ГлавнаяВаз 2110Как работает задняя передача

Как работает задняя передача


Механическая коробка передач устройство как правильно переключать передачи

Все автомобили с двигателями внутреннего сгорания непременно оснащены коробками передач. Любой автолюбитель знает, сколько всего существует и каких разновидностей этого устройства, а также принимает факт, что самой распространенной на сегодняшний день является механическая коробка передач. Ее краткое обозначение – МКПП. Основное отличие, помимо конструкционных и показательных, заключается в том, что переключение передач полностью контролируется водителем. Разберемся подробнее, что собой представляет названная разновидность КП.

МКПП

Подробнее о том, что представляет собой «механика»

Как работает механическая КП? Что она из себя представляет? Давайте разберемся.Механическая коробка передач выполняет простую и понятную функцию: смена передаточного отношения скорости вращения колесам от мотора. Важная составляющая часть её – передаточный механизм зубчатого (чаще всего) вида. Мы уже выяснили, что функционирует механическая КП путем манипуляций водителя, который самостоятельно решает, какое в настоящий момент значение передаточных чисел требуется для корректной работы всего авто.Отсюда и название – механическая, что предполагает полностью ручное управление.

Принцип работы МКПП

В общем и целом, КП – это ступенчатые редукторы закрытого типа. В себе они содержат зубчатые шестеренки, которые в зависимости от востребованности в данный момент могут быть сцеплены и могут изменять обороты и меж входным и выходным валами, а так же их частоту.

Как работает механическая КП

Важно! «Проще говоря, принцип действия механической коробки передач состоит в том, что на различных ступенях входного и выходного валов происходит переключение (вручную) и соединение различных комбинаций шестеренок». Следует рассмотреть ещё один важный вопрос: устройство МКПП.

Устройство механической коробки передач

Стоит понимать, что сама по себе любая коробка передач не сможет функционировать отдельно от других, не менее важных узлов автомобиля. Одним из них является сцепление. Данный узел осуществляет разъединение мотора и трансмиссии в требуемый момент времени. Это позволяет осуществлять переключение передач без последствий для автомобиля при сохранении оборотов двигателя.Наличие сцепление и необходимость его применения обусловлена тем, что МКПП пропускает через свои шестерни большой по значению крутящий момент.Так же важно знать, что любая коробка передач при условии классической конструкции имеет оси валов, на которые нанизаны зубчатые шестеренки. О них мы упоминали ранее. Корпус при этом обычно называют «картером». А самыми распространенными компоновками являются трех- и двухвальные.

устройство МКПП

В первых расположены:

  • ведущий вал;
  • промежуточный вал;
  • ведомый вал.

Ведущий вал обычно соединяется со сцеплением, а уже по нему осуществляются перемещения особого диска (его называют диском сцепления). Далее вращение уходит к промежуточному валу, который крепко соединен с шестеренкой первичного вала.При рассмотрении конструктивных особенностей МКПП следует брать во внимание особое расположение ведомого вала. Часто он соосен с ведущей осью, и соединены они посредством подшипника, что находится внутри ведущего вала. Такое устройство обеспечивает независимость их вращений. Блоки шестерней с ведомого вала не зафиксированы, а сами шестерни ограничены специальными муфтами. Они так же могут смещаться по оси.При включенной нейтральной передаче обеспечивается свободное вращение шестеренок. Тогда муфты приобретают разомкнутое положение. После того, как водителем выжато сцепление, а передача переключена, скажем, на первую, специальная вилка в КП переместит муфту таким образом, что она зацепится за требуемую пару шестеренок. Так осуществляется передача вращения и усилия, направленного от двигателя.

Устройство механической коробки передач

От ведомой оси происходит передача крутящих моментов и оборотов двигателя посредством карданного вала (в случае с задним приводом) на ведущие колеса. В момент зацепления синхронизатором ведущего и ведомого вала при условии, что шестерни не участвуют в процессе, достигается наивысший коэффициент полезного действия.Для осуществления движения назад механика оснащена «паразитной» шестеренкой, приводя в действие которую водитель может сменить путь вращения на обратный.Многие из коробок передач механического типа снабжены косозубыми шестернями. Это обусловлено их способностью справляться с большими усилиями и при этом создавать меньше механического шума.Что касается 2-вальной КП, там точно так же предусматривается соединение ведущего вала со сцеплением. Разницей между двуосной и трехосной является наличие блока шестерней на ведущем валу. Ну и, конечно же, отсутствие промежуточного вала.На ведомой оси находится жестко закрепленная шестерня главной передачи. Другие из шестерней оснащены синхронизационными муфтами.

Такое устройство и принцип работы очень похожи с трехосной версией МКПП.Стоит отметить, что двухвальные механические коробки передач обладают большим коэффициентом полезного действия, но из-за особенностей своей конструкции и связанного с этим ограничения на допустимо возможное повышение передаточного числа используются только в легковых автомобилях.Также важным элементом в конструкции механических коробок переключения передач являются синхронизаторы.

