Принцип работы механической коробки передач

Трансмиссия современного автомобиля порой имеет более сложную конструкцию, чем двигатель. Она делает работу мотора гибче и адаптирует крутящий момент к условиям движения. Несмотря на появление разных суперсовременных автоматических и роботизированных трансмиссий с электронным управлением, механическая коробка передач всегда была и будет генералиссимусом трансмиссии, и ключом к пониманию принципа работы любой сложной КПП.

Зубчатая теория

Вначале стоит определить основные понятия и предназначение каждой шестеренки в простейшей коробке передач, тогда и любая сложная конструкция не будет казаться высшей математикой. Все понимают, что механическая коробка передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения оборотов коленвала мотора к количеству оборотов ведущих колес в конечном итоге. Также КПП служит для изменения направления вращения выходного вала.

Теперь немного цифр, чтобы все стало по местам. Диапазон рабочей частоты оборотов двигателя внутреннего сгорания находится в пределах от 400 до 5-8 тысяч оборотов в минуту. Причем максимальный крутящий момент, который он способен отдать, достигается совсем не на каждой частоте, а в среднем, в пределах 3-4 тысяч оборотов. В других диапазонах двигатель не способен выдавать высокий крутящий момент.

Скорость же вращения ведущего колеса машины составляет примерно 1600-1900 об/мин, следовательно, для синхронизации работы двигателя с ведущими колесами необходим механизм, который будет максимально эффективно подстраивать скорость вращения колес к оборотам двигателя. На практике получается наоборот, тем не менее этим механизмом стала механическая коробка передач со ступенчатой передачей крутящего момента.

Основы конструкции трехвальной КПП

Любая традиционная коробка передач с механическим типом управления конструктивно состоит из таких элементов:

1. Картер коробки передач.
2. Зубчатые колеса, шестерни, передающие крутящий момент.
3. Вал первичный, на него транслируется крутящий момент коленвала мотора.
4. Вал вторичный, который связан с ведущими колесами.
5. Промежуточный вал.
6. Синхронизаторы для облегчения вхождения в зацепление шестерен во время вращения.
7. Управляющее устройство, которое позволяет менять передаточное отношение КПП.
8. Подшипники, сальники, муфты.

КПП может иметь трехвальную конструкцию или двухвальную. Вращение коленвала передается на КПП при помощи сцепления, которое временно разъединяет двигатель и первичный вал КПП. Первичный и вторичный валы на двухвальной конструкции расположены соосно, но не соединены между собой. Вращение от первичного вала передается посредством промежуточного вала, он входит в зацепление с вторичным.

Принцип работы КПП

Первичный вал имеет одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на нем и передает момент на промежуточный вал. Вторичный же вал имеет целый блок разных шестерен, они могут как свободно вращаться, так и быть жестко зафиксированы на нем с помощью специального механизма. Нa современных автомобилях применяются только косозубые зубчатые соединения, поскольку они менее шумны, чем прямозубые.

Переключение и выбор нужной пары шестерен для передачи наиболее подходящего крутящего момента для конкретных условий движения, осуществляется при помощи вилок переключения, они приводятся в движение селекторным механизмом управления. Механизм переключения передач перемещается вдоль и в поперечном направлении при помощи рычага КПП. Он может быть расположен непосредственно на картере КПП, а может быть вынесен отдельно и фиксироваться на кузове машины или иногда на рулевой колонке.

В этих случаях применяют кулисную конструкцию привода механизма переключения. Весь принцип работы коробки передач основан только на зубчатом зацеплении косозубыми шестернями, а смазываются они трансмиссионным маслом, которое залито в картер коробки передач.

Двухвальная коробка передач

Принцип работы двухвальной КПП схож с трехвальной конструкцией, с одной только разницей. В конструкции нет промежуточного вала, а первичный и вторичный валы расположены параллельно. И еще одно принципиальное различие — вращение передается только одной парой зубчатых колес, в то время, как в трехвальной конструкции вращение передается при помощи третьей шестерни на промежуьочном валу. Еще одно конструктивное отличие заключается в том, что в двухвальной КПП не может быть прямой передачи. То есть передаточного отношения 1:1.

Задняя передача. которая вращает вторичный вал в сторону, противоположную вращению коленвала, осуществляется при помощи отдельной шестерни на собственном валу. Такая же схема задней передачи реализована в трехвальной КПП. Передачи в двухвальной КПП переключаются при помощи штока, а не вилки. Шток толкает нужную шестерню, она входит в зацепление с парной и фиксируется на валу специальным фиксатором. В двухвальных коробках, как правило, дифференциал скомпонован в одном корпусе с КПП.

В общих чертах, так работает механическая коробка передач двухвального и трехвального типа. Не хрустите шестернями, и удачи всем в дороге.

