Коробка Переключения Передач

Коробка переключения передач (кпп) автомобиля

Назначение коробки передач.

Коробка передач служит для изменения в широком диапазоне крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса автомобиля при трогании с места и его разгоне. Помимо этого коробка передач обеспечивает автомобилю движение задним ходом и позволяет длительно разъединять двигатель и ведущие колеса, что необходимо при работе двигателя на холостом ходу во время движения или при стоянке автомобиля.

На современных автомобилях применяют преимущественно механические ступенчатые коробки передач с зубчатыми шестернями. Количество передач переднего хода обычно равно четырем или пяти, не считая передачи заднего хода.

Переключение передач в них осуществляется передвижением шестерен, которые входят поочередно в зацепление с другими шестернями, или блокировкой шестерен на валу с помощью синхронизаторов. Синхронизаторы выравнивают частоту вращения включаемых шестерен и блокируют одну из них с ведомым валом. Управление передвижением шестерен или синхронизаторов осуществляет водитель при выключенном сцеплении. В зависимости от числа передач переднего хода коробки передач бывают трехступенчатыми, четырехступенчатыми и т. д.

коробка переключения передач

Схема работы коробки передач.

1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал;

5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач

Коробка передач 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.

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло).

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

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

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

Принцип действия коробки передач

Как же происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах? Давайте с этим разберемся на примере.

коробка переключения передач

Передаточное отношение одной пары шестерен

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

коробка переключения передач

Передаточное отношение двух шестерен

На рисунке у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40. А дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются со скоростью, допустим 2ccc об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, то есть она имеет 1ccc об/мин, а так как шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1ccc об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее - 500 об/мин. От двигателя на первичный вал коробки передач приходит - 2ccc об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время - 1ccc 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 коробки перемены передач, по сравнению с первичным. Обратите внимание на то, что если мы выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что и соответствует нейтральной передаче в коробке. Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет свое направление.

коробка переключения передач

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки.

К примеру в коробке переключения передач автомобиля ВАЗ-2105 следующие передаточные числа:

I. 3,67

II. 2,10

III. 1,36

IV. 1,00

V. 0,82

R. 3,53 - задний ход

Такие неудобные числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой и, как правило, это - четвертая передача.

Рассмотрим значение переключения передач на примере спортивного велосипеда, так как на современных велосипедах тоже есть передачи. Владельцы такого транспорта обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость велосипеда получается небольшая. Если же переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость движения возрастает, но усилие на педалях увеличивается. Меняя звездочки (переключая передачи) на велосипеде, вы находите оптимальный режим движения с учетом своих сил и дорожных условий.

Тот же принцип используется и в автомобиле. В зависимости от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя, необходимо переключать передачи в коробке передач. Первая передача и передача заднего хода - самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А, например, при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил (как и велосипедисту), и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи. Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачи. Все ступеньки переключения передач вверх - с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько - две, три и так далее. Обычный режим движения автомобиля – на четвертой или пятой передачах, потому что они самые скоростные и экономичные.

Как устроена и как работает МКПП

Коробка переключения передач – устройство, необходимое каждому автомобилю с двигателем внутреннего сгорания. Необходимость этого механизма обусловлена тем, что у любого двигателя довольно узок диапазон оборотов, где крутящий момент и мощность достигают своего максимума. И, кроме того, у каждого двигателя существует так называемая «красная зона» — предел частоты оборотов, который нельзя превышать во избежание поломок мотора.

Содержание

Разновидности коробок передач

Помимо механической, существуют и другие виды КПП – вариаторная, роботизированная и автоматическая.

Вариаторная коробка передач является бесступенчатой. Самые важные детали вариатора – это раздвижные шкивы (их два) и ремень, который их соединяет. Соединительный ремень в разрезе имеет форму трапеции. Основной плюс вариатора – это постоянная работа мотора авто в оптимальном режиме. Также есть и дополнительные преимущества, к которым относится динамичность разгона, плавность движения и экономичность. В сравнении с «автоматом» (АКПП, автоматической коробкой переключения передач), вариатор отличается весьма простой конструкцией. Но если сравнивать его с механической коробкой, то вариатор все же уступает ей в плане динамики и экономичности.

