Механика коробка передач схема: Механическая коробка передач — Википедия – устройство, принцип работы, типы, схемы

Ступенчатая коробка передач. Устройство и принцип действия

Механическая коробка (переключения) передач (МКПП или МКП) — разновидность коробки передач, механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором (водителем) вручную. Названа так, поскольку весь её основной функционал реализуется исключительно за счёт механических устройств, без применения гидравлических или электрических элементов (в отличие от гидромеханической или электромеханической трансмиссий, содержащих в своей конструкции, соответственно, гидравлические и электрические элементы).

Ступенчатые простые коробки передач широко применяются в трансмиссиях транспортных средств, так как отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. К коробкам передач этого вида предъявляются следующие требования:

• высокие тягово-динамические качества ТС
• высокая прочность, жесткость, надежность и долговечность
• высокий КПД, особенно на наиболее употребляемых передачах
• легкость управления и бесшумность работы
• надежное фиксирование включенной и выключенной передач, недопущение одновременного включения двух передач
• малые размеры и масса

Предъявляемые требования определяют рациональную конструкцию коробки передач и ее отдельных частей.

На большинстве изучаемых колесных транспортных средствах устанавливаются пятиступенчатые трехходовые простые коробки передач (пять ступеней для движения вперед и одна ступень заднего хода). Число «ходов» коробки передач соответствует числу подвижных элементов, с помощью которых осуществляется включение тех или иных передач.

Пятиступенчатая коробка передач имеет 3 вала:

• ведущий 7, связанный при помощи сцепления с коленчатым валом двигателя
• ведомый 5, установленный соосно с ведущим валом 7 и соединенный с карданной передачей
• промежуточный вал 6 с закрепленными на нем шестернями

Валы установлены на подшипниках качения в картере, служащем одновременно и масляным резервуаром, с наливным, контрольным и сливным отверстиями, а также вентиляционным устройством. В картере закреплена ось с установленным на ней на подшипниках блоком 7 шестерен ЗХ. Шестерня 17 выполнена заодно с ведущим валом и находится в постоянном зацеплении с соответствующей шестерней 16 промежуточного вала, в результате чего промежуточный вал получает от ведущего вала вращение с постоянным передаточным числом, которое определяется отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей. Шестерни ведомого вала (кроме шестерни I передачи и ЗХ) находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала, но установлены на ведомом валу свободно (могут вращаться относительно вала, но не перемещаться вдоль него). Поэтому, хотя промежуточный вал при работе двигателя и включенном сцеплении будет вращаться, вращение к ведомому валу, а следовательно, и к ведущим колесам движителя передаваться не будет (нейтральное положение).

Рис. Схема пятиступенчатой коробки передач

Включение передач обеспечивается двумя синхронизаторами — 2 и 3 и шестерней 4 I передачи и ЗХ, которые установлены на ведомом валу на шлицах и могут перемещаться вдоль вала. Механизм переключения передач содержит рычаг управления, валики (штоки) с вилками, перемещающими синхронизаторы и каретку 4, фиксаторы и предохранительное замковое устройство, установленные в крышке коробки передач. Синхронизаторы имеют зубчатые венцы, которые при включении передач входят в зацепление с соответствующими зубчатыми венцами шестерен постоянного зацепления, что обеспечивает передачу вращающего момента на ведомый вал и далее к ведущим колесам движителя. Передаточное число между промежуточным и ведомым валами определяется отношением числа зубьев шестерни ведомого вала к числу зубьев шестерни промежуточного вала. Передаточное число между ведущим и ведомым валами, т. е. общее передаточное число коробки передач представляет собой произведение двух передаточных чисел, одно из которых — между ведущим и промежуточным валами, а другое — между промежуточным и ведомым валами.

Чем больше передаточное число коробки передач, тем больше при одном и том же вращающем моменте двигателя вращающий момент, передаваемый к ведущим колесам, а скорость движения ТС соответственно меньше. На I передаче, когда передаточное отношение самое большое, обычно осуществляют трогание ТС с места и первоначальный разгон, а также движение в особо трудных условиях. Включение I передачи обеспечивается передвижением шестерни 4 вперед и введением ее в зацепление с шестерней 8 промежуточного вала. По мере улучшения условий движения осуществляется включение более высоких передач с меньшими передаточными числами, когда не требуется значительного увеличения тяговой силы на ведущих колесах, а скорость движения ТС возрастает.

Высшей в приведенной схеме коробки передач является V передача, которая получается соединением ведущего 1 и ведомого 5 валов при помощи зубчатых венцов ведущего вала и синхронизатора 2; передаточное число в этом случае равно единице (прямая передача).

При движении ТС на прямой передаче промежуточный вал коробки передач вращается вхолостую.

Задний ход обеспечивается перемещением шестерни 4 назад и введением ее в зацепление с одной шестерней блока 7 3Х. Другая шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 11, жестко связанной (закрепленной с помощью шпонки) с промежуточным валом.

Вращающий момент передается от ведущего вала к ведомому через следующие детали:

• при включении I передачи — через шестерни 16, 17, 8 и 4
• II — через шестерни 16, 17, 9, 10 и синхронизатор 3
• III — через шестерни 16,17, 12, 13 и синхронизатор 3
• VI — через шестерни 16,17,14, 15 и синхронизатор 2
• V — через шестерню 16 и синхронизатор 2
• ЗХ — через шестерни 16, 17, 11, блок шестерен 7 и шестерню 4

Для более плавного зацепления и бесшумной работы шестерни постоянного зацепления обычно выполняют косозубыми. Углы и направление наклона зубьев на различных парах шестерен подбирают так, чтобы осевые силы на валах получались наименьшими. Эти осевые силы обычно воспринимаются радиальным шариковым подшипником, устанавливаемым на одном из концов вала. Другой конец вала опирается на роликовый цилиндрический подшипник. Этим предотвращается возникновение дополнительных напряжений в подшипниках в результате теплового удлинения валов. Гнезда подшипников закрываются крышками с уплотнительными прокладками. В случае выхода конца вала наружу в крышках устанавливают уплотнения, предотвращающие вытекание смазки. Этому же способствуют маслосгонные канавки на валах.

