Як розшифровується МКПП. Пристрій механічної коробки передач. Нові розробки в світі КПП

Механічна трансмісія автомобіля призначена для зміни крутного моменту і передачі його від двигуна до коліс. Вона від'єднує двигун від ведучих коліс машини. Пояснимо з чого складається механічна коробка передач - як працює.

• картера;
• первинного, вторинного і проміжного валів з шестернями;
• додаткового вала і шестерні заднього ходу;
• синхронізаторів;
• механізму перемикання передач з замковим і блокувальним пристроями;
• важеля перемикання.

Схема роботи: 1 - первинний вал; 2 - важіль перемикання; 3 - механізм перемикання; 4 - вторинний вал; 5 - зливна пробка; 6 - проміжний вал; 7 - картер.
Картер містить основні деталі трансмісії. Він кріпиться до картера зчеплення, який закріплений на двигуні. Оскільки при роботі шестерні відчувають великі навантаження, вони повинні добре змащувати. Тому картер наполовину свого обсягу залитий трансмісійним маслом.

Вали обертаються в підшипниках, встановлених в картері. Вони мають набори шестерень з різним числом зубів.

Синхронізатори необхідні для плавного, безшумного і ненаголошеного включення передач, шляхом зрівнювання кутових швидкостей обертових шестерень.

механізм перемикання служить для зміни передач в коробці і управляється водієм за допомогою важеля з салону авто. При цьому замкове пристрій не зможе включатися одночасно двом передачам, а блокувальний пристрій утримує їх від самовільного вимкнення.

Вимоги до коробки передач

• Забезпечення найкращих тягових і паливно-економічних властивостей
• високий ККД
• легкість управління
• безударное перемикання і безшумність роботи
• неможливість включення одночасно двох передач або заднього ходу при русі вперед
• надійне утримання передач у включеному положенні
• простоту конструкції і невелику вартість, малі розміри і масу
• зручність обслуговування і ремонту

Легкість керування залежить від способу перемикання передач і типу приводу. Передачі перемикають за допомогою рухомих шестерень, зубчастих муфт, синхронізаторів, фрикційних або електромагнітних пристроїв. Для ненаголошеного перемикання встановлюють синхронізатори, які ускладнюють конструкцію, а також збільшують розміри і масу трансмісії. Тому найбільшого поширення набули ті, в яких вищі передачі перемикають синхронізаторами, а нижчі - зубчастими муфтами.

Як працюють шестерні?

а) Передаточне відношення однієї пари шестерень
Візьмемо дві шестерні і порахуємо число зубів. Перша шестерня має 20 зубів, а друга 40. Значить при двох оборотах першої шестерні, друга зробить тільки один оборот (передавальне число дорівнює 2).

б) Передаточне відношення двох шестерень
На малюнку б) у першій шестерні ( «А») 20 зубів, у другій ( «Б») 40, у третій ( «В») - 20, у четвертій ( «Г») - 40. Далі проста арифметика. Первинний вал і шестерня «А» обертаються зі швидкістю 2000 об / хв. Шестерня «Б» обертається в 2 рази повільніше, тобто вона має 1000 об / хв, а тому шестерні «Б» і «В» закріплені на одному валу, то і третя шестерня робить 1000 об / хв. Тоді шестерня «Г» буде обертатися ще в 2 рази повільніше - 500 об / хв. Від двигуна на первинний вал приходить - 2000 об / хв, а виходить - 500 об / хв. На проміжному валу в цей час - 1000 об / хв.

В даному прикладі передавальне число першої пари шестерень дорівнює двом, другої пари шестерень теж - двом. Загальне передавальне число цієї схеми 2х2 \u003d 4. Тобто в 4 рази зменшується число оборотів на вторинному валу, в порівнянні з первинним. Зверніть увагу, що якщо виведемо із зачеплення шестерні «В» і «Г», то вторинний вал обертатися не буде. При цьому припиняється передача крутного моменту і на провідні колеса авто, що відповідає нейтральній передачі.

Задня передача, тобто обертання вторинного валу в інший бік, Забезпечується додатковим, четвертим валом з шестернею заднього ходу. Додатковий вал необхідний, щоб вийшло непарне число пар шестерень, тоді крутний момент змінює напрямок:

Схема передачі крутного моменту при включенні задньої передачі: 1 - первинний вал; 2 - шестерня первинного вала; 3 - проміжний вал; 4 - шестерня і вал передачі заднього ходу; 5 - вторинний вал.

передавальні числа

Перша і передача заднього ходу - «найсильніші». Двигуну не важко крутити колеса, але машина в цьому випадку рухається повільно. А при русі в гору на «спритних» п'ятої та четвертої передачах мотору не вистачає сил. Тому доводиться переключатися на більш низькі, але «сильні» передачі.

Перша передача необхідна для початку руху, Щоб двигун зміг зрушити з місця важку машину. Далі, збільшивши швидкість і зробивши певний запас інерції, можете переключитися на другу передачу, більш «слабку», але більш «швидку», потім на третю і так далі. Повернення до нормального режиму руху - на четвертій (в місті) або п'ятої (на трасі) - вони самі швидкісні і економічні.

Які бувають несправності?

Важіль перемикання перекладається спокійним плавним рухом, з мікропауз в нейтральній позиції, щоб спрацювали синхронізатори, оберігають шестерні від поломок. При грамотному поводженні з ним і періодичну заміну масла в «коробці», вона не зламається до кінця терміну служби.

Шум при роботі, залежить в основному від типу встановлених шестерень, значно зменшується при заміні прямозубих шестерень косозубимі. Правильна робота також залежить від обслуговування в термін.

двигуни внутрішнього згоряння, Як бензинові, так і дизельні, мають досить вузький робочий діапазон. Механічна коробка передач необхідна для забезпечення оптимального режиму роботи силового агрегату.

Зміни передавального співвідношення здійснюється вручну, зазвичай перекладом важеля з одного положення в інше. Для забезпечення перемикань проводиться розрив потоку потужності за допомогою механічного зчеплення.