Кроме того, вариаторную коробку передач практически невозможно совместить с мощным мотором, поскольку этого не позволит недолговечность ремня. Обслуживать и ремонтировать вариатор – достаточно дорогое удовольствие, проще и дешевле будет заменить КПП. И еще один минус – это необходимость дополнительных механизмов для движения задним ходом и трогания с места.

Роботизированная КПП почти ничем не отличается от механической – крутящий момент так же передается от мотора к трансмиссии при помощи классического «сухого» однодискового сцепления. Но все же имеется такой нюанс: в роботизированной коробке автоматизированы процессы переключения передач и вкл./выкл. сцепления. Поэтому «робот» способен значительно упростить процесс управления транспортным средством – исчезает нужда переключать передачи вручную и, теряя драгоценное время, думать над тем, какую из передач включить в данный конкретный момент. Также к плюсам коробки-«робота» можно добавить ее относительную дешевизну, экономичность и малый вес.

коробка переключения передач

Схема роботизированной КПП

Однако существуют и недостатки. Роботизированная КПП работает не слишком плавно, а переключение передач происходит со значительной задержкой. Кроме того, при высокой скорости движения, «робот» может реагировать на переключения рывками и толчками. Ручной режим здесь не поможет, поскольку сцеплением «командует» все та же электроника. Если сравнивать роботизированную коробку даже с простой АКПП, то четкость переключений «робота» значительно уступает «автомату». Следует также помнить, что при начале движения автомобиль с роботизированной коробкой делает небольшой откат. Исходя из всех перечисленных минусов, РКПП традиционно ставят на самые «бюджетные» модели авто.

Устройство механической коробки передач

Теперь перейдем к нашему «виновнику торжества», которому и посвящен данный материал – к механической коробке передач. Как известно, МКПП – это механизм, передающий, преобразующий и меняющий направление крутящего момента от маховика двигателя. В «механике» ступени переключаются соответственно механически – передвижениями рычага переключения передач. Крутящий момент сперва передается на вторичный вал, а затем на колесный привод.

Что же подразумевается под термином «ступенчатая передача»? Традиционно им определяется устойчивый коэффициент передачи (так называемое передаточное число) между взаимодействующими шестернями валов – ведущего и ведомого. Этим «механик» отличается от, например, вариатора, где упомянутый коэффициент не привязан к передаточному числу и является плавающим. Другими словами, отношение количества зубьев шестерни ведомой к количеству зубьев шестерни ведущей и дает передаточное число. Эти числа отличаются на разных ступенях КПП. Наибольшее передаточное число получается на низшей ступени, а наименьшее наоборот – на высшей.

В целом принцип работы механической КПП достаточно прост, а комплект ее деталей невелик

Устройство механической коробки передач можно назвать относительно несложным. В комплектацию МКПП входят:

  • валы с шестернями (первичный, промежуточный и вторичный);
  • дополнительный вал с шестернями движения задним ходом;
  • картер;
  • синхронизаторы;
  • непосредственно механизм переключения передач, оснащенный устройствами для блокировки и замками;
  • рычаг переключения.

В картере установлены подшипники, в которых вращаются валы КПП. Валы оборудованы наборами шестерен с различным количеством зубьев. Для бесшумности и плавности включения передач служат синхронизаторы – они уравнивают угловые скорости шестерен в процессе их вращения. Работа механизма переключения передач заключается в смене передач – ею и управляет водитель при помощи рычага. Блокировочное устройство позволяет удерживать передачи от нежелательного самовыключения. Замковое устройство предназначено для избегания включения одновременно двух передач.

Ступени и валы МКПП

Как уже говорилось выше, передаточное число определяется через соотношение числа зубьев шестерен, находящихся во взаимодействии. Например: первая передача = меньшая ступень = наибольшее передаточное число. Все механические коробки передач делятся на виды по количеству ступеней. Различают четырех-, пяти- и шестиступенчатые МКПП. В наши дни наиболее распространена «пятиступка» – 5-ступенчатая коробка – а вот 4-ступенчатую удастся встретить уже очень редко.

Помимо количества ступеней, МКПП делятся на виды также и по числу валов. Существуют трехвальные и двухвальные коробки. Трехвальными оснащаются машины с передним и задним приводом (в том числе и большегрузы), а двухвальные коробки передач чаще всего ставят преимущественно на легковые автомобили с передним приводом.

