Что такое прямая передача в автомобиле?

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.

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.

Прямая передача автомобиля это

Прямая передача

Прямая передача – такая передача, при которой первичный и вторичный валы коробки передач вращаются с одинаковой скоростью – как правило, за счет жесткого соединения друг с другом. Таким образом достигается передаточное отношение 1:1, поэтому передача и называется прямой.

Читайте также  Чем прочистить систему охлаждения автомобиля?

На изображении ниже схематически изображена трехвальная механическая КПП. Оранжевый вал — первичный, серый — промежуточный, желтый — вторичный. Если жестко замкнуть фиолетовой муфтой оранжевый и желтый валы, заставив их вращаться как единое целое, это и будет прямая передача — в данном случае четвертая.

Стоит помнить, что даже при жестком замыкании первичного и вторичного валов промежуточный вал и все шестерни по-прежнему находятся в зацеплении и продолжают вращаться – однако теперь они делают это свободно, не передавая никакого крутящего момента. Это позволяет минимизировать механические потери передачи момента через несколько пар шестерен и снизить их износ.

У прямой передачи есть несколько особенностей. Во-первых, ее работа возможна лишь на относительно больших скоростях, когда двигатель работает на высоких оборотах и способен производить нужный крутящий момент, достаточный для вращения колес. Во-вторых, исходя из конструкции механических КПП, полноценная прямая передача возможна лишь в трехвальных коробках, поскольку там первичный и вторичный вал соосны и расположены встык, что позволяет их жестко замкнуть.

В двухвальных КПП эти валы параллельны друг другу, но не соосны, и «прямую» передачу можно осуществить лишь посредством использования двух одинаковых шестерен на первичном и вторичном валах. Однако преимущества прямой передачи – минимизация механических потерь за счет исключения пар шестерен для передачи момента, а также снижение их износа – полностью теряются.

KnowCar — понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные — внизу сайта.

Повышающая передача (овердрайв)

Овердрайв – это передача в КПП с передаточным числом менее единицы – иначе говоря, это такое соотношение шестерен на первичном/промежуточном и вторичном валу, когда вторичный (ведомый) вал вращается быстрее ведущего.

Повышающая передача имеет смысл при движении на больших скоростях: она позволяет немного повысить максимальную скорость и снизить обороты двигателя при движении с постоянной скоростью, таким образом снизив нагрузку на него, расход топлива и шумность. Основное предназначение повышающей передачи – именно снижение оборотов на высоких скоростях, а не повышение максимальной скорости. Например, если на прямой передаче при скорости в 100 км/ч обороты двигателя будут составлять 4 тысячи, то использование повышающей передачи снизит их до 2-2,5 тысяч. В современных КПП может быть более одной повышающей передачи.

KnowCar — понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные — внизу сайта.

Как работает механическая коробка передач (МКПП): подробно и наглядно — Колеса.ру

Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.

Вместо заключения

Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать раллийного гонщика с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.

Что такое демультипликатор в автомобиле?

Многие владельцы автомобилей сталкивались с проблемой, когда рядового числа передач в КПП недостаточно. Бывает, что на третьей передаче слишком велики обороты, а на четвертой двигатель перегружается. А если у вас грузовой автомобиль и нужна коробка на 8-10 ступеней, а то и больше, то можете себе представить, сколько места она будет занимать. Именно для таких целей и используется демультипликатор. Демультипликатор — это устройство трансмиссии, предназначенное для повышения крутящего момента.

Что такое демультипликатор, его расположение в автомобилеОтличия делителя и мультипликатораУстройство прямой передачиКак устроена повышающая передачаПринцип работы понижающей передачиПрименение демультипликаторов в автомобильном мире

Что такое демультипликатор, его расположение в автомобиле

Демультипликатор или понижающий редуктор — это коробка передач, позволяющая получать дополнительное количество передач в процессе их переключения в авто. Демультипликатор позволяет равномерно повышать мощность и, тем самым, продлевает срок службы трансмиссии за счёт уменьшения нагрузки.

