Принцип работы мкпп: Механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Содержание

Механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Назначение МКПП

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

  • первый – ведущий;
  • второй – промежуточный;
  • третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении.

Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

От ведомого вала осуществляется передача крутящего момента и оборотов на ведущие колеса через карданный вал (на заднем приводе) или через редуктор и ШРУСы (на переднем приводе). Когда синхронизатор зацепляет напрямую ведущий и ведомый валы без участия шестеренок, то при этом коробка обеспечивает максимальный КПД. Для задней скорости установлена промежуточная «паразитная» шестерня, меняющая вращение на обратное.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

Работает синхронизатор таким способом. 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.

Работа синхронизаторов

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.

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы:

  • простое в конструкционном плане решение;
  • обеспечение четкости переключения;
  • более долговечная конструкция для эксплуатации.

Минусы:

  • нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
  • не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

Плюсы:

  • комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
  • вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
  • обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

Минусы:

  • меньшая долговечность;
  • со временем могут появляться люфты;
  • требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
  • четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства:

  • конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
  • в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
  • не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
  • среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
  • простота и инженерная отработанность конструкции;
  • высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
  • не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
  • водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т. д.;
  • авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
  • есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки:

  • для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
  • необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
  • неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
  • невысокий ресурс узла сцепления;
  • у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.

Интересное по теме:

загрузка. ..

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

устройство, принцип работы и особенности

Механическая коробка передач (МКПП) сегодня пользуется меньшим спросом, чем различные виды АКПП, однако вплоть до сегодняшнего дня остается наиболее распространенным агрегатом на территории СНГ и ряда других стран. Как и любая другая коробка передач, указанный тип трансмиссии получает, изменяет и затем передает крутящий момент от двигателя автомобиля на ведущие колеса.

При этом данный тип КПП, в отличие от автоматических коробок, полностью управляется вручную, то есть самим водителем. Коробка «механика» является ступенчатой, крутящий момент изменяется ступенчато путем переключения между передачами (ступенями). Каждая ступень фактически являются парой шестерен с разным передаточным числом.

По конструкции механические коробки передач могут иметь разное количество ступеней, а также устройство. При этом зачастую выделяют двухвальные и трехвальные коробки. В этой статье мы рассмотрим, что такое двухвальная коробка передач, как устроена двухвальная КПП, в чем ее особенности, преимущества и недостатки.    

Содержание статьи

Двухвальная коробка передач:  схема устройства и принцип работы

Итак, как уже было сказано выше, МКПП могут иметь разное количество ступеней (передач). Каждая из ступеней имеет свое передаточное число, которое является отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

При этом самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, тогда как самая высокая (повышенная передача) отличается самым малым передаточным числом.

Сами коробки принято делить по общему количеству ступеней (четырехступенчатая МКПП, пятиступенчатая, шестиступенчатая коробка и т.д.). Кстати, сегодня самое широкое распространение имеет пятиступенчатая коробка передач. Также по конструкции выделяются трехвальные и двухвальные КПП.

При этом трехвальная коробка обычно ставится на легковые машины с задним приводом, тогда как на переднеприводных авто двухвальная механическая коробка передач получила широчайшее распространение.

Обратите внимание, по схеме устройства и принципам работы данные коробки заметно отличаются. Далее мы отдельно рассмотрим двухвальную коробку, так как подавляющее большинство современных автомобилей с передним приводом.

Общее устройство двухвальной механической коробки передач (в отличие от трехвальной с промежуточным валом) предполагает следующие составные элементы:

Картер изготавливается из алюминия или магниевых сплавов. В картере КПП размещаются основные элементы коробки и механизмы, также он является резервуаром для трансмиссионного масла. Ведущий вал соединен со сцеплением при помощи имеющегося шлицевого соединения. На валу жестко крепится блок шестерен.

Ведомый вал установлен параллельно, также на нем закреплен набор шестерен. При этом шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также имеют возможность свободно вращаться на валу. Также на ведомом валу жестко крепится ведущая шестерня главной передачи.

Еще между шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов (синхронизаторы). Их работа представляет собой выравнивание, то есть синхронизацию угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность продольно двигаться по валу благодаря шлицевому соединению. Большинство современных КПП сегодня имеют синхронизаторы всех передач. Исключением можно считать бюджетные модели, где первая и задняя передача не синхронизированы.

Через главную передачу и дифференциал осуществляется  передача крутящего момента от вторичного вала через ряд элементов трансмиссии на ведущие колеса. Дифференциал при определенных условиях позволяет реализовать вращение колес так, что у них будет разная угловая скорость.

Что касается механизма переключения передач (в отличие от трехвальных КПП, где механизм находится внутри), на двухвальной коробке он расположен отдельно (вынесен наружу из корпуса).

Коробка связана с механизмом переключения посредством тросов (тросовая коробка передач) или специальных тяг. Как правило, самым простым и доступным является соединение тросиками, которое широко используется в устройстве механизмов переключения.

Сам механизм переключения передач двухвальной коробки включает в себя рычаг управления, который соединен тросиками с рычагами выбора, а также включения передач. Указанные рычаги присоединены к центральному штоку переключения передач, а шток имеет вилки.

Для выбора передачи нужно совершить поперечное движение рычагом управления по отношению к оси кузова авто, тогда как для включения той или иной передачи нужно выполнить продольное движение относительно упомянутой оси. В этом состоит главное отличие работы механизма переключения передач двухвальных КПП от трехвальных.

Если иначе, все движения рычага КПП можно разделить на поперечные и продольные. Когда совершается поперечное движение,  усилие передается на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач. Рычаг проворачивает центральный шток вокруг оси, позволяя выбрать передачу.

Далее, когда происходит продольное перемещение рычага, усилие передается на трос переключения передач, который оказывает воздействие на рычаг переключения передач. Указанный рычаг инициирует горизонтальное перемещение штока с вилками. Та или иная вилка на штоке осуществляет смещение синхронизатора КПП, блокируя шестерни ведомого вала.

Еще добавим, что для уменьшения размеров КПП, а также с целью добавления ступеней в некоторых агрегатах может стоять не один ведомый вал, а несколько (два вала или три). На каждом из таких ведомых валов жестко крепится шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней. Фактически, такая коробка имеет сразу несколько главных передач.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Общий принцип работы двухвальной и трехвальной коробки идентичен. Когда рычаг управления находится в положении «нейтраль», передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса не происходит. После того, как водитель перемещает рычаг, вилка также смещает муфту синхронизатора.

Синхронизатор выравнивает угловые скорости шестерни выбранной передачи и ведомого вала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают виды коробок передач. Из этой статьи вы узнаете о разновидностях КПП, отличиях и особенностях различных типов коробок передач.

Затем зубчатый венец синхронизатор входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни. Результат- шестерня на ведомом валу блокируется (включается передача, шестерни которой формируют пару с тем или иным передаточным числом).

Таким образом, коробка передач начинает передавать крутящий момент от двигателя на колеса. Еще отметим, что задний ход реализован отдельной задней передачей. Само изменение направления вращения становится возможным благодаря использованию промежуточной шестерни заднего хода, которая ставится на отдельную ось.

Читайте также

Устройство и принцип работы механической коробки переключения передач (МКПП)

Двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные, имеют достаточно узкий рабочий диапазон. Механическая коробка передач нужна для обеспечения оптимального режима работы силового агрегата.

Трансформации передаточного соотношения осуществляется вручную, в большинстве случаев переводом рычага из одного положения в второе. Для обеспечения переключений производится разрыв потока мощности при помощи механического сцепления.

Экскурс в историю

На первых машинах не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, упрочнение на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство применял Карл Бенц — для повышения скорости водителю нужно было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Шестеренки в трансмиссии в первый раз применил Вильгельм Майбах, в машинах его конструкции были механические коробки.

Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи металлической цепи. Соосная коробка в начале 20 века показалась на машинах Луи Рено, что кроме этого есть изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор размешался раздельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через особый вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были сверхсложными, управление ими потребовало больших хороших навыков и усилий. Во второй половине 20-ых годов двадцатого века американский инженер Шарль Кетеринг из Дженерал моторс внес предложение устройство для синхронизации. Первая успешная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет».

На европейском континенте фаворитом в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся наименование МКПП имеет следующую расшифровку сокращения -механическая коробка переключения передач. Ранее в заглавии под первой буквой П понималось слово перемены, но со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях довольно часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно идеальное устройство, снабжающее, кроме переключения передач в движении, исполнение последовательности функций:

  • обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
  • разобщение трансмиссии и трудящегося двигателя автомобиля на протяжении краткосрочных остановок;
  • наличие нейтрального положения коробки разрешает делать пуск двигателя.

Машины, оснащенные для того чтобы рода трансмиссиями, при других равных показателях экономичнее автомобилей с автоматической трансмиссией.

Принцип работы МКПП

Начало перемещения автомобили, медленная езда по нехорошей дороге приводит к большому сопротивлению. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально громадный крутящий момент.

КПП наряду с этим делает функции понижающего редуктора а также при громадных оборотах транспортное средство двигается с довольно малый скоростью. По окончании прекращения разгона шофер переключает режим, и частота вращения коленвала снова возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших упрочнений, каковые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач пребывает в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с различным числом зубьев. Это разрешает подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия перемещения транспортного средства.

Для чайников, как принято именовать неспециалистов, принцип работы механической коробки передач возможно растолковать практически кратко. Устройство снабжает обычную работу двигателя за счет трансформации числа оборотов, увеличивая либо уменьшая упрочнение на ведущих колесах. Это разрешает удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, снижении и разгоне скорости.

Таковой принцип работы МКПП сохраняется у всех автомобилей: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет собственные особенности, но наряду с этим главные их назначение и элементы конструкции сохраняются. Перемена передаточного числа является следствием введения в воздействие определенной комбинации из шестеренок с различным числом зубьев.