Екскурс в історію

На перших автомобілях не було звичного для нас редуктора з зубчастими передачами, зусилля на ведучі колеса передавалося ременем. Такий пристрій використовував Карл Бенц - для збільшення швидкості водієві необхідно було перекинути кільце з однієї пари шківів на іншу. Зубчасті колеса в трансмісії вперше застосував Вільгельм Майбах, в автомобілях його конструкції були механічні коробки.

Передача крутного моменту від неї на провідні колеса здійснювалася за допомогою сталевої ланцюга. Співісна коробка на початку 20 століття з'явилася на автомобілях Луї Рено, який також є винахідником карданного валу.

На перших порах в автомобілебудуванні переважала рознесена компоновка агрегатів, при якій редуктор розташовувався окремо від силового агрегату. Передача крутного моменту в них відбувалася через спеціальний вал, як було на моделі BMW 501.

Механічні коробки перших випусків були дуже складними, управління ними вимагало значних зусиль і хороших навичок. У 1928 році американський інженер Шарль Кетерінг з General Motors запропонував пристрій для синхронізації. Перша вдала коробка, споряджена таким механізмом, була встановлена \u200b\u200bна автомобілі «Корвет». На європейському континенті лідером в розробці трансмісій стала компанія ZF.

Міцно закріпилася назва МКПП має наступну розшифровку абревіатури -механічна коробка перемикання передач. Раніше в назві під першою літерою П розумілося слово зміни, проте з часом воно було замінено на більш підходящого змісту. Скорочене найменування механічної коробки в технічних описах часто фігурує з числом, що позначає кількість ступенів.

Сучасна МКПП має досить досконалий пристрій, що забезпечує, крім перемикання передач в русі, виконання ряду функцій:

• забезпечення переміщення автомобіля заднім ходом;
• роз'єднання трансмісії і працюючого двигуна автомобіля під час короткочасних зупинок;
• наявність нейтрального положення коробки дозволяє виконувати пуск двигуна.

Автомобілі, оснащені такого роду трансмісіями, при інших рівних показниках економічніше машин з автоматичною трансмісією.

Принцип роботи МКПП

Початок руху машини, повільна їзда по поганій дорозі викликає великий опір. Автомобілю з механічною коробкою передач в такому режимі потрібно максимально великий крутний момент.

КПП при цьому виконує функції понижуючого редуктора і навіть при великих оборотах транспортний засіб рухається з відносно невеликою швидкістю. Після припинення розгону водій перемикає режим, і частота обертання коленвала знову повертається в оптимальний діапазон.

Рівномірний переміщення по площині вимагає менших зусиль, які і забезпечуються підвищеними передачами.

Принцип роботи механічної коробки передач полягає в створенні з'єднань між ведучим (вхідним) валом і веденим (вихідним) через поєднання шестерень з різною кількістю зубів. Це дозволяє підлаштовувати трансмісію під мінливі умови руху транспортного засобу.

Для чайників, як прийнято називати неспеціалістів, принцип роботи механічної коробки передач можна пояснити буквально в декількох словах. Пристрій забезпечує нормальну роботу двигуна за рахунок зміни числа обертів, збільшуючи або зменшуючи зусилля на провідних колесах. Це дозволяє утримувати найкращий режим роботи силового агрегату при рушанні з місця, розгоні та зниженні швидкості.

Такий принцип роботи МКПП зберігається у всіх машин: і з повним, і з заднім, і з переднім приводом. Пристрій трансмісії в кожному окремому випадку має свої особливості, але при цьому основні елементи конструкції та їх призначення зберігаються. Зміна передавального числа відбувається за рахунок введення в дію певної комбінації з шестерень з різною кількістю зубів.

Дані співвідношення для кожного двигуна підбираються індивідуально в ході розрахунково-конструкторських робіт і натурних випробувань. При цьому враховується безліч чинників і, в першу чергу, параметри двигуна. Фізичний принцип роботи МКПП при цьому залишається незмінним, водій керує зміною режиму вручну шляхом переведення важеля з одного положення в інше.

Відео - механічна коробка передач, принцип роботи:

Наочне уявлення про принцип роботи МКПП можна отримати після перегляду відео ролика. Схематичне анімоване зображення якнайкраще демонструє взаємодію деталей між собою. Такі матеріали забезпечують розуміння процесів, що відбуваються, особливо при перемиканні режимів роботи.

Пристрій

Конструкція МКПП мало змінилася з тих пір, як були зроблені і запатентовані основні її елементи. Механічна коробка перемикання передач складається з наступних деталей і вузлів:

• картер;
• вхідний, вихідний і проміжний вали;
• синхронізатори;
• провідних і ведених шестерень;
• механізму перемикання передач.

Зібрані в єдиному корпусі деталі взаємодіють між собою, забезпечуючи передачу крутного моменту. Пристрій механічної коробки передач залежить від особливостей конструкції і кількості валів - за цією ознакою вони діляться на двох- і трьох вальні. Остання компоновка називається соосной і в технічній літературі її прийнято називати класичною.

Вали і блоки шестерень

У такій конструкції провідний і ведений вали розміщені картері коробки один за іншим. У хвостовику первинного вала встановлений підшипник, на який спирається кінець вторинного. Відсутність жорсткого зв'язку дозволяє їм обертатися незалежно один від одного з різною частотою і в різному напрямку. Нижче під ними розташовується проміжний вал, передача зусилля відбувається через блоки шестерень встановлених на зазначені деталі.

З метою зниження шумності редуктора, шестерні в ньому робляться косозубиє. При виготовленні даних деталей використовується жорстка система допусків, і велика увага приділяється якості обробки поверхонь, що сполучаються.

На ведучому валу класичної механічної коробки жорстко закріплено кілька шестернею різного діаметру і відповідно з різною кількістю зубів. В окремих випадках вузол робиться цільним, що забезпечує йому максимальну міцність.

Шестерні на вторинному валу можуть встановлюватися двома способами:

• рухомо на шліцах;
• фіксовано на маточинах.

З'єднання з провідним валом в першому варіанті відбувається за рахунок поздовжнього переміщення веденої шестерні по шліцах до входження в зачеплення в провідній. Така схема відрізняється простотою і надійністю і отримала досить широке поширення.

В іншій конструкції поздовжнє переміщення деталей виключається і з'єднання відбувається за допомогою ковзної муфти.