Говоря проще, это ещё одна коробка передач, которая «заботится» о вашем автомобиле (уменьшает перепад ударной нагрузки на шестерёнки при переключении передач), увеличивает в 2 раза количество передач, занимает немного места, увеличивает тяговую силу транспортного средства. Устанавливается демультипликатор позади основной коробки передач как показано на картинке:

Включается мультипликатор с помощью кнопки на рычаге, также с помощью неё выбирается низший или высший диапазон переключения передач.

Важно! Нужно различать делитель и мультипликатор. Делитель имеет прямую и повышенную передачу, а демультипликатор — прямую и понижающую с большим передаточным числом.

Отличия делителя и мультипликатора

В разделе выше я описал, что собой представляет демультипликатор и куда он устанавливается. В этом разделе мы поговорим о делителе и демультипликаторе. В народе демультипликатор называют «делителем», но, по сути, это не одно и, то же. Делитель — это двухступенчатый дополнительный редуктор, который ставится перед главный КП. Первая ступень делителя — прямая, вторая повышающая. То есть, если мы располагаем четырёхступенчатой КПП и делителем, то общее количество передач при этом 4х2=8. Переключение передач делителя совершается добавочной кнопкой на рычаге коробки переключения передач.

Демультипликатор — это тоже двухступенчатый редуктор, но нижняя ступень которого сделана понижающей. Если в автомобиле установлена четырёхступенчатая коробка передач с делителем и демультипликатором, то общее количество передач 4х2х2=16.

Устройство прямой передачи

Прямая передача КПП — это режим, в котором обороты от «движка» передаются без увеличения или снижения на КВ или приводные валы (крутящий момент с мотора передаётся напрямую на оси колёс). При прямой передаче крутящий момент, а также обороты передаются без изменений. КПД в таком режиме значительно выше из-за того, что крутящий момент не проходит через промежуточный вал.

Интересный факт! Автоматическая коробка передач может вообще не иметь передач! Такая КПП называется «вариатор». В ней передаточное число не имеет фиксированного количества уровней, переключается скорость постепенно.

Как устроена повышающая передача

Повышающая передача используется для экономии топлива при длительной езде на высокой скорости. Она снижает износ двигателя и уровень шума. При включении повышающей передачи карданный вал вращается быстрее коленчатого вала мотора. Отличие работы прямой и повышающей передач.

Если в автомобиле используется четырёхступенчатая коробка передач, то повышающая передача будет пятой.

Принцип работы понижающей передачи

Мы рассмотрели повышающую передачу, теперь перейдём к понижающей. Так что же такое понижающая передача и для чего она нужна?

При пониженной передаче двигатель выдаёт высокое количество оборотов на малой скорости. Пониженная передача нужна при езде по пересечённой местности, используется для получения более высокого крутящего момента.

Также пониженная передача поможет при долгом крутом подъёме или при езде по гололёду. При включении пониженной передачи двигатель не перегружается, но скорость передвижения будет не высокой. Проще говоря, на пониженной передаче «движок» не будет перегреваться, при езде по бездорожью ваш «железный конь» не начнёт буксовать за счёт большого крутящего момента.

Применение демультипликаторов в автомобильном мире

Мы обсудили, что собой представляет демультипликатор и делитель, узнали о том, что такое пониженная передача и повышенная. Теперь можем смело перейти к использованию демультипликатора в автомобильном мире. Демультипликатор жизненно необходим на грузовых автомобилях типа УРАЛ, КАМАЗ (в них он используется на постоянной основе). Также его устанавливают на внедорожники (в них мультипликатор можно отключить при движении по ровной поверхности). При езде по пересечённой местности или в неблагоприятных условиях экономит топливо и существенно увеличивает крейсерскую скорость.

Демультипликатор служит для увеличения крутящего момента на небольшой скорости, что добавляет так сказать «мощи» вашей машине.

Также демультипликатор используется в сельском хозяйстве — устанавливается на трактора и гусеничную технику. Это даёт возможность получить дополнительную «тягу».

Демультипликатор является нужным приспособлением, как для грузовых авто, так и для внедорожников. В статье мы рассмотрели специфику действия демультипликатора и делителя и то, где и в какой ситуации нужно применять ту или иную дополнительную КПП. По сути, для легкового автомобиля демультипликатор не является чем-то жизненно необходимым, но не стоит забывать, что случаи бывают разные и лучше поставить что-то, на первый взгляд ненужное, чем «убить» свой мотор в попытках выехать из болота, в которое может превратиться «грунтовка» после затяжного дождя.

