СТИЛЬ-АВТО

Принцип работы механической коробки передач (МКПП). Механическая коробка передач принцип работы

Принцип работы механической коробки передач

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.

Устройство

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;

Передаточное число и с чем его едят

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.

Как правильно ездить на МКПП

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;

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.

принцип работы для чайников, как работает МКПП

Несмотря на то, что в последние десять лет бешеную популярность набрали именно автоматические коробки передач, тех, кто предпочитает машину с МКПП, не стало намного меньше. Кроме того, такой тип трансмиссии имеет наиболее простой принцип действия, и понять его может даже чайник. Сегодня мы расскажем о том, каков принцип работы механической коробки передач и из каких функциональных элементов она состоит.

Основные составляющие

Главная задача МКПП, как и любой другой трансмиссии — это передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Причем именно такое устройство, как коробка, способно варьировать этот момент таким образом, чтобы соблюдался наиболее оптимальный баланс между экономичностью и мощностью, а ресурс двигателя расходовался как можно меньше.

Простейшим решением этой задачи является внедрение в узлы автомобиля такого устройства, которое стало бы механически связывать колеса и мотор и делать так, чтобы частоты вращения коленчатого вала и карданного различались.

Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, стоит представить себе цепь обыкновенного велосипеда, который, наверное, в детстве был у каждого. Как известно, обычно ведущая шестерня, которая сцеплена с приводом педалей, имеет достаточно большой размер, тогда как ведомая, которая присоединяется к втулке колеса, достаточно невелика.

В современных велосипедах можно переключать скорости, перемещая цепь на шестерни разного размера. Это делается для того, чтобы изменять соотношение частоты вращения педалей и колес и, таким образом, менять скорость самого велосипеда.

Оказывается, на автомобилях применяется механизм с крайне похожим устройством. Только вместо педалей здесь выступает коленчатый вал двигателя, а вместо втулки колеса — карданный вал, который соединяется с редуктором и распределяет усилия между полуосями.

Ведущий вал, иногда называемый первичным, соединяется с коленчатым валом двигателя посредством такого устройства, как сцепление. Он представляет собой стержень, на который наварены шестерни разного размера. Аналогичный вид имеет ведомый, или промежуточный, вал, который соединяется с карданным.

Перемещение валов, которые имеют пружинный механизм, осуществляет кулиса, к которой прикрепляется рычаг, выходящий в салон. Рычаг имеет собственную схему переключения, которая всегда указывается на головке рычага или в инструкции по эксплуатации автомобиля.

МКПП — это такое устройство, в котором детали подвергаются большому трению и перегреву, поэтому в ее картере находится смазка, постоянно снижающая трение и температуру взаимодействующих металлических составляющих.

Как это работает?

Первичный вал коробки передач вращается всякий раз, когда устройство сцепления находится в исходном положении, а педаль отпущена. Таким образом, частота ведущего вала всегда совпадает с частотой вращения вала двигателя, или попросту с его оборотами.

Скорость промежуточного вала, который соединяется с карданом, зависит от того, на какой передаче стоит машина. К примеру, если МКПП находится на нейтральной передаче, то вал вращается с той частотой, с которой крутятся ведущие колеса.

Когда скорость включена, а педаль отпущена, валы вращаются с переменной скоростью. Эта скорость зависит исключительно от оборотов двигателя, которые регулируются при помощи педали акселератора.

Когда приходит время переключить одну скорость на другую, происходит достаточно сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Так, сначала необходимо нажать педаль сцепления. При этом ведущий вал отсоединяется от двигателя и начинает вращаться независимо.

Когда педаль нажата, можно смело переводить рычаг МКПП через нейтральное положение в нужную скорость. Но здесь возникает одна существенная трудность: так как размеры шестерен на валах различны, они вращаются с разными частотами. По этой причине частоты необходимо синхронизировать между собой.

Для этих задач на МКПП служит синхронизатор. Эта система гидромеханического принципа позволяет подстраивать скорости валов таким образом, что смена шестерен не сопровождается повреждениями, а ресурс трансмиссии за счет этого увеличивается многократно.

Резюме

МКПП — это самый простой и примитивный вид трансмиссии, который применяется на автомобилях. Однако, изучив, как работает «механика», будет гораздо проще понять, как функционирует любой тип коробки, включая автомат и вариатор, и лучше разобраться в устройстве автомобиля в целом.

Механическая коробка передач

Автомобиль, в виденье современного человека – это лишь удобное средство передвижения. На самом же деле, это сложный механизм, который постоянно дорабатывается и модернизируется производителями, дабы соответствовать нормам экономии, комфорта и безопасности пассажиров.

