Принцип работы мкпп: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Механическая коробка передач – принцип работы и устройство

Главная » Новости » Механическая коробка передач – принцип работы и устройство

Содержание:

 

  • МКПП — это?
  • Признаки неисправностей
  • Как пользоваться МКПП?
    • Старт
    • Езда
    • Снижение скорости, торможение
  • Как работает 2-хвальная КП
  • Как работает 3-хвальная КП
  • Продлеваем срок службы механической коробки
  • Плюсы и минусы
  • Мнения автомобилистов

 

Механическая коробка передач сегодня используется во многих автомобилях, в том числе отечественного производства. Она славится долговечностью, простым управлением и отличной способностью к ремонту. В «народе» она получила название «ручного» переключения передач. Рассмотрим устройство коробки передач автомобиля, поскольку эта тема для большинства водителей остается сложной. Кроме этого, приведем рекомендации по ее использованию, а также выделим основные плюсы и минусы данного агрегата.

МКПП — это?

Механическими КП оснащены большинство моделей машин отечественного автопрома. Чтобы правильно управлять машиной, необходимо изучить не только принцип работы МКПП, но и из каких деталей состоит система.

Схема функционирования и узлы кардинально отличаются от автоматической трансмиссии. Ее главная составляющая — передаточный механизм зубчатого вида. Ведущей функцией коробки является изменение передаточного числа для передачи вращающего момента на колеса.

АКПП в свое время была создана на основе механической. Сейчас МКПП по числу ступеней выделяют 4-х, 5-ти и 6-ти ступенчатые. Самыми востребованными остаются пятиступенчатые, в то время как четырехступенчатые встречаются лишь на очень старых автомобилях.

Помимо этого, механическая коробка подразделяется на типы по «количеству валов». Она может быть двухвальной или трехвальной. Первый вид ставят на переднеприводных «легковушках». Второй тип — практически на все виды авто, в том числе заднеприводные и грузовые.

Устройство коробки передач представляет собой конструкцию, состоящую из множества элементов. К ним относят корпусы, несколько видов валов, шестеренки, рычаг переключения и синхронизаторы. Каждая деталь играет определенную роль.

Кроме того, устройство МКПП включает в себя еще несколько важных элементов. Самым главным считается сцепление. При переключении скоростей оно выполняет разъединение коробки с двигателем. Когда педаль нажата, двигатель и колеса работают отдельно.

Сцепление представляет собой два диска. Первый соединяется с мотором, а второй с колесами. Когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются, и начинается их одновременное вращение. Что касается шестерни и валов, то здесь все немного проще. Оси валов сами по себе параллельны, на них находятся шестерни. Предназначение шестеренок — изменять частоту оборотов между валами. Переключение на повышенную (пониженную) передачу происходит благодаря замене размеров шестеренок.

Переключать передачи во время езды без сцепления невозможно. Разные МКПП оснащены двумя или тремя валами. Рассмотрим каждый тип отдельно.

Признаки неисправностей

Зная устройство МКПП, водитель сможет диагностировать неполадки самостоятельно. Признаками неисправностей являются посторонние шумы, стуки и звуки. К ним также относят наличие масляных подтеков и трещины кузова.

Во время езды водитель может заметить, что коробка передач переключается трудно, с небольшими «провалами». Все это говорит о том, что водитель пренебрегает техобслуживанием, либо о том, что детали максимально изношены и требуют замены.

Рассмотрим самые популярные виды неисправностей «механики»:

 Возникновение шума в момент, когда авто стоит на «нейтралке». Неприятные скрипы появляются, как правило, из-за низкого уровня жидкости или его отсутствия в КП. Также возможно залито некачественное трансмиссионное масло. Оставшийся скрежет после проверки уровня масла говорит о том, что произошел износ деталей.

 Во время работы двигателя слышится сильный скрежет независимо от того, какая передача стоит. Проблема, скорее всего, заключается в том же — износе деталей. В этой ситуации нужно направить машину на технический осмотр. Иногда водителям «диагностируют» несоосность двигателя со сцеплением.

 Уровень шума усиливается на какой-либо одной передаче. Если это не износ, значит, причина кроется в поломке зубьев синхронизатора.

 При переключении передач чувствуются «торможение». Возможно, дело в поломке синхронизатора. Однако перед тем, как начать разбираться с этим, нужно осмотреть тросик привода, корзину, диск сцепления и рычаг.

 Самой распространенной поломкой «механики» является подтекание масла. Эта проблема кроется в износе уплотнителей, неправильном прилегании поддона или засорении дыхательного клапана.

Минимизировать поломки механической КП можно. Во-первых, стоит почаще проводить техосмотр, и не игнорировать любые звуки и хрусты. Во-вторых, при обнаружении неполадок сразу переходить к устранению. Любые поломки опасны для жизни водителя.

Как пользоваться МКПП?

Знать устройство механических коробок передач должен каждый водитель, иначе он не научится правильно пользоваться ею. Новичкам бывает сложно разобраться в принципе работы КП. Приведем пошаговую инструкцию, помогающую научиться езде на «механике».

Старт

Когда новичок впервые садится за руль механики, ему нужно понимать, что его действия должны быть последовательными. Пристегнув ремень, водителю стоит настроить сиденье, заняв комфортное положение для нажимания педалей.

Рычаг переключают в нейтральный режим. С этого положения получится двигаться в любую сторону. Чтобы машина поехала, нужно надавить сцепление, включив скорость, отпустить его и одновременно нажать на газ. Делать этого следует плавно, иначе двигатель заглохнет. Если на улице мороз, эксперты советуют стартовать со второй передачи. Это поможет избежать пробуксовки.

Езда

Чтобы езда на автомобиле доставляла удовольствие, нужно понимать, как правильно управлять им.

Верное нажатие педалей обеспечивает плавную динамику коробки, продлевает ее срок службы, снижает затраты топлива. Главное — пристально следить за тахометром. Если он показывает 2,5-3,5 тыс км., то переключать скоростной режим не требуется. Если показатели выше, то следует сразу переключиться, снизив нагрузку на двигатель.

Во время разгона автомобиля водителю следует переключать скорости поэтапно, от первой до последней. Чтобы не допустить поломки валов коробки, необходимо выжимать сцепление до упора.

Механическая коробка может помочь водителю в случае, когда не работают тормоза. Он сможет затормозить двигателем. При этом не нужно повышать обороты. Когда скорость снизится, машина остановится.

Снижение скорости, торможение

Чтобы снизить скорость, водителю нужно переключиться на низкую передачу. Если скорость для заданной передачи будет слишком низкая, машина начнет дребезжать. Для снижения скорости советуем надавить на сцепление, отпустить педаль газа и сразу переключить скорость. После этого нужно отпустить сцепление и нажать на газ одновременно с этим.

Чтобы остановить транспорт, нужно нажать педаль тормоза. Как только авто будет ехать при скорости 15 км/час, он начнет слегка дребезжать. В это время следует надавить на сцепление, поставить рычаг на «нейтралку» и завершить все нажатием тормоза. Останавливаться разрешено на любой скорости. Главное, нажать сцепление, тормоз и переключиться на нейтральный режим. Для того чтобы улучшить навыки вождения на автомобиле с механической коробкой передач, рекомендуем воспользоваться услугами автоинструктора МКПП.

Как работает 2-хвальная КП

Двухвальная коробка считается одной из самых востребованных типов МКПП. Принцип работы коробки передач заключается в том, что на ведущий вал идет передача крутящего момента через муфту от мотора. Частично шестерни закреплены на валах, а частично свободно вращаются. Их количество зависит от типа конструкции.

Кроме того, валы оснащены синхронизаторами. Шестерни, расположенные около синхронизаторов, всегда вращаются. Остальные — зафиксированы. На ведомом валу зафиксирована шестерня главной передачи. Вместе с дифференциалом она перенаправляет крутящий момент от вторичного вала к колесам. Дифференциал, в свою очередь, осуществляет колесное вращение с разными угловыми скоростями.

Двухвальная коробка имеет механизм выбора передач, который находится в корпусе. Его составляющими являются штоки и вилки. Они выполняют работу по перемещению муфты синхронизатора. Принцип функционирования двухвальной коробки схож с трехвальной. Главной отличительной «чертой» является специфика работы механизма, отвечающего за переключение ступеней.

Как работает 3-хвальная КП

Принцип работы механической коробки передач (трехвальной) состоит в зубчатом взаимодействии шестеренок. Они «окутаны» жидкостью, находящейся в корпусе. Конструкция МКПП включает в себя разные элементы, среди которых, помимо картера, присутствуют валы, синхронизаторы и шестерни. Вращение валов обеспечивается подшипниками. При этом все валы оснащены шестеренками с зубьями.

Корзина сцепления позволяет ведущему валу примкнуть к двигателю. В это время промежуточный вал перенаправляет крутящий момент вторичному. На первичном валу находится шестерня, раскручивающая промежуточный вал с набором шестеренок. Ведомый вал обладает собственным набором, шестерни которого перемещаются по шлицам.

Муфты синхронизатора расположены между шестернями вторичного вала. Синхронизаторы находятся на них, они перемещаются по шлицам. Современные коробки имеют муфты на всех ступенях.

Переключение ступеней происходит с помощью устройства, расположенного на корпусе. Конструкция представляет собой рукоятку с ползунами с вилками. Механизм блокировки помогает предотвратить синхронный выбор. Вращающий момент не отдается на колеса на «нейтральной» ступени.

Как только рукоять управления меняет положение, то вилка смещает муфту синхронизатора. Зубчатая область синхронизатора вступает во взаимодействие с зубчатым ореолом шестерни. На вторичном валу создается блокировка. В этот момент происходит отдача вращающего момента на колеса с передаточным числом.

Автомобиль перемещается назад при задействовании определенной ступени. Промежуточная шестерня заднего хода помогает сменить направление. Несмотря на то, что трехвальные коробки достаточно тяжелые, они имеют одно важное преимущество. Они дают больший КПД по сравнению с двухвальными. Именно поэтому их устанавливают практически на любые грузовые авто и «легковушки».

Продлеваем срок службы механической коробки

Неправильное переключение передач, непонятные звуки при работе, а также самостоятельное выключение — эти симптомы сигнализируют о том, что агрегат постепенно выходит из строя. Мало кто знает, что можно продлить срок работы МКПП, если следовать некоторым советам. Приведем их ниже.

 Работоспособность коробки зависит от качества залитого в нее трансмиссионного масла. Для каждого авто разрешено использовать разные жидкости. Как часто ее нужно менять, а также, какие марки масла подойдут машине написано в руководстве по эксплуатации.

 Во время разгона следует переключаться с передачи на передачу как можно с меньшим диапазоном времени. Это необходимо для того, чтобы шестеренки смогли выровняться друг с другом по скорости. Если водителю нужно «спуститься» с верхней передачи на нижнюю, то на помощь придет перегазовка.

 Автомобиль не должен перемещаться внатяг. Это сильно увеличивает нагрузки на двигатель и трансмиссию, что провоцирует преждевременный износ.

 Если транспорт находится «на спуске», то движение разрешается начать со второй передачи, а потом переключиться на 4-ю и 5-ю.

 Водителю нужно всегда ездить на покрышках, соответствующих сезону. Нельзя пренебрегать этим правилом. Кроме этого, стоит периодически проверять давление в шинах и при возможности регулировать его.

Не стоит забывать, что если автомобиль используется в роли буксирующего, то его срок службы снижается. Также нельзя допускать перегруза и забивать багажник предметами, превышающими допустимый вес.

При обнаружении масляных протечек, следует сразу обратиться в автомастерскую. Мастера проведут диагностику и заменят уплотнители. Правильно отрегулированное сцепление увеличивает срок службы механической коробки.

Плюсы и минусы

Устройство механической коробки передач автомобиля имеет свои плюсы и минусы. По сравнению с автоматической КП, она чем-то лучше, а в чем-то уступает ей. Перечислим главные преимущества:

 Низкая себестоимость по сравнению с «автоматом». Дешевле «механики» обходятся лишь клиноременные коробки с регулятором. Их не ставят в машины, но часто используют для установки в скутерах.

 В сравнении с гидромеханической трансмиссией, коробка обладает небольшой массой. К примеру, АКПП весит минимум 50 кг. Маленький вес снижает общую массу автомобиля. Это снижает расход топлива.

 Механическая КП позволяет использовать ее мощность «на полную». Это гарантирует высокий КПД. Большая энергия передается на ведущие колеса, что улучшает динамику.

 Для «механики» не нужно устанавливать системы охлаждения.

 Простая конструкция, состоящая из валов с шестеренками. В коробке отсутствует какая-либо электроника.

 Надежность. Коробка способна работать долго при условии правильного обслуживания и эксплуатации. Она спокойно «проедет» более 500 тысяч километров.

 По сравнению с коробкой-автомат, механика имеет дешевое обслуживание. Во-первых, агрегат не требует частого ремонта. Во-вторых, если ремонт все-таки потребуется, он обойдется в несколько раз дешевле.

 Автоматика проще для новичков, но электроника часто блокирует неверные действия водителя. Нельзя сказать того же самого о механике.

 Автомобиль с механической коробкой способен проехать и по гололеду, и выбраться из грязи. Опытные водители могут самостоятельно выбирать режим, при котором им удобно ехать.

 Авто с механикой можно легко завести «с толкача» в случае, если возникнут проблемы. Для машин с автоматикой придется вызывать эвакуатор. Это не только дорого, но и долго.

Как видите, преимуществ у механической коробки передач много. Однако существует и несколько минусов, которые не нравятся водителям. Самым большим недостатком является взаимодействие человека с машиной. Во время движения нужно постоянно дергать рычаг, следить за оборотами, вовремя нажимать педали. Это неудобно, особенно при езде в городе.

Мнения автомобилистов

Некоторые автолюбители считают, что менять масло в механической коробке бесполезно. Никакого эффекта это не даст. Но это не так. Если водитель будет проводить замену каждые 70-80 тыс км, то коробка станет работать плавно. Это обуславливается тем, что из коробки удаляются твердые металлические частицы, осевшие после трения деталей.

Многие автомобилисты согласны, что механическая коробка не так дорога в обслуживании. Но другие с этим мнением не согласны, поскольку считают, что дешевым ремонт будет только для стареньких Жигулей. Современные МКПП имеют более сложную конструкцию, а значит, требуют больших затрат на ремонт и обслуживание.

Говорят, что машины с «механикой» меньше потребляют топлива. Это так, но все равно, данный фактор больше зависит от манеры вождения человека.

