Принцип работы механической коробки передач

Пятиступенчатая коробка — передача

Пятиступенчатая коробка передач механическая, имеет пять передач для движения вперед и одну для движения назад.  Пятиступенчатая коробка передач и трехскоростной планетарный редуктор обеспечивают получение на барабане пятнадцати диапазонов скоростей при подъеме кабеля и трех при спуске.

Пятиступенчатая коробка передач ( рис. 90), применяемая на автомобилях МАЗ-500, имеет картер 13, отлитый из специального чугуна и жестко соединенный с картером сцепления. В торцовых стенках картера расположены гнезда для установки подшипников, в которых вращаются валы коробки передач.  Пятиступенчатые коробки передач ( ЭИС-150, МАЗ-200, МАЗ-205, ЯАЗ-210) отличаются от описанной четырехступенчатой коробки применением пятой, ускоряющей передачи, которая позволяет уменьшить износ двигателя и сократить расход топлива при движении автомобиля по хорошей дороге со скоростью более 40 — 45 км / час.

Пятиступенчатая коробка передач автомобилей КрАЗ — 257 ( рис. 68) имеет пятую передачу с передаточным числом, меньшим единицы. При включении пятой ( ускоряющей) передачи ведомый вал 12 вращается быстрее ведущего вала /; поэтому при той же скорости движения автомобиля уменьшается число оборотов коленчатого вала, что способствует экономии топлива и уменьшению износа деталей двигателя.

Пятиступенчатая коробка передач автомобилей МАЗ-5335 приведена на рис. 16.9. Основными частями коробки передач являются картер, ведущий вал, промежуточный вал с шестернями, ведомый вал с шестернями и синхронизаторами, механизм переключения передач.  Пятиступенчатая коробка передач автомобиля КрАЗ — 257 ( рис. 61) имеет пятую передачу с передаточным числом, меньшим единицы. При включении пятой ( ускоряющей) передачи ведомый вал 12 вращается быстрее ведущего вала /, поэтому при той же скорости движения автомобиля уменьшается число оборотов коленчатого вала, что способствует экономии топлива и уменьшению износа деталей двигателя.

Пятиступенчатая коробка передач автомобилей МАЗ-200, Урал-375 и КрАЗ — 219 ( рис. 88) имеет ускоряющую ( пятую) передачу с передаточным числом, меньшим единицы. При включении пятой передачи ведомый вал 12 вращается быстрее ведуще: го вала /; поэтому при той же скорости движения автомобиля уменьшается число оборотов коленчатого вала, что способствует экономии топлива и уменьшению износа деталей двигателя.

Пятиступенчатая коробка передач автомобилей МАЗ-200, Урал-375 и КрАЗ — 219 ( рис. 88) имеет ускоряющую ( пятую) передачу с передаточным числом, меньшим единицы. При включении пятой передачи ведомый вал 17 вращается быстрее ведущего вала /; поэтому при той же скорости движения автомобиля уменьшается число оборотов коленчатого вала, что способствует экономии топлива и уменьшению износа деталей двигателя.

ЗИЛ-164А пятиступенчатая коробка передач ( рис. 90) имеет пятую передачу прямую. Шестерни 19, 18 и 15 ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями 20, 17 и 14 промежуточного вала. Все эти шестерни, а также шестерня ведущего вала 3 и шестерня 21 постоянного зацепления промежуточного вала имеют косые зубья.  Пятиступенчатая коробка передач автомобиля ЯАЗ-210 ( рис. 82) имеет ускоряющую ( пятую) передачу с передаточным числом, меньшим единицы. При включении пятой передачи ведомый вал 17 вращается быстрее ведущего вала /; поэтому при той же скорости движения автомобиля уменьшается число оборотов коленчатого вала, что способствует экономии топлива и уменьшению износа деталей двигателя.

Ошибки при переключении передач на механике

Опытные водители могут поделиться с вами многочисленными советами, испробованными на собственной практике, но все ли они помогут уберечь вашу машину от поломок? Даже люди, которые ни разу не сидели за рулем знают главное и очень броское отличие автоматической и механической коробки передач. Это отсутствие в автомате третей педали (сцепления).