Не смотря на это, некоторые основные узлы в авто остаются практически неизменным, лишь немного улучшаются. Одним из таких агрегатов является коробка передач. Она существенно эволюционировала, появилось множество ее типов и подвидов, но основная функция — передавать крутящий момент с двигателя на колеса осталась неизменной. Если ранее механическая коробка передач выпускалась, в основном, кулачкового типа, то сегодня на автомобили, в основном спортивного образца, устанавливаются коробки передач секвентального типа.Они отличаются тем, что в секвентальной коробке передач, переключение совершается только последовательно. А при переходе на пониженную скорость, необходимо совершать перегазовку, что требует от водителя определенной сноровки и уровня подготовленности. В плане же легкости и простоты эксплуатации, а главное долговечности и надежности, бесспорным лидером была и остается МКПП.

Принцип работы механической коробки передач

В основном МКПП выпускается пяти и шестиступенчатой. К слову, на заре автомобилестроения популярными были четырёхступенчатые, сейчас это раритет. Механическая коробка является самой надежной в использовании, но достаточно непростой для начинающего водителя, особенно в пробке. Так как требует частой и синхронной работы ног и рук, поэтому её еще называют ручной.

Основными узлами ручной коробки, как впрочем, любой другой, являются валы и шестерни. По количеству валов МКПП разделяются на двух и трехвальные. Двухвальные чаще всего устанавливаются на легковые переднеприводные автомобили, в то время как трехвальные – на передне и заднеприводные, а также на грузовые.

Шестеренки представляют собой зубчатые колеса, которые нанизаны на валы, и при определенном сопряжении друг с другом, на различных передачах, дают разные крутящие моменты и частоту вращения. Переключение скорости совершается только при выжатой педали сцепления.

Трехвальная коробка передач

В коробках вышеуказанного типа используются три вида валов:

• ведущий;
• ведомый;
• промежуточный.

Первый выходит из коробки, для соединения с диском сцепления и передает крутящий момент на промежуточный. Тот в свою очередь находится рядом с ведущим, и соединяется с помощью шестерни, которая закреплена на ведущем. На промежуточном так же присутствует блок шестерней.

Ведомый помещается на одной оси с ведущим, но движется независимо от него. На нем расположены шестерни, которые не имеют жесткой сцепки. Между ними располагаются синхронизаторы, которые закреплены на валу, и движутся вдоль него. На конце синхронизатора расположены зубцы, которые в процессе работы проходят сквозь шестерню ведомого, и таким образом сцепляются. В нейтральной позиции, все шестеренки работают вхолостую, ведомый вал остается неподвижным, потому что зубцы синхронизатора не соединены с шестерней.

В корпусе коробки находятся вилки переключения передач, связанные шарнирами с рукояткой переключения. Они передвигают синхронизаторы вдоль валов. Сам рычаг переключения скоростей, может находиться прямо в коробке, или же в салоне авто справа от водителя. В последнем варианте будет использоваться дистанционное управление, с помощью шарнирных рычагов или тросов, в народе этот дистанционный механизм переключения называется «кулисой».

Правила и особенности эксплуатации МКПП

Вы сели в автомобиль с механической коробкой. Прежде чем завести двигатель, необходимо убедиться в отсутствии сцепления коробки и двигателя. Это возможно в двух случаях:

1. селектор кпп стоит в нейтральном положении;
2. выжата педаль сцепления.

Затем следует включить первую передачу, путем перевода рычага в соответствующее положение.

Любые действия с рычагом передач осуществляются исключительно при выжатом сцеплении. Недопустимы резкие движения при переключении, это существенно сократит срок службы коробки, и приблизит момент необходимости её ремонта. Не нужно прикладывать максимум усилий в том случае, если скорость что называется, не втыкается. Просто отпустите и выжмите педаль вновь.

Еще следует запомнить, что при переходе на повышенные, все передачи переключаются последовательно, друг за другом. Сам момент переключения следует выбирать, руководствуясь приборами — спидометром и тахометром соответственно. Достаточно много зависит от вашей манеры езды.

Заключение

Несмотря на общий стереотип, касательно сложности управления автомобилем с механикой, они имеют множество преимуществ, если сравнивать с той же автоматической коробкой.

• Это свобода выбора режима вождения. Хотите драйва, жженой резины или резкого старта – на механике все это возможно.
• Или вы хотите экономичной, спокойной езды с минимальным расходом топлива? Опять данный тип коробки переключения передач подойдет идеально.
• А так же, это возможность притормаживать двигателем, что существенно повысит вашу безопасность на скользкой дороге.
• Возможность буксировки автомобиля, без погрузки на эвакуатор, что значительно сэкономит ваше время и деньги.Да и цена на авто с ручной коробкой передач – существенно ниже того же авто с автоматом.

Механическая коробка передач: устройство и принцип работы

В настоящее время практически каждый современный автомобиль оснащается автоматической трансмиссией, которая с каждым разом становится сложнее. И, несмотря на то что данные агрегаты существенно превосходят механические коробки передач, у последних есть свои почитатели. Некоторые водители по-прежнему отдают предпочтения транспортным средствам именно с механической (ручной) трансмиссией.

