Как устроена механическая коробка передач?

Устройство и принцип работы МКПП: как работает механика?

Механическая коробка передач (МКПП) представляет собой наиболее распространенные оборудование, используемое для изменения крутящего момента двигателя. Доля автомобилей на механике по данным за 2019 год составляет более 53% от общей массы транспорта на рынке.

Устройство МКПП: из чего состоит механическая коробка передач?

Устройство механической коробки передач для автомобиля

Конструкция механической коробки передач, в сравнении с автоматизированными аналогами, в разы проще. МКПП состоит из следующих функциональных элементов:

• Картер – защитный корпус коробки, внутри которого расположены все части конструкции. Помимо коробки передач в картере находится техническое масло, предназначенное для смазывания шестерней. При недостаточном количестве масла существенно снижается ресурс эксплуатации оборудования в связи с увеличением перегрузок шестерней. Также ускорить износ шестерней может неправильная замена жидкостей – чем опасна доливка масла вместо плановой замены читайте в другой нашей статье;
• Валы – приводные элементы с установленными поверх шестернями внутри картера. Конструкция МКПП предполагает наличие ведущего и ведомого вала, иногда включается промежуточный (в трехвальных механических коробках);
• Механизм переключения – устройство, позволяющее с помощью рычага переключения включать необходимую скорость. В конструкцию устройства включается замковый блокиратор, предупреждающий включение сразу нескольких передач одновременной или их самопроизвольное перескакивание;
• Синхронизаторы – элементы, предназначенные для плавного и безударного переключения передач. Успешное включение осуществляется за счет синхронизации угловых скоростей вращающихся шестерней;
• Рычаг переключения – рычаг или селектор является функциональным органом управления, предназначение которого заключается в беспроблемном включении передач.

К двигателю коробка присоединяется с помощью сцепления. Для МКПП сцепление обычно также погружается в масляную ванну и находиться в картере вместе с коробкой.

Принцип работы механической коробки: как работает МКПП – коротко для чайников

Принцип работы шестерней 5-ступенчатой МКПП

При нейтральном положении рычага момент силового агрегата не передается через трансмиссию на колеса. При включении рычагом скорости требуемая вилка переносит муфту синхронизатора, которая в свою очередь сцепляет шестерни ведомого вала с ведущим. Таким образом получается передавать крутящий момент мотора автомобиля на ведущий мост с необходимым передаточным числом. По такому принципу работает любая передняя передача – разница заключается лишь в передаточном числе шестерней.

Что такое передаточное число скоростей в механической коробке передач?

Передаточным числом шестерней называется изменение крутящего момента двигателя, основанного на разнице количества зубцов на контактирующих между собой шестерней. Наличие в МКПП нескольких передач позволяет выбирать необходимое передаточное число, что способствует повышению тяги двигателя. Рассмотреть разницу в работе коробок с различным передаточным числом можно на примере боевой классики.

бразуется передаточное число в результате деления числа зубьев ведущей шестерни на ведомую. К примеру:

• Число 1.00 обозначает о равенстве угловых скоростей обеих шестерней – часто такую передачу называют прямой. Обычно шестерни с таким показателем ставятся на 4 передачу для уменьшения количества оборотов силового агрегата – когда повышенная тяга уже не нужна;
• Показатель более 1.00 обозначает увеличение тяги двигателя. Наиболее передаточное число будет на первой передаче МКПП – это необходимо для облегчения двигателю старта автомобиля с места;
• Показатель менее 1.00 является фактором принудительного снижения крутящего момента двигателя, чтобы облегчить движение автомобиля на высоких скоростях.

Осуществление движения задним ходом происходит с помощью зацепления промежуточной в схеме шестерней, которая находиться на отдельном валу. Передаточное число задней передачи, как правило, приближено к первой передней.

Просмотреть более детально принцип работы механической коробки передач автомобиля можно на видео снизу.

Почему стоит покупать авто на механике: коротко о главном

Машины на механике пользуются высокой популярностью неспроста – конструкция механической коробки передач обеспечивает массу преимуществ для водителя. В частности, конструкция МКПП обеспечивает:

• Контроль динамики двигателя – механика предоставляет водителю полный контроль над автомобилем, позволяя выбирать требуемые тягу двигателя;
• Компактность и малый вес – отсутствие сложно конструкционных механизмов, кроме системы валов и шестерней, позволяет сделать МКПП малогабаритной и более легкой в отличие от остальных типов КПП;
• Простоту в обслуживании – для сохранения ресурса комплектующих коробки передач необходимо лишь своевременно менять технические жидкости. Любую неисправность с МКПП можно устранить на большинстве СТО – для среднестатистического автомобиля ремонт механической коробки не требует специального оборудования;
• Высокий КПД – МКПП обеспечивает машине сбалансированные показатели тяги и расхода топлива, что позволяет по максимуму выжать мощность двигателя избежав перерасхода горючего. Насколько сбалансированных характеристик мощности и аппетита двигателя не обеспечивает ни одна коробка передач.

Важно знать! Эффективность коробки передач на автомобиле зависит напрямую от стиля водителя и качества обслуживания техники. Пренебрежительное отношение к оборудованию быстро приведет к появлению неисправностей, которые в большинстве случаев типовые для механики.

Типовые неисправности: каких поломок ожидать от авто с МКПП?

Механическая коробка передач на автомобиле считается наиболее надежной. В отличие от автоматической КПП и более сложного робота, МКПП выходит из строя только в результате естественного износа шестерней. В зависимости от конструкционного решения и качества комплектующих механические коробки различных производителей отхаживают от 120 до 300 тысяч километров пробега при учете своевременного обслуживания и бережного обращения.

Важно знать! Неполный отжим педали сцепления или резкое переключение селектора КПП серьезно снижают ресурс эксплуатации автомобиля на механике. Подобный стиль эксплуатации быстро приведет к износу синхронизаторов, предупреждающих деформацию шестерней, и непосредственно самого механизма переключения передач. Данные узлы в конструкции коробки передач изнашиваются быстрее всего.

Если пренебрегать аккуратным переключением и своевременным ремонтом синхронизаторов или механизма переключения, то также можно получить деформацию шестерней передач или ведущих валов. Подобный износ не всегда ремпригоден и, как правило, экономически не выгоден – если стали выпадать передачи, пора отправляться на капитальный ремонт или копить новую КПП. Чтобы передачи не выпадали, советуем посмотреть видео инструктора по вождению.

Статья взята с интернет-портала FIXCAR.ONLINE

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c1a463508e20900ab91041c/ustroistvo-i-princip-raboty-mkpp-kak-rabotaet-mehanika-5d189d518f0b3300ad5ac56c

Устройство и принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от «ручного» (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

• 4-х ступенчатую;
• 5-и ступенчатую;
• 6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия  5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

• двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

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.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье Устройство и принцип работы синхронизатора КПП.

Преимущества и недостатки МКПП

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

ПреимуществаНедостатки

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

Заключение

Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более «драйверскими» ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

(10 4,70 из 5)
Загрузка…

Источник: https://techautoport.ru/transmissiya/korobka-peredach/mehanicheskaya-korobka-peredach.html