С помощью этой педали на механике проходит процесс механического отсоединения привода двигателя от привода колес. Поэтому на механике при переключении с пониженной скорости на повышенную либо наоборот нужно выжимать педаль сцепления. Если не усвоить правильность работы с этим механизмом, то вам гарантирован не только скорейший ремонт автомобиля, но и повышается вероятность попасть в дорожно-транспортное происшествие.

Основные ошибки, которые чаще всего возникают при переключении передач на механике у новичков, можно выделить следующие:

Перегазовка или клевок автомобиля (кратковременное торможение двигателем) в момент отпускания педали газа и нажатия на сцепление. Происходит это по причине того, что ученик отпускает газ быстрее, чем выжимает сцепление в случае клевка. Или наоборот, быстро нажимает на сцепление, при этом не отпускает педаль газа, в итоге происходит перегазовка. Переносить упор на руку, которой ученик держит руль (тянет руль влево) в момент включения передачи. Такая привычка может легко сбить вас с пути. Неправильная работа с рычагом коробки скоростей. Включение передачи происходит не по схеме, а наискосок. Это приводит к тому, что вместо нужной передачи включается совсем другая скорость. Например, вместо первой передачи включается третья, а вместо второй – четвертая. Расположение каждой передачи следует знать еще до того, как впервые сесть за руль. А тренироваться в переключении скоростей лучше на незаведенной машине и точно по схеме. Таким образом, можно избежать разных проблем, связанных с неправильным переключением передач во время движения

Также начинающие водители при переключении передач часто отвлекают внимание на рычаг коробки скоростей, вместо того чтобы следить за дорогой. Это категорически запрещено и может привести к аварии, старайтесь не смотреть на него

Как показывает практика, сложным становится также выбор момента для последующего переключения или незнание, какую передачу включать при той или иной скорости. Об этом поговорим подробнее чуть ниже.

Также об ошибках начинающих водителей можно узнать из следующего видео:

Особенности механической коробки передач

Механическая КПП — вид трансмиссии, при которой переключение ступеней и передача крутящего момента осуществляется вручную водителем выбором ступени, согласно оценки текущих условий и характеристик дальнейших действий.

Более простым языком назначение МКПП — регулирование скоростного диапазона и выбор его направления.

Число ступеней у МКПП бывает от четырех и до семи, помимо нейтральной и задней.

Особенностью транспорта с МКПП является наличие педали сцепления, помимо тормозной и газа, имеющихся во всех видах транспорта. Смена ступеней осуществляется при выжатой педали сцепления.

Преимущества транспорта с МКПП:

• недорогой ремонт и легкое обслуживание;
• высокая надежность;
• достаточный диапазон вариантов вождения;
• возможность буксировать автотранспорт на любую протяженность пути;
• запуск машины с «толкача»;
• улучшенная проходимость в трудных условиях;
• повышенная динамика и КПД.

К минусам МКПП следует отнести:

• сложность смены передач для начинающего водителя;
• неудобства и рост усталости при передвижении в пробках в связи с постоянным переключением ступеней и выжимом сцепления;
• возрастает риск поломок МКПП и корзины сцепления при неграмотном переключении ступеней и работе со сцеплением;
• сниженный ресурс двигателя при передвижении на достаточно маленьких или больших оборотах.

Переключение передач

Машина набирает скорость при помощи переключения с нижних скоростей в коробке передач на верхние.

Когда стрелка тахометра достигла отметки 2 000-3 000 об./мин. необходимо включить следующую передачу, если она показывает 1 000 об./мин — на более низкую. Опытные водители переключают передачи, ориентируясь на звук двигателя.

Скорости переключают последовательно. Примерный скоростной диапазон использования передач имеет следующие значения:

• первая передача – 0-20 км/ч;
• вторая – 20-40 км/ч;
• третья – 40-60 км/ч;
• четвертая – 60-80 км/ч;
• пятая – 80-110 км/ч;
• шестая – свыше 110 км/ч.

Переключение скоростей на механике производится последовательно. Набрав необходимые обороты, следует выжать сцепление и переключить передачу с первой на вторую. Плавно отпустить сцепление. Аналогично осуществляется переход на очередную передачу.

По началу это кажется сложным по сравнению с управлением автомобилем с автоматической коробкой передач.

