Пятиступенчатая коробка передач - FORD-URAL.RU

Пятиступенчатая коробка передач

Устройство коробки переключения передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно). Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер. Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

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

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

  • выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
  • при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
  • при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

  • отпустить педаль газа;
  • левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
  • рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
  • аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. 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.

Четырехступенчатая коробка передач и пятиступенчатая КПП: что лучше

Долгое время основными типами КПП на легковых авто оставалась четырехступенчатая «механика» и трехступенчатый автомат. Далее, с учетом увеличения мощности ДВС и максимальной скорости, указанные трансмиссии получили по одной дополнительной ступени.

Что касается МКПП, пятиступенчатая коробка передач сменила 4-х ступенчатый агрегат, при этом такая доработка фактически имеет только плюсы. В случае с АКПП, старые 3-х ступенчатые автоматы были доработаны и получили 4-ю повышающую передачу, что также оказалось преимуществом.

Однако позже, с учетом более жестких требований касательно экономичности и экологичности автомобилей, появились 6-и ступенчатые версии МКПП, пятиступенчатые автоматы, шестиступенчатые АКПП и т.д. В этой статье мы рассмотрим, какие плюсы и минусы имеет пятиступенчатая механика по сравнению с 4-х ступенчатой, а также поговорим о преимуществах и недостатках, которые имеет четырехступенчатая КПП автомат по сравнению с 5 или 6 ступенчатыми АКПП.

Четырехступенчатая и пятиступенчатая МКПП

Итак, на смену так называемой «четырехступке» достаточно быстро пришла «пятиступка». Сразу отметим, пятиступенчатая коробка передач механика не сильно отличается от 4-х ступенчатой КПП по устройству (форма задней крышки и другие элементы похожи). Главной отличительной особенностью является размещение пятой ступени (скорости, передачи), которая стоит в конце вторичного вала.

Если точнее, в заднем торце промежуточного вала имеется резьбовое отверстие, куда вкручивается болт крепления блока шестерен пятой передачи, а также заднего хода. Сама пятая передача и задний ход находятся в полости задней крышки, ступица муфты синхронизатора пятой передачи установлена вместе с ведомой шестерней заднего хода на вторичном валу. Далее, за ступицей, установлена упорная шайба и втулка, где стоит шестерня пятой передачи.

Читайте также  Как выбрать чехлы для сидений

Указанная дополнительная пятая передача была использована для того, чтобы позволить двигателю работать с меньшими оборотами при езде на высокой скорости. С одной стороны, такое решение увеличивает ресурс ДВС и КПП, а с другой позволяет экономить топливо.

Простыми словами, владельцам автомобилей с 4-х ступенчатой МКПП хорошо знакома ситуация, когда при движении по трассе со скоростью от 100-120 км/ч и выше на четвертой передаче обороты двигателя высокие, двигатель и коробка сильно шумят под нагрузкой, повышен расход топлива. Чтобы повысить комфорт, остается только снизить скорость.

Именно для решения указанной задачи конструкторы и внедрили 5 передачу, чтобы снизить нагрузку на двигатель и КПП, уменьшить шумы и повысить топливную экономичность.

Если говорить о недостатках, 5-и ступенчатая коробка более требовательна к уровню масла в КПП, чем четырехступка. Если масла в коробке недостаточно, часто бывает так, что именно 5 передача первой выходит из строя, КПП начинает выть и сильно шуметь под нагрузкой.

Пятиступенчатая коробка передач автомат и четырехступенчатая АКПП

Хорошо известно, что в основе гидромеханических АКПП лежит планетарная передача. При этом достаточно долго самым распространенным оставался 4-х ступенчатый автомат, который сегодня считается устаревшим на фоне АКПП с большим количеством ступеней. Так вот, в свое время владельцы 3-х ступенчатых автоматов после появления версий с 4-й передачей отмечали значительное повышение комфорта, снижение расхода топлива и ряд других положительных моментов.

При этом новая АКПП не стала менее надежной, то есть сохранился ресурс, которым славился старый 3-х ступенчатый автомат. Казалось бы, дальнейшее увеличение числа передач до 5, 6 и выше позволит еще больше улучшить АКПП, которую не нужно переключать вручную (как на МКПП). Однако на практике это не совсем так. Давайте разбираться.

Еще при езде по трассе с высокой скоростью обороты двигателя высокие, что изнашивает мотор и коробку, а также снижает комфорт. Также нужно отметить, что указанные коробки нуждаются в большом количестве трансмиссионной жидкости ATF (8-10 литров и более).

