Darcars.ru

Автомобильный Портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое коробка передач механика и какие у нее есть преимущества

Что такое коробка передач механика и какие у нее есть преимущества

Приветствую дорогие читатели! В данной статье мы узнаем, что такое коробка передач механика, как работает, ее основные узлы и агрегаты. А так же разберемся, что же ждет в будущем механическую трансмиссию.

Что такое коробка передач механика

Прежде чем мы рассмотрим, что такое коробка передач механика, нужно понять, зачем же нужна она в автомобиле.

Дело в том, что любой двигатель имеет не очень большой диапазон оборотов, на которых он работает, разница между максимальными и минимальными оборотами находятся в пределах 10 раз. В дизельных агрегатах диапазон оборотов в полтора меньше.

Как вы понимаете, при движении автомобиля, особенно при трогании с места, требуется максимальный крутящийся момент, а двигатель, даже очень мощный, на малых оборотах не сможет обеспечить требуемую величину такого момента.

Необходимо создать такие условия, чтобы при максимальных нагрузках у двигателя была возможность работать на более высоких оборотах, передавая колесу малую скорость, но с большой мощностью.

В то же время, стронув с места и разогнав автомобиль, ему не требуется большой величины момента, даже достаточно напрямую передавать обороты двигателя (прямая передача), а в наше время все МКПП имею так называемую разгонную передачу, с коэффициентом передачи меньше единицы.

Из всего вышесказанного требуется промежуточный редуктор между двигателем и колесами, который бы осуществлял отбор мощности на каждый режим движения автомобиля и движения задним ходом. Для этого и была придумана коробка передач.

Так как переключение от одной величины крутящего момента к другой происходит ступенчато, МКПП называют ступенчатыми. Каждая ступень имеет свою пару шестерн, через которую передается передача. Величина каждой передачи имеет своё передаточное число.

Передаточное число есть соотношение числа зубьев пар шестерен, участвующих в во взаимодействии друг с другом.

Допустим первая передача имеет большее число чем пятая. Современные автомобили с механической передачей имеют в основном 5-ти ступенчатые передачи.

По количеству валов, коробки бывают двухвальные и трехвальные. Двухвальные коробки применяются в переднеприводных автомобилях, трехвальные в заднеприводных. Мы рассмотрим конструктивные особенности каждрой, а пока немного истории.

История создания коробки передач

На заре автомобиле строения не было зубчатых коробок передач, перенос крутящего момента осуществлялся ременной передачей. Такую идею предложил и воплотил в жизнь Карл Бенц. При помощи нехитрых механизмов ремень перекидывался с одного шкива на другой, таким способом меняя скорость автомобиля.

Зубчатую передачу впервые придумал и оснастил автомобили зубчатыми коробками передач Вильгельм Майбах.

Еще в прошлом столетии жил великий изобретатель Луи Рено, он изобрел соосную коробку передач, цепной механизм передачи момента на колесо, ему же приписывается изобретение карданного вала.

Коробки тогда компоновались отдельно от двигателя через промежуточный вал и были сложными и трудноуправляемые. Но 1928 году Шарль Кетеринг (General Motors) изобрел синхронизатор. С того времени коробки передач получили новый импульс развития и стали легкими в управлении.

Современные коробки передач, можно сказать, совершенны, они удобные, бесшумные и долговечные. Автомобили с МКПП экономичнее по отношению к автомобилям с автоматической коробкой передач.

Устройство двухвальной МКПП

Двухвальная коробка имеет первичный вал (ведущий) и вторичный (ведомый). В конструкции такой коробки, учитывая специфику переднеприводного автомобиля, помимо своих шестерен и синхронизаторов, предусмотрена компоновка главной передачей с дифференциалом.

Первичный (ведущий) вал через шлицы соединяется с ведомым диском сцепления. На ведущем валу все шестерни жестко закреплены.

Вторичный (ведомый) вал расположен параллельно, с набором шестерен, свободно вращающимися на этом валу. Они находятся в постоянном зацеплении со своими парами на ведущем валу. На этом же валу находятся синхронизаторы, которые при включении той или иной передачи, входят в зацепление, соответствующей нужной передачи шестернями, фиксирую их с ведомым валом.

С одного конца ведомого вала в жестком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.

Переключение передач в двухвальной коробке передач осуществляется дистанционно, тросовым способом или с помощью тяг.

Весь механизм переключения приводится в действие из салона автомобиля с помощью рычага переключения передач, и по средством тяг или рычагов передает команды непосредственно на коробку, перемещая ползуны с вилками, которые, в свою очередь, двигают синхронизаторы включая нужную скорость.

