Механические коробки передач: что это такое, устройство и принцип работы механической коробки передач (неисправности)

Содержание

Гидромеханическая коробка передач что это такое: принцип действия видео

Одним из элементов системы управления автомобилем является гидромеханическая трансмиссия. Благодаря ей водитель может переключать передачи плавно и без рывков. Гидромеханическая коробка передач — что это такое? Давайте разберемся.

Гидромеханическая коробка передач

Роль АКПП с гидромеханическим управлением

Для автомобиля и подобного ему транспортного средства трансмиссией является узел, который передает от двигателей к колесам крутящий момент. Так это выглядит в автомобилях со сцеплением, но их постепенно вытесняют с рынка АКПП. «Автоматы» сегодня ставят все чаще. В них не предусмотрено сцепления, а передачи переключаются автоматически. Гидромеханика помогает облегчить задачу смены передач во время движения. В классических коробках при управлении автомобилем выполняются следующие процессы:

  • отключение трансмиссии от двигателя в момент смены передач;
  • при изменении дорожных условий изменение величины крутящего момента.

Корпус гидротрансформатора вращается вместе с насосным колесом. Турбина с корпусом не связана (за исключением периода блокировки ГТ) – она соединена с валом коробки. Реактор при этом закреплен через обгонную муфту – она не дает ему проворачиваться под напором потока, когда разница в скорости вращения насосного и турбинного колес велика, но позволяет вращаться вместе с ними в одном направлении, когда автомобиль движется с постоянной скоростью и проскальзывание ГТ минимально. Так удается поднять КПД коробки.

Для выполнения этих действий и необходима гидромеханическая АКПП. Она одновременно выполняет функции сцепления и трансмиссии. Эту коробку специально придумали для использования в городских условиях, где постоянно выжимать сцепление может быть проблематично из-за частых остановок в пробках. Управляется автомобиль с гидромеханикой при помощи педалей тормоза и газа.

Разновидности гидромеханики

В состав этой трансмиссии обязательно входит гидротрансформатор, составляющие системы управления и механическая коробка. Она может быть одной из нескольких систем:

  • многовальной;
  • двухвальной;
  • трехвальной;
  • планетарной.

Последняя разновидность коробки наиболее распространена. Она часто устанавливается на легковые автомобили, так как не имеет высокой металлоемкости. Она отличается меньшим шумом при работе, высоким сроком службы и компактностью.

Вальные механизмы можно встретить на грузовиках и автобусах. В них для переключения передач предусмотрены многодисковые муфты, которые помещены в масло. Первая передача и задний ход включаются при помощи зубчатой муфты. Благодаря особому устройству вальных коробок переключение скоростей происходит за счет работы коленчатого вала. Скорость движения при этом не снимается, крутящий момент и мощность не разрываются.

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 >>

Основное назначение АКПП

Функции гидротрансформатора

Гидротрансформатор выполняет функции сцепления в современных АКПП.

Благодаря этому узлу автомобиль двигается с места плавно, без рывков. Динамические нагрузки при этом снижаются, что помогает эксплуатировать двигатель в щадящем режиме, повышая его долговечность. При применении гидротрансформатора части трансмиссии служат гораздо дольше. Водитель из-за снижения количества передач утомляется меньше. Гидротрансформаторы рекомендуется применять на внедорожниках, так как с их помощью можно увеличить проходимость автомобиля в тяжелых условиях – по снегу или песку.

Важно! В России также стоит выбирать трансмиссии с этим узлом, так как в зимнее время специальная техника часто не успевает прочищать дороги. Благодаря гидротрансформатору создается устойчивая сила тяги с небольшой скоростью вращения ведущих колес, что повышает их сцепление с дорожным покрытием.

Гидротрансформатор

Устройство гидротрансформатора

Размещают гидротрансформатор между двигателем и механической частью коробки. Он представляет собой соединенные между собой диски с лопастями.

Первым идет насосное колесо, которое является ведущим. Оно связывает двигатель и трансформатор. Турбинное является ведомым, оно контактирует с первичным валом. За усиление крутящего момента отвечает реакторное. Турбины практически утопают в масле (погружены в него на три четверти). Их прикрывает корпус, защищающий от попадания в масло посторонних частиц. Во время работы турбины к насосному диску направляется усилие вращающего момента двигателя. Одновременно на турбинный диск направляется под давлением поток масла. Его раскручивает реакторное колесо, располагающееся в центральной части. Возникшее усилие передается на вал КПП.

Работает гидротрансформатор за счет особой циркуляции масла, которое попадает в него с внешней части насосного диска, затем движется на турбинное колесо и возвращается через центральную часть этого узла. Завершается цикл циркуляции масла на насосном диске.Замена крутящего момента в гидротрансформаторе происходит автоматически по мере возрастания нагрузки двигателя. Этот узел отправляет на коробку силу крутящего момента, где при помощи фрикционов происходит включение передач. Нужное передаточное число определяется трансформатором автоматически, в зависимости от его значения изменяется напор циркулирующего масла.

Гидротрансформатор акпп в разрезе

Планетарный механизм

В большинстве современных АКПП гидротрансформатор действует в паре с планетарной системой. Она занимается передачей крутящего момента к фрикционным муфтам. В самом простом варианте усилие направляется на центральную шестерню (солнечную). Два дополнительных сателлита (вспомогательные шестерни) находятся в постоянной сцепке с центральной шестерней благодаря нанесенным на эти элементы зубчикам. Сателлиты не фиксируются, а свободно вращаются вокруг своих осей. Механизм шестеренок находится внутри коронного колеса, которое в зависимости от включенной передачи фиксируется или приходит в движение. В момент фиксации коронной шестерни начинает двигаться ведомый вал (на него передается усилие). В противном случае сателлиты передают момент на коронную шестерню, оставляя ведомый вал в неподвижном состоянии. Для переключения передач в планетарные АКПП устанавливаются фрикционные муфты. Каждая из них выглядит как несколько дисков, представляющих собой тонкие пластины из гладкого металла. Каждая пластинка покрыта специальным фрикционным составом, предотвращающим ее износ. На части их можно найти шлицы. Между муфтами расположены прокладки. Прижимаются друг к другу они при помощи гидравлического поршня, функционирующего при подаче рабочей жидкости. При возрастании в нем давления фрикционы плотно смыкаются, становясь почти единым целым. После падения давления жидкости в гидравлическом поршне фрикционные диски возвращаются на место с помощью пружины. Работа фрикционов тесно связана с функционированием тормозных и планетарных механизмов. На эти моменты передаются команды системы управления КПП и крутящий момент двигателя. Без их участия не производится торможение двигателем и запуск на буксире.

