Коробка передач механическая: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Механическая коробка передач | ForPost

Простая по конструкции, но требовательная к действиям водителя — МКПП. Она постепенно теряет популярность, уступая место автоматическим механизмам. Однако она имеет массу достоинств, а многие водители предпочитают именно ее, чтобы максимально контролировать процесс вождения. Как устроена и для чего нужна коробка передач, как эффективно ее использовать — читайте в статье.

Как устроена МКПП

Система из сцепления шестерен в разных сочетаниях обеспечивает работу механической коробки передач. Они образуют несколько ступеней, которые имеют разное передаточное число. От количества ступеней зависит, насколько быстро машина может подстраиваться под изменение движения. С помощью входного вала коробка соединяется с двигателем, а выходной вал отвечает за колеса.

Конструкции ступенчатой коробки бывают двух видов:

В зависимости от ситуации на дороге водитель сам выбирает положение рычага в соответствии со схемой переключения передач, тогда как автоматический аналог КПП этого не требует. Механика имеет стандартный набор скоростей — 4 или 5 передних и одна задняя.

Каждая из них имеет свое назначение и должна включаться в определенном случае:

нейтральная скорость — крутящий момент не передается колесам, даже если двигатель заведен, при нажатии на педаль машина не поедет. Из нейтральной передачи можно переключить коробку в любою другую;
первая передача — с нее начинается движение;
вторая передача и все выше нужны при изменениях скорости;
передача заднего хода — для движения назад.

Для качественного вождения важно знать расположение педалей и скоростей на механике, понимать принцип работы сцепления, уметь точно переключаться, не глядя на рычаг, чтобы во время движения не отвлекаться и не отводить взгляд от дороги. Обычно такой навык приобретается с опытом.

Плюсы и минусы МКПП

Многие начинающие водители выбирают машины с автоматической КПП, так как ездить на механике сложнее. Но на деле механическая коробка во многих моментах предпочтительнее, чем автомат.

К преимуществам можно отнести такие факты:

Небольшая стоимость в сравнении с другими видам КПП.
Малый вес.
Простота и высокая надежность конструкции.
Высокий КПД.
Простота обслуживания.
Дешевые расходные материалы.
Правильная динамика повышения скорости.
Экономный расход топлива.

Во время движения по гололеду или мокрой дороге водитель лучше контролирует автомобиль из-за мощной связи мотора и ведущих колес. При необходимости машину легко завести «с толкача», так как коробка предполагает раздельную работу двигателя и трансмиссии. Кроме этого машина легко поддается буксировке с любой скоростью.

Есть у механической коробки и недостатки:

Сам процесс постоянного переключения рычага во время движения, утомляющий водителя, особенно в пробках.
Чаще требуется замена сцепления.
Для уверенного вождения необходимо выучить передачи и отработать их правильное переключение на практике до автоматизма.

Расположение педалей на механике

В машине с механической коробкой три педали:

Левая – это сцепление. Необходима для переключения скоростей и сопряжения работы двигателя и колес;
Средняя – тормоз. Служит для снижения скорости и остановки;
Правая – газ. Педаль для начала движения, разгона и поддержания скорости.

Педали расположены одинаково во всех автомобилях с механикой, независимо от модели, производителя, конструкции с правым или левым рулем. Педаль сцепления нужно полностью выжимать каждый раз перед тем, как переключать передачи на механике. Если этого не делать, переключение будет идти тяжело и со специфическим скрежетом, а МКП может сломаться.

Принцип работы механической КПП

Устройство механической коробки выглядит как сочетание шестерней с разным числом зубьев. А работа двигателя зависит от изменения количества оборотов, за счет чего регулируется усилие на ведущих колесах. Такой механизм регулирует работу двигателя и устанавливает оптимальный режим для разгона и торможения, а также при трогании. В этом и есть назначение коробки передач.

Крутящий момент распределяется плавно и равномерно. Неважно какой тип привода, принцип работы МКПП от этого не зависит.

Коробка передач связана с двигателем через сцепление. Коленчатый вал постоянно вращается, при этом он связан с первичным валом механической коробки. При нажатии на педаль сцепления команда от коробки передается двигателю.