Материалы: http://avtoshef.com/princip-raboty-mekhanicheskoy-korobki/

Необходимость в механической коробке передач возникает из-за основного недостатка ДВС — агрегат работает при ограниченном диапазоне оборотов. МКПП обеспечивает оптимальный режим работы двигателя.

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Принцип ее работы, если кратко, заключается в том, что шестерни зубчатого типа находящееся в корпусе коробки входят в поочередное зацепление в различных комбинациях. Таким образом, образовываются различные передачи, отличающиеся передаточным числом.

Сцепление обеспечивает временный разрыв передачи потока крутящего момента от двигателя к трансмиссии — это нужно для переключения передач.

Традиционная МКПП состоит из корпуса, который называется картером, валов, расположенных параллельно и шестерней, синхронизаторов.

Изменение числа оборотов при различных передачах можно объяснить на примере двух шестерней с различным числом зубьев (смотрите рисунок 1).Если поставить две шестерни в зацепление: у первой зубьев 20, а у второй 40, то при двух оборотах первой шестерни, вторая выполнит только один оборот. При такой ситуации передаточное число равно двум. Для чего оно нужно? От величины значения указанного числа зависит скорость раскручивания нужных оборотов мотором. ПЧ влияет на ускорение. Чем больше передаточное число, тем «мощнее» и «короче» будет передача. При этом максимальная скорость станет меньше, возникнет частая необходимость в смене передачи. Производители трансмиссий придерживаются средних значений ПЧ, создают многоступенчатые конструкции с определенной схемой переключения.

Рекомендуем посмотреть видео об устройстве механической трансмиссии:

Корпус механической трансмиссии выполняется из легкого, но очень прочного сплава, он герметичен и наполнен специальным маслом, которое позволяет поддерживать рабочие элементы агрегата в хорошем состоянии, даже при больших нагрузках.

Трехвальная механическая коробка передач

Трехвальные механические коробки состоят из таких валов:

• Первичного (ведущего), соединенного посредством сцепления с маховиком мотора.
• Вторичного (ведомого), имеющего жесткое соединение с карданным валом.
• Промежуточного. Его предназначение — передача вращения от первого вала ко второму.

Ведомый вал опирается на подшипник, находящийся в хвостовике первичного вала. Между ними нет жесткой связи, они выполняют вращение независимо друг от друга. На ведомом валу размещен блок шестерен. На первичном — расположена шестерня, находящаяся с ним в жестком закреплении. Промежуточный вал размещен параллельно первому валу, имеет блок шестерней жестко закрепленных на нем. Шестерни всех валов пребывают в постоянном зацеплении.

На ведомом валу между шестернями размещены синхронизаторы, предназначенные для бесшумного переключения передач, они выравнивают угловую скорость шестерни и вала. Синхронизатор позволяет поочередно включать две шестерни вторичного вала.

На корпусе коробки размещается механизм для переключения скоростей, он представлен в виде рычага управления и ползунов с вилками. Чтоб не произошло одновременное включение нескольких передач, этот механизм оборудован блокировкой. Если рычаг для переключения скорости размещен в кузове автомобиля, то используется механизм для дистанционного управления, он называется «кулисой».

Принцип работы указанной коробки состоит в том, что при переведении рычага управления определенная вилка выполняет перемещение муфты синхронизатора, который совмещает угловую скорость вала и шестерни, обеспечивая передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор на вторичный вал коробки. Задняя передача достигается при вращении вторичного вала в противоположную сторону. Достигается она при помощи дополнительной шестерни заднего хода. Она позволяет получить нечетное число пар шестерен: крутящий момент изменяет направление. Для лучшего понимания схемы переключения передач смотрите рисунок 2.

Рисунок 2. Переключение передач МКПП.

Устройство двухвальных коробок имеет ведущий и ведомый валы, расположенные параллельно. При помощи шестерни, размещенной на первичном валу, передается крутящий момент на шестерню вторичного, зафиксированную синхронизатором. Остальные процессы выполняются аналогично трехвальной МКПП. Достоинством двухвальных коробок есть компактность трансмиссии. Плюс они имеют лучший КПД из-за небольшого количества деталей. В указанной коробке отсутствует прямая передача, поэтому ее применяют для легких транспортных средств.

Принцип действия и устройство механической коробки несложные, но при езде на оснащенном МКПП автомобилем водителю необходимы определенные навыки для правильного и плавного переключения скоростей. Этот факт является основным недостатком механики. Работать без рывков и провалов механическая коробка будет, если водитель выполняет своевременное переключение передач.

