Как работает коробка передач

Как пользоваться механической коробкой передач

Главная » Блог » Как переключать скорости на механической коробке передач

24.08.2020
Комментариев нет

Автомобили с механической коробкой передач имеют массу преимуществ перед автомобилями с автоматической коробкой. Они сложнее в управлении, но стоимость их ремонта гораздо ниже по сравнению с автоматом. К тому же, если вы научитесь пользоваться МКПП, то машина на автомате покажется вам в управлении очень простой. Сегодня рассмотрим, что такое механическая коробка и как научиться ею управлять.

Как устроена МКПП

Механическую коробку в отличие от автоматической водитель должен переключать сам. Большинство машин с механикой имеют 4-5 передних и одну заднюю скорость передачи. Чтобы научиться управлять МКПП, необходимо знать нахождение и назначение каждой из скоростей. Рассмотрим каждую подробнее:

  • нейтральная передача означает, что крутящий элемент двигателя не передается колесам. При включенном двигателе и нейтральной передаче при нажатии на газ движения не произойдет. Из нейтральной передачи можно переключиться в любое другое положение;
  • первая передача нужна для начала движения;
  • вторая и последующие передачи необходимы для скорости. Их количество зависит от конкретного автомобиля;
  • передача заднего хода необходима для разгона, но не для постоянного использования.

Перед тем, как сесть за руль, стоит выучить положение каждой скорости на рычаге управления. Это важно, потому что во время движения нужно смотреть на дорогу, а не на рычаг. Скорость переключения придет с опытом. По началу каждый водитель мысленно вспоминает, где находится нужная скорость. Со временем вы привыкните к местоположению, и переключение будет происходить без лишних мыслей.

Расположение педалей

В автомобиле с механической коробкой передач есть три педали:

  1. Левая педаль – это сцепление;
  2. Средняя педаль – тормоз;
  3. Правая – газ.

Расположение одинаково как для праворульных, так и для леворульных машин.

Педаль сцепления служит разделителем работы двигателя и колес и позволяет переключать КПП. Ее необходимо нажимать перед каждым переключением. Понятно, что педаль тормоза необходима для остановки, а педаль газа – для движения.

Для правильного переключения КПП необходимо полностью нажимать на педаль сцепления. В противном случае включение каждой скорости будет сопровождаться скрежетом, что неизбежно приведет к поломке.

Принцип переключения передач на механике

Принцип работы механической коробки основывается на соединениях между входным и выходным валом через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Иными словами, работа двигателя происходит за счет изменения количества оборотов, регулируя усилие на ведущих колесах. Это позволяет добиться оптимального режима работы двигателя при начале движения, разгоне и снижении скорости. Принцип работы не зависит от привода, но в каждой модели будут свои особенности.

Механическая коробка предназначена для плавного и равномерного распределения крутящего элемента. МКПП включает в себя несколько передач, управление которыми происходит с помощью рычага. Связующим элементом между коробкой и двигателем является сцепление. Постоянно вращающийся коленчатый вал зацеплен с первичным валом коробки передач. А сцепление позволяет разъединять и соединять эти элементы, благодаря чему происходит движение.

Как научиться ездить на механике

1. Старт.

При первых попытках научиться вождению на механике важно не торопиться, а все делать последовательно. Перед началом движения первое, что необходимо сделать, это пристегнуть ремень безопасности. Если обучение происходит в теплое время года, можно открыть окна, чтобы лучше слышать и понимать двигатель
Далее следует отрегулировать сиденье, чтобы дотягиваться до педалей и нажимать на них без усилий. В этот момент можно поучиться плавно отпускать сцепление.

Затем нужно перевести рычаг переключения в нейтральное положение, из которого он может свободно двигаться в разных направлениях. После этого можно запустить двигатель с помощью ключа зажигания и нажатой до конца педали сцепления.

Для начала движения нужно нажать педаль сцепления, переключиться на первую передачу, немного поднять ногу со сцепления и нажать на педаль газа. Чтобы начать движение, машине нужно приложить много усилий, именно поэтому в этот момент может заглохнуть двигатель. Плавное начало движения обеспечивает одновременное нажатие педалей газа и сцепления.

Для того, чтобы включить передачу, нужно до конца нажать педаль сцепления и плавно подвинуть рычаг. В случае сопротивления и наличия непонятных звуков следует вернуть рычаг в исходное положение, отпустить сцепление и снова нажать. Когда нужное положение включится, усилие рычага снизится, а его движение остановится, поскольку он столкнется с ограничителем.

При морозной погоде можно стартовать со второй передачи, чтобы избежать пробуксовки или заноса. Для этого надо выбрать вторую передачу и плавно балансировать между педалями сцепления и газа.

2. Движение.

Для плавного движения автомобиля необходимо понять:

  1. в какой момент нужно переключать передачи;
  2. как достичь оптимальной динамики;
  3. что нельзя делать, чтобы не сломать коробку передач.

Грамотное переключение скоростей при движении обеспечивает правильную динамику всей системы механической коробки, продлевает срок ее службы и позволяет снизить расход топлива. Самая главная рекомендация для начинающих водителей, это следить за показателями тахометра. При показателях от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту работа двигателя происходит наиболее правильно и нет необходимости переключаться на другую передачу.При более высоких показателях тахометра необходимо переключиться на более высокую передачу, чтобы снизить нагрузку. Педаль сцепления при этом стоит жать до конца. При снижении оборотов необходимо произвести переключение на более низкую передачу. Чтобы ехать без рывков.