Эксплуатация в жестких условиях, наоборот, повышает потребление горючего.

Любители механических коробок уверены, что их еще можно модернизировать. Конечно, на фоне вариаторов и роботов, механика кажется просто неубиваемой. Автоматические агрегаты уже нельзя совершенствовать. Однако в реальности дело обстоит наоборот. У МКПП не так много путей развития, т.к. многие производители стараются оснащать свою продукцию «автоматикой». Соответственно над автоматическими коробками идет большая работа из года в год.

Твитнуть

Принцип работы мкпп

Принцип работы мкпп

Коробка переключения 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.

  • Принцип работы мкпп
  • Устройство механической коробки передач
  • Виды механических КПП
  • Принцип работы МКПП
  • Преимущества и недостатки МКПП
  • Как пользоваться механической коробкой
  • Устройство механики
  • Что такое прямая передача и повышенная
  • Задняя скорость
  • Двухвальная КПП

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. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

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.

Устройство механики

  1. Сцепление. Нужно для смыкания и размыкания ведущего вала (первичного) с маховиком коленвала. Как работает сцепление на механике, поговорим в следующих обзорах
  2. Первичный вал. Через него передается вращение от двигателя к другим элементам коробки
  3. Вторичный вал или ведомый. Через него момент и скорость передается на ведущие колеса автомобиля.
  4. В зависимости от разновидности коробки передач в ее составе может быть промежуточный вал. Он нужен для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Это трехвальные КПП.
  5. Синхронизаторы. Они предотвращают удары звездочек с валом при включении передачи, синхронизируют их скорости вращения. Продлевают сроки эксплуатации, повышают надежность МКПП и плавность включения скорости
  6. Элементы управления включением и отключением передач в коробки. Бывают тросовые, тяговые и гидравлические. Это не столь важно для нашей темы, главное понять принцип работы механической коробки

Что такое прямая передача и повышенная

В большинстве случаев прямой передачей считается четвертая.

А почему прямая? Потому что весь крутящий момент напрямую передается от двигателя к колесам, передаточное отношение равно единицы.

В трехвальных коробках первичный и вторичный валы не соединены между собой жестко, соединение происходит при включении четвертой передачи. Принцип такой же, муфта ведомого вала входит в зацепление с шестерней ведущего. Весь момент передается напрямую от мотора к колесам, минуя все звездочки и промежуточный вал. Это способствует экономию энергии, затраченной на вращение колес, а соответственно экономия топлива и увеличение ресурса агрегатов автомобиля.

Схема работы прямой передачи механической коробки передач

А если передаточное число звездочек сделать меньше 1? Это увеличит экономичность машины. При равной скорости движения автомобиля, момента на колеса будет передаваться меньше, а значит, меньше усилий затрачивать будет двигатель для поддержания этой скорости. Отсюда и пониженные обороты мотора – выше его экономичность.

Как этого добиться? Чтобы это число было менее единицы, ведущая звездочка должна быть больше ведомой. Это соотношение обеспечивают высокие передачи: пятая, шестая и т.д. Современные механические КПП могут похвастаться наличием 6 ступеней. Автоматические коробки передач оснащаются 7 и 8 передачами. Все это делается в угоду снижения расхода топлива и сокращению выбросов автомобиля.

Задняя скорость

Для того чтобы заставить колеса крутится в обратную сторону для езды задом, используется дополнительный вал, четвертый. Он маленький, шестерня на нем жестко закреплена. Его назначение – передать обратное вращение вторичному валу.

В отличие от других валов, звездочка заднего хода не находится в постоянном зацеплении с другими шестернями. Для включения задней передачи нужно сместить её и ввести в зацеп с промежуточным и вторичным валами.

Стоит заметить, на ней отсутствует синхронизатор. Поэтому, для четкого включения задней скорости, вращение всех валов должно быть остановлено, отключено сцепление с двигателем и машина должна стоять не подвижно.

Принцип работы шестерни задней передачи механической коробки передач

Двухвальная КПП

Ее применяют в переднеприводных машинах.

Главное отличие – отсутствие промежуточного вала, вторичный находится под первичным.

Ведущий имеет большую длину, звездочки на нем намертво закреплены. Они вращаются вместе с ним. Все переключения происходят на ведомом валу.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Принцип работы такой же. На ведомом, шестерни жестко не закреплены. Они находятся в постоянном зацеплении со звездочками ведущего вала. Переключения происходят за счет перемещения муфт и синхронизаторов. Также существует промежуточная шестеренка заднего хода.

Еще одним отличием от трехвальной – дифференциал. Он внедрен в конструкцию коробки передач. Его цель — передать вращение на колеса.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Механическая коробка передач, МКПП – устройство, принцип работы

Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.

Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.

В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые коробки передач и выше. Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок передач имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Устройство трехвальной механической коробка передач

Трехвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного), промежуточного, ведомого (вторичного) валов, на которых размещены шестерни с синхронизаторами. В конструкцию коробки также входит механизм переключения передач. Все элементы размещены в картере (корпусе) коробки передач.

Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Между шестернями ведомого вала располагаются синронизаторы (другое название — муфты синхронизаторов). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Синхронизаторы имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.

Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

Принцип работы трехвальной МКПП

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного) и ведомого (вторичного) валов с блоками шестерен и синхронизаторами. Помимо этого в картере коробки передач размещены главная передача и дифференциал.

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.

Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней — по сути три главных передачи.

Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки состоит из рычага управления, соединенного тросами с рычагами выбора и включения передач. Рычаги в свою очередь соединены с центральным штоком переключения передач с вилками.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

 

 

Механическая коробка переключения передач, устройство, принцип работы

Необходимость в механической коробке передач возникает из-за основного недостатка ДВС — агрегат работает при ограниченном диапазоне оборотов. МКПП обеспечивает оптимальный режим работы двигателя.

Содержание

  • 1 Конструктивные особенности
  • 2 Виды трансмиссии
  • 3 Преимущества и недостатки

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:

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.

Преимущества и недостатки

Принцип действия и устройство механической коробки несложные, но при езде на оснащенном МКПП автомобилем водителю необходимы определенные навыки для правильного и плавного переключения скоростей. Этот факт является основным недостатком механики. Работать без рывков и провалов механическая коробка будет, если водитель выполняет своевременное переключение передач.

К преимуществам указанной трансмиссии относят:

  1. Небольшая стоимость и высокая надежность агрегата.
  2. Высокий КПД.
  3. Простота обслуживания и ремонта.
  4. Хорошая управляемость при экстремальных ситуациях.
  5. Минимальный расход горючего.
  6. Высокая динамика разгона.

Большинство неисправностей механических коробок переключения передач возникают при использовании водителем неправильной схемы переключения скоростей. Рычаг переключения передач необходимо переключать плавно, с выдержкой пауз в нейтральной позиции — это обеспечит своевременное срабатывание синхронизаторов, которые защищают шестерни от износа.

Механическая коробка передач устройство как правильно переключать передачи

Все автомобили с двигателями внутреннего сгорания непременно оснащены коробками передач. Любой автолюбитель знает, сколько всего существует и каких разновидностей этого устройства, а также принимает факт, что самой распространенной на сегодняшний день является механическая коробка передач. Ее краткое обозначение – МКПП. Основное отличие, помимо конструкционных и показательных, заключается в том, что переключение передач полностью контролируется водителем. Разберемся подробнее, что собой представляет названная разновидность КП.

МКПП

Содержание

  • 1 Подробнее о том, что представляет собой «механика»
  • 2 Принцип работы МКПП
  • 3 Устройство механической коробки передач
  • 4 Переключение передач
  • 5 Плюсы и минусы механических коробок передач
  • 6 Механическая коробка для «чайников». 9 важных деталей
  • 7 Заключение

Подробнее о том, что представляет собой «механика»

Как работает механическая КП? Что она из себя представляет? Давайте разберемся.
Механическая коробка передач выполняет простую и понятную функцию: смена передаточного отношения скорости вращения колесам от мотора. Важная составляющая часть её – передаточный механизм зубчатого (чаще всего) вида. Мы уже выяснили, что функционирует механическая КП путем манипуляций водителя, который самостоятельно решает, какое в настоящий момент значение передаточных чисел требуется для корректной работы всего авто. Отсюда и название – механическая, что предполагает полностью ручное управление.

Принцип работы МКПП

В общем и целом, КП – это ступенчатые редукторы закрытого типа. В себе они содержат зубчатые шестеренки, которые в зависимости от востребованности в данный момент могут быть сцеплены и могут изменять обороты и меж входным и выходным валами, а так же их частоту.

Как работает механическая КП

Важно! «Проще говоря, принцип действия механической коробки передач состоит в том, что на различных ступенях входного и выходного валов происходит переключение (вручную) и соединение различных комбинаций шестеренок». Следует рассмотреть ещё один важный вопрос: устройство МКПП.

Устройство механической коробки передач

Стоит понимать, что сама по себе любая коробка передач не сможет функционировать отдельно от других, не менее важных узлов автомобиля. Одним из них является сцепление. Данный узел осуществляет разъединение мотора и трансмиссии в требуемый момент времени. Это позволяет осуществлять переключение передач без последствий для автомобиля при сохранении оборотов двигателя.Наличие сцепление и необходимость его применения обусловлена тем, что МКПП пропускает через свои шестерни большой по значению крутящий момент.Так же важно знать, что любая коробка передач при условии классической конструкции имеет оси валов, на которые нанизаны зубчатые шестеренки. О них мы упоминали ранее. Корпус при этом обычно называют «картером». А самыми распространенными компоновками являются трех- и двухвальные.

устройство МКПП

В первых расположены:

  • ведущий вал;
  • промежуточный вал;
  • ведомый вал.

Ведущий вал обычно соединяется со сцеплением, а уже по нему осуществляются перемещения особого диска (его называют диском сцепления). Далее вращение уходит к промежуточному валу, который крепко соединен с шестеренкой первичного вала.При рассмотрении конструктивных особенностей МКПП следует брать во внимание особое расположение ведомого вала. Часто он соосен с ведущей осью, и соединены они посредством подшипника, что находится внутри ведущего вала. Такое устройство обеспечивает независимость их вращений. Блоки шестерней с ведомого вала не зафиксированы, а сами шестерни ограничены специальными муфтами. Они так же могут смещаться по оси.При включенной нейтральной передаче обеспечивается свободное вращение шестеренок. Тогда муфты приобретают разомкнутое положение. После того, как водителем выжато сцепление, а передача переключена, скажем, на первую, специальная вилка в КП переместит муфту таким образом, что она зацепится за требуемую пару шестеренок. Так осуществляется передача вращения и усилия, направленного от двигателя.

Устройство механической коробки передач

От ведомой оси происходит передача крутящих моментов и оборотов двигателя посредством карданного вала (в случае с задним приводом) на ведущие колеса. В момент зацепления синхронизатором ведущего и ведомого вала при условии, что шестерни не участвуют в процессе, достигается наивысший коэффициент полезного действия. Для осуществления движения назад механика оснащена «паразитной» шестеренкой, приводя в действие которую водитель может сменить путь вращения на обратный.Многие из коробок передач механического типа снабжены косозубыми шестернями. Это обусловлено их способностью справляться с большими усилиями и при этом создавать меньше механического шума.Что касается 2-вальной КП, там точно так же предусматривается соединение ведущего вала со сцеплением. Разницей между двуосной и трехосной является наличие блока шестерней на ведущем валу. Ну и, конечно же, отсутствие промежуточного вала.На ведомой оси находится жестко закрепленная шестерня главной передачи. Другие из шестерней оснащены синхронизационными муфтами.

Такое устройство и принцип работы очень похожи с трехосной версией МКПП.Стоит отметить, что двухвальные механические коробки передач обладают большим коэффициентом полезного действия, но из-за особенностей своей конструкции и связанного с этим ограничения на допустимо возможное повышение передаточного числа используются только в легковых автомобилях. Также важным элементом в конструкции механических коробок переключения передач являются синхронизаторы.

Подробнее о МКПП

Ранее, когда первые образцы таких КП ими не оснащались, водителям приходилось осуществлять двойной выжим для равнения окружных скоростей шестерней. С появлением синхронизаторов эта необходимость исчезла.Следует отметить, что синхронизаторы не применяются для коробок передач с большим их числом (когда речь идет, скажем, о 18 ступенях), ведь с технической точки зрения комплектации такого формата просто невозможна. Так же для увеличения скорости переключения передач синхронизаторы не применяются при конструировании спорткаров.Синхронизаторы функционируют таким образом: когда управляющий переключает передачи, муфта смещается к нужной шестерне. Усилия поступают на блокировочное кольцо муфты, и при имеющейся силе трения поверхности зубьев начинают своё взаимодействие.Механическая коробка передач принцип работы имеет, как мы выяснили, доступный и ясный. Рассмотрим теперь вопросы, касающиеся переключение передач.

Переключение передач

Теперь, когда мы знаем, как работает коробка передач механического принципа управления, важно разобраться с самим процессом переключения. За этот процесс ответственным выступает специальный механизм.Автомобили с задним приводом оснащаются рычагом переключения именно на самой МКПП. Механизм же скрыт в корпусе, а рычаг позволяет производить управление. Этот вариант расположения характеризуется некоторыми преимуществами и недостатками. Среди достоинств:

  • доступность и простота с точки зрения конструкционных решений;
  • четкое переключение;
  • высокий срок службы.

К недостаткам относятся:

  • невозможность расположить мотор в задней части машины;
  • невозможность применения на автомобилях с передним приводом.

Если автомобили оснащены передним приводом, то рычаги предусмотрены на полу между сидением водителя и сидением пассажира, на панели руля или же на приборной панели. Конструктивные особенности в переключении передач автомобилей с передним приводом тоже обладают своими преимуществами и недостатками. Среди первых выделяются особенный комфорт в расположении и удобство переключения, отсутствие вибраций на рычаге, относительно высокая свобода с точки зрения дизайнерской и инженерной компоновки.

Переключение передач МКПП

Недостатки, главным образом, представлены относительно небольшой долговечностью, вероятностью возникновения люфтов, а так же потребности регулировки тяги. К тому же, такой вариант в конструкции и расположении рычага обладает меньше четкостью, чем при расположении на корпусе МКПП.Любому, кто интересуется темой разнообразия коробок передач, следует ознакомиться с плюсами и минусами конкретно механической КП, ведь она – это своего рода «мать» всех последующих вариантов исполнения и функционала коробок переключения.