Как ездить на механике

Если водитель не выполняет при езде некоторых рекомендаций, то он может своими действиями навредить механизму. Нужно соблюдать следующие правила:

Выжимать сцепление до конца при переключении скорости. Если нажать на педаль не «в пол», а наполовину, при движении рычага будет слышен дребезжащий звук. Его издают шестерни, которые бьются друг об друга и сильно изнашиваются в этот момент.
Переключать передачи нужно плавным движением, а рычаг коробки передач при правильной работе должен легко поддаваться и двигаться в нужном направлении. Если он сопротивляется и для переключения требуется приложить большие усилия, то нужно обращаться в СТО для устранения неполадок.
Переключив передачу, плавно отпускайте педаль сцепления. Если резко ее бросить, то все детали КПП получат большую нагрузку. Если водитель часто допускает такие случаи, то коробка быстро износится.
Слишком затягивать отжатие сцепления тоже не стоит. Понимание этой грани приходит со временем и с водительским опытом. Если продолжительное время ехать или стоять с выжатой педалью сцепления, механизм испытывает слишком большие нагрузки.
Важно не только наработать правильную скорость, но и четко соблюдать алгоритм. Если при движении выполнять неверный порядок действий, то будут постепенно приходить в негодность муфты, синхронизаторы и вилки — элементы механизма переключения.
Не держите ногу постоянно на педали сцепления. Случайное нажатие вызовет движение в механизме сцепления, диски будут нагревать и портится.
Перед переключением коробки на задний ход машина должна полностью остановиться. Колеса не должны двигаться в момент переключения, иначе можно получить удар в трансмиссии. У задней передачи отсутствуют синхронизаторы, так как она предусмотрена только для неподвижных колес и выходного вала.

Чтобы коробка работала правильно и не сломалась раньше времени, нужно внимательно следить за своей манерой вождения и исправлять ошибки если они есть.

Как ухаживать за КПП

Коробка передач, как любой сложный механизм, требует правильного обслуживания. Если она работает без нареканий, все равно нужно за ней ухаживать и осматривать.

Хотя бы раз в год нужно проверять масло. Для этого потребуется специальный щуп, а если его нет, то придется выкрутить пробку в заливном отверстии. В норме масло находится на уровне нижней кромки. Важно провести визуальный осмотр, нет ли в масле металлических частиц, которые появляются от трения деталей. Если собираетесь долить, то используйте тот же вид масла, что уже залит в коробку.
Проверьте наличие подтеков из коробки. Это опасное, хотя и редкое сейчас явление. Чтобы проверить, загляните под капот — в случае протечки под машиной остается след от масла.
Полная замена масла необходима примерно каждые 65 тысяч км пробега. Это простое действие сохранит работоспособность коробки надолго.
Если в коробке появился шум, вибрации или другие изменения, необходимо обратиться в сервис. Также помощь мастера нужна, если коробка с трудом переключается на какую-либо передачу или сама с нее переходит в нейтральное положение.
Такого быть не должно.
Следите за исправностью механизма сцепления, правильной регулировкой привода и дисков, чтобы процесс сцепления был плавным, без рывков.
Механизм переключения передач тоже необходимо проверять, иначе, если не в порядке система тросов и тяг, то КПП не будет переключаться ни на одну передачу.

Механическая КПП при соблюдении правил эксплуатации будет отлично работать даже после пробега в сотни тысяч километров. Неправильное использование и постоянные ошибки в действиях, отсутствие ухода приведут к неисправности еще в начале работы.

Как увеличить срок службы МКПП

Чтобы коробка работала долго без перебоев, нужно беречь ее от экстремальных перегрузок, соблюдать очередность действий при переключении и не забывать про уход.