С автоматической коробкой все намного сложнее, и если кто-то желает разобраться с принципом работы данного узла, начинать стоит именно с механической. Данная статья посвящена как раз ей.

Самый необходимый элемент любого автомобиля

Впервые услышав непонятный термин «трансмиссия», многие учащиеся сразу же задаются вопросом о том, что это за агрегат и для чего он нужен. Все знают, что для передвижения автомобилю необходим двигатель. С его принципом работы сегодня знаком практически каждый автолюбитель: преобразование возвратно-поступательных движений поршней во вращение коленчатого вала, что иначе именуется как крутящий момент.

Однако это самое вращение нужно как-то передать колесам. Вот как раз для этого и служит трансмиссия. Тот, кто знаком с особенностями вождения автомобилей с механической коробкой передач, прекрасно это знает.

Под самим термином скрываются особые механизмы, благодаря которым автомобиль передвигается с разной скоростью, при необходимости дает задний ход (при включении соответствующей передачи).

Проектированием данных агрегатов занимаются ведущие специалисты на автомобильных заводах. Причем к трансмиссии предъявляются важные требования:

• Узел должен обеспечивать передачу максимальной мощности двигателя.
• Быть надежным.
• Управление транспортным средством должно быть легким.
• Вес всех элементов должен быть легким, насколько это возможно.
• В ходе работы шум крайне нежелателен.

Если трансмиссия отличается высоким КПД и надежностью, водителю не стоит ни о чем беспокоиться: топливо будет использовано по максимуму, а сам механизм будет верой и правдой служить долгое время.

Но если управление механической коробкой передач у «Ниссана» (к примеру) сложное, это вызывает серьезный дискомфорт у водителя и существенно снижает его внимательность на дороге. Все это грозит риском попасть в ДТП.

А что касается веса, то слишком тяжелый агрегат будет заметно дороже для покупателей. В связи с чем производители стараются облегчить вес механизмов по максимуму.

Что понимать под любительским термином «механика»?

Механическая, или ручная, как любят выражаться некоторые водители, коробка передач (МКПП) играет простую, но в то же время важную роль. Она не только передает крутящий момент от двигателя к колесам, но и способствует изменению передаточного отношения. Причем все зависит от самого водителя – он сам решает, когда именно нужно переключаться для правильной работоспособности всего автомобиля. В этом и заключается вся суть ручного управления трансмиссией.

Несмотря на большую популярность автоматической трансмиссии, механическая коробка передач не собирается сдавать свои позиции, и вот почему:

• Конструкция максимально проста.
• Детали и узлы отличаются надежностью в отношении механического воздействия и перегрузок.
• Стоимость ремонта и обслуживания агрегата (даже капитального) не такая высокая, как у его автоматического конкурента.

И пока эти качества будут цениться автолюбителями, некоторые автомобили по-прежнему будут оснащаться «механикой». Ведь не случайно у некоторых современных автоматических КПП предусмотрена функция ручного переключения передач. Яркий тому пример – типтроник.

Разновидности МКПП

Механические коробки классифицируются в зависимости от количества этих ступеней:

Пятиступенчатая КПП является самой распространенной, поэтому ею и оснащается большинство автомобилей. Также учитывается и количество валов:

Трехвальными механическими коробками передач оснащаются преимущественно заднеприводные автомобили, в то время как двухвальными КПП – только автомобили с передним приводом. Собственно, на этом вся классификация и заканчивается.

Передаточное число

МКПП относится к ступенчатым механизмам, то есть величина крутящего момента изменяется ступенями. Ступенью принято называть пару взаимодействующих шестерен. Каждая из таких пар передает вращение колесам с определенной угловой скоростью. Говоря по-другому, у каждой ступени индивидуальное передаточное отношение.

Под передаточным числом следует понимать отношение количества зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Иными словами, количество зубьев у ведомой шестеренки равно 60, а у ведущей – 30, то есть передаточное отношение этой пары – 60 : 30 = 2. Для любой зубчатой передачи данный параметр является основным.

У самой низшей ступени передаточное отношение наибольшее, в то время как у самой высшей – наименьшее. Собственно, за счет этого механическая коробка передач может как увеличивать, так и уменьшать крутящий момент.

От передаточного отношения зависят такие характеристики автомобиля, как динамика разгона и максимальная скорость. То есть чем оно больше, тем быстрее раскручивается коленчатый вал до максимальных оборотов, а сама передача более «сильная». Однако скорость, которая развивается на ней, уменьшается. Поэтому с большим передаточным отношением нужно чаще переключать передачи.