Однако с другой стороны огромным плюсом таких коробок является надежность, большой ресурс и отличная ремонтопригодность, чего не скажешь о более современных аналогах. Автомат 4-х ступенчатый был создан давно, наибольшее распространение такая АКПП получила в середине 90-х и с тех пор хорошо изучена. Обслуживание не является сложным, замену масла в АКПП и масляных фильтров в коробке автомат вполне можно осуществить своими руками.

Также нет ничего сложно в том, чтобы снять гидроблок, заменит соленоиды, осуществить демонтаж всей коробки, снять гидротрансформатор с АКПП и т.д. Еще данные автоматы не так склонны к перегреву, не отличаются предельно высокой требовательностью к качеству масла.

Их можно вполне нормально эксплуатировать в городе, где не предполагается постоянная езда с высокой скоростью. На трассе же 4-х передач хватает для комфортного перемещения со средними скоростями около 120-130 км/ч.

Добавим, что сегодня также можно встретить новые модели авто (преимущественно бюджетные), где стоит указанная АКПП. В среднем и премиальном сегменте такие автоматы больше не ставят, заменив их, как минимум, 5-и ступенчатыми агрегатами. При этом на вторичном рынке старые 4-х ступенчатые коробки по понятным причинам пользуются большим спросом.

  • Теперь перейдем к более современным 5 и 6 ступенчатым АКПП, которые имеют широкое распространение. Указанные АКПП разработаны не так давно, всего лет 10 назад их можно было встретить только не машинах высокого класса. Однако сегодня пятиступка автомат стоит даже на бюджетных моделях.

Коробки данного типа работают лучше, плавно и быстро переключают передачи, более экономичны. Разгон получается более активным, горючее расходуется почти также, как и на 5-и ступенчатых МКПП. Также данные автоматы требуют меньше масла, а также зачастую официально считаются и вовсе необслуживаемыми (жидкость залита в АКПП на весь срок службы агрегата).

Так вот, вроде бы одни плюсы. На самом деле, основной проблемой таких КПП стало снижение ресурса на 30-50% по сравнению со старыми 4-х ступенчатыми автоматами. Более того, раз АКПП необслуживаемая, конструктивно такие коробки могу и вовсе не иметь поддона, а фильтры спрятаны глубоко внутри самой АКПП.

Еще современные автоматы часто могут иметь радиатор охлаждения масла АКПП, который интегрирован в основной радиатор системы охлаждения двигателя. Другими словами, отдельного радиатора АКПП не предусмотрено. На деле, охлаждения современному автомату может быть недостаточно, коробка автомат перегревается, особенно в пробках или под нагрузками.

Что в итоге

Если суммировать приведенную выше информацию, то в случае с МКПП увеличение числа передач принесло только плюсы. При этом с автоматами дела обстоят иначе. Современные автоматические коробки попросту не имеют ресурса своих более простых предшественников.

Однако с другой стороны, а именно для вторичного рынка, данная ситуация по понятным причинам неприемлема. Мало кто хочет купить машину от первого владельца, где через 10-15 тыс. км. необходим дорогостоящий ремонт АКПП или замена всей коробки на контракт с неизвестной историей.

Именно по этой причине старые и надежные автоматы на 4 передачи продолжают оставаться самым востребованным и дорогостоящим решением на рынке б/у авто как на фоне вариаторов и роботов, так и на фоне современных гидромеханических коробок автомат.

Какие существуют виды и типы АКПП: разновидности автоматических коробок передач, отличия, основные преимущества и недостатки различных типов КПП автомат.

АКПП Aisin: причины популярности данных коробок передач, надежность трансмиссии Aйсин, особенности, ремонт и обслуживание АКПП данного типа.

Автоматическая коробка передач на Рено Дастер: Renault Duster АКПП и Дастер с роботизированной коробкой. Особенности данных видов АКПП на Дастер.

АКПП на Polo sedan: особенности автоматической коробки Поло седан. Какой тип трансмиссии установлен на Поло седан автомат, плюсы и минусы данной АКПП.

Какой ресурс имеют различные типы автоматических трансмиссий: средний срок службы АКПП, роботизированной КПП с одним и двумя сцеплениями, а также вариатора.

Автоматическая коробка передач на SsangYong Actyon: особенности, виды АКПП. Неисправности АКПП Актион BTR M11: признаки неполадок, диагностика, ремонт.

Пятиступенчатые коробки передач

Трехвальные коробки передач. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-433360 — трехвальная трехходовая пятиступенчатая с двумя синхронизаторами для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач (рис. 12.7).