Відео - як відбувається передача крутного моменту в МКПП:

Кутові швидкості ведучого вала і веденого зрівнюються за допомогою спеціального пристрою, який називається синхронізатором. У коробках передач спортивних автомобілів або машин спеціального призначення замість даних вузлів можуть використовуватися кулачкові муфти.

механізми управління

За всю історію розвитку автотранспорту було розроблено безліч оригінальних конструкцій. Найбільшого поширення набула компоновка, яка використовується в сучасних агрегатах.

Управління механічною коробкою передач здійснюється спеціальною конструкцією, що складається з наступних елементів:

• важеля;
• приводів;
• повзунів;
• вилки;
• замку;
• муфти перемикання передач.

Зміни режимів роботи агрегату проводиться водієм шляхом переміщення важеля з одного положення в інше. Через приводи задіюються повзуни. Захистом від одночасного включення є спеціальний блокуючий механізм - замок. У триходових коробках він унеможливлює переміщення двох повзунів при русі третього.

Цей вузол пускає в хід вилку перемикання передач, яка викликає зміщення муфти. Дана деталь являє собою товстостінні кільце зі шліцами на внутрішній поверхні. Вони знаходяться в постійному зачепленні з зубчастим вінцем веденого вала, за яким муфта переміщається уздовж нього. Аналогічні шліци є і на бічній поверхні відомої шестерні.

При перемиканні передач важіль спочатку перекладається в нейтраль, з якої виробляється вибір потрібного режиму. За цей час синхронізатор вирівнює кутові швидкості, і шестерня блокується муфтою. Крутний момент з первинного вала передається на вторинний і далі через головний редуктор на провідні колеса.

Синхронізатор забезпечує безударное перемикання, при цьому час його спрацьовування не перевищує декількох сотих часток секунди.

Відео - пристрій зчеплення і МКПП, наочний розповідь від компанії Тойота:

М'якість роботи механічної коробки передачво чому залежить від загального стану деталей і, особливо, даного вузла.

Синхронізатор є бронзове кільце з зубчастим вінцем на внутрішній стороні. При русі муфти вона спочатку притискає деталь до конусної поверхні на боковині відомої шестерні, що виникла при цьому сили тертя досить для вирівнювання частоти обертання валів. Після синхронізації відбувається блокування зубчастого колеса муфтою перемикання.

Як перемикати швидкості на механічній коробці передач

Експлуатація автомобілів з МКП і управління ними має цілий ряд особливостей, які необхідно знати водієві. Виникає закономірне питання: як користуватися механічною коробкою передач? Навчання цьому починається у, починаючи від показу інструктором до напрацювання автоматичного навички в перемиканні передач.

Як перемикати швидкості на механічній коробці передач зазвичай вказано на схемі, нанесеної на зовнішню поверхню рукоятки важеля. В цілому процес виглядає наступним чином:

• водій вичавлює зчеплення лівою ногою;
• рукою переводить важіль з одного положення в інше;
• плавно відпускає педаль зчеплення і плавно натискає на акселератор.

Перемикання передач у механічної коробки здійснюється відповідно до схеми, яка вказується в технічної документації до автомобіля. досвідчені водії рекомендують дотримуватися наведених нижче правил, які дозволять збільшити ресурс агрегату:

• використання прямої передачі (зазвичай четвертої) дозволить значно зменшити споживання палива;
• перемикання швидкостей на механічній коробці передач слід виконувати строго відповідно до розробленої виробником інструкцією;
• включення задньої передачі виробляти тільки після повної зупинки автомобіля;
• педаль зчеплення вичавлюється швидко і до упору її в підлогу, відпускати ж слід плавно без ривка;
• на обмерзлій або мокрій дорозі рух накатом неприпустимо;
• при проходженні поворотів не рекомендується проводити перемикань передач;
• ефективним на вільній дорозі є прийомом гальмування двигуном шляхом послідовного зниження передачі до мінімальної;
• періодичний контроль рівня масла в коробці і своєчасна заміна в процесі технічного обслуговування забезпечить збільшення її ресурсу.

Відео - поради як перемикати швидкості на механічній коробці передач:

Освоєння прийомів керування автомобілем вимагає постійної практики. Дії інструктора показані в найдрібніших подробицях, спостереження за ними дозволить сформувати правильні м'язові реакції у початківця водія.

Масло для механічної коробки передач

Технічне обслуговування агрегатів трансмісії проводиться відповідно до сервісною книжкою. У більшості коробок МКПП заміна експлуатаційної рідини здійснюється через кожні 50-60 тисяч км пробігу. За цей період в ній накопичуються продукти зносу і губляться змащувальні властивості.

При ТО слід лити для механічної коробки передач, вказане в інструкції з експлуатації. Особливо це стосується машин іноземного виробництва, Застосування невідповідного масла може привести до зносу і навіть поломки агрегату.

Для відповіді на питання яке масло в МКПП слід ознайомитися з записами в сервісній книжці, де робляться відмітки про марку технічної рідини.

Існуючі різновиди коробок перемикання передач, по суті, є відповіддю на попит автолюбителів. Коробка спільно з рульовим колесом дає можливість ефективно управляти можливостями сучасного автомобіля. Комусь подобається комфорт, хтось швидко втомлюється від управління, хтось взагалі нічого не вміє і боїться. У сучасній класифікації розрізняють три основних види коробок передач і їх варіанти:

• механічна система, ручного способу перемикання передач;
• автоматична багатоступенева КПП;
• бесступенчатая система варіатора;
• роботизована коробка.

Незважаючи на те, що останній вид вважають варіантом механічної коробки передач, існуючі відмінності від класичної схеми дозволяють її виділяти в окремому рядку. Можна сміливо визначати її в окремий вид коробки передач.

Двигун внутрішнього згоряння не здатний ефективно працювати в найширшому діапазоні оборотів обертання, тому використовують різні види коробок передач, що знижують швидкість обертання робочих валів трансмісії. Це відбувається або за допомогою набору зубчастих шестерень і коліс, як в основних видах коробок передач, або з допомогою штовхають ременів і шківів - в вариаторной схемою коробки.

Варіаторная КПП найбільше відповідає образу життя сучасної людини і дозволяє взагалі відмовитися від управління трансмісією. Перша вимагає максимальної участі водія в управлінні швидкістю і обертовим моментом коліс. Автомат сильно полегшив життя людини за кермом, але вимагає ретельного ставлення до своєї роботи.