Вот несколько правил которые применяют опытные водители:

Выбирайте наиболее подходящую передачу при изменениях движения.
Это главная рекомендация, которую не все выполняют, особенно начинающие, но она спасает и коробку, и двигатель.
При движении по городу высокие передачи редко бывают рациональными. При постоянном изменении скорости должен быть запас тяги.
На автомагистрали как раз отличное решение — высокие передачи, но при обгонах не забывайте заранее переключиться на более низкие, чтобы иметь максимальную тягу двигателя.
Не переключайтесь на высоких оборотах двигателя. Чем они выше, тем сильнее при переключении их скачок, что приводит к нагрузкам на шестерни, сцепление, синхронизаторы.
При постепенном снижении скорости потока автомобилей не нужно перебирать по очереди все более низкие передачи. Можно спуститься сразу установить нейтральное положение. Ведь если педаль газа отпущена, при переключении колеса все равно будут крутить мотор, что приведет к ненужной нагрузке на сцепление и шестеренки КПП.
Когда поток снова начнет набирать скорость и потребуется тяга двигателя, можно переключаться на нужную для безопасного разгона скорость.
Если мотор работает на высоких оборотах, не включайте пониженную скорость в этот момент. Иначе обороты двигателя могут превысить допустимые нормы, что скажется на работоспособности сцепления и коробки. Тормозить двигателем при помощи переключения на низкие передачи нерационально и допустимо только при отказе педали тормоза. Если впереди на дороге большой спуск, то снизить скорость и включить пониженную передачу нужно заранее, а не в момент скатывания машины с горки и набора скорости.
Если машина остается на открытой стоянке в холодное время года, при запуске двигателя нужно дать время на прогрев маслу в КПП — оно греется медленнее, чем мотор. Когда коробка не прогрета, замерзшее масло из-за большой вязкости делает рычаг переключения слишком тугим для управления.

Не забывайте снимать со скорости КПП, если паркуете машину зимой на улице. Иначе масло сильно загустеет на морозе, из-за чего внутренний механизм коробки потеряет подвижность. Даже если потом поставить рычаг в нейтральное положение, в момент пуска двигателя будет характерный рывок, который отдает в колеса замерзшая механическая трансмиссия.

В жаркую погоду старайтесь переключать скорости по минимуму, чтобы еще больше не нагревать сцепление и коробку.

Можно ли экономить топливо

Есть несколько способов сделать расход топлива меньше путем снижения нагрузки на двигатель. Для этого при движении нужно следовать правилам:

Если двигатель работает слишком интенсивно, но машине не нужна в данный момент такая мощность, нужно повысить передачу;
Когда машина разгоняется, переключать скорости нужно быстро — с первой на вторую при скорости 25 км/ч, на третью при разгоне до 55 км/ч;
Если без нажатия педали газа автомобиль теряет скорость, нужно переключить КПП на более низкую передачу. Расход топлива увеличивается если на высокой передаче ехать медленно.

Управление машиной с механической КПП может показаться сложным для новичков: они часто не понимают, как научиться ездить на механике. Со временем правильный порядок действий при переключении скоростей входит в привычку, а опытные водители выполняют все движения «на автомате».

Автор: Андрей Савинов (Автоэксперт портала avto-idea.ru)

Механическая коробка передач и ее характеристика

Механическая коробка передач – элемент автомобиля, который представляет собой устройство, изменяющее крутящий момент двигателя при передаче его на ведущие колеса автомобиля. В конструктивном плане – это набор шестеренок, соединенных между собой в различных сочетаниях. Именно от сочетаний зависит количество передач или ступеней с передаточными числами. Чем больше передач в данном механизме, тем лучше автомобиль приспособлен к различным вариантам движения. Свое название механическая коробка передач получила от ручного способа управления.

Такая коробка передач является разновидностью ступенчатых коробок, то есть, крутящий момент в ней изменяется ступенями. Ступень (передача) – это пара шестерен, которые между собой взаимодействуют. Каждая отдельная ступень обеспечивает вращение механизма с определенной скоростью, то есть, имеет передаточное число. Это число означает соотношение числа зубьев ведомой и ведущей шестерен. Различные ступени коробки передач обладают разными передаточными числами. Низшая ступень обладает наибольшим передаточным числом, а высшая, соответственно, наименьшим.

