Пристрій механічної коробки передач і як вона працює

Будь-який автомобіль з двигуном внутрішнього згоряння має в своїй конструкції коробку передач. Існує безліч різновидів цього агрегату, але найбільш поширеним типом є механічна коробка передач (МКПП). Нею оснащуються як вітчизняні, так і зарубіжні автомобілі.

зміст

  • 1 Призначення МКПП
  • 2 Принцип роботи і пристрій
    • 2.1 Зчеплення
    • 2.2 Шестерні і вали
    • 2.3 Синхронизаторы
  • 3 Процес перемикання передач
  • 4 Переваги та недоліки механічних коробок передач

призначення МКПП

Коробка передач використовується для того щоб змінювати передавальне відношення швидкості обертання від двигуна до коліс. Спосіб перемикання між ступенями (передачами) цього редуктора - ручний (механічний), що дало назву всьому вузлу. Водій самостійно приймає рішення про те, яке з фіксованих значень передавального числа (шестерні, що входять в зачеплення) має бути включено в поточний момент.

який принцип роботи коробки передач

сучасна МКПП

Крім цього, МКПП дозволяє перемикатися на режим заднього ходу, в якому автомобіль рухається в зворотному напрямку. Також є нейтральний режим, коли відсутня передача обертання від мотора до коліс.

Принцип роботи і пристрій

Коробка передач є багатоступеневим закритим редуктором. Косозубі шестерні мають можливість почергово бути в зачепленні і міняти частоту оборотів між вхідним валом і вихідним. У цьому полягає принцип роботи коробки передач.

зчеплення

Механічна коробка працює в парі зі зчепленням. Цей вузол дозволяє тимчасово роз'єднувати мотор від трансмісії. Така операція дає можливість безболісно переключити передачі (ступені) не вимикаючи обертів двигуна.

який пристрій коробки передач

Блок зчеплення необхідний, так як через МКПП проходить значний крутний момент.

Шестерні і вали

У будь-КПП традиційної конструкції розташовуються паралельно осі валів, на яких базуються шестерні. Загальний корпус прийнято називати картером. Найбільш популярними є трехвальние і двухвальні компанійки.

У трехвальние є три вала:

  • перший - провідний;
  • другий - проміжний;
  • третій - ведений.

Перший вал з'єднаний зі зчепленням, на його поверхні нарізані шліци, за якими переміщається ведений диск зчеплення. З цієї осі обертання передається на проміжну вісь, жорстко з'єднану з шестернею первинного вала.

у чому принцип роботи коробки передач

Ведений вал МКПП має специфічне розташування. Він Соос з ведучим і з'єднаний з ним через підшипник, що знаходиться всередині першого валу. За рахунок цього забезпечується їх незалежне обертання. Блоки шестерень з відомою осі не мають жорсткої фіксації з ним, а також шестерні розмежовані спеціальними муфтами-синхронізаторами. Останні якраз жорстко сидять на відомому валу, але здатні переміщатися уздовж осі по шліцах.

Торці муфт оснащені зубчастими вінцями, здатними з'єднуватися з такими ж вінцями, розташованими на торцях шестерень веденого вала. Сучасне пристрій коробки передач передбачає наявність таких синхронізаторів на всіх передніх передачах.

Під час включення нейтрального режиму відбувається вільне обертання шестерень, а все муфти-синхронізатори знаходяться в розімкнутому положенні. Коли водій вичавить зчеплення і перемкне важіль на одну зі сходинок, то в цей час вилка в КПП переміщує муфту в зачеплення зі своєю парою на торці шестерні. Так шестерня жорстко фіксується з валом і не прокручується на ньому, а забезпечує передачу обертання і зусилля.

Читайте також: Як працює диференціал автомобіля

Від веденого вала здійснюється передача крутного моменту і оборотів на провідні колеса через карданний вал (на задньому приводі) або через редуктор і ШРУСи (на передньому приводі). Коли синхронизатор зачіпляє безпосередньо ведучий і ведений вали без участі шестерень, то при цьому коробка забезпечує максимальний ККД. Для задньої швидкості встановлена ​​проміжна «паразитна» шестерня, яка змінює обертання на протилежне.

який пристрій механічної коробки передач

У більшості МКПП застосовуються шестерні з косим зубом, здатні витримувати великі зусилля, ніж прямозубі, також вони менш гучні. Виготовляються вони з високолегованої сталі, після чого проводиться гарт на ТВЧ і нормалізація для зняття напружень. За рахунок цього забезпечується максимальний термін служби.

Для двохвальною коробки також передбачено з'єднання ведучого вала з блоком зчеплення. На відміну від тривісною конструкції на провідній осі розташовується блок з шестерень, а не одна. Проміжного вала немає, а паралельно веде йде ведений вал. Шестерні на обох осях вільно обертаються і знаходяться весь час в зачепленні.

Ведений вал оснащений жорстко закріпленої провідною шестернею головної передачі. Між іншими шестернями розташовуються Синхронізаційні муфти. Така схема механічної коробки передач в плані роботи синхронізаторів схожа з трехвальной схемою. Різниця полягає у відсутності прямої передачі, і в тому, що кожен ступінь має лише одну пару з'єднаних шестерень, а не дві пари.

Двохвальн пристрій механічної коробки передач має більший ККД, ніж трехвальние, однак, має обмеження щодо підвищення передавального числа. За рахунок такої особливості конструкція застосовується лише в легкових автомобілях.