Перш ніж відповісти на питання - який вид коробки передач краще вибрати, слід визначити своє ставлення до машини і ступінь своєї участі в управлінні автомобілем.

Прості і надійні ручні системи

механічна система перемикання, іменована ще «механікою» або «ручкою» - найпоширеніший і простий вид коробки перемикання передач. В сучасних автомобілях вона представлена \u200b\u200bдвома видами:

• многовальной, в якій шестерні знаходяться на двох або трьох паралельних валах і входять в зачеплення по черзі в залежності від необхідного передавального числа;
• планетарної, в якій шестерні та зубчасті колеса знаходяться в постійному зачепленні в декількох рядах, вибір пари з необхідним передавальним числом виконується за допомогою фрикційних або фрикційних пакетів.

У колісному транспорті планетарний вид механіки використовується тільки в автоматичних коробках, в гірських велосипедах і військовій техніці. Планетарка компактніше і легше многовального виду механізму, але значно дорожче у виробництві.

сучасні легкові машини з приводом на передні колеса мають двохвальною схему і мінімум 5 ступенів передач для руху вперед і одну назад. Дорожчі моделі авто можуть бути оснащені шестиступінчастою коробками передач. При цьому 5-я і 6-я є підвищують - вихідний вал коробки передач обертається з більш високими оборотами коленвала двигуна. Цього більш ніж достатньо для ручного управління.

Основна проблема механічної коробки передач полягає в тому, щоб при перемиканні по команді ручки плавно і безударно вводити в зачеплення пари косозубих шестерень, що мають різні кутові швидкості. Для вирівнювання оборотів в коробці кожна пара шестерень оснащена кільцем синхронізації, виготовленим з бронзи.

При перемиканні передачі водій вимикає зчеплення, тим самим дає можливість синхронізатором вирівняти швидкості обертання шестерень. Після чого ручкою перемикання або безпосередньо, або через систему тяг або тросових приводів, Переміщають зубчасту муфту включення всередині корпусу коробки, тим самим ввівши в зачеплення необхідну пару шестерень. Залишається тільки відпустити педаль зчеплення і продовжити рух.

Такі механічні коробки називаються синхронізованими. Керувати ними досить просто і зручно при наявності певного досвіду водіння автомобіля. Правда, неповне вимикання зчеплення, пробуксовка або інші проблеми з відключенням трансмісії приводять до того, що синхронізатори механіки починають інтенсивно зношуватися, аж до неможливості включення передачі без проміжної постановки ручки на нейтральне положення. Перехід на наступну передачу відбувається після повторного вичавлювання зчеплення. Подібний спосіб перемикання широко використовувався раніше і використовується зараз на вантажному транспорті з механікою, що не оснащеної системою синхронізаторів.

Важливо! Зношені синхронізатори, крім утрудненого включення передачі, ведуть до інтенсивного зносу вінців шестерень, місцевим викришування окремих ділянок зубів.

Механічна коробка передач - найнадійніша і економічна, вимагає від водія достатньої кваліфікації і важкої праці по постійному переключення передач в парі з відпрацюванням педаллю виключення зчеплення. Але, як не дивно, багатьма водіями свідомо робиться вибір на користь механіки. На їхню думку, механіка, навіть при підвищеному фізичному навантаженні, доставляє більше задоволення від керування авто, ніж роботизовані або автоматичні коробки.

Секвентальная КПП, як найвища точка розвитку механіки

Точніше буде назвати цю коробку - механічною коробкою передач з секвентальним, або рядним способом перемикання. Ідея прийшла з області розробок для спортивних швидкісних машин. Сучасна секвентальная коробка передач побудована за схемою звичайної механічної коробки з електронним управлінням приводу зчеплення і гідравлічним приводом перемикання передач. особливістю секвентальною коробки є дотримання суворої послідовності передач.

З переваг секвентального механізму можна відзначити:

• висока швидкість перемикання передачі;
• дотримання послідовності перемикання дає можливість «безболісно» працювати з дуже великими оборотами двигуна і потужностями;
• спосіб управління за допомогою підрульових пелюсток дозволяє досить комфортно контролювати рух навіть на великих швидкостях або в непростих дорожніх умовах.

У подібних коробках використовують прямозубиє шестерні і не застосовують синхронізатори включення. Вирівнювання швидкостей обертання шестерні і колеса здійснюється комп'ютером по датчику швидкості. Замість зубчастої муфти варто кулачковий механізм включення передач. Завдяки цьому час включення швидкості приблизно на 70-80% менше, ніж у звичайної механіки. Для роботи гідроприводів використовують окремий вузол - акумулятор робочої рідини високого тиску.

Роботизовані системи коробки передач

На відміну від секвентального систем, роботизований вид коробки має електромеханічний привід включення пари шестерень. Основу схеми складає механічна коробка передач, побудована на системі двох робочих валів-рядів передач. Парні номери зібрані на одному валу, непарні - на іншому. Кожен з валів має власний диск зчеплення і може включатися-вимикатися незалежно.

Такий вид коробки використовує преселективний режим. Хитрість конструкції полягає в тому, що комп'ютер заздалегідь, використовуючи дані про режим роботи трансмісії, обчислює найбільш підходящу для включення наступну передачу. За допомогою соленоїда виконує її зачеплення на протилежному ряду передач при вимкненому зчепленні. У момент перемикання залишиться тільки включити зчеплення і продовжити рух. Завдяки цьому перемикання відбувається з дуже високою швидкістю.

У своєму роді коробки-роботи займають проміжне положення між автоматичними коробками і механікою. При цьому по виконуваних функцій і ступеня комп'ютеризації цей вид коробки можна назвати більш автоматичним, ніж існуючі гідромеханічні системи.

Найбільш відомим і розрекламованим роботизованим видом КПП називають семиступінчасті коробки системи DSG, що встановлюються на моделі VW з невеликим об'ємом двигуна. Відгуки про роботу - від рекламно-хвалебних захоплень до відкрито негативних.