Детали коробки передач смонтированы в чугунном литом картере, закрытом крышкой. На правом люке устанавливается коробка отбора мощности привода лебедки, левый люк закрыт крышкой.

В правой стенке картера имеется резьбовая пробка контрольно-наливного отверстия, через которое коробка передач заправляется маслом. В левой стенке картера внизу имеется сливное отверстие, закры-

Рис. 12.7. Пятиступенчатая коробка передач автомобиля ЗИЛ-433360: 1 — первичный вал; 2, 10, 12, 21, 22, 24, 27 — подшипники; 3, 20 — зубчатые колеса постоянного зацепления; 4 — синхронизатор четвертой и пятой передач; 5, 18 — зубчатые колеса четвертой передачи; 6, 17 — зубчатые колеса третьей передачи; 7 — синхронизатор второй и третьей передач; 8, /5 — зубчатые колеса второй передачи; 9 — подвижное зубчатое колесо первой передачи и заднего хода; 11, 23 — уплотнительные манжеты; 13 — вторичный вал; 14 — зубчатое колесо первой передачи; 16 — зубчатое колесо заднего хода промежуточного вала; 19 — промежуточный вал;

25 — блок зубчатых колес заднего хода; 26 — распорная втулка

ваемое резьбовой пробкой, которая снабжена магнитом, притягивающим продукты изнашивания из масла.

Первичный вал 1 является ведущим валом коробки передач. Он изготовлен заодно с зубчатым колесом 3 постоянного зацепления и установлен на двух подшипниках. Передний подшипник 24 установлен в расточке фланца коленчатого вала. Задний подшипник 2 — в передней стенке картера коробки передач. Для устранения утечки масла из картера в крышке подшипника первичного вала установлена резиновая са-моподжимная уплотнительная муфта 23.

Промежуточный вал 19 изготовлен из стали 25ХГМ вместе с зубчатым колесом 14 первой передачи. Он установлен в картере передним концом на цилиндрическом роликоподшипнике 21, а задним — на подшипнике 12. На валу на шпонках закреплены зубчатые колеса 20, 18, 17, 15 и 16 постоянного зацепления четвертой, третьей, второй передач и передачи заднего хода соответственно.

Вторичный вал 13 является ведомым валом коробки передач. Он изготовлен из стали 25ХГМ и установлен передним концом в расточке первичного вала на подшипнике 22, а задним — в стенке картера на подшипнике 10. В крышке подшипников имеется самоподжимная резиновая уплотнительная манжета 11, предотвращающая утечку масла из коробки передач.

По шлицам вала может перемещаться зубчатое колесо 9 включения первой передачи и заднего хода, кроме того, на валу свободно установлены зубчатые колеса 8, 6, 5 второй, третьей и четвертой передач соответственно, входящих в постоянное зацепление с соответствующими зубчатыми колесами промежуточного вала. Все зубчатые колеса постоянного зацепления — косозубые. На зубчатых колесах второй и четвертой передач выполнены конусные поверхности и внутренние зубчатые венцы для соединения с синхронизаторами.

Читайте также  Замена блока предохранителей ваз-2106

Блок 25 зубчатых колес заднего хода установлен на оси на двух роликоподшипниках 27 с распорной втулкой 26. Ось закреплена в картере и от осевых перемещений удерживается стопорной пластиной. Зубчатый венец большего диаметра блока зубчатых колес находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 16 заднего хода промежуточного вала.

Для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач на вторичном валу установлено два синхронизатора 4 и 7 с блокирующими пальцами.

Включение передач осуществляется рычагом через механизм переключения передач. На первой передаче зубчатое колесо 9, перемещаясь, войдет в зацепление с зубчатым колесом 14 первой передачи промежуточного вала. Крутящий момент будет передаваться с первичного вала / на вторичный вал 13 зубчатыми колесами 3 и 20 постоянного зацепления и зубчатыми колесами 14 и 9 первой передачи промежуточного и вторичного валов. При включении других передач крутящий момент будет передаваться другими парами зубчатых колес, передаточные числа при этом изменяются, а следовательно, будет изменяться и величина передаваемого крутящего момента. При включении передачи заднего хода изменяется направление вращения вторичного вала, так как крутящий момент передается тремя парами зубчатых колес.