Устройство трехвальной МКПП

Трехвальная коробка отличается наличием дополнительного вала с набором шестерней. В такой коробке два вала, ведущий и ведомый, находятся на одной оси, но не соединены друг с другом. Параллельно этим валам находится промежуточный вал, с шестернями жестко скрепленными с валом.

Ведущий вал соединяется со сцепление через шлицы.

Ведомый вал через торцевой подшипник скрепляется с ведущим валом и не скрепляется с ним, свободно вращаясь в нём.

Все шестерни ведущего и ведомого вала свободно вращмются на валах и находятся в зацеплении с шестернями промежуточного вала. На обоих валах между свободно-вращающими шестернями вращаются муфты синхронизаторов которые по средством шлицов находятся в зацеплении с ведущим и ведомым валами.

Раньше, когда не было синхронизаторов, при переключениях приходилось делать двойной выжим сцепления с обязательной работой несколько секунд на нейтральной передаче. А при переходе с высших передач на низшие нужно было делать перегазовку, для выравнивания оборотов ведущего и ведомого валов.

Механизм управления такой коробкой расположен, как правило, непосредственно в корпусе коробки.

Реализация заднего хода возложена на дополнительный вал со своей шестерней. При входе ее в зацепление происходит вращение ведомого вала в обратную сторону.

На задней передаче синхронизатор отсутствует, так как задний ход включается всегда с полной остановкой автомобиля. Кроме того, на коробках многих производителей есть принудительная защита от случайного включения заднего хода (поднятие специального кольца на рычаге).

Вот такая интересная и простая коробка передач механика.

Как работает механическая коробка передач?

Чтобы сдвинуть автомобиль с места и разогнать его, нужно мощность двигателя (крутящий момент) преобразовать и передать на ведущие колеса. Но как это реализовать, когда мотор уже работает на холостом ходу и его коленчатый вал вращается, а машина стоит на месте? Задачу способен решить простейший трансмиссионный агрегат из ныне существующих – механическая коробка передач (МКПП).

Помимо нее, в современных авто используются автоматические и вариативные виды трансмиссии, но это более сложные и дорогие устройства.

Зачем нужна МКПП?

Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.

Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.

Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:

  1. Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
  2. Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
  3. Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.

Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Работа механической коробки

Агрегат состоит из таких основных элементов:

  • корпус с масляным картером;
  • три вала с шестеренками – первичный, вторичный и промежуточный;
  • устройства синхронизации;
  • рукоять переключения с вилочными приводами перемещения шестерен.

С помощью рукоятки водитель меняет пары шестерен, входящие в зацепление с приводами от двигателя и колес. Шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить нужный крутящий момент на колесном приводе при разных режимах движения. На первых ступенях выходного вала задействованы шестеренки большего диаметра, чтобы главная передача вращалась медленнее, но с большим усилием. На III, IV и V скорости размер шестерен уменьшается и в итоге при движении на высокой скорости число оборотов привода и коленвала совпадает.

Зубья шестерней выполнены под углом с целью снижения шума трансмиссии. Чтобы при вхождении в зацепление на ходу зубья не переломались и не возникло удара, синхронизатор уравнивает скорости вращения соседних шестеренок. Это происходит в момент, когда водитель выжимает сцепление и переводит рукоять на другую позицию.

Механическая КПП является наиболее простой и надежной трансмиссией, устанавливаемой на автомобили с различной грузоподъемностью. Чем она отличается от автоматической и вариативной, – так это низкой стоимостью при высокой ремонтопригодности, а это влияет и на общую цену авто. Неудобство одно: водителю нужно постоянно манипулировать педалями акселератора и сцепления, чтобы своевременно переключаться на другую скорость при изменении режима движения.

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.

Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.

Читать еще:  Как работает коробка передач

В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые коробки передач и выше. Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок передач имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Устройство трехвальной механической коробка передач

Трехвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного), промежуточного, ведомого (вторичного) валов, на которых размещены шестерни с синхронизаторами. В конструкцию коробки также входит механизм переключения передач. Все элементы размещены в картере (корпусе) коробки передач.

Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Между шестернями ведомого вала располагаются синронизаторы (другое название — муфты синхронизаторов). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Синхронизаторы имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.

Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

Принцип работы трехвальной МКПП

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного) и ведомого (вторичного) валов с блоками шестерен и синхронизаторами. Помимо этого в картере коробки передач размещены главная передача и дифференциал.

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.

Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней — по сути три главных передачи.

Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки состоит из рычага управления, соединенного тросами с рычагами выбора и включения передач. Рычаги в свою очередь соединены с центральным штоком переключения передач с вилками.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

Как работает роботизированная коробка передач

Скоро привычную ( — в русской версии) переключения передач заменит селектор с таким вот пазом в виде буквы «зю». И тренировать левую ногу в автомобиле будет уже нечем.

