Механическая коробка передач, МКПП – устройство, принцип работы

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

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

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

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

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

Устройство трехвальной механической коробка передач

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы трехвальной МКПП

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

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

Устройство двухвальной механической коробки передач

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

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

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

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

Материалы: http://systemsauto.ru/box/mkpp

Не стоит говорить о том, что современный автомобиль является сложным устройством, в котором находится много различных элементов, узлов и деталей. Из-за того что повышаются требования к безопасности, экономичности и комфорту, современные автопроизводители постоянно ищут способы усовершенствовать технические решения, модернизировать определенные узлы автомобиля. Не исключение в этом плане и механическая коробка передач, где важным звеном является ее переключение и которая работает на максимальных возможностях.

Рычаг управления МКПП

Коробка – это самый значимый элемент автомобиля и самый традиционный. Без него невозможно никакое движение и работа автомобиля. Принцип работы КПП – обеспечивать функции передачи крутящего момента от силового агрегата, то есть мотора, к колесам через карданный вал или напрямую (зависит от привода).

Модернизация МКПП заключается в том, что если раньше они преимущественно выпускались кулачкового типа, то в наше время они больше похожи по своим характеристикам со спортивными вариантами коробок. Такая коробка механика отличаются от КПП старых версий тем, что нет больше возможности перескакивания скоростей при изменении той или иной передачи. Это же в свою очередь, рассматривается, как отличное решение, повышающее не только комфорт управления, но и безопасность.

Любая механическая коробка состоит из отдельных элементов, каждый из которых очень важен. Ниже приведены они в виде списка.

Схема валов с шестернями

• Картер является самым важным элементом МКПП. Практически все основные элементы и детали различного типа находятся здесь. Сам картер КПП соединен с картером сцепления, а тот сидит, как известно, на двигателе. При постоянной работе коробки картер испытывает невероятные нагрузки. По этой причине его смазка маслом должна осуществляться постоянно и в нужном количестве. Специальное трансмиссионное масло предназначено для этих целей. Хотя в некоторых моделях коробок можно заливать и моторное;
• Валы с шестернями (первичный, вторичный, промежуточный, дополнительный). Валы осуществляют свой принцип действия, вращаясь в подшипниках, находящихся в картере. Кроме того, они имеют шестерни, на которых расположено разное количество зубьев;
• Синхронизаторы, необходимые для плавной работы. Когда водитель переключает передачи на МКПП, именно синхронизаторы в ответе за плавную и бесшумную работу;
• Специальный элемент, отвечающий за переключение скоростей с замковым и блокировочным устройствами. Служит, понятно, для того чтобы смены в коробке проходили под управлением водителя, меняющего рычаг из салона. Примечательно, что замковое устройство, которым снабжено это устройство, ограничивает одновременное включение двух передач одновременно во время работы. Что касается блокировочного замка, то он не пускает передачам включаться самопроизвольно;
• Рычаг, меняющий положения скоростей и тоже отвечающий за переключение в процессе работы.

Если попытаться объяснить работу МКПП другими словами, то это будет выглядеть примерно так. Допустим, представим перед собой визуально две шестерни с разными количествами зубьев. К примеру, коробка, где шестерни 20 против 40. Что это означает? А то, что при 2-х оборотах шестерни с 20-ю зубьями, вторая шестерня сделает всего-то один оборот. И таким образом, передаточное число или ПЧ в данном случае равно 2-м.

Получается, что если у 4-х шестерен, размещенных в коробке, различное количество зубьев: 20х40х20х40, а первичный вал будет вращаться со скоростью 2000 об/мин, то проводим простые арифметические действия, чтобы стал ясен принцип работы. Первая шестерня на 20 зубьев работает со скоростью 2000 об/мин, вторая с 40 зуб – в два раза медленее, последующая 3-я будет вращаться со скоростью 1000 об/мин, так как закреплена на одном и том же валу со 2-ой, а 4-я шестеренка уже получит вращение самое минимальное – 500 об/мин.