Эти соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-натурных испытаний и конструкторских работ. Наряду с этим учитывается множество факторов и, первым делом, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП наряду с этим остается неизменным, шофер руководит трансформацией режима вручную методом переведения рычага из одного положения в второе.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы для чайников:

Наглядное представление о принципе работы МКПП возможно взять по окончании просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение идеально демонстрирует сотрудничество подробностей между собой. Такие материалы снабжают познание происходящих процессов, в особенности при переключении режимов работы.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с того времени, как были сделаны и запатентованы главные ее элементы. Механическая коробка переключения передач складывается из узлов и следующих деталей:

  • картер;
  • входной, промежуточный валы и выходной;
  • синхронизаторы;
  • ведущих и ведомых шестерней;
  • механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе подробности взаимодействуют между собой, снабжая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от количества и особенностей конструкции валов — по этому показателю они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка именуется соосной и в технической литературе ее принято именовать хорошей.

блоки и Валы шестерней

В таковой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки друг за другом. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на что опирается финиш вторичного. Отсутствие твёрдой связи разрешает им вращаться независимо друг от друга с различной частотой и в различном направлении.

Ниже под ними находится промежуточный вал, передача упрочнения происходит через блоки шестерней установленных на указанные подробности.

С целью понижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые. При изготовлении данных подробностей употребляется твёрдая совокупность допусков, и громадное внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей.

На ведущем валу хорошей механической коробки жестко закреплено пара шестерней различного диаметра и соответственно с различным числом зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что снабжает ему большую прочность.

Шестерни на вторичном валу смогут устанавливаться двумя методами:

  • подвижно на шлицах;
  • фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте является следствием продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается надёжностью и простотой и взяла достаточно широкое распространение.

В второй конструкции продольное перемещение подробностей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи особого устройства, что именуется синхронизатором. В коробках передач спортивных машин либо автомобилей особого назначения вместо данных узлов смогут употребляться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было создано множество уникальных конструкций. Громаднейшее распространение взяла компоновка, применяемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется особой конструкцией, складывающейся из следующих элементов:

  • рычага;
  • приводов;
  • ползунов;
  • вилки;
  • замка;
  • муфты переключения передач.

Трансформации режимов работы агрегата производится водителем методом перемещения рычага из одного положения в второе. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения есть особый блокирующий механизм – замок.

В трехходовых коробках он делает неосуществимым перемещение двух ползунов при перемещении третьего.

Данный узел приводит в воздействие вилку переключения передач, которая приводит к смещению муфты. Эта подробность представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается на протяжении него.

Подобные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг сначала переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор сглаживает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и потом через основной редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор снабжает безударное переключение, наряду с этим время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и аккумуляторная, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передач сильно зависит от общего состояния подробностей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой медное кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При перемещении муфты она сперва прижимает подробность к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, появившейся наряду с этим силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. По окончании синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

Как переключать скорости на механической коробке передач

Эксплуатация машин с МКП и управление ими имеет множество изюминок, каковые нужно знать водителю. Появляется закономерный вопрос: как пользоваться механической коробкой передач? Обучение этому начинается на протяжении обучения в автошколе, начиная от показа инструктором до наработки автоматического навыка в переключении передач.

Как переключать скорости на механической коробке передач в большинстве случаев указано на схеме, нанесенной на наружную поверхность рукоятки рычага. В целом процесс выглядит следующим образом:

  • шофер выжимает сцепление левой ногой;
  • рукой переводит рычаг из одного положения в второе;
  • медлено отпускает педаль сцепления и медлено нажимает на акселератор.

Переключения передач у механической коробки осуществляется в соответствии со схемой, которая указывается в техдокументации к автомобилю. Умелые водители советуют придерживаться нижеприведенных правил, каковые разрешат расширить ресурс агрегата:

  • применение прямой передачи (в большинстве случаев четвертой) разрешит существенно уменьшить потребление горючего;
  •  переключение скоростей на механической коробке передач направляться делать строго в соответствии с созданной производителем инструкцией;
  • включение задней передачи создавать лишь по окончании полной остановки автомобиля;
  • педаль сцепления выжимается скоро и до упора ее в пол, отпускать же направляться медлено без рывка;
  • на обледенелой либо мокрой дороге перемещение накатом недопустимо;
  • при прохождении поворотов не рекомендуется создавать переключений передач;
  • действенным на свободной дороге есть приемом торможения двигателем методом последовательного понижения передачи до минимальной;
  • периодический контроль уровня масла в коробке и своевременная замена в ходе техобслуживания обеспечит повышение ее ресурса.

Видео — рекомендации как переключать скорости на механической коробке передач:

Освоение приемов управления автомобилем требует постоянной практики. Действия инструктора продемонстрированы в небольших подробностях, наблюдение за ними разрешит организовать верные мышечные реакции у начинающего водителя.

Масло для механической коробки передач

Техобслуживание агрегатов трансмиссии производится в соответствии с сервисной книжкой. В большинстве коробок МКПП замена эксплуатационной жидкости осуществляется через каждые 50-60 тысяч км пробега. За данный период в ней накапливаются продукты износа и теряются смазывающие особенности.

При ТО направляться лить особое трансмиссионное масло для механической коробки передач, указанное в управлении по эксплуатации. Особенно это относится автомобилей зарубежного производства, использование несоответствующего масла может привести к износу а также поломке агрегата.

Для ответа на вопрос какое масло в МКПП направляться ознакомиться с записями в сервисной книжке, где делаются отметке о марке технической жидкости.

Эксперты советуют применять один ее вид при замене, что разрешит свести к минимуму негативное действие на резиновые сальники. Замена масла в МКПП процедура несложная и может осуществляться самостоятельно без привлечения экспертов из автотехцентров. Это разрешит снизить затраты на эксплуатацию автомобиля.

Механическая коробка передач отличается простотой конструкции и, как следствие, высокой надежностью. В Европе практически 80 процентов автомобильного парка оснащены МКПП, у нас их часть еще выше.

Кроме высокой надежности, водителей завлекают и такие преимущества, как меньший расход горючего при однообразных чертях двигателя. Неудобство, которое связано с необходимостью ручного переключения передач, делается незаметным по мере выработки автоматизма действий.

В соответствии с отзывам обладателей Пежо 308, им нравится руководить автомобилем, укомплектованным механической коробкой передач.

Комфортно вести поиск запчастей по VIN коду автомобиля (как), но не всегда это происходит в онлайн режиме.

Об автомобиле Renault Sandero Stepway New (http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/auto/renault/sandero-stepvej.html) сообщено большое количество лестных слов.

Видео — как переключать скорости на механической коробке передач:

В обязательном порядке к прочтению:

Механическая коробка передач — как она трудится?


Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:
  • Типы автоматических принцип и коробок передач их работы

    В помощь автолюбителю Выбирая тип коробки передач — механика либо автомат, мы руководствуемся не только условиями эксплуатации и финансовыми соображениями автомобиля, но и собственными…

  • Что это такое автоматическая коробка передач (АКПП) и принцип её работы

    Двигатели внутреннего сгорания не могут обеспечить перемещение автомобиля в различных режимах без особых устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств…

  • Роботизированная коробка передач: принцип работы, отличия, вождение

    В помощь автолюбителю Многие вычисляют и, кстати, в полной мере обоснованно, что прогрессом движет не что иное, как простая людская лень. Как раз исходя из этого многие автомобильные инженеры…

  • Сравнение автоматической и механической коробки передач

    В помощь автолюбителю Прогресс людской цивилизации быстро усиливается , и, дабы соответствовать времени, многим людям было нужно ускорить собственный темп судьбы, воспользовавшись…

  • Какие конкретно бывают коробки передач

    на данный момент в мире существует воистину огромное количество самых разнообразных коробок передач, одни из которых ориентированы на большую проходимость, а другие на большую скорость ,…

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:

Принцип работы КПП с двойным сцеплением (коробка передач DSG)

Многие знают, что существует два основных типа коробок передач: механическая ( переключение передачи с помощью нажатия педали сцепления и перемещения рычага переключения передач) и автоматические ( режим выбирается автоматически, задействованы муфта сцепления, конвертор и набор планетарной передачи).

Трансмиссия DSG

Но появилось нечто среднее, вобравшее в себя только самое лучшее двух коробок- КПП с двойным сцеплением или полу-автоматическая коробка (механическая коробка передач без сцепления и автоматизированная механическая коробка передач). В мире гоночных автомобилей полуавтоматы, такие как секвентальные механические коробки, используются уже многие годы.

Но в мире серийных автомобилей то, что называют КПП с двойным сцеплением или КПП прямого переключения можно считать новинкой. Эта статья посвящена принципам работы КПП с двойным сцеплением. Также мы попытаемся сравнить ее с другими видами коробок и выясним почему же некоторые считают ее трансмиссией будущего.

Принципы работы традиционной механической КПП

КПП с двойным сцеплением вобрала в себя достоинства двух механических коробок. Чтобы понять, что это означает, мы рассмотрим принципы работы обычной механической КПП. Прежде чем переключить передачу с помощью рычага переключения передач, водитель нажимает педаль сцепления. Которая отсоединяет двигатель от коробки передач и прекращает подачу силового потока к коробке. Когда водитель выбирает нужную передачу с помощью рычага, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой (шестерни разного размера).

Синхронизаторы выравнивают скорость вращения муфты, после чего передача безударно включается. После того, как шестерня пришла в движение, водитель отпускает педаль сцепления, происходит повторное соединение двигателя с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса. Таким образом, в обычной механической коробке передач, непрерывный поток мощности не передается от двигателя к колесам. Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая «толчок переключения передачи» или «прерывание крутящего момента».

Если у водителя мало опыта, то каждое такое переключение передач может стать привести к тому, что пассажиров начнет «кидать» вперед и назад. КПП с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но педаль сцепления отсутствует. Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления ( как в стандартной автоматической коробке передач). В КПП с двойным сцеплением сцепления функционируют автономно. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (первую, третью, пятую), а другое — четные (вторую, четвертую и шестую). Благодаря такому распределению, передачи можно менять без прерывания потока мощности от двигателя к трансмиссии.

Принцип работы: Валы КПП с двойным сцеплением

Двойной вал — сердце КПП с двойным сцеплением. В отличие от обычной механической коробки, у которой все шестерни находятся на одном входном валу, в КПП с двойным сцеплением четные и нечетные передачи располагаются на разных валах. Как такое возможно, спросите вы? А дело все в том, что внешний вал сделан полым, что позволяет расположить в нем внутренний вал. Внешний полый вал питает вторую и четвертую передачи, в то время как внутренний вал — первую, третью и пятую.