Как тронуться с места на машине с механической коробкой передач?

Механизма троганья с места тоже осваивается в процессе ежедневных занятий. Для этого первым делом не забудьте завести двигатель, далее выполните следующие действия:

1. Выжмите педаль сцепления.
2. Поставьте рычаг коробки на значение первой передачи.
3. Затем правой ногой немного поддаем газу, нажатием на акселератор и, одновременно с этим, левой ногой приступаем к плавному отпусканию педали сцепления.
4. После того как вы почувствуете, что сцепление «схватилось» и машина начинает свое движение, задержите ногу на педали сцепления, пока автомобиль не наберет скорость от 1 до 3 км\ч. Для этого вполне достаточно и нескольких метров движения автомобиля. В противном случае машина может заглохнуть.
5. Продолжайте отпускать педаль сцепление, при этом обороты двигателя на тахометре следует держать до двух тысяч. Окончательно убрать ногу со сцепления, как правило, можно только после 5 км\ч.

Выполняя данные действия, держитесь уверенно. При выполнении важна не только синхронизация ваших действий, но и плавность их исполнения. Механическая коробка передач не любит резких движений. И не стоит слишком мягко «давить на газ» – автомобилю может не хватить мощности для начала движения и он просто заглохнет. Но и перебарщивать с газом также нельзя, можно спалить сцепление, поэтому не превышайте обороты двигателя больше 2000 на тахометре.

Если машина тронется плавно и без лишнего шума, значит, все сделано правильно. Повторяйте процесс снова и снова, и вскоре вы получите желаемый результат. Некоторое время конечно вам придется двигаться именно на первой скорости, чтобы освоить габариты машины, и почувствовать уверенность в своих действиях.

Учимся трогаться в гору

Зачастую проблемы начинающего водителя вызывает процесс начала движения на подъеме. Конечно, у человека нет удобной третьей ноги, для одновременного воздействия на сцепление, тормоз и газ. Но и без этого при постоянных тренировках трогаться в горку или со светофора вы в конечном итоге научитесь. Это не так сложно.

Первое время используйте способ троганья с ручником. Для этого стоя на подъеме, выполните следующие действия:

1. Поставьте автомобиль на ручник, и выжмите сцепление.
2. Переключитесь на первую передачу.
3. Начинайте нажимать на педаль газа и, как только тахометр покажет 1500 оборотов, зафиксируйте ногу в таком положении.
4. Далее нужно отпускать педаль сцепления до того момента, как вы почувствуете, что диски сцепления соприкоснулись. Определить этот момент можно по звуку и вибрациям двигателя.
5. После этого снимите машину с ручного тормоза.
6. Когда автомобиль начнет движение, по мере увеличения скорости аккуратно продолжайте отпускать сцепление, усиливая давление ноги на педаль газа. Таким образом, машина поднимется в горку.

Полезное видео, как тронуться в горку, используя ручной тормоз, обязательно смотрим:

Параллельно стоит осваивать и другой метод – фиксации сцепления. Суть его в следующем:

1. При выжатом сцеплении включаем первую скорость и нажимаем на тормоз.
2. Как и в предыдущем варианте, потихоньку отжимаем сцепление и следим за стрелкой тахометра. Останавливаем ногу в тот момент, когда обороты двигателя слегка упадут. Включенная скорость противодействует тормозу, поэтому также появляется дрожание машины.
3. Как только вы ощутили эту вибрацию, необходимо зафиксировать положение ног на сцеплении и тормозе, до возможности начать движение.
4. Отпустив тормоз, машина, скорее всего, начнет медленное движение вперед или останется на текущем месте. В любом случае при правильном выполнении машина не станет откатываться назад.
5. Нажимая на газа, продолжаем отпускать сцепление до тех пор, пока не ускоритесь.

Смотрим видео, как трогаться в горку, используя педаль тормоза:

Более подробно об этих и других способах трогаться с места, в горку пошагово для чайников на механике мы уже описывали в другой статье. Для прочтения просто кликните на ссылку.

АКПП или МКПП

Будущий владелец, выбирая между механикой и автоматом, в первую очередь должен определить для каких целей приобретается автомобиль:

• для городского перемещения;
• для преодоления лесного бездорожья, снежных заносов;
• для буксировки тяжелой техники, перевозки грузов.

Немаловажен стаж и опыт вождения. Какая коробка передач лучше для усвоения новичком? Начинающий водитель должен чувствовать себя за рулем уверенно, чтобы не создавать аварийных ситуаций. Сразу приходит ответ: коробка автомат, но для обоснованного вывода сравним плюсы и минусы механики и автомата.

Читать далее: Замена масла в АКПП полным и частичным методом: фото и видео инструкция

Цена вопроса

Минусы АКПП начинаются с цены. Машина на автомате стоит на 50 000 рублей дороже механики. И это вполне обосновано: покупатель платит за комфорт и сложную конструкцию. Чаще всего производители устанавливают в автомобили покупные коробки, поэтому не могут влиять на стоимость агрегата.

Обе коробки передач: механика и автомат, нуждаются в замене масла. Масло работает как смазка и отводит лишнее тепло, предотвращая износ трущихся деталей. Кроме того оно создает пленку на поверхности металла, защищая от коррозии.

В автомате масло служит рабочим телом для передачи мощности двигателя и включения передачи. Со временем жидкость скапливает фрикционную пыль, металлическую пудру, становится черной и перегревается. Уровень и качество трансмиссионного масла проверяют каждые 15 000 км, а меняют через 60 000 км. Из-за тяжелых нагрузок жидкость в автомате требует обновления через 40 000 км.

Мастера по ремонту и обслуживанию трансмиссий дают советы:

• замена масла в механике и автомате на пробеге до 60 тысяч км поможет избежать неполадок с коробкой;
• при техобслуживании АКПП необходимо промывать поддон, менять масляный фильтр и сальники.
• старая смазка в МКПП работает как абразив и стачивает зубья шестерней из-за чего появляется гул и шум.

КПД и разгон

Мастерство вождения на МКПП и быстрое переключение рычага позволяют сократить расход топлива, пуская автомобиль накатом.

Надежность

Надежность коробки передач определяется количеством отказов или ресурсом, т.е. сколько механическая или автоматическая трансмиссия отработает до капремонта. Однозначно ответить, что лучше механика или автомат не получится, и вот почему.

Конструктивно простая механика выглядит более надежной. В ней отсутствует гидравлика и электроника, способные выйти из строя. МКПП выдерживает нагрузки в виде буксировки, пробуксовки.

Электронное управление АКПП исключает «человеческий фактор» и контролирует состояние агрегата. Коробки с 4-мя и 5-ю ступенями проще обслуживать, поэтому они надежнее 6-ступок.

Зимнее вождение

Зимой коробка автомат дольше прогревается из-за большого объема жидкости. Если масло хорошо не прогреть, АКПП будет толкаться за счет снижения давления. Пробуксовка на льду нагружает агрегат, увеличивая износ деталей и масла.

Автомобиль с механической коробкой передач зимой быстрее готов стартовать, чем преимущественно отличается от автомата. Зажатая педаль сцепления позволяет снизить пусковую нагрузку на двигатель. Механике не страшны проскальзывания колес на льду или в снегу.

Комфорт

Разница во взаимодействии автомата и механики с двигателем отражается на его ресурсе. Возможность МКПП раскручивать мотор до предела снижает срок службы силового агрегата. Электроника АКПП контролирует обороты двигателя, не позволяя ему перегреваться.

В механике при неправильной работе со сцеплением фрикционный диск истирается к 40 000 км, хотя его срок службы превышает 250 000 км. Гидротрансформатор в АКПП проработает 200 000 км. Если не менять масло, срок службы сократится вдвое.

Автоматическая и механическая коробки передач проявляют себя на дороге по разному. Машина с автоматом движется плавно, без рывков. Легко вкатывается в горку. Не глохнет.

Простое объяснение — что такое коробка передач.

Любой автомобиль состоит из тысячи запчастей и сопутствующих компонентов. Но некоторые части любого автомобиля контролируют именно те самые агрегаты, которые делают вашу машину именно движущимся транспортным средством, поэтому они играют более важную роль при сравнении таковых с другими автокомпонентами автомобиля. Например, к очень важным частям любой автомашины относится так называемая коробка передач. Без нее крутящий момент от двигателя не смог бы передаваться и достичь конкретноо колес автомобиля, который не тронулся бы с места.

