Автомобілі з механічною коробкою передач, яку скорочено називають МКПП, донедавна становили абсолютну більшість серед інших ТЗ з різними видами трансмісій.
Більш того, механічне (ручне) коробка і сьогодні залишається досить поширеним пристроєм для зміни і передачі крутного моменту двигуна. Далі ми поговоримо про те, як влаштована і працює «механіка», як виглядає схема КПП даного типу, а також які переваги і недоліки має дане рішення.
Схема механічної коробки передач та особливості
Почнемо з того, що механічних даний тип КПП називається по причині того, що подібний агрегат передбачає ручне перемикання передач. Іншими словами, на машинах з МКПП передачі перемикає сам водій.
Йдемо далі. Коробка механіка» є ступінчастою, тобто крутний момент змінюється ступенями. Багато автолюбителі знають, що фактично коробка передач має шестерні і вали, однак не всі розуміють, як працює агрегат.
Отже, щаблем (вона ж передача) є пара шестерень (ведуча і ведена шестерня), що взаємодіють між собою. Кожна така щабель забезпечує обертання з тієї чи іншої кутовою швидкістю, тобто має своє передаточне число.
Під передаточним числом слід розуміти відношення числа зубів веденої шестірні до кількості зубів на ведучої шестірні. При цьому різні ступені коробки отримують різні передавальні числа. Найнижча ступінь (знижена передача) має саме велике передаточне число, а найбільш висока ступінь (підвищена передача) має найменшу передаточне число.
Стає зрозуміло, що кількість ступенів дорівнює кількості передач на тій чи іншій коробці (чотириступінчаста КПП, п’ятиступінчаста і т. д.) Зазначимо, що на переважній більшості авто сьогодні встановлюється п’ятиступінчаста коробка передач, рідше зустрічаються МКПП на 6 і більше щаблів, а досить поширені раніше 4-х ступінчасті механічні коробки передач поступово відійшли на задній план.
-
Потрібно вичавлювати зчеплення при запуску двигуна…
Пристрій механічної коробки передач
Отже, хоча конструкцій такий коробки з тими чи іншими особливостями може бути багато, однак на початковому етапі можна виділити два основних типи:
- трехвальные КПП;
- двохвальні коробки;
На автомобілі із заднім приводом зазвичай встановлюється трехвальная механічна коробка передач, в той час як двохвальна КПП ставиться на передньопривідні легкові авто. При цьому пристрій механічних коробок передач як першого, так і другого типу може помітно відрізнятися.
Почнемо з трехвальной механічної коробки. Така коробка складається з:
- ведучого вала, який ще називається первинним;
- проміжного вала КПП;
- веденого вала (вторинного);
На валах встановлені шестерні з синхронізаторами. Також пристрій КПП включений механізм перемикання передач. Зазначені складові елементи розташовані в корпусі коробки передач, який ще називають картером КПП.
Завданням ведучого вала є створення з’єднання зі зчепленням. На провідному валу виконані шліци для веденого диска зчеплення. Що стосується крутного моменту, зазначений момент від ведучого вала передається через шестерню, яка перебуває з ним у жорсткому зачепленні.
Торкаючись роботу проміжного вала, цей вал розташовується паралельно первинного валу КПП, на ньому встановлена група шестерень, яка знаходиться в жорсткому зачепленні. У свою чергу, ведений вал встановлений на одній осі з ведучим валом.
Така установка реалізована за допомогою торцевого підшипника на ведучому валу. В цей підшипник входить ведений вал. Група шестерень (блок шестерень) на веденому валу не має жорсткого зачеплення з самим валом і тому вільно обертається на ньому. При цьому група шестірень проміжного вала веденого вала і шестірня ведучого вала знаходяться в постійному зачепленні.
Синхронізатори (муфт синхронізаторів) встановлені між шестернями веденого вала. Їх завданням є вирівнювання кутових швидкостей шестерень веденого вала з кутовою швидкістю самого валу за допомогою сили тертя.
Синхронізатори знаходяться в жорсткому зачепленні з веденим валом, а також мають можливість переміщатися по валу в поздовжньому напрямку завдяки наявності шліцьового з’єднання. Сучасні коробки передач мають муфт синхронізаторів на всіх передачах.