Диаграмма ниже показывает устройство обычной пятиступенчатой КПП с двойным сцеплением.

Обратите внимание, что одно сцепление контролирует вторую и четвертую передачи, а другое независимое сцепление — первую, третью и пятую, что позволяет молниеносно переключить передачу и поддерживать постоянный поток мощности. Стандартная механическая коробка передач не может этого, поскольку один вал рассчитан как для четных, так и для нечетных передач.

Многодисковые сцепления

Поскольку КПП с двойным сцеплением похожа на автоматическую, вы можете подумать, что ей требуется конвертер, который как и в автоматической коробке переносит крутящий момент от двигателя к трансмиссии. На самом деле, он ей не нужен, поскольку вместо него используется многодисковые сцепления. Для уменьшения трения и ограничения выделяющегося тепла, детали сцепления погружены в смазочно-охлаждающие жидкости, такой вид сцепления называют «мокрым». Некоторые производители при разработке КПП с двойным сцеплением используют сухие сцепления, как на механической трансмиссии, хотя на всех современных автомобилях установлено мокрое.

Как и конвертер, многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы, такого же размера и такой же формы, что и пазы барабана сцепления.

В свою очередь барабан соединен с набором шестерней, которые получают крутящий момент. КПП с двойным сцеплением Audi использует как малые витые пружины, так и большие диафрагмовые пружины в многодисковых сцеплениях. При разъединении сцепления, давление жидкости внутри поршня снижается. Это заставляет пружины поршня сжиматься, давление набора дисков и пластины давления ослабевают.

Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением

Надеемся, вам становится понятным, почему КПП с двойным сцеплением отождествляют с автоматизированной механической. В принципе, КПП с двойным сцеплением ведет себя как стандартная механическая: у нее есть входной и промежуточный валы для размещения шестерен, синхронизаторы и сцепление. Единственное, чего у нее нет, так это педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.

Ощущение езды — одно из многих преимуществ КПП с двойным сцеплением. Передачи вверх занимают около 8 мс, что обеспечивает самое динамичное ускорение. Она способствует плавному разгону, без толчков, которые сопровождают переключение передач с помощью ручных и даже некоторых автоматических коробок. Такая КПП дает водителям возможность выбора: контролировать ли переключение передач самому или позволить компьютеру выполнить всю работу.

Возможно, наиболее убедительным преимуществом КПП с двойным сцеплением является экономия топлива. Непрерывный поток мощности от двигателя к трансмиссии существенно повышает эффективность использования топлива. Некоторые эксперты считают, что шестиступенчатая КПП с двойным сцеплением может увеличить топливную эффективность до 10% ( по сравнению с обычной пятиступенчатой автоматической). Многие производители автомобилей заинтересованы в такой коробке, но некоторые опасаются дополнительных расходов, связанных с изменением производственных линий по установке нового типа КПП.

Это может привести к повышению цены на автомобиль, что в свою очередь скажется на продажах. Кроме того, производители вкладывают огромные средства в альтернативные решения. Одним таким решением является бесступенчатая КПП (CVT). Коробка CVT является одним из видов автоматической КПП, который использует подвижную систему шкивов и ремень или цепь для реализации бесконечного множества передаточных соотношений на широком диапазоне оборотов. Бесступенчатые КПП тоже уменьшают толчки при переключении передачи и значительно повышают топливную экономичность.

Но такая коробка не может справиться с большим крутящим моментом автомобилей с высокими динамическими характеристиками. КПП с двойным сцеплением не имеют таких проблем и идеально подходят для автомобилей с высокими динамическими характеристиками. В Европе механической коробке отдается предпочтение из-за экономичности. Некоторые предполагают, что автомобили с КПП с двойным сцеплением «захватят» 25 процентов рынка. К 2012 году лишь один процент автомобилей, произведенных в Западной Европе, будет оснащен бесступенчатой КПП. Сейчас мы вспомним историю КПП с двойным сцеплением.

КПП с двойным сцеплением: Прошлое, Настоящее и Будущее

Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Adolphe Kégresse, больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа. В 1939 году Kegresse сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction. К сожалению, неблагоприятные условия бизнеса не позволили претворить идею в жизнь.

Audi и Porsche взяли эту концепцию на вооружение, хотя ее применение было ограничено гоночными автомобилями. Гоночные автомобили 956 и 962C снабжались Porsche Dual Klutch или PDK. В 1986 году Porsche 962 выиграл гонку Monza 1000 километров World Sports Prototype Championship race, это была первая победа автомобиля оснащенного PDK, полуавтоматической переключаемой лепестками на руле трансмиссии). Компания Audi также вошла в историю в 1985 году, когда Quattro Sport S1 с КПП с двойным сцеплением выиграл Pikes Peak Hill climb, гонке с подъемом на высоту 4300 метра.

Volkswagen стал пионером в применении КПП с двойным сцеплением, применив технологию компании BorgWarner DualTronic. Такие европейские автомобили как Volkswagen Beetle, Golf, Touran и Jetta, а также Audi TT и A3, Skoda Octavia и Seat Altea, Toledo и Leon оснащены такой коробкой. Ford является вторым крупнейшим производителем, применившим технологию КПП с двойным сцеплением, разработанную европейским Ford и совместного предприятия Getrag-Ford.

Они продемонстрировали Powershift System, шестиступенчатую коробку с двойным сцеплением в 2005 году на Франкфуртском Международном шоу. Серийный автомобиль, использующий первое поколение Powershift был выпущен около двух лет назад.

Источник: Авто Релиз.ру.

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.

Итог

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.

Особенности МКПП

Основные особенности механической коробки переключения передач

Конструкция механических ступенчатых коробок передач легковых автомобилей такова, что уход за ними сводится практически лишь к смене масла. Для поддержания работоспособности МКПП во время эксплуатации автомобиля необходимо очищать картер коробки от загрязнений, проверять уровень масла, своевременно доливать и заменять его, регулировать привод механизма переключения передач, подтягивать крепления.

Основными составными элементами механической коробки передач являются:

  • Картер
  • Первичный, вторичный и промежуточные валы с шестернями
  • Дополнительный вал
  • Шестерни заднего хода
  • Синхронизаторы
  • Механизм переключения передач
  • Замковое устройство
  • Блокировочное устройство
  • Рычаг переключения передач

Все содержимое коробки переключения передач расположено в картере. Он закреплен на картере сцепления, который, в свою очередь, установлен на картере двигателя. Поскольку детали механической трансмиссии работают при больших нагрузках, они должны хорошо смазываться, поэтому до половины объема картер коробки передач заполнен специальным трансмиссионным маслом для механических коробок передач.

Как правило, замена масла в коробке передач производится редко (после 50-100 тыс. км пробега), а во многих современных автомобилях масло, залитое производителем, используется на протяжении всего срока эксплуатации. Почему в двигателе масло необходимо менять каждые 10-15 тыс. км, а в коробке передач можно не менять вообще или менять намного реже? Дело в том, что в КПП детали вращаются намного медленнее, чем в двигателе внутреннего сгорания. Соответственно, они изнашиваются не так интенсивно, и в масле содержится меньше продуктов их работы (металлических опилок, стружки и др.). Поэтому трансмиссионное масло дольше сохраняется в пригодном для использования состоянии.

Рассмотрим особенности использования МКПП в разных дорожных условиях. На скользкой трассе важно, чтобы автомобиль не терял устойчивость. Переход на более низкие передачи позволит не только регулировать устойчивость автомобиля, но и контролировать угол заноса, а также иметь достаточно мощности в случае возникновения аварийной ситуации. Трогаясь на скользкой дороге, смягчите момент включения понижающей передачи с помощью пробуксировки сцепления.

Ведя автомобиль по скользкой трассе, водитель должен помнить, что при торможении нельзя выжимать сцепление и выключать передачу.

Во избежание заноса автомобиля в условиях гололеда не стоит тормозить резко, для начала необходимо сбросить газ, затем выжать сцепление, переключиться на низкую передачу, а затем снова включить сцепление. Так происходит «торможение двигателем». При таком виде торможения колеса автомобиля не блокируются, а постепенно замедляют ход. Подобная система торможения предусмотрена на иномарках (речь идет о АБС).

Вращать руль автомобиля с МКПП на скользкой дороге необходимо плавно, избегая резких движений. Если автомобиль забуксовал на льду или в снегу, полезно будет применить метод «раскачивания»: при движении вперед включается первая передача, а при движении назад – задняя.

На сухой дороге при приближении к перекрестку, где вам необходимо притормозить, не стоит переходить с высоких передач на низкие. Тормозить лучше на той передаче, на которой осуществлялось движение, снизив ее до минимальных оборотов. Снова включить передачу стоит тогда, когда Вы уже остановились, но готовы продолжить движение.

При подъеме в гору или спуске с нее, чтобы в короткие сроки увеличить или уменьшить обороты двигателя, необходимо двигаться с включенной передачей.

Во избежание обратного движения подъем в гору лучше осуществлять по схеме: выжать сцепление, одновременно включить передачу и нажать педаль газа, отпуская при этом педаль сцепления. Если Вам предстоит преодолеть продолжительный подъем, то стоит предварительно оценить его длину и, исходя из этого, постараться выбрать из низких передач ту, на которой вы сможете преодолеть его до конца. Обычно это вторая или третья передача. Буксирование автомобиля в гору лучше осуществлять на первой передаче, когда скорость находится на минимуме, а двигатель работает на высоких мощностях.

Спуск с горы – процесс еще более сложный и аварийно опасный, чем подъем, поэтому при спуске необходимо производить торможение двигателем, отпустив педаль акселератора и перейдя на низкую передачу. Классический совет: спускаться нужно на передаче не выше той, на которой осуществлялся подъем. Для того чтобы по инерции автомобиль при спуске не разгонялся, его движение необходимо контролировать педалью тормоза.

Следует отметить, что автоматическая коробка передач по сравнению с механической более склонна к поломкам.

В частности, она может выйти из строя при буксировке автомобиля и гарантированно сломается при попытке завести машину «с толкача». Если в случае механической коробкой несвоевременное или неаккуратное включение какой-либо передачи не обязательно повлечет неприятные последствия, то «автомат» подобного обращения не прощает.

Как работает механическая коробка передач — x-engineer.org

Все дорожные транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания имеют трансмиссию как часть трансмиссии. Самый простой тип трансмиссии МКПП . Это называется «ручным», потому что у водителя есть обе роли: , принятие решения, (когда переключать передачи) и , приведение в действие, (фактический процесс переключения).