коробка переключения передач

Валы и шестерни механической коробки передач

Устройство трехвальной кпп

В комплектацию трехвальной КПП входят:

  • ведущий вал, также называемый первичным и его шестерня;
  • вал промежуточный с блоком шестерен;
  • вторичный вал (ведомый), также с блоком шестерен;
  • корпус коробки передач, называемый картером;
  • муфты синхронизаторов;
  • непосредственно механизм переключения передач.

В трехвальных КПП, как видно из их названия, работают три вала – ведущий (первичный), промежуточный и ведомый (вторичный). Ведущий вал обеспечивает передачу крутящего момента на промежуточный, с которым соединен при помощи шестерни. Вал промежуточный тоже оборудован блоком шестерней. Вторичный (ведомый) вал вращается независимо от первичного, хотя и расположен на одной оси с ним и также имеет блок своих шестерен.

Корпус механической коробки передач изготавливается из легкого металла. Внутри корпуса крепится весь механизм КПП, туда же заливается смазка (чаще всего – трансмиссионное масло, хотя в старых моделях советского образца использовался нигрол).

Расположения рычага переключения может быть различным: иногда рычаг находится непосредственно в коробке, а иногда монтируется на кузове. Механизм, отвечающий за дистанционное переключение передач в просторечии зовется «кулиса».

Устройство двухвальной кпп

В комплектацию двухвальной КПП входят:

  • ведущий (первичный) вал, оборудованный блоком шестерен;
  • ведомый (вторичный) вал, тоже с блоком шестерен;
  • механизм переключения передач;
  • главная передача;
  • муфты синхронизаторов;
  • дифференциал;
  • картер КПП.

Итак, этот вид МКПП имеет только два вала. В целом же расположение и предназначение деталей двухвальной коробки аналогично трехвальной. Отличие состоит только в расположении валов (они стоят параллельно) и в принципе создания передачи – если в трехвальной она создается двумя парами шестрен, то в двухвальной работает одна пара. У двухвальной МКПП отсутствует прямая передача. Также в двухвальных коробках может применяться не один, а сразу несколько ведомых валов.

Для передачи заднего хода и в двух-, и в трехвальных коробках применяется дополнительный вал и промежуточная шестерня. Чтобы удерживать передачу включенной (также для всех видов КПП), используются фиксаторы. Чтобы одновременно не включались две передачи – предусмотрено устройство блокировки.

Синхронизаторы в коробках передач служат для бесшумного включения передачи за счет выравнивания угловой скорости шестерни и вала. В обычную комплектацию синхронизатора входят два блокировочных кольца, муфта, сухари и проволочные кольца. При помощи синхронизатора можно поочередно включить две шестерни вторичного (ведомого) вала.

коробка переключения передач

Упрощенная схема работы коробки передач

Основные поломки КПП и их причины

  1. Подтекание масла. Чаще всего оно может быть связано с повреждениями сальников и прокладок-уплотнителей. Также причиной может стать ослабленное крепление крышки корпуса (картера). Чтобы избавиться от протечки, необходимо поменять сальники и прокладки на новые и/или подтянуть крышки.
  2. КПП шумит. Вероятней всего, шум коробки связан с неисправностью синхронизатора. Также причиной может являться износ шестерен, шлицевых соединений и/или подшипников. В этом случае следует определить изношенные детали и заменить их.
  3. КПП включается с трудом. Это может быть следствием поломки какой-то из деталей механизма переключения. Также возможен износ шестерен и/или синхронизаторов. Проверьте эти детали и, при необходимости, замените.
  4. Передачи выключаются сами по себе. Наиболее часто это происходит по причине неисправности устройства блокировки, а также при сильном износе синхронизаторов и/или шестерен. Метод устранения поломки все тот же – замена блокировочного устройства, шестеренок, синхронизаторов – в зависимости от того, с чем именно из них связана поломка.

Советы по эксплуатаци КПП

Чтобы КПП долгое время служила вам верой и правдой – обращайтесь с ней соответственно. Главный совет при использовании рычага переключения – будьте грамотны в этом процессе. Также не забывайте время от времени менять масло в картере коробки. Если соблюдать эти простые пункты – коробка передач способна прослужить столько же, сколько и сам автомобиль, не напоминая о себе никакими неисправностями.

коробка переключения передач

Относитесь к КПП бережно, и она прослужит без поломок долгие годы

Основная часть поломок КПП связана именно с некорректным обращением с рычагом управления. Не дергайте рычаг быстрыми и резкими движениями – такая жесткая эксплуатация может в итоге повлечь за собой капитальный ремонт всей коробки, поскольку механизм переключения и синхронизаторы выйдут из строя очень быстро (собственно, это же касается и валов с шестернями).