Механический узел действует слаженно и четко.

планетарная система

Важно! В нейтральном положении выключаются фрикционы и тормозные механизмы. При разгоне и переключении передач фрикционы начинают действовать, а планетарные системы вращаются синхронно.

Электронная часть гидромеханической АКПП

Электронное управление необходимо для точности переключения передач в современных АКПП. Сейчас практически нельзя встретить трансмиссии, работа которых бы не поддерживалась электронными комплектующими. Они отвечают за:

  • Функционирование АКПП. В гидромеханике эта система состоит из регуляторов давления и насосов.
  • Сбор информации о действующей программе управления.
  • Выработку импульсов управления.
  • Исполнение команд при переключении передач.
  • За защиту двигателя и трансмиссии в случае опасной ситуации.
  • За ручное управление, за все операции отвечает блок, а управление происходит за счет рычага.

Электронная часть гидромеханической АКПП

Сильные и слабые стороны гидромеханики

Гидромеханическая коробка представляет собой последовательное соединение трансформатора, планетарного узла с фрикционами гидравлической системы управления. Ее основное достоинство – отсутствие необходимости водителю переключать передачи вручную. Электроника делает это точно, благодаря чему отсутствует дискомфорт при движении, а двигатель не подвергается перегрузкам. Их отсутствие помогает сохранить его в целости на долгое время. При начале движения передача мощности также происходит без прерывания и рывков, что делает гидромеханику более совершенной, превосходящей по своим характеристикам механические коробки передач. Не зря их используют не только в автомобилестроении, но и устанавливают на танки (в Америке и Германии).

Важно! Если вы выбираете автомобиль, на котором преимущественно будете двигаться по городу, то стоит выбирать именно гидромеханическую АКПП. С ее помощью у вас не возникнет неудобств при остановках в пробках или на светофорах.

Слабой частью такой АКПП является гидротрансформатор

Недостатком такого механизма является его высокая стоимость и техническая сложность. При переключении передач можно заметить потерю производительности за счет пробуксовки фрикционов и тормозных лент. Слабой частью такой АКПП является и гидротрансформатор, из-за которого теряется крутящий момент. Несмотря на явные преимущества эффективность гидромеханики по результатам замеров составляет 86%, тогда как у обычной коробки она достигает 98%. Еще один недостаток – необходимость устанавливать системы подпитки охлаждения гидроагрегата. Они занимают место под капотом, из-за чего моторно-трансмиссионный отсек имеет большие габариты. Также автомобили с установленной гидромеханикой нельзя завести путем толкания или перемещения его на тросе. Для этой разновидности коробки, как и во всех автоматах, характерно отсутствие возможности регулировать потребление топлива. Описанный вариант гидромеханической АКПП является одним из самых примитивных. Сегодня разрабатываются более совершенные трансмиссии, которые устанавливают на легковые автомобили, выпущенные в последние годы. Гидромеханикой рекомендуется пользоваться тем, кто недавно сел за руль. Для новичка она незаменима тем, что самостоятельно переключать передачи нет необходимости.

Механическая коробка передач: принцип работы

«Механика»: 120 лет в машиностроении

Механическая коробка передач – это устройство для поступенчатой перемены передаточного отношения скорости вращения от двигателя к ведущим колёсам. Выбор и включение нужной передачи при использовании механической КПП водитель осуществляет вручную (в отличие от коробки передач автоматической). Название данного устройства отражает ещё и тот факт, что весь его функционал реализуется за счёт только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от трансмиссий гидравлических или электрических). Популярно, но технически достоверно принцип работы МКПП освещён в данной публикации.

Предназначение коробки передач

Почему у автопроизводителей возникла необходимость во внедрении коробки переключения передач? Потому, что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и довольно небольшом, диапазоне оборотов. А частота обращения колёс – от трогания с места до езды на больших скоростях – происходит в гораздо более обширном диапазоне. И не представляется возможным выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое бы обеспечило весь этот диапазон, с одновременным разумным использованием диапазона оборотов двигателя.

Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью,требуется затратить более значительную работу в физическом смысле, то есть подать на его колёса большую мощность. То есть, при небольшой скорости нужны высокие обороты двигателя.

Наоборот, при равномерном движении разогнавшегося автомобиля по ровной дороге его скорость высока, а большой мощности и высоких оборотов двигателя уже не требуется – чтобы поддерживать нужную скорость, достаточно и малой мощности, и низких оборотов. При повышении скорости растёт и аэродинамическое сопротивление движению двигателя, что требует высоких оборотов и более значительных затрат мощности. То же самое – при движении в гору, требуется увеличить силу тяги.

Отсюда возникает необходимость в передаче вращения с двигателя на колёса с определённым передаточным числом, которое можно было бы изменять в зависимости от условий езды. В этом один из пионеров мирового автопрома – немецкий инженер Карл Бенц убедился в первой же длительной (на 80 км) поездке на автомашине собственной конструкции.