Плюсы и минусы механических коробок передач

Разумеется, идеальной коробки передач просто не существует. Но несравненными преимуществами именно механической являются:

    1. Относительная дешевизна конструкции по сравнению с аналогами.
    2. Небольшая масса и завидный КПД (коэффициент полезного действия).
    3. Отсутствие особых требований к охлаждению.
    4. Преимущество с точки зрения экономии и лучшая среди аналогов динамика разгона.
    5. Легкость и простота с точки зрения инженерии.
    6. Высокая надежность и высокий ресурс эксплуатации.
    7. Наличие возможности применять различные техники (что важно для асов и водителей со стажем) и стили вождения при некоторых условиях (например, во время гололедицы и при езде по бездорожью).

Устройство механической коробки передач

  1. Машину с МКПП можно завести посредством толчка и осуществить её буксировку максимально легко и удобно на большие расстояния при любой скорости.
  2. Наличие возможности рассоединения двигателя и трансмиссии.

Впечатляющий список. Поговорим о недостатках. Среди них:

  1. Потребность при переключении полного разобщения между силовым механизмом и трансмиссией, а это оказывает влияние на время осуществления переключения.
  2. Для достижения плавности переключения, придется долго набивать руку и копить опыт.
  3. Идеальной плавности добиться не получится вообще, так как число ступеней в современных авто с механической коробкой передач колеблется от 4 до 7.
  4. Относительно малый ресурс на узле сцепления
  5. Статистические данные, говорящие о том, что водители, предпочитающие механику, более подвержены утомлениям в пути.

В завершение статьи рассмотрим краткий курс езды на МКПП для не имеющих опыта водителей.

Механическая коробка для «чайников». 9 важных деталей

Плюсы и минусы МКПП

Новичку, приобретшему авто с механической коробкой, требуется ознакомиться с важными нюансами в обращении с коробкой и уяснить некоторые моменты.Начнем по порядку. Для чего нужны передачи? Для того, чтобы выбирать, какая именно и при каких условиях будет наилучшей для применения в требуемой вам ситуации (погодные условия, качество дорожного покрытия и т.п.)

Важно! Освоение расположения передач. Важным моментом является синхронное нажатие педали сцепления с одновременным переключением скоростей.

1. Запуск мотора. Схема: «нейтралка» — сцепление – запуск двигателя. И никак иначе.

2. Правильное применение сцепления. Выжимать – строго до конца и не больше 2 секунд. Бережем машину.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

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

Читать далее >>

3. Похвальная координация и гладкие действия. Сцепление. Скорость (например, первая). Бросаем сцепление (медленно, конечно же), при этом так же медленно принимаемся за газ.

4. «Дауншифтинг». Проще говоря, при понижении скорости важно понижать и передачи, точно так же, как осуществлялось их повышение при разгоне.

5. Задний ход. Никогда и ни при каких обстоятельствах не рекомендуется включать заднюю передачу до момента, пока авто не остановится.

Важные детали МКПП

6. Паркуемся. Мотор заглушен, выжато сцепление, включена первая передача,  ручной тормоз в рабочем положении. Все просто.

Непонятно, трудно и нудно? Больше практики! Только при условии постоянного и непрерывного вождения описанные принципы и тонкости будут не просто сводом правил или законов, а чем-то естественным и понятным.

Заключение

Механической коробки передач устройство и принцип работы, как мы выяснили, довольно интересны, хоть вместе с тем и сложны для восприятия. Работает МКПП исключительно вкупе с двигателями внутреннего сгорания. Такой тип конструкции и принципов в управлении наделяет рассмотренный тип коробки передач определенными превосходствами перед своими аналогами, которые всё чаще начинают занимать лидирующие по продажам места на рынке. Однако не стоит забывать, что наиболее практичной, хоть и не совсем на первый неопытный взгляд простой в использовании, является именно МКПП.
Познакомьтесь с «механикой» поближе, и вы будете приятно удивлены!

Выводы про МКПП

Применение 

В частности, механическая коробка передач охватывает 52% всего автомобильного рынка, что означает, что более половины транспортных средств на дорогах оборудованы с МТ.

  1. Все тяжелые транспортные средства, такие как грузовики, погрузчики и т. д., оснащены МТ.
  2. Почти все мотоциклы на дорогах имеют механическую коробку передач, обычно с 4 или 5 скоростями без заднего хода.
  3. Все В гоночных автомобилях Formula используется механическая коробка передач с механизмом быстрого переключения.
  4. Почти все коммерческие автомобили используют MT из-за его низкой стоимости, за исключением автомобилей высокого класса, таких как audi, bmw и т. д.

Что такое механическая коробка передач? Схема, детали, работа и типы

В этой статье вы узнаете, что такое механическая коробка передач и как она работает? Его частей, преимуществ и типов объясняются диаграммами.

Кроме того, вы также можете  загрузите файл формата PDF этой статьи в конце.

Что такое механическая коробка передач?

Система трансмиссии является одной из наиболее важных частей двигателя. Он соединяет двигатель с трансмиссией и контролирует, сколько энергии вы потребляете в данный момент. Поскольку в современном мире существует множество типов систем передачи, довольно сложно понять, как они работают.

Механическая коробка передач является распространенным и популярным типом трансмиссии, используемой в транспортных средствах. В этой системе водитель должен выбирать передачи вручную, управляя рычагом переключения передач и сцеплением. Основная функция трансмиссии заключается в управлении скоростью и крутящим моментом автомобиля в различных условиях движения.

В основном механическая коробка передач работает по принципу передаточного числа. Передаточное число – это отношение числа оборотов, совершаемых выходным валом, к числу оборотов, совершаемых первичным валом один раз.

Более низкое передаточное число означает больший крутящий момент, но меньшую скорость, а более высокое передаточное число означает меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Проще говоря, различные передаточные числа называются «скоростями».

Читайте также: Какие существуют типы сцеплений и как они работают?

Как работает передаточное число?

Работа передаточного числа механической коробки передач поясняется ниже:

  • Первичный вал — оранжевый
  • Промежуточный вал — желтый
  • Главный вал — серый
  • Вал-шестерня — зеленый

N — 0 нейтральный

На нейтральной передаче автомобиль остается неподвижным, а в трансмиссии нет муфты, что означает отсутствие передачи мощности.

Первая передача

Малая шестерня сблокирована с промежуточным валом. Вращение на главный вал передается одинарной шестерней первичного вала, а на промежуточный вал — через шестерню первой или второй передачи.

Вторая передача

Скорость на первой передаче уже позволяет автомобилю разгоняться и обеспечивает более плавное переключение на вторую передачу.

Третья передача

На третьей передаче скорость движения вперед увеличивается больше, но крутящий момент уменьшается.

Четвертая передача

Четвертая передача — прямой привод. Это означает, что первичный вал и главный вал заблокированы вместе, чтобы передать большую мощность двигателю.

Шестерня заднего хода

Промежуточная шестерня расположена между шестернями на двух валах, заставляя главный вал двигаться в обратном направлении.

Конструкция механической коробки передач

Если вы водили автомобиль с механической коробкой передач, вы знаете о педали сцепления и рычаге переключения передач. Водитель управляет механической коробкой передач, используя эти два входа.

В этой системе редуктор состоит из трех главных валов с постоянно находящимися в зацеплении шестернями разных размеров. Первичный вал соединен с двигателем с помощью муфты, а промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и состоит из нескольких шестерен.

Принимая во внимание, что выходной вал соединяет промежуточный вал с карданным валом и, возможно, с колесами. В транспортных средствах, таких как FWD и AWD, выходной вал соединен с первой раздаточной коробкой, а задний ход обычно находится на четвертом валу, чтобы изменить направление.

Детали механической коробки передач

Ниже приведены детали механической коробки передач:

  1. Коробка передач или раздаточная коробка
  2. Первичный вал
  3. Вторичный вал
  4. Промежуточный вал
  5. Синхронизаторы
  6. Шестерни
  7. Рычаг переключения передач
  8. Вилка переключения
  9. Подшипник
  10. Удлинительный корпус

Коробка передач №1

оси с помощью приводного вала.

Первичный вал №2

Первичный вал трансмиссии соединен с промежуточным валом, имеющим шестерни на обоих валах. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал также вращается и всегда находится в фиксированном передаточном отношении.

Вторичный вал №3

Функция вторичного вала заключается в передаче мощности от системы трансмиссии к двигателю. Шестерни выходного вала находятся в зацеплении с шестерней промежуточного вала и вращаются независимо друг от друга. Он будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестерней промежуточного вала.

Промежуточный вал №4

Также известен как промежуточный вал. Он вращается в направлении, противоположном входному валу. Они крутятся при работающем двигателе и включенном сцеплении. Всякий раз, когда водитель выбирает передачу, он приводит шестерню на главный вал.

#5 Синхронизаторы

Синхронизаторы облегчают зацепление между ошейником и механизмом для синхронизации их движения. Кроме того, они помогают регулировать скорость вала, чтобы шестерни выравнивались быстрее при переключении. Иногда скорость может меняться, поэтому синхронизатор помогает этого избежать.

#6 Шестерни

Обычно механическая коробка передач имеет три вала с шестернями разного размера. Есть большие шестерни с большим количеством зубьев и маленькие шестерни с малым количеством зубьев.

Большие шестерни создают дополнительный крутящий момент, который помогает замедлить транспортное средство. В то время как меньшие шестерни генерируют меньший крутящий момент, что помогает автомобилю двигаться на высокой скорости.

Рычаг переключения передач #7

Расположен на центральной консоли, рычаг переключения передач соединен с коробкой передач рычажным механизмом, и им можно управлять рукой. С помощью рычага переключения передач вы можете легко управлять и переключать передачи. Функция рычага переключения передач заключается в ручном переключении передач, когда они ускоряют и замедляют автомобиль.

Вилка переключения #8

Вилка переключения передач представляет собой механизм, который выглядит как механический рычаг. Вилки переключения передач скользят по промежуточному валу механической коробки передач. Это позволяет кольцам перемещаться по выходному валу.

#9 Подшипники

В трансмиссии шестерни вращаются и постоянно сцепляются друг с другом с помощью подшипников. Они также позволяют входному валу и выходному валу вращаться с разной скоростью.

#10 Корпус расширения

Коробка передач имеет дополнительный корпус, который защищает выходной вал в задней части коробки передач, а также поддерживает подшипники.

Читайте также: Сколько существует типов двигателей?

Как работает механическая коробка передач?

В механической коробке передач водитель должен выбрать соответствующую передачу, включив или выключив сцепление. Как мы уже говорили, он работает по принципу передаточного числа. Когда большая шестерня совпадает с меньшей шестерней и приводит ее в движение, меньшая шестерня будет вращаться быстрее, чем большая шестерня.

Чем больше разница в размерах шестерен, тем выше передаточное число. При этом шестерни насажены на валы, которые вращают другие шестерни. Селектор переключения передач управляет выбором передач, а гипотетический разъем с постоянным зацеплением и синхронизирующее кольцо обеспечивают плавную работу.

Запуск с первой передачи позволяет двигателю работать на оптимальных оборотах, чтобы перевести автомобиль из стационарного состояния в движущееся состояние. Как только автомобиль достигает максимально оптимального диапазона оборотов, включается вторая передача.

Таким образом, водитель увеличивает скорость и переключает передачи, пока не будет достигнута нужная скорость. Поддержание диапазона оборотов позволяет двигателю работать эффективно. Обратный ход достигается за счет трехступенчатой ​​системы, а синхронизатор остается на холостом ходу.

Это означает, что перед переключением на передачу заднего хода вал трансмиссии должен перестать вращаться. Для остановки вращения вала коробки передач без остановки вращения двигателя требуется отключение сцепления.

Что такое шаблон H в передаче?

Рисунок H — это не что иное, как рисунок шестерни в рычаге механической коробки передач. В автомобиле с механической коробкой передач он позволяет водителю перемещать рычаг переключения передач вперед и назад для переключения передач по схеме H.

Верхнее левое положение рычага переключения передач указывает на первую передачу, а вторая передача находится справа от нее. Чтобы перейти на третью передачу, нужно снова переключиться вправо и вверх. В конце концов, четвертая передача переключается прямо на третью передачу.

Читайте также: Какова функция маховика в автомобиле?

Types of Manual Transmission

Following are the types of manual transmission:

  1. Sliding mesh transmission
  2. Constant mesh transmission
  3. Dual-clutch transmission
  4. Automatic transmission
  5. Preselector transmission

#1 Sliding Mesh transmission

Эти трансмиссии обычно можно увидеть в старых типах транспортных средств. Когда коробка передач находится в нейтральном положении, двигаются только главная ведущая шестерня и шестерня агрегата. Чтобы передать мощность на ведущие колеса, педаль сцепления должна быть нажата.

Перемещение рычага переключения передач изменяет положение рычага переключения передач и вилок. Он перемещает шестерню по главному валу непосредственно над шестерней группы. После включения этих передач сцепление отпускается. Если вы хотите снова переключить передачу, вы должны отключить существующую передачу, прежде чем переключать новые передачи.

Передача со скользящим зацеплением может обеспечить относительно высокую эффективность по сравнению с передачей со скользящим зацеплением, поскольку только одна шестерня находится в зацеплении, в отличие от трансмиссии с постоянным зацеплением, в которой все шестерни находятся в зацеплении. Его конструкция проста, что является одним из его преимуществ.

#2 Передача с постоянным зацеплением

Передача с непрерывным зацеплением поддерживает движение шестерен, групповых шестерен и шестерен главного вала, поскольку они могут свободно вращаться вокруг главного вала. Он имеет кулачковую муфту для блокировки этих передач при необходимости.

При перемещении тяги переключения зубья муфты и шестерни главного вала сцепляются друг с другом и удерживают шестерню в стабильном положении. Синхронизаторы используются для предотвращения любых столкновений или скрежета во время передачи.

В нем используются косозубые шестерни, чтобы избежать вибраций и шума. Они очень выгодны благодаря своим бесшумным рабочим характеристикам. Поскольку в нем используются две кулачковые муфты, можно получить разные передаточные числа.

#3 Коробка передач с двойным сцеплением

Коробка передач с двойным сцеплением представляет собой модифицированную версию механической коробки передач с двумя наборами передач, каждый из которых приводится в действие отдельным сцеплением. По сути, он использует два сцепления, которые могут быть сухими или мокрыми.

Одно сцепление управляет четным числом передач (2, 4, 6), а другое сцепление управляет нечетным числом передач (1, 3, 5 и передача заднего хода). Эти типы очень популярны в старых автомобилях, но все еще встречаются в современных гоночных автомобилях. DCT обеспечивают лучшую экономию топлива, чем AMT.