Смазывание деталей в коробке передач осуществляется разбрызгиванием при вращении шестерен или с помощью масляного насоса. Для смазывания используют специальные трансмиссионные масла.

Коробка передач обычно крепится к картеру сцепления и устанавливается вместе с двигателем на эластичных опорах на раме.

Для примера на рисунке приведен продольный разрез коробки передач автомобиля КамАЗ.

В последнее время наблюдается тенденция к установке на транспортных средствах большой грузоподъемности, предназначенных для тяжелых условий работы, дополнительной коробкой передач — понижающей или ускоряющей (в некоторых случаях — одновременно обеих). Наличие понижающей дополнительной коробки передач, обычно устанавливаемой за основной в одном и том же картере, позволяет увеличить общее передаточное число между двигателем и ведущими колесами при движении на всех передачах в основной коробке передач. Ускоряющая дополнительная коробка передач, устанавливаемая обычно перед основной в одном с нею картере, позволяет увеличить скорость движения ТС и уменьшить вращающие моменты на валах основной коробки передач. Кроме того, в основной коробке передач устанавливают 2 промежуточных вала, а шестерни постоянного зацепления выполняют прямозубыми, что позволяет уменьшить размеры и массу коробки передач.

Рис. Коробка передач (продольный разрез) автомобиля КамАЗ:
1 — ведущий вал; 2 — крышка заднего подшипника ведущего вала; 3 — регулировочная прокладка; 4 — шток рычага; 5 — опора штока; 6 — пружина; 7 — опора рычага переключения передач; 8 — ось блока шестерен ЗХ; 9 — блок шестерен ЗХ; 10 — роликоподшипник; 11 — верхняя крышка; 12 — крышка заднего подшипника ведомого вала; 13 — задний шарикоподшипник ведомого вала; 14 — втулка; 15 — фланец крепления карданного вала; 16 — крышка подшипника; 17— сферический роликоподшипник; 18 — промежуточный вал; 19 — картер коробки передач; 20 — ведомый вал; 21 — крышка переднего подшипника промежуточного вала; 22 — картер сцепления; 23 — вилка выключения сцепления; 24 — вал вилки выключения сцепления; 25 — муфта выключения сцепления

Переключение скоростей на механической коробке передач как правильно

На современном автомобильном рынке всё большее распространение получают экземпляры с автоматической либо роботизированной коробкой передач. По своим техническим характеристикам они уже давно не уступают своим механическим аналогам, вдобавок привлекая потенциального владельца отсутствием необходимости самостоятельно управлять процессом переключения скоростей, раз за разом совершая множество телодвижений.Тем не менее, на вторичном рынке в среднем ценовом сегменте соотношение продаваемых автомобилей всё ещё будет, скорее, в пользу тех, которые обладают именно МКПП.

трехвальной механической коробки передач

ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С МКПП

Водители старой закалки считают, что надёжнее механики быть ничего не может, а всевозможные роботы и автоматы – это скорее расходные материалы для авто, нежели их полноценные части, поскольку они излишне дороги в обслуживании и гораздо больше подвержены всевозможным дефектам. В чём-то такие автовладельцы действительно правы: сама по себе механическая коробка передач устроена проще, чем АКПП и робот, потому проблем с ней возникает меньше. Если взять два автомобиля определённой марки, в одинаковом кузове и одних и тех же годов выпуска, один на механике, а второй на автомате – первый экземпляр будет стоить несколько дешевле. Да и если сравнивать цены на ремонтные работы – механическая коробка порадует владельца, не слишком опустошая кошелёк. А вот водителям автомобилей на автоматических КПП приходится порой вкладывать немалые суммы в их приведение в рабочее состояние.

Рисунок — схема механической коробки передач.

Механика вызывает недовольство, в основном, у начинающих водителей. Ввиду отсутствия какого-либо опыта в управлении автомобилем, у них сразу возникают вопросы: « Как переключать передачи на механике?», «Как вообще тронуться с места?» или «Как выехать задом?», — и масса других. Но уже спустя несколько практических занятий недовольство и недоумение проходят, и появляется практический навык – ведь на самом деле ничего сверхсложного в самостоятельном переключении передач с помощью МКПП нет.

ПРИНЦИП РАБОТЫ МКПП

Для начала следует разобраться, каков принцип работы механической коробки передач. Назначение коробки заключается в генерировании передаточного отношения вращательной скорости от двигателя внутреннего сгорания к колёсам автомобиля. Передаточные числа – это своего рода «ступени» коробки, и они переключаются вручную тем, кто управляет автомобилем с помощью селектора. Поскольку процесс полностью механизирован и требует непосредственного участия водителя, коробка передач и получила название «механическая».

МКПП, в отличие от автоматики, не подвержена сбоям. Хоть современные технологии и позволяют сделать автоматические трансмиссии невероятно «разумными», их работа все равно не сможет в полной мере заменить ручное управление.