Как работает механическая коробка передач (МКПП)

Оснащение автомобилей бывает разным, но коробка передач – это то, что присутствует практически на всех транспортных средствах. Такого вида агрегат имеет конструктивные отличия, но функциональность у него одна. Обеспечивать вращение колес с разной скоростью в зависимости от выбранной передачи.

Содержание:

Различают автоматические и механические коробки передач (МКПП). Мы рассмотрим последние. В нашей стране доля оснащенных ими автомобилей внушительная, что делает предложенную тему актуальной. Попытаемся разобраться, как работает этот автомобильный узел.

Назначение

С помощью механической коробки передач реализуется переключение передач. Водитель задействует рычаг в салоне автомобиля, что оказывает влияние на то, как скорость вращения силового агрегата передается колесам. Сама коробка передач – механический узел, что обусловливает ее название.

Работа этого механизма делает возможным:

  • замену передач;
  • удержание выбранной передачи;
  • невозможность одновременного включения более 1 передачи.

Непосредственный выбор передаточного числа осуществляет водитель, то есть этот процесс не автоматизирован. Также МКПП обеспечивает два таких режима, как задний ход и нейтральный, когда двигатель и колеса разобщаются.

Читайте также  Для чего нужен масляный фильтр в автомобиле?

Устройство

В визуальном плане «механика» представляет собой закрытый редуктор. Внутри косозубые шестерни, которые вынуждают поочередно вступать в сцепление, что и приводит к изменению частоты оборотов, передаваемых на вторичный вал с последующим задействованием колесного привода.

Работа МКПП осуществляется совместно со сцеплением. Этот механизм – соединительное звено между силовым агрегатом и трансмиссией. При переключении передач и во время торможения (включая остановку) происходит разъединение трансмиссии и двигателя. Такая функциональность позволяет избежать проблем, когда производится переход с одной передачи на другую, так как обороты двигателя не выключаются.

Устройство МКПП – это относительно малое количество составляющих:

  • картер;
  • несколько валов (первичный, вторичный, промежуточный и обеспечивающий задний ход);
  • механизм, делающий возможным само переключение передач;
  • синхронизирующие муфты;
  • шестерни;
  • рычаг.

Принято выделять трехвальные и двухвальные компоновки коробок «механики». Также механические коробки передач могут быть синхронизированными и несинхронизированными. Заднеприводные автомобили преимущественно оснащаются трехвальными механизмами, а переднеприводные – двухвальными.

Трехвальные

При этой компоновке предусматривается наличие 3 валов, где один выступает в роли ведущей оси, другой – промежуточной и третий – ведомой.

Работа ведущего вала возможна только в связке со сцеплением. Он имеет шлицы для диска сцепления. Этим обеспечивается его перемещение. Посредством шестерни на ведущей оси крутящий момент передается на вал, определяемый как промежуточный.

Оба вала имеют параллельное расположение относительно друг друга. Контакт осуществляется с помощью подшипника, установленного на первом валу. В результате достигается вращение валов, где каждая ось независима. На ведомой оси установлены шестерни без жесткой фиксации, разделенные синхронизаторами, в качестве которых выступают специальные муфты. Они имеют жесткое крепление на валу при сохранении возможности перемещения вдоль оси, что обеспечивают шлицы.

Все передачи дополнены синхронизирующими муфтами. Исключение составляет лишь передача, обеспечивающая возможность движения машины назад. Это выглядит так. На торцах муфт находятся зубчатые венцы. Они соединяются с подобными венцами, местом расположения которых служат торцы шестерен, установленных на ведущей оси.

Выбор нейтральной передачи высвобождает шестерни. Их вращение становится свободным, что предполагает размыкание синхронизаторов. При выжимании сцепления с переводом рычага в положение одной из ступеней ситуация меняется. Вилка МКПП сдвигает муфту таким образом, что она зацепляет такой же узел на торце шестерни. В результате происходит жесткая фиксация шестерни и вала. Прокручивание исключается. Необходимое усилие, вызывающее вращение, передается дальше.

