в случае, если не включена ни одна передача. Таким образом, если двигатель выключен (или двигатель включен, но ни одна из передач не включена), а машина едет свободным ходом, то выходной вал может вращаться внутри шестерен соответствующих передач в то время, когда сами эти шестерни и промежуточный вал остаются без движения.

Для соединения выбранной шестерни передачи с выходным валом предназначены так называемые муфты. Муфта соединяется через шлицы напрямую с выходным валом и вращается вместе с ним. Сама муфта может скользить влево и вправо вдоль вала. Это необходимо для того, чтобы вводить в зацепление с выходным валом (включать) одну из шестерен. Муфта при этом сама входит в зацепление с ведомой шестерней

Включение и работа на выбранной передаче

Для включения первой передачи муфта включает шестерню справа:

На этом рисунке первичный вал от двигателя проворачивает промежуточный вал, который вращает включенную шестерню выбранной передачи. Эта шестерня передает энергию вращения двигателя через муфту к ведущему валу. Одновременно с этим шестерня второй передачи (слева) вращается свободно на подшипнике без зацепления с выходным валом.

Когда муфта находится между двумя шестернями, трансмиссия работает на нейтральной передаче.

Для включения второй передачи необходимо вывести муфту из зацепления с правой шестерней и ввести в зацепление с левой.

Вы, наверное, понимаете, что ввести в зацепление две вращающиеся с разными скоростями детали достаточно сложно. К тому же в рассмотренной выше трансмиссии нет достаточно важных элементов МКПП – синхронизаторов. Поэтому при использовании такой трансмиссии Вам приходилось бы дважды выжимать сцепление. Первое нажатие на педаль сцепления (выключение) позволяет нам отсоединить двигатель от трансмиссии, ослабить (снять) давление со шлицев муфты, вывести муфту из зацепления и перевести ее в нейтральное положение. Двигатель при этом уменьшает обороты, и при отпуская педаль сцепления Вы тем самым снижаете и скорость вращения ведущего и промежуточного валов коробки передач (выравниваете скорости на уровне включаемой передачи). В этом случае очередная шестерня (шестерня следующей передачи) и муфта вращаются с одинаковой скоростью, и мы можем ввести в зацепление с шестерней шлицы муфты. После этого мы снова выключаем сцепление и перемещаем муфту до зацепления с шестерней следующей передачи. Сложно? Медленно? Тем не менее всего лишь лет 30 назад это широко использовалось.

Механические трансмиссии современных автомобилей используют синхронизаторы для того, чтобы не выжимать сцепление дважды при каждом переключении передачи. Задача синхронизатора – обеспечить между муфтой и шестерней передачи фрикционный контакт до того, как шлицы начнут входить в зацепление. Это позволяет муфте и шестерне передачи синхронизировать их скорости перед зацеплением. Процесс зацепления показан на рисунке 4.

Конусный выступ синей шестерни входит в конусное углубление в муфте. В результате трение между муфтой и конусом шестерни синхронизуют их скорости. Внешняя часть муфты затем легко входит в шлицы шестерни передачи.

5-ступенчатая механика довольно распространена в сегодняшних машинах. Внутри она выглядит следующим образом:

Три вилки управляются тремя стержнями, которые приводятся в движение рычагом КПП. Посмотрим на вид стержня КПП сверху:

Обратите внимание, что стержень КПП вращается относительно своей средней точки. Когда Вы толкаете рычаг КПП вперед для включения 1-й передачи, на самом деле стержень и вилка КПП перемещаются назад.

Вы видите, что перемещение ручки КПП влево или вправо задействует разные вилки (и, соответственно, разные муфты).

Движение ручки КПП вперед или назад зацепляет одну муфту с одной из двух шестерней передач.

Задняя передача реализуется за счет маленькой холостой шестеренки (фиолетового цвета). Все время синяя шестерня задней передачи вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням. Именно поэтому невозможно перевести трансмиссию в положение задней передачи в то время, как машина движется вперед – шлицы никогда не состыкуются. Однако, шум Вам будет обеспечен!

Таким образом, основываясь на изложенных принципах, функционируют практически все механические коробки передач.

Схема работы механической коробки передач. Как работает коробка передач в автомобиле? Как это работает

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

Механическая «коробка» состоит из :
  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Схема работы: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.
Картер содержит основные детали трансмиссии. Он крепится к картеру сцепления, который закреплен на двигателе. Т.к. при работе шестерни испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом .

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

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

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

Требования к коробке передач
  • Обеспечение наилучших тяговых и топливно-экономических свойств
  • высокий КПД
  • легкость управления
  • безударное переключение и бесшумность работы
  • невозможность включения одновременно двух передач или заднего хода при движении вперед
  • надежное удержание передач во включенном положении
  • простоту конструкции и небольшую стоимость, малые размеры и массу
  • удобство обслуживания и ремонта
Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число ступеней и их передаточные числа. При увеличении числа ступеней обеспечивается лучший режим работы двигателя с точки зрения динамичности и экономии топлива. Но усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры, масса трансмиссии.

Легкость управления зависит от способа переключения передач и типа привода. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен, зубчатых муфт, синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Для безударного переключения устанавливают синхронизаторы, которые усложняют конструкцию, а также увеличивают размеры и массу трансмиссии. Поэтому наибольшее распространение получили те, в которых высшие передачи переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами.

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


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


б) Передаточное отношение двух шестерен
На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») — 20, у четвертой («Г») — 40. Дальше простая арифметика. Первичный вал и шестерня «А» вращаются со скоростью 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, т.е. она имеет 1000 об/мин, а т.к. шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин. От двигателя на первичный вал приходит — 2000 об/мин, а выходит — 500 об/мин. На промежуточном валу в это время — 1000 об/мин.

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

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

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

Передаточные числа
Поскольку в «коробке» имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные пары, мы имеем возможность менять общее передаточное отношение. Давайте посмотрим на передаточные числа:
Передачи ВАЗ 2105 ВАЗ 2109
I 3,67 3,636
II 2,10 1,95
III 1,36 1,357
IV 1,00 0,941
V 0,82 0,784
R(Задний ход) 3,53 3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, как первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой . Как правило, это — четвертая. Пятая (или высшая) имеет передаточное число меньше единицы. Она нужна для езды по трассе с минимальными оборотами двигателя.

Первая и передача заднего хода — самые «сильные». Двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах мотору не хватает сил. Поэтому приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

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

Какие бывают неисправности?
Обычно они появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, т.е. переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением — это приведёт к ремонту. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы.

Рычаг переключения переводится спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении с ним и периодической замене масла в «коробке», она не сломается до конца срока службы.

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

Механическая коробка передач – это устройство для поступенчатой перемены передаточного отношения скорости вращения от двигателя к ведущим колёсам. Выбор и включение нужной передачи при использовании механической КПП водитель осуществляет вручную (в отличие от коробки передач автоматической). Название данного устройства отражает ещё и тот факт, что весь его функционал реализуется за счёт только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от трансмиссий гидравлических или электрических). Популярно, но технически достоверно принцип работы МКПП освещён в данной публикации.

Почему у автопроизводителей возникла необходимость во внедрении коробки переключения передач? Потому, что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и довольно небольшом, диапазоне оборотов. А частота обращения колёс – от трогания с места до езды на больших скоростях – происходит в гораздо более обширном диапазоне. И не представляется возможным выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое бы обеспечило весь этот диапазон, с одновременным разумным использованием диапазона оборотов двигателя.

Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью,требуется затратить более значительную работу в физическом смысле, то есть подать на его колёса большую мощность. То есть, при небольшой скорости нужны высокие обороты двигателя.

Наоборот, при равномерном движении разогнавшегося автомобиля по ровной дороге его скорость высока, а большой мощности и высоких оборотов двигателя уже не требуется – чтобы поддерживать нужную скорость, достаточно и малой мощности, и низких оборотов. При повышении скорости растёт и аэродинамическое сопротивление движению двигателя, что требует высоких оборотов и более значительных затрат мощности. То же самое – при движении в гору, требуется увеличить силу тяги.

Отсюда возникает необходимость в передаче вращения с двигателя на колёса с определённым передаточным числом, которое можно было бы изменять в зависимости от условий езды. В этом один из пионеров мирового автопрома – немецкий инженер Карл Бенц убедился в первой же длительной (на 80 км) поездке на автомашине собственной конструкции.

Это автопутешествие состоялось в 1887 году. Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями ехали к тёще изобретателя. 80-километровое путешествие оказалось очень сложным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторые, с виду небольшие, подъёмы его приходилось заталкивать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал автомобиль, снабдив его дополнительной вспомогательной передачей – «понижайкой», для увеличения силы тяги.

Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростями вращения коленвала мотора и ведущих колёс.

Разумеется, первая механическая коробка передач Карла Бенца была сначала очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикреплённые к ведущей оси. С мотором они соединялись ремнём, и при помощи рычагов ремень можно было перекидывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву пришла металлическая цепь и звёздочка, как на современных «продвинутых» велосипедах.

Зубчатую передачу и коробку передач на шестерёнках впервые поставил на автомобиль Вильгельм Майбах. Параллельно с немецкими автоинженерами, примерно в те же годы, похожими изысканиями занимались и французские. В созданной Эмилем Левассором и Луи Панаром механической коробке переключения передач уже применялся целый набор зубчатых колёс с разными передаточными числами для движения вперёд и одна шестерня – для движения назад. Как и в наше время, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло разным по своему диаметру зубчатым колёсам входить в зацепление с неподвижной шестернёй на первичном валу.

Официально изобретателем механической коробки переключения передач, похожей на современную, стал Луи Рено: в 1899 году этот молодой начинающий автопромышленник запатентовал первую в мире КПП, основанную на системе подвижных зубчатых колёс и валов. Она была трёхскоростной.

Первый запатентовавший МКПП человек – Луи Рено – в своей «лаборатории».

Заокеанский пионер автопрома – Генри Форд – не копировал достижения немецких и французских инженеров, а шёл своим путём. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных шестерён (сателлитов), которые вращались вокруг центральной («солнечной») шестерни и фиксировались при помощи водила. Именно такой – планетарной КПП оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».

Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробки на зубчатых шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое сделал в 1928 году Шарль Кетеринг из «Дженерал Моторс». Оно сделало механические коробки передач более лёгкими в управлении, придало им новый импульс развития и «техническое долголетие».

С момента изобретения Луи Рено прошло уже более 120 лет но главный принцип ступенчатой шестерёнчатой коробки передач остался тем же. Современные МКПП, разумеется, гораздо более совершенны: в них стоят шестерни не с прямым, а косозубым зацеплением, и они более удобные, бесшумные и долговечные. В целом, автомобили с «механикой» экономичнее, чем машины с автоматической коробкой передач.

Состоит механическая КПП из набора косозубых шестерён разного размера, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом мотора и ведущими колёсами. Передаточное число становится другим путём перемещения как самих шестерён, так и специального устройства – синхронизатора. Его задача – уравнивать (синхронизировать) окружные скорости включаемых в зацепление шестерён.

Принцип таков, что, чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у неё наибольшее. На ней передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и, при высокой частоте вращения коленвала, скорость движения автомобиля остается низкой, а сила тяги – высокой. На высшей передаче, соответственно, – наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колёса не передается, и машина катится по инерции либо стоит.

Большинство серийных современных автомашин, оснащённых механической коробкой переключения передач, имеют 5 «скоростей», или скоростей движения вперед. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных МКПП были четырёхскоростными. Механическими коробками с шестью и более скоростями, как правило, комплектуются «заряженные» спортивные машины или джипы.

С технической точки зрения, механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колёса – шестерни, которые поочерёдно приходят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного вала, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций шестерён происходит вручную.

Механическая коробка переключения передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Данный узел предназначен для временного разъединения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода зацепления с одной шестерни на другую,без выключения оборотов двигателя, и при их полном сохранении.

Получившими повсеместное распространение компоновками механических коробок переключения передач стали двух- и трёхвальные. Они называются так по количеству параллельно расположенных валов, на которых и расположены косозубые шестерни.

В трёхвальной МКПП находятся три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединён со сцеплением, на его поверхности имеются шлицы. По ним передвигается ведомый диск сцепления. С данного вала энергия вращения передаётся на жестко соединённый с ним шестернёй промежуточный вал.

Ведомый вал является соосным с валом ведущим, соединённым с ним через подшипник, который находится внутри первого вала. Поэтому данным осям обеспечено независимое вращение. Блоки «разнокалиберных»шестерней ведомого вала не имеют жёсткой фиксации с ним, а также разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Вот они жёстко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться вдоль вала по шлицам.

На торцах муфт нанесены зубчатые венцы, которые могут соединяться с аналогичными венцами на торцах шестерён ведомого вала. Современные стандарты производства коробок передач предполагают наличие таких синхронизаторов на всех передачах для движения вперёд.

В двухвальной механической КПП также обеспечено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трёхосной конструкции, на ведущей оси находится набор шестерёнок, а не одна. Промежуточный вал отсутствует, а с ведущем запараллелен ведомый вал. Шестерни обоих валов свободно вращаются и всё время находятся в зацеплении.

На ведомом валу имеется жёстко закреплённая ведущая шестерня главной передачи. Между остальными шестернями находятся синхронизационные муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле работы синхронизаторов похожа на трёхвальную компоновку. Разница же в том, что прямая передача отсутствует, а каждая ступень имеет только одну пару соединённых шестерёнок, а не две пары.

С одного конца ведомого вала в жёстком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.

Двухвальная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем у трёхвальной, однако она имеет ограничения по повышению передаточного числа. За счёт данной особенности, двухвальная конструкция МКПП применяется исключительно в легковых автомобилях.

В редких случаях на современных автомобилях могут также использоваться четырёхвальные коробки передач. Но по принципу своей работы они тоже соответствуют двухвальным– без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичные. Чаще всего, это механические КПП с 6-ю передачами переднего хода. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи.

Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестернёй. При переходе её в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратную сторону. На задней передаче синхронизатора нет, поскольку задний ход задействуется только при полной остановке автомобиля. Во всяком случае, так нужно делать. Поэтому на МКПП автомашин многих производителей имеется защита от случайного включения заднего хода на ходу (нужно поднять специальное кольцо на рычаге для переведения его в положение заднего хода).

Когда включен нейтральный режим, то вращение шестерён происходит свободно, а все муфты-синхронизаторы расположены в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП перемещает муфту в зацепление с соответствующей парой на торце шестерни. И шестерня жёстким образом фиксируется с валом и не прокручивается на нём, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.

Во время движения механизм переключения передач приводится в действие с места водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, передвигают синхронизаторы и задействуют нужную скорость.

Пары шестерён двух низших передач имеют самые большие передаточные числа (на легковых машинах – обычно от 5:1 до 3,5:1), и применяются для трогания с места и поступательного разгона, а также при необходимости постоянного движения с невысокой скоростью, либо по бездорожью. При движении на низших передачах даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать довольно медленно, но при этом в полной мере будут использоваться его мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля на том же уровне оборотов двигателя, а его сила тяги меньше. На высших передачах автомобиль не сможет тронуться с места или ехать на низких скоростях. Зато он может передвигаться на больших, вплоть до максимально предусмотренной, скоростях, при средних оборотах двигателя.

В абсолютном большинстве современных МКПП расположены шестерни с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямозубые, к тому же они менее шумные в работе. Изготавливаются косозубые шестерни из высоколегированной стали, и на финальном этапе производства выполняется закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающие долговечность деталей.

До появления синхронизаторов для безударного включения более высокой передачи водителям нужно было производить двойной выжим, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для равнения окружных скоростей шестерней. А для перехода на более низкую передачу надо было сделать перегазовку, чтобы выровнять обороты ведущего и ведомого валов. После введения синхронизаторов необходимость в этих манипуляциях отпала. И шестерни стали защищёнными от ударных нагрузок и преждевременного износа.

Впрочем, и современной легковой автомашине эти «навыки из прошлого» также могут пригодиться. К примеру, они помогут переключить-таки передачу в случае выхода из строя сцепления, или если возникнет необходимость в резком торможении двигателем, при отказавшей рабочей тормозной системе.

19 апреля 2017

Чтобы сдвинуть автомобиль с места и разогнать его, нужно мощность двигателя (крутящий момент) преобразовать и передать на ведущие колеса. Но как это реализовать, когда мотор уже работает на холостом ходу и его коленчатый вал вращается, а машина стоит на месте? Задачу способен решить простейший трансмиссионный агрегат из ныне существующих – механическая коробка передач (МКПП).

Помимо нее, в современных авто используются автоматические и вариативные виды трансмиссии, но это более сложные и дорогие устройства.

Зачем нужна МКПП?

Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.

Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.

Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:

  1. Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
  2. Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
  3. Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.

Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие . Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Работа механической коробки

Агрегат состоит из таких основных элементов:

  • корпус с масляным картером;
  • три вала с шестеренками – первичный, вторичный и промежуточный;
  • устройства синхронизации;
  • рукоять переключения с вилочными приводами перемещения шестерен.

С помощью рукоятки водитель меняет пары шестерен, входящие в зацепление с приводами от двигателя и колес. Шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить нужный крутящий момент на колесном приводе при разных режимах движения . На первых ступенях выходного вала задействованы шестеренки большего диаметра, чтобы главная передача вращалась медленнее, но с большим усилием. На III, IV и V скорости размер шестерен уменьшается и в итоге при движении на высокой скорости число оборотов привода и коленвала совпадает.

Зубья шестерней выполнены под углом с целью снижения шума трансмиссии. Чтобы при вхождении в зацепление на ходу зубья не переломались и не возникло удара, синхронизатор уравнивает скорости вращения соседних шестеренок. Это происходит в момент, когда водитель выжимает сцепление и переводит рукоять на другую позицию.

Механическая КПП является наиболее простой и надежной трансмиссией, устанавливаемой на автомобили с различной грузоподъемностью. Чем она отличается от автоматической и вариативной, – так это низкой стоимостью при высокой ремонтопригодности, а это влияет и на общую цену авто. Неудобство одно: водителю нужно постоянно манипулировать педалями акселератора и сцепления, чтобы своевременно переключаться на другую скорость при изменении режима движения.

Трансмиссия современного автомобиля порой имеет более сложную конструкцию, чем двигатель. Она делает работу мотора гибче и адаптирует крутящий момент к условиям движения. Несмотря на появление разных суперсовременных автоматических и роботизированных трансмиссий с электронным управлением, механическая коробка передач всегда была и будет генералиссимусом трансмиссии, и ключом к пониманию принципа работы любой сложной КПП.

Зубчатая теория

Вначале стоит определить основные понятия и предназначение каждой шестеренки в простейшей коробке передач, тогда и любая сложная конструкция не будет казаться высшей математикой. Все понимают, что механическая коробка передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения оборотов коленвала мотора к количеству оборотов ведущих колес в конечном итоге. Также КПП служит для изменения направления вращения выходного вала.

Теперь немного цифр, чтобы все стало по местам. Диапазон рабочей частоты оборотов двигателя внутреннего сгорания находится в пределах от 400 до 5-8 тысяч оборотов в минуту. Причем максимальный крутящий момент, который он способен отдать, достигается совсем не на каждой частоте, а в среднем, в пределах 3-4 тысяч оборотов. В других диапазонах двигатель не способен выдавать высокий крутящий момент.

Скорость же вращения ведущего колеса машины составляет примерно 1600-1900 об/мин, следовательно, для синхронизации работы двигателя с ведущими колесами необходим механизм, который будет максимально эффективно подстраивать скорость вращения колес к оборотам двигателя. На практике получается наоборот, тем не менее этим механизмом стала механическая коробка передач со ступенчатой передачей крутящего момента.

Основы конструкции трехвальной КПП

Любая традиционная коробка передач с механическим типом управления конструктивно состоит из таких элементов:


КПП может иметь трехвальную конструкцию или двухвальную. Вращение коленвала передается на КПП при помощи сцепления, которое временно разъединяет двигатель и первичный вал КПП. Первичный и вторичный валы на двухвальной конструкции расположены соосно, но не соединены между собой. Вращение от первичного вала передается посредством промежуточного вала, он входит в зацепление с вторичным.