Механическая КПП работает вкупе со сцеплением – механизмом, который передаёт крутящий момент на колёса и позволяет переключать передачи максимально плавно, без отключения оборотов ДВС. Без сцепления огромный крутящий момент, который необходим для нормального движения автомобиля, попросту разорвёт коробку. Управление сцеплением осуществляется с помощью выведенной в область для ног водителя педали, наряду с акселератором и педалью торможения. Главное для водителя — запомнить, что переключать скорости на механической коробке передач всегда нужно только тогда, когда педаль сцепления выжата полностью.

УПРАВЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЕМ С МКПП ПРИ СТАРТЕ

На начальных порах обучения в автошколах многие обучающиеся с энтузиазмом садятся за руль, включают зажигание, снимают машину с ручника, включают первую передачу и… Мотор глохнет, и автомобиль встаёт колом. Чем обусловлена такая ошибка? Да, действительно, алгоритм действий при намерении тронуться на машине с места таков: в автомобиле с уже включенным зажиганием ручкой МКПП необходимо переключиться с нейтрального положения на первую передачу, предварительно полностью нажав педаль сцепления – таким образом активируется подача топлива, и авто имеет возможность сдвинуться с места. Затем сцепление опускается, и педалью газа автомобилю придаётся ускорение.

Управление «механикой»

Но проблема в том, что именно для старта двигателю необходимо преодолеть наибольшее количество усилий, и если сцепление отпустить слишком быстро, коробка не может переработать крутящий момент, а мотор, соответственно, не может дальше функционировать, отчего и происходит его остановка. Чтобы правильно тронуться с места на авто с механической коробкой передач, нужно соблюдать точный баланс между педалями сцепления и газа. Нажав на сцепление с включенной первой передачей, необходимо следом медленно и плавно нажать на газ. По ходу движения машины нужно понемногу давать ей ускорение, одновременно сильнее нажимая педаль акселератора, и не спеша, аккуратно снимать ногу со сцепления вплоть до полного отпускания.Когда автомобиль трогается с места, рекомендовано пользоваться для максимальной эффективности исключительно первой передачей. Именно с её помощью на колёса даётся максимальный крутящий момент, которого будет достаточно, чтобы сдвинуть с места огромную массу автомобиля, и возможность прекращения работы двигателя при корректной работе с педалями сводится к минимуму. Включается передача с помощью плавного движения селектором, как уже упоминалось, при полностью выжатом сцеплении. Начинать отпускать сцепление нужно только тогда, когда ручка МКПП плотно встала на место передачи, которая используется в текущем режиме. Если при попытке тронуться с места селектор начинает трясти настолько, что вибрации отдают в руку водителю, а от самой коробки исходит неприятный скрежет – передача не была включена полностью, и стоит немедленно остановить автомобиль, полностью выжав тормоз, затем нажав на сцепление и переведя ручку коробки передач в нейтральное положение. После остановки попытку можно повторить вновь.

МКПП ПРИ СТАРТЕ

ВАЖНО: для езды по заснеженной либо скользкой поверхности не помешает освоить навык старта сразу со второй передачи. Трогаясь с места таким образом, автомобиль избегает букса на колёсах, а соответственно — риска заноса или застревания в снегу. Порядок действий при этом точно такой же, как и при старте на первой передаче, за исключением того, что опускать сцепление и добавлять газ нужно значительно медленнее. Если сцепление отпустить слишком резко – переключение передачи произойдёт некорректно. Если повторять эту ошибку периодически – можно попросту спалить сцепление.

ПЕРЕДВИЖЕНИЕ НА АВТОМОБИЛЕ С МКПП

Переключать передачи вовремя неопытному водителю поможет тахометр, интегрированный в приборную панель автомобиля. Это устройство показывает, на каких оборотах работает двигатель в текущем режиме. Нормальным для езды на одной передаче считается интервал 2500-3000 оборотов в минуту, когда стрелка поднимается выше указанного значения – нужно включать следующую передачу. Если постоянно ехать на высокой скорости, используя малую передачу, это может привести к повреждению и последующей необходимости замены сцепления.

Правила переключения с любой передачи на вышестоящую одинаковы:

• первым делом необходимо отпустить педаль газа и полностью выжать сцепление;
• затем нужно поставить селектор переключения в положение, соответствующее требуемой передаче, педаль сцепления при этом по-прежнему нужно удерживать;
• далее осуществляется плавный нажим на педаль газа и соразмерно скорости, с которой одна нога давит на акселератор, другая нога, которая удерживает сцепление, постепенно отпускает его.

Механическая коробка передач ценится многими водителями

В большинстве автомобилей на МКПП после третьей передачи переключения происходят более незаметно, и сцепление уже можно отпускать немного быстрее. Однако это не значит, что можно просто резко убрать с него ногу – это всё так же приведёт к неисправностям в будущем.

На автомобилях спортивной линейки переключения могут происходить на повышенных оборотах, т.к. они с завода снабжаются специальным керамическим либо иным усиленным сцеплением.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

ВАЖНО: Механическая коробка передач ценится многими водителями за то, что даёт возможность в нужный момент переходить на пониженную передачу. Что это даёт:

— возможность регулировать скорость автомобиля на опасных участках дороги: резкий спуск или поворот, возвышенность и т.д.;
— позволяет осуществлять безопасный обгон других транспортных средств;
— при неисправности тормозной системы с помощью МКПП можно остановить автомобиль с помощью торможения двигателем. Такое торможение осуществляется постепенным поочерёдным

ПЕРЕДВИЖЕНИЕ НА АВТОМОБИЛЕ С МКПП

переключением на пониженную передачу вплоть до нейтральной. Если тормоза хотя бы в какой-то степени при этом пригодны к работе, нужно помогать педалью тормоза, чтобы не допустить критического повышения оборотов и перегрева ДВС.