Якщо розглядати механізм перемикання передач на трехвальных КПП, часто цей механізм встановлений на корпусі агрегату. Конструкція включає в себе важеля управління, повзуни і вилки.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, чому не включаються передачі на заведеному двигуні. З цієї статті ви дізнаєтеся про причини, за якими включення передач може бути ускладнене після запуску ДВЗ.
Корпус коробки (картер) виготовлений з алюмінієвих або магнієвих сплавів, необхідний для установки валів з шестернями і механізмів, а також ряду інших деталей. Ще в картері коробки передач знаходиться трансмісійне масло (масло коробки передач).
- Щоб зрозуміти, як працює механічне (ручне) коробка передач трехвального типу, давайте в загальних рисах розглянемо принцип її дії. Коли важіль перемикання передач знаходиться в нейтральному положенні, передачі крутного моменту від двигуна на ведучі колеса автомобіля не відбувається.
Після того, як водій зробить переміщення важеля, вилка перемістить муфту синхронізатора тієї чи іншої передачі. Потім синхронізатор вирівняє кутові швидкості потрібної шестерні і веденого вала. Потім зубчастий вінець муфти увійде в зачеплення з аналогічним вінцем шестірні, що забезпечить блокування шестерні на веденому валу.
Ще додамо, що задній хід автомобіля забезпечує задня передача КПП. У цьому випадку проміжна шестерня заднього ходу, встановлена на окремої осі, що дозволяє змінити напрям обертання.
Двохвальна механічна коробка передач: пристрій і принцип роботи
Розібравшись з тим, з чого складається коробка передач з трьома валами, перейдемо до двухвальным коробок. Даний тип КПП має в своєму пристрої два вала: первинний і вторинний. Первинний вал є провідним, вторинний веденим. На валах закріплені шестерні і синхронізатори. Також в картері коробки знаходиться головна передача і диференціал.
Ведучий вал відповідає за з’єднання зі зчепленням, також на валу знаходиться блок шестерень в жорсткому зачепленні з валом. Ведений вал розташований паралельно ведучому, при цьому шестерні веденого вала в постійному зачепленні з шестернями ведучого вала, а також вільно обертаються на самому валу.
Також на веденому валу жорстко закріплюється провідна шестерня головної передачі, а між самими шестернями веденого вала розташовані муфт синхронізаторів. Додамо, щоб зменшити розміри КПП, а також збільшити кількість передач, в сучасних коробках нерідко замість одного веденого вала може бути встановлено 2 або навіть 3 валу.
На кожному такому валу жорстко закріплена шестерня головної передачі, при цьому така шестерня має жорстке зачеплення з веденою шестірнею. Виходить, конструкція фактично реалізує 3 головних передачі.
Сама головна передача, а також диференціал у пристрої КПП здійснюють передачу крутного моменту від вторинного вала на провідні колеса. При цьому диференціал також може забезпечити таке обертання коліс, коли ведучі колеса обертаються з різними кутовими швидкостями.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, як з’єднати двигун і коробку передач. З цієї статті ви дізнаєтеся про тонкощі і нюанси з’єднання коробки з ДВС.
Що стосується механізму перемикання передач, на двухвальной КПП він винесений окремо, тобто за межі корпусу. Коробка пов’язана з механізмом перемикання тросами або спеціальними тягами. Частіше зустрічається з’єднання за допомогою тросів.
Сам механізм перемикання 2-х вального коробки має важіль, який з’єднується тросами з важелем вибору і важелем включення передачі. Зазначені важелі з’єднуються з центральним штоком перемикання передач, який також має вилки.
- Якщо говорити про принцип роботи двовальною механічної коробки передач, він схожий на принцип трехвальной КПП. Відмінності полягають у тому, як працює механізм перемикання передач. У двох словах, важіль може здійснювати як поздовжні, так і поперечні руху щодо осі автомобіля. Під час поперечного руху відбувається вибір передачі, так як зусилля йде на трос вибору передач, який впливає на важіль вибору передач.
Далі важіль рухається поздовжньо, а зусилля йде вже на трос перемикання передач. Відповідний важіль горизонтально переміщає шток з виделками, вилка на штоку зміщує синхронізатор, що і призводить до блокування шестерні веденого вала.
Наостанок зазначимо, що також механічні коробки різних типів мають додаткові блокувальні пристрої, які перешкоджають включенню одночасно двох передач або ж непередбаченого вимикання передачі.