Тяговые характеристики двигателя внутреннего сгорания делают невозможным движение транспортного средства без трансмиссии.Крутящий момент и частота вращения двигателя внутреннего сгорания либо слишком низкие, либо слишком высокие, чтобы соответствовать динамическим требованиям транспортного средства. Таким образом, роль трансмиссии заключается в следующем:

  • адаптировать выходной крутящий момент двигателя функция дорожной нагрузки
  • сделать возможным движение назад транспортного средства, для того же направления вращения двигателя
  • разрешить отсоединение двигателя от остальной части трансмиссии

В чем разница между трансмиссией и коробкой передач?

Обычно трансмиссия состоит из коробки передач и дифференциала .Коробка передач содержит все зубчатые передачи, валы, синхронизаторы, направляющие и т. Д. Коробку передач можно рассматривать как трансмиссию без дифференциала.

Для автомобилей с передним приводом (FWD) трансмиссия (двигатель + коробка передач + дифференциал) полностью расположена на передней оси. Таким образом, для этого типа транспортных средств, когда мы говорим о трансмиссии, мы считаем, что она содержит как коробку передач, так и дифференциал.

Изображение: Трансмиссия автомобиля для переднеприводной системы — кинематический вид

Для автомобиля с задним приводом (RWD) трансмиссия разделена между передней и задней осями.Передняя ось обычно содержит двигатель и коробку передач, а задняя ось содержит дифференциал. Таким образом, для данного типа транспортных средств трансмиссия или коробка передач имеет то же значение.

Трансмиссия устанавливается после соединительного устройства (муфты, гидротрансформатора), принимает крутящий момент и скорость муфты в качестве входных, преобразует и распределяет их на колеса через полуоси.

Типы и основные компоненты механической коробки передач

Каждая механическая коробка передач состоит из входного и выходного валов, нескольких шестерен с постоянным зацеплением и исполнительного механизма.В зависимости от количества ступеней передаточного числа, используемых для создания шестерен, трансмиссии классифицируются как:

  • одноступенчатые трансмиссии
  • двухступенчатые трансмиссии
  • многоступенчатые трансмиссии

одноступенчатые трансмиссии , передаточное число формируется только с одной парой шестерен. Также в трансмиссии всего два вала : входной вал и выходной вал. Трансмиссии этого типа в основном используются в переднеприводных автомобилях.

Изображение: Getrag 5MTT170 5-ступенчатая одноступенчатая механическая коробка передач — компоненты
Кредит: Getrag

Изображение: 5-ступенчатая одноступенчатая механическая коробка передач — кинематический вид

Особенность этого типа трансмиссии отсутствует прямая передача (передаточное число = 1,00). Это потому, что все передаточные числа формируются парой шестерен с постоянным зацеплением. Для передачи с прямым приводом существует эквивалентная передача с передаточным числом, близким к 1.00 (например, 0,98 или 1,02).

Двухступенчатые коробки передач используются для стандартной конфигурации силового агрегата (двигатель на передней оси с задним приводом). Большинство этих трансмиссий имеют входной вал, контрвал и выходной вал. Также существуют конфигурации только с двумя валами (входным и выходным).

Изображение: ZF S6-37 6-ступенчатая двухступенчатая механическая коробка передач — компоненты
Кредит: ZF

В случае двухступенчатой ​​трансмиссии первичный и выходной валы расположены соосно (их оси является обычным), в то время как в одноступенчатых трансмиссиях оси входного и выходного валов разные, смещение между ними .

Как одноступенчатые, так и двухступенчатые трансмиссии имеют входной вал , соединенный с муфтой .

Все передние шестерни в сборе имеют синхронизаторы для включения. Синхронизатор предназначен для выравнивания скорости входного вала со скоростью выходного вала при переключении передач.

Изображение: Двухступенчатая механическая трансмиссия

Двухступенчатые трансмиссии имеют постоянную шестерню , которая механически связывает входной вал с промежуточным валом.Таким образом, каждое передаточное число состоит из двух постоянно зацепленных зубчатых передач, постоянной шестерни плюс зубчатой ​​передачи для конкретной передачи. Из-за такого расположения двухступенчатые трансмиссии имеют немного меньший общий КПД.

Шестерня с прямым приводом (4-я передача на изображении выше) — это шестерня, которая соединяет входной вал непосредственно с выходным валом, не проходя через зубчатое зацепление. Таким образом, передаточное число для шестерни с прямым приводом равно 1,00 (без преобразования скорости или крутящего момента).

Изображение: Анимация переключения передач механической коробки передач (щелкните изображение, чтобы воспроизвести анимацию)

В каждой коробке передач, за исключением передачи заднего хода, все передние передачи постоянно зацеплены . В приведенном выше примере все шестерни на промежуточном валу зафиксированы (они вращаются вместе), а все шестерни на выходном валу свободны (они вращаются независимо от выходного вала).

Синхронизаторы закреплены на выходном валу. При включении передачи синхронизатор устанавливает соединение между входным / промежуточным валом и выходным валом.

Изображение: Поток мощности 5-ступенчатой ​​механической коробки передач при включенной 1-й передаче

Изображение: Поток мощности 5-ступенчатой ​​механической коробки передач при включенной 2-й передаче

Передача заднего хода содержит дополнительную шестерню, чтобы изменить направление вращения выходного вала. Передача заднего хода не имеет синхронизатора, поскольку передача заднего хода включается после полной остановки автомобиля.

Изображение: Включение передачи заднего хода для механической коробки передач

Все переключения передач в механической коробке передач выполняются с прерыванием крутящего момента .Перед переключением передач сцепление размыкается, и крутящий момент двигателя больше не передается на первичный вал. После того, как переключение передач завершено, сцепление снова замыкается, чтобы пропустить поток мощности двигателя (крутящий момент и скорость).

В случае механической коробки передач переключение передач может быть:

  • Повышение передачи : номер передачи увеличивается (например, с 1-й передачи на 2-ю передачу)
  • Пониженная передача : номер передачи уменьшается (например, с От 3-й передачи до 2-й передачи)

Современные механические трансмиссии имеют 5, 6 или даже 7 передач переднего хода и 1 передачу заднего хода.Каждая передача характеризуется передаточным числом .

Многоступенчатые трансмиссии используют более двух постоянно зацепленных узлов шестерен для формирования передаточного числа. В основном они используются в коммерческих автомобилях.

Как трансмиссия изменяет двигатель, скорость, крутящий момент и мощность?

Основным элементом механической коробки передач является зубчатая передача в сборе . Он состоит из двух сцепленных между собой зубчатых колес (шестерен).Шестерня, которая соединена с входным / контрольным валом, — это входная шестерня , шестерня, соединенная с синхронизатором, — это выходная шестерня . Каждая передача имеет фиксированное передаточное число .

Изображение: Расчет передаточного числа

Передаточное число ( i ) — это соотношение между числом зубьев ведомой шестерни ( z из ) и числом зубьев ведущей шестерни ( z в ). В приведенном выше примере передаточное число:

\ [i = \ frac {z_ {out}} {z_ {in}} = \ frac {24} {16} = 1.5 \]

Для заданной скорости входной шестерни ( n в = 4500 об / мин ) и передаточного числа ( i = 1,5 ) скорость выходной шестерни ( n из ) будет быть:

\ [n_ {out} = \ frac {n_ {in}} {i} = \ frac {4500} {1.5} = 3000 \ text {rpm} \]

Для данного крутящего момента входной шестерни (T в = 200 Нм ) и передаточном числе ( i = 1,5 ) крутящий момент выходной шестерни (T out ) будет:

\ [T_ {out} = T_ {in} \ cdot i = 200 \ cdot 1.5 = 300 \ text {Нм} \]

. Мы можем видеть, что для передаточного числа выше 1,00 выходная частота вращения пониженная , а выходной крутящий момент усиленный .

Что происходит с питанием, меняется ли оно? Чтобы найти ответ на этот вопрос, нам нужно рассчитать мощность на входной шестерне и мощность на выходной передаче по формуле:

\ [P \ text {[W]} = T \ text {[Nm]} \ cdot \ frac {\ pi} {30} \ cdot n \ text {[rpm]} \]

Для наших входных данных выше мы получим:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
P_ {in} & = T_ {in} \ cdot \ frac {\ pi} {30} \ cdot n_ {in} & = 200 \ cdot \ frac {\ pi} {30} \ cdot 4500 & = 94248 \ text { W} \\
P_ {out} & = T_ {out} \ cdot \ frac {\ pi} {30} \ cdot n_ {out} & = 300 \ cdot \ frac {\ pi} {30} \ cdot 3000 & = 94248 \ text {W}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Как мы видим, передаточное число трансформирует не мощность, а только крутящий момент и скорость, сохраняя постоянную мощность .В действительности наблюдается небольшое падение мощности на выходной передаче из-за КПД зубчатого зацепления . Для одного узла зубчатого зацепления КПД составляет около 0,98–0,99. В этом случае выходная мощность будет:

\ [P_ {out} = P_ {in} \ cdot \ eta_ {gear} = 94248 \ cdot 0.98 = 92363.04 \ text {W} \]

Пример реального руководства трансмиссия: TREMEC TR-6070

Источник: http://www.tremec.com

Семиступенчатая механическая коробка передач TREMEC TR-6070 была разработана специально для ведущих североамериканских спортивных автомобилей и объединяет впечатляющую технологию переключения передач.TR-6070 основан на хорошо зарекомендовавшей себя шестиступенчатой ​​коробке передач TR-6060. Была добавлена ​​тройная повышающая передача для повышения экономии топлива и снижения выбросов. В TR-6070 встроен датчик абсолютного положения шестерни (GAP). Технология передает сигнал от коробки передач к контроллеру двигателя, определяя положение селектора переключения передач в реальном времени. С помощью этой информации можно управлять оборотами двигателя в соответствии с выбранной следующей передачей, что улучшает управляемость.

Изображение: TREMEC TR-6070, 7-ступенчатая механическая коробка передач.
Кредит: Tremec

Конструктивные особенности синхронизаторов TR-6070 включают сочетание двухконусных и трехконусных колец с использованием гибридного решения на всех передних передачах.Гибридные кольца представляют собой комбинацию конусов из угля и спеченной бронзы, обеспечивающую более высокую грузоподъемность и характеристики переключения передач. Линейные подшипники снижают трение при перемещении планки переключения передач, благодаря чему рычаг переключения передач кажется более легким и прямым.