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА НА АВТОМОБИЛЕ С МКПП

Как было упомянуто, самым оптимальным моментом для переключения передач на МКПП является достижение стрелкой тахометра значений 2500-3000 оборотов в минуту. Водители с небольшим стажем зачастую ошибочно считают, что, включив следующую передачу на более низких оборотах, они таким образом сэкономят топливо и уменьшат его расход. Такое мнение в корне неверно – для старта с низких оборотов топлива нужно как раз наоборот, куда больше. Плюс, на переключениях при низких оборотах частично теряется сцепление с дорогой, и управление может стать небезопасным, особенно, если оно осуществляется на неровной, скользкой или заснеженной дороге.

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА НА АВТОМОБИЛЕ С МКПП

Для экономии топлива предусмотрены самые высокие передачи в механических коробках. В большинстве современных моделей это пятая либо шестая передачи. Однако экономия происходит только при планомерном переключении, преждевременный переход на повышенную передачу расход топлива не снизит, а лишь сбросит обороты. Сэкономить таким образом на топливе в автомобиле с МКПП можно при постоянном беспрепятственном движении, к примеру, по трассе. Если же ездить в черте города при большой плотности транспортного потока – вряд ли придётся воспользоваться передачей свыше четвёртой, а иногда и третьей.

РЕКОМЕНДАЦИИ И ВЫВОДЫ

В настоящее время многие водители с большим стажем отдают предпочтение автомобилям, снабжённым механической коробкой передач. На то есть основания:

Выбираем проверенные временем МКПП

• меньшая стоимость самого автомобиля с МКПП по сравнению с аналогами с автоматом;
• относительная простота обслуживания механической коробки;
• увеличенный срок службы в сравнении с АКПП;
• пониженный расход топлива;
• возможность переключения на пониженную передачу и торможения двигателем.

Кроме того, только так бывалые автомобилисты, по их мнению, могут полностью контролировать автомобиль, управлять им по-настоящему.

Есть, конечно, у МКПП и свои минусы. Ведь несмотря на тенденции вторичного рынка, встретить новый автомобиль с механикой – уже скорее редкость, нежели закономерность. Главная причина, по которой всё большее количество автовладельцев предпочитают автомат ручному режиму – комфорт. Для многих, особенно для тех, кто покупает автомобиль впервые, важно сосредоточится на том, что происходит на дороге в сложных ситуациях, либо наслаждаться авто в длительном путешествии, а не постоянно дёргать за ручку и думать, как правильно переключать передачи, отвлекаясь от самого вождения. Тем не менее, даже у автоматических коробок в большинстве своём предусмотрен переход к ручному режиму управления, хоть и с более простым алгоритмом и отсутствием необходимости в самостоятельном контроле сцепления.

увеличенный срок службы в сравнении с АКПП

Тем, кто всё же выбирает проверенные временем МКПП, нужно быть предельно аккуратными при переключении передач, дабы сохранять все механизмы в рабочем состоянии как можно дольше.

Механическая коробка передач: устройство, неисправности, эксплуатация

Сегодня мы рассмотрим устройство механической коробки передач, её положительные и отрицательные стороны, а также наиболее часто встречаемые неисправности. Несмотря на весьма широкий выбор автомобилей снабжённых автоматической трансмиссией, транспортные средства с МКПП всё также актуальны. Это связано с тем, что надёжность и запас ресурса механики ощутимо выше, чем у автоматических аналогов.Кроме того, автомобили с механикой гораздо более резвые, а их управление требует от водителя больше активности при езде.

На фото — ручка 7-ступенчатой КПП

Трансмиссия предназначена для изменения частоты крутящего момента, передаваемого от ДВС. В ручном агрегате водитель сам принимает решение, какое передаточное число нужно включить в конкретной ситуации.

Современные легковые автомобили обычно снабжаются пятью ступенчатыми трансмиссиями: четыре базовые, и одна повышающая. Это, пожалуй, наиболее оптимальный вариант для большинства водителей. К подобным моделям относятся отечественные Lada Vesta и множество импортных транспортных средств, таких как Volkswagen Polo. Однако есть модели и с большим количеством ступеней. МКПП с шестью или семью передачами имеют обычно пять базовых ступеней и две либо одну повышающие.

Овердрайв, или повышающая передача, имеет передаточное число меньше единицы. Другими словами, при включённой повышающей передаче ведомый вал вращается быстрее ведущего.

Шестью или семью ступенчатой механикой укомплектованы более дорогие транспортные средства. Например, КПП Opel Insignia или Skoda Superb имеет шесть передаточных положений, а Porsche 911 последнего поколения оснащён семи ступенчатой механической коробкой.

Стоит отметить, что уже и бюджетные модели, например, Kia Rio или Hyundai Solaris 2016-2017 годов выпуска оснащаются 6-ступенчатой кпп.

Достоинства шести ступенчатой трансмиссии

Естественно, шести или семи ступенчатая КПП выгодно отличается от пяти ступенчатых агрегатов. В первую очередь стоит отметить, что процесс переключения значительно меньше исчерпывает ресурс ДВС, так как, переход от одного скоростного режима к другому более плавный. Кроме того, расход топлива на шести ступенчатых МКПП несколько ниже, особенно в загородном цикле движения. Динамика разгона гораздо выше благодаря тому, что передачи короткие.