Принцип работы КПП

Первичный вал имеет одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на нем и передает момент на промежуточный вал. Вторичный же вал имеет целый блок разных шестерен, они могут как свободно вращаться, так и быть жестко зафиксированы на нем с помощью специального механизма. Нa современных автомобилях применяются только косозубые зубчатые соединения, поскольку они менее шумны, чем прямозубые.

Переключение и выбор нужной пары шестерен для передачи наиболее подходящего крутящего момента для конкретных условий движения, осуществляется при помощи вилок переключения, они приводятся в движение селекторным механизмом управления. Механизм переключения передач перемещается вдоль и в поперечном направлении при помощи рычага КПП. Он может быть расположен непосредственно на картере КПП, а может быть вынесен отдельно и фиксироваться на кузове машины или иногда на рулевой колонке.

В этих случаях применяют кулисную конструкцию привода механизма переключения. Весь принцип работы коробки передач основан только на зубчатом зацеплении косозубыми шестернями, а смазываются они трансмиссионным маслом, которое залито в картер коробки передач.

Принцип работы двухвальной КПП схож с трехвальной конструкцией, с одной только разницей. В конструкции нет промежуточного вала, а первичный и вторичный валы расположены параллельно. И еще одно принципиальное различие — вращение передается только одной парой зубчатых колес, в то время, как в трехвальной конструкции вращение передается при помощи третьей шестерни на промежуьочном валу. Еще одно конструктивное отличие заключается в том, что в двухвальной КПП не может быть прямой передачи. То есть передаточного отношения 1:1.

Задняя передача. которая вращает вторичный вал в сторону, противоположную вращению коленвала, осуществляется при помощи отдельной шестерни на собственном валу. Такая же схема задней передачи реализована в трехвальной КПП. Передачи в двухвальной КПП переключаются при помощи штока, а не вилки. Шток толкает нужную шестерню, она входит в зацепление с парной и фиксируется на валу специальным фиксатором. В двухвальных коробках, как правило, дифференциал скомпонован в одном корпусе с КПП.

В общих чертах, так работает механическая коробка передач двухвального и трехвального типа. Не хрустите шестернями, и удачи всем в дороге.

Какой автомобильный агрегат приходит на ум сразу после двигателя? Что внушает ужас и трепет ученикам автошкол, но вызывает довольную улыбку на лицах водителей со стажем? С каким механизмом многие из нас работают по несколько часов в день, порой даже не подозревая о принципе его внутреннего устройства? Да, ответ лежит на поверхности: это механическая коробка передач. Рассказав об основных проблемах, возникающих с , разобравшись с мифами и слухами о , мы решили: хватит незаслуженно обделять вниманием самую главную, простую и, несмотря ни на что, популярную вариацию механизма, превращающего мотор из котла для сжигания топлива в сердце автомобиля.

Наглядное пособие

Специально для этого материала компания «PacPac» предоставила нам конструктор «FischerTechnik», схематично показывающий принцип работы механической коробки передач, и мы даже смогли его собрать. Обратим особое внимание на то, что он передает лишь самые базовые свойства, совершенно не учитывая ряд явлений, происходящих в реальной автомобильной КПП: в нем нет ни муфт, ни вилок, ни синхронизаторов, а выбор передачи реализуется посредством перемещения собственно первичного вала. Если бы это была реальная металлическая «механика», она прожила бы совсем недолго, разлетевшись уже после нескольких десятков переключений. Тем не менее, взглянув на эту маленькую бесстрашную «коробочку передачек», лихо подтыкающую их без синхронизации в неподвижный вторичный вал, можно увидеть и понять основное предназначение агрегата: давать возможность менять передаточное отношение при помощи шестерней различного размера. А это уже что-то.

Конструктор FischerTehnik, демонстрирующий принцип работы МКПП

Изобретая велосипед

Начиная повествование о коробке передач, стоит вкратце разобраться – а зачем вообще она нужна? Ведь всем известно, что главное в машине – двигатель, так неужели нельзя напрямую передать выполняемую им работу на колеса, не выдумывая сложных схем с кучей шестерней, третьей педалью в салоне и рычагом, который надо постоянно ворочать? К сожалению, нет.

Для ответа на этот очевидный вопрос лучше всего посмотреть на велосипед, точнее, его эволюцию. Простейший вариант представляет собой две звездочки, связанные цепной передачей. Вращая одну – ведущую – звездочку при помощи педалей, наездник приводит в движение вторую – ведомую, связанную непосредственно с колесом, таким образом вращая его. Велосипед движется вперед, все счастливы и довольны. По крайней мере, были до определенного момента – до тех пор, пока велосипед служил для перемещения по относительно ровным и горизонтальным поверхностям. Внезапно выяснив, что порой на пути встречаются подъемы, рыхлые грунты и прочие неудобства, люди задумались об усовершенствовании конструкции. Результатом стало как раз то, что можно назвать прообразом механической коробки передач – наборы звездочек спереди и сзади, позволяющие изменять передаточное отношение.


Передаточное отношение – частное, получаемое при делении скорости ведущей звезды на скорость ведомой, то есть количества их оборотов. Оно обратно передаточному числу, которое рассчитывается как отношение числа зубьев на ведомой звездочке к их числу на ведущей. Проще говоря, чем меньше ведущая звезда и больше ведомая, тем легче будет ее вращать и тем медленнее она будет двигаться. Снова вспоминаем старые велосипеды: спереди педалями приходилось вращать большую звезду, в то время как звездочка на задней втулке была маленькой. В результате, пытаясь в детстве тронуться на каком-нибудь «Урале», приходилось всем весом налегать на педали, чтобы провернуть заднее колесо. Ну а сейчас магазины изобилуют россыпью двухколесников, даже самые бюджетные из которых имеют по несколько звезд сзади и спереди. Благодаря этому можно, например, изменить набор: ведущая звездочка будет маленькой, а ведомая – большой. Тогда педали будут вращаться очень легко, но особо разогнаться не получится. Зато в горку можно будет ехать, а не тащить.

От велосипеда к автомобилю


К чему относился весь этот подробный велоликбез? Как раз к тому, зачем нужна коробка передач вообще: ведь характеристики источника энергии, будь то велосипедист или двигатель внутреннего сгорания, постоянны. Первый развивает определенную мышечную силу, ограниченную физическими возможностями, а для второго возможности выражаются количеством развиваемых оборотов. Дело в том, что в их рабочем диапазоне просто нельзя подобрать такое передаточное отношение, которое позволит и уверенно тронуться с места, и разогнаться до 150 и более километров в час. Ситуация усугубляется тем, что если у велосипедиста максимальный доступен практически «с холостых оборотов», то с ДВС ситуация иная: для его достижения обороты должны быть довольно высокими. Да и максимальная мощность, тоже немаловажная для движения, появляется в верхнем их диапазоне.


Какой из этого следует вывод? Придется прибегать к тому же приему, что и на велосипеде: изменять передаточное отношение. Между чем и чем? Сейчас разберемся.

А теперь – к самой коробке передач

Принципиально от велосипедной трансмиссии автомобильная коробка передач отличается типом привода: если в первой используется цепь, то вторая имеет в своей основе шестеренный механизм. В целом же суть у них одна: и там, и там шестерни (звезды) имеют неодинаковые размеры, обеспечивая разное передаточное отношение. Кстати, изначально, в ранних КПП они были простыми прямозубыми, а позже стали косозубыми, так как в этом случае обеспечивается более тихая их работа.

В общем виде механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни. Их задача – передать крутящий момент с маховика двигателя на колеса. В классическом случае для этого используется либо два, либо три вала. Рассмотрим трехвальный вариант, от которого будет проще перейти к двухвальному.

Итак, в трехвальном исполнении в КПП есть первичный, вторичный и промежуточный валы. Первые два при этом расположены на одной оси, являясь будто продолжением друг друга, но независимы и вращаются отдельно, а третий физически располагается под ними. Первичный вал короткий: одним концом он через сцепление соединен с маховиком двигателя, то есть принимает с него крутящий момент, а на втором конце расположена одна-единственная шестерня, передающая этот момент дальше, на промежуточный вал. Он, как мы помним, находится ниже ведущего и представляет собой уже длинный стержень с шестернями на нем. Их количество совпадает с количеством передач, плюс одна для соединения с первичным валом.


Закреплены шестерни на промежуточном валу жестко, зачастую они вытачиваются из единой металлической заготовки. Их можно назвать ведущими (хоть и приводятся в движение они через первичный вал). Постоянно вращаясь, они передают крутящий момент на ведомые шестерни вторичного вала (их здесь, кстати, уже ровно столько же, сколько передач). Этот третий вал схож с промежуточным, но главное отличие в том, что шестерни на нем являются подвижным элементом: они не связаны с валом жестко, а нанизаны на него и вращаются на подшипниках. Их продольное перемещение при этом исключено, они расположены строго напротив шестерней промежуточного вала и вращаются вместе с ними (хотя существует и другой вариант, когда шестерни могут двигаться вдоль вала). Одним концом вторичный вал, как мы помним, обращен к первичному, а второй служит уже непосредственно для передачи крутящего момента на колеса – например, через кардан и редуктор заднего моста.

Итак, мы получили конструкцию, где первичный вал при сомкнутом сцеплении вращает промежуточный, а тот – одновременно все шестерни на вторичном валу. Однако сам вторичный вал по-прежнему неподвижен. Что нужно сделать? Включить передачу.

Включаем передачу

Включение передачи означает соединение одной из шестерней вторичного вала с ним самим, чтобы они начали вращаться вместе. Осуществляется это так: между шестернями располагаются специальные муфты, которые могут перемещаться вдоль вала, но вращаются вместе с ним. Они выполняют роль «замков», при помощи зубчатых венцов на своих соприкасающихся торцах жестко соединяющих вал с шестерней, к которой примыкает муфта. Она приводится в движение вилкой – этакой «рогаткой», которая, в свою очередь, соединена с рычагом КПП – тем самым, которым орудует водитель. Привод КПП может быть разным: рычажным (с использованием металлического вала), тросовым и даже гидравлическим (такой используют на грузовиках).

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача

Теперь картинка более-менее сложилась: передвинув муфту к одной из шестерней вторичного вала и замкнув их, мы добиваемся вращения вала и, соответственно, передачи крутящего момента на колеса. Но тут есть еще несколько «фишек», о которых нужно упомянуть.