TR-6070 Краткий обзор характеристик:

  • Задний привод, семиступенчатая механическая повышающая трансмиссия
  • Тройная повышающая передача для повышения топливной экономичности и снижения выбросов
  • Диапазон передаточного числа до 6,33
  • Трех- и двухступенчатая конические синхронизаторы
  • Усовершенствованные асимметричные зубья муфты второй и третьей передач
  • Конструкция из двух частей для высокого крутящего момента
  • Малая масса, возможна конструкция с полым валом
  • Датчики включают:
    • Температура
    • Скорость
    • Положение передачи

Характеристики трансмиссии TREMEC TR-6070:

Тип Задний привод, семиступенчатая механическая повышающая трансмиссия
Максимальная полная масса автомобиля (справочная) [кг / фунт] 2400/5291
Корпус Литой под давлением al uminum из сплава
Межосевое расстояние [мм] 85
Общая длина [мм] 782
Корпус сцепления Встроенный
Тип синхронизатора Двойной и тройной конус; гибридный фрикционный материал
Тип смазочного материала Dexron III ATF
Объем смазочного материала (приблизительный) [л / пт] 3.5 / 7,4
Масса трансмиссии [кг / фунт] 65,2 / 143,75
Коробка отбора мощности
Доступные передаточные числа
Альтернативные передаточные числа доступны по запросу;
может привести к другому максимальному входному крутящему моменту
Шестерня A B C
1 2,97 2.66 2,29
2 2,07 1,78 1,61
3 1,43 1,30 1,21
4 1.00 1.00 1.00
5 0,71 0,74 0,82
6 0,57 0,50 0,68
7 0.48 0,42 0,45
R 2,85 2,53 2,70
Входной крутящий момент [Нм / фунт-фут] 625/460 740/545 860/635

Механические коробки передач имеют относительно простую механику, не требуют технического обслуживания, надежны и обладают очень хорошим общим КПД. Понимание того, как работает механическая коробка передач, имеет решающее значение для перехода к более сложным темам, как автоматическая или коробка передач с двойным сцеплением .

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Часть 1: Механическая или стандартная трансмиссия

Опубликовано 1 сентября 2010 г. автором Defensive Driving | in Советы по безопасному вождению

Что такое коробка передач?

Трансмиссия передает мощность от двигателя на колеса. По сути, с помощью шестерен и устройства, называемого сцеплением, трансмиссия преобразует энергию вращения двигателя в крутящий момент, выражаемый как сила, прилагаемая шинами к дороге.

Вам нужна трансмиссия частично, потому что каждый двигатель имеет отметку красной линии — он может вращаться только так быстро (столько оборотов в минуту), прежде чем взорвется. Вы увидите отметку, отмеченную на шкале оборотов на панели управления. В то же время существует довольно узкий диапазон оборотов, при котором двигатель развивает максимальную мощность. Коробка передач состоит в основном из шестерен, которые можно использовать для преобразования одной входной скорости в набор выходных скоростей. В результате ваш двигатель может продолжать работать со скоростью, близкой к оптимальной, в то время как автомобиль движется с разными скоростями.Ваша трансмиссия также позволяет вам двигаться как задним ходом, так и вперед, без необходимости менять направление вращения двигателя.

Существует несколько видов трансмиссий: механическая, автоматическая и бесступенчатая трансмиссия (CVT), а также их вариации, такие как ручная и полуавтоматическая трансмиссии. Большинство автомобилей в США в наши дни имеют автоматические коробки передач, хотя многие люди по-прежнему предпочитают использовать механическую коробку передач. Однако во многих других странах, включая большую часть Европы, Африки и Южной Америки, механические коробки передач гораздо более распространены.

В механической коробке передач водитель вручную выбирает различные передаточные числа при увеличении и замедлении. Автомобили с механической коробкой передач имеют третью педаль, называемую педалью сцепления , которая используется для включения сцепления (подробнее об этом позже) для переключения передач. Средний автомобиль будет иметь пять различных передаточных чисел, а также заднюю передачу, хотя некоторые старые автомобили имеют меньшее передаточное число, а некоторые высокопроизводительные автомобили — больше.

Автоматическая трансмиссия использует устройство, называемое планетарной передачей, в сочетании с гидротрансформатором, для переключения передач, когда водитель ускоряется и замедляется, без какого-либо вмешательства со стороны самого водителя.(Существует также такая вещь, как ручная коробка передач, которая управляется компьютером, а не водителем; это известно как автоматическая коробка передач .)

Бесступенчатая трансмиссия имеет почти бесконечный набор передаточных чисел. Раньше вариаторы были дорогими и ненадежными, поэтому использовались нечасто. Однако технология улучшилась, и теперь вариаторы появляются во все большем количестве автомобилей. Например, популярный гибрид Toyota Prius использует вариатор.

У МКПП и АКПП есть свои плюсы и минусы; Я расскажу об этом в следующем посте, который будет посвящен обучению вождению автомобиля с ручным переключением передач.А пока я собираюсь сосредоточиться на работе механической коробки передач. Во-первых, это более простая для понимания система, поскольку те же основные принципы используются в автоматической коробке передач. Во-вторых, понимание того, как работает эта система, поможет вам научиться управлять механической коробкой передач, если вы еще не знаете, как это сделать. Если вы все-таки ведете «палку» или «стандарт», изучение внутренней работы вашей трансмиссии может помочь вам стать более эффективным водителем и продлить срок службы трансмиссии.

Механическая коробка передач — основы

Коробка передач имеет входной и выходной валы. Входной вал соединен муфтой напрямую с двигателем; таким образом, этот вал вращается с той же частотой вращения, что и двигатель. Сцепление, однако, позволяет водителю отключать двигатель от трансмиссии, что необходимо для переключения передач.

Я начну с описания очень простой двухступенчатой ​​коробки передач. Как только вы усвоите основные принципы с помощью этой простой модели, вам будет легче понять более сложную работу типичной пятиступенчатой ​​коробки передач.

Сначала трансмиссия соединяется с двигателем с помощью сцепления. Сцепление — это устройство, позволяющее отсоединить двигатель от трансмиссии. Когда вы нажимаете педаль сцепления (третью педаль на автомобиле с механической коробкой передач), двигатель будет работать, но автомобиль не будет двигаться. На схеме ниже зеленый вал и шестерня соединены с муфтой. Когда педаль сцепления отпущена, эта передача будет вращаться с той же скоростью, что и двигатель.


Рисунок 1: схема двухскоростной трансмиссии

Красный вал называется промежуточным валом .Красные шестерни соединены с валом, так что весь блок вращается вместе. Зеленая шестерня входит в зацепление с красной шестерней промежуточного вала; в результате при отпускании сцепления промежуточный вал вращается вместе с двигателем.

Синий вал соединен непосредственно с приводным валом (через устройство, называемое дифференциалом , о котором я расскажу в другой записи). Если колеса вращаются, то синий вал будет вращаться. А теперь ключевой момент. Синие шестерни, в отличие от красных и зеленых шестерен, не закреплены на синем валу.Вместо этого они вращаются на подшипниках. По этой причине синий вал может вращаться внутри этих шестерен, фактически не поворачивая синие шестерни.

Это важно, потому что, как вы заметите, синие шестеренки зацеплены вместе с красными шестеренками. Если бы синие шестерни были зафиксированы на синем валу, то вы не смогли бы двигаться по инерции с выключенным двигателем или катить машину, когда она сломается, потому что ведущий вал будет вращать коленчатый вал двигателя при его движении.

Однако есть еще один компонент: хомут .Это фиолетовое устройство на синей шахте. Хомут прикреплен к синему валу; вы также заметите, что у воротника есть зубцы, как и у синих шестеренок. Когда вы перемещаете вилку переключателя передач, вы перемещаете хомут вправо или влево, пока он не войдет в зацепление с одной из синих шестерен. Как только втулка и шестерня входят в зацепление, эта шестерня начинает вращать синий вал и, соответственно, ведущий вал.

Итак, как это позволяет получать разные скорости вывода от одного и того же входа? Вы заметите, что шестерни на красном и синем валах имеют разные размеры.Когда самая маленькая красная шестеренка поворачивается один раз, она поворачивает большую синюю шестерню только на долю оборота. Таким образом, вы превращаете более высокие входные обороты в минуту на более низкие выходные, когда втулка включает большую синюю шестерню. Когда большая красная шестерня входит в зацепление с меньшей синей шестеренкой, вы производите более одного вращения синей шестерни за каждый оборот красной шестерни. Это приводит к более высокой выходной скорости. (Это называется овердрайв , что я объясню, когда буду обсуждать стандартную пятиступенчатую коробку передач.)

Как вы можете видеть на этой диаграмме, небольшое движение рычага переключения передач внутри автомобиля сместит хомут влево или вправо, включив другую передачу. Это основной принцип автоматической коробки передач.

Пятиступенчатая коробка передач

Однако большинству автомобилей требуется больше, чем просто два передаточных числа. Вот обновленная версия диаграммы выше, с добавлением дополнительных шестерен, чтобы отразить типичную пятиступенчатую коробку передач:


Рисунок 2: пятиступенчатая коробка передач

Основные принципы и части — передаточные числа, воротник, промежуточный вал, вилка переключения передач и т. д.-одинаковы. Но здесь у вас три ошейника вместо одного и шесть красных и синих шестеренок вместо двух. Они соответствуют пяти передачам, обозначенным на рычаге переключения передач (первая, вторая, третья и т. Д.), И передаче заднего хода.

Когда вы переходите с первого на второй, вы перемещаете первый воротник слева направо. Однако, когда вы переключаетесь со второго на третий, вы тянете первый хомут влево и сдвигаете второй хомут вправо, поэтому одно движение рычага переключения передач фактически вызывает два движения вилок селектора передач.