Устройство МКПП

Двигатель любого автомобиля работает в непрерывном режиме, что нежелательно для полноценного и эффективного функционирования КПП. Переключение передач с постоянно вращающимся главным валом неизбежно приведет к неисправности трансмиссии из-за поломок зубьев и прочих негативных последствий. По этой причине нужен еще один узел – сцепление, с помощью которого силовой агрегат и трансмиссия в нужный момент на некоторое время разъединяются.

Чтобы понять, как устроена механическая коробка передач, для начинающих водителей разберем каждый ее тип более подробно.

Трехвальная КПП

В конструкцию трехвальной коробки входят три основных элемента – валы:

• Ведущий (первичный) – соединен с механизмом сцепления, для чего на нем есть специальные шлицы для его ведомого диска. Передача крутящего момента осуществляется через аналогичную шестерню, что находится с ним в жестком зацеплении.
• Промежуточный – располагается параллельно первому валу. На нем тоже в жестком зацеплении расположен блок шестерен.
• Ведомый (вторичный) – находится на одной и той же оси, что и ведущий вал. У него тоже присутствует блок шестерен, но, в отличие от других валов, не закреплен, и поэтому может свободно вращаться. Между его шестернями расположены синхронизаторы, которые нужны для синхронизации угловых скоростей шестерен ведомого вала с вращением его самого. С валом механической коробки передач автомобиля они также жестко закреплены, но могут перемещаться в продольной плоскости посредством шлицевого соединения. У всех современных агрегатов синхронизаторы присутствуют на каждой передаче.

Помимо этого, есть еще собственно сам механизм переключения, и все это расположено в картере агрегата, именуемого корпусом. Что касается первого, расположен он непосредственно на корпусе КПП. Представлен механизм как рычаг управления и ползуны с вилками. Также имеется блокирующее устройство во избежание одновременного включения двух передач.

Для изготовления самого картера коробка используется алюминиевый или магниевый сплав. Помимо всех необходимых частей и механизмов, в нем хранится масло.

Двухвальная КПП

Данная коробка устроена практически так же, но с небольшим дополнением. В ней также располагаются два вала:

• ведущий;
• ведомый.

У обоих есть блок шестерен с синхронизаторами, а располагаются они параллельно, как в описанной выше конструкции. А упомянутое дополнение – это наличие главной передачи и дифференциала в картере механической коробки переключения передач. Их функция – передача крутящего момента к ведущим колесам автомобиля. Причем дифференциал, если это необходимо, может обеспечить разную угловую скорость.

Не обходится, конечно, и без механизма переключения, который обычно дистанционный. Иными словами, расположен он за пределами корпуса коробки. А для их связи используются тяги либо тросы. Причем тросовое соединение является оптимальным, в связи с чем чаще применяется.

Принцип работы КПП

Когда рычаг управления находится в нейтральном положении, крутящий момент от коленчатого вала колесам не передается. Вместе с запуском двигателя первичный вал вращается вместе с коленчатым валом. Чтобы включить нужную скорость, обязательно необходимо нажать на педаль сцепления, чтобы разъединить валы.

Теперь можно двигать рычаг управления в нужную сторону. При этом перемещается муфта синхронизатора посредством вилки и задействуется нужная пара шестерен. Это позволяет подобрать оптимальный крутящий момент в зависимости от условий дорожного движения.

Вождение автомобиля с механической коробкой передач будет рассмотрено позднее, а пока принцип работы другой конструкции.

Как работает двухвальная КПП

Двухвальная КПП работает практически по такому же принципу, но различие все же имеется: крутящий момент передается при помощи лишь пары шестерен, тогда как в трехвальной конструкции принимает участие третья шестерня промежуточного вала. К тому же здесь отсутствует прямая передача, а передаточное отношение – 1:1.

Кроме того, переключение ступеней производит не вилка, а шток. Именно он толкает необходимую шестерню, и та входит в зацепление с другой, а после фиксируется. Чтобы включить заднюю скорость, задействуется отдельная шестерня на своем валу. И это актуально для обоих видов МКПП.

Преимущества МКПП

Некоторые положительные моменты уже были перечислены выше, поэтому сделаем своего рода обобщение. Характерные преимущества коробки:

• относительно малый вес;
• невысокая стоимость;
• конструкция проста и понятна;
• высокая степень надежности;
• обслуживание и ремонт обходятся недорого.

У машин с механической коробкой передач двигатель жестко соединяется с трансмиссией, за счет чего достигается максимальная эффективность при передвижении по льду или бездорожью. К тому же МКПП может при необходимости полностью разъединиться с двигателем для беспрепятственного буксирования или толкания.

Недостатки тоже присутствуют

К сожалению, без минусов нельзя обойтись, хоть их не так много. Прежде всего, это касается необходимости в постоянном периодическом переключении передач, что может утомить водителя на дальних поездках.

Среди других недостатков:

• Передаточное отношение изменяется ступенчато.
• Ресурс сцепления не достаточно высок.

