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.

Трехвальная коробка передач ВАЗ — конструкция

Конструкция коробки передач легковых автомобилей ВАЗ показана на схеме 1. Коробка передач механическая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизаторами и неавтоматическая (с ручным управлением).

Коробка имеет четыре передачи для движения вперед и одну передачу для движения назад. Шестерни всех передач (кроме заднего хода) – косозубые, что уменьшает шум при работе коробки передач, имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи заднего хода – прямозубые. Передачи для движения вперед включаются с помощью синхронизаторов, а для движения назад – передвижением промежуточной шестерни заднего хода. Переключаются передачи с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Конструкция коробки

Схема 1 – Коробка передач легковых автомобилей ВАЗ

а – общий вид; б, г – схемы коробки и синхронизатора; в – синхронизатор; 1 – первичный вал; 2, 12, 14, 19 – крышки; 3, 5, 6, 9, 10, 16, 17, 23 – шестерни; 4, 7 – синхронизаторы; 8 – вторичный вал; 11, 29 – пружины; 13 – рычаг; 15 – вилка; 18 – ось; 20 – пробка; 21 – промежуточный вал; 22 – картер; 24, 26, 28 – ползуны; 25 – фиксатор; 27 – замок; 30 – кольцо; 31 – ступица; 32 – муфта; I – IV — передачи

В отлитом из алюминиевого сплава картере 22 коробки передач на подшипниках установлены первичный (ведущий) 1, вторичный (ведомый) 8 и промежуточный 21 валы. Первичный вал выполнен как одно целое с шестерней 3, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 23 промежуточного вала, представляющего собой блок шестерен.

На вторичном валу свободно установлены шестерни 5, 6 и 9 соответственно III, II и I передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 4 и 7 и шестерня 10 заднего хода. Промежуточная шестерня 16 заднего хода свободно установлена на оси 18.

При включении I и II передач синхронизатор 7 соединяет соответственно шестерни 6 и 9 с вторичным валом коробки передач. При включении III и IV передач синхронизатор 4 соединяет соответственно шестерню 5 и первичный вал 1 с вторичным валом. Задний ход включается вилкой 15 путем введения в зацепление шестерни 16 с шестернями 17 и 10.

Картер коробки передач закрывается крышками 19, 2 и 14. Под нижнюю 19 и заднюю 14 крышки установлены прокладки.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из ступицы 31, скользящей муфты 32, блокирующих колец 30 и пружин 29. Ступица синхронизатора закреплена на вторичном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 32 с внутренними коническими поверхностями. Блокирующие кольца 30 имеют наружные конические поверхности и внутренние зубья со скосами. Блокирующие кольца постоянно отжимаются пружинами 29 к скользящей муфте 32.

Работа синхронизатора основана на использовании сил трения. Включение передачи возможно только после предварительного уравнивания угловых скоростей вторичного вала и шестерни включаемой передачи. После уравнивания угловых скоростей за счет трения между коническими поверхностями скользящей муфты 32 и блокирующего кольца 30 зубья муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. В этом случае свободно вращающаяся шестерня на вторичном валу с помощью синхронизатора соединяется с вторичным валом, и передача включается.

Устройство механизма переключения передач

Замок состоит из двух блокировочных сухарей и штифта между ними. При перемещении среднего ползуна 26 оба сухаря выходят из его углублений и запирают крайние ползуны 24 и 28, исключая их смещение. При перемещении одного из крайних ползунов сухарь выходит из его углубления, блокирует средний ползун и, действуя через штифт на другой сухарь, запирает также другой крайний ползун, что исключает включение двух передач одновременно.

Коробка передач крепится к заднему торцу картера сцепления. В нее через резьбовое отверстие с пробкой 20 заливают трансмиссионное масло. Внутренняя полость коробки передач через сапун сообщается с атмосферой. Масло из коробки передач сливается через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в нижней крышке 19.

Устройство коробки передач ВАЗ 2110

На автомобиле ВАЗ 2110 установлена пятиступенчатая коробка переключения передач. В статье разбирается устройство КПП ВАЗ 2110, приведены примеры часто встречающихся неполадок и способы их устранения. Принцип работы механической коробки визуально можно оценить, посмотрев размещенное видео.

Рассмотрим конструкцию КПП

Пятиступенчатая КПП ВАЗ 2110 состоит из двух валов, имеет пять передач переднего входа, одну заднюю, оснащена синхронизаторами для переключения передних передач. Она конструктивно объединена с дифференциалом и главной передачей.

Схема КПП

Корпус КПП ВАЗ 2110 изготовлен из сплава алюминия и состоит из 3-х частей: картера КПП (7), картера сцепления (25) и задней крышки картера КПП (1). Между частями нанесен бензомаслостойкий герметик-прокладка. Гнездо картера оснащено специальным магнитом, на котором собираются металлические остатки износа.