Это возможно, потому что в пятиступенчатой ​​коробке передач есть ТРИ стержня, каждый из которых соединен с одним из хомутов, которые ВСЕ задействованы рычагом переключения передач. Если вы управляли механической коробкой передач, вы будете знакомы с различными положениями рычага переключения передач, каждое из которых соответствует разному передаточному отношению:


Рисунок 3: положения рычага переключения передач

Красный кружок отмечает рычаг переключения передач. Когда он находится в центральной точке поворота, как показано здесь, ни одна из синих передач не задействована, и автомобиль находится в нейтральном положении.Для переключения на первую передачу рычаг перемещается влево и вверх по показанным линиям.

Как видно из этой диаграммы, существует три вертикальных оси: первая-вторая, третья-четвертая и пятая-обратная. Каждая из осей соответствует разной штанге переключения передач, которая, в свою очередь, соединена с одним из трех хомутов. Вы понимаете, какой в ​​этом смысл? Вы используете один и тот же стержень для переключения между первым и вторым (то есть одним и тем же воротником), поэтому вы перемещаете рычаг переключения передач от «верха» к «низу» на схеме, который, в свою очередь, перемещает этот воротник слева направо.

При переключении со второй на третью вы перемещаете рычаг переключения передач снизу вверх и слева направо через точку поворота в центре. Это позволяет сместить один воротник вправо, а другой — влево. Обратите внимание, что штанги переключения передач движутся в направлении, противоположном движению самого рычага переключения передач. См. Рисунок 4 ниже.


Рисунок 4: рычаги переключения

Задний ход

А как насчет передачи заднего хода? Как вы можете видеть на рисунке 2, передача заднего хода немного отличается от других передач.Вместо того, чтобы синяя шестерня зацеплялась непосредственно с красной шестерней, эти две шестерни разделяет третья шестерня, называемая холостым ходом, которая меняет направление вращения.

Когда шестерня вращается, ее зубья упираются в зубцы зацепленной шестерни, поворачивая эту шестерню в противоположном направлении. Если красные шестерни вращаются против часовой стрелки, то синие шестерни будут вращаться по часовой стрелке. Однако в случае передачи заднего хода промежуточная шестерня будет вращаться по часовой стрелке; синяя шестеренка будет вращаться против часовой стрелки, в направлении, противоположном другим синим шестерням (помните, что это возможно, потому что ни одна из синих шестерен не прикреплена к синему валу.)

Overdrive

Еще раз взгляните на рисунок 2. Как вы увидите, в пятиступенчатой ​​коробке передач, подобной этой, только одна из красных шестерен больше соответствующей синей шестерни. Это передаточное отношение соответствует пятой передаче, которая также известна как «повышающая передача». При выборе скорость на выходе будет выше скорости на входе. В результате эта передача обычно используется для движения по шоссе на высоких скоростях. В этих условиях такое передаточное число улучшает топливную экономичность и часто позволяет двигателю работать тише.Пятая передача обычно лучше всего включается на скорости более 45 миль в час.

Синхронизаторы

Теперь вы, возможно, уже заметили потенциальную проблему с этой системой. Синий вал (и кольца) вращаются с одной скоростью, а синие шестерни вращаются с разными скоростями. Таким образом, скорость ошейника и скорость синей шестеренки могут не совпадать. Как же в таком случае добиться того, чтобы «зубья» на втулке совпадали с зубьями на шестерне? Когда они не подходят друг к другу должным образом, вы услышите неприятный скрежет (который, вероятно, вам знаком, если вы водите стандартную коробку передач.)

В старых автомобилях (и в некоторых современных гоночных автомобилях) водителям приходилось использовать технику под названием «двойное сцепление», чтобы избежать этой проблемы. Когда водитель хотел переключить передачу, он сначала включал сцепление и переключался в нейтральное положение, так что хомуты не включали никакие передачи. Затем он разгонял двигатель до тех пор, пока число оборотов двигателя не достигало правильной скорости: скорости, при которой желаемая выходная (синяя) шестерня будет вращаться с той же скоростью, что и колеса, и, следовательно, с той же скоростью, что и воротник.Затем он мог соединить ошейник и синюю шестерню вместе.

Это, конечно, делает вождение больше изящным искусством, чем базовым навыком. Я езжу на стандартном автомобиле уже много лет, и мысль о двойном сцеплении все еще заставляет меня нервничать. К счастью, в 1952 году компания Porsche разработала простое, но элегантное решение этой проблемы: синхронизатор (см. Рис. 5).


Рисунок 5: синхронизатор

Синхронизатор (или «синхронизатор») представляет собой небольшой конус на внешней стороне каждой синей шестерни.Хомуты имеют соответствующую выемку — отрицательный вариант синхронизатора. Когда воротник приближается к синей шестерне, сначала соприкасаются конус и выемка. Поскольку эти части просто стыкуются друг с другом, трение между ними заставляет кольцо и синюю шестерню вращаться с одинаковой скоростью ДО того, как зубья фактически соединят их вместе. Внезапно переключение передач становится намного проще!

У большинства автомобилей есть синхронизаторы на всех передачах, кроме передачи заднего хода. По этой причине вам, как правило, необходимо полностью остановиться перед переключением передач задним ходом.(В противном случае вы услышите этот ужасный скрежет зубов!) Однако некоторые производители, в том числе Lamborgini и BMW, все же используют синхронизаторы на задней передаче.

Сцепление

Сцепление — это устройство, используемое для соединения и отсоединения двигателя от трансмиссии. На автомобилях с механической коробкой передач сцепление приводится в действие педалью. Когда педаль сцепления полностью нажата, двигатель отключается от коробки передач. Когда педаль сцепления полностью отпущена, двигатель полностью включается, т.е.е. передает весь свой крутящий момент (мощность) на трансмиссию.

Сцепление состоит из трех основных компонентов: маховика, диска сцепления и нажимного диска.

Маховик представляет собой большой стальной или алюминиевый диск, соединенный с коленчатым валом. Он помогает гасить вибрации двигателя, а также служит основой для сцепления.

Диск сцепления — это второй диск, покрытый материалом, который создает трение при контакте с маховиком.Диск сцепления соединен с входным валом коробки передач. Когда педаль сцепления отпущена, диск сцепления прижимается к маховику, так что маховик и диск сцепления вращаются вместе.

Нажимной диск находится с другой стороны диска сцепления; это в основном подпружиненная поверхность трения. Эти пружины вдавливают нажимной диск в диск сцепления. Когда педаль сцепления отпущена, срабатывает прижимная сила пружин; обратное происходит, когда педаль нажата.

Вся система находится в картере сцепления .

Поскольку пластины сцепляются друг с другом за счет трения, это не простая система «включения / выключения»; при нажатии или отпускании педали диск сцепления частично входит в зацепление и частично проскальзывает. Это «проскальзывание» позволяет водителю заводить автомобиль с места или переключать передачи во время движения, поскольку оно позволяет постепенно согласовывать скорости вращения двигателя и трансмиссии. Однако научиться правильно использовать сцепление, чтобы добиться этого, новичкам может быть немного сложно.

Теперь, когда вы знакомы с теорией, лежащей в основе работы механической коробки передач, в следующей статье я расскажу о практике реального вождения автомобиля со стандартной сменой!

Чтобы узнать больше по этой теме или по широкому кругу вопросов от «Как сменить шину» до «Как запустить машину», посетите веб-сайт DefensiveDriving.com, посвященный ресурсам безопасного водителя!

Посетите наши сайты для конкретных штатов, чтобы получить дополнительную информацию о безопасном вождении в Интернете в Техасе, Калифорнии, Флориде и Нью-Джерси.

← Не говорите мне о работе — как бы вы ответили на эти вопросы? | Транспортная школа Флориды: какой курс выбрать? →

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. Поскольку двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать крутящий момент, создаваемый при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна коробка передач для работы автомобиля? Без трансмиссии у транспортных средств только одна передача, требуется целая вечность, чтобы достичь более высоких скоростей, и быстро изнашивать двигатель из-за постоянно высоких оборотов.

Принцип автоматической коробки передач

Принцип, лежащий в основе автоматической трансмиссии, основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного числа для использования, в значительной степени зависящего от желаемой скорости транспортного средства.Трансмиссия соединяется с двигателем в колоколе, где преобразователь крутящего момента преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии делает это, передавая эту мощность на приводной вал через планетарный редуктор и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей. В зависимости от марки и модели сюда входят автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, повышение скорости было бы проблемой, потому что двигатель вращается только на определенных оборотах в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты на более низких передачах и, следовательно, более низкую скорость. Если наивысшая передача была второй, то транспортному средству нужно было бесконечно разгоняться до скорости на более низких оборотах, постепенно увеличивая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость. Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

За счет использования определенных передач, которые работают вместе друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, уменьшая нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое является соотношением шестерен по размеру и количеству зубьев). Шестерни меньшего размера вращаются быстрее, чем шестерни большего размера, и в каждой позиции шестерни (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при транспортировке тяжелых грузов, поскольку более тяжелая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать более горячим и сжигать трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость течет по трубкам в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более тяжелые нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Гидротрансформатор умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала.Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как механизм блокировки, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить пробуксовку коробки передач, что приводит к снижению эффективности.

Гидротрансформатор может иметь одну из двух форм. Первая, гидравлическая муфта, использует по крайней мере двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии на приводной вал, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механической муфте, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал.Другой, гидротрансформатор, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения крутящего момента, выходящего из трансмиссии. Преобразователь использует ряд лопастей и реактора или лопаток статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, резко увеличивая эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарного редуктора

Знание того, как части автоматической трансмиссии взаимодействуют друг с другом, действительно может увидеть все это в перспективе.Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса основным компонентом является планетарный ряд. Эта зубчатая передача состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарный механизм размером примерно с дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы шестерен работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, необходимого в любой момент времени.В некоторых случаях шестерни не служат никакой цели в определенном передаточном числе и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не понадобятся. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два набора солнечных и планетарных шестерен, но только одну коронную шестерню. Целью этого типа редуктора является обеспечение крутящего момента в меньшем пространстве или увеличение общей мощности транспортного средства, например, в грузовике большой грузоподъемности.

Исследование шестерен

При работающем двигателе трансмиссия реагирует на любую передачу, которую в данный момент включает водитель.В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не нужен крутящий момент, когда они не находятся в движении. У большинства автомобилей есть различные приводные механизмы, используемые при движении вперед, от первой до четвертой.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют даже больше передач, даже до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно грузовиках средней и большой грузоподъемности, используется повышенная передача, чтобы поддерживать более высокие скорости, а также повышать топливную экономичность.