Якщо ви надумали купити авто з подібною системою передач, варто враховувати наступне:

1. роботизована коробка - дуже складний механізм, найменше цей вид коробки призначений для швидкісного запису гуми в божевільних гонках. Коробки складно управляються, обслуговуються і ремонтуються.
2. До управління на DSG слід звикати не менше двох тижнів. Шанувальникам механіки цей вид здається повільним і непередбачуваним, водіям, пересів з гідромеханічних коробок - смикає невпопад.
3. Уже зараз якість роботів дозволяє надавати 5-ти річну гарантію і 150 тис. Пробігу.

Цікаво! При всіх критичних зауваженнях роботи дешевше у виготовленні, мають більш високий ККД і, за заявами експертів, можливо, саме цей вид витіснить застарілу гідромеханіку з ринку легкових автомобілів.

Найскладніший вид трансмісії - автомати і варіатори

Чим більше функцій виконує коробка передач, тим складніше її виробництво, нижче надійність і вище вартість. Найбільш дорогими і неекономічними завжди були і залишаються всі види автоматичних коробок передач автомобіля. Конструкція цього виду представлена \u200b\u200bгідромеханічними і адаптивними коробками передач. В основі схеми лежать два основних агрегату - гідротрансформатор і планетарна коробка передач.

В сучасних автоматичних коробках передач гідротрансформатор виконує роль компенсатора, що збільшує або зменшує на невелику величину основну передачу планетарного механізму. Таким чином, спільна робота двох агрегатів забезпечує оптимальне число передачі трансмісії в конкретних умовах.

Великі втрати в гідравліки змусили інженерів кілька удосконалити роботу цього виду автомата. Тепер робота гідротрансформатора на швидкостях понад 20 км / год блокується муфтою, а передача крутного моменту виконується безпосередньо через фрікціони на планетарну коробку.

У ряді випадків, замість підключення гідротрансформатора, його функції на перехідних режимах забезпечуються пробуксовкою пакетів фрикційних накладок, що простіше і ефективніше.

Однією з різновидів автоматичної трансмісії є адаптивна автоматична коробка, в якій комп'ютерним блоком управління здійснюється підбір найбільш відповідного передавального числа в планетарної коробці.

цей вид автоматичної коробки поки залишається поза конкуренцією в трансмісії авто підвищеної прохідності, Позашляховиках і машинах з великим об'ємом двигуна. В обслуговуванні та ремонті складний, вимагає високої кваліфікації і якісних витратних матеріалів.

вариаторні системи

В результаті 30 років еволюції перших воротарів для малопотужних мотоколясок та скутерів технологам вдалося довести рівень надійності і довговічності штовхає ременя (основного елемента безступінчатого варіатора) до цілком прийнятної величини пробігу в 150 тис. Км. Сам штовхає ремінь представляє диво інженерної думки. Він виготовлений з великого числа абсолютно однакових металевих елементів, завдяки чому ремінь може бути гнучким і жорстким одночасно.

У роботі він взаємодіє з двома шківами - вхідним і вихідним, забезпечуючи практично будь-яке передавальне значення коробки передач. Сучасні варіатори отримали прийнятно високий ККД і можливість працювати з двигунами потужністю до 100 к.с. Варіатор можна назвати першою з систем, по-справжньому здатних безперервно змінювати передавальне число трансмісії.

Цей вид автоматики не любить пробуксовки, украй уразливий при низькому як гідравлічна рідина. У більшості випадків варіатор комплектують з гидротрансформатором.

Переваги - дуже точний підбір необхідного передавального числа трансмісії. Цей вид коробки примхливий, доріг у виготовленні і обслуговуванні і в найближчому майбутньому навряд чи вийде з ніші малолітражних автомобілів.

Ще інформації про різні види КПП на відео:

Практично будь-який сучасний автомобіль (крім електрокарів) обов'язково оснащується коробкою передач. Найбільш популярними є такі види коробок передач:

1. Автоматична коробка передач;
2. варіатор;
3. Роботизована коробка передач.

Найбільш поширеною в Росії є механічна коробка передач. коробками даного типу оснащені практично всі вітчизняні автомобілі і більша частина іномарок.

Призначення і пристрій механічної коробки передач

Механічна коробка перемикання передач потрібна в автомобілі для зміни передавального відношення від мотора до коліс. Перемикання швидкостей відбувається за рахунок мускульної сили водія, його механічних зусиль по відношенню до МКПП. Саме тому така КПП і називається ручна коробка передач. Водій сам контролює, коли слід перемикати селектор МКПП на більш високу або низьку передачу. Сучасні МКПП бувають 5, 6 і навіть 7-ми ступінчастою. Найбільш часто в сучасних автомобілях використовується 6-ти ступінчаста коробка передач.

Крім цього, кожна МКПП коробка має задню і нейтральну передачу. Задня дозволяє машині рухатися назад, нейтральна передача - це коли відсутня обертання від мотора до приводу ведучих коліс.

Принцип роботи механічної коробки передач

Пристрій механічної коробки передач включає в себе:

1. Саму коробку, яка представляє собою багатоступінчастий редуктор;
2. зчеплення;
3. Різні вали і шестерні.

Якщо пояснювати принцип роботи МКПП для чайників, то можна сформувати його так:

1. Шестерні змінюють частоту оборотів між валами. Шляхом заміни розмірів шестерень, відбувається перемикання на підвищену або знижену передачу;
2. Без зчеплення перемикання передач на ходу неможливо. Його робота полягає в роз'єднанні мотора і трансмісії. Дана процедура допомагає перемикати передачі, які не розбиваючи шестерні і вал.

Кожна МКПП (якщо це не інноваційна модель) влаштована за схожою конструкції. На валах (на їх осях) розташовуються зубчасті шестерні. МКПП бувають з двома або трьома валами, а корпус називається картером.

Пристрій трёхвальной системи

Трёхвальная система обладнана трьома валами:

1. Провідним валом;
2. Проміжним валом;
3. Веденим валом.

Принцип роботи механіки полягає в тому, що на ведучому валу є шліци, а сам вал з'єднується зі зчепленням. На шліцах переміщається диск зчеплення, а сама вісь передає свою енергію проміжного валу, який з'єднується з шестернею провідного.