При разгоне переключать КПП необходимо поочередно, начиная от первой и доходя до нужной. Переключаться через несколько ступеней в целом не запрещено, но стоит делать это, предельно обращая внимание на сцепление. При неполной выжатой педали вероятен риск повреждения валов коробки.

Благодаря МКПП можно заранее подготовиться к сложной дорожной обстановке. Например, если следовать правилам дорожного движения, переключение передач на более низкую ступень необходимо:

  • при приближении к крутому подъему;
  • при движении по опасному спуску;
  • при обгоне;
  • на крутых поворотах.
  • МКПП может помочь даже в тех ситуациях, когда нельзя воспользоваться тормозом. Например, по скользкой дороге или при движении под уклоном. В этих случаях можно тормозить с помощью двигателя. Нужно отпустить газ и переключаться с высокой передачи до низкой, пока скорость не снизится. Но не стоит сильно повышать обороты и, при возможности, использовать тормоз.

    3. Снижение скорости и остановка.

    Для снижения скорости нужно переключаться на более низкую передачу. При слишком медленной скорости для текущей передачи автомобиль будет вибрировать, как будто вот-вот заглохнет. Для снижения скорости нажмите сцепление, отпустите газ, сделайте переключение скорости, отпустите сцепление, надавив при этом на педаль газа. Чтобы остановиться, переключайте передачи поочередно, пока не включите первую передачу.

    При необходимости остановки нажмите правой ногой на тормоз. Во время достижения скорости в 15 км в час машина завибрирует. В этот момент нужно до конца нажать сцепление, перевести рычаг в нейтральное положение и нажать на тормоз, чтобы окончательно остановиться.

    Сделать остановку можно на любой передаче. Для этого необходимо до конца нажать на сцепление, нажать на тормоз и переключиться на нейтральную. Но в этом случае контроль за автомобилем ослабевает, поэтому пользоваться этим способом можно только в крайнем случае. В любом случаем можно посмотреть уроки вождения на механике для начинающих, как правильно трогаться с места на механике, пошаговая инструкция.

    Важные правила управления МКПП

    Машины с механической коробкой более выносливы и надежны, чем автомобили на автомате. Но управление МКПП также требует к себе особого внимания. Необходимо знать несколько простых правил, чтобы автомобиль на механике прослужил дольше:

    • нельзя оставлять ногу на нажатой педали сцепления. Нередко водители при переключении с одной передачи на другую оставляют ногу на педали сцепления, но так делать не рекомендуется. Снимайте ногу с педали сразу после переключения передачи, иначе вы рискуете повредить выжимной подшипник и диск сцепления;
    • запрещено включать 3,4 и 5 передачи на низких оборотах двигателя. При неравномерном включении передач на механическую коробку создается большая нагрузка, которая со временем неизбежно приведет к износу всех деталей сцепления. С самого начала привыкайте переключать передачи на нужных оборотах двигателя, чтобы потом не пришлось переучиваться;
    • не нажимайте на педаль сцепления при остановке на уклоне, иначе быстро произойдет износ диска. Для удерживания автомобиля от ската при подъеме следует нажимать педаль тормоза. А когда необходимо тронуться, уже нажимать сцепление, затем плавно на газ, отпуская сцепление;
    • на светофоре стоит переключаться на нейтральную передачу, а не нажимать на сцепление с включенной скоростью. Если оставлять скоростную передачу при остановке, то система сцепления находится под большой нагрузкой, что приведет к ее быстрому износу;
    • не стоит оставлять руку на рычаге переключения передач, поскольку такая привычка создает давление на коробку. Ненужное давление со временем может привести к износу механизма переключения передач и других деталей коробки;
    • на скользкой дороге не выключайте сцепление и не осуществляйте движение на нейтральной передаче;
    • в зимнее время нельзя оставлять автомобиль с включенной передачей;
    • регулярно проходите технический осмотр, не забывайте чистить коробку передач и поддерживать нужный уровень масла.

    Эти простые правила позволят сохранить работоспособность автомобиля с механической коробкой и прослужить ему как можно дольше.

    Основные ошибки начинающих водителей

    Начинающие водители часто делают одни и те же ошибки:

    1. не понимают, когда нужно сменить передачу, из-за чего двигатель работает на очень высоких оборотах, машина теряет скорость, а водитель – контроль за движением;
    2. у новичков не получается начать движение по причине резкого бросания педали сцепления. Именно поэтому автомобиль глохнет. Со временем это может привести к износу всех деталей коробки;
    3. опоздание с включением второй скорости. При начале движения на вторую передачу можно переходить достаточно быстро, но новички забывают об этом;
    4. не убирают ногу с педали сцепления, из-за чего она быстрее изнашивается, а нога устает;
    5. при смене передач левая рука начинает поворачивать руль.

    Когда вы знаете, чем грешат начинающие водители, вы заранее будете помнить и не допускать таких ошибок.