В зависимости от количества ступеней различают 4-, 5- и 6-ступенчатые коробки передач. Некоторые разновидности коробок передач могут содержать и большее количество ступеней. В большинстве современных автомобилей количество передач составляет не менее 6. Ступенчатые коробки передач бывают также 2-вальные и 3-вальные. На автомобили с задним приводом в основном устанавливается 3-вальные коробки передач. Переднеприводные транспортные средства и автомобили с расположением двигателя в задней части кузова оснащены 2-вальной механической коробкой передач.

Управление механической коробкой передач зависит от конструктивных особенностей автомобиля. В автомобилях с задним приводом рычаг управления располагается прямо в корпусе коробки передач. Весь механизм переключения в данном случае находится внутри коробки, и рычаг управления напрямую воздействует на него. В переднеприводных автомобилях рычаг управления располагается вне коробки передач и взаимодействует с ней посредством тяг. У каждого из вариантов управления есть свои плюсы и минусы. В первом случае управление коробкой передач осуществляется более четко, при этом данный механизм очень надежен вследствие простоты устройства. Второй тип управления более удобный, так как рычаг может быть установлен как на руле автомобиля, так и в другом удобном месте, к тому же вибрация от работы двигателя практически не ощущается.

Преимущества

Механическую коробку передач отличают высокий уровень КПД, экономия топлива автомобиля, хорошая динамика разгона, небольшие габаритные размеры, масса и стоимость. Данный узловой агрегат автомобиля отличают простота устройства и конструкции, высокая надежность. В обслуживании данные коробки передач не требуют дорогих расходных материалов и специального технического оснащения. Благодаря жесткой связи с двигателем обеспечивается эффективное управление автомобилем в экстремальных условиях (гололед, снегопад, бездорожье). Наличие механической коробки переключения передач допускает полное разобщение с двигателем, поэтому автомобиль можно без последствий буксировать на любое расстояние и с различной скоростью.

Недостатки

Неудобством является необходимость в постоянном переключении передач в ручном режиме, что способствует быстрой утомляемости водителя, особенно в городском темпе дорожного движения. Без необходимого опыта трудно выбрать нужную передачу для движения, обеспечить плавность хода автомобиля без рывков.

Перечень наиболее частых неисправностей в механической коробке переключения передач:

Низкий уровень трансмиссионного масла или его утечка происходят вследствие нарушения целостности сальников, уплотнительных прокладок и ослабления крепежных механизмов крышки картера.
Характерный шум при работе трансмиссии на любых скоростях или при включении какой-либо передачи является следствием износа подшипников, шестерен либо повреждения синхронизатора.
Затрудненное включение или выключение передач, их самовыключение происходит из-за поломки механизма переключения, выхода из строя блокировочного устройства, а также при большом износе шестерен и синхронизаторов.

Для правильной работы механической коробки передач необходимо контролировать наличие и уровень масла в картере, при необходимости доливать его. При правильной эксплуатации автомобиля, своевременной замене трансмиссионного масла данное устройство практически не напоминает о себе в течение всего срока службы автомобиля. Чаще всего неисправности в коробке передач возникают в процессе неправильного использования водителем рычага переключения передач, а также при несоответствии выбранной передачи скорости движения автомобиля.

Механическая коробка передач умирает: вот почему

Хосе Луис Агудо ГонсалесGetty Images

Я люблю механические коробки передач. Я вырос за рулем с палкой. У меня до сих пор есть один в качестве моего технического «ежедневного водителя», хотя он редко ездит каждый день, пока я тестирую машины. Но с каждым годом список автомобилей с механической коробкой передач становится все меньше. И мои чувства кажутся еще большим анахронизмом.

Споры ведутся не столько о том, умирает ли механическая коробка передач, сколько о том, где она находится в континууме смерти, и только несколько нишевых моделей поддерживают ее в системе жизнеобеспечения. Силы, борющиеся с механической коробкой передач, непреодолимы, и даже хэштег #savethemanuals несет в себе глубокую энергию «старика, кричащего на ветер».

Автоматические коробки передач лучше, чем механические.

