Механическая кпп: виды, конструкция, принцип работы

Коробка передач со скользящими шестернями

Для того, чтобы автомобиль мог двигаться назад, каждая коробка передач должна иметь переда­чу заднего хода (рис. 24 «Передача заднего хода«, шестерня (R)). Для этого между промежуточным и вторичным вала­ми расположена дополнительная «паразитная» промежуточная шестерня заднего хода, которая обеспечивает изменение частоты и направления вращения вторичного вала.

Крутящий момент передается от промежуточ­ного вала не непосредственно на вторичный вал коробки передач, как в передачах переднего хода, а сначала на промежуточную шестерню заднего хода, и лишь затем уже на вторичный вал. Коли­чество зубьев этой шестерни не влияет на пере­даточное число передачи заднего хода.

На рисунке 23 (слева) показана схема рас­положения шестерен в передаче заднего хода, а на рисунке справа — в первой передаче (для срав­нения). Процесс переключения передач описан в пояснениях к рисункам 20 и 21.

Включение передач путем перемещения ше­стерен используется только для передачи заднего хода. В отличие от более старых типов коробок передач, в которых промежуточная шестерня за­днего хода является скользящей, в современных коробках передач передача заднего хода также синхронизирована.

Расположение шестерен заднего хода в короб­ке передач также зависит от схемы переключения передач (ср. рисунки 15 и 16).

Как уже упоминалось ранее, отдельные пере­дачи находятся в постоянном зацеплении, при этом подвижные шестерни на вторичном валу установлены на игольчатых подшипниках.

Для активизации передаточного отношения (включения передачи) между подвижной ше­стерней соответствующей зубчатой передачи и вторичным валом необходимо установить соеди­нение с силовым замыканием. Для этого между подвижными шестернями устанавливаются так называемые элементы переключения (рис. 25 «Между подвижными шестернями расположены так называемые элементы переключения«).

Устройство двухвальной МКПП

Конструкция двухвальной коробки включает первичный (ведущий) и вторичный (ведомый) валы с блоками шестерен и синхронизаторами. В картере размещены дифференциал и главная передача.

Как и в трехвальной МКПП, ведущий вал выполняет функции по соединению со сцеплением. Блок шестерен жестко зафиксирован на валу.

Ведомый вал с блоком шестерен имеет параллельное положение относительно ведущего вала. Шестерни ведомого вала сцеплены с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. Ведущая шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Между шестернями ведомого вала предусмотрены синхронизаторы.

Для увеличения числа ступеней и уменьшения линейных размеров в некоторых конструкциях коробок передач предусмотрено два либо три ведомых вала. При этом на каждом из них имеется шестерня главной передачи, которая сцеплена с одной ведомой шестерней – по сути, выходит три главный передачи.

Передачу крутящего момента от вторичного вала к ведущим колесам машины осуществляет главная передача и дифференциал. Если возникнет потребность, дифференциал способен обеспечить вращение колес с разной угловой скоростью. Как правило, в двухвальной МКПП механизм переключения передач имеет дистанционное управление, при этом связь между коробкой и механизмом переключения реализовывается посредством тросов либо тяг. Чаще всего используется тросовое соединение, поскольку проще реализовывается технически.

Конструктивно механизм переключения являет собой рычаг управления, который с помощью тросов соединен с рычагами выбора и включения передач. Эти рычаги имеют соединение с центральным штоком переключения передач с вилками.

Под выбором передачи подразумевают поперечное движение рычага управления относительно оси транспортного средства (движение к паре передач). Под включением передачи понимают продольное движение рычага (движение к определенной передаче).

Принцип действия двухвальной МКПП

Принцип действия практически такой же, как у трехвальной коробки. Главным отличием являются особенности функционирования механизма переключения передач.

При включении определенной передачи движение рычага управления различают на продольное и поперечное. В процессе поперечного движения рычага усилие передается на трос выбора передач. Далее трос воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг выполняет поворот центрального штока вокруг оси, выполняя таким образом выбор передачи.

