Принцип работы кпп: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Принцип работы коробок передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

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.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

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.

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.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

4-ступенчатую;
5-ступенчатую;
6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества	Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание	Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью	Возможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

отпустить педаль газа;
левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Как работает механическая коробка передач

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки.

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Механическая коробка переключения передач, устройство, принцип работы

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Содержание

1 Работа сцепления
2 Конструктивные особенности
3 Устройство КПП
- 3.1 Сцепление
- 3.2 Шестерни и валы
- 3.3 Синхронизаторы
4 Принцип работы автомобильных коробок передач
5 Виды трансмиссии
6 Процесс переключения передач

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:

На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
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.

Конструктивные особенности

Рисунок 1. Две шестерни с различным числом зубьев в зацеплении.

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Принцип ее работы, если кратко, заключается в том, что шестерни зубчатого типа находящееся в корпусе коробки входят в поочередное зацепление в различных комбинациях. Таким образом, образовываются различные передачи, отличающиеся передаточным числом.

Сцепление обеспечивает временный разрыв передачи потока крутящего момента от двигателя к трансмиссии — это нужно для переключения передач.

Традиционная МКПП состоит из корпуса, который называется картером, валов, расположенных параллельно и шестерней, синхронизаторов.

Изменение числа оборотов при различных передачах можно объяснить на примере двух шестерней с различным числом зубьев (смотрите рисунок 1).Если поставить две шестерни в зацепление: у первой зубьев 20, а у второй 40, то при двух оборотах первой шестерни, вторая выполнит только один оборот. При такой ситуации передаточное число равно двум. Для чего оно нужно? От величины значения указанного числа зависит скорость раскручивания нужных оборотов мотором. ПЧ влияет на ускорение. Чем больше передаточное число, тем «мощнее» и «короче» будет передача. При этом максимальная скорость станет меньше, возникнет частая необходимость в смене передачи. Производители трансмиссий придерживаются средних значений ПЧ, создают многоступенчатые конструкции с определенной схемой переключения.

Рекомендуем посмотреть видео об устройстве механической трансмиссии:

Устройство КПП

Коробка передач является многоступенчатым закрытым рулевым 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

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Виды трансмиссии

Корпус механической трансмиссии выполняется из легкого, но очень прочного сплава, он герметичен и наполнен специальным маслом, которое позволяет поддерживать рабочие элементы агрегата в хорошем состоянии, даже при больших нагрузках.

Трехвальная механическая коробка передач

Трехвальные механические коробки состоят из таких валов:

Первичного (ведущего), соединенного посредством сцепления с маховиком мотора.
Вторичного (ведомого), имеющего жесткое соединение с карданным валом.
Промежуточного. Его предназначение — передача вращения от первого вала ко второму.

Ведомый вал опирается на подшипник, находящийся в хвостовике первичного вала. Между ними нет жесткой связи, они выполняют вращение независимо друг от друга. На ведомом валу размещен блок шестерен. На первичном — расположена шестерня, находящаяся с ним в жестком закреплении. Промежуточный вал размещен параллельно первому валу, имеет блок шестерней жестко закрепленных на нем. Шестерни всех валов пребывают в постоянном зацеплении.

На ведомом валу между шестернями размещены синхронизаторы, предназначенные для бесшумного переключения передач, они выравнивают угловую скорость шестерни и вала. Синхронизатор позволяет поочередно включать две шестерни вторичного вала.

На корпусе коробки размещается механизм для переключения скоростей, он представлен в виде рычага управления и ползунов с вилками. Чтоб не произошло одновременное включение нескольких передач, этот механизм оборудован блокировкой. Если рычаг для переключения скорости размещен в кузове автомобиля, то используется механизм для дистанционного управления, он называется «кулисой».

Принцип работы указанной коробки состоит в том, что при переведении рычага управления определенная вилка выполняет перемещение муфты синхронизатора, который совмещает угловую скорость вала и шестерни, обеспечивая передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор на вторичный вал коробки. Задняя передача достигается при вращении вторичного вала в противоположную сторону. Достигается она при помощи дополнительной шестерни заднего хода. Она позволяет получить нечетное число пар шестерен: крутящий момент изменяет направление. Для лучшего понимания схемы переключения передач смотрите рисунок 2.

Рисунок 2. Переключение передач МКПП.

Устройство двухвальных коробок имеет ведущий и ведомый валы, расположенные параллельно. При помощи шестерни, размещенной на первичном валу, передается крутящий момент на шестерню вторичного, зафиксированную синхронизатором. Остальные процессы выполняются аналогично трехвальной МКПП. Достоинством двухвальных коробок есть компактность трансмиссии. Плюс они имеют лучший КПД из-за небольшого количества деталей. В указанной коробке отсутствует прямая передача, поэтому ее применяют для легких транспортных средств.

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.

Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более «драйверскими» ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Принцип работы и устройство коробки передач. Ремонт коробки передач

Основным недостатком большинства двигателей внутреннего сгорания является несовпадение скоростей вращения колес и маховика. Дополнительным минусом является тот факт, что максимальный крутящий момент в силовых агрегатах достигается только в небольшом промежутке оборотов. На максимальных оборотах маховика набирается предельная мощность.

Системы трансмиссии и ее разные виды применяются для того, чтобы двигатель мог работать в оптимальном режиме при разных условиях. В большинстве автомобилей используется механическая КПП, устройство и принцип работы которой известны далеко не каждому автолюбителю.

Принцип работы коробки передач

В конструкцию коробки переключения передач входят зубчатые шестерни, которые входят и выходят из зацепления по воле водителя, формируя тем самым передачи с разными передаточными отношениями.

Механическая коробка передач в автомобиле функционирует только вместе с системой сцепления, соответственно, в момент переключения передач происходит отключение трансмиссии и двигателя. В момент изменения передачи через трансмиссию не может проходить большой крутящий момент. Такое функционирование достигается за счет устройства коробки переключения передач.

Зубчатые колеса и валы КПП

Классические МКПП состоят из набора валов, собранных в картере или корпусе. При помощи подшипников происходит вращение валов коробки передач. Шестерни крепятся непосредственно к валам КПП. Конструкция коробки передач может меняться в зависимости от количества установленных валов и быть двухвальной или трехвальной.

Трехвальные системы

Заднеприводные автомобили оснащаются подобными трансмиссиями. Общее устройство коробок передач такого типа включает в себя специальные колеса и устройства синхронизации вкупе с реверсивной шестерней, предназначенной для передвижения задним ходом.

Обязательной деталью конструкции КПП являются валы: первичный, вторичный и расположенный между ними специальный.

Главный вал соединен непосредственно с двигателем автомобиля через систему сцепления; вторичный, или ведомый, функционирует с карданом. Энергия вращения с ведущего вала на ведомый передается благодаря промежуточному валу.

Особенности конструкции трансмиссии

В большинстве случаев первичный и вторичный валы в коробке передач установлены друг за другом. Опора ведомого вала выполнена на основе подшипника ведущего вала коробки передач, расположенного в хвостовой части ведущего вала. Жесткая связь между этими валами не предусматривается конструкцией коробки переключения передач, благодаря чему оба вала могут функционировать независимо друг от друга.

Промежуточный вал в конструкции трансмиссии размещается между ведущим и ведомым валам, каждый из которых оснащен зубчатыми колесами. Зубцы на таких колесах косые, что позволяет понизить уровень вибрации и шумов во время работы системы.

Ведущий вал оснащен только однозубчатым колесом, передающим крутящий момент промежуточному валу. Расположение шестеренок вторичного, или ведомого, вала позволяет им свободно вращаться, однако перемещаться по продольной оси они не могут. Для включения передачи они блокируются при помощи специального блокировочного устройства: в таком положении на них передается энергия вращения от вала.

Шестеренки, установленные на промежуточный вал, располагаются напротив каждого из колес первичного и вторичного валов. Они на постоянной основе находятся в зацеплении с прочими шестернями конструкции. На промежуточный вал с первичного крутящий момент передается всегда. Принцип работы коробки передач кроется во включении конкретной передачи посредством подключения определенной шестерни, расположенной на ведомом вале.

Переключение передач трансмиссии

Устройство коробки передач не подразумевает наличие одних только зубчатых колес и валов: в конструкцию входят специальные муфты. Каждая из них имеет отличную от зубчатых колес конструкцию и крепится к определенному валу, вращаясь вместе с ним. При этом возможно их перемещение по продольной оси.

Со стороны направленных к муфтам шестеренок ведомого вала располагаются специальные вилки. Аналогичные им детали находятся непосредственно на самих муфтах.

При переключении водителем рычага передач специальным приводом приводятся в действие вилки, двигающие муфты. Замковая система при этом не позволяет активировать сразу несколько передач, что вполне возможно при условии включения рычагом сразу двух ползунов. Замковый механизм стопорит ползуны в нейтральном положении в тот момент, когда начинает двигаться третий ползун. Аналогичным образом исключается одновременная работа сразу двух передач.

Венцы муфты и нужной для переключения передачи шестеренки соединяются, при этом муфта вращается вместе с валом. После соединения с шестерней происходит блокировка последней и их последующее совместное вращение, в результате чего крутящий момент передается от КПП на колесный привод.

Синхронизаторы

Помимо перечисленных выше компонентов, в устройство коробки передач входят дополнительные детали. Описанный выше принцип работы КПП сопровождается вибрациями, громкими шумами и ударами вкупе с необходимостью для водителя самостоятельно определять момент работы муфты и шестеренки на одинаковых оборотах.

В современных коробках переключения передач используются специальные муфты, именуемые синхронизаторами. Их основная задача — уравнивание скорости вращения муфты и зубчатого колеса и устранение блокировки колеса.

Коробки передач двухвального типа

Подобные трансмиссии обладают той же конструкцией, что и трехвальные КПП, за одним исключением: у них отсутствует промежуточный вал. Такие коробки устанавливаются на автомобили с передним приводом. Вращение валов осуществляется в параллельных осях, при этом крутящий момент с одного из зубчатых колес передается на зафиксированную синхронизаторами ведомую валом шестеренку. Принцип работы двухвальной системы такой же, как и в трехвальной, однако в ней невозможна прямая передача.

Устройство коробок передач автомобилей ВАЗ

Большинство автомобилей марки ВАЗ комплектуются пятиступенчатыми механическими трансмиссиями с двухвальной системой, оснащенной дифференциалом. Первичный вал комплектуется зубчатыми колесами с 1 по 4 передачи, 5-я шестерная передача является съемной. Между собой они соединены ведомыми шестеренками.

Одним из основных преимуществ является легкий ремонт коробки передач такого типа, поскольку она является модернизированной версией четырехступенчатого аналога с унифицированными деталями.