В заднеприводных автомобилях колеса приводятся в движение посредством карданного вала, а на переднеприводных – редуктора и ШРУСов. Максимальный КПД достигается, когда синхронизаторы обеспечивают прямое зацепление ведущего вала и ведомого. Шестерни в этот момент исключаются из этого процесса. Для возможности заднего хода предусмотрена так называемая паразитная шестерня, которая обеспечивает обратное вращение.

Основная масса механических коробок передач оснащается косозубыми шестернями. По сравнению с прямозубыми они выдерживают большие нагрузки и производят меньше шума. Для их изготовления используется высоколегированная сталь, подвергаемая закалке и нормализации, что снимает напряжение. Такого рода процедуры гарантируют длительный срок эксплуатации.

Двухвальные

МКПП этого вида можно встретить на многих автомобилях, хотя их применение ограниченно из-за конструктивных особенностей.

Расположение валов параллельное. Промежуточный вал отсутствует. Ведущая ось оснащена блоком шестерней против одной. Шестерни на валах постоянно зацеплены.

Ведомый вал оснащен шестерней главной передачи, которая жестко зафиксирована. Остальные шестерни дополнены синхронизационными муфтами. Это напоминает трехвальную схему. Отличия наблюдаются в невозможности прямой передачи и специфики оснащения каждой ступени. Устанавливается не две пары шестерней, а одна.

Двухвальная «механика» отличается несколько лучшим КПД. Ее основной минус – отсутствие технической возможности обеспечить прямую передачу.

Двухвальные МКПП применяют на транспортных средствах в виде тяжелых мотоциклов и автомобилей, оборудованных передним приводом или имеющих заднемоторную компоновку. Передний ход, обеспечиваемый такими коробками, допускает более 4 передач.

Несинхронизированные

Если механическая коробка несинхронизированная, то переключение передач полностью зависит от действий водителя. Реализовать это на практике можно лишь за счет двойного выжима. Вращение шестеренок происходит на разных скоростях, поэтому муфта сцепления не может перейти на них без предварительного выравнивания скоростных режимов.

Двойной выжим позволяет произвести соответствующее переключение с помощью задействования педали сцепления. Она выжимается перед тем, как будет выключена передача.

Обычно несинхронизированные МКПП встречаются на спортивных транспортных средствах. Объясняется это высокой живучестью такой «механики», выдерживающей большие нагрузки, и тем, что переключение передач можно производить достаточно быстро. Оснащение подобными КП тракторов и грузовиков невозможно с технической точки зрения.

Синхронизированные

В основном легковые авто оборудуются МКПП с синхронизаторами. Посредством этих деталей выравнивается скорость шестерней, а также достигается бесшумность работы.

Функционирование синхронизаторов выглядит следующим образом. Включается передача. Это приводит к подаче муфты туда, где находится необходимая шестерня. В процессе перемещения блокировочное кольцо муфты принимает усилие. Разные скорости вращения шестерни и муфты обусловливают их взаимодействие на основе силы трения. В результате кольцо поворачивается на упор.

Происходит совмещение зубьев, что блокирует муфту. Она сцепляется с малым венцом, местом нахождения которого является шестерня. Сцепление становится жестким. Все происходит практически мгновенно. Возможности одного синхронизатора – включение 2 передач.

Переключение передач

Применительно к заднеприводным автомобилям установка ручки для переключения передач производится на корпусе МКПП. В нем находится механизм переключения. Ручка позволяет им управлять.

Такое решение с точки зрения конструкции является наиболее простым. При этом обеспечивается четкость переключения передач. Сама конструкция отличается долговечностью эксплуатации. Ее минусом считается невозможность установки на переднеприводных автомобилях и тех транспортных средствах, у которых мотор находится сзади.

В случае с переднеприводными машинам установка рычага может иметь напольное исполнение (между водительским креслом и пассажирским). Рулевая колонка и панель приборов также используются для его размещения.

Приводы, обеспечивающие включение и выключение передач, могут быть различными, но сам механизм переключения примерно одинаковый на большинстве МКПП. Это подвижные штоки и закрепленные на них вилки. Также имеются приспособления, способные уберечь от недовключения передач, произвольного выхода из зацепления и задействования двух ступеней в одно время.