    Секреты экономии расхода топлива

    Существует несколько особенностей, которые могут помочь снизить расход топлива и нагрузку на двигатель:

    • при разгоне переключение передач стоит делать побыстрее. Моменты переключения индивидуальны для каждого автомобиля, но переход от первой до второй передачи оптимально делать при скорости 25 км в час. На следующие ступени можно переходить при достижении 55-60 км в час;
    • при чрезвычайно интенсивной работе двигателя стоит перейти на более высокую передачу, если автомобилю не нужна такая мощность для поддержания скорости;
    • переключение на низшую ступень необходимо, если без нажатой педали газа машина снижает скорость. Стоит избегать медленной езды на высоких передачах, так как это сильно повышает расход топлива.


    Многие начинающие водители боятся управлять машиной с механической коробкой. Но если вы освоите и поймете принцип управления, то любой автомобиль на автоматической коробке окажется для вас простым для вождения. Каждый водитель выбирает сам, на какой коробке ездить. Но освоив механику, вы получите незабываемый опыт и навык управления автомобилем, который сможет помочь вам при возникновении трудной ситуации. Просмотреть урок вождения на механике можно здесь https://youtu.be/MWtxwEqZyl8

    Устройство и работа механической коробки передач

    КПП (коробками переключения передач) называют механизмы, отсоединяющее трансмиссию от двигателя, изменяющие скорость транспортного средства. Исключение составляет МКП (механическая коробка передач) в виде многоступенчатого редуктора, которая лишь меняет скорость (двигатель отсоединяется сцеплением). Обычно это узел в отдельном корпусе, содержащий механизм, передающий выбранную водителем мощность. МКПП (механическая коробка переключения передач) может имеет несколько ступеней, всегда переключается вручную.

    1. Назначение и устройство МКПП
    2. Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
    3. Трехвальная коробка передач — устройство и принцип работы
    4. Принцип работы КПП
    5. Виды механических коробок передач
    6. Схемы переключений
    7. Плюсы и минусы механических КПП
    8. Основные неисправности МКП, их признаки

    Назначение и устройство МКПП

    МКП на данный момент не самые распространенные, хотя тоже широко используются благодаря надежности, простоте конструкции, ремонтопригодности. Скорость выбирает и переключает водитель вручную. Главное назначение МКПП — преобразование крутящего момента и его передача от мотора на колеса, изменяя передаточное число.

    Устройство МКПП:

    1. корпус, он же картер;
    2. два, три или больше валов: ведущий, ведомый (может быть два или больше), промежуточный (если модель с тремя валами);
    3. шестерни валов;
    4. рычаг переключения скоростей;
    5. синхронизатор (2 блокировочных кольца, муфта, сухари),
    6. проволочные кольца;
    7. подшипники, сальники.

    По количеству валов МКП делятся на:

    • двухвальные;
    • трехвальные.

    По количеству ступеней бывают

    • 4-ступенчатые;
    • 5;
    • 6.

    Неотъемлемая часть МКП сцепление, отсоединяющая коробку от мотора, не повреждая в процессе переключения агрегаты. Говоря упрощенно, сцепление выключает крутящий момент, переключая двигатель и колеса на холостую работу.

    Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

    МКПП с двумя валами устанавливаются в легковые авто с передним приводом. Какое-то количество шестеренок вращаются, остальные закреплены, шестерни ведущего и ведомого валов зацеплены. На каждый вал обязательно установлен хотя бы один синхронизатор.

    Принципиальная схема устройства двухвальной коробки передач

    Для чайников принцип работы можно объяснить как соединение шестерен с разным количеством зубьев, чтобы приспособить работу двигателя (обороты) к постоянно меняющейся скорости автомобиля при разгоне или торможении.

    Первичный вал через маховик соединен с коленвалом двигателя, передаточные числа передаются с него на вторичный, потом на передние колеса через главную передачу и дифференциал. Благодаря отсутствию промежуточного вала у такой КПП небольшие размеры.

    Для соединения шестерен используются муфты синхронизаторов. При необходимости увеличить количество ступеней в КП устанавливают 2 или 3 вторичных вала.

    Переключающий скорости механизм располагается отдельно от трансмиссии, связывается с ней тягами или тросиками.

    Устройство механизма для переключения скоростей:

    • рычаг выбора передачи, оснащенный тросом для ее включения;
    • шток, оснащенный вилками;
    • рукоятка для переключения скорости;
    • блокирующий замок.
    Читайте также  Что такое суппорт в автомобиле

    В процессе изменения скорости рычаг перемещается вертикально и горизонтально, переводя усилие на устройство, выбирающее нужную передачу.

    Трехвальная коробка передач — устройство и принцип работы

    Трехвальные коробки передач монтируются на автомашины с задним приводом, устройство и принцип работы мало отличается от агрегата с двумя валами, основное отличие конструкции — присутствие дополнительного (промежуточного) вала.

    Устройство 3-вальной, 5-ступенчатой коробки передач

    1 — первичный вал; 2 — крышка подшипника; 3 — выключатель света заднего хода; 4 — манжета первичного вала; 5 — задний подшипник первичного вала; 6 — шестерня привода промежуточного вала; 7 — сапун; 8 — шестерня 3-й передачи; 9 — передний картер; 10 — шестерня 1-й передачи; 11 — шестерня заднего хода; 12 — штоки переключения передач; 13 — шарик-фиксатор; 14 — пружина; 15 — рычаг переключения; 16 — защитный уплотнитель; 17 — колпак рычага; 18 — корпус рычага переключения; 19 — задний картер; 20 — вторичный вал; 21 — манжеты удлинителя заднего картера; 22 — сталебаббитовая втулка; 23 — шестерня привода спидометра; 24 — привод спидометра; 25 — задний подшипник промежуточного вала; 26 — шестерня 5-й передачи; 27 — болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода; 28 — промежуточная шестерня заднего хода; 29 — промежуточный вал; 30 — маслозаливная пробка.