Да, мы с многими согласны, сам автовладелец не обязательно должен владеть углубленными знаниями об устройстве автомобиля. Но что такое коробка передач и что она из себя представляет изнутри нам так кажется, обязан знать каждый из водителей. Об этом сегодня мы с вами и поговорим.

Бывают два основных типа коробок передач, которые используются и применяются в большинстве из автомобилей на мировом рынке машин, а именно — это ручная (т.е. механическая) КПП и автоматическая коробки (АКПП). Сегодня мы с вами остановимся на этих двух основных коробках передач, хотя здесь сразу стоит отметить, что в последние годы набирают популярность и другие виды трансмиссий. К примеру такие, как коробка передач с двойным сцеплением, которая работает по принципу механической трансмиссии, но с компьютерным управлением сцепления. Электроника автоматически сама выжимает сцепление, а сами скорости переключает по-прежнему водитель. Также получили свое распространение и бесступенчатые автоматические коробки передач с так называемым вариатором, сокращенно- CVT. Принцип действия подобной коробки основан на ременном приводе по аналогии с велосипедной цепной передачей. А еще в последние годы на мировом авторынке стали появляться автомобили вообще без коробок передач. Как правило такие машины без трансмиссии используют у себя только электрический двигатель.

Прежде чем углубиться в описание принципа самой работы коробки передач, давайте с вами обозначим основные применяемые к ней термины:

Передача: -В данном понимании любая передача представляет в самой коробке определенный набор различных шестерёнок, которые работая синхронно совместно регулируют соотношения между скоростью двигателя и скоростью колес(а). Также этот термин используется и для описания каждой скорости коробки передач в отдельности. К примеру, в автоматической коробке передач электроника автоматически выбирает какой вал с шестернями необходимо использовать для оптимальной передачи крутящего момента. В механической же трансмиссии водитель сам самостоятельно выбирает необходимую ему скорость.

Передаточное отношение: -Это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего вала.

Сцепление: -Это механизм подключения или отключения двигателя к (от) системы передач(и) коробки.

Коробка передач: -Это механизм передачи крутящего момента от двигателя непосредственно на колеса транспортного средства.

Рычаг переключения передач: -Это передаточный рычаг, который водитель использует для управления коробкой передач и для выбора нужной скорости.

Теперь давайте перейдем непосредственно к самому описанию действий, т.е. к тому, как работают две наиболее распространенные и известные многим коробки передач.

Назначение и устройство МКПП

МКП на данный момент не самые распространенные, хотя тоже широко используются благодаря надежности, простоте конструкции, ремонтопригодности. Скорость выбирает и переключает водитель вручную. Главное назначение МКПП — преобразование крутящего момента и его передача от мотора на колеса, изменяя передаточное число.

Устройство МКПП:

1. корпус, он же картер;
2. два, три или больше валов: ведущий, ведомый (может быть два или больше), промежуточный (если модель с тремя валами);
3. шестерни валов;
4. рычаг переключения скоростей;
5. синхронизатор (2 блокировочных кольца, муфта, сухари),
6. проволочные кольца;
7. подшипники, сальники.

По количеству валов МКП делятся на:

По количеству ступеней бывают

Неотъемлемая часть МКП сцепление, отсоединяющая коробку от мотора, не повреждая в процессе переключения агрегаты. Говоря упрощенно, сцепление выключает крутящий момент, переключая двигатель и колеса на холостую работу.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

МКПП с двумя валами устанавливаются в легковые авто с передним приводом. Какое-то количество шестеренок вращаются, остальные закреплены, шестерни ведущего и ведомого валов зацеплены. На каждый вал обязательно установлен хотя бы один синхронизатор.

Принципиальная схема устройства двухвальной коробки передач

Для чайников принцип работы можно объяснить как соединение шестерен с разным количеством зубьев, чтобы приспособить работу двигателя (обороты) к постоянно меняющейся скорости автомобиля при разгоне или торможении.

Первичный вал через маховик соединен с коленвалом двигателя, передаточные числа передаются с него на вторичный, потом на передние колеса через главную передачу и дифференциал. Благодаря отсутствию промежуточного вала у такой КПП небольшие размеры.

Для соединения шестерен используются муфты синхронизаторов. При необходимости увеличить количество ступеней в КП устанавливают 2 или 3 вторичных вала.

Переключающий скорости механизм располагается отдельно от трансмиссии, связывается с ней тягами или тросиками.

Устройство механизма для переключения скоростей:

• рычаг выбора передачи, оснащенный тросом для ее включения;
• шток, оснащенный вилками;
• рукоятка для переключения скорости;
• блокирующий замок.

В процессе изменения скорости рычаг перемещается вертикально и горизонтально, переводя усилие на устройство, выбирающее нужную передачу.

Трехвальная коробка передач — устройство и принцип работы

Трехвальные коробки передач монтируются на автомашины с задним приводом, устройство и принцип работы мало отличается от агрегата с двумя валами, основное отличие конструкции — присутствие дополнительного (промежуточного) вала.

Устройство 3-вальной, 5-ступенчатой коробки передач

1 — первичный вал; 2 — крышка подшипника; 3 — выключатель света заднего хода; 4 — манжета первичного вала; 5 — задний подшипник первичного вала; 6 — шестерня привода промежуточного вала; 7 — сапун; 8 — шестерня 3-й передачи; 9 — передний картер; 10 — шестерня 1-й передачи; 11 — шестерня заднего хода; 12 — штоки переключения передач; 13 — шарик-фиксатор; 14 — пружина; 15 — рычаг переключения; 16 — защитный уплотнитель; 17 — колпак рычага; 18 — корпус рычага переключения; 19 — задний картер; 20 — вторичный вал; 21 — манжеты удлинителя заднего картера; 22 — сталебаббитовая втулка; 23 — шестерня привода спидометра; 24 — привод спидометра; 25 — задний подшипник промежуточного вала; 26 — шестерня 5-й передачи; 27 — болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода; 28 — промежуточная шестерня заднего хода; 29 — промежуточный вал; 30 — маслозаливная пробка.

Соединенный со сцеплением первичный вал через шестеренчатую передачу передает крутящий момент промежуточному, все шестерни которого жестко зафиксированы. Первичный и вторичный валы вращаются в одной оси, но независимо друг от друга. Шестерни первичного вала не зафиксированы, вторичный с промежуточным сцеплены постоянно. Между шестеренками вторичного вала монтируются выравнивающие скорость вращения синхронизаторы.

Механизм переключения (шток, рычаг, вилки), монтируется на корпус коробки. Устанавливается так же устройство, предотвращающее одновременное включение двух скоростей.

Существуют типы механических КПП с большим количеством ступеней (от 4-х до 6-и), оснащенные дополнительными коробками передач, которые называют редукторами. Они бывают понижающие (демультипликаторы), повышающие (мультипликаторы). Первые с двумя, тремя скоростями монтируются за КПП, до 3-х раз уменьшает передаточное число. Вторые монтируются перед КПП, в 2 раза увеличивают количество передач.

Как правильно тормозить?

Техника торможения при помощи коробки передач крайне важна – от нее зависит не только эффективность торможения, но и безопасность участников дорожного движения. При резких поворотах или гололеде задача усложняется.

Способы безопасного торможения:

1. Торможение при помощи двигателя. Это оптимальный вариант, подходящий практически для любой ситуации. Его можно использовать и на мокрой дороге, и на обледенелой, а также при поломках тормозов. Торможение достигается переключением передач и перегазовкой.
2. Комбинированное торможение почти аналогично первому способу. Но все описанные действия сочетаются с плавным нажатием на педаль тормоза. Этот способ обеспечивает более быстрое торможение.
3. Торможение «накатом». Используется на небольшой скорости или в экстренных случаях. При обычной езде этот способ использовать не советуют, так как он не самый безопасный из перечисленных.
4. Комбинированное торможение с постоянной передачей. Производить его нужно аккуратно – если двигатель лишится тяги, водитель не сможет контролировать движение автомобиля.
5. Резкое торможение – используется в чрезвычайных ситуациях, торможение достигается одновременным давлением на тормоз и сцепление, пока автомобиль окончательно не остановится.

Если провести торможение правильно, можно сократить не только расход горючего, но и износ двигателя.