Ведений вал механічної коробки передач за допомогою підшипника всередині першого вала з'єднується з ведучим і розташовується таким чином, що осі веденого і ведучого співвідносяться між собою. У свою чергу така будова дозволяє їм обертатися незалежно один від одного. Шестерінки відомою осі жорстко не зафіксовані по відношенню до веденого валу, а самі шестерні мають спеціальні разграничители - синхронізатор-муфту. Такі разграничители, на відміну від блоків шестерень, міцно прикріплені до веденого валу. Однак це не заважає їм переміщатися по шпіц уздовж осі.

Торці муфти-синхронізатора мають форму зубчастих вінців, що дозволяє їм стикатися з вінцями на торцях шестерень веденого вала. В даний час пристрій передач оснащується такими синхронізаторами на всіх передніх передачах.

Разграничители-муфти при нейтральному режимі, який характеризується плавним обертанням шестерень, разималась. У момент перемикання важеля на одну з можливих ступенів при повному вичавлюванні зчеплення, вилка в коробці передач направляє муфту-синхронізатор на зіткнення зі своєю парою на торці шестерінки. Таке зачеплення дає жорстку фіксацію шестерні з валом і, як наслідок, передачу зусилля і обертання.

При заднеприводном типі авто передача крутного моменту і оборотів на провідні колеса відбувається через карданний вал, А при переднеприводном - за допомогою ШРУСов і редуктора. У разі, якщо відсутня шестерня, і муфта чіпляє безпосередньо підпорядкований і ведучий вали, коробка перемикання передач дає максимально можливий коефіцієнт корисної дії. Для задньої передачі пристрій коробки оснащується шестернею, що дозволяє змінювати напрямок обертання в зворотному порядку.

Останнім часом виробники механічних коробок передач віддають перевагу шестерінки з косим зубом. На відміну від прямозубих, такі шестерні виробляють мінімум шуму при роботі і відрізняються більшою зносостійкістю. Термін придатності таких шестерень обумовлений матеріалом, з якого вони виготовляються: сталь високолегована, загартована струмом високої частоти і нормалізувати для зняття напруги.

Пристрій двохвальною коробки

Робота МКПП, оснащеної двохвальною коробкою, проходить за тим же принципом, що і трёхвальной. Єдиною відмінністю є схема розташування шестерень. Замість однієї на провідній осі, тут розташований цілий блок з шестерень. Проміжний вал відсутній, зате два залишилися вала йдуть паралельно один до одного.

В цілому, двухвальная система відрізняється більшим коефіцієнтом корисної дії, але передавальне число на таких системах досить низька. Саме з цієї причини двухвальні КПП встановлюються лише на легкові автомобілі. Для вантажівок величина передавального числа повинна бути вище.

Для чого служить синхронізатор в МКПП

Більшість легкових автомобілів, як вітчизняних, так і іномарок, мають МКПП, в яких є синхронізатор. Даний елемент допомагає вирівнювати швидкість шестерень, що призводить до зниження рівня шуму і більш легкому переключення передач, чого неможливо домогтися, якщо в коробці не варто синхронізатор.

Як відбувається процес перемикання передач

Неважливо, який привід у вашому автомобілі, передній або задній, за процес перемикання передач завжди відповідає спеціальний важіль. Якщо подивитися на МКПП в розрізі, можна помітити, що розташування важеля на передньому приводі значно відрізняється від його ж розташування на задньому приводі.

Автомобілі з заднім приводом мають більш просту схему розташування важеля перемикання КПП, що спрощує їх ремонт і технічне обслуговування. Важіль розташований прямо на корпусі КПП, механізм перемикання захований всередині корпусу. дане розташування має безліч плюсів, але, на жаль не позбавлене мінусів.

Плюси конструкції:

1. Дуже просте рішення, що істотно спрощує процес ремонту своїми руками;
2. Перемикання передач відбувається дуже чітко;
3. Зважаючи на відсутність «зайвих» вузлів, дана конструкція дуже довговічна.

Мінуси конструкції:

1. Неможливо встановити дану систему на автомобілі з переднім приводом;
2. Якщо у автомобіля із заднім приводом двигун розташований ззаду, то це так само унеможливлює застосування даної конструкції (таких автомобілів дуже мало).

У машинах з переднім приводом важіль перемикання коробки передач може розташовуватися в наступних місцях:

1. На підлозі, в проміжку між передніми кріслами;
2. Безпосередньо на рульовій колонці;
3. Біля панелі приладів.

Така особливість призводить до того, що багатоступенева механічна коробка передач на автомобілях з переднім приводом працює тільки дистанційно, з використанням лаштунків або тяг. Така особливість конструкції також має свої плюси і мінуси:

1. Важіль розташований більш комфортно для водія, так як його положення не залежить від того, де знаходиться МКПП;
2. Вібрація, яка створюється в КПП, не передається на важіль перемикання швидкостей;
3. Відкриває широке поле діяльності для автомобільних дизайнерів, які можуть помістити важіль КПП в будь-який зручний для них місце.

Мінуси даної конструкції полягають в наступному:

1. Складніша в технічному плані система вимагає більше уваги і є менш довговічною;
2. Після тривалої експлуатації часто з'являються люфти;
3. Немає такої чіткості перемикання передач, як у варіанті з КПП на заднеприводном автомобілі;
4. Періодично доводиться регулювати тяги, що може зажадати кваліфікованого втручання фахівців автосервісу.

Переваги та недоліки МКПП

Будь-яка система, в тому числі і КПП, має кілька різних конструкцій, що володіють різними плюсами і мінусами. Розглянемо, чим МКПП відрізняється від інших типів КПП:

• Головним плюсом використання МКПП є її ціна. Більшість бюджетних автомобілів комплектуються саме механікою. Звичайно, не варто очікувати того, що на «бюджетник» вам встановлять шестиступінчасті МКПП або новітню механіку з сімома ступенями (такі коробки іноді помилково називають коробками сьомого покоління);
• Якщо порівнювати МКПП з гідромеханікою, то МКПП буде набагато легше по вазі і володіти більш високим ККД;
• МКПП не вимагає такого охолодження, як АКПП;
• Простота і надійність конструкції (навіть у варіанті з МКПП для автомобілів з переднім приводом);
• Автомобілі з МКПП більш економічні, ніж з АКПП (це не відноситься до новітнім моделям АКПП, які можуть бути економічніше «механіки»);
• Ремонт автомобіля з МКПП не викликає складнощів і може бути проведений самостійно;
• МКПП більше підходить для спортивних автомобілів, дозволяючи застосовувати техніки екстремального водіння, контрольованого заносу і так далі;
• Автомобіль, обладнаний МКПП можна завести штовханням, а якщо не вийде, то відбуксирувати на будь-яке потрібне відстань.