    Соединенный со сцеплением первичный вал через шестеренчатую передачу передает крутящий момент промежуточному, все шестерни которого жестко зафиксированы. Первичный и вторичный валы вращаются в одной оси, но независимо друг от друга. Шестерни первичного вала не зафиксированы, вторичный с промежуточным сцеплены постоянно. Между шестеренками вторичного вала монтируются выравнивающие скорость вращения синхронизаторы.

    Механизм переключения (шток, рычаг, вилки), монтируется на корпус коробки. Устанавливается так же устройство, предотвращающее одновременное включение двух скоростей.

    Существуют типы механических КПП с большим количеством ступеней (от 4-х до 6-и), оснащенные дополнительными коробками передач, которые называют редукторами. Они бывают понижающие (демультипликаторы), повышающие (мультипликаторы). Первые с двумя, тремя скоростями монтируются за КПП, до 3-х раз уменьшает передаточное число. Вторые монтируются перед КПП, в 2 раза увеличивают количество передач.

    Принцип работы КПП

    Устройство любой коробки передач:
    сцепление (которое в автоматической коробке называются гидротрансформатором);
    передаточный механизм из шестерен (планетарный ряд);
    компоненты, переключающие передачи;
    система управления.

    Принцип работы механической КПП более или менее понятен: водитель вручную переключает передачи, создавая различные комбинации шестерен. Ведущий вал через сцепление соединен с коленвалом двигателя, с ведомым валом соединение не фиксированное.

    Нужная пара шестерен выбирается при помощи вилок управляющего механизма. Рукояткой передвигаются приводы, муфты, ползуны. Механизм выбора передачи устанавливается в трансмиссии, на руле или в кузове.

    На коротком видео ниже показана вся суть механической коробки передач

    Синхронизатор, уравнивающий вращением валов, дает возможность менять скорость без вреда агрегату. Чтобы поменять передачу, нужно нажать на сцепление, отсоединяющее коробку от двигателя. Затем включаем нужную передачу (при старте — первую). Педаль отпускается после изменения скорости.

    Как работает синхронизатор:

    1. при расположении рычага на нейтральной, двигатель не взаимодействует с колесами, шестерни свободно крутятся;
    2. после того, как водитель включил передачу, кулиса соединяет рычаг с коробкой, вилка двигает муфту к нужной шестерне через тросики;
    3. одновременно сухари двигают блокирующее кольцо;
    4. вращением шестерни и вала создается трение, благодаря которому до упора проворачивается кольцо;
    5. муфта перестает двигаться из-за того, что кольцо и шестерня расположились друг против друга;
    6. скорости выравниваются, муфта может пройти через кольцо, чтобы соединиться с нужной шестерней, передать крутящий момент;
    7. шестерня и вал блокируются, скорость включается.

    Устройство синхронизатора

    1 — ступица; 2 — скользящая муфта; 3 — блокировочное кольцо; 4 — пружина; 5 — стопорное кольцо; 6 — косозубая шестерня передачи; а) прямозубый дополнительный венец шестерни; б) внутренняя рабочая поверхность скользящей муфты.

    Иногда синхронизатор включает 2 шестерни одновременно. Чтобы авто двигалось задним ходом, монтируется дополнительный вал, оснащенный промежуточной шестерней.

    Виды механических коробок передач

    Кроме количества валов и ступеней КПП классифицируются в зависимости от наличия-отсутствия синхронизаторов. Если их нет, переключение скоростей требует определенного времени, которое сокращается при регулировании коробки и манипуляций с педалями газа и сцепления. Такие МКПП более надежны при высоких нагрузках, поэтому устанавливаются на мотоциклах, спортивных авто, сельхозтехнике, тяжелых грузовиках, в которых синхронизацию невозможно использовать по техническим причинам.

    К механическим относят и роботизированные коробки. Их конструкция такая же, включая наличие диска сцепления, но управление осуществляется электроникой, выполняющей функции педали. Схема переключений тоже не отличается.

    Схемы переключений

    Есть довольно много разных схем переключения передач. Ниже некоторые из них.

    Устройство и принцип работы механической коробки передач

    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. МКПП получила свое название от “ручного” (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

    1. Принцип работы механической коробки передач
    2. Виды механических КПП
    3. Устройство механической коробки передач
    4. Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
    5. Трехвальная КПП: устройство и принцип работы
    6. Немного о синхронизаторе МКПП
    7. Преимущества и недостатки МКПП
    8. Заключение

    Принцип работы механической коробки передач

    Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором – повышающая.

    Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев – тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная – максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

    Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики – там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

    Виды механических КПП

    По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

    • 4-х ступенчатую;
    • 5-и ступенчатую;
    • 6-и ступенчатую.

    Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

    В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

    • двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
    • трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

    Устройство механической коробки передач

    Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

    • ведущий или первичный вал;
    • ведомый или вторичный вал;
    • промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
    • шестерни первичного и вторичного валов;
    • механизм выбора передач;
    • муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
    • картер;
    • главная передача;
    • дифференциал.

    При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

    Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

    Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

    Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

    Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

    Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

    1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
    2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
    3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
    4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
    5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

    Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

    Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

    Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

    Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

    Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

    Устройство трехвальной МКПП

    Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

    На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

    Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

    Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

    В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

    Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

    Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

    Немного о синхронизаторе МКПП

    Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

    В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье Устройство и принцип работы синхронизатора КПП.

    Преимущества и недостатки МКПП

    Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

    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

    Заключение

    Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более “драйверскими” ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

    Механическая коробка передач для чайников: принцип работы, устройство и виды

    01 октября 2016 Категория: Устройство автомобиля

    Любой водитель, в том числе новичок, должен научиться разбираться в коробках переключения передач, а также понимать, что это такое, как работает и что выполняет.

    Помимо вполне очевидной необходимости умения ею владеть, понимание принципа работы коробки, зная ее преимущества и недостатки, как обслуживать – это позволит вам в будущем избежать серьезных поломок, в том числе выхода из строя КПП автомобиля. Более того правильная эксплуатация коробки передач поможет не только избежать весьма дорогостоящего ремонта, но и увеличить срок службы двигателя автомобиля, а также по максимуму использовать его возможности.

    В этой статье мы постараемся объяснить принцип работы механической коробки передач для чайников, сильно не углубляясь в конструкцию и избегая сложной автомобильной терминологии. Но для начала давайте разберемся с тем, что такое коробка переключения передач и для чего она, собственно, нужна. Также вкратце рассмотрим основные виды автомобильных трансмиссий.

    Что такое коробка передач и за что отвечает?

    Коробка передач, ее еще называют трансмиссией, хотя это не совсем правильно, представляет собой механизм, позволяющий изменять передаточное число системы привода с целью адаптации параметров двигателя к меняющимся потребностям во время вождения. Другими словами, коробка передач позволяет эффективно использовать энергию (мощность или крутящий момент), создаваемый двигателем в процессе сгорания топливно-воздушной смеси.

    Это неотъемлемая часть автомобиля, без которого разгон был бы чрезвычайно долгим, подъем в гору невероятно трудным, а максимальная скорость сильно ограничена. Более того, без коробки передач движение автомобиля задним ходом стало бы невозможным.

    Основные типы коробок передач

    В настоящее время наиболее часто используемыми в автомобильной промышленности коробками передач являются:

    • Механические коробки передач;
    • Ступенчатые автоматические коробки передач;
    • Ступенчатые полуавтоматические коробки;
    • Бесступенчатые коробки передач.

    На сегодняшний день существует множество подвидов каждой из трансмиссий. Поэтому любую из них можно также разделять по типу управления, количеству передач или другим параметрам. Ниже речь пойдет именно о механической трансмиссии.

    Что такое механическая коробка передач и из чего состоит?

    Механическая или ручная коробка передач – это та трансмиссия, в которой за изменение передаточных чисел, в упрощении «передач», отвечает водитель. В таких системах подходящая передача выбирается водителем с помощью рычага коробки передач и предварительного нажатия на педаль сцепления.

    Механическая коробка передач состоит из совокупности валов с шестернями разного диаметра и количества зубьев, которые передают вращение от двигателя к колесам, а также механизма их перемещения. Именно этот элемент конструкции связан с рычагом, который использует водитель во время переключения передач.

    Также в современных конструкциях используют синхронизаторы. Этот элемент является частью блокирующей муфты, который служит для выравнивания угловых скоростей муфты и зубчатого колеса. Синхронизаторы могут устанавливать как на определенные передачи МКПП, так и на все сразу. Они позволяют производить включения скоростей очень плавно и без каких-либо ударов.

    Кроме того, в состав коробки входят и другие элементы, а именно:

    • Подшипники, которые крепятся к валам.
    • Различные уплотнения, предотвращающие утечку масла из корпуса коробки.

    Механическая коробка передач: принцип работы для чайников

    Существует множество разновидностей автомобильных МКПП, которые можно разделять по количеству передач, например 4, 5 или 6 ступенчатые коробки. По устройству такие коробки также бывают разными. Обычно МКПП легковых автомобилей разделяют на два основных типа:

    1. Двухвальные;
    2. Трехвальные.

    Конструкция двухвальной МКПП более простая, в ней имеется два вала:

    1. Ведущий вал, который передает вращение от двигателя к коробке переключения передач.
    2. Ведомый, с которого вращение передается колесам.

    На каждом из валов есть свой комплект шестерен, взаимодействующий друг с другом.

    В случае если автомобиль оборудован более сложной трехвальной трансмиссией, то конструкция его будет совершенно другой. В современной коробке данного типа располагается три вала:

    1. Первичный вал, на котором находится только одна шестерня, получает крутящий момент от двигателя через муфту сцепления и передает его на промежуточный через зубчатую передачу.
    2. Промежуточный вал, шестерни которого жестко зафиксированы. Их количество чаще всего соответствует числу возможных скоростей (передаточных чисел) механической коробки передач.
    3. Выходной вал. На нем имеется такое же количество зубчатых колес (свободно вращающихся на подшипниках), как и на промежуточном. Причем все они находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала.