Синхронизаторы

Для начала представим себе переключение передачи при движении автомобиля. Муфта, отходя от шестерни, разблокирует ее и пойдет к соседней (либо же в дело вступит другая муфта, между другими шестернями). Казалось бы, никаких проблем тут нет… Однако все не так гладко: ведь муфта (и, соответственно, вторичный вал) теперь имеет одну скорость вращения, заданную предыдущей ведомой шестерней, а шестерня следующей передачи – другую. Если просто резко совместить их, произойдет удар, который, хоть и моментально уравняет скорости, ничего хорошего не принесет: во-первых, шестерни и их зубья могут банально повредиться, а во-вторых, переключать передачи таким образом – вообще не лучшая затея. Как же быть? Ответ прост: перед включением передачи скорости движения шестерни и муфты нужно синхронизировать.


Для этих целей используются детали, именуемые – внезапно – синхронизаторами. Принцип их работы прост настолько же, насколько и их название. Для синхронизации скоростей двух вращающихся узлов используется самое простое решение: сила трения. Перед тем, как войти в зацепление с шестерней, муфта подходит к ней вплотную. Контактная часть шестерни имеет коническую форму, а на муфте расположен ответный конус, на котором установлено бронзовое кольцо (или несколько колец, так как эти детали, как можно понять, подвергаются основному износу). Прижимаясь к зубчатому колесу через эту «прокладку», муфта разгоняет или тормозит его до своей скорости. Далее все идет уже как по маслу: поскольку теперь две детали неподвижны относительно друг друга, муфта легко, плавно, без рывков и толчков входит в зацепление с шестерней посредством зубчатых венцов, расположенных в зоне сопряжения, и они продолжают движение вместе.


Прямая и повышающая передачи

Переходим к следующему пункту. Представим себе, что, постепенно разгоняясь, мы достигли такой скорости движения автомобиля, при которой двигатель в состоянии обеспечить то, о чем мы говорили в самом начале, – непосредственное вращение колес без помощи дополнительных шестерней. Какое решение этой задачи будет наиболее простым? Вспоминая, что первичный и вторичный вал в трехвальной КПП располагаются на одной оси, мы приходим к простому выводу: нужно соединить их напрямую. Таким образом мы добиваемся желаемого результата: скорость вращения маховика двигателя совпадает со скоростью вращения вторичного вала, непосредственно передающего крутящий момент на колеса. Идеально! При этом передаточное отношение, очевидно, составляет 1:1, поэтому такая передача называется прямой.

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача

Прямая передача является весьма удобной и выгодной: во-первых, минимизируются потери энергии на вращение промежуточных зубчатых колес, а во-вторых, сами колеса гораздо меньше изнашиваются, так как на них не передается никакого усилия. Однако мы помним, что шестерни промежуточного и вторичного валов всегда находятся в зацеплении, и оно никуда не пропадает, так что они продолжают вращаться, но уже «вхолостую», не передавая крутящий момент.


А что если пойти еще дальше и сделать передаточное число меньше единицы? Нет проблем: это практикуется уже давно. На деле это означает, что ведомая шестерня будет меньше ведущей, а, следовательно, двигатель при той же скорости, что и на прямой передаче, будет работать на меньших оборотах. Преимущества? Снижаются потребление топлива, шум и износ двигателя. Однако крутящий момент в таких условиях будет далеко не самым высоким, и для передвижения нужно поддерживать большую скорость. Повышающая передача (ее еще называют овердрайв) служит в основном для поддержания этой скорости при постоянном движении, а при обгоне вам, скорее всего, придется переключиться на пониженную.


Двухвальные коробки передач

Как мы и обещали, от трехвальной КПП перейдем к двухвальной. На самом деле различий в их устройстве и работе – минимум. Главное заключается в том, что промежуточный вал отсутствует, а его роль в полном объеме берет на себя первичный. На нем располагаются неподвижные шестерни, и он же напрямую передает крутящий момент на вторичный вал.

Также из несоосного расположения вторичного вала относительно первичного проистекает второе отличие двухвальной КПП: отсутствие прямой передачи в силу банальной физической невозможности жестко соединить напрямую эти два вала. Это, конечно, не мешает подобрать передаточное отношение повышенных передач таким образом, чтобы оно стремилось к значению 1:1, но привод в любом случае будет осуществляться через шестерни со всеми сопутствующими этому потерями.


Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.

Вместо заключения

Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.

Ну как, теперь понятно, как работает МКПП?

Механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Назначение МКПП

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

  • первый – ведущий;
  • второй – промежуточный;
  • третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

От ведомого вала осуществляется передача крутящего момента и оборотов на ведущие колеса через карданный вал (на заднем приводе) или через редуктор и ШРУСы (на переднем приводе). Когда синхронизатор зацепляет напрямую ведущий и ведомый валы без участия шестеренок, то при этом коробка обеспечивает максимальный КПД. Для задней скорости установлена промежуточная «паразитная» шестерня, меняющая вращение на обратное.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

Работает синхронизатор таким способом. Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Работа синхронизаторов

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы:

  • простое в конструкционном плане решение;
  • обеспечение четкости переключения;
  • более долговечная конструкция для эксплуатации.

Минусы:

  • нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
  • не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

Плюсы:

  • комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
  • вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
  • обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

Минусы:

  • меньшая долговечность;
  • со временем могут появляться люфты;
  • требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
  • четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства:

  • конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
  • в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
  • не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
  • среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
  • простота и инженерная отработанность конструкции;
  • высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
  • не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
  • водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т.д.;
  • авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
  • есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки:

  • для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
  • необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
  • неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
  • невысокий ресурс узла сцепления;
  • у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Принцип работы механической коробки передач

Трансмиссия современного автомобиля порой имеет более сложную конструкцию, чем двигатель. Она делает работу мотора гибче и адаптирует крутящий момент к условиям движения. Несмотря на появление разных суперсовременных автоматических и роботизированных трансмиссий с электронным управлением, механическая коробка передач всегда была и будет генералиссимусом трансмиссии, и ключом к пониманию принципа работы любой сложной КПП.

Зубчатая теория

Вначале стоит определить основные понятия и предназначение каждой шестеренки в простейшей коробке передач, тогда и любая сложная конструкция не будет казаться высшей математикой. Все понимают, что механическая коробка передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения оборотов коленвала мотора к количеству оборотов ведущих колес в конечном итоге. Также КПП служит для изменения направления вращения выходного вала.

Теперь немного цифр, чтобы все стало по местам. Диапазон рабочей частоты оборотов двигателя внутреннего сгорания находится в пределах от 400 до 5-8 тысяч оборотов в минуту. Причем максимальный крутящий момент, который он способен отдать, достигается совсем не на каждой частоте, а в среднем, в пределах 3-4 тысяч оборотов. В других диапазонах двигатель не способен выдавать высокий крутящий момент.

Скорость же вращения ведущего колеса машины составляет примерно 1600-1900 об/мин, следовательно, для синхронизации работы двигателя с ведущими колесами необходим механизм, который будет максимально эффективно подстраивать скорость вращения колес к оборотам двигателя. На практике получается наоборот, тем не менее этим механизмом стала механическая коробка передач со ступенчатой передачей крутящего момента.

Основы конструкции трехвальной КПП

Любая традиционная коробка передач с механическим типом управления конструктивно состоит из таких элементов:


КПП может иметь трехвальную конструкцию или двухвальную. Вращение коленвала передается на КПП при помощи сцепления, которое временно разъединяет двигатель и первичный вал КПП. Первичный и вторичный валы на двухвальной конструкции расположены соосно, но не соединены между собой. Вращение от первичного вала передается посредством промежуточного вала, он входит в зацепление с вторичным.

Принцип работы КПП

Первичный вал имеет одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на нем и передает момент на промежуточный вал. Вторичный же вал имеет целый блок разных шестерен, они могут как свободно вращаться, так и быть жестко зафиксированы на нем с помощью специального механизма. Нa современных автомобилях применяются только косозубые зубчатые соединения, поскольку они менее шумны, чем прямозубые.

Переключение и выбор нужной пары шестерен для передачи наиболее подходящего крутящего момента для конкретных условий движения, осуществляется при помощи вилок переключения, они приводятся в движение селекторным механизмом управления. Механизм переключения передач перемещается вдоль и в поперечном направлении при помощи рычага КПП. Он может быть расположен непосредственно на картере КПП, а может быть вынесен отдельно и фиксироваться на кузове машины или иногда на рулевой колонке.

В этих случаях применяют кулисную конструкцию привода механизма переключения. Весь принцип работы коробки передач основан только на зубчатом зацеплении косозубыми шестернями, а смазываются они трансмиссионным маслом, которое залито в картер коробки передач.

Принцип работы двухвальной КПП схож с трехвальной конструкцией, с одной только разницей. В конструкции нет промежуточного вала, а первичный и вторичный валы расположены параллельно. И еще одно принципиальное различие — вращение передается только одной парой зубчатых колес, в то время, как в трехвальной конструкции вращение передается при помощи третьей шестерни на промежуьочном валу. Еще одно конструктивное отличие заключается в том, что в двухвальной КПП не может быть прямой передачи. То есть передаточного отношения 1:1.

Задняя передача. которая вращает вторичный вал в сторону, противоположную вращению коленвала, осуществляется при помощи отдельной шестерни на собственном валу. Такая же схема задней передачи реализована в трехвальной КПП. Передачи в двухвальной КПП переключаются при помощи штока, а не вилки. Шток толкает нужную шестерню, она входит в зацепление с парной и фиксируется на валу специальным фиксатором. В двухвальных коробках, как правило, дифференциал скомпонован в одном корпусе с КПП.

В общих чертах, так работает механическая коробка передач двухвального и трехвального типа. Не хрустите шестернями, и удачи всем в дороге.

Эксплуатация механической коробки передач

Если на автомобиле установлена механическая коробка передач, то особенности ее использования могут меняться в зависимости от дорожных условий. Неправильная эксплуатация МКПП в той или иной дорожной ситуации может привести к ее преждевременному ремонту. Так, автомобиль может передвигаться по скользкой или сухой трассе, может двигаться на горку и спускаться с нее.