Подробнее о МКПП

Ранее, когда первые образцы таких КП ими не оснащались, водителям приходилось осуществлять двойной выжим для равнения окружных скоростей шестерней. С появлением синхронизаторов эта необходимость исчезла.Следует отметить, что синхронизаторы не применяются для коробок передач с большим их числом (когда речь идет, скажем, о 18 ступенях), ведь с технической точки зрения комплектации такого формата просто невозможна. Так же для увеличения скорости переключения передач синхронизаторы не применяются при конструировании спорткаров.Синхронизаторы функционируют таким образом: когда управляющий переключает передачи, муфта смещается к нужной шестерне. Усилия поступают на блокировочное кольцо муфты, и при имеющейся силе трения поверхности зубьев начинают своё взаимодействие.Механическая коробка передач принцип работы имеет, как мы выяснили, доступный и ясный. Рассмотрим теперь вопросы, касающиеся переключение передач.

Переключение передач

Теперь, когда мы знаем, как работает коробка передач механического принципа управления, важно разобраться с самим процессом переключения. За этот процесс ответственным выступает специальный механизм.Автомобили с задним приводом оснащаются рычагом переключения именно на самой МКПП. Механизм же скрыт в корпусе, а рычаг позволяет производить управление. Этот вариант расположения характеризуется некоторыми преимуществами и недостатками. Среди достоинств:

  • доступность и простота с точки зрения конструкционных решений;
  • четкое переключение;
  • высокий срок службы.

К недостаткам относятся:

  • невозможность расположить мотор в задней части машины;
  • невозможность применения на автомобилях с передним приводом.

Если автомобили оснащены передним приводом, то рычаги предусмотрены на полу между сидением водителя и сидением пассажира, на панели руля или же на приборной панели.Конструктивные особенности в переключении передач автомобилей с передним приводом тоже обладают своими преимуществами и недостатками. Среди первых выделяются особенный комфорт в расположении и удобство переключения, отсутствие вибраций на рычаге, относительно высокая свобода с точки зрения дизайнерской и инженерной компоновки.

Переключение передач МКПП

Недостатки, главным образом, представлены относительно небольшой долговечностью, вероятностью возникновения люфтов, а так же потребности регулировки тяги. К тому же, такой вариант в конструкции и расположении рычага обладает меньше четкостью, чем при расположении на корпусе МКПП.Любому, кто интересуется темой разнообразия коробок передач, следует ознакомиться с плюсами и минусами конкретно механической КП, ведь она – это своего рода «мать» всех последующих вариантов исполнения и функционала коробок переключения.

Плюсы и минусы механических коробок передач

Разумеется, идеальной коробки передач просто не существует. Но несравненными преимуществами именно механической являются:

    1. Относительная дешевизна конструкции по сравнению с аналогами.
    2. Небольшая масса и завидный КПД (коэффициент полезного действия).
    3. Отсутствие особых требований к охлаждению.
    4. Преимущество с точки зрения экономии и лучшая среди аналогов динамика разгона.
    5. Легкость и простота с точки зрения инженерии.
    6. Высокая надежность и высокий ресурс эксплуатации.
    7. Наличие возможности применять различные техники (что важно для асов и водителей со стажем) и стили вождения при некоторых условиях (например, во время гололедицы и при езде по бездорожью).

Устройство механической коробки передач

  1. Машину с МКПП можно завести посредством толчка и осуществить её буксировку максимально легко и удобно на большие расстояния при любой скорости.
  2. Наличие возможности рассоединения двигателя и трансмиссии.

Впечатляющий список. Поговорим о недостатках. Среди них:

  1. Потребность при переключении полного разобщения между силовым механизмом и трансмиссией, а это оказывает влияние на время осуществления переключения.
  2. Для достижения плавности переключения, придется долго набивать руку и копить опыт.
  3. Идеальной плавности добиться не получится вообще, так как число ступеней в современных авто с механической коробкой передач колеблется от 4 до 7.
  4. Относительно малый ресурс на узле сцепления
  5. Статистические данные, говорящие о том, что водители, предпочитающие механику, более подвержены утомлениям в пути.

В завершение статьи рассмотрим краткий курс езды на МКПП для не имеющих опыта водителей.

Механическая коробка для «чайников». 9 важных деталей

Плюсы и минусы МКПП

Новичку, приобретшему авто с механической коробкой, требуется ознакомиться с важными нюансами в обращении с коробкой и уяснить некоторые моменты.Начнем по порядку. Для чего нужны передачи? Для того, чтобы выбирать, какая именно и при каких условиях будет наилучшей для применения в требуемой вам ситуации (погодные условия, качество дорожного покрытия и т.п.)