В последнюю очередь автомобили используют заднюю передачу для заднего хода. В задней передаче используется одна из меньших шестерен для включения более крупной планетарной передачи, а не наоборот при движении вперед.

Как в трансмиссии используются муфты и ленты

Кроме того, в автоматической коробке передач используются муфты и ленты, которые помогают достичь различных необходимых передаточных чисел, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, в то время как ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались, когда в них нет необходимости.Ремни, управляемые гидравлическими поршнями в трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют сцеплениями, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в форме дисков врезаются в стальные диски благодаря специальному покрытию. Вместо того, чтобы повредить пластины, диски постепенно сжимают их, медленно передавая мощность, которая затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные диски представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конечном итоге это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и, в конечном итоге, к отказу трансмиссии. Механик проверит трансмиссию, если у автомобиля есть проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда берется «настоящая» мощность в автоматической коробке передач? Реальная сила заключается в гидравлической системе, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор.Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие содержащихся в ней муфт и лент. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель транспортного средства. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из отстойника с одной стороны, одновременно подавая ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Регулятор регулирует трансмиссию, сообщая ему скорость автомобиля. Регулятор с подпружиненным клапаном открывается тем сильнее, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлической системе трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух видов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько сильно работает двигатель, увеличивая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

Правильно обслуживая трансмиссию, владельцы транспортных средств могут рассчитывать, что она прослужит весь срок службы транспортного средства. В очень прочной системе автоматической трансмиссии используется множество различных деталей, в том числе преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, которые обеспечивают мощность на ведущие колеса автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на предмет повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените.

Общие проблемы и симптомы проблем автоматической коробки передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной трансмиссией, включают:

  • Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание трансмиссии.
  • Трансмиссия издает множество странных мычаний, стуков и мычаний. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие шумы, чтобы определить, в чем проблема.
  • Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и вам следует попросить механика устранить эту проблему как можно скорее. Трансмиссионная жидкость не горит, как моторное масло. Регулярная проверка уровня жидкости механиком может помочь решить потенциальную проблему до ее начала.
  • Запах гари, особенно из области трансмиссии, может указывать на очень низкий уровень жидкости. Трансмиссионная жидкость предохраняет шестерни и детали трансмиссии от перегрева.
  • Контрольная лампа двигателя также может указывать на проблему с автоматической коробкой передач.Попросите механика провести диагностику, чтобы найти точную проблему.

Научитесь водить палку | Автомобильный разговор

Вождение автомобиля с механической коробкой передач сильно отличается от вождения с автоматической коробкой передач. В некотором смысле у вас больше контроля. Вы сами решаете, когда переключать передачи, вместо того, чтобы позволить машине решать за вас. После того, как вы приняли решение, вам нужно переместить рычаг, который разъединяет сцепленные шестерни, переключает передачи, а затем снова переключает шестерни в зацепление. Это весело и даже захватывающе, но к нему нужно привыкнуть.Первый шаг, по нашему скромному мнению, — это понять, как работает механическая коробка передач.

Итак, как же на самом деле работает механическая коробка передач?

Ну, подумайте, каково это — ездить на велосипеде. Когда вы начинаете движение с остановки, вам нужно много энергии, чтобы начать движение. Вы используете низкую передачу, и ваши педали поворачиваются несколько раз, чтобы колесо обернулось только один раз. Хотя вы можете не знать этого из езды на велосипеде, это отличная демонстрация принципа, известного как «механическое преимущество».«

Механическое преимущество позволяет многократно увеличить доступную мощность. Однако эта дополнительная мощность достигается за счет вашей скорости. Однако, когда вы пойдете, вы можете обменять часть этой силы на дополнительную скорость. Итак, вы переключаете передачи и меняете механическое преимущество.

Тот же принцип применим и к автомобилю. Чтобы разогнать автомобиль от 0 до 10 миль в час, требуется гораздо больше мощности, чем для увеличения скорости с 10 до 20 миль в час. * Хотите убедиться в этом сами?

Как и ваш велосипед, ваш автомобиль имеет ряд различных передач, из которых вы можете выбирать в зависимости от условий вождения.Однако, в отличие от велосипеда, здесь нет цепи, соединяющей двигатель с ведущим колесом. Вместо этого есть передача.

Между двигателем и трансмиссией находится сцепление. Почему сцепление находится между двигателем и трансмиссией? Простой. Вам нужно сцепление, потому что вы не можете зацепить две передачи, когда они обе вращаются. Задача сцепления — вручную отключать мощность от двигателя к коробке передач. Как только это произойдет, вы можете переключать передачи. Попробуйте переключить передачи, не включая сцепление, и вы услышите скрежет и скрежет шестерен…. этот звук любит слышать ваш механик, потому что он означает, что деньги вот-вот вылетят из вашего кармана в его.

Однако наша аналогия с велосипедом не совсем идеальна. Вот почему. Вместо нескольких шестерен на двигателе и нескольких на колесе, как в случае с велосипедом, на самом деле есть пары шестерен, которые входят в зацепление.

Когда вы нажимаете педаль сцепления, вы отделяете шестерню двигателя от шестерни трансмиссии. Когда вы перемещаете рычаг переключения передач, скажем, с «1» на «2», вы фактически подключаете двигатель и карданный вал к разным передачам.Это замечательно просто.

Различия между автоматической и механической коробками передач

Вы, несомненно, знаете, какую коробку передач вы предпочитаете, автоматическую или ручную. Вы знаете, как эти коробки передач делают то, что они делают? Если вы этого не сделаете, то сегодня ваш счастливый день.

Это видео от Learn Engineering начинается с основ работы механической коробки передач. Это сводится к трем валам, входному валу, промежуточному валу и выходному валу.Входной вал вращается вместе с двигателем. Он соединен с промежуточным валом, поэтому промежуточный вал всегда вращается. В свою очередь, промежуточный вал соединен с выходными шестернями, но эти шестерни не прикреплены к выходному валу. Ступица и втулка активируют выходные шестерни, соединяя их с выходным валом. Выходные шестерни разных размеров создают разные передаточные числа. Муфта необходима для отключения шестерен и, следовательно, отключения мощности, чтобы шестерни могли зацепиться во время переключения передач.

ПРОВЕРКА: Вот 5 вещей, которых следует избегать с механической коробкой передач

Здесь есть кое-что еще, так что лучше посмотреть видео.

Далее идет автоматическая коробка передач. Вместо зубчатых пар в автомате установлены планетарные шестерни вокруг солнечной шестерни и внутри кольцевой шестерни. Водило соединяет планетарные шестерни и включает выходной вал. Кольцевая шестерня является входной, а солнечная шестерня имеет входной вал. Добавление второй планетарной / кольцевой / солнечной шестерни и подключение ее к первой добавляет дополнительные шестерни.Муфты вокруг двух зубчатых венцов позволяют трансмиссии переключать передачи без прерывания мощности. Основной принцип системы заключается в изменении входных скоростей для изменения выходной скорости.

Все это намного проще визуализировать при просмотре видео.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: вот 5 вещей, которые нельзя делать с автоматической коробкой передач

Теперь, когда мы знаем, как работают эти передачи, видео объясняет различия, а также преимущества и недостатки.

Мануал попроще. Ремонтировать проще, да и стоит дешевле.

Автомат компактнее. Он стоит дороже, но ездит плавнее и долговечнее.

Наконец, в видео рассказывается, как эти трансмиссии справляются с торможением. В руководстве вы должны включить сцепление при остановке, иначе автомобиль заглохнет. Вы также можете переключиться на пониженную передачу, чтобы использовать торможение двигателем, чтобы замедлить автомобиль. В автоматической коробке передач используется преобразователь крутящего момента, чтобы отделить вращение двигателя от трансмиссии.Это допускает проскальзывание, но также выделяет тепло и, следовательно, отрицательно сказывается на экономии топлива.

Опять же, это видео более подробно описывает все это, так что посмотрите его, и вы узнаете внутреннюю работу своей передачи.

_______________________________________

Подписывайтесь на Motor Authority на Facebook, Twitter и YouTube.

Как работают автомобильные детали: Как работает механическая коробка передач

Коленчатый вал двигателя вращается с большой скоростью.Высокая скорость мощность не может быть напрямую передана на колеса, так как они начнут вращаться на неконтролируемой скорости, и водитель не может контролировать скорость на разных условиях вождения. Следовательно, необходимо снижение скорости. между двигателем и колесами. В механической коробке передач используется набор шестерен, помощь в снижении скорости.

В механической коробке передач предусмотрен набор передач с разными размеры и разное количество зубьев для разных условий движения. В колеса будут самыми медленными на 1 -й передаче и самыми быстрыми на высшей передаче.Механическая коробка передач — самая популярная форма трансмиссии.

В этой статье мы узнаем о работе 4 ступенчатая механическая коробка передач с задней передачей.

Почему коробка передач необходимо?

Транспортное средство требует движения с разной скоростью на разных условия. Например, транспортному средству, движущемуся по склону, требуется больше крутящего момента и следовательно, автомобиль должен работать на пониженной передаче (1 -я передача ). Выше крутящий момент, тем ниже мощность двигателя.В то время как транспортное средство движется на прямой дороге с меньшим движением транспорта можно двигаться на более высоких скоростях за счет переключение на высшие передачи (4 -я передача ).

Принцип руководства трансмиссия:

Механическая коробка передач работает по простому передаточному принципу. соотношения. Базовая коробка передач состоит из входного вала двигателя, выходного вала. вал или главный вал, который передает мощность на дифференциал и промежуточный вал который передает мощность с входного на выходной вал.

Мощность от входного вала приводит в движение промежуточный вал и промежуточный вал, в свою очередь, приводит в движение выходной вал главного вала.

Это наиболее распространенный тип механической коробки передач, используемый в транспортное средство. Он состоит из входного вала, промежуточного вала или промежуточного вала, главного вала. вал или выходной вал и синхронизатор.

Двигатель приводит в движение входной вал, который, в свою очередь, приводит в движение встречный вал. Шестерни промежуточного вала и шестерни главного вала находятся в постоянном положении. постоянно взаимодействовать друг с другом. Вот почему это называется постоянной сеткой. коробка передач.

Шестерни промежуточного вала приводят в движение шестерни главного вала.Но Шестерни главного вала свободно вращаются над подшипниками и не вращают основные вал, если одна из шестерен главного вала не заблокирована с главным валом с помощью устройство синхронизатора.

Устройство синхронизатора соединено шлицами с главным валом и может проведите слева направо или наоборот. Устройство синхронизатора обычно известна как собачья муфта и приводится в действие с помощью тяги переключения.

Ступица и втулка аранжировка:

Есть ступица, которая соединена с главным валом и вращается. вместе с валом.Ступица имеет внешние зубья, над которыми установлена ​​втулка с внутренние зубья могут скользить в соответствии с требуемым передаточным числом. Каждая шестерня на главной вал снабжен коническим зубчатым венцом синхронизатора, который вращается. свободно над подшипником. Если втулка входит в зацепление с зубьями синхронизатора конус, видно, что шестерня и главный вал заблокируются и запустятся вращается с той же скоростью.

Но при работе коробки передач как главный вал, так и главный шестерни вала будут вращаться с разной скоростью.Следовательно, зацепление втулки с конусом синхронизатора — сложная задача и может создавать много шума. Чтобы решить эту проблему, между муфтой и шестерню синхронизатора, чтобы согласовать скорость передачи с валом перед связаны друг с другом.

Кольцо синхронизатора не просто вращается вместе со ступицей, но также скользит в осевом направлении.

Зацепление рукава и зубья конуса синхронизатора:

Когда педаль сцепления нажата, поток мощности от двигателя к передаче заблокирован.Втулка продвигается к требуемой передаче с помощью помощь селекторной тяги. Втулка прижимает кольцо синхронизатора к конус синхронизатора.

Из-за высокой силы трения между конусом и кольцом, скорость шестерни согласована со скоростью вала. Когда скорости совпадение, втулка продвигается дальше к конусу и входит в зацепление с его зубьями. Следовательно, и шестерня, и главный вал заблокированы, и оба начинают вращаться с такая же скорость.

По такому же принципу выполняется переключение на другие передачи.

Все шестерни на главном валу находятся в постоянном зацеплении с шестерни на промежуточном валу. Шестерни на главном валу свободно вращаются и ни одна из шестерен не синхронизирована с главным валом. Следовательно, нет привода передается от входного вала к выходному валу.

Наименьшая шестерня (наименьшее количество зубьев) в счетчике вал синхронизирован с самой большой шестерней (наибольшим количеством зубьев) на главный вал. Таким образом мы можем достичь максимального крутящего момента и минимальной скорости.1 ул передача идеальна для запуска двигателя с места.

В передаче 2 и шестерня в середине промежуточный вал синхронизирован с 2 и самой большой шестерней на главной вал. Это увеличивает скорость и снижает крутящий момент до определенного уровня. 2 nd Передаточное число идеально подходит для автомобилей, поднимающихся в гору.

Самая большая шестерня на промежуточном валу синхронизируется с самая маленькая шестерня на главном валу для дальнейшего увеличения скорости и уменьшения крутящий момент.Это передаточное число идеально подходит для круизов.

Шестерня первичного вала напрямую синхронизируется с главной вал для обеспечения прямого привода от входного вала к главному валу. В автомобиль может развивать максимальную скорость на высшей передаче.

В передаче заднего хода используется холостая передача, которая входит в зацепление между входная шестерня на промежуточном валу и выходная шестерня на главном валу. Когда водитель выбирает передачу заднего хода, холостая передача скользит между двумя шестерни. Это меняет направление вращения главного вала на противоположное.

Конуса синхронизатора и кольцевого механизма реверса нет. механизм. Следовательно, передачу заднего хода можно использовать только при включенной трансмиссии. полностью остановился, и ни один из валов не вращается. Передаточное число сохраняется низкий для заднего хода, поскольку транспортному средству требуется больший крутящий момент, когда он движется с остановка.

Что такое умная механическая коробка передач?

Опубликовано 4 июля 2020 г. 11:12:00

Компания Hyundai только что опубликовала подробную информацию о новой опции коробки передач iMT для Venue.Мы объясняем, что такое iMT и чем он отличается от других автоматических устройств.

Компания Hyundai только что представила подробную информацию о новой опции коробки передач для Venue. Эта коробка передач, продаваемая как iMT или «интеллектуальная механическая трансмиссия», несомненно, вызвала много любопытства и вызвала множество вопросов. Что ж, у нас есть ваши ответы.

Что такое iMT?

Проще говоря, iMT — это «бесконтактное руководство». Да, по сути, это обычная механическая коробка передач, но без педали сцепления.

Чем iMT отличается от AMT?

В то время как автоматизированная механическая коробка передач (AMT) и iMT являются обычными механическими коробками передач, в AMT приводы и двигатели переключают передачи и управляют сцеплением за вас. Таким образом, в работе он полностью автоматический. Программное обеспечение, конечно же, определяет, когда и как происходят изменения.

В iMT, с другой стороны, программное обеспечение и исполнительные механизмы управляют только сцеплением, в то время как вам нужно вручную переключать передачи. По сути, iMT находится где-то посередине между обычной механической коробкой передач и AMT.

Каковы преимущества iMT?

Таким образом, вы полностью контролируете, на какой передаче работает ваш автомобиль, и вам не нужно полагаться на программное обеспечение, которое все исправит. Таким образом, в таких ситуациях, как спуск по склону или обгон, вы полностью контролируете коробку передач и знаете, что автомобиль вас не догадывает. И это, конечно же, без головной боли при работе со сцеплением.

Еще одно преимущество состоит в том, что за счет использования меньшего количества деталей, чем у AMT (поскольку отсутствуют приводы для требуемых шестерен), стоимость iMT также ближе к стоимости обычного ручного управления.

Разве AMT в ручном режиме не делает то же самое?

Да, будет. Однако, поскольку iMT использует ту же схему переключения передач, что и стандартная механическая коробка передач, она будет вам знакома и поможет отслеживать передачу, на которой вы находитесь; программное обеспечение не будет переключать передачи само по себе, поэтому вы всегда все под контролем. В AMT или обычном автомобиле вы можете потерять из виду передачи при ручном переключении с помощью плюсово-минусового рычага или подрулевых переключателей, особенно если программное обеспечение переключения передач второе угадает вас и переключает автоматически.

Как мне водить? Нужно ли при переключении передач снимать педаль акселератора?

Нет, вам не нужно отрывать акселератор при переключении передач, но, как и AMT, это поможет сгладить ситуацию, если вы это сделаете. Вы водите его как руководство; переключайте передачи, когда вам нужно. Однако педали сцепления нет, а это значит, что если вы привыкли к механической коробке передач, вам нужно будет привыкнуть, что левая нога остается неподвижной при переключении передач.

Это что-то новенькое? Hyundai первый с этим?

Не совсем.Во всем мире руководства по эксплуатации без сцепления существуют уже некоторое время. У Ferrari был такой на Mondial в конце 80-х — начале 90-х, где компания хотела предоставить удовольствие от переключения передач через свою знаменитую коробку передач, но без необходимости использовать тяжелое сцепление.

В Индии Hero Honda выпустила версию своего мопеда Street Step-Thru с аналогичной системой. Для автомобилей также существуют комплекты без сцепления на вторичном рынке. Возможно, вы видели их рекламу в старых выпусках Autocar India.

Интересно, что Kia также анонсировала ту же систему для своего грядущего Sonet еще на выставке Expo в этом году. Тем не менее, Venue с iMT , вероятно, станет первым, кто выйдет на рынок.

Может ли iMT переключать передачи автоматически?

Не в случае устройства Hyundai. Но есть и другие коробки передач, которые делают это. Таким образом, вы можете переключать передачи самостоятельно и полностью контролировать ситуацию или, если хотите, полностью оставить это на усмотрение системы. Обычно есть переключатель на рычаге переключения передач или приборной панели, который позволяет вам контролировать это.

Есть ли недостатки у iMT?

Да. Как и в случае AMT, переключение передач не такое плавное, поскольку в системе используется одно сцепление, которое должно регулироваться исполнительным механизмом. Кстати, здесь появляется автоматическая коробка передач с двойным сцеплением — в принципе, она похожа на обычную механическую коробку передач, но поставляется с двумя сцеплениями для более быстрого и плавного переключения передач.

Так чем же трансмиссия с двойным сцеплением отличается от других автобоксов?

Как мы уже говорили выше, автоматическая коробка передач с двойным сцеплением работает по тому же принципу, что и обычная механическая коробка передач.Тем не менее, он имеет два сцепления и входной вал — один обрабатывает все нечетные передачи, а другой — четные — таким образом, когда одна передача включена и ее муфта передает мощность на колеса, другая муфта уже готова к включению следующей, предварительно выбранной. механизм. Пока одно сцепление выключается, другое уже включается. Таким образом, переключение происходит быстро и плавно.

Традиционные автомобильные коробки передач, часто называемые преобразователями крутящего момента, и вариаторы, с другой стороны, полностью различаются по конструкции.В то время как механическая коробка передач, iMT, AMT и DCT, используют косозубые шестерни на входном и выходном валах с механической муфтой, в традиционной автоматической коробке передач используется совершенно другая конструкция, называемая планетарной системой передач, и гидравлическая муфта, называемая гидравлической муфтой или более. точнее, в автомобильном корпусе — преобразователь крутящего момента. Сцепление, являющееся гидравлическим устройством, гарантирует, что двигатель не заглохнет, когда автомобиль неподвижен.

Вариатор, опять же, совсем другое дело. Он использует два конуса (входной и выходной) с ремнем, соединяющим их.Путем перемещения ремня через конусы переменного диаметра достигаются различные «эффективные передаточные числа». Для вариаторов сцепления используют либо гидравлическую муфту, либо даже центробежное сцепление.

Описание коробок передач
Руководство iMT AMT Двойное сцепление CVT Traditional AT
Конструкция коробки передач Входной и выходной валы Входной и выходной валы вал Входной и выходной валы Два входных и один выходной вал Два конуса Планетарные шестерни
Муфта Одинарная Одинарная Одинарная Двойная Гидравлическая муфта-преобразователь крутящего момента / Центробежный Гидравлическая муфта-преобразователь крутящего момента
Переключение передач Ручная Ручная Авто Авто Авто Авто
Работа сцепления Ручная Авто Авто 12 Авто Авто 12 Авто Авто Авто

См.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.