Об истории возникновения МКПП

Это автопутешествие состоялось в 1887 году. Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями ехали к тёще изобретателя. 80-километровое путешествие оказалось очень сложным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторые, с виду небольшие, подъёмы его приходилось заталкивать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал автомобиль, снабдив его дополнительной вспомогательной передачей – «понижайкой», для увеличения силы тяги.

Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростями вращения коленвала мотора и ведущих колёс.

Разумеется, первая механическая коробка передач Карла Бенца была сначала очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикреплённые к ведущей оси. С мотором они соединялись ремнём, и при помощи рычагов ремень можно было перекидывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву пришла металлическая цепь и звёздочка, как на современных «продвинутых» велосипедах.

Зубчатую передачу и коробку передач на шестерёнках впервые поставил на автомобиль Вильгельм Майбах. Параллельно с немецкими автоинженерами, примерно в те же годы, похожими изысканиями занимались и французские. В созданной Эмилем Левассором и Луи Панаром механической коробке переключения передач уже применялся целый набор зубчатых колёс с разными передаточными числами для движения вперёд и одна шестерня – для движения назад. Как и в наше время, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло разным по своему диаметру зубчатым колёсам входить в зацепление с неподвижной шестернёй на первичном валу.

Официально изобретателем механической коробки переключения передач, похожей на современную, стал Луи Рено: в 1899 году этот молодой начинающий автопромышленник запатентовал первую в мире КПП, основанную на системе подвижных зубчатых колёс и валов. Она была трёхскоростной.

Первый запатентовавший МКПП человек – Луи Рено – в своей «лаборатории».

Заокеанский пионер автопрома – Генри Форд – не копировал достижения немецких и французских инженеров, а шёл своим путём. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных шестерён (сателлитов), которые вращались вокруг центральной («солнечной») шестерни и фиксировались при помощи водила. Именно такой – планетарной КПП оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».

Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробки на зубчатых шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое сделал в 1928 году Шарль Кетеринг из «Дженерал Моторс». Оно сделало механические коробки передач более лёгкими в управлении, придало им новый импульс развития и «техническое долголетие».

Устройство механической коробки переключения передач

С момента изобретения Луи Рено прошло уже более 120 лет но главный принцип ступенчатой шестерёнчатой коробки передач остался тем же. Современные МКПП, разумеется, гораздо более совершенны: в них стоят шестерни не с прямым, а косозубым зацеплением, и они более удобные, бесшумные и долговечные. В целом, автомобили с «механикой» экономичнее, чем машины с автоматической коробкой передач.

Состоит механическая КПП из набора косозубых шестерён разного размера, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом мотора и ведущими колёсами. Передаточное число становится другим путём перемещения как самих шестерён, так и специального устройства – синхронизатора. Его задача – уравнивать (синхронизировать) окружные скорости включаемых в зацепление шестерён.

Принцип таков, что, чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у неё наибольшее. На ней передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и, при высокой частоте вращения коленвала, скорость движения автомобиля остается низкой, а сила тяги – высокой. На высшей передаче, соответственно, – наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колёса не передается, и машина катится по инерции либо стоит.

Большинство серийных современных автомашин, оснащённых механической коробкой переключения передач, имеют  5 «скоростей», или скоростей движения вперед. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных МКПП были четырёхскоростными. Механическими коробками с шестью и более скоростями, как правило, комплектуются «заряженные» спортивные машины или джипы.

С технической точки зрения, механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колёса – шестерни, которые поочерёдно приходят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного вала, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций шестерён происходит вручную.

Механическая коробка переключения передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Данный узел предназначен для временного разъединения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода зацепления с одной шестерни на другую,без выключения оборотов двигателя, и при их полном сохранении.

Виды компоновки механических КПП

Получившими повсеместное распространение компоновками механических коробок переключения передач стали двух- и трёхвальные. Они называются так по количеству параллельно расположенных валов, на которых и расположены косозубые шестерни.

В трёхвальной МКПП находятся три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединён со сцеплением, на его поверхности имеются шлицы. По ним передвигается ведомый диск сцепления. С данного вала энергия вращения передаётся на жестко соединённый с ним шестернёй промежуточный вал.

Ведомый вал является соосным с валом ведущим, соединённым с ним через подшипник, который находится внутри первого вала. Поэтому данным осям обеспечено независимое вращение. Блоки «разнокалиберных»шестерней ведомого вала не имеют жёсткой фиксации с ним, а также разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Вот они жёстко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться вдоль вала по шлицам.

На торцах муфт нанесены зубчатые венцы, которые могут соединяться с аналогичными венцами на торцах шестерён ведомого вала. Современные стандарты производства коробок передач предполагают наличие таких синхронизаторов на всех передачах для движения вперёд.

В двухвальной механической КПП также обеспечено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трёхосной конструкции, на ведущей оси находится набор шестерёнок, а не одна. Промежуточный вал отсутствует, а с ведущем запараллелен ведомый вал. Шестерни обоих валов свободно вращаются и всё время находятся в зацеплении.

На ведомом валу имеется жёстко закреплённая ведущая шестерня главной передачи. Между остальными шестернями находятся синхронизационные муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле работы синхронизаторов похожа на трёхвальную компоновку. Разница же в том, что прямая передача отсутствует, а каждая ступень имеет только одну пару соединённых шестерёнок, а не две пары.

С одного конца ведомого вала в жёстком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.

Двухвальная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем у трёхвальной, однако она имеет ограничения по повышению передаточного числа. За счёт данной особенности, двухвальная конструкция МКПП применяется исключительно в легковых автомобилях.

В редких случаях на современных автомобилях могут также использоваться четырёхвальные коробки передач. Но по принципу своей работы они тоже соответствуют двухвальным– без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичные. Чаще всего, это механические КПП с 6-ю передачами переднего хода. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи.

Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестернёй. При переходе её в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратную сторону. На задней передаче синхронизатора нет, поскольку задний ход задействуется только при полной остановке автомобиля. Во всяком случае, так нужно делать. Поэтому на МКПП автомашин многих производителей имеется защита от случайного включения заднего хода на ходу (нужно поднять специальное кольцо на рычаге для переведения его в положение заднего хода).

Последовательность работы МКПП. Роль синхронизаторов

Когда включен нейтральный режим, то вращение шестерён происходит свободно, а все муфты-синхронизаторы расположены в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП перемещает муфту в зацепление с соответствующей парой на торце шестерни. И шестерня жёстким образом фиксируется с валом и не прокручивается на нём, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.

Во время движения механизм переключения передач приводится в действие с места водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, передвигают синхронизаторы и задействуют нужную скорость.

Пары шестерён двух низших передач имеют самые большие передаточные числа (на легковых машинах – обычно от 5:1 до 3,5:1), и применяются для трогания с места и поступательного разгона, а также при необходимости постоянного движения с невысокой скоростью, либо по бездорожью.

При движении на низших передачах даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать довольно медленно, но при этом в полной мере будут использоваться его мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля на том же уровне оборотов двигателя, а его сила тяги меньше. На высших передачах автомобиль не сможет тронуться с места или ехать на низких скоростях. Зато он может передвигаться на больших, вплоть до максимально предусмотренной, скоростях, при средних оборотах двигателя.

В абсолютном большинстве современных МКПП расположены шестерни с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямозубые, к тому же они менее шумные в работе. Изготавливаются косозубые шестерни из высоколегированной стали, и на финальном этапе производства выполняется закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающие долговечность деталей.

До появления синхронизаторов для безударного включения более высокой передачи водителям нужно было производить двойной выжим, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для равнения окружных скоростей шестерней. А для перехода на более низкую передачу надо было сделать перегазовку, чтобы выровнять обороты ведущего и ведомого валов. После введения синхронизаторов необходимость в этих манипуляциях отпала. И шестерни стали защищёнными от ударных нагрузок и преждевременного износа.

Впрочем, и современной легковой автомашине эти «навыки из прошлого» также могут пригодиться. К примеру, они помогут переключить-таки передачу в случае выхода из строя сцепления, или если возникнет необходимость в резком торможении двигателем, при отказавшей рабочей тормозной системе.

Плюсы и минусы у механических коробок передач МКПП

На протяжении многих десятков лет наибольшей популярностью у автовладельцев пользовались машины, оснащенные механической коробкой передач. И хоть сегодня всё большее количество число новых автомобилей оснащаются автоматами или вариаторами, своей актуальности механика не потеряла. Поговорим поподробнее о преимуществах и недостатках механических коробок передач.

Конструкция механической коробки передач

Такая конструкция механической коробки передач представляет собой цилиндрический многоступенчатый редуктор, который позволяет водителю по своему желанию включать те или иные передачи. В такой коробке имеется вал с насаженным на него жестко шестернями и дополнительным валом с вращающимися свободно шестеренками. Путём подключения друг к другу таких шестерёнок на валу и происходит включение передач. Следует сказать, что несмотря на кажущуюся сложность конструкция механической коробки передач чрезвычайно проста, что неизменно сказывается на популярности трансмиссии данного типа.

Первоначально все автомобили не имели каких-либо коробок передач и оснащались прямым приводом от двигателя. Однако в последующем с ростом мощности силовых агрегатов появились определенные сложности с реализацией таких динамических характеристик, в особенности на низких скоростях. Именно для улучшения работы двигателя и возможности оптимальным образом использовать весь потенциал мотора и были сконструированы механические коробки передач, которые позволили существенно упростить использование автомобиля.

С развитием технологии такие механические коробки передач получили большее количество ступеней, что позволило максимально качественно реализовывать динамические показатели двигателя. Современные механические трансмиссии могут похвастаться шестью и семью ступенями, а отдельные модификации, которые предназначаются для установки на внедорожники, имеют понижающие передачи. Также сконструированы специальные трансмиссии, которые имеют

Механическая коробка передач (МКПП): особенности, преимущества и недостатки.

МКПП — механическая коробка переключения передач (в обиходе «механика») является разновидностью КПП и позволяет ступенчато изменять передаточное число (соотношение), при этом выбор и включение/выключение передачи осуществляется самим водителем вручную.

Свое название агрегат получил благодаря тому, что в его конструкции отсутствуют какие-либо электрические или гидравлические устройства, которые обязательно присутствуют в АКПП или РКПП.

Простыми словами, механическая коробка позволяет водителю самостоятельно выбирать необходимую ступень из доступных (с тем или иным передаточным числом) в зависимости от режима работы ДВС, нагрузки, дорожных условий и т.д.

Содержание статьи

Особенности работы ступенчатой коробки передач

Начнем с того, что данный тип КПП является самым простым и дешевым в производстве решением для обеспечения переменного передаточного числа трансмиссии. Также коробка-механика проста в ремонте и достаточно надежна. Сама ступенчатая механическая коробка передач представляет собой шестеренчатый редуктор, в котором передаточное число изменяется благодаря выбору пары шестерен с разным передаточным соотношением, которые передают крутящий момент.

Казалось бы, учитывая назначение и общий принцип работы КПП, чем больше передач имеет коробка, тем проще подобрать самый эффективный режим работы всей трансмиссии в зависимости от тех или иных условий. Также от оптимально подобранной передачи будет зависеть и расход топлива. Однако на деле в случае с МКПП имеются определенные сложности.

Как правило, в ступенчатой коробке имеются низкие, промежуточные и высокие передачи. Низших передач зачастую бывает не больше двух, а пара шестерен на таких передачах имеет самые большие передаточные числа. Указанные передачи нужны для того, чтобы стронуться с места и быстро разогнать автомобиль.

Также наличие пониженных передач позволяет двигаться на малой скорости под нагрузками, по снегу, размытым грунтовым дорогам и т.д. Даже если на низкой передаче обороты будут высокими, скорость движения значительно не увеличится, однако на колеса будет передаваться максимум мощности и крутящего момента.