#4 Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач (также известная как AMT) представляет собой механическую коробку передач с компьютером, который управляет переключением передач и другими основными частями. Как правило, для переключения передач в нормальных условиях вождения не требуется участия водителя.

Так как он имеет мосты и дифференциалы в одном комбинированном узле, он становится коробкой передач. Это обеспечивает меньше усилий для водителя и больше возможностей для управления автомобилем. Автоматическая коробка передач обычно используется в грузовиках.

Преселектор #5 Transmisison

Это более старые модели, использовавшиеся в 1930-х годах. Преселектор имеет вакуумное или гидравлическое управление переключением и планетарную систему передач для предварительного выбора передаточного числа с помощью рычага на рулевой колонке.

Водитель нажимает педаль для переключения передач, которые входят в контакт с одной из уже выбранных передач. При этом задняя передача останавливается, пока включается новая передача.

Читайте также: Что такое внутренние детали автомобиля?

Преимущества механической коробки передач

  1. Механическая коробка передач с меньшим количеством движущихся частей может легко вписаться в ваш бюджет, что означает более низкую стоимость покупки.
  2. Их легче обслуживать, потому что они менее сложны, чем автоматические, и с меньшей вероятностью могут выйти из строя.
  3. Когда вы спускаетесь с холма, вы можете включить нейтральную передачу. Это означает, что чем меньше мощности поступает в двигатель, тем меньше топлива будет сожжено. Таким образом, можно добиться лучшего расхода бензина.
  4. Поскольку в механической коробке передач меньше движущихся частей, затраты на ремонт значительно ниже.
  5. При использовании моторного масла оно изнашивается медленнее и его не нужно часто менять.
  6. Если у вас автомобиль с механической коробкой передач, вы как можно быстрее перейдете на четвертую или пятую передачу и будете двигаться на более высокой скорости.

Недостатки механической коробки передач

  1. Механическая коробка передач редко доступна на рынке из-за широкого использования автомобилей с автоматической коробкой передач.
  2. Обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач может быть сложной задачей.
  3. Когда вы едете на автомобиле с механической коробкой передач, сцепление, скорее всего, изнашивается, и его замена требует больших затрат на ремонт.
  4. Езда по холмам может быть опасной и трудной, если к ней не подготовиться.
  5. В условиях интенсивного движения частые остановки или запуски и переключение передач вручную могут затруднить управление автомобилем.

Резюме

Короче говоря, автомобили с механической коробкой передач значительно дешевле и сложнее. Выбор системы трансмиссии – довольно сложная задача. Однако, если для вас важны производительность и опыт вождения, механическая коробка передач может быть идеальным выбором.


Надеюсь, я рассказал все о « механическая коробка передач ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

Хотите получать бесплатные PDF-файлы прямо на свой почтовый ящик? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.

Адрес электронной почты

Загрузить эту статью в формате PDF

Нажмите здесь, чтобы загрузить

Еще с нашего сайта:

  1. Что такое роторный двигатель Ванкеля и как он работает?
  2. В чем основное различие между барабанным и дисковым тормозом?
  3. Типы шасси и рам с иллюстрациями.

Внешние источники:

  1. https://www.uti.edu/blog/automotive/transmission
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Manual_transmission

Все изображения с Wikipedia. com [Под Creative Common Licenses]

Принцип работы механической коробки передач автомобиля. Принцип работы механической коробки передач. Ручное переключение передач и кнопочная система «Лепестки» Автомобильная коробка передач Lotus Evora

Коробка передач, или в другой трансмиссии, передает усилие вращения — так называемый вращательный момент — от двигателя автомобиля на колеса. При этом, в зависимости от условий движения автомобиля, он может передавать вращательный момент полностью или частично.

Машина, идущая в гору, должна пользоваться более низкой передачей по сравнению с машиной, мчащейся по ровному шоссе. При более низкой передаче на колеса передается больший крутящий момент. А это требуется, когда машина движется медленно, потому что она жесткая. Более высокие передачи подходят для более быстрого движения автомобиля.

Есть коробки передач с ручным управлением, а есть автоматические. Для смены передачи в МКПП водитель сначала нажимает на педаль сцепления (рисунок слева). В этом случае двигатель отсоединяется от коробки передач. Затем водитель переводит рычаг управления на другую передачу и отпускает педаль сцепления. Двигатель снова связан с коробкой передач и снова может передавать свою энергию на колеса. В автоматической коробке передач положение педали газа (акселератора) соотносится со скоростью автомобиля, и при необходимости происходит автоматическое переключение передач.

Ручное управление раздаточной коробкой

На схемах, управляемых числом, показано, как с помощью рычага управления можно переключаться с одной передачи на другую. В зависимости от установленной трансмиссии разные доли крутящего момента, проходя через коробку передач (красные линии со стрелками), приходятся на колеса. Основная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Первая передача. Наибольшая шестерня ведущего вала соединена со своей парой на ведомом валу. Машина движется медленно, но может преодолевать тяжелые участки пути.

Вторая передача. Вторая пара шестерен работает вместе с механизмом сцепления. При этом скорость транспортного средства обычно составляет от 15 до 25 миль в час.

Третья передача. Третья пара шестерен вместе с механизмом сцепления работает. Скорость автомобиля еще больше, а крутящий момент на колесах меньше.

Четвертая передача. Входной и выходной валы соединены напрямую (прямая передача) — скорость автомобиля максимальная, а крутящий момент наименьший.

Реверс. (5-я передача на картинке) При включении задней передачи ее ведущая шестерня «вращает выходной (ведущий) вал в обратную сторону. топливо поступает от карбюратора в цилиндры.Движение топлива регулируется дроссельной заслонкой карбюратора, а работа заслонки управляется с помощью педали акселератора, которая находится на полу перед водителем.

Когда водитель нажимает на педаль акселератора, открывается дроссельная заслонка и в двигатель поступает больше топлива. Если водитель отпускает педаль акселератора, заслонка закрывается и количество поступающего топлива уменьшается. При этом обороты двигателя и скорость автомобиля снижаются.

Автоматическая коробка передач

При использовании автоматической коробки передач у водителя нет педали сцепления под ногой. Вместо гидротрансформатора в паре с планетарной передачей (рисунок справа и ниже) автоматически отключать двигатель от ведущего вала при переходе по условиям движения на другую передачу.

И после смены передачи снова подключается ведущий вал. Стоит водителю поставить рычаг управления в рабочее положение, и механизм АКПП сам подберет нужную передачу в соответствии с условиями движения автомобиля в данный момент.

Необходимость в МКПП возникает из-за основного недостатка двигателя внутреннего сгорания — агрегат работает с ограниченным диапазоном оборотов. MCPP обеспечивает оптимальную работу двигателя.

Рис. 1. Две шестерни с разным количеством зубьев в зацеплении.

Ручная коробка работает в паре со сцеплением. Принцип его работы, если кратко, заключается в том, что шестерни зубчатого типа, расположенные в корпусе коробки, включаются в попеременное зацепление в различных комбинациях. Таким образом образуются различные передачи, отличающиеся передаточным отношением.

Муфта обеспечивает временное прекращение передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии — необходимо переключить передачу.

Традиционная ГЦНС состоит из корпуса, называемого картером, валов, расположенных параллельно и шестерен, синхронизаторов.

Изменение числа оборотов при разных передачах можно пояснить на примере двух шестерен с разным числом зубьев (см. рис. 1). Если поставить в зацепление две шестерни: у первой 20 зубьев, а у второй 40, то при двух оборотах первой шестерни вторая совершит только один оборот. При такой ситуации передаточное число равно двум. Для чего это нужно? От величины значения указанного числа зависит скорость раскручивания нужных оборотов двигателем. Внутренне влияет на ускорение. Чем больше передаточное число, тем «мощнее» и «короче» будет передача. При этом максимальная скорость станет меньше, появится частая необходимость смены передачи. Производители трансмиссий придерживаются средних значений инвертора, создают многокаскадные конструкции с определенной схемой включения.

Типы трансмиссий

Корпус механической трансмиссии выполнен из легкого, но очень прочного сплава, он герметизирован и заполнен специальным маслом, что позволяет поддерживать рабочие элементы агрегата в исправном состоянии даже при большие нагрузки.


Коробка передач механическая Tremary

Механические коробки Tricing состоят из таких валов:

  • Первичный (ведущий), соединенный муфтой с маховиком двигателя.
  • Вторичный (ведомый) имеющий жесткое соединение с карданным валом.
  • Промежуточный. Его назначение – передача вращения от первого вала ко второму.

Ведомый вал опирается на подшипник, расположенный в хвостовике первичного вала. Между ними нет жесткой связи, они совершают вращение независимо друг от друга. На ведомом валу размещен редуктор. На первичном — шестерня, расположенная с ним в жестком уплотнении. Промежуточный вал размещен параллельно первому валу, имеет жестко закрепленный на нем блок шестерен. Шестерни всех валов находятся в постоянном зацеплении.

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

На корпусе коробки расположен механизм переключения скоростей, он представлен в виде рычага управления и ползунков с вилками. Чтобы не было одновременного включения нескольких передач, этот механизм оснащен блокировкой. Если рычаг переключения скорости размещен в кузове автомобиля, то для дистанционного управления используется механизм, он называется «Кулиса».

Принцип работы данной коробки заключается в том, что при перемещении рычага управления специфическая вилка перемещает муфту синхронизатора, которая объединяет угловые скорости вала и шестерни, обеспечивая передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор к вторичный вал коробки. Задняя передача достигается, когда вторичный вал вращается в противоположном направлении. Это достигается использованием дополнительной задней передачи. Он позволяет получить нечетное количество паровых передач: крутящий момент меняет направление. Для лучшего понимания схемы переключения передач см. рисунок 2.


Рисунок 2. Переключение передач MCPP.

Устройство двухплечевой коробки имеет ведущий и ведомый валы, расположенные параллельно. С помощью шестерни, размещенной на первичном валу, крутящий момент передается на шестерню вторичного, закрепленную синхронизатором. Остальные процессы выполняются аналогично тривиальному MCPP. Преимуществом двухканальных коробок является компактность трансмиссии. Плюс они обладают лучшим КПД за счет небольшого количества деталей. Указанная коробка не содержит прямой передачи, поэтому используется для легковых автомобилей.

Достоинства и недостатки

Принцип работы и устройство механической коробки просты, но при движении автомобиля на оборудованной МКПП от водителя требуются определенные навыки для правильного и плавного переключения скоростей. Этот факт является основным недостатком механики. Работать без рывков и сбоев ручная коробка будет, если водитель будет выполнять своевременную смену передач.

К достоинствам данной трансмиссии можно отнести:

  1. Небольшая стоимость и высокая надежность агрегата.
  2. Высокая эффективность.
  3. Простота обслуживания и ремонта.
  4. Хорошая управляемость в экстремальных ситуациях.
  5. Минимальный расход топлива.
  6. Высокая динамика разгона.

Большинство отказов механической коробки передач возникает при использовании драйвера неправильной схемы переключения скоростей. Рычаг переключения передач необходимо переключать плавно, с паузой выдержки в нейтральном положении – это обеспечит своевременное срабатывание синхронизаторов, предохраняющих шестерни от износа.

Механическая коробка передач — устройство для приема скорости передачи частоты вращения от двигателя к ведущим колесам. Выбор и включение необходимой передачи при использовании механической коробки передач водителем вручную (в отличие от коробки автомат). Название этого устройства отражает тот факт, что вся его функциональность реализуется за счет только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от гидравлических или электрических трансмиссий). Популярный, но технически достоверный принцип работы МКПП освещен в данной публикации.

Зачем автопроизводителям понадобилось внедрять коробку передач? Потому что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и совсем маленьком, диапазоне оборотов. А частота обработки колес — от трогания с места до движения на высоких скоростях — происходит в гораздо более широком диапазоне. И невозможно выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое обеспечивало бы весь диапазон, при одновременном разумном использовании оборотов двигателя.

Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью необходимо провести более значительную работу в физическом смысле, то есть придать большую мощность его колесам. То есть на малых оборотах нужны высокие обороты двигателя.

Наоборот, при равномерном движении разогнанного автомобиля по ровной дороге его скорость высока, и уже не требуется большой мощности и высоких оборотов двигателя — для поддержания нужной скорости достаточно малой мощности и низких оборотов. С ростом скорости растет аэродинамическое сопротивление двигателя, что требует больших оборотов и более значительных энергозатрат. То же — при движении в гору необходимо увеличивать силу тяги.

Отсюда возникает необходимость передачи вращения от двигателя на колеса с определенным передаточным числом, которое можно было бы менять в зависимости от условий движения. В этом один из пионеров мирового автомобилестроения — немецкий инженер Карл Бенц убедился во время первой дальней (80 км) поездки на автомобиле собственной конструкции.

Эта автосцепка состоялась в 1887 году. К изобретателю устремились Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями. 80-километровое путешествие оказалось очень трудным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторых, с небольшими формами, подъемники приходилось толкать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал машину, снабдив ее дополнительной вспомогательной трансмиссией — «Редеякой», для увеличения тяги.

Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное отношение должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростью вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес.

Конечно, первая механическая передача Карла Бенца сначала была очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикрепленные к ведущей оси. С двигателем они соединялись с ремнем, а с помощью рычагов ремень можно было перебрасывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву как на современных «продвинутых» велосипедах пришли металлическая цепь и звезда.

Коробка передач и редуктор впервые поставлены на автомобиль Вильгельм Майбах на автомобиле. Параллельно с немецкими автоинженерами примерно в те же годы аналогичными изысканиями занимались французы и французы. В Эмиле Левасс и Луи целый набор шестерен с разными передаточными числами для движения вперед и одну передачу уже применил Panar Mechanical Transmission Box. Как и в наше время, шестерни передней передачи были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло зацеплять с неподвижной шестерней на первичном валу по его диаметру зубчатые колеса.

Официально изобретателем механической коробки передач, похожей на современную, стал Луи Рено: В 1899 году этот молодой новичок автомобилестроения запатентовал первую в мире коробку передач, основанную на системе подвижных шестерен и валов. Она была трехступенчатой.

Первый запатентованный менеджер — Луи Рено — в своей «лаборатории».

Заокеанский пионер автопрома — Генри Форд — не стал копировать достижения немецких и французских инженеров, а пошел своим путем. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных передач (сателлитов), которые вращались вокруг центральных («солнечных») шестерен и были закреплены приводом. Именно так – планетарной коробкой передач оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».

Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробок на шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое было сделано в 1928 году Чарльзом Кеттерингом из «Дженерал Моторс». Это сделало механические коробки передач более легкими в управлении, дало им новый толчок к развитию и «техническую долголетие».

С момента изобретения Луи Рено прошло более 120 лет, но основной принцип ступенчатой ​​коробки передач остался прежним. Современные мануальные мануалы, конечно, гораздо совершеннее: у них передача не с прямым, а с осомо-крюком, и они более удобны, бесшумны и долговечны. В целом автомобили с «механикой» экономичнее автомобилей с АКПП.

Механический редуктор состоит из набора кур различных размеров, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами. Передаточное число становится еще одним способом перемещения как самой шестерни, так и специального устройства — синхронизатора. Его задачей является выравнивание (синхронизация) окружных скоростей включаемых в редуктор передач.

Принцип таков, что чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у нее самое большое. На нем передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и при высокой частоте вращения коленчатого вала скорость автомобиля остается низкой, а сила тяги высокой. На высшей передаче, соответственно, наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колеса не передается, и машина по инерции перекатывается либо стоит.

Большинство серийных современных автомобилей, оснащенных механической коробкой передач, имеют 5 скоростей, или скоростей. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных ручных передач были четырехступенчатыми. Механические коробки с шестью и более скоростями, как правило, комплектуют «заряженные» спорткары или джипы.

С технической точки зрения механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колеса — шестерни, которые попеременно входят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного валов, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций передач происходит вручную.

Механическая коробка передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Этот узел предназначен для временного отключения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода включения с одной передачи на другую, без отключения оборотов двигателя и в полном сохранении.

Широкое распространение получили двух- и трюковые компоновки с компоновками механических коробок передач. Называются они так по количеству параллельных валов, на которых располагаются руды.

На Троховой ГЦЭС расположены три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединяется со сцеплением, на его поверхности есть прорези. Ведомый диск сцепления двигается. От этого вала энергия вращения передается на жестко связанный с ним стержневой вал.

Ведомый вал соосен ведущему валу, соединенному с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. Поэтому этим осям обеспечивается независимое вращение. Блоки «однокалиберных» шестерен ведомого вала не имеют с ним жесткой фиксации, а также рассекаются специальными муфтами синхронизатора. Здесь они жестко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться по валу на пазах.

На концах муфт набиты зубчатые венцы, которые могут соединяться с такими же венцами на концах шестерни ведомого вала. Современные стандарты производства трансмиссий предполагают наличие таких синхронизаторов на всех трансмиссиях для движения вперед.

В двухканальной механической коробке передач ведущий вал также снабжен блоком сцепления. В отличие от трехходовой конструкции, на ведущей оси имеется набор шестерен, а не один. Промежуточный вал отсутствует, а ведомый вал опушенный. Шестерни обоих валов свободно вращаются и все время находятся в зацеплении.

На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня. Между остальными шестернями имеются синхронизирующие муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле синхронизаторов похожа на хитроумную компоновку. Отличие в том, что прямой передачи нет, и каждая ступень имеет только одну пару присоединяемой шестерни, а не две пары.

С одного конца ведомого вала в жестком зацеплении находится главная передача. В главной раздаточной коробке работает дифференциал.

Двухстенная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем в тротинге, но имеет ограничения по увеличению передаточного отношения. Благодаря этой особенности двухстенная конструкция МКПП используется исключительно в легковых автомобилях.

В редких случаях на современных автомобилях могут использоваться и четырехступенчатые коробки передач. Но по принципу своей работы они также соответствуют двухстенным — без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичный. Чаще всего это механическая коробка передач с 6-ю передними передачами поворота. В них крутящий момент передается от первичного вала к главной передаче через первый, второй и третий вторичные валы, конечные шестерни которых постоянно находятся в зацеплении с шестерней главной передачи.

Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестерней. При переключении его в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратном направлении. На задней трансмиссии синхронизатор отсутствует, так как задний ход включается только при полной остановке автомобиля. В любом случае, это необходимо сделать. Поэтому на МКПП многих производителей есть защита от случайного включения заднего хода на ходу (для перевода в положение заднего хода нужно поднять специальное кольцо на рычаге).

При включении нейтрального режима вращение шестерни происходит свободно, а все муфты синхронизатора находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП переводит сцепление в зацепление с соответствующей парой на редукторе. А шестерня жестко закреплена с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.

При движении механизм переключения передач приводится в действие от водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, перемещают синхронизаторы и используют нужную скорость.

Две низшие пары передач имеют наибольшие передаточные числа (на легковых автомобилях — обычно от 5:1 до 3,5:1), и используются для касательного и прогрессирующего ускорения, а также при необходимости постоянного движения с малой скоростью, или по бездорожью. При движении на низших передачах, даже при больших оборотах двигателя, машина будет ехать довольно медленно, но при этом полностью использовать свою мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля при одном и том же уровне оборотов двигателя, а его тяга меньше. На самых высоких передачах машина не сможет тронуться с места или ехать на малых скоростях. Зато может двигаться на больших, вплоть до самых заезженных, скоростях, при средних оборотах двигателя.

В абсолютном большинстве современных МКПП шестерни расположены с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямолинейные, к тому же они менее шумны в своей работе. Изготавливаются шестерни из высоколегированной стали, а на завершающем этапе производства проводится закалка на ТПХ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающих долговечность деталей.

До появления синхронизаторов безударного включения высшей передачи водителям требовалось производить двойную прижимную, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для выравнивания круговых скоростей передач. А для перехода на пониженную передачу пришлось сделать пениц для совмещения оборотов ведущего и ведомого валов. После введения синхронизатора необходимость в этих манипуляциях отпала. А шестерни стали защищены от ударных нагрузок и преждевременного износа.

Впрочем, эти «навыки из прошлого» могут пригодиться и на современном легковом автомобиле. Например, они помогут переключить передачу при выходе из строя сцепления, или если необходимо заглушить двигатель подрезным двигателем, при этом вышла из строя рабочая тормозная система.

Все автомобили с двигателями внутреннего сгорания обязательно оснащены коробками передач. Любой автолюбитель знает, сколько всего есть и каких разновидностей этого устройства, а также принимает тот факт, что самая распространенная механическая коробка передач – это МКПП. Ее краткое обозначение — MCPP. Основное отличие, помимо конструктивно-демонстративного, заключается в том, что переключение передач полностью контролируется водителем. Мы будем иметь дело с более, который является названным типом КП.

Как работает механический КП? Что она присутствует? Давайте разберемся.
Механическая коробка передач выполняет простую и понятную функцию: изменяет передаточное число скоростей вращения от двигателя. Важным компонентом его является передаточный механизм зубчатого (чаще всего) вида. Мы уже выяснили, что механический КП функционирует путем манипулирования водителем, который самостоятельно решает, какое в данный момент значение передаточного числа требуется для правильной работы всего автомобиля.

Принцип работы ручного МКП

В основном КП — это ступенчатые редукторы закрытого типа. В себе они содержат зубчатые шестерни, которые в зависимости от потребности в данный момент могут щелкать и изменять обороты и между входным и выходным валами, а также их частоту.

Важно! «Проще говоря, принцип работы механической передачи заключается в том, что на разных ступенях входного и выходного валов происходит переключение (вручную) и подключение различных комбинаций передач». Следует рассмотреть еще один важный вопрос: ручная механическая коробка передач.

Стоит понимать, что сама по себе ни одна коробка передач не сможет функционировать отдельно от других, не менее важных производителей автомобиля. Один из них — сцепление. Этот узел разделяет мотор и трансмиссию в необходимый момент времени. Это позволяет без последствий для автомобиля переключать передачи при сохранении оборотов двигателя. Наличие муфты и необходимость ее использования обусловлены тем, что ГЦРН пропускает через свои шестерни большой ценный крутящий момент. Также важно знать, что любой редуктор классической конструкции имеет оси валов, которые представляют собой зубчатые колеса. О них мы упоминали ранее. Корпус обычно называют «Картер». А самые распространенные планировки – трех- и двухстенные.

В первую очередь:

  • ведущий вал;
  • промежуточный вал;
  • ведомый вал.

Ведущий вал обычно соединяется с муфтой, а по ней перемещается специальный диск (его называют диском муфты). Далее вращение переходит на промежуточный вал, жестко соединенный с шестерней первичного вала. При рассмотрении конструктивных особенностей МКПП следует учитывать особое расположение ведомого вала. Часто он соосен с ведущей осью, и они связаны посредством подшипника, который находится внутри ведущего вала. Такое устройство обеспечивает независимость их вращения. Блоки шестерен от ведомого вала не закреплены, а сами шестерни ограничены специальными муфтами. Они также могут смещаться вдоль оси. При включенной нейтральной передаче обеспечивается свободное вращение шестерни. Тогда муфты приобретают открытое положение. После того, как водитель выжмет сцепление, а передача будет показана, скажем, на первой, специальная вилка в КП переведет сцепление таким образом, что оно зацепится за нужную пару передач. Так осуществляется передача вращения и усилия, направленного от двигателя.

Такое устройство и принцип работы очень похожи на трехосный вариант МЦПП. Отмечено, что двухстенные механические передачи имеют большой КПД, но в силу особенностей своей конструкции и связанных с этим ограничений на допустимое увеличение передаточного числа применяются только в легковых автомобилях. Также важным элементом конструкции механических коробок передач являются синхронизаторы.

Раньше, когда первые образцы таких КП ими не оснащались, водителям приходилось выполнять двойной набор высоты для выравнивания окружных скоростей редуктора. С появлением синхронизаторов эта необходимость отпала. Следует отметить, что синхронизаторы не применяются для коробок передач с большим числом (если говорить о 18 ступенях), поскольку с технической точки зрения комплектация такого формата просто невозможна. Также для увеличения скорости передачи синхронизаторы не используются при проектировании спортивных автомобилей. Так работают синхронизаторы: при переключении переключателя управления муфта переключается на нужную передачу. Усилия поступают на блокирующее кольцо муфты, и при существующем трении поверхности зубьев начинают их взаимодействие. Денежные переводы Принцип работы, как мы выяснили, доступный и понятный. Рассмотрим теперь вопросы, касающиеся переключения передач.

Переключение передач

Теперь, когда мы знаем, как коробка передач работает по механическому принципу управления, важно разобраться с самим процессом переключения. За этот процесс отвечает специальный механизм. Доступен с задним приводом, оснащен рычагом переключения на самом МКП. Механизм скрыт в корпусе, а рычаг позволяет управлять. Этот вариант характеризуется некоторыми преимуществами и недостатками. Среди преимуществ:

  • доступность и простота конструктивных решений;
  • четкое переключение;
  • высокий срок службы.

К недостаткам можно отнести:

  • невозможность размещения двигателя в задней части машины;
  • невозможность применения на автомобилях с передним приводом.

Для автомобилей с передним приводом рычаги предусмотрены на полу между сиденьем водителя и пассажира, на рулевой панели или на приборной панели. Конструктивные особенности переключения передач с передним приводом также имеют свои достоинства и недостатки. Среди первых — особая комфортность в расположении и удобство переключения, отсутствие вибраций на рычаге, относительно высокая свобода с точки зрения конструктора и инженерной компоновки.

Недостатки в основном представлены сравнительно небольшой живучестью, вероятностью возникновения оружия, а также необходимостью регулировки тяги. Кроме того, такой вариант конструкции и расположения рычага имеет меньшую четкость, чем при его расположении на корпусе ГЦНС. Любовь, кому интересна тема разнообразия коробок передач, следует ознакомиться с достоинствами и недостатками той или иной механической КП, т. к. она является своеобразной «матерью» всех последующих вариантов исполнения и функциональных распределительных коробок.

Плюсы и минусы механических коробок передач

Конечно, идеальной коробки передач просто не существует. Но несравнимыми достоинствами механических являются:

    1. Относительная дешевизна конструкции по сравнению с аналогами.
    2. Небольшая масса и завидная эффективность (эффективность).
    3. Отсутствие особых требований к охлаждению.
    4. Преимущество с точки зрения экономии и лучшей динамики разгона.
    5. Высокая надежность и высокий эксплуатационный ресурс.
    6. Наличие возможности применения различных приемов (что важно для АС и водителей со стажем) и стилей вождения при определенных условиях (например, во время гололеда и при движении по бездорожью).
  1. Машину с МКПП можно запустить рывком и сделать ее буксировку максимально легкой и удобной на дальние расстояния на любой скорости.
  2. Наличие отключения двигателя и трансмиссии.

Впечатляющий список. Поговорим о недостатках. Среди них:

  1. Необходимость переключения Полное несоответствие силового механизма и трансмиссии, а это влияет на время переключения.
  2. Чтобы добиться плавности переключения, придется долго набивать руку и копить опыт.
  3. Идеальной плавности хода не добиться вообще, так как количество ступеней в современных автомобилях с механической коробкой передач колеблется от 4 до 7.
  4. Относительно небольшой ресурс на узле сцепления
  5. Статистические данные, говорящие о том, что водители, предпочитающие механику, больше чувствителен к усталости в пути.

В конце статьи рассмотрим краткий курс вождения на МКПП для не имеющих опыта водителей.

Ручной ящик для «чайников». 9 важных деталей

Новичок, приобретший автомобиль с механической коробкой, обязан ознакомиться с важными нюансами обращения с коробкой и разобраться в некоторых моментах. В целях. Для чего нужен трансфер? Для того, чтобы выбрать, что именно и при каких условиях будет оптимальным для использования в нужной вам ситуации (погодные условия, качество дорожного покрытия и т.д.)

Важно! Освоение расположения снасти. Важным моментом является синхронное нажатие педали сцепления с одновременным переключением скоростей.

1. Запуск двигателя. Схема: «Нейтра» — сцепление — запуск двигателя. И ничего больше.

2. Правильное использование сцепления. Выжимать – строго до конца и не более 2 секунд. Спасаем машину.

3. Координация покупки и плавное действие. Схватить. Скорость (например, первая). Бросаем сцепление (медленно, конечно), при этом нас тоже медленно берет на газ.

4. «Понижение». Проще говоря, при снижении скорости важно снизить и передачи, так же, как они были подняты при разгоне.

5. Задний. Никогда, ни при каких обстоятельствах не рекомендуется включать заднюю передачу до полной остановки автомобиля.

6. Парк. Мотор заглушен, сцепление выжато, первая передача включена, ручной тормоз в рабочем положении. Все просто.

Не понятно, тяжело и нудно? Больше практики! Только при условии постоянного и непрерывного вождения описанные принципы и тонкости будут не просто сводом или законами, а чем-то естественным и понятным.