К преимуществам указанной трансмиссии относят:

1. Небольшая стоимость и высокая надежность агрегата.
2. Высокий КПД.
3. Простота обслуживания и ремонта.
4. Хорошая управляемость при экстремальных ситуациях.
5. Минимальный расход горючего.
6. Высокая динамика разгона.

Большинство неисправностей механических коробок переключения передач возникают при использовании водителем неправильной схемы переключения скоростей. Рычаг переключения передач необходимо переключать плавно, с выдержкой пауз в нейтральной позиции — это обеспечит своевременное срабатывание синхронизаторов, которые защищают шестерни от износа.

Посмотрите еще статьи по этой теме:

Не увидел в этой статье недостатков МКПП, хотя в названии последнего абзаца они фигурируют. Хорошо описан принцип действия МКПП.

Материалы: http://pro-zamenu.ru/transmissiya/mehanicheskaya-korobka-pereklyucheniya-peredach-ustroystvo-printsip-rabotyi.html

Механическая коробка передач – это устройство МКПП, которое работает в автомобиле, имея один принцип. Она передаёт через задние колёса принцип движения, направляя его от двигателя внутреннего сгорания к передним колёсам.

Также механическая коробка передач способна изменять направление движущихся колёс. Когда она находится в положении «нейтралка», то схема разъединяется. То есть, благодаря ей выполняются переключения скорости в автомобиле ручным методом. Абсолютно все действия выполняются только водителем, начиная от переключения скорости до выжимания сцепления при сбрасывании передач. Ниже приложена схема и принцип работы устройства.

Схема и принцип работы МКПП

Механическая коробка передач появилась одна из первых, легко внедрилась и закрепилась в автомобиле. У неё очень много поклонников, в основном это водители и владельцы машин со стажем, которые перепробовали не один вид КПП, но которые начинали свой опыт вождения именно с этой коробки передач. Завоевала такие высокие позиции эта КПП благодаря своему стажу, опыту и качественности продукции. Даже после появления более удобных, казалось бы, и практичных новшеств, многие водители до сих пор отдают предпочтение держать контроль в своих руках.

То есть коробка эта не без проблемная. Но можем вас заверить, что проблемы эти решаются быстро.

Так выглядит МКПП в разрезе

Механическая коробка передач работает в абсолютно любых авто, где её работа предусмотрена. Список таких автомобилей очень велик. Сначала всё начиналось с нашего отечественного автопрома, но сейчас ещё можно встретить и в иномарках. Более того, если ваша машина не настроена на работу именно этой коробки передач, то в принципе эту проблему можно исправить и скажем «переоснастить». Но естественно, что это требует больших финансовых затрат, так что лучше выбирать сразу подходящее авто.

Переключения скорости в автомобиле такого типа происходит благодаря таким деталям, как:

1. картер;
2. синхронизатор;
3. валы с шестернями (первичные, вторичные и промежуточные);
4. валы заднего хода;
5. замковые и блокирующие устройства;
6. рычаг переключения скорости.

Первое имеет все необходимые узлы и крепится к сцеплению. Второе помогает плавно и без шума менять передачи. Третьи и четвёртые вращаются в подшипниках, имеют зубчатые шестерни. Пятые и шестые помогают водителю управлять машиной.

Рычаг управления коробки

Как правильно обращаться с этой КПП и безболезненно изменять передачи в автомобиле, чтобы коробка прослужила вам не один год? Во-первых, регулярно нужно менять масло и масляный фильтр, потому что они проделывают не только смазывательный процесс, но и предотвращают загрязнение КПП, что в будущем может приводить к поломкам.

Также наиболее распространённой причиной, по которой происходят поломки, является результат грубой работы с рычагом. При рывках и дёрганьях очень быстро полетят синхронизаторы и шестерни. Движения должны быть плавными и комфортными, спешить в этом деле некуда. Помните, что сегодняшние ваши «дела» откликнутся вам завтра. При правильной эксплуатационной работе, ваша коробка передач прослужит вам долго, не требуя особого вмешательства.

Итак, в этой статье мы рассмотрели принцип переключения скорости в автомобиле. Пускай ваша любимая машина работает и приносит вам только удовольствие.

Вы можете просмотреть как легко можно переключать ручку при правильном работающем МКПП.

Оставляйте свои отзывы, если наша информация была вам полезна и познавательна!

• Плюсы и минусы коробки-робота
• Обзор различных видов КПП автомобилей
• Все о подрулевых лепестках переключения передач

Залил масло в МКПП Форд Фокус2, 2006 г. Первая передача стала при включении хрустеть. Масло залил Манол 75w90 синтетика — может бы причина в масле?

Вероятнее всего, причина заключается в изношенных элементах КПП. После замены масла все продукты износа могли выйти, от чего при включении передачи появляются посторонние звуки. Менее вероятно, что проблема заключается в масле.