Поэтому «механика» хоть и является основным типом трансмиссии, но далеко не самым востребованным. Возможно, через пару десятков лет она и вовсе утратит свою актуальность, причем окончательно.

Особенности вождения с механической коробкой передач

Для правильной эксплуатации автомобилей с МКПП необходимы определенные навыки и умения. У многих новичков, в особенности это касается женщин (возможно, не всех), могут быть трудности. Необходимо запомнить положение рычага управления для каждой передачи. Это несложно, так как на нем есть схема. Помимо этого, следует знать, в каком диапазоне скоростей работает каждая передача.

Скоростные режимы в зависимости от передачи:

• 1-я передача – 15-20 км/ч.
• 2-я передача – 30-40 км/ч.
• 3-я передача – 50-60 км/ч.
• 4-я передача – не более 80 км/ч.
• 5-я передача – более 80 км/ч.

Но лучше ориентироваться на показания тахометра. Переключаться на высшую передачу рекомендуется до достижения определенного количества оборотов коленчатого вала в зависимости от типа двигателя:

• у дизельного – 1500-2000;
• у бензинового – 2000-2500.

Чтобы избежать преждевременного ремонта механической коробки передач, перед тем как завести двигатель, необходимо убедиться, что рычаг занимает нейтральное положение. Левой ногой управляется только педаль сцепления, а правая отвечает за две другие – только так можно ничего не перепутать.

Перед тем как тронуться с места, выжимается сцепление, включается первая передача, затем левой ногой плавно отпускается сцепление, одновременно правой ногой так же плавно нажимается педаль акселератора. Далее переключение производится по достижении скоростного порога: выжимается педаль сцепления (ногу с газа при этом нужно убирать), включается вторая передача – далее все то же самое.

Основные неисправности «механики»

Несмотря на всю простоту, МКПП является довольно сложной системой, у которой большое количество подвижных деталей. В силу этого у нее могут быть самые разные неисправности, но зачастую это выход из строя основных узлов агрегата, недостаток масла в картере или ослабление крепления элементов коробки.

Это может произойти из-за неправильной эксплуатации, низкого качества деталей, естественного их износа. Кроме того, сюда же можно включить и проведение некачественного ремонта либо полное отсутствие технического обслуживания.

Определить, нуждается ли механическая коробка передач в замене или ремонте, можно по характерным признакам. Если при нейтральном положении рычага она издает шум – значит, износился подшипник ведущего вала. Также это может быть из-за недостатка масла. А если шум возникает в ходе переключения передач, то проблема может крыться в муфтах синхронизаторов.

Зная устройство и принцип работы механической коробки, понять, как устроена автоматическая трансмиссия, будет уже немного проще. МКПП была и до сих пор остается практичным и привычным для многих водителей агрегатом, несмотря на некоторые нюансы. А вообще, свой автомобиль нужно знать от и до, что позволит обогатиться бесценным опытом.

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач (МКПП) преобразует, передает и изменяет крутящий момент маховика двигателя. Переключение ступеней осуществляется посредством механических движений соответствующего рычага в салоне.

Рассмотрим принцип работы механической коробки передач.

Ступени МКПП передают крутящий момент на вторичный вал, а тот уже на привод колес. Сам принцип ступенчатой передачи основывается на использовании определенного передаточного числа (коэффициента передачи) в паре ведущего и ведомого валов, которые взаимодействуют шестернями.

Передаточное число определяется по соотношению количества зубьев взаимодействующих шестерен. Максимальное передаточное число имеет меньшая ступень, соответствующая первой передаче автомобиля. По количеству ступеней МКПП бывают 4,5 и 6-ступенчатыми. Четырехступка сегодня является практически раритетом, в то время как 5-ступенчатые коробки получили наибольшее распространение.

Современные МКПП могут быть трехвальными и двухвальными. Двухвальные МКПП могут использоваться только на автомобилях с передним приводом. Трехвальные коробки подходят для приводов любого типа.

Трехвальная механическая коробка передач

В коробках данного типа используются 3 вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Крутящий момент передается от диска сцепления на ведущий вал. От него вращение поступает на промежуточный вал, шестерни которого в свою очередь вращают шестерни ведомого. Сам ведомый вал при этом не вращается.

При повороте рычага включения передачи в нужную позицию происходит выбор соответствующей вилки для включения, который сопровождается продольным движением рычага. Синхронизатор совмещает угловые скорости вала и шестерни, приводя в действие зубчатый венец. Тот входит в шестерню, жестко связывая её с ведомым валом.

Момент вхождения венца обычно сопровождается характерным щелчком фиксации на рычаге коробки передач. После этого крутящий момент поступает на хвостовик коробки передач, а от него уже на ведущий мост автомобиля. Вариация передаточных чисел возможна благодаря уменьшению количества зубьев на ведущей шестерне и увеличению на ведомой или ступенчатому уменьшению количества зубьев для ведомой шестерни.