Ручка КПП Hyundai i40

В каждом современном автомобиле, укомплектованном шести ступенчатой механикой, имеется электронное оснащение, которое оповещает водителя о необходимости переключения. Подобное есть и в машинах с пяти ступенчатой коробкой, но далеко не всегда.

Устройство механической КПП

Трансмиссия автомобиля представляет собой многоступенчатый редуктор, принцип работы которого заключается в поочерёдном зацеплении отдельных зубчатых пар.

На фото МКПП Audi 100

Сцепление

Плавность переключения с одной передачи на другую в механике происходит благодаря наличию узла сцепления. Он позволяет на время переключения прервать связь трансмиссии с силовым агрегатом. Его механизм представляет собой промежуточное звено между двигателем автомобиля и коробкой передач. Помимо обеспечения плавности переключения, узел сцепления снижает колебания передаваемые от ДВС.

Сцепление делится по типу конструкции и три вида: фрикционный, гидравлический, и электромагнитный.

Фрикционный вид наиболее популярный и может быть однодисковым, двухдисковым, многодисковым.

Сегодняшние транспортные средства обычно оборудованы именно однодисковыми моделями.

Принцип работы узла довольно прост. Маховик, устанавливаемый на коленвале ДВС, работает в качестве ведущего диска. К нему придавливается ведомый диск с помощью нажимного диска, а нажатие на сцепление ослабляет эту связь. Диафрагменная пружина обеспечивает оптимальное сжатие ведомого диска с маховиком.

Как работает сцепление

Нажимной диск с диафрагмой представляют собой цельную конструкцию – корзину сцепления. Корзины бывают как нажимные, так и вытяжные, но наиболее часто встречается именно первый тип.

С помощью шлицов ведомый диск стыкуется с первичной осью МКПП. Плавность включения передачи происходит благодаря демпферным пружинам, расположенным на ступице диска. Кроме того, ведомый оснащён фрикционными накладками, которые способны кратковременно, при включении сцепления, выдерживать высокие температуры.

Переключение передач

В каждой КПП параллельно расположены валы, на которых находятся зубчатые колёса. Существуют трёхвальные и двухвальные трансмиссии. Валы именуются ведущий (первичный), ведомый (вторичный), также в трёхвальном типе есть ещё промежуточный.

Устройство

Трёхвальный тип

Первичный вал принимает крутящий момент от ДВС, а с его оси при помощи жёсткого зацепления с шестерней ведущего вала, вращение передаётся на промежуточный вал. Вторичная и первичная ось находятся в одной плоскости и стыкуются между собой подшипником. Благодаря этому их вращение происходит или абсолютно независимо или через промежуточный вал. Зубчатые колёса на вторичном валу не имеют жёсткой фиксации, и разграничены между собой синхронизаторами, которые плотно сидят на валу, но могут ходить по его оси с помощью шлицов. Торец синхронизатора имеет зубчатые венцы, позволяющие ему войти в зацепление с аналогичными венцами на зубчатом колесе.

В нейтральном положении колёса вращаются на валу беспрепятственно, а синхронизаторы разомкнуты. Когда включается передача, вилка смещает муфту и ставит её в зацепление с определённым зубчатым колесом.

Со вторичной оси вращение переходит к карданному валу, или редуктору и ШРУСам в переднеприводных машинах. Для включения заднего хода в КПП установлено промежуточное колесо, которое меняет вращение от промежуточной оси на обратное.

Трёхосные агрегаты наиболее популярны и устанавливаются в практически каждом современном автомобиле.

Двухвальный тип

Первичный вал двухосного агрегата имеет множество шестерёнок, а не одну. Поскольку промежуточная ось отсутствует, её место занимает ведомая с установленными на ней муфтами-синхронизаторами и шестернями. По большому счёту разница заключается наличием лишь одной пары зацеплений между осями для каждой ступени, а не двух.

Переключение производится аналогичным методом – вилка, управляемая ручкой переключения с помощью штока, смещает муфту по вторичному валу в соответствующее положение.

Двухвальный тип отличается большим КПД, но ограничен в повышении передаточного числа, отчего данный тип конструкции используется крайне редко. Благодаря возможности объединения КПП, узла сцепления, и самого ДВС в единый агрегат, почти все малолитражки комплектуются именно этим типом трансмиссии. Примером использования двухосной механики в автомобиле с передним расположением силового агрегата можно считать Citroen C3.

Важно помнить!

В связи с тем, что промежуточная шестерня, обеспечивающая обратное вращение выходного вала для заднего хода не имеет синхронизатора, включение задней передачи должно происходить только после полной остановки транспортного средства. В противном случае КПП выйдет из строя после такого переключения.

Муфта синхронизатора

Каждая современная трансмиссия имеет муфты-синхронизаторы. Их наличие важно для упрощения режима переключения. Без синхронизаторов для переключения пришлось бы делать двойной выжим сцепления, чтобы сравнять частоту вращения осей. На некоторых видах спецтехники, где КПП имеют большое количество ступеней, муфты не применяются, поскольку это невозможно.

На внутренней окружности ступицы расположены шлицевые пазы, которые позволяют синхронизатору перемещаться вдоль собственной оси. При переключении вилка смещает синхронизатор по шлицам, до стыкования со своей парой на конце определённой шестерне. При переключении ступени на одно из блокировочных колец подаётся значительное усилие. В конечном счёте, блокировочное кольцо проворачивается до упора.

На фото — снятие муфты синхранизатора

Дальнейшее смещение муфты-синхронизатора без переключения ступени невозможно. При вхождении синхронизатора в зацепление с венцом шестерни происходит надёжная фиксация элементов.

Плюсы и минусы механики

Ручной агрегат обладает как своими достоинствами, так и недостатками.