Первичный вал (5) представляет собой блок с ведущими шестернями, которые постоянно сцеплены с ведомыми шестернями передач переднего хода. Полый вторичный вал (40) оснащен съемной ведущей шестерней главной передачи (17). На этом валу находятся ведомые шестерни передач переднего хода 31 — 1-я, 33 – 2-я, 34 – 3-я, 36 – 4-я, 38 – 5-я и соответствующие им синхронизаторы 32 – для 1-й и 2-й, 35 – для 3-й и 4-й и 39 — для 5-й.

На валах установлены передние роликовые подшипники (18, 12) и задние шариковые (3, 37). Радиальное расстояние в шариковых подшипниках не должно превышать 0,04 мм, в роликовых — 0,07 мм. На вторичном валу под передним подшипником (18) находится маслосборник (19), предназначенный направлять поток масла внутрь вала к ведомым шестерням.

Дифференциал является двухсателлитным. Предварительный натяг в роликовом коническом подшипнике (29) регулируется путем подбора толщины кольца (28), которое установлено под наружным кольцом дифференциала в гнезде картера МКПП. На фланце коробки дифференциала прикреплена ведомая шестерня главной передачи (27).

Схема привода управления

В конструкцию привода управления МКПП ВАЗ 2110 входит рычаг (3) переключения передач (ПП), шаровая опора (6), тяга, шток ПП (14), механизмы выбора и ПП. В местах крепления рычага передач и тяги к штоку при сборке наносится специальный клей для резьбы. Винты, с помощью которых осуществляется крепление рычага и шарнира, имеют различное покрытие, длину и момент затяжки.

При осевом перемещении силового агрегата во время движения машины возможно самопроизвольное выключение передач. Чтобы не допустить такой ситуации, привод управления МКПП оснащен реактивной тягой (9). Одним концом она связана с силовым агрегатом, к другому крепится обойма шаровой опоры (5) рычага ПП. Ко внутреннему штоку выбора передач (14) прикреплен рычаг штока (10), действующий на 3-хплечий рычаг механизма ПП (11). Этот механизм изготовлен как отдельный узел и прикрепляется к плоскости картера сцепления (13).

Механизм ПП

Внутри корпуса механизма ПП (1) закреплены две оси. Одна — ось рычага (4) ПП оснащена 3-хплечим рычагом и двумя блокировочными скобами (8, 13), через которые проходит направляющая ось (3) блокировочных скоб. Вторая ось фиксирует блокировочные скобы, не давая им возможности проворачиваться.

Для включения передач переднего хода предназначено плечо рычага (2), для заднего хода – плечо рычага (11), на третье плечо действует рычаг штока ПП. На оси (7) установлена вилка включения заднего хода (10). В верхней части КПП находится сапун (14), через который осуществляется сообщение с атмосферой.

Все детали МКПП при работе должны смазываться, поэтому в КПП ВАЗ 2110 заливают трансмиссионную жидкость. Уровень жидкости контролируется с помощью щупа и должен находиться между максимумом и минимумом.

Возможные неполадки и их устранение

Причины неполадок	Способы устранения
С трудом переключатся передачи
Деформирована тяга привода управления механизмом ПП или реактивная тяга. Ослаблены винты, удерживающие шарнир или рычаг штока выбора передач. Неправильно отрегулирован привод ПП Изношенные или неисправные пластмассовые детали в приводе ПП.	Выправить или поменять тяги. Затянуть винты. Правильно отрегулировать привод ПП. Заменить неисправные детали.
Шумы в МКПП
Изношены зубья на шестернях. Изношены подшипники. Уровень масла ниже нормы. Изношено блокирующее кольцо синхронизатора передачи, которая включается.	Заменить неисправные шестерни. Заменить старые подшипники на новые. Долить масло. Если необходимо поменять старые сальники на новые. Заменить блокирующее кольцо.
Утечка масла в МКПП
Изношены сальники на первичном валу, корпусах шарниров равных угловых скоростей, штоке ПП или уплотнитель на валике привода спидометра. Слабо закреплен картер или крышка КПП, плохой герметик под крышкой КПП, плохо закручена сливная пробка.	Заменить изношенные детали. Заменить герметик, подтянуть болты и гайки, сливную пробку.
Самопроизольно выключаются передачи
Изношены или повреждены торцы зубьев синхронизаторов. Высокие колебания силового агрегата на опорах по причине трещин или износа резины на задних опорах. Не до конца включаются передачи, так как неправильно отрегулирован привода ПП или неправильно установлен защитный чехол тяги.	Заменить испорченные детали. Заменить неисправные детали. Отрегулировать привод или установить правильно чехол тяги.

Видео «Принцип работы МКПП»

В этом видео показан принцип работы МКПП, который используется в автомобиле ВАЗ 2110.