При этом нужно учесть, что езда в таком режиме не позволит разогнать машину до высокой скорости, быстро изнашивает мотор и приводит к значительному увеличению расхода топлива, а также колеса на высоких оборотах могут потерять сцепку с покрытием, то есть машина начинает буксовать.  

По этой причине после того, как автомобиль начал движение, нужно переходить на более высокую (промежуточную) передачу. На такой передаче обороты  ДВС понижаются, снижается расход топлива, однако тяга и приемистость двигателя также ухудшаются, так как мотору нужно больше времени, чтобы выйти на высокие обороты.

Что касается повышенных передач, в этом случае задействованы пары шестерен с самым малым передаточным числом. Такие передачи нужны для движения с постоянной высокой скоростью. Силовой агрегат в таком режиме работает на средних и высоких оборотах, что позволяет мотору отдавать максимальную мощность, необходимую для преодоления сопротивления, которое создает встречный воздушный поток и т.д.

Другими словами, именно мощность ДВС позволяет противостоять влиянию тех факторов, которые воздействуют на автомобиль после набора высокой скорости, что в результате дает возможность разогнать машину до максимальных скоростей.

Добавим, что в зависимости от того, насколько плотным окажется ряд передач коробки, настолько менее заметным будет снижение оборотов двигателя после переключения передачи на одну ступень выше. Простыми словами, чем больше передач в КПП, тем активнее и плавне разгоняется автомобиль.

Преимущества и недостатки МКПП

С учетом вышесказанного становится понятно, что главным плюсом механической коробки является  возможность самостоятельно подбирать необходимую передачу, что дает полный контроль над автомобилем, чего не скажешь об АКПП, вариаторах или роботизированных коробках.

Однако в этом же и заключается и минус данного типа КПП, так как езда на автомобиле с «механикой» затрудняет управление ТС,  а также требует определенных умений и навыков. Получается, главным минусом механической трансмиссии является то, что увеличивается нагрузка на самого водителя.

Изменение дорожных условий также требует постоянного переключения передачи выше или ниже, в результате чего процесс управления транспортным средством становится более сложным, водитель быстрее устает.

Параллельно с этим снижается комфорт не только для водителя, но и для пассажиров (если водитель не умеет пользоваться механической коробкой). Также отсутствие базовых навыков езды на авто с МКПП часто становится причиной повышенного расхода топлива, быстрого износа ДВС и элементов трансмиссии. В отдельных случаях  неумение ездить на «механике» становится причиной различных ДТП.

Читайте также

Устройство и работа механической коробки передач

То, что любому автомобилю необходима коробка передач не вызывает сомнений ни у кого. Ее необходимость обусловлена физическими свойствами двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, у любого двигателя есть так называемая красная зона – максимум оборотов, за которые нельзя заходить без последствий для двигателя. Во-вторых, у любого двигателя диапазон оборотов, где мощность и крутящий момент на максимальном уровне достаточно узок. Например, двигатель может производить максимальную мощность при 5,500 об/мин. Трансмиссия позволяет менять передаточные числа между двигателем и ведущими колесами при ускорении и замедлении автомобиля. Наиболее оптимальным режимом будет естественно тот, при котором Вы, переключая передачи, добиваетесь того, чтобы двигатель находился в районе диапазона оборотов своей эффективной работы.

В идеале трансмиссия должна быть настолько гибкой в подборе передаточных чисел, что двигатель постоянно находится на определенных оптимальных с точки зрения тяги оборотах.

Эта идея лежит в основе постоянно изменяющейся трансмиссии (CVT) или вариатора.

Ну а теперь непосредственно о механической трансмиссии.

Трансмиссия соединяется с двигателем через сцепление. Входной вал трансмиссии вращается со скоростью вращения двигателя. Любая коробка передач реализует в себе столько передаточных чисел, для того, чтобы изменить скорость выходного вала, сколько передач она имеет. В частности пример типичных передаточных чисел для 5-ти ступенчатой МКПП приведен в таблице:

Передача

Передаточное число

Обороты выходного вала при вращении входного 3,000 об/мин

1-я

2.315:1

1,295

2-я

1.568:1

1,913

3-я

1.195:1

2,510

4-я

1.000:1

3,000

5-я

0.915:1

3,278

Для того, чтобы понять принцип работы МКПП, рассмотрим схему, демонстрирующую работу простейшей 2-скоростной коробки передач.

Вал зеленого цвета (он называется первичным) соединяется с двигателем через сцепление. Напомним, что сцепление – это устройство, которое позволяет соединять и отсоединять двигатель от трансмиссии. Таким образом, при включенном сцеплении первичный вал и шестерня вращаются со скоростью вращения двигателя.

Вал с шестернями красного цвета называется промежуточным валом. Он также выполнен единым целым, то есть все шестерни и вал вращаются совместно. Первичный и промежуточный валы напрямую соединены друг с другом, то есть при вращении первичного вала всегда вращается и вторичный. Таким образом, промежуточный вал всегда получает крутящий момент от двигателя при включенном сцеплении.

Вал желтого цвета (выходной вал) – это вал с пазами, который напрямую соединяется с карданным валом (приводными валами), а далее через дифференциалы с колесами автомобиля. Таким образом, если колеса крутятся, то выходной вал также вращается.
Пазы в выходном валу служат для фиксации шестерни определенной передачи (они обозначены на рисунке синим цветом) и передачи через это соединение крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Данные шестерни покоятся на подшипниках, поэтому они могут свободно вращаться вокруг выходного вала МКПП в случае, если не включена ни одна передача. Таким образом, если двигатель выключен (или двигатель включен, но ни одна из передач не включена), а машина едет свободным ходом, то выходной вал может вращаться внутри шестерен соответствующих передач в то время, когда сами эти шестерни и промежуточный вал остаются без движения.