Механическая коробка передач, по сути, осуществляет внутри себя принцип изменения передаточного числа. Если заходит 2000 об/мин, то выйдет 500.

Нейтральная передача и холостой ход

Конечно же, только этим не ограничивается схема работы передаточных чисел. Тут еще надо учесть много нюансов, среди которых, можно выделить вывод из зацепа последних двух шестерен из примера. В случае вывода зацепа, уже вторичный вал вращаться, ясно что, не будет. В это же время прекращается передача крутящего момента и на колеса автомобиля. По другому такая ситуация в коробке передач называется нейтральной передачей – холостым ходом двигателя.

Что касается заднего положения, то здесь на лицо обратное вращение вторичного вала. В действие такое вращение приводится 4-м валом, наделенным шестерней заднего хода.

Если такое объяснение работы МКПП сложно для понимания, можно сравнить передаточные числа и их функции с работой велосипеда. На нем имеются звездочки, которые тоже имеют различное количество зубьев. Так, если включается в работу звездочка с наибольшим количеством зубьев, крутить педали становится легко, но скорость падает. И наоборот, переключаясь на звездочку с меньшим количеством передач, повышается скорость, но затрудняется вращение.

В заключение приведем несколько советов, которые помогут сделать так, чтобы коробка передач типа механика и ее работа доставляла только удовольствие.

• Рекомендуется учиться вождению на автомобиле, где стоит такая коробка передач, на ровной поверхности. Это позволит лучше слышать работу мотора, тем самым, грамотнее переключать передачи;
• Надо запомнить, что педаль сцепления всегда находится в левой части от водителя, а с правой – педаль акселерата. В середине тормоз;
• Задействуя педаль сцепления, надо знать о том, что в этот момент правильнее всего переключать нужную передачу. Сцепление нужно выжимать до упора, чтобы не было никакого скрежета;
• Сиденье водителя рекомендуется отрегулировать так, чтобы выжимание сцепления не представляло никаких затруднений;
• Выжимая сцепление, не спешите опускать педаль. Именно в таком положении лучше всего почувствовать разницу между педалями;

Коробка передач типа механика на автомобиле – это шанс в полной мере управлять своим автомобилем. В отличие от АКПП механическая коробка дает больше возможностей выжимать из двигателя автомобиля.

Похожие темы

Инструктор в автошколе настоятельно советовал начинать вождение именно с механики. Я последовала его совету, и теперь, после 1,5 лет вождения, вспоминаю его с теплотой. Все советы, которые перечислены в статье, он тоже давал.

А не можете подсказать – почему у меня иногда очень туго включаются первая и задняя передачи? Это не постоянно, но частенько бывает.

Всегда будьте в курсе наших новостей

Подпишись на ежедневную рассылку лучших новостей

Подписка бесплатна для любых мобильных абонентов Вы можете отказаться от рассылки в любой момент

Размещенная на сайте информация является собственностью администрации сайта и охраняется законом об авторском праве. Копирование информации возможно только при размещении активной гиперссылкой на страницу-источник.

Материалы: http://autodont.ru/kpp/mexanicheskaya-korobka-peredach

Здравствуйте, уважаемые автомобилисты! Пришло время заглянуть в таинственный мир скорости. Вернее, в тот механизм, который позволяет нашему автомобилю изменять эту самую скорость, и двигаться быстрее или медленнее. Вы поняли, что речь пойдёт о коробке переключения передач (КПП).

Что собой представляет КПП (коробка переключения передач)

КПП (коробка переключения, коробка скоростей, коробка перемены передач,), как правило, шестеренчатый агрегат транспортного средства. Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента и частоты в более широком диапазоне, чем может обеспечить двигатель автомобиля.

Коробка переключения, имеет несколько характерных признаков, по которым её принято классифицировать.

Способ передачи потока мощности. КПП подразделяются на:

• Механические: простые и планетарные, в них используются, как правило, зубчатые механические передачи; Простые КП выполняются с использованием конических и цилиндрических передач, а планетарные - выполняются с использованием планетарных рядов.
• Гидромеханические КПП – в них применяется сочетание механических передач с гидравлическими, например, гидромуфта.