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG ( у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни и передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на передачу. передача ожидает своей очереди.

Читать еще:  Ремонт акпп додж караван

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» . Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Механическая коробка передач, и как научиться, ей пользоваться

Большинство опытных автомобилистов не хотят пользоваться автоматическими трансмиссиями, так как считают их не безопасными, и малоэффективными. Кое в чем они правы. Некоторые автоматические КПП по своим функциями догоняют механические, а где – то и превосходят их. Поскольку стоимость автоматической трансмиссии гораздо больше, то по численности покупок лидирует именно механическая КПП. Она очень практична и почти идеальна во – всем, но иногда начинающие водители не знают, как нужно переключать передачи во – время езды, и старта. Работать по схеме с механической КПП довольно просто, но всегда необходимо придерживаться некоторых правил.

Старт

Для движения автомобиля нужно, прежде всего, включить в нужное положение передачу и открыть подачу топлива для более эффективного ускорения. Оказывается все не так сложно — сцепление, первая передача и газ. Когда автомобиль начинает стартовать, он тратит много усилий на движение с места, по этой причине часто глохнет мотор. Основой плавного трогания автомобиля заключается в синхронном нажатии педали газа и сцепления. Здесь говорится не о том, как использовать педали, а о применении КПП. Автомобилисты предпочитают трогаться с первой передачи, это является очень актуальным, потому что вероятность того, что двигатель заглохнет минимальна. Для включения передачи нужно полностью нажать педаль сцепления, при этом плавными движениями двигайте рычаг. Если сопротивление очень резкое, а КПП издает непонятные звуки, верните рычаг МКПП в исходное положение. Снова отпускайте сцепление и нажимайте педаль, желательно повторить. При включении нужного положения, немного уменьшится усилие рычага, а после, движение его остановится. Произойдет это, так как в конце пазла он столкнется с ограничителем. Для езды в холодное время года или при заморозках, очень кстати будет научиться стартовать с второй передачи. Такой процесс поможет не буксовать колесам и уйти в занос или зарыться в снег. Различий не так уж много. На МКПП нужно выбирать вторую передачу, чтобы не было повышения нагрузки на мотор, балансирование педалями газа и сцепления должно быть относительно тонким. На КПП негативно влияет: 1) резкое переключение рычагом КПП 2) резкое убирание ступни с педали сцепления 3) большая подача топлива. Такие действия очень быстро могут привести к неисправностям.

В движении

При движении машины, важно понять: 1) когда переключать передачи 2) добиться нормальной динамики 3) не допустить поломку коробки передач. В разных источниках описаны рекомендации по использованию каждой передачи и соответствующие для нее скорости. Та скорость, что проведена полностью не правильная, ведь каждая машина имеет свой уровень мощности и у каждой свое передаточное число. Водителям без опыта рекомендуется смотреть на тахометр. Для многих автомобилей диапазоном от 2500 до 3500 об/мин, является экономичная часть работы двигателя. Браться за рычаг не нужно в том случае, если машина передвигается с такой частотой вращения коленвала. Переключение положения у спортивных машин с моторами высоких оборотов производятся иначе. Поэтому стоит не экономить, а пройти необходимо специальный курс по управлению скоростных машин. Когда увеличиваются обороты, нужно сменить положение на выше, при этом выжимать полностью сцепление и быть осторожным, когда рычаг перемещается. Тоже самое необходимо сделать, если падают обороты, но передача должна быть сменена на низкую. Рекомендуется переключать поочередно, применяя каждую передачу в момент разгона. Можно конечно не воспользоваться 1 и 2 ступеней КПП, просто перескакивая их. Не забывайте соблюдать при этом осторожность в работе с педалью сцепления, из — за халатности можно навредить валам КПП. В сложных и тяжелых моментах механическая КПП хороша тем, что позволяет вам подготовиться. Пониженную ступень в механической КПП включаю в частности при:

  1. Крутом повороте
  2. Обгоне
  3. Приближение к большому подъему

В тех случаях, когда применить тормозную систему нельзя, допустим во — время движения по ледяной дороге или на резком уклоне, необходимо тормозить при помощи двигателя. Вам нужно будет акселератор отпустить полностью, а потом поочередно менять передачи на низкие, делать это до того момента, пока транспорт не наберет подходящую скорость. Ни в коем случае не допускайте большого повышения колебаний мотора, и если возможно не пробуйте помогать КПП тормозом. Опытные водители зачастую разбираются в исходящих звуках с мотора. Для того, чтоб на слух переключать ступени, необходимо сперва привыкнуть к своему транспорту. Переключать передачи по ощущению реакции машины, является пиком мастерства. Владелец авто может оценить, как быстро ускоряется его транспорт при нажатии на акселератор, а также во — время повышения оборотов изменяет позицию передачи, делая лучше динамику вашего транспорта. Для этого требуется наличие огромных навыков и привычки к определённому авто.