    Зубчатое колесо промежуточного вала начинает передавать крутящий момент только после того, как одна из шестерней, которая свободно крутится на выходном валу, не заблокируется специальным блокирующим механизмом. Это происходит в момент, когда водитель включает одну из передач.

    Стоит отметить, что это далеко не единственная конструкция коробки данного типа. Встречаются механические коробки передач, принцип работы и структура которых совершенно другая. К примеру, существуют трансмиссии, в которых переключения передач происходит с помощью передвижных шестерней-кареток. Такая система часто встречается на тракторах.

    Зачем нужны разные шестерни в МКПП?

    Дело в том, что шестерни разных размеров обладают разным количеством зубьев. Изначально ведущий вал в любой механической коробке передач вращается со скоростью, указанной на тахометре. Но вот ведомый вал будет вращаться с совершенно другой скоростью. В зависимости от выбранной передачи (по факту, выбранной шестерни) ведомый вал может совершать обороты как быстрее двигателя, так и медленнее.

    Ради эксперимента попробуйте вдавить «газ в пол» на первой и, скажем, на третьей передаче. В первом случае (на большинстве автомобилей) вы получите скорость не более 60-80 км/ч, а вот на третьей – гораздо выше. Правда, вам следует избегать подобных экспериментов, чтобы не перегреть двигатель.

    Тогда почему бы не ездить все время, например, на пятой передаче, раз она позволяет достичь высокой скорости? Давайте попробуем разобраться в этом на примере бегуна. Да, непосредственно к автомобилю это мало относится, однако наша задача рассказать так, чтобы был понятен принцип работы механической коробки передач для чайников.

    Представьте себе крутой склон, на вершину которого нужно добраться, и бегуна, собирающегося это сделать. С разбега взбежать на склон он не сможет, так как ему не хватит сил. Но зато он может, сбавив скорость, медленно взобраться на вершину, после чего продолжить бег. С автомобилем, который едет в гору, все будет точно также. Именно поэтому при заезде на склон водитель, управляя машиной, чтобы облегчить работу мотора должен пользоваться более низкой передачей. Объясняется это тем, что у более низкой передачи более высокий крутящий момент (сила, с которой вращается коленчатый вал).

    А вот при движении по автостраде, где крутящий момент не настолько важен, чем скорость вращения колес, уже можно переходить на высокие передачи. Сам ведущий вал МКПП не сможет вращаться со скоростью, позволяющей достичь высоких скоростных показателей автомобиля. Поэтому водителю придется перейти на более маленькую шестерню, то есть повышенную передачу, которая обеспечит более высокую скорость вращения ведомого вала, тем самым пожертвовав крутящим моментом.

    По этой же причине очень сложно, а в некоторых случаях практически невозможно сдвинуть полуторатонный автомобиль с места, скажем, на пятой передаче. Слишком маленькая мощность, передающаяся на колеса, не позволит тронуться с места.

    Зато двигателю этой мощности хватит, чтобы ускориться, если автомобиль уже будет двигаться с какой-то скоростью, то есть когда ведомый вал уже вращается. Если машина идет по шоссе, то нужно лишь слегка прибавить газа, чтобы мотор ускорил вращение и увеличил скорость автомобиля.

    Получается, что водитель, исходя из дорожных условий и желаемой скорости движения, последовательно переключает при помощи рычага пары шестерен на валах с разным количеством зубьев, которые соответствуют заданным передаточным числам. Более подробно читайте об этом ниже.

    Полезное видео, механическая коробка передач для чайников (принцип работы, конструкция, разновидности), обязательно смотрим:

    Передаточное число механической коробки передач

    В свою очередь передаточное число – это отношение скорости вращения ведущего колеса к скорости вращения ведомого колеса. Если сказать более правильно, то это отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой. Шестерня в коробке передач – это не что иное, как реализация определенного передаточного числа, то есть определенной конфигурации расположения взаимодействующих зубчатых колес, а именно ведущего и ведомого.

    Таким образом, включая какую-либо скорость в коробке передач, мы запускаем определенное передаточное число зубчатых колес. Например, когда обе шестерни (ведущая и ведомая) имеют одинаковый диаметр и равное количество зубьев, тогда мы имеем дело с передаточным отношением 1:1. То есть, на один оборот ведущей шестерни приходится одно вращение ведомой шестеренки.

    Когда ведущее колесо по размерам меньше ведомого, другими словами скорость вращения ведущей шестерни выше, чем ведомой, то мы получаем передаточное отношение, которое обеспечивает мощный крутящий момент и большую движущую силу, но в то же время это препятствует достижению высоких скоростей. В механической коробке передач максимальную тягу обеспечивает именно первая передача.

    С другой стороны, когда ведущее колесо больше, чем ведомое, точнее скорость вращения первого ниже, чем второго, тогда получается передаточное число, при котором значение крутящего момента будет относительно низким, но скорость вращения ведомой шестерни сможет обеспечить высокие обороты. Наиболее высокую скорость в механической коробке осуществляет именно пятая или шестая передача, если речь идет о шестиступенчатой МКПП.