Автоматические коробки передач стали намного лучше, чем когда-то. Современные автоматические коробки эффективны и интуитивно понятны. Они превосходят людей в скорости переключения передач, будь то на трассе или в повседневной жизни. Длинный список практических причин, по которым можно было выбрать механическую коробку передач — экономия топлива? — Больше не существует. Нет ни одного оправдания тому, чтобы в 2022 году поставить в машину руководство по эксплуатации, кроме простого участия водителя, которое — это причина, но не практическая.

Водителям не нужны механические коробки передач.

Вы можете слышать, как автомобильные журналисты тоскуют по рычагам переключения передач, но автомобильные журналисты заметно отличаются от обычных людей: штатские не любят руководства по вождению. Точные цифры будут варьироваться в зависимости от источника, но продажи механических коробок передач составляют около 1-2% продаж автомобилей. И несогласные, такие как Subaru Outback или Honda Accord, теряют вариант с ручкой, как правило, потому, что рынок ручных передач упал примерно до этого уровня.

Subaru

Такие автомобили, как Porsche 911 и Subaru WRX, все еще имеют палки из-за высокого спроса. Но даже некоторые приверженцы механической коробки передач дают сбои. Ford только что вытащил руководство из моделей Mustang, отличных от GT. А Jeep Wrangler предлагает только палку на своем двигателе V6. В прошлый раз, когда мы проверяли Jeep, доля покупателей Wrangler с ручным управлением составляла около 10% — столько же, сколько и тех, кто все еще выбирает двухдверную модель.

Электрические и электрифицированные автомобили не нуждаются в механической коробке передач

Автомобильный мир становится электрическим, и механические коробки передач не имеют значения в этом мире. В электродвигателях обычно используется одна передача. Нет причин переключать передачи, когда вы получаете максимальный крутящий момент. Honda предлагала несколько ранних гибридов с механической коробкой передач. Но гибридные технологии развились до такой степени, что ручное переключение передач было бы бесполезным, даже если бы оно было осуществимо. Большинство гибридов работают с вариаторами или — если вам нужно какое-то вождение — с обычными автоматическими коробками передач.

Некоторые производители экспериментируют с переносом механической коробки передач в эпоху электромобилей в симуляции. Новый электрический маслкар Dodge будет иметь компонент ручного переключения передач eRupt. Форд и Тойота имеют патенты на совершенно ненужные электронные механические коробки передач. Но неясно, будут ли они реализованы в серийных автомобилях, или покупатели захотят их, если они это сделают.

Из-за сокращения затрат использование ручных передач трудно оправдать.

До недавнего времени механическая коробка передач использовалась в базовых моделях нескольких недорогих автомобилей. Механическая коробка передач проще и дешевле в производстве, чем автоматическая, поэтому их использование помогло снизить затраты. Но разработка электромобилей стоит дорого, и это заставило производителей стать гораздо более разумными и упорядоченными в отношении производства автомобилей — используя одни и те же платформы, двигатели и трансмиссии на нескольких автомобилях.

Внедрение механической коробки передач в процесс разработки усложняет и удорожает то, что в конечном счете является тупиковой технологией. Планка для включения одного — если только это не специальная машина с ручным управлением, такая как Toyota GR Corolla или Honda Civic Type R — непомерно высока.

Технологии стремятся к меньшей вовлеченности водителя, а не к большей.

Механическая коробка передач предназначена для вождения. Новые автомобильные технологии пытаются вытеснить водителя из поля зрения. Проповедники самостоятельного вождения, такие как Илон Маск, хотят полностью отказаться от руля с помощью технологии автономного вождения (даже если мы и близко не приблизились к тому, чтобы это было возможно). Почти каждый производитель работает над технологией вождения без помощи рук, которая несовместима с автомобилем с механической коробкой передач.

Большая часть новых передовых технологий безопасности разработана без учета механической коробки передач. Основная причина, по которой Subaru убрала механическую коробку передач из текущей базовой модели Impreza, заключалась в том, чтобы предложить систему Subaru EyeSight, несовместимую с механической коробкой передач, в качестве стандартной.