Переводите рычаг плавно, делайте мини-паузы в нейтральной позиции – тогда будут срабатывать синхронизаторы, которые защитят от поломок шестерни.

Не забывайте периодически проверять уровень масла в картере! Доливайте его, если возникнет такая необходимость. Также в свое время потребуется полная замена масла – ее сроки указаны в инструкции по эксплуатации машины.

Видео - Принцип работы механической коробки передач МКПП

Заключение!

И, конечно – классический, всегда актуальный совет: прислушивайтесь к своей машине! Хороший водитель всегда чувствует своего железного друга и относится к нему бережно. При таком подходе вам не придется ремонтировать ни коробку передач, ни другие устройства вашего автомобиля.

Вождение

Коробка переключения передач

Основное предназначение коробки переключения передач — изменение крутящего момента по величине и направлению и передача его от двигателя к ведущим колесам. Иначе говоря, с помощью коробки передач при постоянной мощности двигателя осуществляется изменение силы тяги на ведущих колесах автомобиля. Кроме того, коробка передач позволяет включить движение задним ходом, а также на неограниченное время (в отличие от сцепления) разъединять двигатель и ведущие колеса автомобиля.

На современных автомобилях устанавливаются механические либо автоматические коробки передач. Поскольку механическая коробка передач является классической и более широко распространенной, о ней мы расскажем более подробно.

Основными составными элементами механической коробки передач являются:

  •        картер;
  •        первичный, вторичный и промежуточные валы с шестернями;
  •        дополнительный вал;
  •        шестерни заднего хода;
  •        синхронизаторы;
  •        механизм переключения передач;
  •        замковое устройство;
  •        блокировочное устройство;
  •        рычаг переключения передач.

Все содержимое коробки переключения передач расположено в картере. Он закреплен на картере сцепления, который, напомним, установлен на картере двигателя. Половину объема картера коробки передач занимает специальное трансмиссионное масло. Поскольку детали работают при больших нагрузках, они должны хорошо смазываться. В коробки передач некоторых автомобилей можно заливать обычное моторное масло. Как правило, замена масла в коробке передач производится редко, а во многих современных машинах масло, залитое производителем автомобиля, используется на протяжении всего срока эксплуатации.

Возможно, у вас возникнет вопрос: почему в двигателе масло необходимо менять каждые 10 000–15 000 км, а в коробке передач можно не менять вообще или менять намного реже (после 50 000–100 000 км пробега)?

Дело в том, что в коробке переключения передач детали вращаются намного медленнее, чем в двигателе внутреннего сгорания. Соответственно, они изнашиваются не так интенсивно, и в масле содержится меньше продуктов их работы (металлических опилок, стружки и др.). Поэтому масло дольше сохраняется в состоянии, пригодном для использования.

В картере коробки передач установлены подшипники, на которых вращаются валы, имеющие наборы шестерен с разным числом зубьев.

Для обеспечения бесшумного и плавного переключения передач используются приборы, называемые синхронизаторами. Они уравнивают угловые скорости вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач является основным узлом коробки передач и предназначается для смены передач. Данным устройством управляет водитель с помощью рычага переключения передач, установленного в салоне автомобиля между передними сидениями. В некоторых старых автомобилях (например, «Волге» ГАЗ-21) рычаг переключения передач установлен на рулевой колонке.

Чтобы исключить возможность включения одновременно двух передач (что чревато неприятными последствиями), предусмотрено специальное замковое устройство. Для предотвращения самопроизвольного выключения передач в коробке передач используется блокировочное устройство.

На шестернях имеется разное количество зубьев. Так, коленчатый вал вращается со скоростью 2 000 об./мин и передает этот крутящий момент на первичный вал с шестерней, которая входит в зацепление с другой шестерней, крупнее по размеру и имеющей в два раза больше зубьев. Вал, на котором установлена вторая шестерня, будет вращаться со скоростью в два раза меньшей, то есть 1000 об./мин. При использовании различных сочетаний входящих в зацепление шестерен (установленных на разных валах) этот принцип позволяет получать и передавать на ведущие колеса разный крутящий момент. В результате при вращении коленчатого вала со скоростью 2000 об./мин ведущие колеса при включении соответствующих передач могут вращаться, например, со скоростью 1000 об./мин, 500 об./мин и т. д.