Для соединения выбранной шестерни передачи с выходным валом предназначены так называемые муфты. Муфта соединяется через шлицы напрямую с выходным валом и вращается вместе с ним. Сама муфта может скользить влево и вправо вдоль вала. Это необходимо для того, чтобы вводить в зацепление с выходным валом (включать) одну из шестерен. Муфта при этом сама входит в зацепление с ведомой шестерней

Включение и работа на выбранной передаче

Для включения первой передачи муфта включает шестерню справа:

На этом рисунке первичный вал от двигателя проворачивает промежуточный вал, который вращает включенную шестерню выбранной передачи. Эта шестерня передает энергию вращения двигателя через муфту к ведущему валу. Одновременно с этим шестерня второй передачи (слева) вращается свободно на подшипнике без зацепления с выходным валом.

Когда муфта находится между двумя шестернями, трансмиссия работает на нейтральной передаче.

Для включения второй передачи необходимо вывести муфту из зацепления с правой шестерней и ввести в зацепление с левой.

Вы, наверное, понимаете, что ввести в зацепление две вращающиеся с разными скоростями детали достаточно сложно. К тому же в рассмотренной выше трансмиссии нет достаточно важных элементов МКПП – синхронизаторов. Поэтому при использовании такой трансмиссии Вам приходилось бы дважды выжимать сцепление. Первое нажатие на педаль сцепления (выключение) позволяет нам отсоединить двигатель от трансмиссии, ослабить (снять) давление со шлицев муфты, вывести муфту из зацепления и перевести ее в нейтральное положение. Двигатель при этом уменьшает обороты, и при отпуская педаль сцепления Вы тем самым снижаете и скорость вращения ведущего и промежуточного валов коробки передач (выравниваете скорости на уровне включаемой передачи). В этом случае очередная шестерня (шестерня следующей передачи) и муфта вращаются с одинаковой скоростью, и мы можем ввести в зацепление с шестерней шлицы муфты. После этого мы снова выключаем сцепление и перемещаем муфту до зацепления с шестерней следующей передачи. Сложно? Медленно? Тем не менее всего лишь лет 30 назад это широко использовалось.

Механические трансмиссии современных автомобилей используют синхронизаторы для того, чтобы не выжимать сцепление дважды при каждом переключении передачи. Задача синхронизатора – обеспечить между муфтой и шестерней передачи фрикционный контакт до того, как шлицы начнут входить в зацепление. Это позволяет муфте и шестерне передачи синхронизировать их скорости перед зацеплением. Процесс зацепления показан на рисунке 4.

Конусный выступ синей шестерни входит в конусное углубление в муфте. В результате трение между муфтой и конусом шестерни синхронизуют их скорости. Внешняя часть муфты затем легко входит в шлицы шестерни передачи.

5-ступенчатая механика довольно распространена в сегодняшних машинах. Внутри она выглядит следующим образом:

Три вилки управляются тремя стержнями, которые приводятся в движение рычагом КПП. Посмотрим на вид стержня КПП сверху:

Обратите внимание, что стержень КПП вращается относительно своей средней точки. Когда Вы толкаете рычаг КПП вперед для включения 1-й передачи, на самом деле стержень и вилка КПП перемещаются назад.

Вы видите, что перемещение ручки КПП влево или вправо задействует разные вилки (и, соответственно, разные муфты).

Движение ручки КПП вперед или назад зацепляет одну муфту с одной из двух шестерней передач.

Задняя передача реализуется за счет маленькой холостой шестеренки (фиолетового цвета). Все время синяя шестерня задней передачи вращается в направлении, противоположном всем другим синим шестерням. Именно поэтому невозможно перевести трансмиссию в положение задней передачи в то время, как машина движется вперед – шлицы никогда не состыкуются. Однако, шум Вам будет обеспечен!

Таким образом, основываясь на изложенных принципах, функционируют практически все механические коробки передач.

Коробка передач

| инженерия | Britannica

Трансмиссия , в машиностроении, устройство, расположенное между источником энергии и конкретным приложением с целью адаптации одного к другому. Большинство механических трансмиссий функционируют как переключатели скорости вращения; отношение выходной скорости к входной скорости может быть постоянным (как в коробке передач) или переменным. В трансмиссиях с регулируемой скоростью скорости могут изменяться дискретными шагами (как в автомобилях или приводах некоторых станков), или они могут быть плавными в пределах определенного диапазона.Коробки передач с регулируемым шагом, с некоторым скольжением, обычно используют либо шестерни, либо цепи и обеспечивают фиксированные передаточные числа без скольжения; В бесступенчатых передачах используются ремни, цепи или тела, контактирующие с качением.

Подробнее по этой теме

автомобиль: Трансмиссия

Бензиновый двигатель должен быть отключен от ведущих колес при запуске и на холостом ходу.Эта характеристика требует ...

Широко используемый и недорогой бесступенчатый привод состоит из клинового ремня, работающего на шкивах переменного диаметра. Стороны шкивов имеют коническую форму изнутри, чтобы соответствовать конусу клинового ремня, и их перемещение ближе друг к другу заставляет клиновой ремень перемещаться наружу от центра шкива и работать по большему эффективному кругу; это движение изменяет соотношение скоростей. Такие приводы зависят от трения и подвержены скольжению.

Бесступенчатые трансмиссии, в которых используются тела с контактом качения, известны как тяговые приводы.В этих трансмиссиях мощность передается различными способами, которые зависят от трения качения тел в форме цилиндров, конусов, шариков, роликов и дисков.