Недоліки МКПП полягають в наступному:

• Перемикання передач займає більше часу, ніж при використанні АКПП, так як відбувається роз'єднання двигуна і трансмісії в момент перемикання;
• Для плавного перемикання передач необхідні навички водіння з таким типом КПП;
• Зчеплення часто виходить з ладу і потребує заміни;
• При їзді на автомобілі з МКПП водій більше втомлюється, так як змушений постійно перемикати передачі. Особливо ця проблема актуальна у великих містах.

Поступово світова автомобільна промисловість скорочує кількість автомобілів з МКПП, особливо для ринків країн з високим рівнем життя.

Технічне обслуговування МКПП

ТО для МКПП полягає, як правило, в перевірці рівня масла в ній. Необхідно стежити, чи немає патьоків на картері, стиках і заливних і зливних пробках.

Автомобілі, обладнані бортовим комп'ютером, Можуть сигналізувати власнику про проблеми з вузлом МКПП. Кожних сигнал комп'ютера розшифровується, після чого приймаються відповідні заходи. Розшифровка може бути в мануалі до вашого авто чи в спеціальній програмі на ноутбуці, який можна підключити до бортової системи автомобіля. У більшості іномарок масло в коробці не змінюється, якщо немає ніяких неполадок. Необхідно тільки зрідка перевіряти його рівень (якщо немає слідів витоків).

МКПП - система досить проста і ремонтопридатності. Якщо вам потрібен простий і надійний автомобіль, То вибирайте машину, обладнану МКПП.

Якщо у вас виникли питання - залишайте їх у коментарях під статтею. Ми або наші відвідувачі з радістю відповімо на них

Всі автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння неодмінно оснащені коробками передач. Будь автолюбитель знає, скільки всього існує і яких різновидів цього пристрою, а також приймає факт, що найпоширенішою на сьогоднішній день є механічна коробка передач. Її коротке позначення - МКПП. Основна відмінність, крім конструкційних і показових, полягає в тому, що перемикання передач повністю контролюється водієм. Розберемося докладніше, що собою являє названа різновид КП.

Як працює механічна КП? Що вона собою являє? Давайте розберемося.
Механічна коробка передач виконує просту і зрозумілу функцію: зміна передавального відношення швидкості обертання коліс від мотора. Важлива складова частина її - передавальний механізм зубчастого (найчастіше) виду. Ми вже з'ясували, що функціонує механічна КП шляхом маніпуляцій водія, який самостійно вирішує, яке в даний момент значення передавальних чисел потрібно для коректної роботи всього авто.Отсюда і назва - механічна, що передбачає повністю ручне управління.

Принцип роботи МКПП

У загальному і цілому, КП - це ступінчасті редуктори закритого типу. У себе вони містять зубчасті шестерні, які в залежності від затребуваності в даний момент можуть бути зчеплені і можуть змінювати обороти і між вхідним і вихідним валами, а так само їх частоту.

Важливо! «Простіше кажучи, принцип дії механічної коробки передач полягає в тому, що на різних ступенях вхідного і вихідного валів відбувається перемикання (вручну) і з'єднання різних комбінацій шестерень». Слід розглянути ще одне важливе питання: пристрій МКПП.

Варто розуміти, що сама по собі будь-яка коробка передач не зможе функціонувати окремо від інших, не менш важливих вузлів автомобіля. Одним з них є зчеплення. Даний вузол здійснює роз'єднання мотора і трансмісії в необхідний момент часу. Це дозволяє здійснювати перемикання передач без наслідків для автомобіля при збереженні оборотів двігателя.Налічіе зчеплення і необхідність його застосування обумовлена \u200b\u200bтим, що МКПП пропускає через свої шестерні великий за значенням крутний момент.Так ж важливо знати, що будь-яка коробка передач за умови класичної конструкції має осі валів, на які нанизані зубчасті шестерні. Про них ми згадували раніше. Корпус при цьому зазвичай називають «картером». А найпоширенішими компонуваннями є трьох- і двухвальні.

У перших розташовані:

• провідний вал;
• проміжний вал;
• ведений вал.

Ведучий вал зазвичай з'єднується зі зчепленням, а вже по ньому здійснюються переміщення особливого диска (його називають диском зчеплення). Далі обертання йде до проміжного валу, який міцно з'єднаний з шестерінкою первинного вала.Прі розгляді конструктивних особливостей МКПП слід брати до уваги особливу прихильність веденого вала. Часто він Соос з провідною віссю, і з'єднані вони за допомогою підшипника, що знаходиться всередині провідного вала. Такий пристрій забезпечує незалежність їх обертань. Блоки шестерень з веденого вала не зафіксовані, а самі шестерні обмежені спеціальними муфтами. Вони так само можуть зміщуватися по осі.Прі включеної нейтральній передачі забезпечується вільне обертання шестерень. Тоді муфти набувають розімкнуте положення. Після того, як водієм вижато зчеплення, а передача переключена, скажімо, на першу, спеціальна вилка в КП перемістить муфту таким чином, що вона зачепиться за необхідну пару шестерень. Так здійснюється передача обертання і зусилля, спрямованого від двигуна.

Такий пристрій і принцип роботи дуже схожі з тривісною версією МКПП.Стоіт відзначити, що двухвальні механічні коробки передач володіють великим коефіцієнтом корисної дії, але через особливості своєї конструкції і пов'язаного з цим обмеження на допустимо можливе підвищення передавального числа використовуються тільки в легкових автомобілях. також важливим елементом в конструкції механічних коробок перемикання передач є синхронізатори.