От механической трансмиссии к автоматической

Многие автолюбители-новички придерживаются мнения, что автоматическая трансмиссия представляет собой коробку переключения передач и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор представляет собой систему из двух лопастных механизмов: турбины и центробежного насоса. Между ними располагается направляющий реактор. Коленвал двигателя жестко скреплен с колесом насоса. Аналогичное соединение имеется между турбинным колесом и валом КПП. Реактор может вращаться или быть заблокированным обгонной муфтой в зависимости от того, в каком конкретно режиме функционирует ДВС.

Автоматическая коробка передач обладает более сложной конструкцией. Большая часть вырабатываемой энергии направляется на перекачку масла и работу насоса, создающего давление масла в каналах. КПД автоматической трансмиссии ниже, чем механических.

Масляные потоки передают энергию вращения посредством отбрасывания на турбину насосом. Лопасти насоса и турбины имеют определенную геометрию, что улучшает циркуляцию жидкости. Поскольку между КПП и двигателем отсутствует жесткая сцепка, мотор можно останавливать даже при включенной передаче.

Планетарные передачи

Изменение передаточных чисел происходит при вращении одних деталей и жесткой фиксации других. Вал гидтротрансформатора передает крутящий момент и, соответственно, вращение на планетарные системы.

Основным отличием автомата от механики является то, что включение любой передачи осуществляется без разрыва потока мощности: при дезактивации одной передачи происходит активация другой. Такой переход осуществляется без рывков, которые могут чувствоваться водителем во время езды.

Виды коробок передач

Исключая стандартную механическую трансмиссию, существуют и другие виды КПП — роботизированная, вариаторная и автоматическая.

Вариаторная коробка передач — бесступенчатая. Основными деталями ее конструкции являются раздвижные шкивы и соединяющий их ремень, имеющий трапециевидную форму. Основным преимуществом такой трансмиссии является поддержание оптимального режима работы автомобиля. В качестве дополнительных можно отметить экономичность, плавность движения и динамичность разгона. Если сравнивать с автоматической трансмиссией, то конструкция вариатора значительно проще, соответственно, и ремонт коробки передач такого типа легче. Несмотря на свои достоинства, вариаторная КПП уступает механической в экономичности и динамике. Помимо этого, вариатор не совместим с мощным двигателем, поскольку его ремень отличается небольшой долговечностью. Обслуживание и ремонт такой трансмиссии — дорогостоящее удовольствие, в связи с чем ее проще заменить. Кроме того, для того чтобы тронуться с места и двигаться назад, требуется установка дополнительных механизмов.
Устройство коробки передач — робота практически не отличается от механической: передача крутящего момента к трансмиссии от двигателя осуществляется посредством однодискового сцепления. При этом имеется и свой нюанс: процессы переключения передач и включения/отключения сцепления в роботизированной трансмиссии полностью автоматизированы. Благодаря этому такая КПП значительно упрощает процесс управления автомобилем: водителю не требуется вручную переключать передачи. К дополнительным преимуществам можно отнести небольшой вес и экономичность. Впрочем, имеются у нее и свои минусы: отсутствие плавности работы и задержка при переключении передач. На высокой скорости движения переключение передач может сопровождаться толчками и рывками. Исправить ситуацию в ручном режиме не получится, поскольку управление сцеплением полностью автоматизировано и осуществляется электроникой. В четкости и точности переключения передач роботизированная КПП значительно уступает автоматической. Кроме того, автомобили, оснащенные роботизированной трансмиссией, при начале движения немного откатываются назад. С учетом всех перечисленных недостатков роботизированные коробки чаще всего устанавливаются на бюджетные модели транспортных средств.

Залогом эффективной работы трансмиссии является оптимальный уровень масла в картере. Определить его и подсказать, как проверить масло в коробке передач, поможет специалист автосервиса или информация, указанная в руководстве по эксплуатации транспортного средства.

Основные неисправности и ремонт КП

Оперативный ремонт трансмиссии может потребоваться при диагностике следующих наиболее часто встречаемых неисправностей: самопроизвольного отключения и затрудненного включения передач, утечки масла, перегрева коробки или сторонних шумов в работе.

Затрудненное включение передачи может провоцироваться следующими факторами:

деформация вилки или рычага переключения передач;
заедает сферический шарнир;
тугой ход штока из-за забитых гнезд, что заклинивает блокировочные сухари.

Передачи могут самопроизвольно отключаться, причем причины этого могут быть разными:

износ гнезд или шариков штоков;
износ колец синхронизатора или зубцов муфты;
понижение упругости пружин фиксаторов.

Износ синхронизаторов, шестерен или подшипников, люфт валов, слишком грязное масло или его низкий уровень могут провоцировать появление сторонних шумов при работе трансмиссии.

Многие владельцы отмечают утечку масла из коробки передач, причиной чему может послужить недостаточно прочное крепление картерной крышки, износ прокладок или сальников валов. Низкий уровень масла в коробке приводит к ее перегреву, что может стать причиной полного выхода трансмиссии из строя.

Ремонт коробок переключения передач во всех вышеперечисленных случаях осуществляется либо при помощи специальных ремкомплектов, либо посредством замены поврежденных и вышедших из строя деталей.

Как работает коробка передач (трансмиссия)?

Преобразование скорости и крутящего момента происходит в коробках передач за счет расположения шестерен или шкивов разных размеров.

1 Преобразование скорости
- 1.1 Коэффициент трансмиссии
- 1.2 Руководитель
- 1,3 РАЗВЛЕНИЕ И ЦЕЧЕСКИЙ ДИР ДВИД
2 Стадии передачи
3 ПРИМЕР ОТВЕТСТВЕННЫХ РЕЗЕМЦИИ
4 ПРИВЕТСТВЕННЫЙ СТРАНС
- 4. 1.
- 4.2 Ременная передача

Преобразование скорости

Как объясняется в статье Что такое трансмиссия (коробка передач) и для чего она используется?, трансмиссии используются, помимо прочего, для установки скорости на желаемое значение. Такое преобразование скорости становится очевидным при взгляде на анимированную зубчатую передачу ниже. В этом случае скорость снижается от передачи к передаче.

Снижение скорости может быть связано с разным количеством зубьев между соответствующими парами шестерен. Например, первые ведущая шестерня (зеленая) на приводном валу имеет всего 15 зубьев. В результате эти 15 зубьев совершают один полный оборот при повороте зубчатого колеса. Они толкают следующую ведомую шестерню (оранжевого цвета) на 15 зубьев дальше.

Однако эта ведомая шестерня имеет больше зубьев из-за большего диаметра. В результате он больше не движется на полный оборот. В данном случае ведомая шестерня имеет всего 30 зубьев. Таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая шестерня проталкивается только на пол-оборота. В конечном итоге это означает уменьшение скорости вдвое.

Обратите внимание, что отдельные зубья больших шестерен имеют те же размеры, что и зубья меньших шестерен, поскольку соответствующие зубья должны совпадать друг с другом. Такая блокировка шестерен также называется зацеплением .

Передаточное отношение

Изменение скорости от ведущего колеса к ведомому описывается так называемым передаточным числом i. Он определяется следующим образом:

\begin{align}
\label{def_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

В этом уравнении n ₁ обозначает скорость вращения ведущего колеса, а n ₂ — скорость вращения ведомого колеса. Если направление вращения реверсируется с редуктором, это обычно обозначается отрицательным знаком. Однако по соображениям простоты это соглашение не будет применяться в дальнейшем.

В случае, описанном выше, передаточное число между двумя шестернями равно i = 2, что означает, что ведущее колесо вращается в два раза быстрее, чем ведомое колесо, или ведомое колесо движется в два раза медленнее, чем ведущее колесо. Часто передаточные числа также даются в виде 2:1 («два к одному»).

Передаточное отношение определяется как отношение скоростей вращения ведущего колеса к ведомому колесу. Он наглядно показывает, как часто ведущее колесо должно повернуться за один оборот ведомого колеса!

Зубчатая передача

Для двух парных шестерен передаточное отношение определяется (обратным) отношением числа зубьев z или соответствующим диаметром делительной окружности d:

\begin{align}
\label{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis }
&\boxed{i = \frac{z_2}{z_1} = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Рабочий шаг диаметр окружности — это диаметр воображаемых цилиндров делительной окружности , которые катятся друг на друга без скольжения (несколько неточно, просто упоминается как диаметр окружности делительной окружности ). Следовательно, окружные скорости на рабочем делительном круге обоих зубчатых колес идентичны. Диаметр делительной окружности зубчатого колеса в конечном итоге эквивалентен диаметру шкива ременной передачи.

Диаметр делительной окружности – это диаметр воображаемых цилиндров, которые катятся друг на друга без проскальзывания!

Ременная передача и цепная передача

В случае фрикционной или ременной передачи (или цепной передачи) передаточное отношение может быть определено (обратным) отношением соответствующих диаметров колес d:

\begin{align}
\label{rad_uebersetzungsverhaeltnis}
&\boxed{i = \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Если, например, ведомое колесо в два раза больше ведущего колеса, это также относится к соответствующим окружностям колеса. В то время как ведущее колесо вращается один раз, колесо двойного размера вращается только на пол-оборота (либо путем качения друг на друга в случае фрикционных колес, либо с помощью цепей или ремней в случае ременных передач или цепных передач). Таким образом, скорость уменьшается вдвое, и передаточное отношение i = 2 снова присутствует.

Ступени редуктора

В принципе, каждой колесной паре в трансмиссии может быть назначено определенное передаточное отношение, при котором изменяется скорость. Приведенные выше анимации зубчатой и ременной передач показывают, что трансмиссия обычно состоит не из одной пары колес, а из нескольких, каждое из которых установлено на своем валу.

Каждая пара колес, находящихся в зацеплении друг с другом, представляет собой так называемую ступень редуктора и характеризуется определенным передаточным числом. Как правило, коробка передач имеет несколько ступеней передачи, каждая из которых имеет разные передаточные числа.

Ступень редуктора — это колесная пара в коробке передач, при которой изменяется скорость или крутящий момент!

Таким образом, когда мы говорим о передаточном отношении всего редуктора, мы имеем в виду общее передаточное число , то есть передаточное число между входным и выходным валами всего редуктора! Общее передаточное число i _t можно рассчитать путем умножения отдельных передаточных чисел ступеней редуктора:

\begin{align}
&\boxed{i_{t} = i_1 \cdot i_2 \cdot i_3 \cdot \dots} \\[5px]
\end{align}

Общее передаточное число редуктора является результатом умножения отдельных передаточных чисел соответствующих ступеней редуктора!

Более подробную информацию о функции и устройстве ступеней редуктора можно найти в статье Что такое ступени редуктора?.