Для движения автомобиля задним ходом предусмотрена задняя передача. Вторичный вал коробки передач вращается в обратную сторону, что достигается за счет использования нечетного количества входящих в зацепление шестерен (в этом случае направление крутящего момента меняется на противоположное). Эта нечетная шестерня установлена на дополнительном валу коробки передач.

Водитель самостоятельно переключает передачи с помощью рычага в зависимости от условий езды, режима работы двигателя, его возможностей, а также иных факторов. На современных легковых автомобилях чаще всего установлена пятиступенчатая коробка передач. Это означает, что машина имеет пять передач для движения в переднем направлении и одну передачу для движения в заднем направлении. Большинство советских легковых автомобилей выпуска 1970–1980-х годов имели четырехступенчатую коробку передач.

коробка переключения передач

Коробка переключения передач с рычагом

В каждом легковом автомобиле действует принцип: чем ниже передача — тем она сильнее и в то же время медленнее. Поэтому самыми мощными передачами, предназначенными для трогания с места и движения на малой скорости, являются первая и задняя. При их включении двигатель легко крутит колеса, однако высокую скорость развить не удастся: мотор будет громко работать на больших оборотах, но быстрее, чем 10–20 км/ч машина не поедет.

Когда автомобиль тронулся с места и немного разогнался, следует переключиться на вторую передачу. На ней можно набрать скорость 40–50 км/ч, чтобы включить третью передачу — еще более скоростную и менее мощную и т. д.

На низких передачах двигатель потребляет больше топлива. Иначе говоря, чем выше передача — тем езда экономичнее.

В процессе поездки водителю приходится не только повышать передачи, но и переходить на низкие. Бывает, что при движении в гору мощности пятой или четвертой передачи не хватает: необходимо включить более сильную пониженную передачу. В противном случае мотор может заглохнуть.

Есть такое понятие, как торможение двигателем. Речь идет о замедлении скорости автомобиля не с помощью тормозной системы, а путем постепенного перехода на пониженные передачи: с пятой — на четвертую, затем — на третью и т. д. Такие действия необходимы, в частности, при движении на скользкой дороге. Если воспользоваться тормозами, то автомобиль может занести. Торможение двигателем в такой ситуации является более безопасным.

Как правило, коробка передач ― довольно надежный агрегат, исправно работающий на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Достаточно лишь следить за уровнем масла и при необходимости подливать его либо менять. Чаще всего коробка передач ломается по причине неаккуратного обращения с рычагом переключения (водитель резко дергает его, пытается переключить передачи при не полностью выключенном сцеплении и т. п.). В результате выходят из строя синхронизаторы, механизм переключения передач, даже валы с шестернями. Ремонт коробки передач — дорогое удовольствие: и работа сложная, и запчасти не из дешевых. В ряде случаев неисправную коробку передач приходится заменять целиком.

При переключении передач рычаг должен двигаться плавно, без рывков и резких движений, причем при прохождении нейтральной позиции следует делать короткие (в пределах секунды) паузы. Это позволит своевременно сработать синхронизаторам, призванным предотвратить поломку шестерен.

Что касается автоматической коробки передач, то она, несомненно, является более удобной для начинающих и малоопытных водителей, поскольку избавляет от необходимости выжимать и отпускать сцепление, вручную переключать передачи. В автоматической коробке передач также имеется рычаг переключения, который называется рычаг селектора. У стандартного автомобиля он принимает четыре основных положения: P, R, N, D.

1.         Р  — режим парковки. Его включают после того, как автомобиль остановлен и поставлен на ручной тормоз. Заводить мотор при данном положении рычага разрешается.

2.         R  ― положение предназначено для движения задним ходом. Его можно включать только при нажатой педали тормоза и лишь после полной остановки автомобиля. Несоблюдение этого правила чревато выходом из строя коробки передач.

3.         N  — нейтральное положение (имеется и у механической коробки передач). В данном положении ведущие колеса отключены от двигателя, крутящий момент на них не передается, поэтому можно заводить мотор. Категорически запрещается устанавливать рычаг в данное положение во время движения — коробка передач выйдет из строя.

4.         D  — положение движения автомобиля. В нем осуществляется езда в обычных условиях, причем при данном режиме без участия водителя переключаются еще несколько передач (можно почувствовать в процессе езды по едва заметным толчкам). Эти передачи переключаются автоматически в зависимости от скоростного режима, условий езды и иных факторов.