Плюсы:

• Менее затратное обслуживание трансмиссии.

• Высокий КПД.

• Не требуют отдельного охлаждения.

• Машины с МКПП менее прожорливы и отличаются лучшей динамикой.

• Простота механики значительно повышает надёжность агрегата.

• Более широкий диапазон выбора режима вождения.

• Транспортное средство разрешается буксировать.

Минусы:

• Плавность начала движения и переключения передач требуют водительских навыков, которые приходят только со временем.

• Небольшой ресурс узла сцепления.

• При длительных поездках водитель транспортного средства с механикой значительно сильнее утомляется, нежели водитель машины с АКПП.

• Ограниченность ступеней не позволяет плавно изменять передаточное число.

Возможные неполадки

Несмотря на простоту конструкции агрегат может поломаться. При выявлении ненормальной работы КПП рекомендуется как можно скорее обратиться в автосервис. Проблему можно попытаться решить и самостоятельно, но это потребует как соответствующих инструментов, так и определённых навыков.

Первое на чём стоит остановиться, это возникновение постороннего шума при включении нейтральной передачи. Такое может происходить, если масло в коробке давно исчерпало свой ресурс или его вовсе не осталось. Обычно водители меняют его крайне редко, но при некорректной работе трансмиссии первое, на что стоит обратить внимание, это состояние масла.

МКПП Opel Astra со снятым поддоном

Оно также может подтекать из-за плохого состояния сальников и уплотнительных прокладок. В таком случае при замене масла следует поменять и другие дефектные элементы. Однако, виною данной неполадки могут быть и износившиеся подшипники, зубчатые колёса, смещение осей валов. При этом коробку стоит демонтировать и полностью перебрать, заменив износившиеся элементы конструкции.

Возникают ситуации, когда водителю приходится прикладывать больше усилий для переключения передачи, чем обычно. Это может быть связано с выходом из строя самого механизма переключения либо неполноценного отключения сцепления. Однако, возможно, причиной проблемы стало повреждение рычага штока. Для устранения необходимо отрегулировать механизм переключения или сцепления, а также, возможно, придётся заменить повреждённые элементы.

Некоторые водители сталкивались с проблемой «вылета» передачи. Это зачастую связано с износом зубчатых колёс, вилок, штоков, подшипников ведомого или промежуточного валов, а также ослабление их фиксации. Поскольку причин может быть достаточно много, чтобы избавиться от неисправности МКПП требуется полностью перебрать с заменой всех дефектных элементов конструкции.

Неполное выжимание педали сцепления или движение автомобиля при частично выжатом сцеплении чревато поломкой деталей узла. Происходит стремительный износ диска сцепления, а также лепестки диафрагменной пружины могут попросту отломаться. Кроме того, неполноценное отключение сцепления при переключении вскоре обязательно приведёт к зализыванию зубчатых колёс.

Также стоит упомянуть, что сильная вибрация трансмиссии при заведённом ДВС свидетельствует о том, что стыкование двух агрегатов ненадёжно. Вероятнее всего в таком случае виною ослабление болтовых соединений; в таком случае их достаточно будет лишь сильнее подтянуть. Однако возможно вибрация связана с разрушением опор и тогда уже потребуется весьма трудоёмкий ремонт.

Возникновение некорректного шума при включении передач наиболее часто связано с неисправностью сцепления. Также виною может стать и подшипник вторичного вала.

Рекомендации по эксплуатации механической трансмиссии

Бережное пользование любым механизмом, залог его долговечности. Неприхотливость механического агрегата привлекает автовладельцев. И всё же, есть некоторые рекомендации относительно пользования МКПП.

Первое, что следует запомнить, это важность полного выжима педали сцепления перед переключением передачи. Это, пожалуй, важнейший момент в пользовании механикой. Также включенная передача должна соответствовать режиму езды. Кроме того, стоит помнить, что перед переключением на пониженную передачу, скорость должна быть обязательно снижена.

Несмотря на то, что в отличие от автомата, механика может работать вообще без масла, это довольно сильно отражается на её общем состоянии. Рекомендуется проводить проверку уровня и состояния смазывающей жидкости после прохождения 20 000 км. Несмотря на то, что большинство даже опытных автовладельцев вообще никогда не меняют масло в механике, это всё же совершенно не правильно. Менять его желательно не реже чем после каждых 70 000 км пробега.

устройство, принцип работы и особенности

Механическая коробка передач (МКПП) сегодня пользуется меньшим спросом, чем различные виды АКПП, однако вплоть до сегодняшнего дня остается наиболее распространенным агрегатом на территории СНГ и ряда других стран. Как и любая другая коробка передач, указанный тип трансмиссии получает, изменяет и затем передает крутящий момент от двигателя автомобиля на ведущие колеса.

При этом данный тип КПП, в отличие от автоматических коробок, полностью управляется вручную, то есть самим водителем. Коробка «механика» является ступенчатой, крутящий момент изменяется ступенчато путем переключения между передачами (ступенями). Каждая ступень фактически являются парой шестерен с разным передаточным числом.

По конструкции механические коробки передач могут иметь разное количество ступеней, а также устройство. При этом зачастую выделяют двухвальные и трехвальные коробки. В этой статье мы рассмотрим, что такое двухвальная коробка передач, как устроена двухвальная КПП, в чем ее особенности, преимущества и недостатки.    

Содержание статьи

Двухвальная коробка передач:  схема устройства и принцип работы

Итак, как уже было сказано выше, МКПП могут иметь разное количество ступеней (передач). Каждая из ступеней имеет свое передаточное число, которое является отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

При этом самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, тогда как самая высокая (повышенная передача) отличается самым малым передаточным числом.

Сами коробки принято делить по общему количеству ступеней (четырехступенчатая МКПП, пятиступенчатая, шестиступенчатая коробка и т.д.). Кстати, сегодня самое широкое распространение имеет пятиступенчатая коробка передач. Также по конструкции выделяются трехвальные и двухвальные КПП.

При этом трехвальная коробка обычно ставится на легковые машины с задним приводом, тогда как на переднеприводных авто двухвальная механическая коробка передач получила широчайшее распространение.

Обратите внимание, по схеме устройства и принципам работы данные коробки заметно отличаются. Далее мы отдельно рассмотрим двухвальную коробку, так как подавляющее большинство современных автомобилей с передним приводом.

Общее устройство двухвальной механической коробки передач (в отличие от трехвальной с промежуточным валом) предполагает следующие составные элементы:

Картер изготавливается из алюминия или магниевых сплавов. В картере КПП размещаются основные элементы коробки и механизмы, также он является резервуаром для трансмиссионного масла. Ведущий вал соединен со сцеплением при помощи имеющегося шлицевого соединения. На валу жестко крепится блок шестерен.

Ведомый вал установлен параллельно, также на нем закреплен набор шестерен. При этом шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также имеют возможность свободно вращаться на валу. Также на ведомом валу жестко крепится ведущая шестерня главной передачи.

Еще между шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов (синхронизаторы). Их работа представляет собой выравнивание, то есть синхронизацию угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность продольно двигаться по валу благодаря шлицевому соединению. Большинство современных КПП сегодня имеют синхронизаторы всех передач. Исключением можно считать бюджетные модели, где первая и задняя передача не синхронизированы.

Через главную передачу и дифференциал осуществляется  передача крутящего момента от вторичного вала через ряд элементов трансмиссии на ведущие колеса. Дифференциал при определенных условиях позволяет реализовать вращение колес так, что у них будет разная угловая скорость.

Что касается механизма переключения передач (в отличие от трехвальных КПП, где механизм находится внутри), на двухвальной коробке он расположен отдельно (вынесен наружу из корпуса).

Коробка связана с механизмом переключения посредством тросов (тросовая коробка передач) или специальных тяг. Как правило, самым простым и доступным является соединение тросиками, которое широко используется в устройстве механизмов переключения.

Сам механизм переключения передач двухвальной коробки включает в себя рычаг управления, который соединен тросиками с рычагами выбора, а также включения передач. Указанные рычаги присоединены к центральному штоку переключения передач, а шток имеет вилки.

Для выбора передачи нужно совершить поперечное движение рычагом управления по отношению к оси кузова авто, тогда как для включения той или иной передачи нужно выполнить продольное движение относительно упомянутой оси. В этом состоит главное отличие работы механизма переключения передач двухвальных КПП от трехвальных.

Если иначе, все движения рычага КПП можно разделить на поперечные и продольные. Когда совершается поперечное движение,  усилие передается на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач. Рычаг проворачивает центральный шток вокруг оси, позволяя выбрать передачу.

Далее, когда происходит продольное перемещение рычага, усилие передается на трос переключения передач, который оказывает воздействие на рычаг переключения передач. Указанный рычаг инициирует горизонтальное перемещение штока с вилками. Та или иная вилка на штоке осуществляет смещение синхронизатора КПП, блокируя шестерни ведомого вала.

Еще добавим, что для уменьшения размеров КПП, а также с целью добавления ступеней в некоторых агрегатах может стоять не один ведомый вал, а несколько (два вала или три). На каждом из таких ведомых валов жестко крепится шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней. Фактически, такая коробка имеет сразу несколько главных передач.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Общий принцип работы двухвальной и трехвальной коробки идентичен. Когда рычаг управления находится в положении «нейтраль», передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса не происходит. После того, как водитель перемещает рычаг, вилка также смещает муфту синхронизатора.

Синхронизатор выравнивает угловые скорости шестерни выбранной передачи и ведомого вала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают виды коробок передач. Из этой статьи вы узнаете о разновидностях КПП, отличиях и особенностях различных типов коробок передач.

Затем зубчатый венец синхронизатор входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни. Результат- шестерня на ведомом валу блокируется (включается передача, шестерни которой формируют пару с тем или иным передаточным числом).

Таким образом, коробка передач начинает передавать крутящий момент от двигателя на колеса. Еще отметим, что задний ход реализован отдельной задней передачей. Само изменение направления вращения становится возможным благодаря использованию промежуточной шестерни заднего хода, которая ставится на отдельную ось.

Что в итоге

Как видно, устройство двухвальной КПП относительно простое по сравнению с трехвальными аналогами. Более того, механизм управления тросиковых коробок позволяет сделать переключения более четкими. Также отсутствует ряд характерных проблем с механизмом выбора и включения передачи, которые присущи коробкам, где указанный механизм находится внутри корпуса коробки в масле.

Напоследок отметим, что при соблюдении правил эксплуатации и своевременном обслуживании, а также качественных настройках и регулировках «кулисы» и других элементов, двухвальная коробка передач отличается достаточно большим ресурсом и высокой надежностью.

Ремонт двухвальной коробки также не представляет особых сложностей для опытных специалистов.  Такие качества делают данную КПП надежным и комфортным решением для многих легковых автомобилей с передним приводом. 