Заключение

Механическая коробка передач Устройство и принцип работы, как мы выяснили, достаточно интересны, по крайней мере, одновременно и сложны для восприятия. ОПП работает исключительно с двигателями внутреннего сгорания. Такой тип конструкции и принципы в управлении наделяют рассматриваемый тип коробки передач определенными превосходствами перед аналогами, которые все больше начинают занимать лидирующее место на рынке. Однако не стоит забывать, что самым практичным, хотя и не совсем простым в использовании на первый взгляд неискушенного, является МКП.
Познакомьтесь с «механикой» поближе, и вы будете приятно удивлены!

На сегодняшний день существует ряд разновидностей коробок передач — и речь не только об автоматических коробках — даже такие простые «кнопки» сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде чем мы отправимся в реку Знания об этом, давайте четко разберемся, что такое редуктор и для чего он нужен!

Как работает PPP?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическом транспортном средстве) представляет собой рычажную (с точки зрения физики) ступенчатую систему, которая буквально передает от колес энергию — то есть силу, которую двигатель производит привести в движение колесо, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой передач (или распространенной аббревиатурой — КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колесами — это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, а просто в случае с механической коробкой передач или вариатором (о нем ниже) и частью автомобиля сложен почти во всех других случаях .. . Обычно.

Чтобы объяснить логику КПП, вспомним физику школьной программы — систему рычагов. Помните, учитель, скорее всего, привел пример со строительством знаменитых египетских пирамид, когда строителям приходилось поднимать тяжелые камни на огромную высоту. Или вы помните рычажную систему из знаменитой фразы ее открытия — Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну землю!». Дело было в том, что, например, если взять длинную палку (это будет рычаг), поставить ее посередине к точке опоры, с одной стороны соединить груз, а после другой взять руками опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, чем дальше от вас будет точка опоры, тем легче вы поднимете груз (меньше усилие для приведения в движение рычага), но больше ваша рука пройдет вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот — чем ближе вы переместите точку опоры, тем больше силы вам придется приложить для перемещения вашего конца палки, но тем больше вы переместите груз (и на большую высоту, кстати).


На самом деле рычажная система применяется вокруг нас почти везде — даже внутри нас — наши челюсти, ряд изгибов тела — все это работает на рычажной системе. В быту можно принести плоскогубцы, машину для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки для бутылок — даже ножницы. И, конечно же, коробка передач в нашей машине.

Но, пожалуй, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего понять на примере велосипеда, сравнив два их типа: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардхал с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а значит у вас, например, у меня просто не хватает сил попасть в довольно крутое скольжение, ведь с таким усилием на педаль раздавить не получится. С другой стороны, на высокой скорости вы, может быть, и смогли бы разогнать этот «чугунный» велосипед еще быстрее, но так быстро переставить ноги не сможете, хотя силы вам бы хватило.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеуказанные задачи: в нем используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше — роль рычагов здесь играют звезды: ведущие и ведомые, которые на скоростных велосипедах целый набор — обычно несколько (2-3) ведущих разного размера, и ведомые (от 6 до 10) тоже разного размера. И так, переворачивая различные ведущие и ведомые звезды, перебрасывая цепь, мы изменяем передачу и, соответственно, мощность и скорость ее вращения, необходимые для продвижения колеса.

Итак, если мы выберем самую маленькую ведущую звезду и самый большой светодиод, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (о ней ниже), когда нам нужно много раз крутить педали, чтобы колеса сделали хотя бы один поворот — проще говоря Активно крутите педаль, мы будем ехать все равно очень медленно, но зато сможем подняться таким образом до самой крутой горки. А если мы поступим наоборот — выберем высшую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (там, где педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам нужно будет сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колеса проверили несколько раз и наш Велосипед уехал, соответственно, очень быстро.


Собственно коробки передач в машине работают точно так же, только нет в машине коробки, которая бы работала тут как точь-в-точь как велосипед — имея набор звездочек и соединяющую их цепь. А также в автомобиле, как правило, гораздо меньшее количество возможных передач — обычно от 4 до 8 — чем старше коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем новее, тем их больше; Кроме того, чем быстрее должна ехать машина, тем больше передач о легковушках. А вот в грузовых может быть 10 и даже больше передач. А есть и вовсе коробки без четкого набора передач — точнее, их количество у машины бесконечно — речь идет о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Начнем с основных и (пока) самых распространенных вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известна как «ручка» или «механика», как отмечалось выше. Этот тип требует от водителя большего, чем устройство, во время разгона или торможения автомобиля необходимо постоянно выжимать педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней. Это самый старый и простой тип коробок – в первые годы зарождения автомобиля все автомобили комплектовались механической коробкой передач.

В целом устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь непосредственный контроль над автомобилем, за что механики любят отдельную категорию водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно в условиях города. Также требуется некоторая сноровка и небольшая практика, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звезд роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разного размера, а вместо цепи эти шестерни непосредственно зубьями по краям соприкасаются друг с другом. Мы просто набрасываем шестерни друг на друга просто набрасывая шестерни, меняя размер совместной работы ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой ​​механической коробки передач.


При этом при переключении нам нужны две очень важные вещи, которые являются незаменимыми спутниками любой современной МКПП: сцепление, так как при переключении работающий двигатель должен быть отсоединен от коробки, и синхронизатор, т.к. Шестерни, движущиеся с большой скоростью, не всегда удается соединить так, чтобы пазы их зубьев совпадали.

Автоматическая коробка передач


Типовая автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имели три передачи (плюс задний ход), и если в вашем автомобиле было четыре программы, то у вас был настоящий спортивный автомобиль или роскошный седан . Сегодня 4-кумулятивные машины редкость, на современных машинах АКПП имеют до восьми передач и по расходу топлива и динамике не уступают своим более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микросхемы (называемые в народе «мозгами», которые входят в состав бортового компьютера автомобиля и будут контролировать порядок включения тех или иных оборотов и даже в зависимости от стиля вождения ослабленного человека машина

Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь рассмотрим менее распространенные виды редуктора — одни из них набирают популярность, другие — наоборот, теряют ее.

Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)

Поскольку компьютеры каждый день глубоко проникают в каждую систему автомобиля, новые возможности были даны автоматической коробке передач. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы сейчас имеют до восьми передач, а время и условия, когда включают ту или иную передачу, выбирает компьютер, и никто не спрашивает человека, что для многих водителей является огромным минусом, особенно в спорте и/или. В то же время при спокойной непринужденной езде по городу автомат наиболее предпочтителен. Чтобы совместить лучшее из этих двух миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своем авто гибридную версию коробки передач, позволяющую управлять переключением передач вручную с помощью или специального селектора с двумя несложными позиционирующими положениями рычага: плюс и минус. , каждый из которых отвечает за переключение передач на одну выше или на одну ниже соответственно; Либо с помощью «лепестков» на руле: справа и слева, каждый из которых отвечает за одну и ту же функцию. Лепестки (или «приподнятые») чаще всего встречаются в спортивных автомобилях, но и в обычных они появляются все чаще.


Система ручного переключения передач «Лепестки» и кнопочная система Автомобильная коробка передач Lotus Evora

Следует иметь в виду, что водители всегда имели возможность в той или иной степени управлять автоматической коробкой передач с помощью так -назывались «пониженными» передачами, но это не было фактически полным контролем переключения по двум причинам:

  • Чаще всего пониженные передачи означали, что можно ограничить переключение только первой или второй (реже — третьей) передачи — т.е. Автомобиль просто не переключится на передачу, выбранную выше. А вот, например, не переключаться ниже пятой передачи на принудительный «чистый» автомат нельзя.
  • Даже если поставить рычаг АКПП в режим «L» — выше первой передачи не переключать, машина все равно будет переключаться, если скорость поворотов поднимется слишком высоко (например, если машина идет с крутой горкой — для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в машине ) чтобы не повредить коробку.

Классическая машина с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)

Теперь в типтронике компьютер управляет в значительной степени ручной коробкой, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление , но при этом водитель всегда может перейти в полностью автоматический режим переключения.

Вариатор (вариатор)

Если вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то вам знаком вариатор или бесступенчатая коробка передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимых с достаточно мощными двигателями). По сути, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнем (прямо как велосипед из описания в начале статьи, только вместо шестерни — шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут менять свой размер и, таким образом, менять передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определенного количества «передач», потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между своим низшим и высшим передаточными числами. Таким образом, вы легко сможете «ползти» по паркингу или динамично ехать по трассе. Подробнее на сайте сайт.


Анимация работы вариатора

Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождение с автоматической коробкой передач, за исключением того, что вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто плавно набирает обороты. Вы нажимаете на педаль акселератора, а двигатель автомобиля набирает обороты до определенного значения, а дальше остается только работать на этих оборотах, при этом машина едет все быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач меняют свои размеры. Привыкание к вариатору может занять некоторое время из-за несколько странного звука и принципа работы вариатора. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с бескаркасными переключателями, имитирующими автоматическую или механическую коробку передач.

Вариатор С каждым годом набирает все большую популярность, появляясь на все большем количестве новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая производительность, если вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если вы любите быстро путешествовать или хотите высокопроизводительную машину, то этот вариант, к сожалению, вам не подойдет, так как он очень быстро продлевается.

Казалось бы, вариатор будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее прошло много времени, чтобы эта технология смогла созреть — особенно прочность ремня этой трансмиссии — между ними большая разница какая нагрузка ложится на этот ремень в скутере, И какая большая легковушка.

К тому же есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически гонит на «нет» все свои достоинства — ломается… ломается почти у всех — есть мнение, что такая коробка в среднем пробегает тоску около 100 тысяч километров, а потом его нужно менять, а это зачастую одна из стоимости всего автомобиля.

Трансмиссия с двойным сцеплением (DCT)

Широко известная аббревиатура DCT (спасибо Porsche) и некоторые другие, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передач с двойным сцеплением по сути является своего рода высокотехнологичным коллажем от автоматических, механических коробок передач и компьютера.

Как следует из названия, в системе используется муфта двухсменной муфты. Коробку можно использовать в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера, определяя время и условия переключения передач, или как механику, с возможностью ручного переключения передач водителем при помощи все тех же лепестков на руле или кнопки переключения передач. Кроме того, компьютерное управление моментами переключения, как правило, также может быть отрегулировано водителем таким образом, чтобы переключать передачи в соответствии с вашим личным стилем вождения.


Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением

Передачи DCT могут переключаться молниеносно — как правило, за доли секунды — и очень плавно, благодаря автоматизированному управлению, что делает ее отличный вариант для гоночных и высокопроизводительных машин. Хотя DCT обычно используется в очень дорогих спортивных автомобилях, она может быть достаточно компактной — настолько, что Honda также устанавливает ее в качестве опции на несколько своих мотоциклов.

Редуктор односкоростной

В отличие от своего шумного собрата, к коробке передач предъявляются несколько другие требования и в связи с этим они имеют свои типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.

Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эры и по сути это была прямая связь двигателя с колесами или напрямую или почти напрямую (шестерни просто требовались на число оборотов колеса была меньше, чем скорость двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобилестроение в сфере производства электромобилей. И дело тут в самой природе электродвигателя — он, в отличие от бензинового и дизельного, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и в одном обороте в секунду, например. Если у вас есть возможность покататься на Tesla Model s, вы наверняка поняли, что автомобиль может молниеносно разгоняться практически на любой скорости, и ему практически не нужна большая трансмиссия.

Однако ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач представляет собой очень продвинутую систему, в которой для непосредственного переключения передач используется старая добрая муфта вместо гидротрансформатора в классической машине. В отличие от механической коробки передач сцеплением управляет компьютер. Она не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но и упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скатывание, когда автомобиль находится на стоянке. Как и тайтитроник, полуавтоматическая трансмиссия может быть переведена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Двумя типами наиболее распространенных полуавтоматических трансмиссий являются вышеописанная коробка передач с двойным захватом и электрогидравлическая коробка передач ( секвентальная коробка передач ).

Коробка передач IVT

Ivt по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает не только бесконечное количество передач, но и «бесконечно» максимальные передаточные числа. Ивт относится к этому типу вариаторов, способных включать «нулевой коэффициент» передаточных чисел, при котором первичный вал может вращаться вообще без вращения вторичного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом закрытым в Transfer. Конечно, передаточное число в этом случае не «бесконечно», а «не определено».

Какие существуют типы коробок передач и чем они отличаются? Видео

Полуавтоматическая коробка передач: принцип работы

Для того, чтобы понять, как работает полуавтоматическая коробка передач, нам придется вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической МКПП составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал через шестерню сцепления. Преобразованный крутящий момент передается на ведущие колеса от вторичного вала. И первичный, и вторичный валы снабжены шестернями, которые входят в зацепление попарно. Но на первичке шестерни закреплены жестко, а на вторичке они вращаются свободно. В «нейтральном» положении все вторичные шестерни свободно крутятся на валу, то есть крутящий момент на колеса не передается.

Перед тем, как включить передачу автомобиля, водитель выжимает сцепление, отключая первичный вал от двигателя. Затем с помощью рычага коробки передач через систему тяги на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. Муфта синхронизатора при подключении жестко блокирует вторичную шестерню нужной скорости на валу. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него на главную шестерню и колеса. Для уменьшения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя между ними ведомые шестерни.

Принцип работы полуавтоматических коробок передач абсолютно одинаковый. Разница лишь в том, что сервоприводы задействованы при включении/отключении сцепления и выборе передач. Чаще всего это шаговый электродвигатель с редуктором и сервоблоком. Но есть и гидроприводы.

Электронный блок управляет приводами. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй двигает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый медленно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при получении команды электроника все сделает сама. В автоматическом режиме команда на переключение передачи поступает от компьютера, который учитывает скорость, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном режиме водитель отдает команду на переключение с помощью селектора коробки передач или подрулевых лепестков.

Проблема полуавтоматической коробки передач — отсутствие обратной связи сцепления. Человек чувствует момент замыкания дисков и может переключать скорость быстро и плавно. А электронике приходится быть осторожнее: чтобы избежать рывков и удержать сцепление, полуавтоматическая трансмиссия надолго прерывает поток мощности от двигателя к колесам во время переключения. Неудобные провалы появляются при разгоне. Единственный способ добиться комфорта при переключении — сократить его время. А это, увы, означает увеличение цены всего агрегата.