Работа МКПП при гололеде

Главной задачей водителя, который едет по скользкой дороге, является строгий контроль управления автомобилем. Чтобы предотвратить попадания машины в занос, рекомендуется передвигаться по такой дороге на пониженных передачах. Это обеспечит регулирование устойчивости авто. Если все же транспортное средство пошло в занос, на невысокой скорости этот процесс может быть вполне контролируемым. Помимо этого, стоит учесть, что в момент старта автомобиля лучше смягчить момент включения передачи посредством пробуксовки сцепления. Также необходимо помнить, что при езде в гололед на машине с МКПП в момент торможения категорически запрещается нажимать на педаль сцепления и выключать передачу, поскольку это станет основной причиной возникшего заноса.

Работа МКПП на сухой трассе

Если дорога сухая, то при необходимости затормозить до полной остановки, что, к примеру, бывает при красном свете светофора, не обязательно осуществлять пошаговый процесс переключения передач с повышенных на пониженные. Достаточно будет затормозить на прежней передаче, понизив ее до наименьших оборотов, после чего просто включить нейтральную передачу.

Работа МКПП при подъеме на горку

Чтобы беспрепятственно подняться на автомобиле на горку, не давая больших нагрузок на двигатель, рекомендуется с целью экономии топлива разогнать авто до такой скорости, чтобы подъем было возможно преодолеть на одной передаче, без включения в процессе подъема пониженных передач. В случае если старт автомобиля происходит уже на склоне, тогда при разгоне транспортного средства следует определить оптимальную передачу, на которой машина без труда сумеет подняться наверх. Преимущественно это либо вторая, либо третья передачи. Первую передачу стоит использовать в той ситуации, если подъем предусматривает крутые повороты.

Работа МКПП при спуске с горки

Чтобы избежать аварийной ситуации, не стоит слишком разгоняться при спуске с горы. Передача должна примерно соответствовать той, на которой осуществлялся подъем. Если дорога скользкая торможение следует совершать только двигателем без использования педали тормоза.

Как работают передачи | Механические и автоматические коробки передач

Споры о механической или автоматической трансмиссии во многом субъективны. В стране автомобилистов существует множество мнений о том, что делает езду лучшей. Это действительно зависит от того, что вам нужно и как вы хотите чувствовать себя во время движения в своем автомобиле. Некоторые люди описывают ощущение силы при переключении передач, в то время как другие находят это трудным и ценят простоту и безопасность автоматической коробки передач.

В наши дни большинство людей покупают автомобили с автоматической коробкой передач.Однако автомобили с механической коробкой передач имеют определенную привлекательность — образы быстрых автомобилей, мчащихся по открытой дороге. Или, если в подростковом возрасте вам подарили подержанный автомобиль вашей мамы, автомобили с механической коробкой передач могут напомнить нам о том, как мы учимся переключать передачи, но в основном глохнуть на пустой парковке.

Почему производители и потребители отказываются от ручного управления в пользу автоматического? Каковы ключевые различия между ними? Мы исследуем ручные и автоматические дебаты.

Механическая и автоматическая коробки передач

Почти все автопроизводители предлагали на выбор автоматическую и ручную трансмиссии.Многие потребители предпочитали механические коробки передач, потому что они обходились на 1000 долларов дешевле и обычно лучше экономили топливо.

Однако с годами автопроизводителям удалось улучшить автоматическую коробку передач, и водители начали привыкать к простоте автоматического переключения передач. Когда преимущества стали склоняться в пользу автоматов, они стали предпочтительным выбором. Продажи выросли, и производители начали экономить, предлагая только один вариант трансмиссии.

Для молодых людей умение водить механическую коробку передач почти неслыханно.Автошколы, которые предлагают инструкции по механической коробке передач, встречаются редко. Это прискорбно, потому что есть еще много причин, чтобы выбрать механическую коробку передач.

Однако следует помнить об одной вещи: стоимости при перепродаже. Согласно отчету U.S. News and World Report, только 18% американцев знают, как управлять рычагом переключения передач. Это ограничивает круг покупателей, когда вы хотите продать свой автомобиль или обменять его на новый.

Щелкните здесь, если хотите научиться управлять механической коробкой передач.

Основы работы коробки передач

Автомобильная трансмиссия использует древнюю концепцию рычага в виде зубчатых колес и зубчатых передач для обеспечения преобразования скорости и крутящего момента, который применяется для привода вашего автомобиля. Трансмиссии используются в машиностроении для повышения механической эффективности и максимального использования крутящего момента двигателя.

Шестерня — это набор рычагов, которые вращаются. Большим шестерням требуется больше времени для полного оборота, но они обеспечивают большее усилие.Коробка передач, состоящая из множества взаимосвязанных шестерен (рычагов), расположена прямо под рычагом переключения передач.

Вот некоторые передачи, которые вы переключаете в своем автомобиле:

  • Вал двигателя идет от двигателя
  • Приводной вал передает мощность на задние колеса.
  • Промежуточный вал соединяет вал двигателя с приводным валом.

Основное различие между механической и автоматической коробками передач заключается в том, что механическая коробка передач использует несколько наборов шестерен на приводном валу, в то время как автоматическая коробка передач использует планетарную передачу для создания различных передаточных чисел.

Приводной вал, идущий к колесам, находится в зацеплении с другой шестерней промежуточного вала. Эти шестерни, также называемые собачьими зубьями, всегда находятся в зацеплении и вращаются при работающем двигателе.

Муфта сцепления не может вращаться на приводном валу, но может свободно скользить вперед и назад. На втулке крепится большая шестерня, которая может перемещаться с ведущего вала на вал двигателя. Втулка шестерни может двигаться, чтобы создавать разные передачи для более высоких или более низких скоростей.

Для запуска большого автомобиля требуется большое усилие.Мощность передается через шестерни в трансмиссии. Шестерни помогают регулировать мощность для максимальной эффективности.

Вот проблема: автомобиль должен иметь возможность двигаться вперед и назад, поэтому добавляется еще один набор шестерен, называемых промежуточными шестернями заднего хода. Мощность проходит через трансмиссию. Теперь есть несколько наборов передач для движения вперед и еще один набор для движения назад. Шум и износ являются обычным явлением.

В чем разница? Трансмиссии 101

Двигатель внутреннего сгорания вашего автомобиля создает мощность и крутящий момент, но он действительно полезен только в определенном диапазоне скоростей.Вместо того, чтобы напрямую подключать ведущее колесо к двигателю, трансмиссия или коробка передач регулируют скорость и крутящий момент двигателя (об/мин).

Коробка передач следит за тем, чтобы обороты двигателя всегда находились в диапазоне максимального КПД, принимая во внимание колебания скорости ведущего колеса.

Механическая коробка передач, также известная как рычаг переключения передач, требует от водителя использования рычага для переключения передач. Механические коробки передач основаны на наборе простых пар шестерен и используют пакет сцепления.

Автоматические коробки передач основаны на планетарной передаче и используют гидротрансформатор. Автоматическая коробка передач сама переключает передачи.

Сравнение преимуществ

1. Экономия топлива

Любители механической коробки передач всегда хвастаются большей экономичностью и экономичностью. В прошлом это было бы правдой почти каждый раз. Но по мере совершенствования технологий и улучшения автоматических трансмиссий вы начинаете видеть, что автоматическая версия превосходит ручную версию с точки зрения экономии топлива.

2. Цена

Механические коробки передач дешевле в установке, и цена на наклейке отражает это. Однако, если вы не знаете, как водить автомобиль с механической коробкой передач, и не ищете такой опыт вождения, то обычно более низкая стоимость не поможет.

3. Опции

Несмотря на то, что с каждым годом производится все меньше и меньше автомобилей с механической коробкой передач, существует широкий выбор, включая грузовики, седаны и спортивные автомобили. Автомобили с автоматической коробкой передач стали новой нормой.Каждая компания предоставит вам несколько автоматических вариантов с современными технологиями и функциями безопасности, чтобы обеспечить плавную езду.

Как выбрать: на что обратить внимание перед покупкой

Прежде чем покупать автомобиль с механической или автоматической коробкой передач, необходимо учесть некоторые основные моменты:

  • Знайте разницу – Не подходите к покупке вслепую. Если вы не знаете разницы между двумя типами трансмиссий, от обслуживания до работы, проведите небольшое исследование или поговорите с кем-то, кто имеет опыт работы с автомобилями.
  • Мощность и ускорение — Механические коробки передач, как правило, имеют более быстрое ускорение, но это зависит от ваших потребностей. Автоматическая коробка передач традиционно 4-х или 5-ти ступенчатая, а механическая 5-ти или 6-ти ступенчатая. Если вы ищете максимальную скорость и производительность, вам, как правило, подойдет механическая коробка передач.
  • Полуавтоматический . Если у вас возникли проблемы с выбором, можно выбрать полуавтоматический вариант. В основном это встречается в спортивных автомобилях. У вас есть автоматическая коробка передач с возможностью переключения на ручной режим.
  • Пробег и экономия топлива — В зависимости от того, как часто вы используете свой автомобиль, вам нужно будет определить, какая трансмиссия обеспечивает наилучший пробег. Рейтинги EPA могут помочь вам изучить и сравнить различные бренды перед покупкой.
  • Ремонт – Каждый автомобиль рано или поздно нуждается в ремонте. Какая разница в цене между этими двумя трансмиссиями? В общем, и вы, возможно, не думали об этом, но автомобили с механической коробкой передач зачастую дешевле в обслуживании и ремонте. Тем не менее, что-то вроде замены сцепления является дорогостоящим и иногда требует замены в механических коробках передач.

Auto Simple — ваш поставщик автомобилей как с механической, так и с автоматической коробкой передач. Мы можем предложить поддержку в поиске нового автомобиля и предоставить информацию, необходимую для принятия наилучшего решения для вас и ваших повседневных потребностей.

Зайдите в любой из наших офисов, чтобы получить лучшие предложения на подержанные автомобили:

Чаттануга, Теннесси – (423) 551-3600

Кливленд, Теннесси – (423) 476-4600

Дейтон, Теннесси – (423) 775-4600

Далтон, Джорджия – (706) 217-CARS (2277)

Подпишитесь на нас , чтобы получить больше полезной информации о покупке, продаже и обслуживании автомобилей: Facebook, Twitter, YouTube и Google+.