    Таким образом, переключая скорости в механической коробке передач на более высокие (изменяя передаточные числа), мы увеличиваем максимальную скорость транспортного средства за счет крутящего момента, то есть движущей силы, передаваемой на ведущие колеса автомобиля. В случае переключения на пониженную скорость, мы меняем передаточные числа в коробке на те, которые за счет снижения максимальной скорости обеспечивают больший крутящий момент на ведущих колесах.

    Универсального совета, на какой скорости нужно включать определенную передачу, естественно не существует. Ведь у каждой марки и модели автомобиля определенный двигатель и тип коробки передач, в которой размеры шестерен на каждой передаче могут существенно отличаться. В данном случае следует полагаться на свои ощущения. Вы должны чувствовать, когда динамика автомобиля падает, и переключать передачу в соответствии с выбранным скоростным режимом.

    На этом все! Сегодня мы разобрали принцип работы механической коробки передач для чайников. Надеемся, наша статья оказалась вам полезной и понятной. Свое мнение можно оставить в комментариях.

    Как это работает: коробка переключения передач

    трёхступенчатые: в 1920-х распространились коробки передач с тремя ступенями переднего хода, которые были широко распространены в Европе — до конца 1960-х годов, а в Северной Америке — до второй половины 1970-х; как правило, в них были синхронизированы как минимум вторая и третья передачи;

    четырёхступенчатые: в США они долго рассматривались как спортивная опция, а в Европе в конце 1950-х — начале 1960-х стали устанавливаться на большинство автомобилей;

    пятиступенчатые: в 1970-е годы появились, а в 1980-е получили массовое распространение МКПП с четырьмя основными передачами переднего хода и дополнительной пятой, которая представляла собой встроенную в саму коробку повышающую передачу (см. ниже);

    шестиступенчатые: в 1990-е годы появились шестиступенчатые коробки передач. Они могли представлять собой как МКПП с четырьмя базовыми ступенями и двумя — повышающими (для ещё большей экономии топлива), так и МКПП с пятью базовыми и одной повышающей ступенью (для ещё более динамичного разгона);

    семиступенчатые и далее: в 2000-е годы появляются механические коробки передач с пятью базовыми ступенями и двумя повышающими (например, Bugatti Veyron или BMW M5).

    Преимущества и недостатки
    — Наименьшая по сравнению с иными типами цена.
    — Намного меньшая в сравнении с гидромеханической трансмиссией масса.
    — Высокий КПД по сравнению с гидромеханической трансмиссией.
    — Обычно не требует отдельной системы охлаждения, как АКПП.
    — Несмотря на немалый прогресс в области конструирования АКПП, на сегодняшний день средний автомобиль с АКПП при прочих равных уступает автомобилю с МКПП по топливной экономичности и динамике разгона.
    — Относительная простота и отработанность конструкции.
    — Достаточно высокая надёжность (срок службы самой МКПП без ремонта сравним со сроком службы автомобиля в целом, только сцепление требует относительно частой замены).
    — Большинство моделей не требуют дефицитных или специфических расходных материалов, частого обслуживания.
    — У автомобилей с МКПП шире набор специальных техник вождения, опытный водитель может более эффективно использовать такой автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью.
    — Автомобиль с МКПП легко пускается «с толкача», может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.
    — МКПП, в отличие от гидромеханической АКПП, допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии.

    Недостатки
    — Утомляющее некоторых водителей переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках.
    — Относительно АКПП сложнее управление автомобилем, необходимость наличия специфического навыка для достижения плавного переключения передач без рывков (впрочем, необходимость наличия таких навыков у водителя нельзя называть явным недостатком МКПП).
    — Переключение передач сопряжено со временным разобщением двигателя и трансмиссии, что увеличивает время переключения.
    — Как и у любой ступенчатой КПП, невозможно плавное изменение передаточного отношения при разумном количестве ступеней, в отличие от CVT.
    — Малый ресурс сцепления.

    Поскольку МКПП требует от водителя намного большего опыта, чем АКПП, в некоторых странах существует практика либо делать два разных вида водительских «прав», либо принимать водительские экзамены только на МКПП (Пакистан, Российская Федерация, Беларусь, Украина).

    Автоматическая коробка переключения передач — разновидность коробки передач автомобилей, обеспечивающая автоматизированный, без прямого участия водителя, выбор соответствующей текущим условиям движения ступени (передачи).

    От механической отличается автоматизированным переключением передач, а также, в большинстве случаев, иным принципом действия механической части — а именно, использованием планетарных механизмов и гидромеханического привода вместо чисто механического в традиционной КПП.

    Основные режимы работы
    Что касается режимов работы, то практически любая АКПП имеет следующие режимы, ставшие стандартными с конца 1950-х годов:

    «Р» (англ.«Park») — парковочная блокировка (ведущие колеса заблокированы, блокировка находится внутри самой АКПП и не связана с обычным стояночным тормозом)

    «L» (англ.«Low») — пониженная передача, «тихий ход» (для движения в сложных дорожных условиях).

    Начиная с конца 1950-х годов, эти режимы располагают именно в такой последовательности. В 1964 году в США она была закреплена в качестве обязательной для использования американским Сообществом Автомобильных Инженеров (SAE).