Трансмиссия, показанная на рисунке, состоит из входного и выходного элементов, имеющих тороидальные (пончиковые) поверхности, соединенные серией регулируемых роликов. Если бы R на рисунке было дважды r, выходная скорость была бы вдвое меньшей входной скорости. Для некоторых применений эти трансмиссии сконструированы так, что по мере увеличения приложенного крутящего момента (крутящего момента) контактное давление между телами увеличивается, а проскальзывание уменьшается.Для увеличения тягового усилия можно использовать специальную смазку для тяги, которая становится жесткой при приложении нагрузки. Трансмиссии с тяговым усилием используются там, где важна бесшумность. См. Также АКПП .

Encyclopædia Britannica, Inc. Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Механическая трансмиссия | определение механической передачи по Медицинскому словарю

Результаты исследования прольют свет на потенциальную роль тараканов в механической передаче кишечных паразитов и помогут разработать более эффективную стратегию вмешательства для борьбы с синантропными тараканами. Как показано на Рисунке 2, EMT состоит из двигателя, механической трансмиссии с тремя валами и привода переключения передач. Экспорт механических трансмиссий отечественного производства в четвертом квартале 2011 г. должен достичь 19,9 млрд. Тайваньских долларов, что на 70,9% больше, Возврат к механической трансмиссии фактически закрыл бы дверь для любой потенциальной экономии топлива, выбросов и энергии, которую можно было бы получить за счет использования уже установленной и, надеюсь, в скором времени расширенной инфраструктуры электрификации.В наши дни стремительного развития исследовательских методов в науке, технологиях и медицине не требуется ученого-ракетолога, чтобы признать, что большинство неодушевленных предметов, а также постельные клопы могут быть вовлечены в механическую передачу болезней, например, механических. В 2008 году выручка от продаж высокоскоростного оборудования для серийной зубчатой ​​передачи, оборудования зубчатой ​​передачи для строительных материалов, оборудования зубчатой ​​передачи общего назначения, оборудования зубчатой ​​передачи для прокатки прутков, проволоки и толстолистовой прокатки. мельницы и другое оборудование с механической трансмиссией увеличилось на 0.2%, 27,3%, 15,7%, 15,3% и 10,0% примерно до 28,9 млн юаней (2007 г .: 28,8 млн юаней), 461,0 млн юаней (2007 г .: 362,2 млн юаней), 166,6 млн юаней (2007 г .: 144,0 млн юаней) млн), 338,5 млн юаней (2007 г .: 293,5 млн юаней) и 245,5 млн юаней (2007 г .: 223,2 млн юаней), соответственно. Механическая передача является обычным явлением, и важно, чтобы снасти не передавались друг другу, а операторы меняли одежду и чистили руки тщательно перед переходом между лошадьми. * Удаляет все механические части трансмиссии, обеспечивая работу без обслуживания. Система не имеет механической трансмиссии, которая является основным элементом технического обслуживания традиционных автобусов, и оснащена системой рекуперативного торможения, вырабатывающей электроэнергию.Компания GERWAH, штаб-квартира которой находится в Гроссвалльштадте, производит и продает продукцию для механических трансмиссий. В компании работает более 60 сотрудников в Германии, Чехии и США, а годовой оборот составляет 100 млн. Шведских крон. Модернизация заменяет существующую подверженную износу механическую трансмиссию или старый привод на более надежную электрическую систему.

Механические трансмиссии по всему миру - Скачать PDF бесплатно

ZF 25.Морские силовые установки

Судовые силовые установки Вертикальное смещение, морская трансмиссия прямого монтажа. Описание Реверсивная морская трансмиссия с многодисковыми сцеплениями с гидравлическим приводом. Подходит для высокой производительности

Дополнительная информация

ZF 85 IV. Морские силовые установки

Судовые силовые установки 12-вольтный привод, морская трансмиссия с прямым креплением Максимальная мощность ** Мощность кВт л. с. Об / мин Pleasure 389522 3500 Легкая 365 489 3500 Средняя 311416 3500 Непрерывная 232 311 3200 ** Не должно быть

Дополнительная информация

Приводы двигателей и муфты

Приводы двигателей и высокоточные приводы двигателей для ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, РАБОЧИХ ЛОДК, ЛОДКИ ДЛЯ УДОВОЛЬСТВИЯ, БЫСТРЫХ ПАРОМОВ, КРУИЗНЫХ СУДОВ, ГРУЗОВЫХ СУДОВ И ДРУГИХ БОЛЬШИХ судов.

Дополнительная информация

Scana Offshore Technology

Scana Offshore Technology 1 Презентация NFLB Vinterkonferansen 2009 Январь 2009 г. Структура группы Scana Industry 2 Стальная зона Морская зона Нефтегазовая зона Scana Steel Björneborg AB Scana Volda AS Scana Offshore

Дополнительная информация

Азимутальные подруливающие устройства. движители

Роллс-Ройс Азимута - мировой лидер в поставке азимутов. По азимуту пропеллер вращается на 360 вокруг вертикальной оси, поэтому блок обеспечивает тягу, управляемость и позиционирование на

единиц. Дополнительная информация

Джобсон ПРАВИЛЬНЫЙ КОНТАКТ

ПРАВИЛЬНЫЙ КОНТАКТ Jobson Italia srl ​​была основана в 1990 году. Следующие услуги предоставляются 365 дней в году, 24 часа в сутки: Хранение и продажа запасных частей: Главные двигатели, вспомогательные двигатели, насосы,

Дополнительная информация

ВРАЩАЮЩИЕСЯ МАШИНЫ.Выравнивание и позиционирование. Быстрая, простая и точная центровка вращающихся машин, насосов, приводов, фундаментов и т. Д.