Формы передаточных чисел

Коробки передач не всегда должны быть рассчитаны на снижение скорости, как в случае с анимациями выше. Во многих технических приложениях также желательно увеличение скорости. Так бывает, например, при движении по автомагистралям. Чтобы двигаться вперед как можно быстрее, колеса должны вращаться как можно быстрее. Следовательно, необходимо увеличить скорость вала двигателя с помощью коробки передач. Тогда большое зубчатое колесо должно приводить в движение меньшее колесо.

В таких случаях передаточное отношение меньше единицы и также говорят о передаточном числе . При передаточном отношении больше единицы ведомое колесо вращается медленнее, чем ведущее, и говорят несколько неточно об отношении мощности . Заметьте, что мощность в физическом смысле не трансформируется, а остается постоянной. Только крутящий момент увеличился при соотношении мощности. Поскольку скорость снижается в соответствии с увеличением крутящего момента, трансмиссию часто называют 9-й. 0033 редуктор или редуктор .

Передаточное отношение, которое приводит к увеличению скорости, называется передаточным числом. Передаточное отношение, которое приводит к увеличению крутящего момента, называется передаточным числом.

Например, при трогании автомобиля с места на первой передаче имеет место передаточное число с максимальным передаточным числом около i _max = 3,6. Соответственно, скорость снижается в 3,6 раза по сравнению со скоростью двигателя. С другой стороны, на высшей передаче переключаемый мотор-редуктор имеет передаточное отношение с минимальным передаточным отношением ок. я _мин = 0,8. Следовательно, скорость увеличивается в 1,25 раза (=1/0,8).

Коробки передач, которые могут изменять передаточное число, также называются переключаемыми трансмиссиями или механическими трансмиссиями или, для краткости, переключателями передач. Важной характеристикой переключаемых трансмиссий является увеличение передаточного отношения от минимального до максимального. Чем больше это увеличение, тем большие диапазоны скоростей могут быть смещены. Это увеличение также упоминается как разброс передачи S и рассчитывается следующим образом:

\begin{align}
&\boxed{S = \frac{i_{max}}{i_{min}}} = \frac{3.6}{0.8}= 4.5 \\[5px]
\end{align}

Для описываемого редуктора разброс S = 4.5, что означает возможность увеличения передаточного числа в 4.5 раза, начиная с минимального значения.

Отношение максимального к минимальному передаточному числу переключаемой коробки передач называется разбросом трансмиссии!

Преобразование крутящего момента

В предыдущем разделе было описано преобразование скоростей двух передач. Из-за сохранения энергии изменение крутящего момента всегда связано с этим изменением скорости (см. также статью Что такое редуктор и для чего он нужен?)! Это обсуждается более подробно в следующих разделах.

Зубчатая передача

Изменение крутящего момента в паре шестерен становится очевидным, если внимательно посмотреть на возникающие силы. Далее предполагается, что ведущее зубчатое колесо имеет крутящий момент M ₁ . Смежное зубчатое колесо приводится в движение этим крутящим моментом.

В зависимости от диаметра d ₁ ведущей шестерни с крутящим моментом M ₁ связана определенная сила F. Под действием этой силы боковые поверхности зубьев делительной окружности ведущей шестерни теперь прижимаются к боковым сторонам зубьев ведомой шестерни (также воздействуя на делительную окружность).

Действующая сила F может быть определена из определения крутящего момента («крутящий момент = приложенная сила x плечо рычага»). Таким образом, при заданном крутящем моменте M ₁ , соответствующую силу F на боковых поверхностях зуба можно определить, используя соответствующий диаметр делительной окружности d ₁ :

\begin{align}
&M_1 = F \cdot r_1 = F \cdot \frac{d_1}{ 2} \\[5px]
\label{m_t}
&\underline{F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Примечание: Для упрощения дела предполагалось, что сила действует по касательной к делительной окружности, так что сила и плечо рычага (= половина диаметра делительной окружности) перпендикулярны друг другу. Более подробную информацию о фактическом направлении силы эвольвентных передач можно найти в соответствующей статье.

Рассчитанная сила F ведущей шестерни из уравнения (\ref{m_t}) также действует на ведомую шестерню. Однако, поскольку ведомая шестерня имеет другой диаметр делительной окружности, сила теперь действует на измененное плечо рычага (d ₂/2). Следовательно, это также связано с изменением крутящего момента:

\begin{align}
&M_2 = F \cdot r_2 = F \cdot \frac{d_2}{2} ~~~\text{с уравнением (2)} ~~~F = 2 \cdot \frac{M_1}{d_1} ~~~\text{:} \\[5px]
&M_2 = \underbrace{2 \cdot \frac{M_1}{d_1}}_{= F} \cdot \frac{d_2}{2} \\[5px]
\label{m_1}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{d_2}{d_1}} \\[5px]
\end{align}

Это показано уравнением (\ref{m_1}) что крутящий момент M ₂ на ведомой шестерне пропорционален отношению соответствующих диаметров делительной окружности d ₂ /d ₁ . Чем больше ведомая шестерня по отношению к ведущей, тем больше будет увеличение крутящего момента.

Для зубчатых колес диаметр делительной окружности прямо пропорционален количеству зубьев. Поскольку при двойном диаметре (делительной окружности) окружность зубчатого колеса в два раза больше, и, таким образом, также имеется место для удвоенного количества зубьев.

Если ведомая шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня, соответствующий двойной рычаг в конечном итоге удваивает крутящий момент. В этом отношении увеличение крутящего момента также может быть выражено соотношением количества зубьев:

\begin{align}
\label{m_2}
&\underline{M_2 = M_1 \cdot \frac{z_2}{z_1 }} \\[5px]
\end{align}

Отношение диаметров делительной окружности в уравнении (\ref{m_1}) или отношение количества зубьев в уравнении (\ref{m_2}) соответствует передаче отношение i в уравнении (\ref{zaehne_uebersetzungsverhaeltnis}). Это означает, что изменение крутящего момента также может быть выражено напрямую через передаточное отношение:

\begin{align}
\label{1}
&\boxed{M_2 = M_1 \cdot i }~~~\text{with}~~~\underline{i = \frac{z_2}{z_1}= \frac{d_2}{d_1}=\frac{n_1}{n_2}} \\[5px]
\end{align}

Обратите внимание, что передаточное отношение определяется как отношение скоростей вращения ведущей шестерни к ведомой шестерни. Таким образом, для скорости n ₂ ведомой шестерни при определенном передаточном числе i применяется следующая зависимость от исходной скорости n ₁:

\begin{align}
\label{2}
&\boxed{n_2 = \frac{n_1}{i} } \\[5px]
\end{align}

По мере увеличения крутящего момента в соответствии с уравнением (\ref{1}) при при определенном передаточном отношении скорость уменьшается в одинаковой степени согласно уравнению (\ref{2}) и наоборот. В конечном итоге это прямое следствие закона сохранения энергии. В разделе «Энергетический подход» это соотношение явно выводится с использованием закона сохранения энергии.

При увеличении скорости редуктором крутящий момент уменьшается в той же степени, и наоборот!

Обратите внимание, что приведенные выше уравнения применимы только к идеальному случаю нерассеивающей коробки передач. Как правило, трение вызывает снижение мощности и, следовательно, снижение теоретически рассчитанного крутящего момента для ведомого вала. Эти потери мощности учитываются КПД редуктора \(\eta_g\):

\begin{align}
&\boxed{M_2 = M_1 \cdot i \cdot \eta_g } \\[5px]
\ end{align}

Для расчета скорости, однако, КПД шестерни не играет роли, так как преобразование скорости зависит от количества зубьев (зубья не могут проникать друг в друга и, таким образом, обеспечивают более низкую скорость, чем задано) по соотношению количества зубьев).

Ременная передача

Также с тяговым механизмом изменение крутящего момента происходит так же, как и в зубчатых передачах. В зависимости от диаметра d ₁ ведущее колесо с крутящим моментом M ₁ натягивает ремень или цепь с определенной силой F по уравнению (\ref{m_t}).

Та же сила F действует и на ведомое колесо через ремень или цепь. Поскольку диаметр d ₂ ведомого колеса отличается от ведущего колеса, возникает изменение крутящего момента M ₂. Измененный крутящий момент M ₂ на ведомом колесе снова получается из уравнения (\ref{m_1}). Точные силы, действующие на ременные передачи, более подробно описаны в отдельных статьях.

Коробка передач с последовательным переключением. Секвентальная коробка передач: принцип работы, особенности

Если вам нужен автомобиль, который будет быстро разгоняться до 100 км/ч, обладать высокими динамическими и скоростными показателями, стоит обратить внимание на транспорт, где будет установлен секвентальный тип КПП .

Что такое секвентальная коробка передач?

Секвентальный редуктор в разобранном виде

Секвентальный редуктор обеспечивает динамичность хода, а также простоту управления машиной. Скорости переключаются в строгой последовательности. Этот тип КПП получил широкое распространение в середине 1990-х годов.

Принцип работы секвентальной коробки передач. С помощью селектора меняются скоростные режимы. Коробка является достойным конкурентом редукторам известных типов. Несмотря на то, что сцепление есть, им управляет электронный блок.

Схематическое изображение КПП

Следует отметить, что вес секвентальной коробки передач небольшой. Несмотря на это, создается большой крутящий момент. В ее основе шестерни, имеющие прямые зубья, сервопривод, основанный на гидравлической основе. Это причина быстрой смены передач. Доступные активационные муфты представляют собой серию кулачков. Секвентальная коробка передач не позволяет автомобилисту свободно выбирать передачи, т.е. перепрыгивать сразу несколько.

Таким образом, машины, где установлена коробка данного типа, отличаются высокой скоростью переключения скоростей. Поскольку в основе трансмиссии лежит гидравлическая система, отмечается отзывчивость транспорта.

Машины с секвентальной коробкой передач

BMW M3 с секвентальной коробкой передач

Эту коробку можно встретить на автомобилях BMW, где имеются индивидуальные приводные тяги, обеспечивающие переключение передач. В частности, на иномарке БМВ М5 Е60 этот агрегат способствует увеличению динамики движения. Машина оснащена вентилируемыми дисковыми тормозами на двух осях, контролем курсовой устойчивости. Следует отметить наличие двухдискового сцепления, двух ведомого и ведомого дисков, промежуточного диска. Кроме этой версии автомобиля, указанный тип коробки можно встретить на БМВ М3, Мерседес бенз С-класса. Перечисленные автомобили относятся к категории спортивных.

Среди отечественных автомобилей эта коробка встречается на ВАЗ-2108. Агрегат представляет собой упрощенную версию стандартной механики. Работа этого устройства позволяет эффективно маневрировать, быстро переключаться с одной передачи на другую.