В некоторых современных автомобилях, оснащенных автоматической коробкой передач, присутствуют дополнительные режимы разгона (нормальный, экономичный и спортивный), выбор которых осуществляется определенным положением рычага селектора.

Следует отметить, что автоматическая коробка передач по сравнению с механической более склонна к поломкам. В частности, она может выйти из строя при буксировке автомобиля и гарантированно сломается при попытке завести машину «с толкача». Если в случае механической коробки несвоевременное или неаккуратное включение какой-либо передачи не обязательно повлечет неприятные последствия, то автомат подобного обращения не прощает.

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач (МКПП ) – является устройством для передачи, преобразования и изменения направления крутящего момента от маховика двигателя. В данном виде коробки передач переключение ступеней производится направленными механическими движениями рычага переключения передач.

В МКПП осуществляется ступенчатая передача крутящего момента на вторичный вал и, далее на привод колес. Ступенчатая передача подразумевает под собой определенный коэффициент передачи ( передаточное число ) в паре взаимодействующих шестерен ведущего и ведомого валов, в отличие, например от вариатора. у которого плавающий коэффициент передачи. Определяется передаточное число соотношением количества зубьев взаимодействующих шестерен. Самое большое передаточное число у меньшей ступени, соответствующей «первой» передаче.

По количеству ступеней механические коробки переключения передач делятся на четырех ступенчатые, пяти и шести ступенчатые. 4-х ступенчатая коробка на данный момент большая редкость, а вот пяти ступка является наиболее распространённой.

По количеству валов, МКПП подразделяются на трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач может применяться в автомобилях с передним и задним приводом, в то время как двухвальная более подходит для  легковых авто с передним приводом. Для большегрузных автомобилей так же применяется коробка трехвальная.

Трехвальная МКПП

коробка переключения передач

В коробках этого типа применяется три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

коробка переключения передач Ведущий вал выходит из корпуса коробки, для соединения своими шлицами с диском сцепления и применяется для передачи крутящего момента на вал промежуточный.

Промежуточный вал располагается параллельно ведущему и соединен с ним при помощи шестерни, которая жестко установлена на ведущем валу. На промежуточном валу так же находится блок шестерен.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим, но при этом вращается независимо от него. На ведомом валу располагается блок шестерен, которые не имеют жесткой сцепки с самим валом. Между шестернями располагаются муфты синхронизаторов, которые жестко сидят на валу, но могут двигаться вдоль вала. На конце муфты синхронизатора расположены зубчатые венцы, которые в процессе работы «входят» во «внутрь» шестерни ведомого вала, таким образом, получается жесткое соединение вала и ведомой шестерни заданной передачи. В нейтральном же положении все шестерни ведущего, промежуточного и ведомого вала вращаются в холостом ходу, ведомый вал стоит на месте, поскольку венец синхронизатора не соединен с внутренним венцом шестерни. Работа синхронизатора будет описана ниже.

Вилки переключения находятся в корпусе механической коробки передач. шарнирно связаны с рычагом переключения передач и предназначены для перемещения муфт синхронизаторов вдоль ведущего и ведомого вала.

Корпус МКПП выполнен из легкого металла, предназначен для крепления внутри всего механизма переключения и заливки смазывающего вещества, обычно это трансмиссионное масло. В старых советских версиях коробок передач применялся нигрол.

Рычаг переключения передачи может находиться непосредственно в коробке передач, или смонтированным на кузове автомобиля. В этом случае применяется дистанционное управление с помощью тросов или рычагов на шарнирах. Механизм дистанционного переключения передач в народе именуется «кулиса».

Рассмотрим принцип работы трехвальной МКПП. Крутящий момент от диска сцепления передается на первичный вал, который, как говорилось выше, передает вращение на промежуточный вал, шестерни промежуточного вращают шестерни ведомого, но сам ведомый вал не вращается. Водитель поворачивает рычаг включения передачи, например первой скорости, передвигая его влево. В этот момент выбирается нужная для включения вилка, далее происходит продольное движение рычага. Под его действием вилка начинает двигаться вдоль ведомого вала, приводя в действие синхронизатор. Синхронизатор совмещает угловую скорость вала и шестерни, после этого в действие приводится зубчатый венец, который входит в шестерню, жестко связывая ведомый вал и шестерню. Именно этот щелчок вхождения венца и фиксации ощущает на рычаге водитель. После этой процедуры крутящий момент передается на хвостовик коробки передач, далее через карданный вал на задний мост автомобиля (для заднеприводных моделей).