Важно! Освоение расположения передач. Важным моментом является синхронное нажатие педали сцепления с одновременным переключением скоростей.

1. Запуск мотора. Схема: «нейтралка» — сцепление – запуск двигателя. И никак иначе.

2. Правильное применение сцепления. Выжимать – строго до конца и не больше 2 секунд. Бережем машину.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

3. Похвальная координация и гладкие действия. Сцепление. Скорость (например, первая). Бросаем сцепление (медленно, конечно же), при этом так же медленно принимаемся за газ.

4. «Дауншифтинг». Проще говоря, при понижении скорости важно понижать и передачи, точно так же, как осуществлялось их повышение при разгоне.

5. Задний ход. Никогда и ни при каких обстоятельствах не рекомендуется включать заднюю передачу до момента, пока авто не остановится.

Важные детали МКПП

6. Паркуемся. Мотор заглушен, выжато сцепление, включена первая передача,  ручной тормоз в рабочем положении. Все просто.

Непонятно, трудно и нудно? Больше практики! Только при условии постоянного и непрерывного вождения описанные принципы и тонкости будут не просто сводом правил или законов, а чем-то естественным и понятным.

Заключение

Механической коробки передач устройство и принцип работы, как мы выяснили, довольно интересны, хоть вместе с тем и сложны для восприятия. Работает МКПП исключительно вкупе с двигателями внутреннего сгорания. Такой тип конструкции и принципов в управлении наделяет рассмотренный тип коробки передач определенными превосходствами перед своими аналогами, которые всё чаще начинают занимать лидирующие по продажам места на рынке. Однако не стоит забывать, что наиболее практичной, хоть и не совсем на первый неопытный взгляд простой в использовании, является именно МКПП.Познакомьтесь с «механикой» поближе, и вы будете приятно удивлены!

Выводы про МКПП

Оцените статью: Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

akppgid.ru

Принцип работы синхронизатора КПП

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Класснуть

Если бы в механической коробке передач автомобиля не было бы синхронизатора, то каждое переключение передач сопровождалось бы сильным шумом и чувствительным ударом. При этом водитель должен угадать скорость вращения шестеренок каждой передачи, чтобы они совпали. Именно в этот момент необходимо было бы переключать скорости в коробке передач без синхронизатора. Однако в наше время все механические коробки передач оснащены синхронизатором и это облегчает жизнь автомобилистам. В данной статье мы расскажем о принципах работы синхронизатора коробки переключения передач.

Основное назначение синхронизатора КПП

Синхронизатор коробки переключения передач необходим для того, чтобы с помощью синхронизации диапазонов вращения колес и двигателя минимизировать удары по шестеренкам КПП и продлить их срок эксплуатации. Иными словами синхронизатор уравнивает окружные скорости муфты сцепления и шестерни.

В современных механических коробках передач на легковых автомобилях синхронизатора обязательно присутствует. Однако, зачастую, он установлен только  передачи переднего хода. Задняя передача работает без синхронизатора. Именно поэтому она не включается при переходе на нее на высоких оборотах двигателя.

Переключение передач в КПП без синхронизатора

На грузовых автомобилях и тракторах коробки передач имеют до 15-20 ступеней. В таких коробках передачах не применяются синхронизаторы. Профессиональные водители умеют переключать передачи довольно быстро, чтобы не создавать задержки в работе коробки передач. В целом считается, что механическая коробка передач без синхронизатора намного дольше эксплуатируются по сравнению с КПП с синхронизаторами.

В таблице ниже описан алгоритм переключения передач в КПП без синхронизатора.

Шаг Описание
1. Ожидание момента сравнения значения окружных скоростей шестеренок разных ступеней Нахождение этого момента важно, чтобы переключиться на другую передачу без рывков и стуков.
2. Быстрый переход на нейтральную передачу Очень быстро выжимается сцепление и производят переход на нейтральную передачу для последующего быстрого перехода на новую передачу. Такой метод называется «двойной выжим».
3. Быстрый переход на более высокую передачу Сразу же после перехода на нейтральную передачу, мы быстро выжимаем сцепление и переходим на более высокую передачу. При этом мы увеличиваем обороты двигателя нажатием на педаль акселератора.

Принцип работы синхронизатора

Благодаря синхронизатору шестерни, которые участвуют в переходе с одной передачи на другую находятся в постоянном зацепленном состоянии между друг другом. От этого намного снижается шум от переключения передач, и коробка передач работает стабильнее. Это достигается за счет блокировки шестерней, которые получают крутящий момент от вала, на котором они находятся.

В конструкцию синхронизатора входят:

– ступица, крепящаяся на валу подвижной муфты;

– блокировочные кольца сухарей.

В современных роботизированных механических коробках передач, таких как немецкая DSG, синхронизатор управляется электроникой и сервоприводами. Благодаря этому на переключение передач тратится всего восемь миллисекунд.

 

[youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=CIxuNKXZFbM” width=”560″ height=”315″]

 

Теги

Поделись с друзьями

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Класснуть

motormania.ru

Как работает автомат?

Данная статья посвящена устройству АКПП — автоматической коробки переключения передач в автомобиле. Вы узнаете, как работает автомат, из каких основных частей состоит и о функциях, которые выполняют эти части. Ну а начнем мы с основных элементов автоматической трансмиссии.

Как работает АКПП: главные узлы

Надо сказать, что современная коробка-автомат является, пожалуй, самым сложным приспособлением в автомобиле, которое содержит тысячи электронных, гидравлических и механических компонентов. Однако все эти компоненты включаются в определенные узлы АКПП, с которыми мы вас сейчас и познакомим.

  • Гидротрансформатор (сокращенно его часто обозначают как ГТ) – выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической трансмиссии, однако не требует непосредственного управления;
  • Планетарный ряд — данный узел используется для изменения передаточного соотношения в автоматической КПП при переключении передач. Он соответствует блоку шестеренок в МКПП — механической коробке переключения передач;
  • Тормозная лента, а также передний фрикцион и задний фрикцион – с помощью данных компонентов, собственно, и осуществляется переключение передач в АКПП;
  • Устройство управления – контролирует переключение передач в трансмиссии, имеет встроенную электронную систему управления.

Общий принцип работы АКПП

Многим известно, что автоматическая трансмиссия, как еще называют коробку-автомат, переключает передачи самостоятельно, а переключение передач напрямую зависит от скорости автомобиля. Это обеспечивает водителю комфортные и достаточно приятные условия для вождения. Водителю только необходимо выбирать направление движения машины, то есть ехать вперед или назад. Безусловно, для более точной и экономичной езды опытные водители по-прежнему используют МКПП, однако коробка-автомат существенно облегчает задачу тем, кто не хочет уделять внимания приобретению профессиональных навыков вождения. Но как работает коробка-автомат, если взглянуть на эту конструкцию изнутри? В двух словах этого не скажешь, поэтому приготовьтесь к подробному описанию. Как мы уже сказали ранее, АКПП состоит из 3 основных частей: электроника, гидравлика и механика. С помощью электроники осуществляется управление различными режимами трансмиссии, а также ее связи с другими автомобильными системами. Гидравлика передает крутящий момент и мощь на колеса — главный исполнительный узел машины, а механическая часть выполняет собственно переключение передач.

Крутящий момент, мощность и АКПП

Работа АКПП основана, прежде всего, на работе двигателя машины, а крутящий момент (а также и силовые характеристики) может меняться, что зависит от частоты вращения. Для лучшего понимания того, как работает автомат, нужно понять принцип работы двигателя: чем меньше обороты двигателя – тем меньше будет крутящий момент и мощность, а для того, чтобы привести машину в движение, нужно приложить всю ее мощь. Далее при разгоне: чем быстрее движется машина, тем меньше необходимо крутящего момента и мощности, а вот показатели частоты остаются максимальными. И вот тот небольшой промежуток времени, когда момент и мощность отличаются постоянством (хотя бы относительным) при большой частоте, компенсируется трансмиссией, которая и передает мотору измененное передаточное число. Автоматическая трансмиссия сама изменяет силовые показатели и крутящий момент для того, чтобы обеспечить оптимальные условия работы двигателя и, соответственно, движения автомобиля. Кроме того, работа АКПП также обеспечивает плавное переключение передач (естественно, автоматическое, то есть без участия водителя) без потери КПД, что позволяет избежать толчков и рывков во время перехода с одной передачи на другую. Это производится АКПП силами планетарных передач и ГТ — гидравлического трансформатора. Ну, а теперь поговорим о том, как работает каждая передача в многоступенчатой АКПП. Если вам не знаком такой термин, как планетарная передача, то желательно прочитать вводную статью. Дело в том, что без понимания этого невозможно понять и сам принцип работы АКПП. Кроме того, вы найдете в этой статье описания важнейших частей планетарной передачи, о которых мы будем говорить в следующих главах.

Первая передача

В стандартной трансмиссии АКПП имеется 4 передачи вперед и 1 передача назад. В 1-й передаче гидротрансформатор приводит в движение по часовой стрелке малую солнечную шестерню (имеет 30 зубьев). Вращение по часовой стрелке обеспечивает однонаправленный фрикцион. Что же касается коронной передачи (имеет 72 зуба), то она вращается в направлении входного вращения. В данном случае входное вращение вала должно быть противоположно выходному, так как направление вращения получается отрицательным, однако на самом деле они одинаковы, так как здесь работает двойная планетарная передача — 1-й набор сателлитов вращает 2-й, а последний вращает уже коронную шестерню, что изменяет направление вращения.

Вторая передача

Здесь две планетарные передачи соединяются с общим водилом сателлитов. На 1-м этапе водило сателлитов использует солнечную (на этот раз — большую солнечную) шестерню в качестве коронной. Таким образом, 1-я часть состоит из малой солнечной шестерни — малого солнца, водила сателлитов и короны - большой солнечной передачи. Входной крутящий момент проходит через малое солнце, а коронную шестерню (большое солнце) удерживает тормозная лента, выходом же становится водило сателлитов. На 2-м этапе водило сателлитов является входом для 2-й планетарной передачи, а большая солнечная шестерня, которая находится в покое, служит уже не короной, а солнцем, коронная же шестерня является выходом.

Третья передача

Большинство АКПП имеют здесь передаточное число 1:1, для получения которого нужно просто заблокировать две из трех частей планетарной передачи. Однако этого можно добиться и проще – нужно лишь затормозить обе солнечные шестерни с помощью гидротрансформатора. Если оба «солнца» вращаются в одном направлении, то сателлиты, естественно, блокируются, так как могут вращаться лишь в противоположных направлениях. В итоге коронная шестерная блокируется вместе с сателлитами, что и приводит к вращению в качестве единого целого всего механизма, и, тем самым, и получается то самое передаточное число — 1:1.

Повышенная передача

Также можно встретить и такое название, как «овердрайв». В данном случае выходной вал крутится на 1 оборот за 2/3 оборота входного вала. Это будет понятнее, если мы выразим это в цифрах крутящего момента. Когда двигатель работает на 2000 об/мин (входная частота вращения), выходная частота вращения будет в данном случае 3000 об/мин. Это позволит вашему авто лететь по трассе, в то время как сам двигатель будет работать медленно и спокойно.

Задняя передача

Она очень напоминает 1-ю передачу, однако вместо малой солнечной шестерни большое солнце приводится в движение при помощи турбины ГТ, а малая шестерня также свободно вращается, но в противоположном направлении. Тормозная лента заднего хода удерживает водило сателлитов. Получается, что передаточное число заднего хода несколько меньше числа 1-й передачи. Ну, что ж, вот мы и разобрались, как работает АКПП — автоматическая коробка переключения передач автомобиля. 

elhow.ru

Механическая коробка передач или МКПП

Многие водители не ограничиваются только вождением своего автомобиля, и их интересует куда более интересная информация, чем где находится педаль тормоза в автомобиле. И поэтому не перестаю рассказывать о том, из каких интересных агрегатов состоит ваш любимый автомобиль. Моя очередная статья типа «Как это работает» посвящена одному из часто используемых нами органов управления автомобиля – механическая коробка передач. Полное техническое название – механическая коробка переменных передач, а сокращают обычно до МКПП или просто КПП. Если встретите такие аббревиатуры в документах на машину или в автосалоне, знайте это она, самая обычная и часто встречаемая коробка передач современных автомобилей.

Прежде чем перейти к грубой механике, нахожу нужным поведать вам немного общей вводной информации о том, что это вообще такое механическая коробка передач, зачем она нужна в автомобиле и принцип работы МКПП. По традиции не вижу смысла углубляться в историю создания механической коробки, так как это долго и скучно и позвольте мне сокращать название коробки до МКПП.

Все мы прекрасно понимаем, что рычаг переключения передач – это не вся МКПП, а только орган ее управления. Все мы регулярно им пользуемся, чтобы переключить МКПП на ту или иную передачу и вообще вождение автомобиля практически нельзя представить без коробки передач. Вообще назначение коробки передач в автомобиле это регулирование скорости движения автомобиля и его направление (не забываем про заднюю передачу). Конечно, как вы правильно уже понимаете, скорость движения автомобиля зависит от выбранной вами передачи МКПП. Для чего это нужно? На практике легко разобраться, почему коробка передач так необходима. Попробуйте на своем автомобиле все время ездить на первой передаче, я думаю, что скорость движения ограничиться максимум 60 км/ч и шум двигателя не позволит вам все время ехать на максимуме. Если скорость не устраивает, то можно двигаться на 4-ой передаче, но вряд ли вы сможете стронуться с места, а даже если удастся, то вашей динамике позавидует только гужевая повозка. То есть необходимость коробки переменных передач в автомобиле очевидна даже самому нерадивому водителю.Мы разобрались в том, что МКПП является неотъемлемой частью нашего автомобиля. Но до сих пор не понятно, как МКПП удается при одних и тех же оборотах двигателя, двигаться на разных передачах с разной скоростью? Все очень просто. В МКПП заложен принцип редуктора, который был придуман еще в 19 веке. Этот принцип предполагает 2 вала, на которых закреплены шестеренки разной величины с разным количеством зубов. Если покрутить один вал, то его шестерня начнет толкать шестерню второго вала. А так как одна шестерня больше другой, то валы будут вращаться с разной скоростью. А теперь представьте, что МКПП состоит из нескольких таких пар с разными сочетаниями размеров шестерен, первый вал вращает двигатель, а второй – это выход на колеса вашего автомобиля. Разберемся в вышесказанном. Получается, что разные пары шестерен, установленные в МКПП – это и есть разные передачи, которые мы переключаем. МКПП изначально вращает двигатель автомобиля с одной скоростью, а на выходе из коробки передач на колеса получаем другую скорость вращения. И скорость этого вращения будет меняться в зависимости от того, какую передачу (пару шестерен) мы выберем.

Схема 1. Принципиальная схема работы механической коробки передач.Фото: Autogurnal.

Теперь давайте по схеме 1 закрепим, полученную информацию. Итак, мы разобрались, что МКПП с одной стороны связана с двигателем, который вращает механизмы внутри ее. С другой стороны МКПП имеет выходной вал, который связан с ведущими колесами нашего автомобиля. Так же мы успели понять, что МКПП представляет собой корпус, в котором установлено несколько пар шестерен разного размера. А посредством использования разных пар этих шестерен получаем различную скорость движения выходного вала на колеса автомобиля. Представьте, что на схеме прямоугольники одинакового цвета это и есть наши пары шестерен. Каждая пара соответствует своей передаче. То есть получается, что вращение двигателя мы можем передать колесам через любую из этих пар шестерен. А так как размеры шестерен различные, то и скорость вращения выходного вала будет разная. Если мы заставим сцепиться первую (синюю) пару шестерен, то путь вращающего момента покажет белая линия. В этом случае если прокрутить вал 1 на один оборот, то вал 2 повернется примерно на 1/3 оборота. Это происходит из-за того, что ведущая шестеренка в паре (то есть та, которая крутит) меньше, чем ведомая шестеренка (то есть та, которую крутят). При этом сила вращения, которая передается на вал 2 самая большая, по сравнению с другими парами, показанными на схеме 1. Таким образом, мы увидели в действии работу 1-ой передачи нашего автомобиля (очень принципиально и схематично конечно). При включении 1-ой передачи мы получаем малую скорость, но большую мощность, в чем Вы убедились уже из личного опыта.

Вот мы тронулись с места на 1-ой передаче и набрали скорость. Но эта скорость, даже если вы нажмете педаль газа «в пол», на большинстве автомобилей не превысит 60 км/ч. Соответственно, мы переключаемся на 2-ую передачу. На нашей схеме ей соответствует 2-ая зеленая пара шестерен. Что же происходит? Мы зацепили 2-ую пару шестерен. На валу 1 шестерня увеличилась, а на валу 2 наоборот – уменьшилась. Это означает, что если сейчас повернуть вал 1 на один оборот, то вал 2 повернется уже на 2/3 оборота. Из этого можно сделать вывод, что вал 2, который выходит на колеса, станет вращаться быстрее, чем при 1-ой передаче, но мощность передаваемого вращения, станет меньше. Так будет происходить и дальше. Чем выше передача, тем больше скорость и меньше мощность, передаваемая на колеса нашего автомобиля. Это есть закон механики. Поэтому стронуть автомобиль с места на 4-ой передаче практически невозможно. А почему же тогда автомобилю становится легче разгонятся, например, на 3-ей передаче, если он уже движется с какой-то скоростью? Ответ прост. Наш автомобиль движется, а значит, колеса крутятся, колеса соединены с валом 2, значит, он тоже крутится. И если вал 2 уже вращается с какой то скоростью, то двигателю нужно его просто подталкивать, чтобы двигаться еще быстрее. А это намного легче, чем сталкивать с места 1,5 тонную махину. Этот эффект можно сравнить с тем, когда вы толкаете автомобиль вручную. Столкнуть его с места очень трудно, но когда он набрал хоть какую-то скорость, становится намного легче.

У разных марок автомобиля диапазоны скоростей на той или иной передаче могут отличаться из-за разных размеров шестерен. Поэтому советовать на какой скорости переключаться на ту или иную передачу было бы глупо. Нужно полагаться на свои ощущения или если они подводят, тогда можно пользоваться тахометром. Вот и закончились мои мысли по поводу того, как пояснить для начинающих водителей принцип работы механической коробки передач. Надеюсь, вам эта информация была полезна, вскоре я продолжу эту тему и выложу полное описание работы МКПП на более профессиональном языке и в более глубокой форме. Спасибо за внимание.

Принцип работы МКПП, часть 2 (подробно)

В первой части статьи я попробовал создать у вас общее представление о принципе работы МКПП. А теперь я на более профессиональном языке попробую описать подробно процессы, происходящие в МКПП, и продолжу свой рассказ.

Что бы правильно понять суть работы МКПП, посмотрим, из каких частей она состоит. Наиболее распространенный тип механической коробки передач — это МКПП переднеприводных автомобилей. Поэтому, мы будем разбирать принцип работы МКПП автомобиля именно с передними приводными колесами (мкпп автомобилей с задними приводными колесами конструктивно отличается от данной). Нужно заметить, что российские МКПП очень схожи по конструкции с иностранными, так что эта информация будет полезна и владельцам российских автомобилей.

Механическая коробка передач автомобиля Ниссан Примера P12 — вид изнутри.Фото: Autogurnal.

На фотографии вы видите коробку передач с механическим приводом автомобиля Ниссан Примера P12. С нее снят основной кожух и привод включения передач, так понятнее где расположены основные части механизма. МКПП состоит из 3 основных узлов – первичный вал, который вращается посредством двигателя, вторичный вал на который передается вращение через первичный и дифференциал (приводится во вращение вторичным валом соответственно). Работу дифференциала мы разбирать не будем, так как это тема отдельной статьи. Будем считать, что эта большая шестерня (дифференциал) справа на фотографии – это просто выход мощности на колеса автомобиля. Значит, нам просто нужно разобрать, как взаимодействуют между собой первичный и вторичный вал, и что происходит в процессе переключения передач.

Схема 2. Принципиальная схема работы механической коробки передач (МКПП).Фото: Autogurnal.

Как вы уже успели заметить, первичный и вторичный валы находятся в постоянном зацеплении. То есть все шестерни, постоянно вращают друг друга. Но если бы все шестерни на валах были жестко закреплены, то вторичный вал всегда пытался бы вращаться с разной скоростью из-за разного размера шестерен (мы это разобрали выше, принцип редуктора). Поэтому, чтобы вторичный вал не заклинивало и мы получили собственно эффект переключения передач, жестко (то есть напрессованы) закреплены только 4 шестерни на первичном валу и шестерня 5-ой передачи на вторичном валу. А 4 шестерни на вторичном валу и шестерня 5-ой передачи на первичном валу свободно вращаются относительно своего вала через подшипник. Я немного усовершенствовал предыдущую схему, так что берем ее в помощь и смотрим. Подытожим полученную информацию практикой. Например, автомобиль стоит на месте с заведенным двигателем, что тогда происходит в МКПП? Начнем с колес, они стоят на месте и не вращаются, тогда соответственно вторичный вал тоже не вращается. Но двигатель заведен и соответственно вращает первичный вал. Получается, что первичный вал вращается с жестко закрепленными на нем шестернями, которые далее передают вращение на соответственные им шестерни на вторичном валу. А шестерни на вторичном валу свободно вращаются относительно его, так как посажены на вал через подшипник скольжения.

Так ведет себя МКПП, когда автомобиль стоит на месте, а что нужно сделать, чтобы автомобиль стронулся с места и начал движение? Нужно как-то передать вращение с первичного вала на вторичный, а, следовательно, и на колеса автомобиля. Для этого необходимо, чтобы в одной из пар шестерен обе шестерни стали жестко закреплены на обоих валах. Тогда крутящий момент через шестерню первичного вала будет передаваться на шестерню вторичного вала, а с нее и на сам вторичный вал. Для этого в МКПП есть такая вещь, как синхронизатор (смотрим расположение на схеме). Синхронизатор выполнен в виде муфты, которая надета на шлицы вторичного вала (и один синхронизатор надет на первичный вал для включения 5-ой передачи). Синхронизатор не может вращаться относительно вала, на котором расположен, так как надет на шлицы, но зато может двигаться по шлицам влево или вправо, если смотреть по схеме (для 5-ой передачи только вправо). На синхронизаторе выполнены 2 ряда зубцов слева и справа и на шестернях со стороны синхронизатора так же выполнены соответственные зубцы, которые могут входить в зацепление друг с другом. В нашей МКПП есть 3 синхронизатора – один для 1-ой и 2-ой передачи, второй для 3-ей и 4-ой передачи и третий для 5-ой передачи. Разберем работу синхронизатора 1-ой и 2-ой передачи.

Синхронизатор вращается заодно с валом и может двигаться вправо и влево. Если сдвинуть синхронизатор влево, то зубцы синхронизатора войдут в зацепление с зубцами шестерни 1-ой передачи. Получается, что сейчас шестерня 1-ой передачи на вторичном валу и синхронизатор стали одним целым. Значит вращение с двигателя, передаваемое на шестерню 1-ой передачи первичного вала, посредством зацепления идет на шестерню 1-ой передачи вторичного вала, которая вращает зацепленный на ней синхронизатор, а синхронизатор уже вращает вторичный вал. В итоге, вторичный вал начнет вращать колеса и автомобиль начнет движение.