Автозаводы и глушители | Ремонт механической коробки передач в Неаполе, Флорида

Основы услуг по ремонту механических коробок передач на автомобильных заводах и предприятиях по производству глушителей

Механические коробки передач позволяют водителям переключаться между передачами вручную, одновременно регулируя мощность и скорость. Механические коробки передач имеют сцепление, маховик, вилку переключения передач, хомуты, шестерни и валы. Вал передает мощность от двигателя к трансмиссии. Сцепление отвечает за соединение и отсоединение вала от трансмиссии.Рычаг переключения передач управляет вилкой селектора передач, выбирая передачи. Эти шестерни и валы отвечают за передачу мощности от двигателя к трансмиссии и ведущим колесам. Жидкость для механической коробки передач очищает внутренние шестерни, валы, подшипники и другие компоненты. Трансмиссионная жидкость также помогает регулировать внутреннюю температуру трансмиссии. Обслуживание механической коробки передач гарантирует, что ваша трансмиссионная жидкость чистая, а остальные компоненты пригодны для работы.

Почему следует обращаться за услугами по ремонту механической коробки передач в автомастерскую и мастерскую по производству глушителей?

Обслуживание механической коробки передач необходимо для поддержания механической коробки передач в оптимальном состоянии. Поскольку трансмиссионная жидкость со временем естественным образом ухудшается, замена жидкости важна для обеспечения плавного движения шестерен и валов. Иногда в трансмиссии возникают утечки, и может потребоваться повторное уплотнение. В других случаях сцепление проскальзывает или отказывается включаться или выключаться.Шумы также являются признаком того, что что-то не работает должным образом в трансмиссии вашего автомобиля. Все компоненты механической коробки передач время от времени требуют технического обслуживания. В какой-то момент жизни вашей трансмиссии потребуется замена жидкости, чтобы ваша механическая коробка передач работала эффективно. Проконсультируйтесь с руководством пользователя по интервалам обслуживания, это поможет спланировать конкретное обслуживание механической коробки передач до того, как произойдет поломка или неисправность. Ремонт механической коробки передач поможет продлить срок службы коробки передач и оптимизировать работу вашего автомобиля.

Мы с гордостью обслуживаем потребности клиентов в ремонте механических коробок передач в Неаполе, Флорида, Бонита-Спрингс, Флорида, Форт-Майерс, Флорида и прилегающих районах.

обслуживаемых района: Неаполь, Флорида | Бонита Спрингс, Флорида | Форт-Майерс, Флорида | и прилегающие районы

Как работают механические коробки передач и почему они лучше

Вот все, что вам нужно знать о механических коробках передач, принципах их работы и их многочисленных преимуществах

Возможно, вы не знакомы с технологией.Он существует дольше, чем ты живешь. Давайте проработаем четыре основных вопроса:

  1. Какие компоненты механической коробки передач?
  2. Как работает механическая коробка передач?
  3. Что делать с короткоходными переключателями?
  4. Каковы преимущества ручного управления по сравнению с автоматическим?

1.Компоненты механической коробки передач

Педаль сцепления:

Печально известная третья педаль. Это отключает сцепление, когда вы нажимаете на него. Обычно это управляется гидравлически.

Сцепление:

Это система компонентов, которая используется для передачи крутящего момента двигателя на коробку передач.Он состоит из нажимного диска, диафрагменной пружины, диска сцепления, выжимного подшипника и других более мелких компонентов. Диск сцепления представляет собой фрикционную накладку, зажатую между маховиком и нажимным диском.

Маховик:

Что касается механических коробок передач, то маховик является компонентом, передающим крутящий момент двигателя на диск сцепления. Эта круглая масса имеет гладкую поверхность, с которой взаимодействует диск сцепления.

Понимание того, как работает сцепление, очень важно для понимания трансмиссии в целом.Следующее видео кратко объясняет это и включает информацию о том, что представляет собой производительное сцепление:

Вилка переключения передач
Этот рычаг используется для перемещения муфт вдоль выходного вала (для выбора передач) и может перемещаться с помощью переключателя передач.

Кольцо(я)
Кольцо используется для выбора различных передач. Он скользит между шестернями и может сцепляться с ними. Втулка соединена шлицами с выходным валом, где шестерни вращаются вместе с промежуточным валом (и, таким образом, находятся на подшипниках выходного вала). При блокировке муфты выбранной передачей крутящий момент двигателя передается с промежуточного вала на вторичный вал.

Синхронизаторы
Они расположены между шестернями и муфтой и позволяют муфте зацеплять шестерню даже при разнице скоростей между ними.По сути, это помогает согласовать скорость шестерни и ошейника.

Промежуточный вал
Мощность двигателя направляется на промежуточный вал, который содержит шестерни, входящие в зацепление с шестернями вторичного вала. Это также упоминается как промежуточный вал.

Вторичный вал
На вторичном валу находятся шестерни, которые находятся на подшипниках, поэтому они вращаются вместе с промежуточным валом. Единственный раз, когда выходной вал и промежуточный вал вращаются вместе, это когда шестерня находится в зацеплении с соответствующим кольцом, и выходной вал будет вращаться со скоростью, с которой вращается включенная шестерня.

Шестерни
Шестерни различных размеров используются для обеспечения разной скорости вращения колес. Большие шестерни обеспечивают больший крутящий момент, но имеют более низкие максимальные скорости. Шестерни меньшего размера (с меньшим количеством зубьев) обеспечивают меньший крутящий момент, но позволяют автомобилю двигаться с более высокой скоростью.

Замена производительности: по мере улучшения трансмиссии с двойным сцеплением и сокращения времени переключения передач все больше энтузиастов переходят на темную сторону.

2.Как работает механическая коробка передач?

Процесс переключения передач выглядит следующим образом:

  1. Когда автомобиль стоит, педаль сцепления нажата.
  2. При нажатии на педаль сцепления выжимной подшипник давит на диафрагменную пружину, которая освобождает диск сцепления между нажимным диском и маховиком. Двигатель и трансмиссия больше не связаны напрямую.
  3. Первая передача выбирается путем перемещения рычага переключения передач на место, в результате чего вилка переключателя зацепляет муфту между первой и второй передачами на первой передаче.
  4. Слегка нажимая на педаль газа, педаль сцепления плавно отпускают левой ногой, одновременно с этим правой ногой нажимая больше на газ, пока сцепление не будет полностью отпущено. Теперь автомобиль находится на первой передаче (и движется), а двигатель и трансмиссия полностью связаны.
  5. Процесс повторяется для переключения передач. Отпустите правую ногу от дроссельной заслонки, одновременно нажимая левую ногу, чтобы выключить сцепление. Селектор передач перемещается во второе положение, вытягивая муфту из первого положения и зацепляя ее со следующей передачей.При отпускании сцепления включается дроссельная заслонка, идеально согласовывая скорость двигателя со скоростью трансмиссии, чтобы переход был плавным. Процесс продолжается для остальных шестерен.
  6. Когда автомобиль останавливается, вы выжимаете сцепление, переводите рычаг переключения передач в среднее/нейтральное положение (таким образом, никакие передачи не включаются), а затем отпускаете сцепление. Лучше всего оставить автомобиль в нейтральном положении, а не выжимать сцепление на остановке, так как это может привести к износу выжимного подшипника.

Вот видео, в котором подробно рассказывается о том, как работают механические коробки передач, а также чем они отличаются от планетарных автоматов:

3.Как обстоят дела с короткоходными переключателями?

Распространенной модификацией механических коробок передач является замена селектора передач на короткоходный переключатель. По сути, как это работает, меняется плечо рычага, и за счет увеличения усилия броска расстояние, которое селектор передач проходит между переключениями, становится короче. Это действительно все зависит от ощущений и сводится к предпочтениям водителя. Некоторые могут утверждать, что короткие переключатели обеспечивают более быстрое переключение, но разница будет невероятно минимальной, если есть какая-то польза.Помните, чтобы произошло переключение передач, ваша нога должна нажать на педаль сцепления, а затем отпустить ее. Это два движения, а не единственное движение переключения передач в нужное положение (оно перемещается либо вперед, либо назад). Кроме того, механически трансмиссия работает одинаково; синхронизаторы не смогут внезапно сцепиться быстрее.

В конечном счете, единственное, что вы делаете, — это сокращаете расстояние, на которое перемещается ваша рука, и одновременно увеличиваете силу нажатия, чтобы включить следующую передачу.Стоит ли оно того? Чисто зависит от ваших предпочтений.

4. Каковы преимущества механической коробки передач?

Вам даже не нужно упоминать тот факт, что управлять автомобилем очень весело, чтобы понять, почему механическая коробка передач является одной из лучших трансмиссий.Преимущества многочисленны:

1. Простота
Трудно выразить словами, почему простота так важна, если не заходить слишком далеко в этой философии (кто-то сказал Apple?). В конечном счете, более простое решение проблемы всегда лучше. В этом случае с механическими коробками передач часто проще работать, их проще проектировать и производить, и часто у них меньше элементов, которые могут выйти из строя, если что-то пойдет не так.

2.Стоимость
Меньшая сложность и меньшее количество материалов приводят к снижению стоимости. Это выигрыш для потребителя, умеющего обращаться с обеими ногами, поскольку автомобили с механической коробкой передач часто значительно дешевле, чем их автоматические аналоги.

3. Вес
Без громоздких преобразователей крутящего момента, сложной системы сцепления и планетарных передач традиционной автоматической коробки передач снижение веса может быть значительным для вариантов с механической коробкой передач. Например, Subaru WRX 2015 года с механической коробкой передач более чем на 160 фунтов легче, чем его близнец с вариатором (хотя у автомобиля также другая система полного привода).Глупо платить больше за машину с худшими характеристиками; возьми палку!

4. Эффективность
Гидравлические муфты выделяют тепло. Тепло – это потерянная энергия. Когда сцепление полностью включено, 100 процентов крутящего момента, достигающего его, передается на трансмиссию (придерживайтесь технической поправки, убедитесь, что часть теряется из-за инерции вращения). Хотя современные преобразователи крутящего момента могут блокироваться, они не всегда блокируются, что приводит к потере энергии.

5.Начинается удар?
Нет проблем, если у вас не хватает сока, чтобы запустить двигатель автомобиля с механической коробкой передач, вы можете запустить двигатель, просто переместив автомобиль (скажите пассажиру, чтобы он толкнул, ведь вы его подвозите) ) и выжимая сцепление. Это заставляет двигатель вращаться так же, как это делает стартер, и вы можете отправиться в путь.

По крайней мере, найдите время, чтобы научиться водить машину с механической коробкой передач. Не будьте первой сценой постапокалиптического зомби-триллера этого лета только потому, что вы не знали, как двигать чисто механический хлам.Это жизнь или смерть, слышишь!?

Как это работает: Механические коробки передач

Навигационные звенья

  1. Как это работает
  2. Feature Story

энтузиаст

Дата публикации:

12 сентября 2018 г.  •  7 февраля 2019 г.  •  4 минуты чтения  •  Присоединяйтесь к беседе Фото Дженнифер Фравика / Вождение

Содержание статьи

энтузиасту, как увидеть три педали, которые указывают на механическую коробку передач.В то время как «рычажное переключение» когда-то было единственным предлагаемым типом, популярность автоматической коробки передач сделала механическую коробку передач относительной редкостью.

Объявление 2

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Сегодня механические коробки передач в основном используются в автомобилях с высокими характеристиками (хотя многие из них сейчас переходят на автоматические) или в базовых комплектациях некоторых автомобилей начального уровня по минимально возможной объявленной цене.

Как следует из названия, трансмиссия передает мощность от двигателя на пути к колесам. Тяжелый центральный коленчатый вал двигателя вращается, чтобы обеспечить эту мощность, его скорость измеряется в оборотах в минуту или «об/мин», но водителям нужен более широкий диапазон скоростей автомобиля, чем может обеспечить вращательное движение двигателя. Шестерни трансмиссии увеличивают мощность двигателя для ускорения или снижают его обороты на высоких скоростях, чтобы двигатель не перегружался. В отличие от автомата, водитель сам определяет, когда переключаться на соответствующую передачу.Трансмиссии сложны, и это просто обзор того, как они работают.

Объявление 3

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Современная механическая коробка передач обычно имеет пять или шесть передаточных чисел, обычно называемых скоростями, как и шестиступенчатая коробка передач (задний ход и нейтраль в это число не входят). Внутри трансмиссии входной вал соединен с двигателем, который вращает вал; в то время как выходной вал посылает свое вращательное движение к колесам транспортного средства, чтобы повернуть их.Мощность входного вала приводит в движение набор шестерен, называемых шестернями промежуточного вала. Они входят в зацепление с шестернями выходного вала, заставляя их также вращаться.

Разница в размерах между шестерней промежуточного вала и соответствующей шестерней выходного вала определяет поведение вашего автомобиля. На первой передаче меньшая шестерня приводит в движение большую, создавая крутящий момент, необходимый для ускорения с места. На более высоких скоростях две шестерни могут быть одинакового размера, или большая шестерня приводит в движение меньшую, поэтому автомобиль движется с большей скоростью, а частота вращения двигателя остается относительно низкой.Это видно по тахометру: при нажатии на педаль газа обороты двигателя растут, а при переходе на следующую передачу обороты падают.

Объявление 4

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

  1. Как это работает: Автоматические коробки передач

Для переключения передач двигатель должен быть временно отключен от трансмиссии, и здесь включается сцепление.Коленчатый вал двигателя, который постоянно вращается, когда двигатель работает, вращает маховик на его конце. Сцепление находится между маховиком и коробкой передач и либо соединяет, либо разъединяет их.

Сцепление содержит диск с фрикционным материалом, похожий на тормозную колодку. Когда вы нажимаете на педаль сцепления, нажимной диск оттягивает этот диск от маховика. Оба теперь отсоединены, и мощность двигателя не передается на трансмиссию. Когда вы отпускаете педаль сцепления после переключения, диск сцепления и нажимной диск снова соединяются с маховиком, и мощность вращения двигателя передается на коробку передач через первичный вал.Как и в случае с вашими тормозами, этот фрикционный материал на диске со временем изнашивается и требует замены. Его потребуется заменить еще раньше, если вы «ездите на сцеплении», то есть держите педаль сцепления наполовину нажатой. Это обычная привычка для новичков в механике, но она лишь частично задействует сцепление и создает ненужное трение.

Объявление 5

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

После включения сцепления пора переключать передачи.Выходные шестерни разделены по валу синхронизаторами, которые обеспечивают плавный переход с одной передачи на другую. Они также фиксируют выбранную передачу на вторичном валу, поэтому вал вращается с соответствующей скоростью для привода колес (все шестерни вторичного вала вращаются при отпускании сцепления, но только одна из них заблокирована и фактически вращает выходной вал при любое время). Каждый синхронизатор скользит между двумя шестернями, включая одну или другую. Когда вы перемещаете рычаг переключения передач, вы перемещаете металлические стержни, называемые направляющими переключения передач, вперед и назад.Вилки на рейках переключения передач прикреплены к муфте синхронизатора, и когда рычаг переключения передач перемещает рейки, вилки перемещают синхронизатор с одной передачи на другую, чтобы зацепить его.

Объявление 6

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Проще говоря, чтобы переключиться с первой на вторую, вы выжимаете сцепление, чтобы разъединить двигатель и трансмиссию; вы перемещаете рычаг переключения передач, который переводит синхронизатор с первой передачи на вторую и фиксирует его на валу; и вы отпускаете сцепление, которое снова включает двигатель.Эта вторая передача вращает выходной вал, и мощность передается на колеса автомобиля.

Реверс предполагает поворот выходного вала в противоположную сторону. В то время как передние скорости являются результатом прямого зацепления промежуточного вала и выходных шестерен, задняя скорость — это небольшая шестерня, которая помещается между ними, чтобы обеспечить это направление движения назад. В нейтральном положении ни одна из выходных шестерен не заблокирована на валу, поэтому двигатель может работать без остановки. Парковочной передачи нет, как на автомате, поэтому всякий раз, когда вы покидаете свой автомобиль с механической коробкой передач, всегда не забывайте включать стояночный тормоз, чтобы он не укатился.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь на получение информационного бюллетеня Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части наших электронных писем. Постмедиа Сеть Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже в пути.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск журнала Driving.ca «Мониторинг слепых зон» скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но вежливый форум для обсуждения и призывает всех читателей поделиться своим мнением о наших статьях. Комментарии могут пройти модерацию в течение часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы будете получать электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, появится обновление ветки комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, прокомментирует. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

объяснил простым способом

к Tsukasa Azuma

Последнее обновление

0

4 комментариев

, если вы за рулем Shift Shift Transmission автомобиль, у вас будет много в голове всплывают вопросы вроде « Как работает МКПП ?», «Что движется внутри МКПП при перемещении переключателя?».В этой статье мы ответим на все вопросы, связанные с механической коробкой передач , и дадим вам базовые знания о всех жизненно важных компонентах трансмиссии вашего автомобиля. Поехали!

Что такое механическая коробка передач? (ручка переключения передач)

Прежде чем узнать ответ на вопрос « Как работает механическая коробка передач? », вы должны понимать, что такое МКПП . Механическая коробка передач или рычаг переключения передач, или механическая коробка передач, или стандартная коробка передач — это тип трансмиссии, в которой водитель буквально использует рычаг для переключения передач.В прошлом автомобили с механической коробкой передач часто имели рычаг переключения передач или рулевую колонку, установленный на приборной панели, но в настоящее время в современных автомобилях рычаг переключения передач установлен вертикально на центральной консоли и связан с трансмиссией через рычажный механизм.

Что такое механическая коробка передач?

Для переключения передач необходимо отпустить диск сцепления (расположенный между коробкой передач и двигателем) с помощью 3-й педали, расположенной слева от тормоза. Затем отпускаем сцепление, выбираем выбранную передачу и снова включаем сцепление.С места диск изнашивается раньше, если водитель слишком медленно выжимает сцепление. А если водитель слишком быстро выжмет сцепление, двигатель заглохнет.
Обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач занимает больше времени, чем обучение вождению автомобиля с автоматической коробкой передач, но это веселее и проще, чем кажется. Управляя автомобилем с механической коробкой передач , вы почувствуете связь между вами и вашим автомобилем, которую слишком сложно воспроизвести на автомобиле с автоматической коробкой передач.И еще одна интересная вещь: если вы можете управлять механической коробкой передач , вы сможете управлять любым типом транспортного средства.
Обычно базовая модель автомобиля оснащается 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач . В более дорогих автомобилях вместо него устанавливается 6-ступенчатая коробка передач.

Различные детали механической коробки передач

Эти краткие описания механизма и оборудования редуктора помогут вам понять сложный принцип его работы.

Различные компоненты механической коробки передач. (фото предоставлено ZF)

1. Сцепление и педаль сцепления

Сцепление, состоящее из различных мелких компонентов, передает крутящий момент двигателя на коробку передач. Педаль сцепления представляет собой механизм с гидравлическим управлением, который отключает сцепление при нажатии на нее.

2. Маховик

Круговая масса передает крутящий момент двигателя на диск сцепления, взаимодействующий с гладкой поверхностью колеса.

3. Вилка и кольцо селектора

Это рычаг в виде рычага, который помогает перемещать втулки вдоль выходного вала.С другой стороны, вы можете выбирать различные передачи с помощью муфты, фиксируя ее на определенной передаче, что приводит к передаче крутящего момента на выходной вал от промежуточного вала.

4. Синхронизаторы

Они помогают снаряжению и ошейнику сцепляться друг с другом и согласовывать их скорость в случае разницы.

         СМ. БОЛЬШЕ:

5. Промежуточный и вторичный вал

Шестерни промежуточного вала входят в зацепление с шестернями вторичного вала, когда на первую поступает мощность двигателя.

6. Шестерни

В механической коробке передач вы найдете шестерни различных размеров. Более крупные имеют больше зубьев и обеспечивают больший крутящий момент, чтобы снизить скорость автомобиля, в то время как меньшие производят меньший крутящий момент, чтобы ваш автомобиль мог двигаться на высокой скорости.

Рабочий механизм механической коробки передач. (источник фото: Getty Images)

Как работает механическая коробка передач?

Итак, со всеми вашими новыми знаниями, давайте выясним, что происходит, когда вы переключаете передачи в автомобиле с механической коробкой передач, и посмотрим , как работает механическая коробка передач .

● Вы должны нажать на педаль сцепления, чтобы выключить сцепление, прежде чем включить ключ зажигания. Это отключит мощность между коробкой передач и входным валом двигателя. В результате двигатель будет работать, не приводя в действие весь автомобиль.

● Переведите рычаг переключения передач на первую передачу, расположенную на выходном валу, чтобы вилка переключения переместилась в сторону последней. Первая передача соединена с шестерней промежуточного вала. С другой стороны, промежуточный вал соединен с первичным валом двигателя через другую шестерню.

● К вилке переключения передач прикреплена втулка синхронизатора. Это помогает ведущему механизму передавать мощность на выходной вал и синхронизировать их скорости, если есть разница. Вы включаете транспортное средство, когда этот хомут блокируется с первой передачей, которая надежно закреплена на вторичном валу.

● Теперь слегка нажмите на педаль газа и снимите педаль сцепления. Он соединит двигатель с коробкой передач. После этого автомобиль начнет двигаться вперед.

● Переключитесь на вторую передачу после нажатия на сцепление, чтобы двигаться быстрее. Это отключит питание между двигателем и коробкой передач. Вам просто нужно повторить этот процесс, чтобы изменить передачу, чтобы вы могли замедлить или ускорить автомобиль.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше узнать «Как работает механическая коробка передач:

>> Ищете качественный недорогой подержанный автомобиль из Японии, нажмите здесь <<

Надеемся, что благодаря этой статье вы узнаете ответ на вопрос « Как работает механическая коробка передач ?».Если у вас есть какие-либо вопросы о механической коробке передач , ручном переключении передач , не стесняйтесь оставлять нам комментарии ниже. И продолжайте читать нас, чтобы каждый день получать больше советов по уходу за автомобилем.

2.972 Как работает механическая коробка передач

 


ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ: Варьируйте крутящий момент и угловую скорость мощности, передаваемой с выходного вала редуктора. двигатель к колесам.

КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР: Механическая коробка передач


ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:

Схема механической коробки передач

ОБЪЯСНЕНИЕ КАК ЭТО РАБОТАЕТ/ПРИМЕНЯЕТСЯ:

Двигатели обеспечивают разную мощность при разной эффективности в зависимости от скорость, с которой они вращаются.Коробка передач позволяет водителю выбирать соотношение между двигатель и колеса, поэтому двигатель может работать на скоростях, обеспечивающих большую мощность, или на скорости, которые могут быть менее мощными, но позволяют двигателю работать более эффективно.

Мощность поступает в коробку передач через первичный вал . Входной вал подключен к двигателю через сцепление, так что, когда сцепление включено, мощность прямо от двигателя к первичному валу трансмиссии, коленчатому валу и входной вал вращается с одинаковой скоростью.

Прямо внутри корпуса коробки передач первичный вал соединяется с промежуточным валом (также известный как промежуточный вал) с помощью шестерен на обоих валах, так что всякий раз, когда первичный вал обороты, так же как и промежуточный вал, и всегда с фиксированным передаточным числом.

Помимо шестерни, принимающей мощность от первичного вала, промежуточный вал имеет на нем несколько передач, по одной на каждую из «передач» автомобиля, включая задний ход. На приведенной выше схеме изображена пятиступенчатая механическая коробка передач.Все это связано с промежуточный вал, поэтому они вращаются как единое целое.

Третий вал, называемый выходным валом , проходит параллельно промежуточному валу и имеет свободно вращающиеся шестерни , установленные на подшипниках и вращающиеся независимо от выходной вал. Каждая из этих шестерен соединена с одной из шестерен промежуточного вала и постоянно в зацеплении с ним. Так что на самом деле «свободно вращающиеся» шестерни вынужден вращаться с постоянным передаточным числом относительно промежуточного вала.Каждая пара Шестерни промежуточного и вторичного валов представляют собой одну «шестерню», которую водитель может Выбрать.

Свободные шестерни вращаются с разной скоростью, в зависимости от их размера относительно размера шестерня промежуточного вала, которая приводит их в действие. Это изменяющееся передаточное отношение между шестерней промежуточного вала и шестерня выходного вала — это то, что в конечном итоге определяет передаточное число. Для обратного между шестерней промежуточного вала и шестерня выходного вала.Это приводит к включению задней передачи противоположно другим шестерням на вторичном валу.

Выходной вал представляет собой шлицевой вал , который более или менее (через дифференциал) соединен с колесами. На вторичный вал, между каждой парой «свободных» шестерен — втулка . Это круглая деталь, которая фиксируется в шлицах вторичного вала. Будучи привязанным к таким образом, муфта вынуждена вращаться вместе с валом, но может скользить вверх и вниз по валу по шлицам.

На боковых поверхностях каждого хомута расположены собачки , обращенные к выходу шестерни вала с обеих сторон. «Свободные» шестерни на вторичном валу имеют прорези. которые могут блокироваться собачьими зубьями, заставляя шестерню вращаться вместе с воротником.

Кратко о работе механической коробки передач: Сцепление передает мощность к первичному валу . Это превращает промежуточный вал , а также «Свободные» шестерни на вторичном валу.Когда водитель выбирает передачу перемещая рычаг переключения передач внутри автомобиля, хомут скользит вверх до соответствующего «свободная» шестерня, а собачки фиксируют кольцо на этой шестерне. Таким образом мощность передается с промежуточного вала на вторичный вал через выбранную шестерню, в соответствующем соотношении.


ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:

Всякий раз, когда шестерни используются для передачи энергии между валами, вращение может быть изменено на определенное соотношение, которое в данном случае вычисляется по формуле умножение передаточных чисел всех зубчатых пар, через которые проходит мощность.

Имеется передаточное число между первичным валом и промежуточным валом, и другое передаточное число между выбранной шестерней выходного вала и шестерней промежуточного вала. Когда эти двое передаточные числа умножаются, передаточное число для этой «передачи» трансмиссии равно полученный.

За счет изменения частоты вращения двигателя мощность трансмиссии также изменение крутящего момента. Поскольку крутящий момент и угловая скорость изменяются обратно пропорционально (при постоянной мощности , мощность = крутящий момент * Скорость вращения), пониженная передача обеспечивает медленное вращение с высоким крутящим моментом, а высокая шестерня обеспечивает более быстрое вращение с меньшим крутящим моментом.

Схема механической коробки передач

ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:

Существуют определенные ограничения, ограничивающие передачу механической коробки передач. То общий размер редуктора ограничен, так что он может удобно вписаться в конструкция транспортного средства. И так как есть конечное количество передач на выбор (обычно пять), оптимальное соотношение не всегда может быть достигнуто.

Также величина крутящего момента, подводимого к трансмиссии, не может превышать определенного значения, поскольку чрезмерный крутящий момент может привести к выходу из строя зубьев шестерни.


ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено


ГДЕ НАЙТИ МЕХАНИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ:

Их можно найти во всех видах техники, включая гоночные автомобили, автобусы, 18-колесные автомобили, мотоциклах, сельскохозяйственных транспортных средствах и, конечно же, в легковых автомобилях, где горб между сиденья — постоянное напоминание о наличии трансмиссии.


ССЫЛКИ/ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Берч, Томас. «Механические приводы и оси, изд. 2 и ». Колумбус: Прентис Холл, 1999.

Мозг, Маршалл. «Как Механические коробки передач работают.» How Stuff Работает. BYG Publishing, Inc., 1998.

.

Любопытный водитель: механическая или автоматическая коробка передач? — Блог

В последние годы старый стандарт ручного переключения передач в автомобиле
постепенно заменяется автоматической коробкой передач.Учитывая, что миллениалы
помогли подпитывать идеологию автоматического всего, неудивительно, что эта тенденция
начала доминировать в автомобильной промышленности. Но, несмотря на популярность автоматической коробки передач
, лучше ли она механической коробки передач, просто ли
проще в использовании или просто цена отличается? В этом посте мы, Vesas Automotive, поможем
ответить на эти вопросы и сделать ваш следующий опыт покупки автомобиля
более информированным. Нам нравится держать наших клиентов в курсе, знания — сила!

Эксплуатация и обращение
Сначала рассмотрим наиболее очевидный аспект: стандартная механическая коробка передач требует на
больше навыков для вождения, чем автоматическая.Чтобы поддерживать или увеличивать скорость, трансмиссия
требует постоянной ручной регулировки более высоких или более низких передач,
делает вождение особенно сложным в условиях интенсивного движения или преодолевает трудности
вождения с частыми остановками в городе. Включите автоматическую коробку передач, и мы увидим гораздо более расслабленный
потенциал «включи и забудь» для поездок по улицам, автоматически
переключаясь на лучшую передачу, подходящую для любой скорости, необходимой водителю. Однако многие энтузиасты механической коробки передач
предпочитают свой метод передачи для
, поскольку они имеют полный контроль над работой своего автомобиля, что упрощает реакцию
в таких условиях вождения, как холмы, занос или пересеченная местность.

Затраты и техническое обслуживание
Независимо от поколения, всех беспокоит то, насколько сильно новые покупки
ударят по их кошельку, особенно крупные покупки, такие как покупка нового автомобиля. Экономному потребителю будет приятно узнать, что в среднем версия с механической коробкой передач
любой модели автомобиля будет стоить от 700 до 1000 долларов меньше, чем
. Некоторые могут сказать, что экономия средств незначительна, учитывая, что средняя стоимость нового автомобиля
составляет 20 000 долларов или более, но деньги есть деньги.Помимо стоимости
, в механических коробках передач используется более простая механика, что
означает большую долговечность и меньше проблем с техническим обслуживанием в течение всего срока службы автомобиля
. Чем проще решение, тем легче его выполнить, и решение проблемы трансмиссии
с ручной конструкцией, а не с автоматической версией
, не является исключением. Тем не менее, с ростом качества новых автомобилей в последние годы и снижением популярности механической коробки передач
, вполне возможно, что затраты на ремонт механической коробки передач
могут возрасти, поскольку запчасти становятся менее доступными.

Так лучше ли автоматическая коробка передач старой проверенной механической версии
? Для практичных пассажиров автоматический режим
является лучшим вариантом благодаря простоте использования и эксплуатации. Тем людям, которые более экономны в отношении
и/или любят ощущение дороги, лучше выбрать механическую коробку передач, так как эти типы трансмиссий
дешевле и позволяют намного лучше настроить
под свой стиль вождения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.