Раніше, коли перші зразки таких КП ними не оснащуються, водіям доводилося здійснювати подвійний вижим для рівняння окружних швидкостей шестерень. З появою синхронізаторів ця необхідність ісчезла.Следует відзначити, що синхронізатори не застосовуються для коробок передач з великим їх числом (коли мова йде, скажімо, про 18 ступенях), адже з технічної точки зору комплектації такого формату просто неможлива. Так само для збільшення швидкості перемикання передач синхронізатори не застосовуються при конструюванні спорткаров.Сінхронізатори функціонують таким чином: коли керуючий перемикає передачі, муфта зміщується до потрібної шестірні. Зусилля надходять на блокувальний кільце муфти, і завдяки їхній силі тертя поверхні зубів починають своє взаімодействіе.Механіческая коробка передач принцип роботи має, як ми з'ясували, доступний і зрозумілий. Розглянемо тепер питання, що стосуються перемикання передач.

Переключення передач

Тепер, коли ми знаємо, як працює коробка передач механічного принципу управління, важливо розібратися з самим процесом перемикання. За цей процес відповідальним виступає спеціальний механізм.Автомобілі з заднім приводом оснащуються важелем перемикання саме на самій МКПП. Механізм же прихований в корпусі, а важіль дозволяє робити керування. Цей варіант розташування характеризується деякими перевагами і недоліками. Серед достоїнств:

• доступність і простота з точки зору конструкційних рішень;
• чітке перемикання;
• високий термін служби.

До недоліків відносяться:

• неможливість розташувати мотор в задній частині машини;
• неможливість застосування на автомобілях з переднім приводом.

Якщо автомобілі оснащені переднім приводом, то важелі передбачені на підлозі між сидінням водія та сидінням пасажира, на панелі керма або ж на приладовій панелі.Конструктівние особливості в перемиканні передач автомобілів з переднім приводом теж мають свої переваги й недоліки. Серед перших виділяються особливий комфорт в розташуванні і зручність перемикання, відсутність вібрацій на важелі, відносно висока свобода з точки зору дизайнерського та інженерної компонування.

Недоліки, головним чином, представлені відносно невеликий довговічністю, ймовірністю виникнення люфтів, а так же потреби регулювання тяги. До того ж, такий варіант в конструкції і розташуванні важеля має менше чіткістю, ніж при розташуванні на корпусі МКПП.Любому, хто цікавиться темою різноманітності коробок передач, слід ознайомитися з плюсами і мінусами конкретно механічної КП, адже вона - це свого роду «мати» всіх наступних варіантів виконання і функціоналу коробок перемикання.

Плюси і мінуси механічних коробок передач

Зрозуміло, ідеальної коробки передач просто не існує. Але незрівнянними перевагами саме механічної є:

1. Відносна дешевизна конструкції в порівнянні з аналогами.
2. Невелика маса і завидний ККД (коефіцієнт корисної дії).
3. Відсутність особливих вимог до охолодження.
4. Перевага з точки зору економії і найкраща серед аналогів динаміка розгону.
5. Висока надійність і високий ресурс експлуатації.
6. Наявність можливості застосовувати різні техніки (що важливо для асів і водіїв зі стажем) і стилі водіння при деяких умовах (наприклад, під час ожеледиці і при їзді по бездоріжжю).

1. Машину з МКПП можна завести за допомогою поштовху і здійснити її буксирування максимально легко і зручно на великі відстані при будь-якій швидкості.
2. Наявність можливості роз'єднання двигуна і трансмісії.

Вражаючий список. Поговоримо про недоліки. Серед них:

1. Потреба при перемиканні повного роз'єднання між силовим механізмом і трансмісією, а це впливає на час здійснення перемикання.
2. Для досягнення плавності перемикання, доведеться довго набивати руку і збирати досвід.
3. Ідеальною плавності добитися не вийде взагалі, так як число ступенів в сучасних авто з механічною коробкою передач коливається від 4 до 7.
4. Щодо малий ресурс на вузлі зчеплення
5. Статистичні дані, які говорять про те, що водії, які віддають перевагу механіку, більш схильні до стомлення в дорозі.

На завершення статті розглянемо короткий курс їзди на МКПП для не мають досвіду водіїв.

Механічна коробка для «чайників». 9 важливих деталей

Новачкові, яка придбала авто з механічною коробкою, потрібно ознайомитися з важливими нюансами в поводженні з коробкою і усвідомити деякі моменти.Начнем по порядку. Для чого потрібні передачі? Для того, щоб вибирати, яка саме і за яких умов буде найкращою для застосування в необхідної вам ситуації (погодні умови, якість дорожнього покриття і т.п.)

Важливо! Освоєння розташування передач. важливим моментом є синхронне натискання педалі зчеплення з одночасним перемиканням швидкостей.

1. Запуск мотора. Схема: «нейтралка» - зчеплення - запуск двигуна. І ніяк інакше.

2. правильне застосування зчеплення. Вичавлювати - строго до кінця і не більше 2 секунд. Бережімо машину.

3. Похвальна координація і гладкі дії. Зчеплення. Швидкість (наприклад, перша). Кидаємо зчеплення (повільно, звичайно ж), при цьому так само повільно беремося за газ.

4. «Дауншифтінг». Простіше кажучи, при зниженні швидкості важливо знижувати і передачі, точно так же, як здійснювалося їх підвищення при розгоні.

5. Задній хід. Ніколи і ні за яких обставин не рекомендується включати задню передачу до моменту, поки авто не зупиниться.

6. Паркуемся. Мотор заглушений, вижато зчеплення, включена перша передача, ручне гальмо в робочому положенні. Все просто.

Незрозуміло, важко і нудно? Більше практики! Тільки за умови постійного і безперервного водіння описані принципи і тонкощі будуть не просто зведенням правил або законів, а чимось природним і зрозумілим.

висновок

Механічної коробки передач пристрій і принцип роботи, як ми з'ясували, досить цікаві, хоч разом з тим і складні для сприйняття. Працює МКПП виключно укупі з двигунами внутрішнього згоряння. Такий тип конструкції і принципів в управлінні наділяє розглянутий тип коробки передач певними перевагами перед своїми аналогами, які все частіше починають займати лідируючі з продажу місця на ринку. Однак не варто забувати, що найбільш практичною, хоч і не зовсім на перший недосвідчений погляд простий у використанні, є саме МКПП.
Зустрітися з «механікою» ближче, і ви будете приємно здивовані!