Сильные и слабые стороны кулачковых коробок передач

Ряд скоростных автомобилей имеют кулачковые коробки передач. Преимущество коробки такого типа в том, что она позволяет машине достигать высоких скоростных показателей. Компоненты этого редуктора позволяют выдерживать высокие нагрузки. За счет того, что имеются прямозубые шестерни, отмечается повышенный КПД, в меньшей степени создаются осевые нагрузки на валы кулачкового редуктора. Механизм переключения передач у этой коробки секвентальный (секвентальный). Изменение скоростей происходит в результате осуществления смещения рычага вперед или назад. Как правило, кулачковые редукторы не имеют синхронизаторов, что повышало скорость редуктора.

Во время движения переключение передач осуществляется без выжима сцепления, достаточно слегка отпустить педаль акселератора. При переключении передач скорость силовой установки не падает, в результате ускорение происходит быстрее.

Однако кулачковая коробка имеет ряд недостатков:

относительно небольшой рабочий ресурс;
высокая цена;
с экономической точки зрения непосредственная установка коробки на автомобиль взамен имеющейся (АКПП или МКПП) не является выгодным решением.

Для продления ресурса этой коробки передач ее следует периодически диагностировать вместе со всей автомобильной системой. В дополнение к этому замените масло. В противном случае при длительной эксплуатации в топливе появится большое количество металлических частиц. Это способствует уменьшению ресурса КПП.

Так, секвентальные АКПП можно встретить на гоночных автомобилях, мотоциклах. Эта КПП характерна не только для легковых, но и для большегрузных автомобилей. Скорости можно переключать с помощью подрулевых лепестков, что является преимуществом коробки передач. Простота эксплуатации – еще один аспект, по которому можно остановить свой выбор на автомобиле с этой коробкой передач.

Автомобильная промышленность быстро развивается. Каждый день появляются новые технологии, которые меняют сознание рядовых автомобилистов. Эволюция трансмиссии является ярким примером.

Сначала была изобретена механическая коробка передач, затем появились автомат и секвентальная коробка передач. Эти три этапа развития заняли примерно сто лет. Естественно, при этом появлялись отрасли и конкретные продукты, имевшие узкий спектр применения.

Внимание! В ряде источников секвентальную коробку называют роботизированной.

Секвентальные коробки передач устанавливаются на гоночные автомобили, грузовики и мотоциклы. Основное их отличие от стандартных МКПП – последовательное переключение передач. Проще говоря, водитель не тратит время на манипуляции с рычагом. Кроме того, система сама выбирает оптимальный момент для перехода. Благодаря этому производительность увеличивается в несколько раз.

Внимание! Если в гонке принимают участие две машины, полностью идентичные по техническим характеристикам, кроме коробки передач, то побеждает та, у которой секвентальная система.

В ролике показано на примере коробки передач на хонде, как работает коробка передач:

В ходе эволюции трансмиссии было выпущено много автомобилей, работающих за счет автомата и механики. Каждая из этих систем имеет свои особенности, которые так или иначе отражаются в последовательном поле.

МКПП устанавливается практически на все отечественные автомобили. К его достоинствам можно отнести высокую надежность и простоту обслуживания. Кроме того, вес самой конструкции намного меньше, чем у автоматической коробки передач.

Благодаря простоте конструкции в производстве механическая коробка намного дешевле автоматической коробки передач. Также нельзя не отметить высокий КПД. Главный недостаток – высокая сложность работы для новичка.

В свою очередь АКПП проста в эксплуатации и не требует длительной подготовки для быстрого переключения. Также благодаря ей двигатель работает с оптимальными показателями. Благодаря этому не бывает перегрузок.

Историческая информация о последовательном поле

Секвентальная коробка часто используется дизайнерами BMW в своих автомобилях. Первая реализация состоялась в 1996 году. Тогда аналогичную систему обзавелась модель Е36 М3.

Внимание! Модификация секвентальной коробки получила название SMG 1.

За пять лет водители смогли оценить все преимущества секвентальной коробки. В результате в 2001 году линейка была дополнена системой SMG 2. Им оснащаются автомобили Е46 М3.

Концепт E46 M3 стал настоящим хитом. Тем более что отзывы автомобилистов о нем были более чем положительные. Наконец, в 2005 году появляется SMG 3. Время, необходимое для переключения, стало еще меньше.

Спортивный тип M

Эта секвентальная коробка считается последней инновацией. Он имеет 7 шагов. До этого ни одному автомобильному концерну не удавалось добиться такого показателя.

Основное преимущество семиступенчатой секвентальной коробки передач SMG заключается в том, что она позволяет водителю выбирать между режимами «Комфорт» и «Спорт». Разумеется, такие устройства устанавливаются только на мощные автомобили.

Принцип и устройство

Проще всего сравнить секвентальную коробку с механикой. При этом их база практически одинакова. Основное отличие — шестерни. Здесь вместо косых зубов прямые. В самой конструкции муфты нет за ненадобностью.

Внимание! Блок управления отвечает за переключение передач.

Само переключение происходит с помощью гидравлики. Благодаря всем этим особенностям секвентальную коробку передач часто устанавливают на гоночные автомобили. Общим знаменателем всех этих модернизаций было то, что коробка передач больше не зависела от вибраций. Точнее, гонщику не нужно тратить время на поиск нужного снаряжения.

При сравнении обычной коробки передач и секвентальной коробки передач особое внимание следует обратить на момент переключения тяги. Как только это произойдет, шток привода подтягивается, поворачивается и нажимается. Это имеет место в стандартной системе, но не в последовательной системе.

В секвентальной коробке при переключении один шток подтягивается вверх, а другой отвечает за нажатие. Это сокращает временной интервал. Эта техническая инновация вывела производительность на новый уровень.

Что такое секвентальная коробка передач:

Особенности функционирования

Рычаг переключения передач в автомобилях с секвентальной коробкой передач расположен на руле. В некоторых модификациях можно увидеть кнопки. При этом система работает в следующих режимах:

спорт;
;
автомат.

Первые два варианта используют механику. Неудивительно, что многие водители-новички выбирают именно эту коробку передач. Как только они достигнут желаемого уровня водительского мастерства, перед ними откроется весь спектр возможностей системы.

Преимущества и недостатки

Каждая система имеет уникальные особенности, определяющие ее работу. Последовательная коробка не стала исключением. К его основным преимуществам относятся:

простота управления,
высокая скорость переключения передач,
доходность,
несколько режимов работы.

Секвентальная коробка передач может быть ручной или автоматической. К сожалению, без недостатков не обошлось, а недостатками устройства являются:

ненадежная конструкция;
быстрый износ всех деталей;
необходимость постоянного обслуживания.

Примером может служить обычный гоночный автомобиль с секвентальной коробкой передач. После каждой гонки она разбирается мастерами. Это обязательное условие для допуска автомобиля к следующей гонке.

Последовательную передачу можно назвать результатом долгой эволюции трансмиссии. Он сочетает в себе преимущества механической коробки передач и автоматической коробки передач. В результате эта система обеспечивает отличный разгонный потенциал и минимизирует расход топлива. Также нельзя не отметить простоту использования.

Создавая секвентальную коробку передач, разработчики ставили цель сократить интервал между переключением скоростей. Благодаря конструктивным особенностям это достигается в такой трансмиссии за счет упрощения переключения передач и исключения операций с педалью сцепления.

Это особенно важно для начинающих и неопытных водителей, которым трудно правильно выполнять процедуры переключения. Но профессионалы также оценят КПП, благодаря ее удобству и возможности тонко чувствовать и контролировать поведение автомобиля, используя максимум его возможностей.

Принцип работы КПП, как было сказано ранее, последовательное переключение, то есть водитель не может «прыгать» с 5 на 2 передачи, ему нужно поочередно проходить каждую. Конструктивно секвентальная коробка передач представляет собой несколько модернизированную «механику», оснащенную электронным блоком и гидравлическим механизмом (или электросервоприводами).

Секционная секвентальная КПП:

Следует отметить, что инженеры также разработали так называемый кулачковый редуктор, конструктивно аналогичный механической. Отличия от обычной «механики» — в устройстве сцепления коробки передач: вместо венца с мелкими зубьями у него несколько крупных кулачков (до 7 штук), зацепляющихся с такими же кулачками на шестерне. Такие коробки оснащены двумя механизмами переключения:

Кулачковые коробки передач используются в основном в спортивных и гоночных автомобилях из-за их высокой скорости и точного переключения передач. Для повседневной езды его преимущества компенсируются высокой стоимостью, требовательностью к расходным материалам и быстрым износом. К тому же отсутствие синхронизаторов требует от водителя очень точных действий, а для «городской» езды на такой КПП требуется хорошая сноровка.

Что такое Sequential Box

Секвентальная коробка передач на автомобиле означает, что водитель выбирает передачи не хаотично, а в четкой последовательности, перемещая селектор коробки передач в одном из направлений. В этом отличие этой коробки от «механики», где после выжима сцепления рычаг можно перевести в любое из положений.

Такая проходная — относительно новое изобретение, появившееся в начале 90-х годов XX века. Изначально этими агрегатами оснащались гоночные автомобили: например, спортивные автомобили BMW 3 серии из автоспортивного подразделения автопроизводителя. Выбор секвентальной коробки передач для оснащения спортивных автомобилей продиктован результатами испытаний: исследования показали, что водитель с помощью такой коробки передач может лучше управлять автомобилем, по сравнению с классической автоматической коробкой передач, при этом у него еще есть возможность влиять на процесс переключения передач так же эффективно, как и на «механику». Это преимущество секвентального узла особенно проявляется там, где необходимо последовательно изменять скорость движения.

Новая коробка снискала любовь автовладельцев, хотя некоторые жаловались на некоторую «заторможенность» переключения передач КПП. Но второе поколение секвентальных коробок решило и эту проблему.

Рычаг переключения Внешний вид:

Переключение «вверх» повышает передачу, «вниз» — понижает. Некоторые автомобили также могут быть оснащены переключателями на рулевом колесе для удобства водителя. Роль педали сцепления выполняет управляемый гидромеханизм, последний также берет на себя переключение передач, если коробка передач работает в «полноценном» режиме АКПП.

Как это работает

Все мы знаем, что такое автоматическая или адаптивная и механическая коробка передач. В первом случае система все делает сама, опираясь на текущие нагрузки и скорость машины. То есть подстраивается под машину. В случае с механикой переключать передачи нужно самостоятельно.

В случае секвентальной коробки передач важно отметить, что она отличается возможностью последовательного переключения передач. Грубо говоря, если на механике можно «перепрыгнуть» с 5 на 3 скорость, то секвенсор не позволит этого сделать

Существует последовательность переключения, которую СКПП не может нарушить.

Изначально СКПП создавались для гоночных автомобилей, автомобилей Формулы 1 и автомобилей, принимающих участие в профессиональных гонках. Но автопроизводителям идея понравилась, поэтому многие внедряют такие коробки в гражданские автомобили. И это радует.

Ошибка многих в том, что они считают СКПП аналогом АКПП. Собственно, механика и послужила вдохновением для создания секвенсора. Он был построен на базе механической коробки передач.

Рассмотрим принцип работы этого устройства и ключевые особенности СКПП. Так вы поймете, что это такое и как работает вся система секвенсора.

СКПП не имеет педали сцепления. Это удовольствие для тех, кто не имеет большого водительского стажа. Управление упрощено, не нужно постоянно выжимать сцепление. За это отвечает электроника, получая сигналы от датчиков при считывании нажатия педали акселератора и включении передачи. Коробка, получив команду от блока управления, передает датчиками сигнал о скорости, с которой сейчас движется автомобиль. Прогрессивный блок — это последний этап, на котором настраиваются параметры движения. Он изучает буквально все, от оборотов двигателя до включения и выключения кондиционера.
В конструкции секвенсора использованы прямозубые шестерни. Их эффективность выше по сравнению с винтовыми конструкциями, стоящими на механике. Последние имеют внушительные потери на трение. Хотя цилиндрические зубья передают меньший крутящий момент. Чтобы компенсировать это, шестерни установлены большого размера.
Гидравлический сервопривод. Последняя отличительная черта. Такое устройство переключается между скоростями. Сейчас многие уверены, что гидросервопривод – достояние роботизированных коробок. Распространенная ошибка, потому что они используют электрические устройства.

Секвенсор работает очень просто. Вы можете использовать рычаг переключения передач или подрулевые лепестки напрямую. Это технология, позаимствованная у гоночных автомобилей, которая очень хорошо прижилась в народе. Особенно у БМВ и Тойоты.

Если вы посмотрите на коробку, то увидите на ней рычаг, который двигается вверх и вниз. Плюс есть дополнительные режимы, в зависимости от автопроизводителя.

Нажатие вверх (где есть +) поднимает на одну передачу вверх, а перемещение в сторону с «минусом» позволяет опустить коробку на 1 передачу.

Вот что значит комфортно и удобно. Неудивительно, что многие стремятся поставить СКПП на свой автомобиль. Некоторые умельцы умудряются впихнуть коробку на ВАЗ 2108 и 2107. Есть и заводские модели в паре с секвентальной.

Но я буду честен. Это актуально для спортивных автомобилей, от которых ждешь скорости и минимальных потерь при разгоне. Для автомобиля с мощностью под капотом менее 150-200 л.с., и который служит для семейных поездок, БЗК не нужен.

Традиционная коробка

На традиционных коробках передач, устанавливаемых на большинство отечественных автомобилей, нейтральное положение рычага переключения передач устанавливается посередине. Чтобы тронуться, выжимаем сцепление и включаем первую передачу. В дальнейшем при росте скорости рекомендуется их последовательно переключать.

У этих редукторов гораздо меньше шансов выйти из строя в случае неожиданной перегрузки. Использование консистентной смазки вместо масляной смазки снижает вероятность потери смазки через уплотнения вала. Снижение вероятности потери смазки особенно важно для вертикально установленных редукторов и мешалок.

На рисунке выше центральный серый вал — это входной вал. Тот же вал показан на рисунке ниже. Он разработан с эксцентриковым кулачком на конце вала. Кулачок расположен внутри центра циклоидального диска. При вращении кулачок перемещает циклоидный диск по круговой орбите. Внешние неподвижные штифты и ролики удерживают диск и заставляют его катиться внутри кольца неподвижных штифтов. При вращении диска перемещается внутренний набор штифтов и роликов, прикрепленных к выходному валу.

Впрочем, ничто не мешает нам тронуться сразу на второй скорости, если состояние дороги нормальное и двигатель рассчитан на такое действие. Пытаясь завести двигатель с севшим аккумулятором, толкая машину, мы можем для облегчения включить сразу третью и даже четвертую. Ничто не мешает этому. Снижая скорость для совершения маневра, притормаживаем, с четвертой передачи переходим сразу на вторую или на первую. Растерявшись, можно на ходу включить не ту скорость, что далеко не безобидно для автомобиля.

Один оборот кулачка перемещает циклоидный диск над одним внешним штифтом. Когда диск вращается, внутренние штифты перемещаются вместе с ним со скоростью диска. Это означает, что имеется понижающая передача, и выходной вал вращается с меньшим числом оборотов, чем входной вал.

Благодаря своей конструкции они намного меньше по размеру, чем обычные зубчатые редукторы при том же передаточном отношении. Это означает, что вам нужно меньше места для их установки. Они меньше весят и легче с точки зрения монтажного и ремонтного персонала. Меньшие внутренние детали и скользящее действие вращающихся компонентов делают коробку передач более тихой, чем обычные коробки передач.

Последовательная коробка передач

Эволюция механической коробки передач привела к изобретению ряда типов коробок передач, которые в той или иной степени облегчили водителю управление автомобилем. Важным шагом в этом плане стало изобретение автоматической коробки передач, которая впоследствии преобразовывалась и совершенствовалась, позволяя водителю вообще не думать о том, когда и как переключиться на нужную передачу. Но и механическая трансмиссия не осталась незамеченной инженерами – ее тоже постоянно модернизировали и модифицировали, изобретая все новые и новые механизмы переключения передач. Одним из результатов таких исследований стала секвентальная коробка передач — коробка передач, отличающаяся тем, что ее передачи могут включаться только в строгой последовательности: вверх для повышения передачи, вниз для понижения.

Как работает секвентальная коробка передач

Этот тип коробки передач построен на базе обычной механической коробки передач. Основное ее отличие в том, что вместо косозубых шестерен стоят прямозубые, педаль сцепления отсутствует (эту роль выполняет электронный блок управления), а переключение передач в этой коробке осуществляется при помощи гидравлического механизма

Это значительно (до 150 миллисекунд) снижает скорость переключения передач, что наиболее важно для спортивных автомобилей, на которые, кстати, чаще всего устанавливают секвентальную коробку передач. Так, именно секвентальная коробка передач устанавливается на гоночные автомобили, участвующие в Формуле-1 и других подобных соревнованиях.

Конструкторы поняли, что коробка передач с таким механизмом будет наиболее удобной для ездока, ведь при движении на большой скорости, когда автомобиль подвержен вибрации, попасть на нужную передачу довольно сложно. А секвентальная коробка передач справляется с этой задачей на пять с плюсом.

Однако уже не один десяток лет секвентальный механизм переключения передач используется на «гражданских» автомобилях. В быту его называют «ручным» режимом и он характерен для автоматических коробок передач.

Плюсы и минусы секвентальной коробки передач

Как и любой механизм, работающий под нагрузкой, секвентальная коробка передач имеет свои особенности.

К положительным сторонам данного агрегата можно отнести отсутствие педали сцепления, что немаловажно для начинающих водителей (если речь идет об использовании данного типа трансмиссии на серийных автомобилях). Вторым положительным фактором селективной коробки передач считается скорость переключения передач, которая выше, чем у классических АКПП и МКПП.

Третьим преимуществом этой трансмиссии является ее экономичность благодаря сокращению времени переключения передач. Четвертый аспект – выбор двух режимов переключения передач (автоматического или механического). Для такой коробки характерно наличие подрулевых лепестков, с помощью которых водитель переключает передачи, не отрывая рук от руля.

У этой коробки тоже есть свои недостатки, и заключаются они в конструкции самого блока. Дело в том, что гидромеханизм секвентальной коробки передач неустойчив к износу и при движении под большой нагрузкой подвержен частым поломкам. На спортивных автомобилях, где очень большие нагрузки, такую коробку часто перебирают после каждой второй гонки. Для секвентальных коробок передач, используемых на серийных автомобилях (BMW M3, M5, Mercedes-Benz C-Class), характерен более высокий ресурс мощности за счет того, что они не испытывают перегрузок, как гоночные автомобили

И еще, если секвентальную коробку передач эксплуатировать неправильно (в ручном режиме важно чувствовать момент и вовремя переключать передачи), то и на серийном автомобиле она долго не протянет — гидропривод сцепления и другие узлы и узлы этой трансмиссии могут выйти из строя. А ремонт секвентальной коробки передач – удовольствие не из дешевых.

Автоматическая коробка передач

Для упрощения управления автомобилем была изобретена автоматическая коробка передач, которая избавила водителя от необходимости выбирать режим движения на том или ином участке дороги. Машина переключается сама, а водитель, работая одной ногой, либо прибавляет скорость, либо притормаживает. Управление автомобилем с АКПП требует меньшей квалификации, и не зря разрешение на управление таким транспортным средством теперь выделено в отдельную категорию.

Они идеальны там, где ожидаются ударные нагрузки, потому что все части находятся в сжатом, а не в натянутом состоянии, как в случае с традиционными зубьями шестерни. Их надежность и долговечность просто выдающиеся! Отказ от ответственности: Поскольку авторы, издатели и реселлеры не осведомлены о контексте, в котором следует использовать информацию, представленную в этой статье, они не несут ответственности за последствия использования информации, содержащейся или подразумеваемой в любых статьях.

Если у Вас есть какие-либо рекомендации по техническому обслуживанию оборудования, в частности по устранению дефектов и предупреждению выхода из строя оборудования и оборудования, или были проведены успешные улучшения надежности оборудования, пожалуйста, присылайте мне свои статьи для публикации на этом сайте.

Но работы по совершенствованию механической трансмиссии не прекращались. В результате появилась секвентальная трансмиссия, которая также не предусматривает наличие педали сцепления, а работает на других принципах. И главная его особенность – строго последовательное переключение передач.

Получите максимальную надежность для своей компании во всем мире

Вы можете связаться со мной по электронной почте. Теперь предоставьте вашей компании надежную систему, которая обеспечит надежность операционных активов мирового класса, минимальные затраты на техническое обслуживание и максимальную операционную прибыль. Большинство этих блоков можно легко заменить правильными элементами интерфейса. Основные вариации заднего корпуса, заднего сцепления и третьего управляющего вала согласуются друг с другом, а также некоторые изменения во внешней конфигурации колокола.

Принцип последовательности

Последовательное переключение передач можно отметить, например, на мотоциклах, где они включаются ногой. Нейтральное положение чаще всего находится между первой и второй передачей. Та же механика применима к тракторам и большим грузовикам. Последовательное переключение наиболее распространено в коробках спортивных автомобилей, где дорога каждая миллисекунда и снижение скорости при переключении недопустимо. Применение гидравлики позволяет еще больше ускорить этот процесс и свести его к минимуму.

Низкое начальное положение, 1 «10-шлицевой входной вал, 1» 10-шлицевой выходной вал, внешнее заднее уплотнение. На правой стороне основного корпуса, на нижней стороне, имеются два резьбовых отверстия, закрытых резьбовыми заглушками. В других случаях в эти отверстия можно вставлять замасленные колпачки, несущие боковые валы механизма боковой перемотки.

Также обратите внимание на небольшое ребро жесткости, добавленное в нижней части заднего корпуса в задней точке крепления. Внутри основной вал немного больше в задней части основного корпуса с использованием другой «проставки», устройства привода спидометра и стопорной гайки 9.0003

Это незначительное изменение не часто отражается в текущих каталогах запчастей. В целях взаимозаменяемости задний корпус можно заменить только с соответствующим изменением главного вала.

В основе секвентального механизма лежит обычная МКПП, несколько усложненная в процессе модернизации.
Основная особенность заключается в том, что с его помощью можно переключаться с пониженной на высшую передачу без снижения скорости автомобиля, что неизменно происходит при работе традиционной коробки передач.

Чтобы использовать положение старшего стартера в более ранних автомобилях, необходимо установить более позднюю секцию переднего туннеля и панель перегородки рамы. На внешней стороне раструба имеются дополнительные ребра жесткости для снижения вибрации и шума, а также более толстый передний фланец сверху для крепежных болтов. На крышке корпуса редуктора также имеется резиновое уплотнение вала, которое является взаимозаменяемым и часто устанавливается на более старые агрегаты.

В отличие от косозубых шестерен традиционной автомобильной коробки передач, кулачковые шестерни цилиндрические и длинные. Это роднит трансмиссию с секвентальной коробкой. И именно эта особенность позволяет обеим системам переключаться без снижения скорости. При этом устройство самой коробки проще – синхронизаторы отсутствуют, а вместо множества мелких зубьев на шестерне и муфте торцевые выступы. Это те самые кулачки, которые непосредственно взаимодействуют с зазором.

Имеются также некоторые признаки того, что крышка переднего уплотнения могла быть изготовлена ранее. В нижнем положении стартер находится очень близко к нижнему фланцу блока цилиндров. В верхнем положении стартер находится очень близко к корпусу распределителя.

Пожалуйста, обратитесь к техническому оснащению карданного вала, чтобы узнать о вариантах трех различных карданных валов, используемых для установки этих различных редукторов. Комбинация метода движения между более удобной ручной системой и более управляемой автоматической, простое поднятие или опускание рычага или, в более современных моделях, нажатие на кулачки.

Конструктивные особенности

Секвентальная коробка передач по существу является средним звеном между механической и автоматической коробками передач. Это действительно так, ведь, по сути, с одной стороны, водитель не задумывается о том, какая передача в данный момент включена. С другой стороны, момент переключения все равно выбирается вручную, поэтому полностью автоматическим такой механизм назвать нельзя.

Валы имеют набор шестерен разного размера, и эти шестерни можно соединять друг с другом в разных комбинациях, изменяя передаточное число. Пружинный механизм коробки передач срабатывает при переключении передачи, и валы перескакивают в следующее положение и наоборот. Так функционирует секвентальный механизм, который, по сути, не включает в себя никакой автоматики и электроники.

Преимущества и недостатки секвентальной коробки

Особенности секвентальной коробки и ее конструкция приводят к очевидным преимуществам:

Легкость переключения и высокая скорость переключения передач.

и гидравлика сокращают время переключения до 150 мс, что очень важно для профессиональных гонщиков. Такого результата не может добиться ни одна, даже самая совершенная, классическая МКПП или АКПП.

Помимо скорости секвентальная коробка исключает «промах» мимо нужной передачи, т.к. переход между ними осуществляется строго последовательно.

Скорость машины не теряется при переключении передач.

При работе с «механикой» при переключении передач немного снижается скорость. Это актуально для двигателей с турбонаддувом, которые успевают свалиться в турболаг, пока водитель манипулирует трансмиссией.

Эконом автомобиля.
Удобство управления благодаря возможности использования подрулевых лепестков.
Выбираемый режим — ручное и полностью автоматическое переключение.

Актуально для секвентальных коробок передач, которые могут работать в режиме АКПП. Но такой вариант конструкции используется не везде, секвентальная коробка передач не обязательно сочетается с автоматом.

Есть и недостатки последовательной КПП:

Повышенная подверженность износу и нагрузкам.
Блоки очень чувствительны к условиям эксплуатации.
Высокая стоимость коробки и ее обслуживания.
довольно дорогие, и ремонт ее тоже обойдется во внушительную сумму.

Сильные и слабые стороны кулачковых коробок передач

Однако кулачковая коробка имеет ряд недостатков:

относительно небольшой рабочий ресурс;
высокая цена;
с экономической точки зрения непосредственная установка коробки на автомобиль взамен имеющейся (АКПП или МКПП) не является выгодным решением.

Плюсы и минусы

Теперь вы знаете, что такое СКПП и что означает секвенирование. Нет? Да, это та же самая последовательность в переводе. Тут, в общем-то, все становится на свои места.

После просмотра видео и изучения особенностей такой коробки возникает вопрос — стоит ли брать машину с этой КПП. Я немного помогу вам, рассказав о сильных и слабых сторонах секвенсора.

Начнем с преимуществ.

Высокая скорость переключения. Автомат живет своей жизнью, поэтому иногда откровенно тупит и делает не то, что ожидаешь. Механику сложнее переключать. Оптимальную скорость дает СКПП. Электронный блок и гидравлика обеспечивают минимальное время перехода с передачи на передачу

Это чрезвычайно важно для профессионального автоспорта.
Удобство. Выжимать педаль сцепления, включать передачу, да еще на скорости с плохой дорогой — удовольствие сомнительное

СКПП гарантирует точность и комфорт при переключении передач. Это неоспоримый факт.

Без потери скорости. Да, секвентальная коробка переключается быстро, пауз между переходами нет, отсюда и размеренная езда, быстрый набор скорости.
Расход топлива. Все предыдущие пункты влияют на появление этого преимущества. СКПП экономно расходует топливо и помогает экономить деньги.
Подрулевые переключатели. Дополнительная опция, позволяющая почувствовать себя гонщиком. Удобно и необычно.
Два режима. Но тут сделаю поправку. Данная АКПП имеет функцию перехода в ручной режим с помощью секвентальной системы. Так что это скорее плюс машины.

Но не все так идеально. СКПП имеет два существенных недостатка.

Низкая устойчивость к нагрузкам и износу. Система сложная, состоит из множества элементов и требует аккуратного обращения. Вы не можете просто щелкать лепестками или рычагом наугад. Необходимо правильно выбрать момент для переключения. Если этого не сделать, механизмы быстро выйдут из строя. Не зря СКПП стоят на машинах профессиональных гонщиков.
Цена. Для самой машины с СКПП и для обслуживания такой коробки она высока. Хотя, если у вас есть деньги на покупку секвентальной машины, стоимость ее ремонта не должна быть проблемой.

Минусы

Но и у этой коробки есть свои минусы. Гидравлический механизм подвержен значительному износу из-за больших нагрузок в процессе эксплуатации. На автомобилях, участвующих в гонках, механики ремонтируют коробку после второго заезда. В серийных автомобилях закладывается гораздо больший ресурс прочности.

При эксплуатации они не испытывают такой нагрузки, как спортивные автомобили. Поэтому при правильной эксплуатации срок службы секвентальной коробки не меньше, чем у механической или автоматической коробки. Но если вы будете эксплуатировать такую коробку, не думая о последствиях, то преждевременный выход из строя вам гарантирован

Будет это гидропривод сцепления, другой узел или агрегат, не столь важно. Главное помнить, что ремонт секвентальной коробки стоит очень дорого.

В настоящее время секвентальная коробка передач привлекает все больше автовладельцев. Его устанавливают на многие новые модели автомобилей и даже мотоциклов. Технология этой трансмиссии совершенствуется и доводится до идеалов. Не за горами время, когда не только спортивные автомобили, которые оснащены секвентальной коробкой передач, и даже кулачковой коробкой передач, будут использовать удобную трансмиссию, но и многие автовладельцы смогут по достоинству оценить преимущество секвентального переключения передач.

Благодаря эволюции классической механической коробки передач появились новые типы трансмиссии, которые так или иначе позволяют сделать управление автомобилем более легким и комфортным. Автоматическая коробка передач — огромный прорыв в этой области. С каждым годом ее продолжали дорабатывать и улучшать, давая возможность водителю не думать о переключении передач. При этом механическая коробка передач не собиралась отставать: она тоже трансформировалась, образуя новые, более совершенные вариации.

Одной из таких инноваций является секвентальная коробка передач. Она разительно отличается от других и позволяет переключать передачи только в строго установленной последовательности: вниз — на одну ниже, вверх — на одну выше.

Секвентальная коробка передач: принцип работы

Этот тип коробки передач основан на традиционной механической коробке передач. Среди основных отличий стоит отметить реализацию переключения за счет гидравлического механизма, отсутствие педали сцепления (система управляется электронным блоком) и смену косозубых передач на прямозубые. Эти конструктивные особенности обеспечивают значительное снижение скорости переключения передач, что крайне важно для гоночных и спортивных автомобилей.

Где используется

Такая коробка передач получила широкое распространение в гоночных соревнованиях. Это было сделано с расчетом на то, что гонщику будет проще последовательно переключать передачи при скоростной езде (когда автомобиль подвергается вибрации и большим нагрузкам), чем пытаться попасть в определенную.

Также секвентальная коробка передач уже давно активно используется на обычных серийных автомобилях и завоевала большую популярность. Среди автомобилистов это называется режимом механической коробки передач.

Сцепление

Несмотря на отсутствие подходящей педали, секвентальная коробка передач имеет сцепление, управляемое специально разработанным электронным блоком. Он улавливает сигнал датчика, определяющего силу нажатия на педаль газа, и включает нужную передачу.

Электронный блок посылает команду на КПП на специальные датчики. После получения команды они передают сигнал в прогрессивный блок, который содержит данные о скоростном режиме. Это устройство является последним элементом, отвечающим за изменение характеристик двигателя. Он получает команды от различных датчиков, от включенной системы кондиционирования и силы нажатия на педали. На основе этой информации рассчитывается и корректируется ограничение скорости.

Классификация

Секвентальная коробка передач подразделяется на коробку передач с сервоприводом (с автоматической коробкой передач или без нее) и коробку передач прямого действия, в основном распространенную на мотоциклах. Принцип работы последней таков: переход на одну высшую передачу осуществляется соответствующим движением рычага. Обратный алгоритм используется для перевода в нижний. Между второй и первой передачей есть отключение, включение осуществляется неполным отведением рычага.