Двухвальные коробки передач. Пятиступенчатая двухвальная коробка передач (рис. 12.8), устанавливаемая на переднеприводных автомобилях, создана в результате модификации четырехступенчатой коробки передач, рассмотренной ранее (см. рис. 12.4). Первичный вал 3 (см. рис. 12.8) и вторичный вал Сделаются более длинными, задние концы их выходят за пределы картера 2. На них устанавливается дополнительная пара зубчатых колес 7 и 9. Кроме того, на вторичном валу устанавливается третий синхронизатор 8 с блокирующими зубчатыми кольцами. Установка дополнительных зубчатых колес потребовала усиления подшипников, поэтому здесь применяются двухрядные шариковые подшипники. Картер закрывается увеличенной в размерах крышкой /.

При такой конструкции усложняется смазывание дополнительных зубчатых колес пятой передачи, что снижает надежность. Поэтому более предпочтительны коробки, изначально разработанные как пятиступенчатые.

Рис. 12.8. Пятиступенчатая коробка передач автомобиля ВАЗ-2109: / — задняя крышка; 2 — картер; 3 — первичный вал; 4 — синхронизатор первой и второй передач; 5 — синхронизатор третьей и четвертой передач; 6 — вторичный вал; 7 — зубчатое колесо пятой передачи вторичного вала; 8 — синхронизатор пятой передачи; 9 — зубчатое колесо пятой передачи первичного вала

В настоящее время существуют сконструированные аналогично шестиступенчатые коробки передач.

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.

Читайте также  Как отремонитровать тнвд митсубиси?

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.

Какие бывают коробки, о четырех, пяти и шестиступенчатых

Каждый водитель наверняка помнит слова своего первого инструктора. «Прежде чем повернуть ключ зажигания, убедись, что авто стоит на нейтральной передаче». В данной статье будут рассмотрены виды коробок передач, их отличия друг от друга, преимущества и недостатки, а так же сфера применения.

Усреднено, коленчатый вал двигателей большинства легковых автомобилей имеет рабочие обороты от 800 до 8000 в минуту. При этом, пик мощности приходится на четыре – пять тысяч оборотов. Безусловно, такой диапазон угловых скоростей не отвечает условиям эксплуатации любого колесного транспортного средства в целом и легковых автомобилей в частности.

Основное назначение автомобильной коробки передач – изменение частоты вращения, а так же крутящего момента, передаваемого от коленвала двигателя к ведущим колесам транспортного средства.

Первым узлом такого рода стала механическая коробка передач. Бытует такое мнение, что слово «механическая» попало в название агрегата из за неправильно понятого сокращения, принятого в англоязычной технической литературе. Буквы MT обозначают manual transmission, что означает «ручная, переключаемая рукой передача», а вовсе не mechanical – механическая.

Как это работает

Проще всего пояснить принцип действия данного узла на примере работы механической коробки передач. По сути, МКП это многоступенчатый понижающий редуктор, собранный по трехвальной, а реже по двухвальной схеме. Первичный, или ведущий вал посредством сцепления соединен с маховиком ДВС. Вторичный, или ведомый вал имеет жесткое соединение с карданным валом автомобиля. Третий, промежуточный, вал необходим для передачи оборотов от ведущего вала к ведомому. Валы располагаются параллельно друг другу и собраны в едином корпусе.

На ведущем валу располагается шестерня, передающая движение промежуточному валу. Промежуточный вал оснащен блоком мертво закрепленных шестерен, часто изготовленных как единое целое. Шестерни ведомого вала расположены в щлицах оси или специальных ступицах. Между ними располагаются муфты включения передач, которые вращаются вместе с валом, но способны передвигаться по его продольной оси. Шестерни и муфты ведомого вала могут взаимодействовать друг с другом при помощи зубчатых венцов на своих торцевых поверхностях.

При включении какой либо передачи, кроме заднего хода, муфта, ответственная за ее включение соединяется с соответствующей шестерней и блокирует ее. Двигаясь как единое целое, ведомый вал передает вращение на карданный.

Поступательное движение муфте сообщает водитель транспортного средства, воздействуя на нее при помощи ручки переключения передач, взаимодействующей с вилками и ползунами коробки.

Четырехступенчатая коробка передач и схема ее работы

  • Первичный вал – оранжевый
  • Вторичный – желтый
  • Промежуточный – серый

Цифро-буквенные обозначения указывают на номер передачи и задний ход.

Нейтральное положение и включение первой передачи

Пятиступенчатая коробка передач

Видеоролик, который демонстрирует принцип работы.

Несинхронизированые механические коробки передач

Скорости вращения шестерен ведомого вала значительно отличаются одна от другой. В этом случае, при попытке переключения передачи муфта просто не сможет соединиться с требуемой шестерней, а зубчатый венец будет разрушен. Для приблизительного уравнивания скоростей вращения шестерни и муфты используется прием под названием «двойной выжим». При переключении на более высокую передачу, водитель сначала выжимает сцепление, затем переводит рычаг переключения в нейтральное положение. Промежуточный вал, а следовательно, и ведомый, прекращают вращение. Затем отпускает сцепление, выжимает и включает нужную передачу.