Появившаяся в начале 80-х DCT (коробка передач с двойным сцеплением) была революционным решением. Рассмотрим его работу на примере 6-ступенчатой ​​коробки DSG концерна Volkswagen. Коробка передач имеет два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой ​​механической коробки передач Golf. Фишка в том, что первичных валов тоже два: они вставляются друг в друга по принципу матрешки. Каждый из валов связан с двигателем через отдельную многодисковую муфту. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвертой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгоняться из состояния покоя. Первая передача актуальна (сцепление блокирует ведомую шестерню первой скорости). Первая муфта замкнута, и крутящий момент передается на колеса через внутренний первичный вал. Пойдем! Но одновременно с включением первой скорости умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует ее второстепенную передачу. Именно поэтому такие ящики еще называют преселективными. Таким образом, актуальны сразу две передачи, но заклинивания нет – ведущая шестерня второй скорости находится на внешнем валу, муфта которого еще разомкнута.

Когда автомобиль достаточно разгоняется и компьютер решает включить повышенную передачу, одновременно размыкается первое сцепление и закрывается второе. Крутящий момент теперь идет через внешний первичный вал и пару второй шестерни. На внутреннем валу уже выбрана третья передача. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва силового потока и на фантастической скорости. Коробка серийного гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Коробки с двойным сцеплением эффективнее и быстрее традиционных механических, а также удобнее автоматических. Главный их недостаток – высокая цена. Вторая проблема, неспособность передавать высокий крутящий момент, была решена с появлением коробки передач DSG Рикардо на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока судьба большинства суперкаров — полуавтоматические коробки передач. Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano не ровня опельовскому Easytronic: время переключения суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Сегодня коробки DCT есть не только у Volkswagen, но и у BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки получили признание даже у инженеров Porsche, которые используют в своих автомобилях только проверенные технологии. Аналитики предсказывают, что в будущем DCT и CVT будут наиболее распространенными трансмиссиями. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из лучших спорткаров. Человечество выбирает то, что ему удобнее.

Это перевод. Оригинал можно прочитать здесь: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html

Объяснение механической коробки передач — все основы

После изучения всех видов автоматической коробки передач пришло время перейти к механической коробке передач. Эту трансмиссию довольно сложно понять по сравнению с автоматической коробкой передач, поэтому все будет немного запутанно. Не беспокойтесь, мы постараемся сделать его максимально простым для понимания.

Прежде чем мы углубимся в суть дела, нам нужно понять задействованные части и то, как они работают по отдельности. Давайте начнем.

Популярное чтение: iMT против AMT | Какая трансмиссия лучше?

Что такое передача?

Связь между двигателем и колесами называется трансмиссией. «Передача силы», отсюда и название. Эта передача мощности включает в себя несколько частей и требует максимальных расчетов, чтобы предотвратить потерю энергии. Механическая коробка передач сравнительно сложнее для понимания, чем автоматическая коробка передач. Теперь мы переходим к задействованным частям и к тому, как они работают.

Детали механической коробки передач

Основными частями механической коробки передач являются выходной вал двигателя (также называемый входным валом), промежуточный вал, выходной вал, синхронизаторы, кулачковые муфты и сцепление. На валах есть шестерни, которые определяют, какой крутящий момент и скорость передаются на колеса.

Сцепление Диск сцепления

Соединение двигателя с первичным валом, работа сцепления заключается либо в подаче вращательного усилия на первичный вал, либо в разрезании его. Он состоит из нескольких частей, которые работают при нажатии на педаль сцепления. Нажатие на педаль сцепления отключает маховик от узла сцепления, что прерывает подачу двигателя к трансмиссии. Это позволяет трансмиссии свободно вращаться от двигателя.

Это действие отключения выполняется следующим образом. После нажатия на педаль сцепления часть, называемая вилкой сцепления, нажимает на нажимной диск сцепления, который напрямую соединен со сцеплением, а сцепление соединено с маховиком. Это нажатие удаляет соединение между сцеплением и маховиком, таким образом разрезая цепь.

Первичный вал

Этот вал соединен с маховиком через муфту. Он приводит в движение шестерни промежуточного вала с той же скоростью, что и двигатель.

Промежуточный вал 

Промежуточный вал содержит набор различных шестерен, которые приводятся в движение двигателем через первичный вал. Эти шестерни, также известные как шестерни промежуточного вала, находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Нахождение в постоянном зацеплении означает, что эти шестерни всегда связаны друг с другом и все время вращаются. Шестерни промежуточного вала напрямую связаны с самим валом и, таким образом, всегда вращаются со скоростью вала.

Выходной вал

Выходной вал имеет шестерни различных размеров. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются от выходного вала, но в зацеплении они, проще говоря, застревают на вторичном валу. Это означает, что выходной вал будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестернями. Это станет проще, когда мы объясним всю работу позже.

Кулачковые муфты Кулачковые муфты

В отличие от обычных муфт, кулачковые муфты установлены на вторичном валу. Когда водитель включает передачу, работа кулачковой муфты состоит в том, чтобы заставить это передаточное число перемещать выходной вал. Без включенного кулачкового сцепления все передачи вращаются свободно, и автомобиль находится в нейтральном положении. Кулачковые муфты могут двигаться внутрь и наружу для включения и выключения при необходимости, позволяя шестерням только вращаться, а не двигаться вперед и назад. Кулачковые муфты постоянно соединены с выходным валом и служат в качестве соединения между валом и незакрепленной шестерней.

Синхронизаторы 

Работа синхронизатора заключается в обеспечении того, чтобы скорость выходного вала и передачи, которая должна быть включена, были одинаковыми. У них есть фрикционные пластины, которые замедляют шестерни с той же скоростью, что и выходной вал, что позволяет легко подключать кулачковую муфту.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Передаточное число и как оно влияет на выходную мощность

Прежде чем мы объясним работу механической коробки передач, нам нужно разобраться, что такое передаточные числа и как они влияют на выходную мощность двигателя.

Передаточное отношение можно объяснить как отношение зубьев шестерен. В случае трансмиссии это отношение ведомой шестерни к ведущей. Передаточное отношение может помочь нам объяснить, как мы получаем больший крутящий момент на низкой передаче и высокую скорость на более высокой передаче.

Чтобы объяснить, почему более низкая передача получает высокий крутящий момент, нам нужно обратиться к формуле для крутящего момента. Крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. Расстояние в данном случае является радиусом ведомой шестерни. Как мы знаем, ведомая шестерня становится меньше по мере увеличения передаточного числа, поэтому мы получаем больший крутящий момент на более низких передачах.

Что касается того, почему более высокая передача обеспечивает большую скорость, обороты на выходе автомобиля определяются оборотами двигателя, деленными на передаточное число. Более высокие передачи имеют меньшее передаточное число, что позволяет нам получить больше оборотов в минуту.

Чтобы объяснить это на примере. Представьте, что ваши обороты в минуту постоянно равны 1000. Предположим, что ваше первое передаточное число составляет 3: 1, это делает выходное число оборотов в минуту равным 333,3 об / мин. Теперь предположим, что передаточное число вашей высшей передачи составляет 0,5:1, это означает, что ваши обороты на выходе теперь будут равны 2000.0002 Первичный вал приводит в движение шестерню промежуточного вала, которая находится в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Вход приводит в движение шестерню промежуточного вала с собственной шестерней. Шестерни промежуточного вала постоянно соединены с промежуточным валом, поэтому промежуточный вал всегда вращается вместе с шестернями. Шестерни на выходном валу свободно соединены с выходным валом, поэтому свободно вращаются вместе с шестернями промежуточного вала и не перемещают выходной вал. При включении передачи мощность от входного вала сначала передается на промежуточный вал, а затем на шестерни вторичного вала.

Отличие здесь в том, что включенная шестерня теперь соединена с выходным валом. Поскольку шестерни не могут двигаться вперед и назад, соединение с валом осуществляется с помощью кулачковой муфты (показана как втулка ступицы шестерни на приведенной выше диаграмме). Кулачковая муфта включенной передачи присоединяется к шестерне и служит соединением между валом и шестерней. Обратите внимание, что кулачковые муфты постоянно соединены с валом и приводятся в движение вилкой, соединенной с коробкой передач. Это заставляет вал вращаться с той же скоростью, что и передаточное отношение шестерни.

Подробнее: Как работает автоматическая коробка передач с гидротрансформатором | Объяснение

При включении другой передачи сцепление отключается от маховика и мощность на валы не передается. Новую передачу выбирает водитель, и теперь синхронизаторы своим фрикционным диском замедляют передачу, чтобы к ней подключилась кулачковая муфта. Шестерня замедляется до тех пор, пока не достигнет той же скорости, что и выходной вал. Это позволяет кулачковой муфте легко включать передачи без столкновения зубьев. После того, как поток мощности снова начинается, новое передаточное число приводит в движение выходной вал.

Работа задней передачи

Работа задней передачи осуществляется следующим образом. Поскольку двигатель не может вращаться в обратном направлении, трансмиссия должна вращать валы таким образом, чтобы автомобиль двигался назад. Это делается с помощью новой шестерни, называемой промежуточной шестерней. Промежуточная шестерня входит между шестерней промежуточного вала и шестерней вторичного вала. Промежуточная шестерня заставляет шестерню выходного вала вращаться в противоположном направлении, заставляя автомобиль двигаться назад.

Поскольку промежуточная передача не имеет кулачковой муфты, перед включением задней передачи необходимо полностью остановить автомобиль. И если вы, как и многие люди, задаетесь вопросом, что происходит, когда автомобиль включается задним ходом, если он уже едет, ответ — он просто не будет двигаться задним ходом. Однако это приведет к столкновению зубьев и повреждению шестерен. Трансмиссии сделаны так, чтобы задняя передача не могла быть включена, когда автомобиль движется вперед. Это все еще действительно повреждает шестерни, поэтому, пожалуйста, не делайте этого.

Здесь описано, как работает механическая коробка передач и как передаточные числа влияют на выходную мощность. Чем больше передач в автомобиле, тем выше может быть мощность. Это одна из наиболее сложных тем, и мы надеемся, что она достаточно ясна, чтобы понять, как работает механическая коробка передач.

Аналогичное чтение: DCT против CVT против AMT | Выберите лучшую трансмиссию

Автоматизированная механическая трансмиссия (АМТ) – x-engineer.org

В легковом автомобиле роль трансмиссии заключается в адаптации характеристики крутящего момента первичного двигателя (двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя). ) к дорожной нагрузке. Чтобы лучше понять, как работает трансмиссия и зачем ее устанавливать в автомобиле, прочитайте следующие статьи:

  • Как работает механическая коробка передач
  • Зачем нужны шестерни?

Трансмиссия автомобиля обычно содержит сцепное устройство (сцепление или гидротрансформатор), многоступенчатую коробку передач, карданный вал (для заднего привода), дифференциал и приводные валы. Иногда в технической литературе для описания коробки передач используется слово «трансмиссия».

В зависимости от того, кто принимает решение о переключении передач и типа включения сцепления и шестерен, различают несколько типов трансмиссий:

  • механическая коробка передач
  • коробка передач с электронным сцеплением
  • автоматизированная/автоматическая (ручная) коробка передач

В автомобиле с механической коробкой передач (MT) водитель принимает решение о переключении передач, а также включает сцепление и передачи.

В коробке передач с электронным сцеплением (без педали сцепления) решение о переключении также принимается водителем. Отличие состоит в том, что включение сцепления также может осуществляться автоматически (с помощью электрогидравлического или электрического привода), а включение передач по-прежнему контролируется водителем.

В автоматической механической коробке передач (АМТ) или автоматической трансмиссии (АТ) как решение о переключении передач, так и приведение в действие сцепления/передачи выполняются автоматически без вмешательства водителя. Узлы сцепления и коробки передач имеют электрогидравлические или электрические приводы, управляемые электронными модулями управления (ECM).

Разница между AMT и AT заключается в аппаратном уровне. АМТ имеют шестерни с постоянным зацеплением, как и МТ, а АТ имеют планетарные (эпициклические) шестерни в сборе. С программной (функциональной) точки зрения и AMT, и AT могут выполнять автоматическое или ручное (по решению водителя) переключение передач.

В этой статье речь пойдет о автоматизированных механических коробках передач (АМТ) .

В мировом масштабе доля автоматизированных механических коробок передач на рынке довольно мала, только 1% от общего числа проданных автомобилей оснащены АМТ.

Изображение: Доля рынка Globat по типам трансмиссий
Фото: Statista

Электрические — трансмиссии для электромобилей (обычно односкоростные трансмиссии)
AMT — Автоматические механические трансмиссии
DCT — Трансмиссия с двойным сцеплением
CVT — бесступенчатая трансмиссия
AT — автоматическая трансмиссия
MT — механическая трансмиссия

Несмотря на то, что доля мирового рынка в период с 2012 по 2015 год оставалась постоянной, количество автоматических механических трансмиссий, производимых с каждым годом, росло. Это в основном связано с увеличением количества произведенных автомобилей и увеличением доли рынка AMT в Индии.

Изображение: прогноз производства автомобилей по всему миру с 2010 по 2015 год (в миллионах)
Кредит: Statista

На автомобиле с механической коробкой передач включение/выключение сцепления и передач контролируются непосредственно водителем через педаль сцепления и рычаг переключения передач. На АМТ больше нет педали сцепления, а рычаг переключения передач заменен рычагом выбора программы. Приведение в действие сцепления и передач осуществляется с помощью электрогидравлических или электрических приводов, управляемых с помощью электронных сигналов, поступающих от электронного модуля управления.

Изображение: Основные узлы механической коробки передач (МКПП)
Кредит: LuK (Schaeffler)

  1. педаль сцепления
  2. бачок рабочей жидкости сцепления
  3. главный цилиндр
  4. трубка высокого давления
  5. рабочий цилиндр (концентрический рабочий цилиндр, CSC)
  6. (сцепление) нажимной диск 90mas02 маховик
  7. диск фрикционный (сцепления)
  8. синхронизатор
  9. механизм включения передач
  10. рычаг переключения передач
  11. вторичный вал
  12. первичный вал

Автоматизированная механическая коробка передач (АМТ) — это, по сути, механическая коробка передач (МТ) с электронным управлением сцеплением и приводами переключения передач. Для преобразования МКПП в автоматизированную МКПП педаль сцепления (1) и рычаг переключения передач (11) заменяют электрогидравлическими или электрическими приводами.

Первые поколения АМТ были основаны на концепции « надстройка », что означает, что существующий, уже спроектированный МП был преобразован в АМТ путем добавления внешних исполнительных механизмов с электронным управлением. В более поздние поколения AMT приводы были встроены в них на ранних этапах проектирования.