Варьировать передаточное число можно применяя меньшее количество зубьев на ведущей шестерни и большее на ведомой, со ступенчатым изменением количества зубьев в сторону уменьшения, для ведомой. Но наступит тот момент, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля приблизится к числу оборотов ведомого вала, тогда передача крутящего момента посредством шестерен теряет смысл. Именно поэтому в трехвальных коробках применяется прямая передача, то есть ведущий вал напрямую, через синхронизатор коробки передач соединен с ведомым валом, коэффициент передачи равен единице. У двухвальных МКПП прямая передача отсутствует .

Для передачи «задний ход» вводится дополнительная шестерня, которая располагается на отдельном валу и включается между промежуточным валом и ведомым, тем самым обеспечивая реверсное вращение ведомого вала. В МКПП применяются косозубые шестерни. благодаря чему происходит «мягкое» включение передач.

Двухвальная МКПП

коробка переключения передач

В двухвальной коробке есть только два вала – ведущий и ведомый.

коробка переключения передач

Предназначение всех элементов такое же, как и у трехвальной. Различие состоит в параллельном расположении валов, и передача создается одной парой шестерен (у трехвальной работают две пары). У двухвальной механической коробки передач нет прямой передачи. Шестерня главной передачи жестко крепится на ведомом валу, между остальными шестернями находятся синхронизаторы.

Как правило, у двухвальных коробок передач совмещены в одном корпусе непосредственно узел переключения передач, валы, блоки шестерен, синхронизаторы и дифференциал. Для уменьшения продольного размера в двухвальных коробках могут применяться несколько ведомых валов. В этом случае все вторичные валы (попеременно) своей шестерней главной передачи, вращают ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие дифференциал.

Для передачи «задний ход». так же как и в трехвальной коробке применяется дополнительный вал с промежуточной шестерней. Принцип действия тот же.

Для удерживания включенной передачи в МКПП (для всех видов) применяются фиксаторы. а для исключения включения сразу двух передач устройство блокировки .

Существенно отличается и механизм включения передачи в двухвальной коробке. Если в трехвальной переключение происходит выбором вилки рычагом переключения, то в двухвальной применяется шток переключения и рычаги выбора передачи. Сам процесс выглядит следующим образом – при повороте рычага переключения передачи в салоне авто, в действие приводится рычаг выбора передачи, далее следует продольное движение и привод в действие штока, который и толкает нужную вилку для блокировки шестерни на ведомом валу при помощи зубчатого венца муфты синхронизатора.

Синхронизатор коробки передач

коробка переключения передач

Схема устройства синхронизатора: 1 - ступица; 2 - муфта; 3 - блокировочные кольца; 4 - сухари; 5 - проволочные кольца.

Как говорилось выше, синхронизатор КПП предназначен для бесшумного включения передачи путем выравнивания угловой скорости вала и шестерни. В устройство синхронизатора входит:

  • муфта
  • два блокировочных кольца
  • сухари
  • проволочные кольца

Ступица жестко крепится на ведомом валу. На ступице имеются пазы для сухарей и наружные зубья. На зубьях ступицы крепится муфта при помощи сухарей, которые находятся в канавках. Сухари прижимаются кольцами или подпружиненными шариками. Блокировочные кольца находятся по краям муфты и имеют снаружи зубья. На конической поверхности блокировочных колец наносятся продольные канавки или резьба для увеличения силы трения.

коробка переключения передач Работает синхронизатор так. включая передачу вилка, перемещает муфту в направлении нужной шестерни. Вместе с муфтой в сторону шестерни движется и блокировочное кольцо, благодаря усилию сухарей. Из-за разности угловых скоростей шестерни и вала на конической поверхности возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора. Зубья муфты и блокировочного кольца станут друг против друга, значит дальнейшее движение муфты, прекратится. После наступает момент выравнивания скоростей, а затем муфта свободно проходит через блокировочное кольцо и входит в соединение с внутренними зубцами включаемой шестерни, блокируя ее вместе с ведомым валом. Все - передача включена! Синхронизатор может включить поочередно две шестерни ведомого вала.

Оставьте комментарий!

Комментарий будет опубликован после проверки

Выберите человечка с поднятой рукой!

При нажатии на картинку, Ваш комментарий будет добавлен.