Плюсы и минусы

Работа любых механизмов имеет как плюсы, так и минусы, что в полной мере относится и к механической КПП.

Плюсы

  • Меньшая стоимость на фоне других подобных устройств.
  • Автомобиль на «механике» гораздо экономичнее и динамичнее в плане разгона, если сравнивать с машинами, оснащенными «автоматом».
  • Не требует создание специфичных условий охлаждения, что отличает от «автомата».
  • По сравнению с гидромеханической КПП обладает меньшей массой и лучшим КПД. При этом «механика» способна полностью разобщать силовой агрегат и трансмиссию.
  • Допустимость буксировки без ограничения скорости вне зависимости от расстояния.
  • Широкая вариативность техник вождения.
  • Отсутствие специфики в обслуживании.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Простота конструкции.
  • Высокая надежность.

Минусы

  • Большая утомляемость водителя, если сравнивать с «автоматом».
  • Невозможность плавного изменения передаточных отношений в связи с ограничением количества ступеней.
  • Более долгое переключение передач из-за полного разъединения мотора и трансмиссии.
  • Необходимость иметь определенные навыки вождения, чтобы передачи можно было переключать плавно.
  • Низкий ресурс сцепления как автомобильного узла.

Эксплуатация

Замена масла (вовремя) и «правильное» переключение передач – действия, способные продлить срок эксплуатации механической коробки передач. Для этого требуется осуществлять контроль уровня масла. Переключать передачи за счет плавных движений. Выдерживать паузу в нейтральном режиме, что необходимо для полноценного срабатывания синхронизаторов.

Неисправности МКПП приводят к следующему:

  • износ прокладок и сальников – подтекание масла;
  • излишний шум – повреждение шестерней и подшипников, а также проблемы с синхронизаторами;
  • затрудненная смена передач – выход из строя механизма переключения, синхронизирующих муфт, шестерней;
  • произвольное выключение передач – сильный износ и синхронизаторов и шестерней.

Видео

Что такое коробка передач автомобиля – просто о сложном

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня поговорим о коробке передач автомобиля, её устройстве и назначение. Рассмотрим типы КПП и принципы работы. Это пригодится знать при выборе автомобиля и его правильной эксплуатации. Сегодняшняя лекция предназначена в первую очередь для начинающих автолюбителей и будущих автовладельцев. Чтобы они не путали, где «вариатор», а где «робот», чем они отличаются между собой, хотя там и там две педали и положение «D».

Что такое коробка переключения передач (КПП) и её устройство

Это устройство, позволяющее автомобилю двигаться с различными скоростями и задним ходом. Через нее происходит передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. В зависимости от режимов движения машины, этот момент может передаваться по-разному. Это достигается за счет набора зубчатых шестеренок различного диаметра, которые находятся внутри коробки.

Она имеет три вала – ведущий, ведомый и промежуточный. Первый соединен через механизм сцепления с двигателем автомобиля. Второй – с колесами. Есть устройство, которое переключает между собой шестеренки, тем самым, изменяя передачу крутящего момента от ДВС на оси машины. В механической коробке – это рычаг, который двигает человек. В автоматической КПП этим занимается компьютер. Количество валов может отличаться в зависимости от типа коробки передач.

Сцепление – это устройство, которое прерывает связь КПП с маховиком мотора. Когда двигатель работает, то первичный или ведущий вал крутится с частотой вращения коленчатого вала ДВС. В этот момент включить передачу, соединить необходимые шестерни между собой внутри коробки, не представляется возможным. Это будет сопровождаться металлическим хрустом и поломкой зубьев звездочек

Чтобы остановить первичный вал и плавно ввести в зацепление шестерни КПП, между ним и мотором устанавливается сцепление. Это набор дисков, одни из которых жестко соединены со вторичным валом. Когда нажимается педаль сцепления, диск сцепления отходит от ведущего диска. Передача вращения от коленчатого вала к ведущему валу останавливается. В этот момент можно «безболезненно» включить передачу. Педаль отпускается, диск сцепления плотно прижимается к ведущему и передача крутящего момента возобновляется.