Однако в определенный момент количество оборотов ведомого вала может сравняться с частотой оборотов двигателя и тогда передавать крутящий момент посредством шестерен станет бессмысленно. Поэтому в трехвальных коробках реализована прямая передача, которая подразумевает соединение ведущего вала с ведомым валом через синхронизатор напрямую с коэффициентом передачи, равным единице.

Для передачи “задний ход” в трехвальных коробках предусмотрена дополнительная шестерня на отдельном вале. Она включается между ведомым и промежуточным валом, что обеспечивает реверсное движение ведомого вала. Комфортное включение передач в трехвальных механических коробках обеспечивается за счет использования косозубых шестерен.

Двухвальная механическая коробка передач

В коробках данного типа используются только 2 вала: ведущий и ведомый. Предназначение всех элементов конструкции аналогично рассмотренному выше случаю. Основное отличие двухвальных коробок заключается в параллельном расположении валов, отсутствии прямой передачи и создании передачи не двумя, а одной парой шестерен. Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу, между остальными шестернями расположены синхронизаторы.

Обычно в двухвальных коробках в одном корпусе совмещаются узлы переключения передач, блоки шестерен, валы, синхронизаторы и дифференциал. Поэтому для уменьшения продольного размера могут использоваться несколько ведомых валов, которые попеременно вращают своими шестернями главной передачи ведомую шестерню, приводящую в действие дифференциал.

Для включения передач в двухвальных коробках задействуются рычаги выбора передачи и специальный шток переключения. При повороте рычага в салоне приводится в движение рычаг выбора передачи. После этого происходит продольное движение и включение штока переключения, который для блокировки шестерни толкает зубчатым венцом муфты синхронизатора соответствующую вилку на ведомом валу. Принцип работы передачи ”задний ход” аналогичен трехвальным коробкам.

Синхронизатор механической коробки передач

Задачей данного устройства является бесшумное включение передачи посредством выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Стандартный синхронизатор МКПП включает ступицу (1), муфту (2), блокировочные кольца (3), сухари (4), проволочные кольца (5).

При включении передачи вилка перемещает муфту с блокировочным кольцом к нужной шестерне. Вследствие разности угловых скоростей вала и шестерни блокировочное кольцо поворачивается до упора под воздействием возникающей на конической поверхности силы трения. Дальнейшее движение муфты прекратится, как только её зубья сравняются с зубьями блокировочного кольца.

Далее скорости выравниваются, муфта свободно перемещается через блокировочное кольцо и соединяется с включаемой шестерней, что блокирует шестерню вместе с ведомым валом. В этот момент передача включается.

Устройство механической коробки передач — как устроена МКПП

Большинство современных транспортных средств комплектуются следующими типами коробок переключения передач:

Каждый тип КПП имеет свою, отличную от других конструкцию, свои достоинства и недостатки, исходя из которых, автолюбитель во время покупки автомобиля может отдавать предпочтение тому или иному устройству. Устройство механической коробки передач (МКПП), которое будет детально рассмотрено в данной статье, отличается своей простотой, поэтому понять принцип ее действия достаточно легко.

Механизм

Механическая коробка

Перед тем как приступить к изучению устройства механической коробки передач (МКПП) и принципов ее работы, следует подробно описать данный механизм. Механическая коробка передач – это неотъемлемая часть любого транспортного средства, оборудованного двигателем внутреннего сгорания. Ее обязательное наличие обусловлено спецификой работы современных моторов, имеющих достаточно небольшой диапазон оборотов, в пределах которого достигаются максимальные значения мощности и крутящего момента. Помимо этого любой двигатель имеет критическую величину частоты оборотов, превышение которой неизменно приводит к преждевременному износу агрегата, вплоть до выхода его из строя. Перед передачей крутящего момента на вторичный вал и на колесный привод транспортного средства МКПП меняет направление данной векторной физической величины и преобразовывает ее. Переход на каждую новую ступень в МКПП осуществляется посредством механического передвижения рычага в ту или иную позицию.

Непосредственно механизм КПП находится в металлическом корпусе, внутрь которого заливаются смазочные материалы, обеспечивающие стабильную работу механизма. Рычаг переключения скоростей может располагаться как в самой коробке переключения передач, так и за ее пределами (в кузове автомобиля). В случае дистанционного процесса переключения передач применяется тяга привода управления (кулиса).

Особенности конструкции

Составные части МКПП:

• первичный вал;
• промежуточный вал;
• вторичный вал;
• дополнительный вал;
• картер;
• синхронизаторы;
• устройство переключения передач, в комплектацию которого входят замки и блокировочные механизмы;
• рукоятка переключения передач.