Дни механической коробки передач сочтены

Я не могу сказать вам, когда наступит официальная кончина механической коробки передач. Porsche может продолжить производство 911 с коробкой передач внутреннего сгорания в следующем десятилетии, если его синтетическое топливо eFuel станет жизнеспособным. Но руководство — это не будущее автомобилестроения. Это не в настоящее время передний край. И если вы намерены быть человеком, который «ездит только с механической коробкой передач», относитесь к следующим нескольким как к своему последнему зову купить новую машину.

Механическая коробка передач близка к концу, но еще не наступила страница.

Toyota GR Supra 2023 наконец-то будет поставляться с тремя педалями и шестиступенчатой механической коробкой передач. Фото: Toyota

МКПП умирают. Я знаю, что вы слышали это раньше, слышали это годами, но смерть рычага переключения передач неизбежна сейчас, когда автомобильная промышленность переходит на электромобили. Если кто-то не сделает коммерчески жизнеспособную коробку передач для электромобилей, мы скоро попрощаемся с новыми автомобилями с механической коробкой передач. Но прощание должно быть не только трауром, но и праздником, и оно должно признать, что мы теряем нашу связь с машиной.

Панегирик Яна Богоста механической коробке передач, опубликованный в Atlantic , управляет всем этим. Я призываю вас прочитать это, потому что Богост забрасывает широкую сеть, которая прослеживает упадок сдвига палки до подъема компьютеров и автоматизации. Во-первых, мы потеряем механическую коробку передач. Тогда мы потеряем руль. И, наконец, мы потеряем машину и получим прокатную гостиную.

Фото: Tesla

Когда электромобили уступают место автономным автомобилям — или, вместо — автомобили будут передвижными стерильными пространствами, которые возят нас без особых усилий. В этом смысле автомобили действительно заслужат свое имя как самодвижущиеся вещи, которым мы не нужны. И я думаю, именно это делает надвигающуюся смерть механических коробок передач такой грустной. Как говорит Богост, это отделяет нас от наших машин.

Эта потеря знакома энтузиастам, которые мучительно думают о том, что заменит наши собственные автомобили, когда придет время. Богост отмечает неуклонное снижение доступности автомобилей с механической коробкой передач: в 2000 году более 15 процентов автомобилей, проданных CarMax, были с механической коробкой передач. К 2020 году этот показатель упал до 2,4 процента. А сейчас в США можно купить только около 30 новых автомобилей с механической коробкой передач

Список новых автомобилей с ручным управлением сокращается уже много лет. Мы сосредоточились на этом раньше, потому что это отстой. Это потеря обмена между нами и одним из наших самых любимых объектов. Сколько времени вы проводите в своей машине? Сколько из этого времени кажется гармоничным? Я бы сказал, что большая часть этого, если вы водите ручную. Богост, кажется, соглашается, говоря:

Механическая коробка передач, какой бы маргинальной она ни стала в эпоху смартфонов, остается пережитком прямого механического управления. Когда водитель меняет скорость, его намерение может быть плодотворно реализовано в приятном действии, сцеплении буквальных передач. Даже когда ваша рука соскальзывает и шестеренки скрежещут, устройство по-прежнему говорит понятным вам языком.

Я бы не купил новую машину без механической коробки передач. Не потому, что я привратник (совсем немного) или потому, что новые машины ужасны (не все), а потому, что все, что я куплю, останется со мной надолго. И какая бы машина ни оказалась (Supra), вероятно, она будет стоить намного дороже, чем раньше. Потому что просто нет смысла покупать что-то неудобно дорогое, если я к нему равнодушен, но планирую хранить его десятилетиями.

Я немного более оптимистично отношусь к механической коробке передач, чем Богост, потому что у меня никогда не было новой машины, так что нехватка новых моделей с механической коробкой передач не так сильно ударяет. Если бы мне когда-нибудь пришлось менять свое руководство каждый день, я, вероятно, просто зашел бы на Craigslist и купил коробку с пятью скоростями, которую я мог бы полюбить и восстановить до некоторой степени былой славы.