Синхронизаторы

Всі сучасні механічні коробки перемикання передач оснащені синхронізаторами. Без них на машинах доводилося робити подвійний вижим, щоб окружні швидкості шестерень зрівнялися, і забезпечити можливість перемикання ступенів. Також синхронізатори не ставляться на КПП з великим числом передач, іноді до 18 ступенів, характерним для спецтехніки, так як це технічно неможливо. Для швидкості перемикання швидкостей спортивні авто можуть в МКПП не мати синхронізаторів.

як працює коробка передач автомобіля

Синхронізатор ICP

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так як працює коробка передач автомобіля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутрішній діаметр маточини має шліцьові пази, завдяки яким здійснюється переміщення уздовж осі вторинного вала. При цьому така жорсткість забезпечує передачу великих зусиль.

Працює синхронизатор таким способом. Під час включення водієм передачі муфта подається в сторону потрібної шестерінки. Під час переміщення зусилля переходить на одне з блокувальних кілець муфти. За рахунок різних швидкостей між шестернею і муфтою конічні поверхні зубів взаємодіють за допомогою сили тертя. Вона повертає блокувальний кільце на упор.

який пристрій механічної коробки передач легковушки

Работа синхронизаторов

Зуби останнього встановлюються проти зубів муфти, тому подальше зміщення муфти стає неможливим. Муфта заходить без протидії в зачеплення з малим вінцем на шестірні. Шестерня за рахунок такого з'єднання жорстко блокується з муфтою. Такий процес здійснюється за частки секунди. Один синхронизатор зазвичай забезпечує включення двох передач.

Процес перемикання передач

За процедуру перемикання відповідає відповідний механізм. Для автомобілів, що мають задній привід, важіль встановлюється безпосередньо на корпусі МКПП. Весь механізм ховається всередині корпусу агрегату, а ручка перемикання безпосередньо керує ним. Таке розташування має свої переваги і недоліки.

Читайте також: Ознаки несправності вичавного підшипника зчеплення

плюси:

  • просте в конструкційному плані рішення;
  • забезпечення чіткості перемикання;
  • більш довговічна конструкція для експлуатації.

мінуси:

  • немає можливості для застосування конструкції з заднім розташуванням двигуна;
  • не використовується на передньопривідних автомобілях.

як працює механічна коробка передач

Машини з переднім ведучим мостом обладнуються важелем перемикання передач в таких місцях:

  • напольно між водійським і переднім пасажирським кріслом;
  • на рульовій колонці;
  • в районі панелі приладів.

яка буває схема механічної коробки передач

Дистанційне керування коробкою для передньопривідних авто здійснюється за допомогою тяг або лаштунків. У такій конструкції також є свої особливості.

плюси:

  • комфортне більш незалежне розташування важеля для перемикання передач;
  • вібрація від коробки не передається на важіль МКПП;
  • забезпечується більша свобода для дизайну та інженерної компонування.

мінуси:

  • менша довговічність;
  • згодом можуть з'являтися люфти;
  • потрібно періодична кваліфікована регулювання тяг;
  • чіткість менш точна, на відміну від розташування безпосередньо на корпусі.

Хоча існують різні приводи для механізму включення / вимикання передач, але сам механізм в більшості КПП має схожу конструкцію. В його основі рухливі штоки, які знаходяться в кришці корпусу, а також вилки, жорстко зафіксовані на штоках.

як влаштована механічна коробка передач

Механізм перемикання передач Лада Гранта

Вилки півколом входять в проточку муфти синхронізатора. Додатково в МКПП розташовуються пристосування, які вбережуть механізм від недовключена або від самовільного виходу із зачеплення шестерень, а також від одночасної активації двох ступенів.

Переваги та недоліки механічних коробок передач

Всі типи механізмів мають свої достоїнства і недоліками. Розглянемо їх у МКПП.

переваги:

  • конструкція має найменшою вартістю при порівнянні з аналогами;
  • на відміну від гидромеханической має меншу масу і більш високий ККД;
  • не потребує особливих умовах охолодження в порівнянні з автоматичними КПП;
  • середньостатистичне авто з МКПП володіє більш економічними параметрами і динамікою розгону на відміну від середнього автомобіля з АКПП;
  • простота і інженерна отработанность конструкції;
  • високий ступінь надійності і великий експлуатаційний ресурс;
  • не потребує специфічному обслуговуванні і дефіцитних витратних або ремонтних матеріалах;
  • водій має більш широкий діапазон використання технік водіння в екстремальних умовах ожеледиці, бездоріжжя і т.д .;
  • авто легко заводиться штовханням і може буксируватися з будь-якою швидкістю і на будь-яку відстань;
  • є технічна можливість повного роз'єднання мотора і трансмісії на відміну від гидромеханической АКПП.

недоліки:

  • для перемикання передачі використовується повне роз'єднання силової установки і трансмісії, що позначається на часі операції;
  • необхідні специфічні навички водіння для забезпечення плавності перемикання передач;
  • нездатність плавного перемикання передавального відношення, так як кількість ступенів обмежена зазвичай числом від 4 до 7;
  • невисокий ресурс вузла зчеплення;
  • у водія при тривалому управлінні автомобілем з МКПП з'являється велика стомлюваність, ніж при їзді на «автоматичної» трансмісії.

У більшості країн з більш високим доходом населення кількість випущених авто з МКПП зменшено практично до 10-15%.

LEAVE ANSWER