Передачи на автомобилях управляются рычагом, используемым как переключатель, а также селектор режимов. Можно использовать «лепестки» или кнопки, расположенные на самом руле. Дублированный принцип (рычаг + педаль) используется на тракторах.

Достоинство

К сильным сторонам коробки передач можно отнести отсутствие самой педали сцепления, что позволяет водителям-новичкам чувствовать себя намного комфортнее. Еще одним неоспоримым преимуществом является повышенная скорость переключения по сравнению с АКПП или стандартной МКПП (ведь в скоростном аспекте кулачковая коробка занимает лидирующие позиции).

Переключение составляет примерно 150 мс. Столь короткий временной интервал достигается за счет наличия гидравлического сервопривода и электронного управления системой. Последовательная автоматическая коробка передач меняет правила игры в автоспорте. Также автомобиль приобретает лучшее сцепление с дорожным покрытием, так как вибрация и тряска практически отсутствуют. Водителю не нужно полностью нажимать на педаль газа, чтобы добиться необходимого количества оборотов до того, как произойдет переключение на повышенную передачу.

Еще одним преимуществом является возможность выбора режима переключения. Это может быть автоматическое или ручное управление. Обычно есть три режима:

полностью автоматизированный;
спортивный механический;
стандартный механический.

Автоматическая адаптивная секвентальная коробка передач отличается наличием кнопок на самом руле, благодаря чему водитель может не отвлекаясь управлять передачами. Также значительно снижается расход топлива автомобиля за счет хорошо организованной трансмиссии.

Слабые места

В конструкции трансмиссии есть недостатки данного типа. Трудности заключаются в низкой износостойкости гидромеханизма, который при скоростной езде подвержен быстрому износу, из-за чего часто выходит из строя. Владельцам гоночных автомобилей приходится очень часто перебирать всю конструкцию.

Секвентальная коробка передач на ВАЗ и других серийных автомобилях не испытывает больших нагрузок и гораздо дольше обходится без ремонта. Тем не менее, нужно правильно управлять механизмом, уметь чувствовать момент необходимого снижения или повышения передачи в механическом режиме. В противном случае может пострадать какая-либо часть трансмиссии, например, гидропривод, что выльется в дорогостоящий и трудоемкий ремонт.

Традиционное деление коробок передач, применяемых в автомобилях, на «автомат» и «механику» уже давно перестало быть актуальным. В последние годы появилось много других типов трансмиссий, основное назначение которых — упростить процесс управления машиной и одновременно повысить ее технические характеристики.

Примером такой разработки является секвентальная коробка передач, которой сегодня оснащаются многие спортивные автомобили, особенно суперкары. Его главная особенность в том, что скорости в нем переключаются только последовательно — иными словами, нельзя сразу перескакивать с первой на третью, минуя вторую. Это же правило действует и при переключении на пониженную передачу.

Этот принцип имеет множество особенностей, в том числе и положительных, которые позволяют использовать секвентальную коробку на самых быстрых автомобилях современности. Для лучшего понимания их следует сначала понять, что такое трансмиссия такого типа и как она работает.

Этот тип редуктора сочетает в себе черты и преимущества механических и автоматических коробок передач, благодаря чему полученный агрегат отличается простотой эксплуатации и, в то же время, высокой точностью работы. Переключает передачи в строгой последовательности — больше одной скорости не перепрыгнешь. При этом передачи меняются здесь в рекордно короткие сроки — на это у коробки уходит порядка 120 миллисекунд. Такая высокая скорость переключения обеспечивается применением гидравлических сервоприводов.

Важной особенностью секвентальных коробок передач, сближающей их с более привычными «автоматами», является отсутствие педали сцепления. Причем в качестве элемента управления здесь только педаль – само сцепление есть, но его работу обеспечивает автоматика. Это значительно облегчает новичкам управление автомобилем, оснащенным такой трансмиссией.

Для передачи вращения в секвентальных коробках передач применяют шестерни с прямыми зубьями. По сравнению со спиральными элементами они обладают гораздо более высоким КПД за счет минимальных сил трения, возникающих при их вращении.

Принцип работы секвентальной коробки передач

Принципиально такая коробка передач во многом схожа с обычной механикой. Однако у нее есть и множество индивидуальных характеристик:

У СКПП нет педали сцепления — сцеплением управляет электроника, которая с помощью специальных датчиков следит за силой нажатия на педаль акселератора;
для переключения передач можно использовать обычный рычажок или кнопки или лепестковые клавиши, расположенные на руле;
компенсируют возможные неточности регулировки режима движения.

Обычно водитель должен последовательно переключаться только при ускорении или торможении. Этот принцип значительно упрощает вождение.

Значительное сокращение времени переключения достигается благодаря модернизированному принципу использования тяг, входящих в конструкцию коробки передач:

на обычной «механике», когда водитель меняет положение рычага, шток подтягивается, проворачивается и только потом нажимается для включения новой передачи;
в секвентальной коробке подтягивается тяга предыдущей передачи, и одновременно выжимается тяга новой скорости.

В результате время переключения может быть уменьшено до 120 миллисекунд. Для сравнения: в современной МКПП на переключение передачи уходит около 1 секунды. При обычной езде такая разница во времени может и не ощущаться — однако это существенный пробел в мире автогонок. Вот почему секвентальные коробки передач используются сегодня в Формуле-1 и других скоростных чемпионатах.

При этом управление такой трансмиссией достаточно простое и не требует от водителя особых навыков и скорости реакции. Это выгодно отличается от кулачковых коробок, с которыми СКПП имеет много общего.

Где используется секвентальная коробка передач?

Изначально этот тип трансмиссии разрабатывался для нужд автоспорта — именно здесь очень важно иметь возможность быстро переключать передачи без потери оборотов двигателя. Однако с середины 9 в.0-х годов прошлого века такие коробки стали появляться на серийных автомобилях общего пользования – пионером в этом направлении стал баварский концерн BMW.

Однако впервые секвентальные коробки передач вообще не появились на автомобилях — уже более 50 лет они используются на мототехнике. На большинстве велосипедов переключение передач последовательное: нажатие рычага вперед увеличивает передачу, а назад уменьшает. Причем этот принцип используется на мотоциклах самого разного класса — как на чопперах и турерах, так и на спортбайках и эндуро.

Также сегодня трансмиссии секвентального типа устанавливаются на различные тяжелые машины :

сельскохозяйственная и строительная техника;
грузовиков, коробки которых часто имеют не один десяток скоростей.

Во всех этих случаях принцип секвентального переключения передач значительно облегчает управление техникой — водителю не нужно тратить время на выбор момента переключения и поиск нужной скорости, что особенно важно для грузовых автомобилей.

Плюсы и минусы секвентальной коробки передач

Конечно, агрегаты, имеющие столь серьезные отличия от обычных типов трансмиссий, имеют свои плюсы и минусы. В частности, к достоинствам секвентальных коробок можно отнести следующие особенности:

Отсутствует педаль сцепления . Это полезно не только для начинающих водителей, которым часто сложно освоить нюансы управления тремя педалями сразу, но и для опытных водителей.
Скорость переключения . .. По этому показателю СКПП значительно превосходит «механику», а она, в свою очередь, работает намного быстрее, чем насиживающая «машина». Таким образом, у секвентальных коробок нет конкурентов по скорости отклика.
Легко переключается … Неважно, какая передача включена в данный момент — вам достаточно переместить рычаг в нужном направлении или нажать соответствующую кнопку.
Режимы работы … Многие коробки этого типа поддерживают несколько режимов работы. Это может быть аналог обычной «механики», спортивный режим, обеспечивающий еще более высокую скорость и точность переключения, а также автоматический режим, в котором электроника все сделает сама. При этом в этом случае сохраняется та же эффективность работы.

Однако секвентальные трансмиссии не идеальны — наряду с существенными преимуществами они имеют и определенные недостатки. Более того, в некоторых ситуациях они могут оказаться более существенными, чем преимущества. Вот основные примечания по этим коробкам:

Хрупкость . .. Они не переносят высоких нагрузок, неизбежно возникающих при езде. Особо чувствительным элементом такой коробки являются гидросервоприводы. В среднем редукторы имеют в несколько раз меньшие размеры по сравнению с традиционными типами редукторов.
Сложность обслуживания и ремонта … Техническое обслуживание, а тем более ремонт секвентальной коробки передач затратно из-за конструктивных особенностей. Устранить любую возникшую здесь проблему самостоятельно практически невозможно. Но даже обращение на станцию технического обслуживания не всегда может решить вашу проблему – секвентальные коробки в России все еще довольно редки, поэтому найти мастера, имеющего опыт работы с ними, бывает очень сложно.

Вообще секвентальная коробка передач, несомненно, является одним из самых перспективных типов трансмиссий, использование которых актуально для мощных и скоростных автомобилей. А совершенствование их конструкции, устранение слабых мест в эксплуатации даст возможность таким коробкам передач получить более широкое распространение на серийных автомобилях.

Видео на тему

Коробка передач и типы коробок передач, принцип работы коробок передач

Что такое коробка передач

Дорожные условия неравномерны
когда мы путешествуем в транспортном средстве. автомобиль всегда с одной и той же скоростью. Транспортное средство должно эксплуатироваться на более низкой скорости, когда требуется большее тяговое усилие. Кроме того, в зависимости от условий эксплуатации транспортное средство
требует различной скорости и крутящего момента. Для этого требуется коробка, содержащая различные шестерни, валы и подшипники. Эта коробка называется коробкой передач. Его также можно назвать зубчатым колесом. Используя эту коробку, водитель может достигать различных скоростей и крутящих моментов для транспортного средства. Коробка передач состоит из различных зубчатых передач для различных скоростных режимов автомобиля.

Расположение коробки передач

Коробка передач расположена на втором месте
трансмиссии автомобиля. В автомобиле после двигателя расположено сцепление. После сцепления находится коробка передач. Он расположен между сцеплением и карданным валом.

Надобности коробки передач

1. Для снижения частоты вращения двигателя и
увеличения крутящего момента.
2. Для уменьшения крутящего момента двигателя и увеличения скорости
.
3. Для выбора уровней скорости
по требованию водителя.
4. Для толкания автомобиля
назад.
5. Для обезвреживания транспортных средств, когда нет необходимости передавать мощность двигателя.

Принцип работы редуктора

Редуктор работает по принципу
рычажного механизма.

Типы коробок передач

Ниже приведены коробки передач
, используемые в автомобилях.

1. Редуктор со скользящим зацеплением
2. Редуктор с постоянным зацеплением
3. Редуктор с синхронизатором
4. Редуктор с планетарным зацеплением
5. Автоматическая коробка передач

Существует множество типов коробок передач
. Важные коробки передач обсуждаются ниже.

Коробка передач с скользящим зацеплением

Коробка передач со скользящим зацеплением использовалась
в автомобилях более ранних дней. Изображение
Представляет детали коробки передач со скользящим зацеплением. В этой коробке передач присутствуют прямозубые шестерни. Этот бокс подходит для большегрузных автомобилей. Перемещая шестерни, этот тип редукторов перемещает шестерни и зацепляет их, поэтому он называется коробкой передач со скользящим зацеплением.

Конструкция

В коробке передач присутствует промежуточный вал или контрвал
. Этот вал поддерживается подшипниками в коробке передач. Зубья шестерни неподвижно закреплены на этом промежуточном валу. В главном валу шлицы выполнены таким образом, что шестерни могут свободно перемещаться по шлицам. Зубчатое колесо

(1) вала сцепления всегда находится в зацеплении
с шестерней промежуточного вала (2). Шестерня (7) промежуточного вала всегда находится в зацеплении с промежуточной шестерней (8) . Трехступенчатая коробка передач с скользящим зацеплением показана на рисунке 9.0003

Принцип работы

а) Нейтральное положение

Зубья шестерни (1) входного вала
(муфты) находятся в зацеплении с шестерней промежуточного вала 2. Следовательно, промежуточный вал вращается. Однако шестерни (3 или 4) не входят в зацепление с шестернями выходного вала (5 или 6), как показано на рисунке. Следовательно, мощность не будет передаваться на выходной вал. Это состояние называется нейтральным положением.

b) Первая передача

Шестерня (1) на валу сцепления
в зацеплении с шестерней промежуточного вала (2). Поскольку шестерни 3 и 4 находятся на промежуточном валу, они также вращаются. Когда вилка переключения передач перемещается влево, как показано на рисунке. чтобы шестерня 5 на вторичном валу вступила в зацепление с шестерней 4 на промежуточном валу, при этом вторичный вал вращается. Вращающаяся мощность
теперь передается на выходной вал от шестерни 1-2-4-5. Теперь мы можем получить передаточное число первой передачи 3:1.

c) Вторая передача

Во время второй передачи переключение передач 9Вилка 0051 перемещается вправо, как показано на рисунке, чтобы зацепить шестерню 6 на выходном валу
с шестерней 3 на промежуточном валу. Шестерни 1, 2, 3 и 6 соприкасаются и вращаются. Теперь мощность передается от шестерни 1-2-3-6. Теперь скорость становится больше первой передачи и достигается передаточное число 2:1.

d) Третья передача

Кулачковая муфта расположена на шестерне
1 на первичном (сцеплении) валу и на шестерне
6 на вторичном валу, как показано на рисунке. Теперь, перемещая шестерню
вилка переключения слева, как показано на рисунке, кулачковая муфта может зацепляться с кулачковой муфтой на валу сцепления. Теперь выходной вал вращается с той же скоростью, что и вал сцепления (главный). Это максимальная скорость, и передаточное число в этом состоянии составляет 1:1. Теперь мощность вращения напрямую передается от вала сцепления на выходной вал.

e) Задняя передача

Для передачи заднего хода вилка переключения передач
перемещается вправо, как показано на рисунке. Отсюда и
Шестерня 5 выходного вала находится в зацеплении с шестерней 8 промежуточного вала, которая является промежуточной шестерней. Теперь передача мощности идет от шестерни 1-2-7-8-5 к вторичному валу.

Преимущества редуктора со скользящим зацеплением

1. Простота конструкции
2. Простота обслуживания
3. Подходит для тяжелых транспортных средств
4. Низкая стоимость
5. Более высокий механический КПД
6. Низкая себестоимость

Недостатки

1. Затрудненное переключение передач
2. Шумная работа
3. Для замены
шестерни требуется опыт
4. Края зубьев быстро изнашиваются.

Редуктор с постоянным зацеплением

В редукторе с постоянным зацеплением зубья
на главном валу и промежуточном валу всегда находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Поэтому он называется коробкой передач с постоянным зацеплением. В редукторах этого типа используются косозубые шестерни. На этом изображении
показаны зубчатые передачи в редукторе с постоянным зацеплением.

Конструкция

В редукторе с постоянным зацеплением шестерни 6, 7 и 8 выходного вала равны
всегда находится в зацеплении с шестернями 5, 4 и 3 промежуточного вала. На валу сцепления и промежуточном валу имеются соответственно шестерни 1 и 2, которые всегда находятся в зацеплении друг с другом. Шестерни на главном валу поддерживаются втулками. Шестерня 5 промежуточного вала находится в зацеплении с промежуточной шестерней. После шестерни сцепления на валу сцепления и перед шестерней заднего хода на основном валу
имеются кулачковые муфты (D2 и D1 соответственно). Эти кулачковые муфты могут перемещаться по пазам, выполненным на главном выходном валу. Все валы в коробке передач поддерживаются подшипниками в корпусе.

Принцип работы

Нейтральное положение

В нейтральном положении обе кулачковые муфты (D1 и D2) не находятся в зацеплении с какими-либо шестернями, как показано на рисунке. Все шестерни на валах 1,2, 3,4 и 5,6 &
7,8,9 повернуть. Однако главный выходной вал
не вращается, так как кулачковые муфты не находятся в зацеплении ни с одной из шестерен. Следовательно, мощность вращения не передается.

Первая передача

При нажатии на рычаг переключения передач кулачковая муфта D1 перемещается влево для включения передачи 7 на главном валу
, как показано на рисунке. Теперь мощность вращения передается на главный вал через кулачковую муфту. Теперь скорость низкая. Передача мощности от вала сцепления к выходному валу осуществляется с помощью шестерни 1-2, что означает, что мощность вращения передается на главный вал с помощью 1-2-4-7-D1
.

Вторая передача

Для включения второй передачи при нажатии рычага переключения передач кулачковая муфта D2 перемещается вправо, как показано на рисунке, чтобы зацепить шестерню 8 вторичного главного вала. Теперь мощность вращения передается на главный вал через кулачковую муфту D2
. Теперь скорость главного вала выше скорости первой передачи. Передача мощности от вала сцепления к выходному валу осуществляется через шестерни 1-2-3-8-D

Третья передача

Для перехода на третью передачу собачка
муфты D2 перемещается влево для зацепления с
шестерней вала муфты. напрямую. Теперь выходной вал
вращается с той же скоростью
, что и скорость вала сцепления. Мощность вращения передается на главный вал напрямую через шестерню 1-D2

Скорость заднего хода

Для включения передачи заднего хода собачка
муфты D1 приводится в действие для перемещения вправо к передаче заднего хода 6 для включения, как показано на рисунке. Так как промежуточная шестерня расположена между шестернями 5 на промежуточном валу и 6 на главном валу, промежуточная шестерня меняет направление вращения шестерни 6 на главном валу. Теперь автомобиль движется в обратном направлении
. Мощность передается от вала сцепления к главному валу через шестерни 1-2-5-натяжитель-6-D1

Преимущества коробки передач с постоянным зацеплением

1. Простое переключение передач
2. Меньше шума
3. Меньшая вероятность поломки зубьев шестерен
.
4. Плавность работы
5. Низкие эксплуатационные расходы

Недостатки

1. Для переключения передач с одной скорости на
другую скорость необходимо выполнить двойное выключение сцепления
.
2. Больше износа
3. Возможность износа в кулачковой муфте.

Синхронизированная коробка передач

Синхронизированная коробка передач аналогична по конструкции коробке передач с постоянным зацеплением, но немного отличается. Вместо кулачковой муфты, используемой в коробке передач с постоянным зацеплением, в коробке передач с синхронизатором используется синхронизирующий узел. В зубчатой передаче с синхронизатором шестерни 6, 7 и 8 выходного вала всегда находятся в зацеплении с шестернями 5, 4 и 3 промежуточного вала. На валу сцепления и промежуточном валу имеются соответственно шестерни 1 и 2, которые всегда находятся в зацеплении друг с другом. Шестерни на главном валу поддерживаются втулками. Шестерня 5 промежуточного вала находится в зацеплении с промежуточной шестерней. После шестерни сцепления на валу сцепления и перед шестерней заднего хода на главном валу имеются синхронизаторы (соответственно S2 и S1). Эти синхронизаторы имеют возможность перемещаться по пазам, выполненным на главном выходном валу. Все валы в коробке передач поддерживаются подшипниками в корпусе.

Принцип работы

Схема коробки синхронизатора
показана на рисунке. Работа коробки передач синхронизатора для различных скоростей автомобиля поясняется ниже

. Нейтральное положение

В нейтральном состоянии оба синхронизатора (S2 и S1) не находятся в зацеплении с какой-либо шестерней, как показано на рисунке.

Все шестерни на валах 1,2 и 3,4 и 5,6 и 7,8,9 вращаются. Однако главный выходной вал не вращается, поскольку кулачковые муфты не находятся в зацеплении ни с одной из шестерен. Следовательно, мощность вращения не передается.

Первая передача

При нажатии рычага переключения передач синхронизатор S1 перемещается влево
, как показано на рис. 3.5.3.2, чтобы зацепить шестерню 7 на главном валу. передается на главный вал через кулачковую муфту. Теперь скорость низкая. Передача мощности от вала сцепления к выходному валу осуществляется с помощью шестерни 1-2, что означает, что мощность вращения передается на главный вал с помощью 1-2-4-7-S1.

Вторая передача

Для включения второй передачи при нажатии рычага переключения передач синхронизатор S2 перемещается вправо для включения шестерни 8 вторичного главного вала. Теперь мощность вращения передается на главный вал через синхронизатор S2. Теперь скорость главного вала выше скорости первой передачи. сила
передача от вала сцепления к вторичному валу осуществляется через шестерни 1-2-3-8-S2

Третья передача

Для достижения третьей передачи синхронизатор S2 перемещается влево для непосредственного зацепления с шестерней вала сцепления. Теперь выходной вал вращается со скоростью, равной скорости вала сцепления. Вращательная мощность передается на главный вал непосредственно через шестерню 1-S2

Скорость заднего хода

Для включения передачи заднего хода синхронизатор S1 перемещается вправо к передаче заднего хода 6, чтобы включить ее, как показано на рисунке. Поскольку промежуточная шестерня расположена между шестернями 5 на промежуточном валу и 6 на главном валу, промежуточная шестерня изменяет
направление вращения шестерни 6 на главном валу. Теперь автомобиль движется в обратном направлении. Мощность передается от вала сцепления к главному валу через шестерни 1-2-5-натяжитель-6-S

Блок синхронизации

В блоке синхронизации имеются две конусообразные детали. Один конус является частью хомута, а второй конус является частью шестерни. Оба конуса вращаются с разной скоростью. На рисунке показан узел синхронизатора в разобранном виде. При вращении конуса 2 конус 1 начинает вращаться и двигаться в сторону конуса 2 и соприкасаться с конусом 2.