Принцип действия

Принцип работы

Подшипники, находящиеся в картере, способствуют вращению валов устройства. Каждый вал имеет в своем оснащении наборы шестерен, на которых в различном количестве расположены специальные зубья.

Функция синхронизаторов заключается в уравновешивании угловых скоростей шестерен, возникающих в процессе их вращения. Благодаря их работе передачи переключаются плавно без постороннего шума.

Блокировочные механизмы предотвращают возможность самопроизвольного выключения передач, в то время как замки препятствуют одновременному включению нескольких передач.

Количество ступеней и валов

Трехвальная МКПП

Сегодня наибольшей популярностью пользуется пятиступенчатая КПП, однако, нередко можно встретить четырехступенчатые и шестиступенчатые механизмы.

В комплектацию МКПП могут входить два или три вала. Трехвальными механизмами оснащаются переднеприводные и заднеприводные транспортные средства (в т.ч. грузовые автомобили).

Двухвальными коробками чаще всего комплектуют переднеприводные легковые машины.

Основные различия КПП с разным количеством валов:

• Местонахождение валов. В двухвальной КПП валы располагаются параллельно друг другу;
• Процесс осуществления передачи. В КПП с тремя валами передача создается за счет работы одной пары шестерен, в трехвальной – за счет взаимодействия двух пар;
• Прямая передача. Двухвальная КПП не имеет прямой передачи.

В остальном устройство МКПП существенных отличий в конструкции и в принципе работы не имеет.

Видео

Принцип работы МКПП наглядно показан в следующем видеоматериале:

Механическая коробка переключения передач. Устройство и принцип работы МКПП.

Механическая коробка передач – это устройство для передачи и последующего преобразования крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. В настоящий момент, механическая коробка – самый распространённый тип коробки передач из всех существующих. Очень часто данный вид коробки называют ручной, так как скорости приходится переключать вручную.

Принцип работы и основные компоненты механической коробки передач.

Следует сказать, что на сегодняшний день данный вид коробки переключения скоростей считается классическим и очень надежным, а принцип работы прост и понять его не сложно.

Итак, механическая коробка передач состоит из:

• Картера (конструктивно это корпус коробки передач)
• Валов с шестернями
• Шестерня заднего хода
• Рычага переключения передач
• Непосредственно механизма переключения передач с блокиратором
• Синхронизаторов

Корпус коробки изготавливается из очень прочного сплава. В некоторых случаях это сплав магния, что делает картер очень прочным. Именно в картере собраны все элементы коробки передач, за исключением рычага, который расположен в салоне автомобиля.

Картер герметичен и заполнен (около 50% от общего объема) специальным трансмиссионным маслом, которое позволяет поддерживать все элементы в рабочем состоянии даже при существенных нагрузках.

Первичный (ведомый) вал подсоединен непосредственно к двигателю автомобиля, вторичный вал подсоединен к ведущим колесам. Между собой валы соединены шестернями с различным числом зубьев. При этом на ведущем валу шестерня закреплена жестко, а на ведомом валу шестерня может вращаться.

Когда водитель выжимает педаль сцепления и включает выбранную передачу, то первичный вал отсоединяется от двигателя, а шестерни соприкасаются друг с другом. Затем, водитель отпускает педаль сцепления, ведущий вал подхватывает крутящий момент от двигателя, и передает его на вторичный вал, тем самым переводя усилие на ведущие колеса.

Синхронизаторы коробки переключения скоростей необходимы для плавного и безударного переключения передач. Синхронизаторы выравнивают скорость вращения скоростей, и существенно продляют им жизнь. Собственно, от качества работы синхронизатора зависит жизненный цикл шестерни, а значит, и коробки передач в целом.

Как видно из описания, принцип работы коробки очень прост. Это сделало ее очень популярной и надежной. Сложно поверить, но механическая коробка передач существует практически в неизменном виде уже более сотни лет, и достойной альтернативы по соотношению «цена/качество» пока не видно.

Виды механических коробок передач.

Однако технический прогресс не стоит на месте, и если достаточно долгое время выпускались механические коробки передач с двумя валами (первичный и вторичный), то сейчас большое число коробок выпускается с промежуточным валом.

Естественно, это стало причиной удорожания коробки передач, и привело к усложнению конструкции, но зато позволило применять мощные и особо мощные двигателя с огромным числом лошадиных сил.

Коробки передач с двумя валами используются в бюджетных переднеприводных автомобилях с двигателями небольшой мощности.

В свою очередь ручные коробки переключения скоростей с тремя валами используются в грузовом автомобильном транспорте, в полноприводных внедорожниках, а также мощных легковых автомобилях.

Три совета по правильной эксплуатации механической коробки передач. Несмотря на то, что ручная коробка передач очень надежный автомобильный агрегат при неправильном использовании она может выйти из строя достаточно быстро.