Читайте также

Как правильно переключать передачи на механике во время движения

Приветствую читателей моего блога! Помните свои первые поездки за рулем автомобиля? Может рядом сидел отец, а может быть инструктор автошколы. Одна из самых больших сложностей, с которыми приходится столкнуться начинающему водителю — это переключение скоростей. Ведь в это время нужно еще не терять контакт с дорогой и окружающей обстановкой. Тронуть машину с места для многих становится трудно разрешаемой задачей. Как правильно переключать передачи на механике во время движения — это то, о чем я хочу поговорить с Вами на страницах сегодняшнего обзора.

   О механике и автоматах

Несмотря на то, что автоматические коробки передач перестали быть диковинкой для наших сограждан, традиционная механика по-прежнему популярна и распространена. Чтобы не пришлось тратиться на новую коробку передач, важно понять основные правила и приемы плавного переключения скоростей.

Механика предназначена для плавного и равномерного распределения крутящего момента, которое вырабатывает двигатель. Ручная коробка, которую принято называть механической, обычно включает в себя от 4 до 6 различных передач, но чаще всего на современных автомобилях их 5. Это не считая задней скорости, которая еще называется реверсом. Именно сцепление является связующим элементом между двигателем и коробкой. В зацеплении с коленчатым валом, который постоянно вращается, находится первичный вал КПП. Именно сцепление позволяет без рывков разъединять эти узлы и соединять снова.

   Скоростные диапазоны движения

Начнем по порядку. Самым первым правилом, которое Вы должны запомнить: при переходе на другую передачу обязательно сначала идет выжим сцепления. Педаль отпускается уже после того, как включена нужная скорость. Новичкам трудно бывает сориентироваться, и во время переключения они теряют контроль за транспортным средством.

Для того, чтобы вовремя менять передачи, сделать движение автомобиля более динамичным и экономичным, была разработана шкала так называемого скоростного диапазона. Итак существует следующая градация, которая подсказывает, когда и на какой скорости мы переводим рычаг КПП в следующее положение.

На фото приведены значения для наиболее интенсивного разгона. Для размеренного движения значения приведены ниже (это ориентировочные значения, конкретные цифры зависят от передаточного числа трансмиссии Вашего автомобиля):

• 1‑я передача, режим движения от 0 до 20 км/час;
• 2‑я, 20–40 км/час;
• 3‑я, 40–60 км/час;
• 4‑я, 60–80 км/час;
• 5‑я, свыше 80 км/час.

Однако указанные скоростные ограничения применимы к автомобилям без транспортируемых грузов и при движении на дорогах с обычным дорожным покрытием. Если Вы движетесь по бездорожью или автомобиль дополнительно нагружен, то переключать скорости нужно немного позднее, давая машине возможность хорошего разгона. Особенно это касается ситуаций, когда приходиться взбираться на крутой подъем.

   Основные ошибки новичков — чего следует избегать

Есть и другие рекомендации, позволяющие понять, для чего предназначена та или иная передача в механической КПП. Первая необходима нам для того, чтобы машина тронулась с места, вторая для разгона, третья скорость для совершения обгонов. Четвертая и пятая используются соответственно для передвижений по городским дорогам и загородным автомагистралям.

У начинающих водителей встречаются одни и те же типичные ошибки. Они не могут понять на слух, что пришло время сменить передачу. Из-за этого мотор работает на чересчур высоких оборотах, автомобиль теряет скорость, утрачивается контроль за движением. Нередко новички не могут тронуться с места, из-за того, что слишком резко бросают педаль сцепления. Как следствие, машина дергается, глохнет. Это приводит к ускоренном износу некоторых узлов трансмиссии и сцепления. Начинающие нередко запаздывают с включением второй скорости. Они трогают автомобиль с места, а потом разгоняют его, вынуждая мотор надсадно реветь. В то же время, достаточно быстро можно перейти с 1‑й передачи на 2‑ю практически сразу после трогания.

Опытные инструкторы всегда учат новичков убирать ногу с педали сцепления сразу после того, как педаль отпускается. Во-первых, в этом случае сцепление быстрее изнашивается. Во-вторых, нога устает намного больше. В то же время, положение ноги на полу дает водителю дополнительную точку опоры и не так нагружает позвоночник. Начинающие зачастую грешат тем, что при смене режимов движения левая рука непроизвольно поворачивает руль, особенно, если находится в неправильной его части.

   Как переключаться и слушать двигатель

Итак, как же правильно переключать передачи. Алгоритм выполнения сводится к следующим действиям. Важно лишь правильно понять и запомнить их последовательность:

1. Резким движением ноги выжимаем до конца педаль сцепления. Газ при этом отпускаем.
2. Быстро на плавно переводим рычаг нашей МКПП в необходимую позицию, обязательно через нейтральное положение.
3. Плавно убираем ногу с педали сцепления, а газ наоборот прибавляем, чтобы компенсировать потерю скорости транспортным средством.
4. Еще больше добавляем газ и увеличиваем скорость движения.

Важно уметь слушать свою коробку передач и обороты двигателя. На первых порах на помощь придет тахометр с его показаниями. Для бензиновых моторов нормальными являются обороты в районе 2000–3000 об/минуту. Если это значение больше, значит пришла пора включить следующую скорость. Для дизельных силовых агрегатов тот же показатель несколько ниже — порядка 1500–2500 оборотов. Со временем Вы приобретете навык определять этот момент на слух.

Чтобы научиться своевременно включать нужные скорости, друзья, требуется практика и еще раз практика. Надеюсь, что Вам также помогут приведенные здесь рекомендации бывалых автомобилистов. Читайте мой блог в ближайшие дни — будут публиковаться новые полезные и интересные материалы. На сегодня прощаюсь!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы

Автор:Андрей