Механизм сцепления существует только в механических КПП и роботизированных коробках передач. Вариатор и «автомат» обходятся без него. Там принцип переключения другой и нет необходимости в его использовании.

Какие бывают коробки передач

КПП можно разделить на два вида – механическая и автоматическая.

В первом случае все переключения передач осуществляет водитель. Он выжимаем сцепление, прерывая связь двигателя и коробки, двигает рычаг, включая первую и последующие скорости. Весь это процесс контролирует человек.

Минусы:

  1. Переключает скорости только водитель;
  2. Нужно уметь пользоваться педалью сцепления, иначе даже с места тронуться не получиться.

Плюсы:

  1. Надежная как автомат «Калашникова»;
  2. Не прихотливая. Масло в коробке можно менять раз в 100 тысяч километров;
  3. Можно буксировать автомобиль на тросе, буксовать на ней в снег и грязь, тягать на сцепке другие машины и прицепы.

Во втором случае все манипуляции с коробкой передач автомобиля осуществляет автоматика и компьютер. Человеку нужно лишь перевести селектор КПП в нужное положение, и нажать педаль газа. Машина сама поедет и задумываться, когда нужно переключать передачи, как правильно «выжимать» сцепление – не нужно, за вас все сделает АКПП. Поэтому она называется «Автоматическая», то есть все действия происходят автоматически.

Читайте также  Что значит вариатор на автомобиле?

Автоматические КПП

Что такое роботизированная коробка передач на автомобиле («Робот»)

Это механическая КПП, только процессом переключения передач и нажатием на педаль сцепления занимается исполнительный механизм. Он контролируется автоматикой, компьютером.

Принцип включения передач основан на физическом перемещении вилки и соединении зубчатых шестерней между собой, так же как на «механике». При этом водитель сам не двигает рычаг коробки передач и не выживаем сцепление ногой. За него это делает автоматика. Человеку достаточно включить нужный ему режим КПП и нажать педаль акселератора (газа) чтобы авто начало движение.

Роботизированную коробку передач на автомобиле можно легко спутать с другими типами автоматических КПП. Также есть только две педали – газ и тормоз, на селекторе переключения есть те же режимы – драйв «D», задняя скорость «R», нейтральная «N», паркинг «P». Но устройство её отличается.

По типу сцепления эти АКПП разделяют: с одним сцепление и двумя. Например DSG – это «робот» с двумя сцеплениями. На Лада Веста устанавливалась роботизированная КПП с один сцеплением. По эксплуатационным характеристикам лучшими считаются с двумя сцеплениями. Они характеризуются плавностью включения передач, экономичностью и динамикой. С одним сцепление – все наоборот: дерганее при переходе с одной скорости на другую, задержки при переключении, большой расход топлива и низкая динамика. Вспоминаем автомобили концерна ВАЗ, оснащенные «роботом».

Что такое гидромеханическая коробка передач на автомобиле «Автомат»

Её еще в народе называют «классический гидротрансформатор». В этой коробке передач нет механизма сцепление. Его роль выполняет гидротрансформатор или гидромуфта.

Его отличие от механики и робота в том, что не происходит непосредственного включения передач, ведомые и ведущие шестерни не входят в зацепление друг с другом. В АКПП они постоянно соединены вместе. Передаточные числа регулируются планетарными передачами и набором фрикционных дисков.

Устройство подобной коробки передач автомобиля гораздо сложнее, чем механической. Чем сложнее конструкция, тем менее надежная эксплуатация. Она требует более щепетильного обслуживания, в противном случае её ресурс уменьшиться.

Минусы:

  1. Увеличенный расход топлива в сравнении с механикой или роботом;
  2. Вялый разгон, отсутствие динамических характеристик автомобиля с автоматической коробкой передач;
  3. Более частая замена масла и обслуживание коробки;
  4. Запрещено буксировать машину с АКПП на большие расстояния;
  5. Не рекомендуется буксовать по грязи или снегу, также нельзя тащить другую машину на буксире.