Выравнивание и позиционирование ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН Быстрая, простая и точная центровка вращающихся машин, насосов, приводов, фундаментов и т. Д. Чтобы конкурировать на сегодняшнем рынке, вы должны превзойти своих конкурентов

Дополнительная информация

Решения для передачи энергии

Решения для передачи энергии Специалисты по цепям, зубчатым колесам и муфтам www. renold.com 2 I Специалисты по цепям, зубчатым колесам и муфтам Продукция Renold Уникальное качество и производительность Передовые технологии

Дополнительная информация

мк Конвейерные технологии

mk Conveyor Technology Один конструктор, множество вариантов Базовая технология Профиль Технология Конвейерные технологии Заводское оборудование Линейное движение Преимущества модульной системы mk Все идет от

Дополнительная информация

Анализ вибрации насоса

Анализ вибрации насоса Брайан П.Graney, MISTRAS Group, Inc. Мониторинг вибрации - ценный инструмент в программах прогнозного / профилактического обслуживания. Наиболее показательная информация о состоянии вращающегося

. Дополнительная информация

Интерактивные компьютерные курсы

Эти инструменты самообучения (SLT) SKF представляют собой универсальное интерактивное решение для студентов различных уровней, включая студентов, изучающих машиностроение и другие инженерные направления. Они избавляют от необходимости брать

Дополнительная информация

Автоматизация и управление

Автоматизация и управление Эргономичные системы с интуитивно понятным интерфейсом оператора необходимы в средах, где операторы требуют максимальной надежности, эффективности и безопасности.Наши системы

Дополнительная информация

Механический монтаж

Стр. -1-1. ВВЕДЕНИЕ И ЦЕЛЬ 1.1. Эта спецификация охватывает установку, тестирование и ввод в эксплуатацию механического оборудования. Работы выполнять совместно с производителем

. Дополнительная информация

Собираем все вместе

Собираем все вместе IMO ab Собираем все вместе 1 IMO AB, бизнес-подразделение Colfax, является ведущим производителем ротационных трехвинтовых насосов прямого вытеснения.Штаб-квартира находится в Стокгольме и

. Дополнительная информация

создание прогресса на будущее

СОЗДАВАЯ ПРОГРЕСС ОФФШОР, создавая прогресс для будущего СОЗДАВАЯ ПРОГРЕСС SCANAOFFSHORE Группа компаний Scana Offshore будет представлена ​​на OTD в Ставангере 23-24 октября 2013 года. Компании

Дополнительная информация

Л И В Е Т О Л Ф О Р О К У М А

Л И В Е Т О Л Ф О Р О К У М А Путь к успеху [Штаб-квартира Heimatec - Германия] Heimatec - международная производственная компания со штаб-квартирой в Ренхене, Германия.Объект Heimatec площадью 40 000 квадратных футов,

Дополнительная информация

Роторные двухвинтовые компрессоры

www.howden.com Роторные двухвинтовые компрессоры Для промышленного охлаждения, газопереработки и других отраслей 1 КОМПРЕССОРЫ HOWDEN WORLD PIONEERS РОТАЦИОННЫХ ДВУХВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ HOWDEN MANUFACTURES OIL

Дополнительная информация

Примечание по полевому применению

Замечания по применению в полевых условиях Выравнивание индикатора обратного циферблата RDIA Неверное выравнивание может быть наиболее частой причиной неприемлемой работы и высоких уровней вибрации. Новые объекты или установка нового оборудования

Дополнительная информация

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ С АВТОМОБИЛЬНЫМ ПРИВОДОМ BSM

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. Гидравлически и динамически сбалансированное рабочее колесо с приподнятыми секциями лопастей выпускает жидкость в результате центробежной силы, развиваемой при вращении. Голова развернута целиком

Дополнительная информация

Элко, Невада. Сервисный центр

Элко, Невада Сервисный центр Краткие сведения мирового уровня о компании Joy Global Глобальные запросы руководителей в Милу Ауки, штат Висконсин... Персонал Более 150 локаций Мы привлекаем, развиваем и удерживаем высококвалифицированное производство

Дополнительная информация

Гулдс А.Ф. Насос с осевым потоком

Насос с осевым потоком Goulds AF Goulds AF Лидер в области технологий циркуляционных насосов Изготовленная конструкция 42-66 (1050-1600 мм) (показана с дополнительным подпружиненным основанием) Литая конструкция 6-36 (150-900 мм) Goulds

Дополнительная информация

N / NH Серия пожарных насосов на грузовиках

N / NH Серия пожарных насосов, устанавливаемых на грузовике Насос нормального давления, тип N Комбинированный пожарный насос нормального и высокого давления, тип NH Сертифицирован согласно EN 1028 и классифицирован UL Rosenbauer - N / NH Пожарный насос на грузовике

Дополнительная информация

Почему система измерения крутящего момента?

T-Sense P R O D U C T B U L E T I N 660 Оптические системы измерения крутящего момента Введение Использование системы измерения крутящего момента T-Sense означает повышение эффективности, защиту от перегрузки и предотвращение

Дополнительная информация

C Стандартные двигатели переменного тока

C Стандартный AC Стандартный AC C-1 Обзор, серия продуктов. .. C-2 Постоянный ... C-9 C-21 C-113 Реверсивный C-147 Обзор, серия продукции Реверсивный электромагнитный тормоз постоянного действия C-155 Электромагнитный тормоз

Дополнительная информация

Полный привод Tiguan Haldex

Обучение обслуживанию Программа самообучения 861803 Полноприводной Tiguan Haldex Volkswagen of America, Inc. Volkswagen Academy Напечатано в США. Напечатано 3/2008. Номер курса 861803 2008 Volkswagen of America,

Дополнительная информация

Трансмиссия с контролируемым запуском

Трансмиссия с контролируемым пуском TM Что делает CSt DODGE CST (Трансмиссия с контролируемым пуском) - это коробка передач 2 в 1, которая сочетает в себе планетарный редуктор и встроенную систему мокрого сцепления.При соединении

Дополнительная информация

Лучшие практики электродвигателей переменного тока

Если вы хотите узнать больше о передовых методах обслуживания оборудования или о техобслуживании и установке механического оборудования мирового класса, перейдите по ссылке в наш Интернет-магазин и ознакомьтесь с учебным курсом

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *