Транспортные средства, работающие от двигателей внутреннего сгорания, оснащены трансмиссией. Данный механизм передает мощность от силового агрегата на ходовую часть. Чаще всего в состав трансмиссии входит механическая коробка передач МКПП. Данный тип коробки пользуется наибольшей популярностью среди владельцев авто, благодаря надежности, долговечности и другим отличным техническим характеристикам. В процессе движения машины водитель самостоятельно выбирает режим работы трансмиссии, согласно ситуации на дороге.
Основное назначение МКПП
Коробка передач изменяет передаточное число трансмиссии, исходя из требуемого скоростного режима авто. Механическая коробка передач представлен в виде многоступенчатого закрытого редуктора. Ступени переключаются ручным способом. Устройство позволяет передвигаться транспортному средству вперед, задним ходом, включает нейтральный режим. В механической коробке, шестерни с косыми зубьями поочередно входят во взаимное зацепление, согласно выбранной передачи.
Интересно: При создании механических коробок используются шестерни с косым расположением зубьев. Во время эксплуатации коробка с косыми зубцами издает намного меньше шума. Зубья, изготовленные из легированных сталей по оригинальной схеме, выдерживают усилия, намного выше прямозубых аналогов. Для уменьшения износа в техпроцесс изготовления зубчатых колес входит операция по поверхностному упрочнению зубьев
Основное назначение МКПП:
- преобразовать
- распределить;
- довести до колес момент вращения мотора.
При этом коробка передач изменяет тяговые, скоростные характеристики, в соответствии с различными условиями движения автомобиля. С помощью механической коробки передач имеется возможность прерывать поток мощности от силового агрегата к ведущим колесам. При этом рычаг переключения скоростей переводится в нейтральное положение, двигатель работает в режиме холостого хода.
Принцип работы механических коробок передач- классификация по видам
«Механика» относится к коробкам ступенчатого типа. Принцип работы коробки передач – изменение крутящего момента по ступеням, шестерни на валах взаимодействуют попарно. Каждая ступень обладает своим передаточным числом. Номинальные обороты коленчатого вала двигателя передаются на ходовую часть с изменяемой частотой вращения.
Согласно числу ступеней, механические коробки передач разделяются по классам:
- Четырехступенчатые МКПП.
- Пяти- шестиступенчатые.
Чаще всего современные транспортные средства оснащены пятиступенчатыми механическими коробками передач. Это является наиболее оптимальным вариантом исполнения.
Заднеприводные транспортные средства оборудуются трехвальными МКПП (три вала), переднеприводные – двухвальными соответственно.
Устройство механических коробок передач
Самый распространенный тип механических коробок – двухвальный. Устройство коробки передач 2х-вального строения. В ее конструкцию входят следующие элементы:
- ведущий вал с блоком шестерен (первичный);
- ведомый вал с шестернями (вторичный);
- вилки переключения;
- специальные муфты для синхронизации зацепления шестерен;картер коробки (корпус).
Первичный вал передает вращение от силового агрегата, благодаря сцеплению. Шестерни на ведущем валу жестко зафиксированы и вращаются одновременно с ним. Каждое зубчатое колесо вторичного вала вращается, благодаря зацеплению с соответствующей шестерней, расположенной на первичном валу.
В конструкцию механической коробки передач трехвального типа дополнительно включен вал промежуточный. Независимо от различий в конструкции, принцип работы 3х-вальной коробки почти не отличается от двухвального устройства.
Интересно: Механические двухвальные коробки передач обладают большим КПД, в сравнении с трехвальным аналогом. Здесь имеются ограничения по повышениям передаточных чисел. Поэтому двухвальные МКПП устанавливаются только в легковушках.
Механическая коробка передач схема переключения
Механизм сцепления трансмиссии
В процессе движения автомобиля фрикционные диски механизма сцепления плотно взаимно сопряжены, в это время обороты первичного вала коробки передач и мотора равны между собой. При выжимании педали сцепления, трансмиссия отсоединяется от силового агрегата, поток передаваемой мощности кратковременно прерывается. Одновременно появляется возможность переключения передач без значительного снижения оборотов двигателя. Шестерни ведущего и ведомого валов выходят из зацепления и образуют другие пары, передачи переключаются.
Процесс переключения передач
Вторичный вал соединяется с первичным посредством специального подшипника, размещенного во внутренней полости ведущего вала. Первичный и вторичный валы вращаются независимо друг от друга.
На вторичном валу размещены блоки шестерен свободного вращения. Между ними жестко стоят специальные муфты-синхронизаторы, которые могут ходить только по продольным шлицам ведомого вала вдоль центральной оси. На торцах муфт имеются зубчатые венцы, предназначенные для сопряжения с торцовыми зубьями ведомых шестерен.
- При выключении сцепления рычаг перемещается на заданную ступень.
- Вилка вводит муфту-синхронизатор в торцевое соединение с соответствующей шестеренчатой парой.
- Зубчатое колесо неподвижно фиксируется на валу для передачи усилия вращения.
Интересно: Если муфты синхронизаторы непосредственно сопрягают валы (первичный со вторичным), минуя шестеренки, МКПП работает с максимальным коэффициентом полезного действия.
При работающем двигателе на холостом ходу (на нейтральной передаче) шестерни свободно вращаются, синхронизирующие муфты разомкнуты. Для движения задним ходом предусмотрена, так называемая, «паразитная» шестеренка. При ее использовании вторичный вал коробки передач вращается в обратном направлении.
Для переключения скоростей используется специальный привод, состоящий из:
- рычага для переключения передач;
- вилок;
- подвижных штоков.
Каждая вилка находится в проточенной кольцевой канавке синхронизирующей муфты.
Как работают муфты синхронизаторы
В схемы современных механических коробок передач включены синхронизаторы. Эти устройства необходимы для взаимного сглаживания скорости вращения шестеренок и обеспечения плавного перехода на другую скорость. Такие муфты не используются в трансмиссиях с увеличенным количеством передач – коробки с количеством уровней, доходящим до 18 шт., характерны для машин спецназначения. В спортивных моделях авто синхронизаторы также отсутствуют.
Порядок работы синхронизатора:
- Подача муфты к соответствующей шестерне при включении передачи.
- Направление потока мощности на блокировочное кольцо.
- Взаимодействие поверхностей шестерни и муфты конической формы за счет сил трения.
- Поворот кольца блокировки до упора.
- Установка зубьев кольца в соответствии с муфтой (чтобы предотвратить взаимное перемещение).
- Зацепление зубцов синхронизирующей муфты с зубчатым колесом (блокировка шестерни).
Описанный процесс происходит в течение долей секунды.
Плюсы и минусы механических коробок передач
Машины, оборудованные механическими коробками передач, пользуются заслуженной популярностью среди автовладельцев, т. к. обладают многочисленным достоинствам механики:
- Сравнительно невысокая цена.
- Малый вес.
- Повышенный КПД.
- МКПП не требует особых условий охлаждения коробки.
- Простота управления.
- Повышенная надежность.
- Длительный срок эксплуатации.
- Доступность сервисного обслуживания, ремонтных работ, запасных частей.
- Обеспечение хорошей проходимости в условиях бездорожья, гололеда и пр.
- Возможность запуска двигателя с буксира.
- Отсутствие ограничений скорости и расстояний при буксировке авто.
В список некоторых недостатков вошли следующие пункты:
- сравнительно замедленная реакция на переключение скоростей;
- необходимость дополнительного обучения навыкам плавного воздействия на рычаг управления;
- ограниченное количество ступеней (от 4 до 7);
- быстро изнашиваются фрикционные диски сцепления (малый ресурс).
Одним из основных минусов механических коробок передач является более быстрая утомляемость водителей при управлении МКПП, по сравнению с коробкой автомат.
Заключение
При эксплуатации автомобилей с механической коробкой передач необходимо:
- Соблюдать правила эксплуатации.
- Вовремя проходить техосмотр.
- Проводить своевременное сервисное обслуживание машины.
В таком случае транспортное средство будет бесперебойно работать в течение всего эксплуатационного срока.
Коробки передач механического типа нуждается в постоянном контроле уровня трансмиссионного масла ATF, при этом нежелательны как занижение, так и превышение требуемого показателя. Недостаточное количество смазки приводит к быстрому разрушению и износу трущихся поверхностей рабочих узлов и деталей коробки. Избыток масла в трансмиссии может вызвать повышение давления в системе, течи.
Полная замена масла АТФ в рекомендованные сроки является основным профилактическим мероприятием с целью предотвращения поломок элементов коробки и транспортного средства в целом.
Совет: Неисправности и поломки коробки передач часто возникают вследствие агрессивного грубого воздействия на селектор переключения передач. При резком стремительном переходе на другую скорость механизмы переключения, валы, синхронизирующие муфты, шестерни и пр. быстро ломаются.
Водителям во время поездки нужно регулярно следить за работой каждого узла коробки передач. При возникновении непривычных симптомов МКПП рекомендуется определить причины возникновения неисправностей. Если поломку не удается исправить или нет возможности заменить изношенную деталь, необходимо обратиться к квалифицированным специалистам сервисного центра.