Устройство коробки переключения передач

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

Устройство механической коробки передач

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

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

Сцепление

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

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

Шестерни и валы

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

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

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

Синхронизаторы

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

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

Виды механических КПП

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

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

По количеству валов МКПП подразделяются на:

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

Принцип работы МКПП

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

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

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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

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

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

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

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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

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

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

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

Преимущества и недостатки МКПП

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

Как пользоваться механической коробкой

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

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

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

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

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

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

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

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Тесты по теме: Общая схема трансмиссии. сцепление

ОБЩАЯ СХЕМА ТРАНСМИССИИ. СЦЕПЛЕНИЕ

Какой позицией на рис. 74 обозначены:

I. Устройство, кратковременно отсоединяющее ко­робку передач от двигателя?

П.. Механизм, изменяющий значение передаваемого крутящего момента в различное число раз в зависи­мости от условий движения?

Рис. 74. Трансмиссия автомобиля с одним ведущим мостом

Узлы, передающие крутящий момент от короб­ки передач к ведущему мосту? Детали механизма, изменяющего направление передаваемого крутящего момента под углом 90 °?

V. Детали, передающие крутящий момент от диф­ференциала к ведущим колесам?

I. Какие из перечисленных функций НЕ выполняет трансмиссия?

1) Изменяет значение крутящего момента, пере­даваемого от двигателя к ведущим колесам.

Обеспечивает движение автомобиля по криво­линейной траектории. Передает крутящий момент к ведущим мостам под изменяющимся углом. Увеличивает мощность, подводимую к ведущим колесам. Изменяет направление крутящего момента, пе­редаваемого к ведущим колесам.

П. Коробка передач применяется с целью.

уменьшения частоты вращения ведущих колес при любых скоростных режимах движения автомобиля. увеличения крутящего момента на ведущих ко­лесах при движении автомобиля с любой скоростью. изменения скорости движения автомобиля. изменения значения крутящего момента на ве­дущих колесах. выполнения всех перечисленных функций.

III. По мере разгона автомобиля значение крутя­щего момента, необходимого для дальнейшего увели­чения скорости.

1) уменьшается. 2) увеличивается. 3) не изменяется.

IV. Наибольший крутящий момент на ведущих ко­лесах необходим при.

трогании автомобиля с места. движении со скоростью от 50 до 90 км/ч. движении со скоростью более 90 км/ч. движении с ускорением независимо от началь­ной скорости.

V. Коробки передач, применяемые на изучаемых автомобилях, осуществляют.

только увеличение крутящего момента, переда­ваемого к ведущим колесам. как увеличение, так и уменьшение передаваемо­го крутящего момента. увеличение крутящего момента или передачу его без изменения от двигателя к карданному валу. уменьшение частоты вращения карданного вала по сравнению с коленчатым валом на всех режимах движения автомобиля.

Какими позициями на рис. 75 обозначены следующие диски:

Ведущий (маховик)? II. Ведомый? III. Нажимной?

Какими позициями на рис. 75 обозначены:

IV. Детали, под действием которых нажимной диск прижимается к ведомому диску?

V. Детали, соединенные с нажимным диском и от­водящие его от ведомого диска при выключении сцеп­ления?

Укажите цифры, которые должны стоять в пропущен­ных местах (см. рис. 75).

1 При включенном сцеплении, когда педаль. отпущена, нажимной диск с большой силой прижимает ве­домый диск. к маховику.

II. За счет сил трения ведомый диск, вращаясь с маховиком как одно целое, приводит во вращение ве­дущий вал. коробки передач.

III. При нажатии на педаль сцепления поворачи­вается вилка. ,соединенная с муфтой. выключения сцепления.

IV. Муфта, перемещаясь вдоль вала коробки пере­дач вместе с подшипником, воздействует на рычажки. выключения сцепления.

V. Поворачиваясь вокруг осей. рычажки отво­дят нажимной диск. от ведомого, вследствие чего сцеп­ление выключается.

Коробка передач, раздаточная коробка, коробка отбора мощности.

1 Чему равно передаточное отношение (передаточное число) в зубчатой передаче, показанной на рисунке 78, а, если ведущей является шестерня, имеющая 12 зубьев?

Рис. 78. Зубчатая передача

II. Нему равен крутящий момент на валу ведомого колеса (см. рис. 78, а), если к валу ведущего прило­жен момент 4 Н-м?

(В ответе указать величину, численно равную крутя­щему моменту, выраженному в ньютон-метрах).

Каково общее передаточное отношение в пере­даче, показанной на рис. 78, б? Чему равна частота вращения (в оборотах в минуту) ведомого вала (см. рис. 78, б), если ведущий вращается с частотой 24 об/мин?

V. Чему равен крутящий момент на ведомом валу (см. рис. 78, 5), если к ведущему приложено 4 Н-м?

Какими позициями на рисунке 79 обозначены:

Ведущий вал коробки передач? Ведомый вал коробки передач? Промежуточный вал? Вал блока шестерен заднего хода? Детали, перемещающие шестерни по ведомому валу и обеспечивающие включение и выключение передач?

Задание 232 (см. рис. 79)

I. Какой вал приводится во вращение от ведомого диска сцепления?

II. Какой вал приводит во вращение детали кардан­ной передачи?

Какие шестерни находятся в постоянном зацеп­лении? Какие валы вращаются с — одинаковой частотой при включении прямой передачи?

V. Какой наиболее существенный недостаток имеет коробка передач, показанная на рисунке?

Мал передаваемый крутящий момент. Отсутствие устройств для дистанционного уп­равления в механизме переключения передач. Возникновение больших ударных нагрузок, дей­ствующих на зубья при переключении передач. Мала передаваемая мощность.

I. С каким валом (рис. 80) постоянно зацеплен ве­дущий вал?

Какими позициями обозначены:

Шестерни второй передачи промежуточного и ве­домого валов? _Шестерни третьей передачи промежуточного и ведомого валов? Шестерня промежуточного вала, передающая крутящий момент при включении первой передачи и заднего хода? 9

V. Устройство, включающее третью либо четвертую передачу?

Какими позициями на рис. 80 обозначены шестер­ни (и синхронизатор), которые передают крутящий мо­мент от ведущего вала коробки передач к ведомому валу при включении:

I. Первой передачи?

II. Второй передачи?

Третьей передачи? Четвертой передачи? В каком направлении перемещается синхронизатор третьей передачи? К двигателю. 2. К карданной передаче.

Рис. 80. Коробка передач автомобиля ГАЗ-53-12