    Ранее пытались использовать иные варианты, но это оказывалось неудобным, даже небезопасным. Например, потребители, привыкшие к механическим трансмиссиям тех лет с подрулевым рычагом, у которых для включения первой передачи необходимо было потянуть рычаг на себя и опустить вниз, случайно включали задний ход и попадали в ДТП при раскладке режимов P-N-D-L-R (трансмиссия Buick DynaFlow) или P-N-D-S-L-R (GM Hydramatic).

    Поэтому положение, соответствующее режиму R, стали располагать над нейтральным положением селектора. Впервые такая раскладка (P-R-N-D-L) была использована на автомобилях фирмы Ford.

    Дополнительные режимы работы
    В современных АКПП, с большим числом рабочих диапазонов, могут присутствовать дополнительные режимы работы, а положения селектора могут обозначаться иначе:

    «[D]» или «OD» — овердрайв (ступень с передаточным отношением менее единицы), режим движения с возможностью автоматического переключения на повышающую передачу. Наиболее подходит для равномерного движения по трассе;
    «D3» или «O/D OFF» — только I, II и III передачи, либо отключение повышающей передачи (овердрайва). Активный режим, наиболее подходящий для движения по городу;
    «S» (либо цифра «2») — диапазон пониженных передач (I и II либо только II передача). «Зимний режим»;
    «L» (либо цифра «1») — второй диапазон пониженных передач (только I передача).

    Также, встречаются дополнительные переключатели (реализованные, например, в виде кнопок) режимов работы АКПП:

    «Sport» или «Power» — переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя. Более динамичный разгон в ущерб расходу топлива;
    «Winter» или «Snow» — трогание происходит с III-й передачи (для предотвращения пробуксовки колес), из-за возможного перегрева коробки не рекомендуется постоянно ездить на этом режиме.

    В некоторых случаях режим Sport задействуется автоматически при глубоком нажатии на педаль газа — «кикдаун». В некоторых случаях режим кикдауна запрещен при отключении режима Overdrive.

    На тракторах, оснащенных АКПП с помощью селектора выбирается рабочий диапазон скоростей: замедленные, силовые, транспортные, а также направление движения. Тракторные АКПП допускают принудительное включение нужной передачи трактористом.

    В отличие от МКПП, АКПП поддерживает торможение двигателем далеко не во всех режимах. В режимах, где торможение двигателем запрещено, трансмиссия свободно проскальзывает в обгонных муфтах (как в велосипеде) и автомобиль движется «накатом». Например, в некоторых случаях первая передача с торможением двигателем задействуется только при выборе водителем положения «1». При выборе первой передачи автоматикой из положения «D» торможение двигателем невозможно.

    Вариатор — механическая передача, способная плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения производится вручную или автоматически.

    В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Один, или оба шкива (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов, в простейшем случае, определяется центробежным регулятором, также может применяться нагрузочная муфта. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

    Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

    Преселективная коробка передач представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач.

    Наиболее известный представитель этого вида — Volkswagen DSG. Также известны под названиями PDK, SST, DCG, PSG, S-tronic. Особенностью данной коробки передач является то, что имеется два отдельных вала для четных и нечетных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колеса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит.

    Данный вид автоматических коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

    В принципе, КПП с двойным сцеплением схожа по поведению со стандартной механической: имеет входной и промежуточный валы для размещения шестерен, сцепление и синхронизаторы. Единственное отличие, это отсутствие педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.

    — Скорость переключения передач вверх занимает около 8 мс, что придает автомобилю динамичное ускорение
    — Возможность контролировать самостоятельно переключение передач или переключиться на компьютер.
    — Повышает эффективность использования топлива до 10%

    — Значительно увеличивается стоимость автомобиля

    Типтроник — тип АКПП с возможностью ручного переключения передач. Это совместная разработка фирм-производителей узлов трансмиссии Porsche, Volkswagen и ZF Friedrichshafen AG.

    Возможность ручного переключения передач используется на АКПП с гидротрансформатором и электронным управлением. Хотя, в принципе, возможность ручного переключения не зависит от конкретной конструкции АКПП и может применяться на любой автоматической коробке передач при её соответствующей доработке.

    Физически метод ручного переключения представляет собой подачу с помощью селектора передач команды электронному блоку управления АКПП о желании повысить или понизить используемую передачу. Далее блок управления решает что делать в ответ на поступившую команду.

    На АКПП типа Типтроник сохраняется возможность выбора автоматического режима переключения передач как на традиционных АКПП, то есть, АКПП может функционировать в 2 режимах — полностью автоматическом и ручном. Для выбора ручного режима селектор заходит в специальный паз на панели, где он может перемещаться в 2-х направлениях — плюс и минус. Также, на некоторых моделях автомобилей возможно ручное переключение на руле с помощью кнопок, аналогичное селектору.

    Впервые Типтроник начал применяться на а/м Porsche и Audi с середины 90-х годов. Впоследствии подобные системы управления АКПП появились практически у всех производителей, однако в связи с тем, что название «Tiptronic» запатентовано фирмой Porsche, каждый производитель называет такие коробки по своему (Steptronic у BMW, AutoStick у Chrysler, S-Matic у Honda и т. д.)

    Существует ещё несколько разновидностей коробок передач, но они сильно не отличаются от вышеперечисленных.

    Ремонт и проверка форсунок в Гродно
    «КристаллТрансСервис»
    Гродно, Индурское шоссе, 17
    +375 (29) 665-00-72

    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.

    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