Теперь, если мы подвинем синхронизатор вправо, то вернем его в среднее положение и высвободим шестерню 1-ой передачи вторичного вала. Она будет снова свободно вращаться, не передавая вращение на колеса. Толкнем синхронизатор еще вправо и зацепим его с шестерней 2-ой передачи вторичного вала. Теперь синхронизатор вращается заодно с шестерней 2-ой передачи вторичного вала, а значит, вращение пойдет по такому же принципу, но уже через пару шестерен 2-ой передачи, а скорость вращение вала увеличится. Так же точно движением другого синхронизатора влево или вправо приводим в действие 3-ю или 4-ю передачу. Свободно вращающаяся шестерня 5-ой передачи с синхронизатором располагается на первичном валу в данной МКП, а парная ей шестеренка на вторичном валу закреплена жестко. 5-я передача включается так же движением синхронизатора вправо (смотрим на схеме). Как вы уже догадались, это мы, находясь в автомобиле, толкаем синхронизаторы в ту или иную сторону, двигая рычаг переключения передач. Движение синхронизаторов происходит посредством механизма переключения передач. На различных МКПП он может быть выполнен по разному. Но это всегда система нескольких тяг идущих от рычага переключения передач до самой коробки. Внутри МКПП система переключения состоит из валиков, на концах которых закреплены вилки, надетые на синхронизаторы. Когда мы хотим включить какую либо передачу, то толкаем рычаг переключения передач. Это движение через систему тяг передается определенному валику с вилкой, а уже она в свою очередь двигает нужный нам синхронизатор в сторону выбранной передачи. Заметьте, чтобы включить, например, 2-ю передачу после первой, нужно сначала выключить первую. Таким образом, конструкция синхронизатора исключает включение сразу нескольких передач, а следовательно и исключает заклинивание валов в МКПП.

Механическая коробка передач автомобиля Ниссан Примера P12 — механизм включения передач и промежуточная шестерня заднего хода.Фото: Autogurnal.

Многие заметят, что я в рассказе ничего не было сказано про заднюю передачу. Это потому, что включение ее отличается от остальных. На фото я обозначил небольшой вал с шестерней. Это так называемая промежуточная шестерня задней передачи. Как же происходит включение? На первичном и вторичном валу есть отдельная пара шестерен для передачи заднего хода, но эти шестерни изначально не зацеплены дуг с другом. Одна шестерня приводит во вращение другую через вышеупомянутую промежуточную шестерню. Обе шестерни заднего хода жестко закреплены на своих валах. Поэтому вторичный вал вращается без помощи синхронизатора, но уже в отличную от других передач сторону из-за, вмешавшейся промежуточной шестерни заднего хода. Так вторичный вал, а, следовательно, и дифференциал и колеса автомобиля начинают вращаться в обратную сторону, и мы получаем задний ход. Передача заднего хода, обычно, включается без синхронизатора, простым движением промежуточной шестерней по своему валу в сторону соответственной пары шестерен заднего хода. Почему не нужен синхронизатор? Задняя передача – это единственная передача, которая включается только при полной остановке автомобиля. Все остальные могут включаться в движении автомобиля. Дело в том, что при движении автомобиля, колеса передают вращение на вторичный вал через дифференциал, а двигатель одновременно передает вращение на первичный вал. Получается, что 2 вала вращаются одновременно разными источниками и не всегда скорость их вращения совпадает. Что бы в этот момент включить нужную передачу без повреждения шестерен и посторонних звуков и помогает синхронизатор. Он сглаживает (синхронизирует) разность скоростей вращения валов и включает передачу плавно и без стуков. Но если, например, на скорости 60 км в час начать включать 1-ую передачу не спасет даже синхронизатор, хруст вы услышите небывалый. Но, в итоге, синхронизатор позволит вам включить «первую», когда уравняет скорости валов, но этими действиями вы причините большой вред вашей механической коробке передач. Одно из правил пользования МКПП – это включение передач, только соответственно скорости движения и включение передачи заднего хода только при полной остановке автомобиля. Особенно часто нарушение этого правила можно наблюдать во дворах жилых домов, когда водители паркуют на стоянке свои автомобили. Не дождавшись полной остановки автомобиля, начинают сразу включать заднюю передачу. От чего слышан отменный хруст промежуточной шестерни задней передачи, которая не может попасть на зуб парной шестерни на вторичном валу из-за того, что он еще движется в другую сторону. Поэтому лучше всего дождаться полной остановки автомобиля и выдержать небольшую паузу на сцеплении, чтобы первичный и вторичный валы успели полностью остановиться. Тогда задняя передача включиться четко, без хруста.

На этом я закончу свой рассказ о принципе работы МКПП. В этой статье вы посмотрели, из чего состоит механическая коробка передач и как взаимодействуют детали внутри ее. Надеюсь, моя статья помогла вам разобраться с этим вопросом. Спасибо за внимание!

autogurnal.ru