При переключении с повышенной передачи на пониженную водителю необходимо провести подобные манипуляции, но в момент, когда коробка выключена, следует нажать на педаль акселератора. Этот прием называется «двойной выжим с перегазовкой».

Несинхронизированные МКП использовались в легковых автомобилях вплоть до 40-х годов двадцатого столетия. Сегодня они используются исключительно в спортивных машинах, и вот по каким причинам:

  1. Скорость переключения выше, чем у синхронизированных аналогов
  2. Лучше переносят ударные высокие нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации

Синхронизированные МКП

Данные типы коробок передач оснащены дополнительными элементами – синхронизаторами. Шестерни, располагающиеся на ведомом валу, имеют конусную торцевую поверхность. Между каждой шестерней и муфтой переключения находится бронзовое кольцо – синхронизатор. Начиная движение, муфта подхватывает кольцо и прижимает его к торцевой поверхности шестерни. За счет трения, скорости вращения шестерни и муфты уравниваются, после чего происходит их окончательное соединение с помощью зубчатого венца. На сегодняшний день все современные автомобили, на которых стоит 4-х, 5-ти или 6-ти ступенчатая МКП, оснащены синхронизаторами.

История развития МКП, от Ford T до Bugatti Veyron

Со времен появления первого автомобиля и по наши дни конструкторы используют следующие типы МКП:

  • 2-х ступенчатая планетарная коробка стояла на знаменитом Ford T, чей выпуск начался в 1908 году.
  • 3-х ступенчатая МКП появилась в 1920 году. Просуществовала до конца 60-х годов двадцатого века. Встречается на раритетных автомобилях, находящихся в частных коллекциях.
  • Четырехступенчатая МКП появилась на свет всего на три года позже трехступенчатой. Но из за отсутствия синхронизаторов плохо выдерживала ударные нагрузки при использовании неопытным водителем. Большинство производителей устанавливали на свои автомобили трехступенчатую МКП, четырехступенчатая считалась спортивной опцией.

  • Пятиступенчатая коробка передач появилась в 70-х годах прошлого столетия, а уже через десять лет ей оснащалось подавляющее большинство легковых автомобилей.
  • 6-ти, 7-ми, 8-ми ступенчатые коробки разрабатывались с 2000 года, и на данный момент устанавливаются на автомобили Элит класса. К примеру, 5-ти ступенчатая коробка, оснащенная двумя дополнительными передачами Overdrive, стоит на BMW M5.
  • Автоматические и полуавтоматические коробки передач

    Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.

    Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно.

    Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.

    Роботизорованная коробка передач представляет собой МКП, в которой функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. Электронный блок управления и электромеханические сервоприводы справляются с поставленной задачей не хуже профессионального гонщика.

    Сравнительная характеристика видов коробок передач

    Большинство неофитов, выбирающих свой первый автомобиль, задаются вопросом – какую коробку выбрать? Механику или автомат. А, может, робот? Четырехступенчатая механика не котируется, нужна как минимум, пятиступенчатая коробка передач. Или 7G-Nronic.

    Какая коробка передач лучше – зависит исключительно от условий эксплуатации.

    АКПП прекрасно себя зарекомендовала при городской езде. 5-ти или 6-ти ступенчатая, обеспечивающая плавный ход автомобиля, избавляющая водителя от частого переключения передач вовремя езды в вечерних «тянучках». Бывают экземпляры и с восемью ступенями. Но всякий комфорт имеет свою цену. Повышенный расход топлива и медленный разгон автомобиля – умеренная плата за возможность отдохнуть во время пути домой.

    Роботизированные коробки предоставляют своим хозяевам практически тот же уровень комфорта. Расход топлива держится на уровне механики, но вот скорость срабатывания оставляет желать лучшего. Изготавливаются роботы на основе современных 5-ти или 6-ти ступенчатых МКП. Прекрасный вариант для городской машины и езды на дальние расстояния по гладкой дороге.

    Механическая четырехступенчатая коробка звезд с неба не хватает, но прекрасно выполняет свое основное предназначение. Различные типы 5-ти и 6-ти ступенчатых коробок помотают с непривычки нервы в городе, но прекрасно покажут себя на трассе, поддерживая оптимальный режим работы двигателя.

    Что же важнее – комфорт в городе или могучий рывок на трассе, каждый должен решить для себя.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: