Как пользоваться механической коробкой передач
Из-за специфического принципа работы механической коробки передач, для новичков важно ознакомиться с особенностями управления авто с МКПП. Нужно правильно заводить автомобиль с механической трансмиссией, иначе она быстро выйдет из строя
Алгоритм запуска двигателя автомобиля для «чайников» с учетом принципов работы механической коробки передач будет следующим:
- Педаль сцепления выжимается до упора, рычаг коробки переводится в нейтральное положение (в нейтральном положении можно без помех перемещать рукоятку переключения скоростей вправо и влево).
- Чтобы автомобиль на нейтральной передаче не начал движение, необходимо активировать ручной тормоз или выжать педаль тормоза.
- Нажав на педали сцепления и тормоза, следует слегка повернуть ключ в замке зажигания таким образом, чтобы на приборной панели зажглись информационные значки. После того как они перестанут гореть, необходимо сильнее провернуть ключ, запустив двигатель.
Принцип работы
Чтобы в полной мере оценить и понять, по какому принципу работает первичный вал, установленный на КПП автомобиля, стоит выяснить, как вообще происходит взаимодействие различных механических элементов коробки друг с другом, и каким образом агрегат выполняет все свои функции.
К слову о последних. Официальное определение трансмиссии гласит, что данное устройство, вне зависимости от вида транспорта, на котором оно применяется, играет роль передающего звена между двигателем и ведущей осью автомобиля.
Механическая коробка передач имеет несколько ступеней. Чем ниже ступень, тем с большей интенсивностью двигатель воздействует на колеса и тем более ощутимый крутящий момент передает. Разумеется, при малых передачах мотору приходится раскручиваться до солидных оборотов, и его ресурса постепенно перестает хватать. С целью решить данную проблему, водитель переключает скорость на более высокую. Таким образом, передаточное отношение изменяется, и двигатель сильнее раскручивает колеса.
Такие «чудеса» происходят благодаря конструктивным особенностям КПП автомобиля, которые применяются уже достаточно давно и известны подавляющему большинству конструкторов машин и механиков.
Основной функциональный узел трансмиссии автомобиля — это система валов, которые взаимодействуют друг с другом и двигаются синхронно или с различными скоростями, которые задаются оборотами двигателя и заданной передачей. Система состоит из первичного и вторичного валов, каждый из которых имеет уникальную форму и размер.
Первичный вал жестко соединен с маховиком двигателя, и его обороты зависят от того, насколько интенсивно водитель нажал на педаль акселератора. Вторичный вал, напротив, соединяется с ведущими колесами и их дифференциалом. Первичный постоянно взаимодействует со вторичным, однако несколько отличается от него размерами.
Благодаря перемещению первичного и вторичного валов в КПП автомобиля относительно друг друга, обороты двигателя относительно колес можно как увеличивать, так и уменьшать. Этим и обуславливается принцип работы механической КПП и основной секрет ее надежности и долговечности.
Устройство механической коробки передач
Устройство механической КПП
Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:
- ведущий или первичный вал;
- ведомый или вторичный вал;
- промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
- шестерни первичного и вторичного валов;
- механизм выбора передач;
- муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
- картер;
- главная передача;
- дифференциал.
При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Схема двухвальной МКПП
Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.
Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.
Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:
- В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
- При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
- Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
- Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
- Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.
Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:
Нейтральное положение
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
5-я передача
Задний ход
Трехвальная КПП: устройство и принцип работы
Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.
Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.
Устройство трехвальной МКПП
Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.
На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.
Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.
Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.
В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.
Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.
Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.
Плюсы и минусы механической КПП
Преимущества МКПП:
- возможно буксирование машины на любую дальность маршрута даже с заглушенным двигателем;
- возможен запуск автомобиля с «толкача» при разряженном АКБ или неисправностях в системе зажигания;
- меньшие габариты и вес, чем у автоматической КПП;
- динамичность транспортного средства, возможность выбирать манеру управления, путем подходящего изменения оборотов двигателя;
- возможно использование по максимуму всех возможностей двигателя при регламентированных производителями оборотах на каждой скорости, при которых крутящий момент максимальный или приближен к нему;
- динамичный разгон и экономия топлива в сравнении с автоматом (при агрессивных и спортивных манерах вождения расход возрастает);
- простота конструкции;
- приемлемая цена обслуживания и ремонта, особенно в сравнении с АКПП;
- большой ресурс работы.
К минусам МКПП относятся:
- сложность вождения автомобилей с МКПП, особенно для начинающих;
- сцепление, которое возможно спалить неопытным водителям или при регулярном буксовании в снегу и на льду;
- по неопытности присутствует вероятность повредить трансмиссию при переключении на заднюю скорость при движении вперед или неправильной работы со сцеплением;
- сниженный ресурс двигателя из-за слишком низких или наоборот высоких оборотов, АКПП не даст такого сделать;
- при недостаточно быстром переключении ступеней и при переключении на слишком низких оборотах происходит значительная потеря мощности мотора;
- повышенная утомляемость из-за необходимости контролировать сцепление, выбор и переключение скоростей, особенно у неопытных водителей;
Преимуществ у механической КПП достаточно много, а минусы исчезнут с приобретением опыта вождения на МКПП.
Принцип работы КПП
Устройство любой коробки передач: сцепление (которое в автоматической коробке называются гидротрансформатором); передаточный механизм из шестерен (планетарный ряд); компоненты, переключающие передачи; система управления.
Принцип работы механической КПП более или менее понятен: водитель вручную переключает передачи, создавая различные комбинации шестерен. Ведущий вал через сцепление соединен с коленвалом двигателя, с ведомым валом соединение не фиксированное.
Нужная пара шестерен выбирается при помощи вилок управляющего механизма. Рукояткой передвигаются приводы, муфты, ползуны. Механизм выбора передачи устанавливается в трансмиссии, на руле или в кузове.
На коротком видео ниже показана вся суть механической коробки передач
Синхронизатор, уравнивающий вращением валов, дает возможность менять скорость без вреда агрегату. Чтобы поменять передачу, нужно нажать на сцепление, отсоединяющее коробку от двигателя. Затем включаем нужную передачу (при старте — первую). Педаль отпускается после изменения скорости.
Как работает синхронизатор:
- при расположении рычага на нейтральной, двигатель не взаимодействует с колесами, шестерни свободно крутятся;
- после того, как водитель включил передачу, кулиса соединяет рычаг с коробкой, вилка двигает муфту к нужной шестерне через тросики;
- одновременно сухари двигают блокирующее кольцо;
- вращением шестерни и вала создается трение, благодаря которому до упора проворачивается кольцо;
- муфта перестает двигаться из-за того, что кольцо и шестерня расположились друг против друга;
- скорости выравниваются, муфта может пройти через кольцо, чтобы соединиться с нужной шестерней, передать крутящий момент;
- шестерня и вал блокируются, скорость включается.
Устройство синхронизатора
1 — ступица; 2 — скользящая муфта; 3 — блокировочное кольцо; 4 — пружина; 5 — стопорное кольцо; 6 — косозубая шестерня передачи; а) прямозубый дополнительный венец шестерни; б) внутренняя рабочая поверхность скользящей муфты.
Иногда синхронизатор включает 2 шестерни одновременно. Чтобы авто двигалось задним ходом, монтируется дополнительный вал, оснащенный промежуточной шестерней.
Переключение скоростей в движении
В рекомендациях по эксплуатации автомобилей существует такой пункт: «Переключение МКПП нужно делать на определенных скоростях и показаниях тахометра». Это увеличивает ресурс работы коробки, двигателя, повышает экономичность движения и бережет окружающую среду.
Советуют переключать передачи при 2-3 тыс. оборотах по тахометру. Если его нет, тогда ориентируемся на скорость. Бывалые водители говорят, что переключаться лучше в начале подъема и оставаться на пониженной передаче, пока горка не закончится. Если переключиться во время въезда на горку, можно потерять динамику движения, обороты двигателя упадут и мотору будет тяжелее преодолевать препятствие. Это ведет к повышенному износу деталей ДВС и увеличению расхода топлива.
Рассмотрим этапы переключения в движении
- Едим. Отпускаем педаль газа и одновременно нажимаем на сцепление. Нажим должен быть плавным, но не медленным
- Переводим КПП в нейтраль и дальше на нужную передачу. Переключение на механике проходят только через нейтральное положение. Специалисты рекомендуют делать небольшую паузу при переходе с одной передачи на другую. Это сбережет коробку. Советуют досчитать до двух. То есть, рычаг в одном положение – считаем «Раз» и переводим в нейтраль. Считаем «Два» — включаем нужную передачу
- Плавно отпускаем педаль сцепления, без резких движений ногой. Доведя сцепление до момента схватывания, приблизительно половина выжима. Если резко бросить педаль сцепления, машину может дернуть или она «клюнет» носом, а вы лицом об руль. Слегка жмем на газ.
- Удерживаем педаль газа в слегка нажатом положении, чтобы двигатель не завыл, потому что сцепление находится в среднем положении
- Отпускаем плавно полностью сцепление.
- Убираем ногу с педали. Лучше ее перенести в сторону, чтобы она отдыхала
Если не придерживаться этого правила, то можно быстро угробить выжимной подшипник коробки передач. Даже в положении слегка прижатой педали, подшипник начинает работать. При длительных поездках его ресурс резко сокращается, потому что он постоянно прижат к пластинам корзины КПП, а ему нужно отдыхать. Он задействуется только в моменты переключения скоростей, все остальное время он должен бездействовать.
Реклама:
Распространенные ошибки
Рассмотрим ошибочные действия новичков или тех, кто пересел с автомата на механику. Они могут привести к преждевременной поломки коробки передач.
Реклама:
- Не своевременное переключение скоростей. Не обращают внимания на скорость движения автомобиля и обороты двигателя
- Медленно переводят рычаг механической КПП. Как говорилось выше, переключаться нужно четко и относительно быстро, на счет «2». Если это делать плавно, то автомобиль начнет тормозить двигателем. Пока переключитесь, нужно вновь будет разгоняться, чтобы не отставать от городского потока.
- Плавное нажатие на педаль сцепления приводит к снижению скоростного режима езды. В момент перехода на другую передачу вы отпускаете газ и начинаете жать на сцепление. В этот момент коробка находится в жесткой сцепке с мотором. Так как педаль акселератора не нажата, топливо не подается, двигатель начинает замедлять авто. Поэтому, нажимаем быстро, пока не потеряли скорость, переключились и плавно отпускам педаль.
- Резко бросают педаль сцепления. Это приведет к рывкам машины, дерганию. В результате можно встретиться носом с рулем, и повредить элементы коробки передач.
Назначение коробка передач и требования к ней
Коробка передач служит для преобразования вращающего момента по значению и направлению, изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости и направления движения, обеспечивает возможность движения машинно-тракторных агрегатов (МТА) задним ходом и длительное разъединение двигателя и ведущих колес.
К коробке передач предъявляются следующие требования:
- увеличение тягового усилия до значения, необходимого для преодоления сопротивления движению в заданных эксплуатационных условиях при хороших показателях топливной экономичности
- обеспечение оптимального использования мощности двигателя, уменьшение работы буксования сцепления
- обеспечение управления переключением передач, сокращение переключений для повышения динамических качеств
- высокий КПД на чаще всего используемых передачах
- наличие нейтрального положения для длительного отключения двигателя от трансмиссии, а также передачи заднего хода
- возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования
Технический уровень современных тракторов и автомобилей, эффективность их использования в значительной мере зависят от типа трансмиссии, числа передач, перепада между ними, способа переключения передач, надежности и стоимости.
Особенности двухвальной и трехвальной МКПП
В случае трехвальной МКПП диск сцепления способствует передаче крутящего момента на первичный вал. После этого вращение переходит к промежуточному валу, который запускает элементы ведомого вала.
После того как была включена определенная передача, выбирается необходимая вилка и начинается продольное движение рычага. Вилка перемещается относительно вала и запускает синхронизатор. Зубчатый венец работает после того, как синхронизатор сравняет угловую скорость. Венец соединяет ведомый вал и необходимую шестеренку, и момент вращения направляется на хвостовик КПП и через кардан к заднему мосту.
Обычно в трехвальных КПП применяется прямая передача – благодаря синхронизаторам два вала связаны напрямую. В таком случае коэффициент передачи равен 1. Если применять разное количество зубьев на шестернях, то передаточное число можно варьировать. Тем не менее система передачи потеряет смысл, когда обороты мотора сравняются с оборотами вала. В МКПП используются косозубые шестеренки. Благодаря такой конструкции удается достичь плавного включения необходимой передачи.
Процесс переключения передач
За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.
Плюсы:
- простое в конструкционном плане решение;
- обеспечение четкости переключения;
- более долговечная конструкция для эксплуатации.
Минусы:
- нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
- не используется на переднеприводных автомобилях.
Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:
- напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
- на рулевой колонке;
- в районе панели приборов.
Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.
Плюсы:
- комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
- вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
- обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.
Минусы:
- меньшая долговечность;
- со временем могут появляться люфты;
- требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
- четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.
Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.
Механизм переключения передач Лада Гранта
Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.
Уход и эксплуатация
При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки, она не напоминает о себе практически до конца срока службы автомобиля.
Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, то когда-нибудь обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями. Передачи надо переключать спокойным плавным движением, с небольшой паузой в нейтрали для того, чтобы сработали синхронизаторы.
Основные неисправности коробки передач:
- Подтекание масла может быть следствием повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера;
- Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений;
- Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен;
- Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.
Устройство механической коробки передач
Устройство механической КПП Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:
- ведущий или первичный вал;
- ведомый или вторичный вал;
- промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
- шестерни первичного и вторичного валов;
- механизм выбора передач;
- муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
- картер;
- главная передача;
- дифференциал.
При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.
Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы
Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.
Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.
Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:
- В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
- При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
- Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
- Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
- Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.
Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.
Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:
Нейтральное положение
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
5-я передача
Задний ход
Трехвальная КПП: устройство и принцип работы
Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.
Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.
Устройство трехвальной МКПП
Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.
На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.
Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.
Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.
В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.
Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.
Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.
Синхронизаторы
Это важная составляющая любой механической трансмиссии. Служат синхронизаторы для сглаживания скорости вращения шестерни и вала. Переключение передач благодаря синхронизаторам происходит быстро и мягко. В устройство входит:
- Блокировочное кольцо.
- Ступица.
- Шестерня, имеющая фрикционный конус.
- Муфта включения.
Ступица – это главный элемент узла. Она имеет два шлица (наружные и внутренние). За счет них механизм соединяется с валом трансмиссии, двигаясь по нему в разную сторону. Благодаря наружному шлицу элемент соединяется с муфтой включения. Также устройство ступицы предполагает наличие трёх пазов. Каждый установлен под углом в 1200 относительно друг друга. Данные пазы служат для установки «сухарей». Что это такое? Это подпружиненные элементы, фиксирующие муфту в положении «нейтраль». При такой установке муфты синхронизатор коробки не работает. Маховик свободно вращается, не передавая момент на коробку. Сама муфта соединяет шестерни с валом коробки. Деталь устанавливается на ступице. С внешней стороны она соединяется с вилкой КПП.
Изображение взято с сайта carnovato.ru
Для выравнивания угловых скоростей используется блокировочное кольцо. Сглаживание вращения происходит за счёт трения. Кольцо не дает муфте замкнуться, пока шестерня и вал не будут иметь равные обороты вращения. Внутренняя часть блокировочного кольца обладает конусной формой.
Как работает синхронизатор в МКПП:
- Муфта при нерабочем состоянии находится в среднем положении. Шестерни на валах трансмиссии свободно вращаются.
- При выборе водителем передачи, муфта двигается к шестерне посредством вилки. При этом муфта двигает блокировочное кольцо. Последнее прижимается к конусу шестерни.
- Кольцо прокручивается и блокирует последующее движение муфты.
- За счет трения, обороты вала и шестерни выравниваются.
- Муфта зацепляет вал и шестерню КПП.
- Передается крутящий момент от маховика ДВС.
Виды механических коробок передач
Кроме количества валов и ступеней КПП классифицируются в зависимости от наличия-отсутствия синхронизаторов. Если их нет, переключение скоростей требует определенного времени, которое сокращается при регулировании коробки и манипуляций с педалями газа и сцепления. Такие МКПП более надежны при высоких нагрузках, поэтому устанавливаются на мотоциклах, спортивных авто, сельхозтехнике, тяжелых грузовиках, в которых синхронизацию невозможно использовать по техническим причинам.
К механическим относят и роботизированные коробки. Их конструкция такая же, включая наличие диска сцепления, но управление осуществляется электроникой, выполняющей функции педали. Схема переключений тоже не отличается.
Что такое редуктор?
Редуктор преобразует момент вращения в коробке. Каждый редуктор характеризуется коэффициентом полезного действия, отношением передач, удельная мощность, угловая скорость валов, их количество и др.
В редукторе ВАЗ есть одна передача, два ведомых вала и один ведущий. Заводские отношения (3,9 – 4,1 – 4,3 – 4,4). Или, другими словами, столько оборотов нужно сделать кардану, чтобы колесо повернулось один раз.
На графике показано, как будет зависеть скорость автомобиля (числа по горизонтальной оси) от частоты вращения коленвала двигателя, (числа по вертикальной оси) у которого различные главные пары в редукторе:
Хорошо заметно: чем у главной пары редуктора выше отношение, то более быстрый разгон, но «яма» в области максимальной скорости. Не забывайте, что каждое переключение требует времени, в течение которого колёса не получают энергию мотора. Кроме того, время расходуется на пробуксовку в системе сцепления. В случае ВАЗ 2107, как и прочей классики, это нужно особенно учитывать.
Если главная пара короткая, и передачи тоже, то машина ускорится хорошо, но недолго. Поэтому идеальный вариант для слабого двигателя и короткой трансмиссии – это дрэг, (скоростной заезд на прямом отрезке) в котором можно разгоняться до 6-7 передачи.
Как определить передаточное значение редуктора, если на нём стёрлась маркировка? Очень просто, лучше с помощником:
- Рычаг КПП у ВАЗ 2107 устанавливается в нейтральное положение;
- Проследите, чтобы одно заднее колесо прочно стояло на земле, а второе – вывесите с помощью домкрата;
- Нанесите мелом метку на карданный вал;
- Прокрутите колесо по часовой стрелке на 20 оборотов, а помощник пусть считает обороты коленчатого вала;
- Затем число оборотов коленвала нужно разделить на 10.
- Результат – передаточное число главной пары.
В итоге можно дать совет: если выбрать первую передачу длинной, а последующие – короткие, (высокие передаточные числа), то мы выиграем при переходе на вторую передачу, так как за время работы автомобиль накопит ускорение, и мы меньше потеряем при переходе на высшую. При этом у ВАЗ 2107 должно быть хорошее сцепление, которое разрешает трогаться с «дымом» из – под колёс, то есть на оборотах.
История развития МКП, от Ford T до Bugatti Veyron
Со времен появления первого автомобиля и по наши дни конструкторы используют следующие типы МКП:
- 2-х ступенчатая планетарная коробка стояла на знаменитом Ford T, чей выпуск начался в 1908 году.
- 3-х ступенчатая МКП появилась в 1920 году. Просуществовала до конца 60-х годов двадцатого века. Встречается на раритетных автомобилях, находящихся в частных коллекциях.
- Четырехступенчатая МКП появилась на свет всего на три года позже трехступенчатой. Но из за отсутствия синхронизаторов плохо выдерживала ударные нагрузки при использовании неопытным водителем. Большинство производителей устанавливали на свои автомобили трехступенчатую МКП, четырехступенчатая считалась спортивной опцией.
- Пятиступенчатая коробка передач появилась в 70-х годах прошлого столетия, а уже через десять лет ей оснащалось подавляющее большинство легковых автомобилей.
- 6-ти, 7-ми, 8-ми ступенчатые коробки разрабатывались с 2000 года, и на данный момент устанавливаются на автомобили Элит класса. К примеру, 5-ти ступенчатая коробка, оснащенная двумя дополнительными передачами Overdrive, стоит на BMW M5.
Прямая и повышающая передача
Первая скорость и задняя передача обладают самым большим передаточным отношением, например, в автомобилях ВАЗ 2105 и ВАЗ 2109 это отношение равняется 3.67 и 3.636 соответственно. Объясняется это тем, что двигателем внутреннего сгорания должно создаваться в начале движения большое усилие, иначе машина просто не сдвинется с места. Уже в движении водитель переключает коробку на четвертую или пятую скорость – они самые быстрые, экономичные, следовательно, обладают меньшим передаточным отношением. В модели ВАЗ 2105 на четвертой передаче такое число равняется 1 – прямая передача, при которой уравниваются показатели угловой скорости первичного и вторичного вала.
Если пойти дальше, и выставить передаточное число меньше единицы – повышающая передача, – ведомая шестерня зацепляется с ведущей меньшего размера. Двигатель, работая на той же скорости, которую обеспечивает прямая передача, станет экономичней, уменьшится уровень шума и износ деталей цилиндро-поршневой группы. Фактически силовая установка будет функционировать на меньших оборотах. Повышающая передача, или как её еще называют – овердрайв, – предназначена для поддержания уже набранной скорости движения автомобиля с меньшими затратами топлива и ресурса. Идеальным образом подходит во время езды по магистралям. Но, если возникнет необходимость совершения обгона впереди идущей машины, придется перейти на пониженную передачу.