Что такое вариаторная коробка передач на автомобиле «Вариатор»

Это отдельный класс АКПП. Он кардинально отличается от всех остальных:

  1. Он не имеет механизма сцепления;
  2. Не имеет фиксированных передач, их называют виртуальными. То есть, нет определенного набора шестеренок, которые отвечают за передачу крутящего момента.

Из минусов:

  1. Менее надежная КПП;
  2. Увеличенный расход топлива;
  3. Отсутствие динамики у автомобиля.

Вывод

Перед покупкой автомобиля с определенной коробкой передач, нужно определиться, в каких условиях машина будет эксплуатироваться, что вы хотите от него. Если авто покупается для города с его пробками, то лучше посмотреть в сторону автоматических коробок. В этом случае нет разницы, какой тип: робот, вариатор или классический «автомат».

Если нужна надежность и неприхотливость, то выбираем машину с механической КПП. В этом случае вы платите комфортом. Вам придется самому управлять процессом выбора передачи, уметь пользоваться педалью сцепления.

Нужна быстрая и экономичная КПП – выбираем автомобиль с роботизированной коробкой переключения передач. Этим требованиям отвечает «робот» с двумя сцеплениями. Они менее надежные чем «автомат» или «механика», но по скорости переключения скоростей может соревноваться с механической. Ярким представителем этого семейства является DSG. Ранние поколения этих коробок прославились своей ненадежностью, частой заменой сцепления и мехатроника. В последних ревизиях большинство проблем были устранены, об этом поговорим в следующей статье.

Роботы с одним сцепление не сильно подойдут для городского режима эксплуатации авто. Скорость переключения маленькая, частая задумчивость, дерганее и низкая топливная эффективность. Владельцы Весты и Xray прекрасно знают о чем я говорю.

Для города хорошо подойдет вариаторная коробка передач. Так как у неё нет фиксированных пар шестеренок, процесс переключения скоростей происходит плавно. Да, динамики у автомобиля нет, но для городской езды это не требуется. Если вовремя обслуживать вариатор, то он будет долго «ходить» и приносить удовольствие владельцу.

Отдельного внимания достойна классическая АКПП с гидротрансформатором. Она надежная, если правильно эксплуатировать и обслуживать, мягкая в плане переключения скоростей. Но стоимость ремонта и содержания в разы выше. Да и автомобиль с ней стоит на порядок больше. Именно поэтому, многие владельцы покупают автомобили с классическим автоматом.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Что такое коробка передач механика и какие у нее есть преимущества

Приветствую дорогие читатели! В данной статье мы узнаем, что такое коробка передач механика, как работает, ее основные узлы и агрегаты. А так же разберемся, что же ждет в будущем механическую трансмиссию.

Что такое коробка передач механика

Прежде чем мы рассмотрим, что такое коробка передач механика, нужно понять, зачем же нужна она в автомобиле.

Дело в том, что любой двигатель имеет не очень большой диапазон оборотов, на которых он работает, разница между максимальными и минимальными оборотами находятся в пределах 10 раз. В дизельных агрегатах диапазон оборотов в полтора меньше.

Как вы понимаете, при движении автомобиля, особенно при трогании с места, требуется максимальный крутящийся момент, а двигатель, даже очень мощный, на малых оборотах не сможет обеспечить требуемую величину такого момента.

Необходимо создать такие условия, чтобы при максимальных нагрузках у двигателя была возможность работать на более высоких оборотах, передавая колесу малую скорость, но с большой мощностью.

В то же время, стронув с места и разогнав автомобиль, ему не требуется большой величины момента, даже достаточно напрямую передавать обороты двигателя (прямая передача), а в наше время все МКПП имею так называемую разгонную передачу, с коэффициентом передачи меньше единицы.

Из всего вышесказанного требуется промежуточный редуктор между двигателем и колесами, который бы осуществлял отбор мощности на каждый режим движения автомобиля и движения задним ходом. Для этого и была придумана коробка передач.

Так как переключение от одной величины крутящего момента к другой происходит ступенчато, МКПП называют ступенчатыми. Каждая ступень имеет свою пару шестерн, через которую передается передача. Величина каждой передачи имеет своё передаточное число.

Передаточное число есть соотношение числа зубьев пар шестерен, участвующих в во взаимодействии друг с другом.