Способ управления КПП. По способу управления коробки переключения передач, имеют два основных типа:

• Ручное управление – это понятно, т.е. необходимую передачу включает человек (водитель). Включение ручным способом производится: непосредственным действием водителя, либо с применением сервопривода, работу по переключению передвч выполняет сервоустройство, а водитель нужен для того, чтобы управлять сервоприводом.
• Автоматическое управление – в этом случае передачи в КПП переключаются без вмешательства водителя, в зависимости от внешних условий, например, уменьшение подачи топлива или нажатие на тормоз.

Количество передач. В этом случае тоже всё понятно. Различия в количестве скоростей переднего и заднего хода.

Устройство механической коробки (МКПП)

МКПП (механическая коробка переключения передач) предназначается для изменения передаточного отношения при помощи действий водителя, осуществляющего переключение скоростей вручную.

Механическая коробка переключения передач, независимо от типов, имеет одинаковый принцип работы. Зубчатые шестерни в корпусе МКПП, поочередно зацепляются в разных комбинациях, образуя при этом несколько усилий с различным передаточным числом. Как правило, механическая коробка работает в паре с сцеплением автомобиля. Сцепление предназначено для отключения двигателя и трансмиссии. Это необходимо для того, чтобы водитель смог произвести переключение передачи.

Если же двигатель не разобщен с трансмиссией, то переключить передачу невозможно из-за огромного крутящего момента, проходящего через механическую коробку.

Традиционное устройство механической коробки передач:

• корпус (картер);
• параллельные оси валов с расположенными на них шестернями. Класическая трёхвальная компоновка МКПП имеет: первичный (для соединения с маховиком двигателя), вторичный (для соединения с карданным валом) и промежуточный (для передачи вращения от первичного к вторичному) валы.
• блоки шестерен – располагаются на валах;
• муфты включения передач – располагаются между шестернями ведомого вала, двигаются в продольном направлении;
• синхронизаторы – используются в современных МКПП, вместо простых муфт включения передач. Синхронизаторы уравнивают окружную скорость муфты включения и шестерни.

Количество ступеней скоростей в механической коробке передач начиналось с двухступенчатой (Ford T). Сегодня представлены механические коробки передач, как правило: 3,4,5,6,7 и более ступенчатые. Например, BMW M5 имеет пять основных (базовых) ступеней и две повышающих.

Полуавтоматизированные системы переключения передач, позволяют устанавливать МКПП и большее количество передач. Тем не менее, традиционными считаются механические коробки переключения с пятью, реже шестью ступенями.

Автоматическая коробка переключения передач

АКПП (автоматическая коробка переключения передач, автоматическая трансмиссия) – одна из разновидностей КПП автомобиля, позволяющая обеспечивать без участия водителя, выбор передаточного числа, соответствующий текущим условиям движения автомобиля. Принцип действия автоматической коробки переключения передач, отличается от МКПП, использованием планетарных механизмов и гидромеханического привода, в отличие от МКПП, использующих только механическое переключение.

Устройство автоматической коробки передач.

Классическая автоматическая коробка передач состоит из:

• гидротрансформатор – устанавливается между самой АКПП и двигателем. Выполняет задачу передачи момента при трогании автомобиля с места;
• планетарные редукторы – опосредованная передача крутящего момента ;
• фрикционные муфты (т.н. «пакет») – выполняют задачу по переключению при помощи сообщения или разобщения элементов АКПП;
• обгонные муфты – обгонная муфта выполняет задачу по снижению ударов во фрикционных муфтах во время переключения передач в АКПП, и в некоторых режимах работы «автомата», для отключения торможением двигателем.
• соединительные валы и барабаны.

На современных автомобилях применяется несколько разновидностей автоматических коробок переключения передач, которые, естественно по своим параметрам отличаются от классической модели АКПП. Как правило, автопроизводители разрабатывают для серийных моделей АКПП, на базе уже готовых.

Материалы: http://cartore.ru/136-ustroystvo-avtomaticheskoy-i-mehanicheskoy-korobki-peredach.html