Осуществляя дальнейшее продольное движение рычага, усилие будет передаваться на трос переключения передач и рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное передвижение штока с вилками. Вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и производит блокирование шестерни вторичного вала. Происходит передача крутящего момента на ведущие колеса от силовой установки.

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:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. 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.

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.

Замена сальников

Чаще всего износу подлежат прокладки и сальники. И если прокладку может поменять даже неопытный водитель, то к замене сальников следует отнестись максимально внимательно.

По своей конструкции сальник — это и есть резиновая прокладка, которая выполняет функции герметика. То есть если сальник рвётся или изнашивается, коробка перестаёт быть герметичной, что, в свою очередь, ведёт к утечкам масла и поломкам.

Для того, чтобы восстановить герметичность КПП, нужно будет поменять эту прокладку. Для работы понадобятся:

• новый сальник того же производителя;
• гаечные ключи;
• молоток;
• отвёртка с плоским тонким лезвием;
• нож;
• герметик.

Сальник первичного вала

Сальник первичного вала КПП ВАЗ 2107 имеет следующие рабочие характеристики:

• вес — 0.020 кг;
• габариты — 28х47х8 мм;
• диапазон рабочих температур — от -45 до +130 градусов;
• месторасположения — на первичном валу в кожухе сцепления.

Соответственно, чтобы произвести замену сальника первичного вала коробки, потребуется снять КПП с машины и разобрать кожух:

1. Снять с коробки колокол (кожух), он крепится на четырёх болтах.
2. Снять с коробки вилку и выжимной подшипник (вилка крепится винтами, подшипник придётся либо выбивать молотком, либо выпрессовывать тисками).
3. Открывается доступ к первичному валу и его сальнику.
4. Лезвием ножа или отвёртки поддеть старое кольцо и удалить его с вала.
5. Хорошо зачистить место посадки сальника от пыли и грязи.
6. Установить новый сальник.
7. Собрать КПП в обратной последовательности.

Фотогалерея: основные этапы работ

Работа по замене сальника первичного вала не составляет особенных хлопот.

Сальник вторичного вала

Сальник вторичного вала немного отличается по своим характеристикам от прокладки первичного вала:

• вес — 0.028 кг;
• габариты — 55х55х10 мм;
• диапазон рабочих температур — от -45 до +130 градусов;
• месторасположения — на вторичном валу на стыке фланца.

Замена сальника производится на снятой коробке передач:

1. Первым делом нужно жёстко зафиксировать фланец коробки, в него можно вставить болт или толстую отвёртку.
2. Провернуть ключом гайку крепления фланца.
3. Поддеть отвёрткой центрирующее металлическое колечко и вытащить его со вторичного вала.
4. Вынуть из отверстия болт.
5. В конец вторичного вала упереть съёмник.
6. Снять фланец вместе с шайбой.
7. Отвёртками или пассатижами извлечь из коробки старый сальник.
8. Место стыка зачистить, установить новый сальник.

Таким образом, заменить сальник вторичного вала несколько сложнее, чем выполнить ту же работу на первичном валу. Разница связана с местоположением сальников и их габаритами.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Преимущества                                                                           Недостатки

Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП
Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД
Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции
Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание
Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью

Возможность буксировки автомобиля

Вариаторы

Описание трансмиссии вариативного типа отличается во многом от того, что представляет собой автоматическая коробка. В их конструкции вообще нет передач. Уже многие варианты вариаторов предлагали инженеры всех автопроизводителей. Самой лучшей, которая как-то приживается, оказался клиноременный вариатор. Здесь имеется в виду двойной шкив, он соединяется с мотором и трансмиссией. Есть особый клиновый ремень, он может сразу срабатывать на переключение передаточного числа. Оно определяется в каждый момент времени, так как обороты мотора постоянно меняются. Это идеальная коробка, ведь теперь машина едет всегда с самой выгодной скоростью на самой лучшей отдаче двигателя.

Но не все так хорошо на практике, как рисует это схема двигателя. Ведь инженерам потребовался узел, который бы все это контролировал. А это, значит, нужен гидротрансформатор, еще его называют гидромуфта. Такая конструкция сильно снижает КПД. Поэтому предпочтение отдают механической коробке передач или автоматам. Хотя, возможно, инженерам удастся сделать рывок или прорыв в будущее вариаторов.