Допустим первая передача имеет большее число чем пятая. Современные автомобили с механической передачей имеют в основном 5-ти ступенчатые передачи.

По количеству валов, коробки бывают двухвальные и трехвальные. Двухвальные коробки применяются в переднеприводных автомобилях, трехвальные в заднеприводных. Мы рассмотрим конструктивные особенности каждрой, а пока немного истории.

История создания коробки передач

На заре автомобиле строения не было зубчатых коробок передач, перенос крутящего момента осуществлялся ременной передачей. Такую идею предложил и воплотил в жизнь Карл Бенц. При помощи нехитрых механизмов ремень перекидывался с одного шкива на другой, таким способом меняя скорость автомобиля.

Зубчатую передачу впервые придумал и оснастил автомобили зубчатыми коробками передач Вильгельм Майбах.

Еще в прошлом столетии жил великий изобретатель Луи Рено, он изобрел соосную коробку передач, цепной механизм передачи момента на колесо, ему же приписывается изобретение карданного вала.

Коробки тогда компоновались отдельно от двигателя через промежуточный вал и были сложными и трудноуправляемые. Но 1928 году Шарль Кетеринг (General Motors) изобрел синхронизатор. С того времени коробки передач получили новый импульс развития и стали легкими в управлении.

Современные коробки передач, можно сказать, совершенны, они удобные, бесшумные и долговечные. Автомобили с МКПП экономичнее по отношению к автомобилям с автоматической коробкой передач.

Устройство двухвальной МКПП

Двухвальная коробка имеет первичный вал (ведущий) и вторичный (ведомый). В конструкции такой коробки, учитывая специфику переднеприводного автомобиля, помимо своих шестерен и синхронизаторов, предусмотрена компоновка главной передачей с дифференциалом.

Первичный (ведущий) вал через шлицы соединяется с ведомым диском сцепления. На ведущем валу все шестерни жестко закреплены.

Вторичный (ведомый) вал расположен параллельно, с набором шестерен, свободно вращающимися на этом валу. Они находятся в постоянном зацеплении со своими парами на ведущем валу. На этом же валу находятся синхронизаторы, которые при включении той или иной передачи, входят в зацепление, соответствующей нужной передачи шестернями, фиксирую их с ведомым валом.

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

Переключение передач в двухвальной коробке передач осуществляется дистанционно, тросовым способом или с помощью тяг.

Весь механизм переключения приводится в действие из салона автомобиля с помощью рычага переключения передач, и по средством тяг или рычагов передает команды непосредственно на коробку, перемещая ползуны с вилками, которые, в свою очередь, двигают синхронизаторы включая нужную скорость.

Устройство трехвальной МКПП

Трехвальная коробка отличается наличием дополнительного вала с набором шестерней. В такой коробке два вала, ведущий и ведомый, находятся на одной оси, но не соединены друг с другом. Параллельно этим валам находится промежуточный вал, с шестернями жестко скрепленными с валом.

Ведущий вал соединяется со сцепление через шлицы.

Ведомый вал через торцевой подшипник скрепляется с ведущим валом и не скрепляется с ним, свободно вращаясь в нём.

Все шестерни ведущего и ведомого вала свободно вращмются на валах и находятся в зацеплении с шестернями промежуточного вала. На обоих валах между свободно-вращающими шестернями вращаются муфты синхронизаторов которые по средством шлицов находятся в зацеплении с ведущим и ведомым валами.

Раньше, когда не было синхронизаторов, при переключениях приходилось делать двойной выжим сцепления с обязательной работой несколько секунд на нейтральной передаче. А при переходе с высших передач на низшие нужно было делать перегазовку, для выравнивания оборотов ведущего и ведомого валов.

Механизм управления такой коробкой расположен, как правило, непосредственно в корпусе коробки.

Реализация заднего хода возложена на дополнительный вал со своей шестерней. При входе ее в зацепление происходит вращение ведомого вала в обратную сторону.

На задней передаче синхронизатор отсутствует, так как задний ход включается всегда с полной остановкой автомобиля. Кроме того, на коробках многих производителей есть принудительная защита от случайного включения заднего хода (поднятие специального кольца на рычаге).

Вот такая интересная и простая коробка передач механика.