Изображение: преобразование МКПП в АМТ
Предоставлено: LuK (Schaeffler)

Для преобразования с МТ на АМТ требуется:

  • замена механизма привода сцепления на электрогидравлический/электрический привод
  • замена механизма привода коробки передач с электрогидравлическим/электрическим приводом
  • интеграция электронного блока управления
  • интеграция: датчика частоты вращения входного вала, датчика положения сцепления, датчиков выбора и включения передач, датчика положения рычага переключения передач, датчика давления и температуры жидкости (в случае электрогидравлическая система привода)
  • программное обеспечение для управления двигателем, позволяющее контролировать крутящий момент при переключении передач

Автоматизированные механические коробки передач в зависимости от производителя автомобиля имеют разные коммерческие названия, но, в конечном итоге, они одинаковы с точки зрения функциональности:

  • Easytronic (Opel)
  • Quickshift, Easy-R (Renault)
  • Sensodrive (Citroen)
  • Selespeed (Alfa Romeo)

Процесс переключения передач

На механической коробке передач, начиная с нейтральной точки (N) рычага переключения передач, процесс переключения передач можно разделить на две фазы:

  • выбор передачи (также называется выбором ворот): когда выбрана соответствующая плоскость/линия передачи
  • включение передачи : когда следующая передача фактически включена

передачи рычаг переключения передач сначала перемещают влево, в плоскости 1-2, а затем толкают вперед.

Изображение: Фазы переключения передач

Поскольку включение передачи представляет собой комбинацию двух движений по разным осям, для АМТ требуется:

  • 2 привода для процесса переключения передач
  • 1 привод для включения/выключения сцепления

Привод можно определить как устройство, которое преобразует электрический сигнал (отправляемый электронным блоком управления) в физическое действие (перевод или ротация). Приводами могут быть клапан с электромагнитным управлением, который регулирует давление жидкости, или электродвигатель, который вращает зубчатое колесо.

Easytronic AMT (Opel)

Автоматизированная механическая коробка передач Easytronic имеет гибридный электрогидравлический привод для включения/выключения сцепления и два электрических привода для переключения передач (выбор и включение).

Изображение: Easytronic (AMT) – компоненты
Предоставлено: Opel

  1. сцепление (саморегулирующееся сцепление, SAC ® )
  2. рабочий цилиндр сцепления (CSC)
  3. электродвигатель (постоянный ток) – привод сцепления
  4. поршень (внутри цилиндра)
  5. механизм переключения передач
  6. электродвигатель (постоянный ток) – выбор передачи
  7. электродвигатель (постоянный ток) – включение передачи

Когда положение сцепления контролируется электронным блоком управления, важно либо сохранить механические параметры сцепления постоянными, либо адаптировать алгоритмы управления к износу сцепления.

Фрикционный диск изнашивается в течение срока службы, что делает ход сцепления (расстояние открытия/закрытия) переменным (у нового сцепления меньше). Для электронного блока управления это воспринимается как нарушение процесса включения/выключения сцепления и может привести к неправильному срабатыванию сцепления. Преодолеть это можно двумя способами:

  • механическая саморегулировка сцепления
  • изучение хода сцепления и адаптация алгоритмов управления

Сцепление (1) автоматически регулирует свой ход (расстояние открытия/закрытия) в зависимости от износа фрикционного диска. Саморегулирующееся сцепление (SAC) называется саморегулирующимся сцеплением и производится компанией LuK (Schaeffler).

Изображение: Easytronic – привод сцепления
Предоставлено: Opel

  1. корпус привода со встроенным блоком управления коробкой передач (TCU)
  2. червяк (шестерня)
  3. червячное колесо
  4. электродвигатель постоянного тока (со щетками)
  5. выход
  6. поршень
  7. труба (в сторону CSC)
  8. впускной патрубок (из резервуара)
  9. шатун

Привод сцепления представляет собой смесь гидравлического и электрического привода. Когда сцепление необходимо выключить, электродвигатель (4) приводится в действие блоком TCU. Ротор электродвигателя непосредственно связан с червяком (2), находящимся в постоянном зацеплении с червячным колесом (3). Вращательное движение червячного колеса преобразуется в поступательное шатуном (8), который толкает поршень (5) и создает давление. Через выпускное отверстие (6) жидкость под давлением достигает рабочего цилиндра сцепления (РЦС) и приводит в действие сцепление.

Гидравлический контур состоит из цилиндра и поршня на стороне привода и рабочего цилиндра сцепления на другой стороне. Сила срабатывания муфты прямо пропорциональна давлению жидкости в контуре.

Таким образом, положение сцепления контролируется давлением жидкости в гидравлической системе, которое зависит от положения электродвигателя постоянного тока.

Изображение: Easytronic – редукторный привод
Предоставлено: Opel

  1. электрический разъем электродвигателя включения передач
  2. электрический разъем электродвигателя выбора передач
  3. электродвигатель выбора передач
  4. рейка
  5. палец включения передач (для включения передач)
  6. шестерня

Из нейтрального положения, если передача должна быть включена, двигатель выбора передачи (3) перемещает рейку (4) вверх и вниз. Когда выбрана соответствующая плоскость зубчатого колеса (ворота), двигатель зубчатого зацепления (1) будет вращать зубчатое колесо (6), которое будет вращать зубчатый палец (5). Скользящие втулки синхронизаторов передач соединены через вилку и вал с пальцем включения шестерни (5). Когда палец включения шестерни (5) перемещается в одно из своих конечных положений, шестерня включается.

В электродвигатели встроены датчики положения. На основе информации о положении модуль управления коробкой передач регулирует электрическую мощность двигателей, чтобы привести их в ожидаемое положение.

Easytronic 3.0 (Opel)

Новая 5-ступенчатая автоматизированная механическая коробка передач от Opel/Vauxhall, Easytronic 3.0, использует электрогидравлические приводы для сцепления и переключения передач. Новый AMT также может поддерживать функции остановки и запуска двигателя.

Максимальный входной крутящий момент трансмиссии 190 Нм и может устанавливаться на бензиновые двигатели 1,4 л или дизельные двигатели 1,3. Вилки переключения передач и синхронизаторы являются общими для варианта с механической коробкой передач.

Изображение: Easytronic 3.0 AMT
Фото: Opel

Электрогидравлический модуль, отвечающий за приведение в действие сцепления и коробки передач, состоит в основном из: насоса (с электродвигателем), гидроаккумулятора, резервуара для жидкости и блока электромагнитных клапанов. Кроме того, датчики выбора и включения передач, а также датчик давления жидкости интегрированы в один и тот же модуль без проводки. Это дает преимущества с точки зрения стоимости, массы, упаковки и надежности системы.

Для измерения скорости входного вала новая автоматизированная механическая коробка передач оснащена датчиком скорости, использующим принцип эффекта Холла. Шестерня 4 th служит в качестве цели для датчика скорости, поэтому отдельное целевое колесо не требуется, и все валы можно использовать без изменений в приложениях AMT или MT.

Параметры передачи приведены в таблице ниже.

.1363
Параметр Значение
Maximum torque [Nm] 190
Gear ratios [-] 1 st gear 3.727
2 nd gear 2.136
3 RD GEAN 1,323
4 TH GEAR 0,892
Reverse gear 3.308
Final drive gear 4.188 (4.625), depending on application
Center distance [mm] 180
Length [mm] 365
Масса (сухая) [кг] 39
Объем трансмиссионной жидкости [л] 1,6

концентрический рабочий цилиндр (CSC). CSC также оснащен бесконтактным датчиком положения, в котором используется чувствительный элемент на основе эффекта Холла.

Преимущество измерения положения непосредственно на CSC заключается в том, что динамические и температурные эффекты в гидравлической линии включаются в контур управления, в отличие от измерения положения на главном цилиндре. Недостатком является то, что осевая пульсация ЦСК при работающем двигателе также определяется датчиком положения и накладывается на сигнал хода. Подходящая фильтрация компенсирует этот эффект при обработке необработанного сигнала в контроллере передачи.

Quickshift AMT (Renault)

Первое поколение автоматизированных механических коробок передач (АМТ) Quickshift интегрировало модуль электрогидравлического привода поверх механической коробки передач (МТ). Положения сцепления и передачи полностью регулировались модулем управления трансмиссией (TCM) за счет давления жидкости. В системе нет электродвигателей для приведения в действие сцепления и коробки передач, а только электромагнитные клапаны с электронным управлением.

Изображение: Quickshift (AMT) – компоненты
Кредит: Renault

  1. гидроаккумулятор
  2. цилиндр с поршнем включения сцепления
  3. узел насоса жидкости (приводится в действие электродвигателем)
  4. датчик положения сцепления
  5. шток выбора и включения передач
  6. датчик положения включения передач 8 цилиндр

    с поршнем включения передач

  7. цилиндр с поршнем выбора передач
  8. датчик положения выбора передач

Приведение в действие сцепления и передач осуществляется с помощью жидкости под давлением. Узел жидкостного насоса (3) создает давление в гидросистеме до 30-40 бар. Гидравлический аккумулятор (1) предназначен для хранения жидкости под высоким давлением. После нескольких переключений передач или срабатываний сцепления давление в системе (считываемое датчиком давления) снизится. Давление восстанавливается до номинального уровня электронасосом.

При переключении передач блок управления трансмиссией выполняет следующие операции:

  • регулирует давление в ЦСК через привод (2) для выключения сцепления
  • повышает давление в цилиндре с поршнем для выбора передачи (8)
  • повышает давление в цилиндре с поршнем для включения передачи (7)
  • регулирует давление в CSC через привод (2) для включения сцепления

Все регулирование давления осуществляется с помощью электрогидравлических клапанов и управляется TCU.

Изображение: Автоматическая механическая коробка передач – гидравлические приводы (дополнительно)
Предоставлено: Magneti Marelli

  1. гидроаккумулятор
  2. электронный блок управления (установлен на блоке электрогидравлических клапанов)
  3. резервуар для жидкости
  4. электродвигатель (для приведения в действие насоса )

Первое поколение АМТ Quickshift использует электрогидравлический «дополнительный» модуль , поставленный Magneti Marelli. Этот модуль устанавливается поверх существующей механической коробки передач и заменяет внешнее сцепление и механизмы включения передач.

Easy-R AMT (Renault)

Автоматическая механическая коробка передач нового поколения от Renault, Easy-R, использует электромеханический привод вместо гидравлической технологии для «повышенной гибкости и более быстрого отклика», при этом количество компонентов было уменьшено. примерно на 25 %, чтобы обеспечить «повышение надежности и упрощение обслуживания».

Изображение: автоматизированная механическая коробка передач Easy-R
Фото: Renault

Приведение в действие сцепления осуществляется одним электродвигателем. Выбор передачи и включение передачи приводятся в действие электродвигателями. Что касается упаковки, модуль привода сцепления объединен с блоком управления коробкой передач, а приводы переключения передач собраны в отдельном модуле.

Sensodrive AMT (Citroen)

Автоматизированная механическая коробка передач Sensodrive от Citroen аналогична Easytronic (Opel) по компонентам и принципам работы. Приведение в действие сцепления осуществляется с помощью одного электродвигателя, выбор и включение передач — с помощью двух электродвигателей.

Изображение: Sensodrive (автоматическая механическая коробка передач)
Предоставлено: Citroen

В AMT, когда выполняется переключение передач, электронные блоки управления двигателем и трансмиссией работают вместе и обмениваются информацией. Переключение передач должно выполняться, даже если водитель нажал на педаль акселератора и двигатель развивает крутящий момент.

Для синхронизации выходного крутящего момента двигателя с положениями сцепления и передач система управления двигателем (EMS) должна обмениваться информацией о крутящем моменте и скорости с модулем управления коробкой передач (TCM). Обмен всей информацией осуществляется по коммуникационной шине, называемой сетью контроллеров (CAN).

TCM также обменивается информацией с блоком управления кузовным оборудованием (BCU), чтобы отображать водителю режим движения и включенную передачу.

Изображение: Sensodrive (AMT) – системная архитектура
Предоставлено: Citroen использовать только электродвигатели для привода сцепления и шестерен. Основная причина заключается в том, что по мере развития электроники и электротехники стало возможным проектировать и производить недорогие, надежные, высокоэффективные электроприводы с требуемым уровнем производительности (например, временем отклика). Эти приводы также могут обеспечивать необходимое усилие срабатывания с минимальным потреблением электроэнергии.

Модули управления редуктором также поставляются со встроенными диагностическими функциями уровня . Если есть проблема с электродвигателями или датчиками положения, модуль управления коробкой передач получает информацию и принимает соответствующие меры, чтобы гарантировать безопасность автомобиля и целостность компонентов.

Режимы движения

В настоящее время водителю достаточно сложно отличить АМТ, АТ или ДКП. Если на аппаратном уровне они различаются компоновкой и компонентами, то на функциональном (программном) уровне все они ведут себя одинаково.

В автомобиле с АМТ у водителя есть педаль акселератора, педаль тормоза, рычаг выбора программы/передачи и (дополнительно) подрулевые лепестки переключения передач. Рычагом водитель может выбрать как минимум четыре режима:

  • Автоматический (также называемый Drive) (A, D)
  • Ручной (M или +/-)
  • Нейтральный (N)
  • Задний ход (R)

Изображение: Рычаг переключения передач Opel Zafira (AMT)
Предоставлено: Opel

В автоматическом режиме (также называемом режимом движения) как принятие решения о переключении передач, так и фактическое переключение передач осуществляется модулем управления коробкой передач, без какого-либо вмешательства или вмешательства со стороны водителя. Основным критерием переключения передач является расчетная функция скорости автомобиля и нагрузки на двигатель (положения педали акселератора).

В ручном режиме водитель может решать, когда переключать передачи. При нажатии «+» запрашивается повышение передачи, а при нажатии «-» запрашивается понижение передачи. В этом режиме активны некоторые функции защиты, которые будут переключать передачи, даже если водитель этого не просил. Например, если частота вращения двигателя слишком высока, будет выполнено переключение на более высокую передачу, а если частота вращения двигателя слишком низкая (недостаточный крутящий момент двигателя), будет выполнено понижение передачи.

Большинство автомобилей с АМТ имеют Снежный режим . Этот режим полезен в условиях вождения с низким коэффициентом сцепления с дорогой. В этом режиме для запуска автомобиля выбирается передача 2 й вместо 1 й передачи. Таким образом ограничивается тяговое усилие на колесе и предотвращается проскальзывание колеса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.