Как пользоваться механической коробкой передач

Езда на машинах с механической КПП и грамотное управление таким транспортом имеет специфические особенности, знание которых необходимо любому водителю.

Как заводить машину на механике

Правильный запуск двигателя на механике положительно влияет на ресурс его работы и обеспечивает безопасность окружающим машинам и людям. Для избегания создания помех периодически необходимо быстро отъехать.

Последовательность действий при запуске машины:

• выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
• при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
• при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Опытные водители и механики советуют:

• крутить стартером, то есть запускать двигатель не более 10 секунд для избегания поломок, если автомобиль не завелся — поворачивается ключ назад и через минуту заново повторяется процедура запуска двигателя;
• при запуске в минусовую температуру необходимо несколько минут прогревать машину с выжатой педалью сцепления для снижения нагрузки на двигатель и трансмиссию в связи с загустеванием масла от мороза.

Как переключать скорости

Схема переключения скоростей на МКПП чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага.

Процесс переключения скоростей состоит из нескольких этапов:

• левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
• правой рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
• аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

Рекомендации матерых водителей для продления ресурса МКПП:

• езда на прямой передаче (на большинстве коробок четвертая) весома снизит расход топлива;
• выбор задней скорости производится только после полного прекращения движения транспортного средства;
• педаль необходимо нажимать быстро и до упора, а отпускать следует аккуратным выверенным движением, избегая рывков;
• на дороге с недостаточным сцеплением с поверхностью (лед, глина, мокрые поверхности) передвижение на нейтральной ступени или с выжатой педалью сцепления противопоказано;
• при совершении поворота не рекомендуется выжимать сцепление, даже для переключения скорости;
• при свободном передвижении на дороге возможно эффективно тормозить двигателем постепенно понижая ступени.

Масло

Регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

В большинстве механических трансмиссий замена рабочей жидкости осуществляется с интервалом в 50-60 тысяч километров в связи с накоплением побочных продуктов работы и снижения свойств масел.

В коробку заливается специальная трансмиссионная жидкость, предназначенная для МКПП, марка и остальные показатели выбираются согласно требованиям производителя, указанным в сервисной книжке и инструкции по эксплуатации. Применение неподходящего масла может привести к повышенному износу или поломке.

Большинство МКПП имеют щуп для проверки уровня и сливную пробку, что позволяет самостоятельно и без особых усилий заменить трансмиссионную жидкость.

Ремонт КПП

При обнаружении одной из неисправностей коробку следует отремонтировать, чтобы предотвратить ее полный выход из строя.

Перед ремонтом надо подготовить место, инструмент, промывочную жидкость, лучше керосин, ветошь, коробочки для мелких деталей.

Снятие КПП лучше проводить на эстакаде или яме.

Подготовка инструментов

При снятии и ремонте коробки передач потребуется следующий инструмент:

• молоток;
• мощная отвертка;
• две простые плоские отвертки и одна крестообразная;
• головки на 13 мм и 17 мм с удлинителем;
• торцовые ключи на 10 мм и 19 мм;
• пинцет;
• набор гаечных ключей;
• обтирка или ветошь;
• емкость для отработанного масла.

Демонтаж коробки с автомобиля

Прежде чем демонтировать КПП, необходимо автомобиль поставить на эстакаду, подпереть колеса, чтобы не двигался. Отсоединить минусовую клемму на аккумуляторе или выключить массу, если есть. Слить трансмиссионное масло.

Далее по порядку, в салоне:

снять панель радиоприемника;

демонтировать рычаг коробки;

двумя отвертками разжать лепестки и снять демпфер с рычага;

снять крышку, прикрывающую отверстие в полике;

под автомобилем:

• отсоединить электрические провода от коробки и от стартера;
• снять стартер;
• отсоединить карданный вал, разобрав эластичную муфту;

• отсоединить привод спидометра;
• отсоединить и снять трубу выхлопных газов;

открутить крышку, закрывающую корзину сцепления;

поставить опору под коробку;

• торцовым ключом на 19 мм открутить болты, крепящие корпус КПП к блоку цилиндров двигателя;
• вставить отвертку между картером и блоком, отжать картер от блока;
• снять коробку.

Снятие этого агрегата лучше проводить вдвоем, так как его вес 23 кг. Вариант снятия можно посмотреть на видео:

Разборка коробки

Прежде чем разбирать коробку, ее необходимо тщательно промыть керосином или уайт-спиритом.

Разборку лучше делать на верстаке с достаточной площадью столешницы, имея рядом коробочки для складирования мелких деталей.

При работе нужно быть внимательным и запоминать, что где находится, потому что предстоит ее еще собирать.

Процесс разборки коробки показан на видео. Мастер от начала до конца показывает и рассказывает, как это сделать:

Смена подшипника

Одна из частых и серьезных неисправностей коробки — это износ подшипников. Эти детали устроены так, что не подлежат ремонту. Поэтому их меняют на новые той же марки.

В коробке передач «Жигулей» установлены четыре вида подшипников. У каждого вала свои, разные в исполнении и размерах.

Процесс снятия подшипников подробно показан на видео в главе «разборка коробки». Подшипники первичного вала, можно поменять, не разбирая КПП.

Как поменять подшипник первичного вала, показано на этом видео, на примере коробки от «Нивы»:

Принцип работы и устройство трехвальной МКПП

Основополагающим принципом функционирования МКПП является зубчатое взаимодействие шестеренок, которые обволакиваются трансмиссионной жидкостью, находящейся в картере коробки.

В состав такой МКПП входят:

• ведущий и ведомый валы;
• промежуточный и дополнительный валы;
• корпус;
• синхронизаторы;
• комплекты шестеренок;
• механизм переключения ступеней с замками и блокирующими механизмами;
• рычаг переключения ступеней.

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкается к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Устройство переключения ступеней в трехвальной МКПП чаще всего расположен на ее корпусе. Основой его конструкции являются рукоять управления и ползуны с вилками. Для предупреждения синхронного выбора двух степеней присутствует механизм блокировки.  Устройство переключения степеней может управляться на расстоянии, с рулевой колонки.

На нейтральной ступени крутящий момент на колеса не отдается, так как первичный вал отсоединен от мотора сцеплением.

При изменении положения рукоятки управления, аналогичная положению вилка передвигает муфту синхронизатора, выравнивающую скорости вращения соответствующей шестеренки и вторичного вала. Зубчатая часть синхронизатора начинает взаимодействовать с зубчатым ореолом шестеренки и осуществляется ее блокировка на вторичном валу и происходит отдача крутящего (вращающего) момента с необходимым передаточным числом на колеса.

Движение автотранспорта назад осуществляется при содействии соответствующей ступени. Смена направления вращения происходит с участием промежуточной шестеренки заднего хода, которая располагается на отдельной оси.

Трехвальные МКПП громоздкие и тяжелые, но их явным преимуществом является прямая передача вращающего момента с первого вала на второй, что дает больший КПД.

Устанавливается на заднеприводных и полноприводных автомобилях, грузовиках.

Несинхронизированые механические коробки передач

Скорости вращения шестерен ведомого вала значительно отличаются одна от другой. В этом случае, при попытке переключения передачи муфта просто не сможет соединиться с требуемой шестерней, а зубчатый венец будет разрушен. Для приблизительного уравнивания скоростей вращения шестерни и муфты используется прием под названием «двойной выжим». При переключении на более высокую передачу, водитель сначала выжимает сцепление, затем переводит рычаг переключения в нейтральное положение. Промежуточный вал, а следовательно, и ведомый, прекращают вращение. Затем отпускает сцепление, выжимает и включает нужную передачу.

При переключении с повышенной передачи на пониженную водителю необходимо провести подобные манипуляции, но в момент, когда коробка выключена, следует нажать на педаль акселератора. Этот прием называется «двойной выжим с перегазовкой».
Несинхронизированные МКП использовались в легковых автомобилях вплоть до 40-х годов двадцатого столетия. Сегодня они используются исключительно в спортивных машинах, и вот по каким причинам:

1. Скорость переключения выше, чем у синхронизированных аналогов
2. Лучше переносят ударные высокие нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации

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.

Автоматические и полуавтоматические коробки передач

Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.

Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно. Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.

Роботизорованная коробка передач представляет собой МКП, в которой функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. Электронный блок управления и электромеханические сервоприводы справляются с поставленной задачей не хуже профессионального гонщика.

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.

ОСОБЕННОСТИ НАЛИЧИЯ ШЕСТОЙ ПЕРЕДАЧИ В КОРОБКЕ

Приблизительно до начала 2000-х годов наибольшее распространение получала МКПП с пятью ступенями переключения передач. Изредка в автомобилях бизнес-класса и премиум-сегмента среди представителей немецкой автомобильной промышленности можно было встретить вариант с дополнительной шестой передачей. Лишь впоследствии шести ступенчатая механическая КПП стала ставиться инженерами в подавляющее большинство автомобилей. В настоящее время вариант с пяти ступенчатой трансмиссией на механической основе встречается сравнительно редко, лишь на самых дешёвых комплектациях авто бюджетного класса: «Geely», «ВАЗ» («Лада»), «Renault» и т.д. На том же «Renault Duster» в последнем поколении с завода предусмотрено сразу 2 вариации с ручными КПП: 5-ступенчатая и 6-ступенчатая механическая коробка передач, – и в таком случае сразу возникает резонный вопрос о преимуществах выбора той или иной версии. Для большинства решающим критерием может выступить конечная стоимость автомобилей, оснащенных обеими трансмиссиями – ведь цена модели с 6-ступенчатой МКПП будет порядка 8-10% выше по сравнению с тем же автомобилем с 5-ступенчатым аналогом. Ну а тем, кто располагает достаточным количеством средств и в приоритет ставит качественные характеристики, будет интересно, действительно ли они переплачивают не понапрасну.Если взять автоматические коробки передач, то там, к примеру, разница между 4 и 6 степенями переключений скоростей очень внушительная.

5-ступенчатая и 6-ступенчатая механическая коробка передач

Однако это и связано с тем, что сразу после 4-ступенчатой версии на рынок стали поставляться модели с 6-ступенчатой АКПП, которая исправила многочисленные недочёты предшественника, и с которой началась эра массового перехода с механики на автомат. Что же до ручной коробки, разница не столь очевидна, но она всё же есть, и все факты, кроме цены, говорят в пользу 6-ти ступенчатой МКПП. Её техническое превосходство над предшественником налицо:

поскольку передачи вместе с увеличением их количества стали более короткоходными, переход между ними стал осуществляться несколько быстрее. Таким образом, автомобиль теряет при каждом переключении меньший промежуток времени и практически не теряет в комфорте передвижения;
ресурс 6-ступенчатой механики также увеличен по сравнению с предшественником

Это особенно важно для автомобилей, которые постоянно эксплуатируются в предельных режимах, когда двигатель раскручивается до максимальных оборотов. Согласно статистике, в среднем интервал между заменой трансмиссий с 6 ступенями больше на 5-7 тысяч километров пробега автомобиля;

5-ступенчатая коробка передач

уменьшение показателей расхода топлива также является хорошим преимуществом наличия шестой передачи: поскольку для переключения каждой последующей передачи не нужно так сильно раскручивать двигатель, топливо подаётся лишь под частичным напором, соответственно, его средний расход на протяжении любого отрезка пути будет меньше, нежели на 5-ступенчатом аналоге. Уменьшенный расход на 6 ступенчатой коробке передач механике указывается даже самим дилером в руководстве пользователя, которое идёт в комплекте с автомобилем;

6-ступенчатой АКПП

• динамические характеристики автомобиля, обладающего 6- тиступенчатой коробкой, однозначно превосходят показатели менее совершенной альтернативы. Разгон до 100 км/ч — 402 метра, ½ мили – во всех перечисленных дисциплинах преимущество будет у авто с шестиступенчатой ручной трансмиссией;
• оснащённость электронными системами, которые подсказывают оптимальный момент для переключения каждой последующей скорости – это ещё один плюс 6-ступенчатой коробки передач механики в плане экономии топлива;