• Совет 1. Обращаться с рычагом переключения передач нужно аккуратно. Переключаться с передачи на передачу нужно плавно и осторожно. Это главный залог долгой работы коробки передач. Стоит помнить, что более 75% всех поломок МКП происходит из-за небрежного или грубого обращения с рычагом переключения передач, так как от этого выходят из строя шестерни и синхронизаторы.
• Совет 2. Следить за уровнем масла. Масло играет важную роль в работе коробке передач. Менять масло следует строго в установленные сроки. Кроме того, необходимо периодически доливать масло, так как оно гарантирует бесперебойную работу коробки передач.
• Совет 3. Защищать картер. Как известно, картер герметичен, и его пробитие вызовет течь масла, которая в свою очередь повлияет на работоспособность автомобиля самым негативным образом. Поэтому опытные автолюбители защищают картер дополнительным кожухом. Особенно актуально это для внедорожников, которые эксплуатируются в особо жестких условиях.

Самые распространенные неисправности механической коробки передач. Длительное использование коробки передач привело к тому, что все характерные неисправности давно известны, и исправляются работниками сервисных служб в самое кратчайшее время.

1. Протечки масла. Обычно это случается из-за повреждения резиновых уплотняющих элементов (прокладки, сальники, шайбы). В некоторых случаях утечка происходит из-за того, что пробит картер. Для устранения необходимо заменить резиновые прокладки, либо заварить картер. Затем заменить масло.
2. Необычные шумы при работе коробки передач. Как правило, это говорит о том, что из строя вышли шестерни или синхронизаторы. Лечение в этом случае одно – замена вышедших из строя деталей.
3. Скорости включается с усилием, либо не включаются вовсе. Данный симптом сигнализирует о том, что вышел из строя механизм переключения скоростей или лопнули шестерни внутри коробки. Для устранения неисправности заменить вышедшие из строя детали.
4. Скорости «выключаются» во время движения автомобиля. Характерная неисправность бюджетных транспортных средств. Обычно это говорит о том, что из строя вышли блокираторы (в простонародье «замки»). Их предстоит заменить.

Достоинства и недостатки механических коробок передач. К достоинствам можно отнести:

• Низкая цена и высокая надежность. Технология производства МКП давно уже обкатана и отработана до мелочей всеми ведущими производителями автомобилей. Это снизило цену до минимума, и позволило избавится от всех недостатков конструкции. Таким образом жизненный цикл коробки передач вполне сопоставим со временем жизни всего автомобиля.
• Высокой коэффициент полезного действия, минимальное потребление топлива, высокая динамика разгона. Механические коробка передач практически не влияют на общую мощность двигателя и тем самым не увеличиваются расход топлива. Экономия топлива составляет примерно 10-15% по сравнению с автоматической коробкой передач или вариатором. При правильном переключении скоростей, автомобиль с МКП разгоняется быстрее остальных.
• Простота обслуживания и ремонта. Конструкция ручной коробки передач очень проста, и не требует замены дорогостоящих расходных материалов. Ее ремонт также не вызывает затруднений. С подобным ремонтом вполне реально справится самостоятельно. Даже если МКП повреждена, то автомобиль можно транспортировать на любое расстояние, с любой скоростью. Аналогичный автомобиль с «автоматом» можно транспортировать по формуле «40 на 40» (40 километров в час, не более 40 километров пробега), либо на эвакуаторе.
• Лучшая управляемость в экстремальных условиях. Благодаря жесткой сцепки вала с двигателем устанавливается обратная связь. Это помогает эффективно управлять автомобилем даже в гололед или по бездорожью. Все рамные внедорожники оснащаются имеют ручную коробку переключения скоростей.

К недостаткам МКП относится:

• Ручное переключение скоростей утомляет. В условиях большого города приходится очень часто переключать скорости, и это откровенно утомляет. В пробках или при медленной езде «автомат» гораздо предпочтительнее, хотя и расходует много топлива.
• Сложность для новичков. Большинство аварийных ситуаций у неопытных водителей связаны с коробкой скоростей, либо в ошибках в педалях. Автоматическая коробка передач либо вариатор намного предпочтительнее для новичков, так как прощают массу ошибок в вождении.
• Небольшой ресурс сцепления. Здесь играет роль человеческий фактор. Нередко водители передерживают сцепление, и оно начинает «гореть». Таким образом его срок службы уменьшается в разы. К примеру, роботизированная коробка передач не допускает подобных ошибок, и сцепление в ней живет намного дольше.
• Ступенчатое изменение скоростей. На МКП крайне не рекомендуется переключаться со второй скорости на четвертую, так как это «убивает» синхронизаторы. АКПП или вариатор не допускают таких ошибок, и не позволяют портить коробку передач таким образом.

Источник http://stil-avto66.ru/raznoe/mehanicheskaya-korobka-peredach-princip-raboty.html