Вся загадка экономичности

Экономичным диапазоном, как мы уже говорили чуть выше, является 2500-3500 об/мин. При равномерной езде с средней или более высокой скоростью рекомендуется выбирать исключительно его, для меньшего расхода топлива. Многие думают, что если ритмично переходить на высокие ступени и задерживать вращение коленвала в пределах 1000 — 1500 об/мин, то они уменьшать затраты горючего. Такое действие не правильное, чтоб набрать скорость с низких оборотов, машине необходимо больше топлива. На возникшую ситуацию водитель не сможет нормально отреагировать, это будет сложно. Для правильного переключения скорости, нужно понять наличие какой компоновки используется в современных механических коробках передач. В основном пятые и шестые передачи, приготовлены только для уменьшения расхода горючего. Наивысшая скорость очень часто достигается на 4 или 5 передаче, это во многом зависит от численности ступеней. Включив раньше повышенную передачу, это не даст снижение на затрату топлива. Как сказано выше, обороты снизится до минимума.

Общие предложение

Во избежание заблаговременной поломки КПП, износа сцепления или двигателя, необходимо не делать резкие движения рычагом, и правильно уравновешивать педалями, при этом пытаться избегать резких пробуксовок и ударов. Для уменьшения расхода горючего постоянно нужно поддерживать обороты в двигателе при умеренном диапазоне. С наличием МКПП можно притормаживать мотором, тем самым предотвратить попадание в тяжелые ситуации. Изучив правила для переключения, вы тогда сможете наблюдать за своим автомобилем, получив нужную динамику, минимальные затраты и безопасность.

Механическая КПП

Богатство комплектаций современных автомобилей просто поражает. Все опции направлены на облегчение управления автомобилем, чтобы водитель совершал меньше действий и больше следил за дорогой, а за него все сделает умная электроника. Коробка-автомат заметно упрощает процесс управления авто. Но здесь речь пойдет о старой доброй механике.

Что это и как работает

Коробка передач – элемент трансмиссии автомашины, механическим образом передающий крутящий момент ведущим колесам автомобиля от коленчатого вала двигателя. Описанные передача и изменение происходят благодаря валам с закрепленными на них шестернями. Соответственно, кол-во зубьев у каждой шестерни разное.

Как устроена механическая коробка:

— картер (корпус) с поддоном;

— валы с шестернями;

Картер с поддоном представляет собой масляную ванну, в которой и вращаются валы. Масло в КПП заливается трансмиссионное. Валы с шестернями – это основные элементы КПП. Валы в простейшей коробке можно разделить на 4 типа: первичный, промежуточный, промежуточный вал задней передачи и вторичный (выходной). Синхронизаторы нужны для углового уравнивания скоростей шестерен. Проще говоря, шестерни в коробке вращаются с разной скоростью, во время включения какой-либо скорости шестерни должны зацепиться между собой зубьями, чтобы избежать удара шестерен зуб об зуб, и нужны синхронизаторы. Само название говорит, что они как бы синхронизируют вращение. Вилки включения при помощи рычага КПП, находящегося в салоне под рукой от водителя, двигают нужные для включения заданной водителем передачи шестерни.

Теперь о том, как же все-таки работает вся эта система валов и шестеренок. Первичный вал КПП входит в корзину сцепления, которая крепится к маховику двигателя. Иными словами, вал первичный вращается вместе с двигателем . На другом конце этого вала, то есть уже в коробке, есть выточка, в которую через подшипник вставляется вторичный (выходной) вал. Получается, что при вращении первичного вала вал вторичный сохраняет спокойствие (не вращается).

На обоих валах есть шестерни. Снизу или сбоку от этой пары валов, в зависимости от КПП, располагается промежуточный вал, на котором также есть шестерни. Таким образом, включая какую-либо передачу, водитель отправляет крутящий момент на колеса (ведущие) за счет одновременного зацепления какой-либо определенной шестеренки первичного и промежуточного валов, а также промежуточного и вторичного.

При задней передаче промежуточный вал располагается между двумя валами – промежуточным и вторичным. Другими словами, шестерня заднего хода зацепляется с шестернями других валов (промежуточного и выходного). За счет одного введенного элемента в виде шестерни вал вторичный вращается в другую сторону (двигатель-то машины ведь не заставишь крутиться так). Наверно, каждый слышал необычный звук автомобиля, едущего задом. Этот звук происходит именно из-за той самой промежуточной шестерни заднего хода – как-никак на 1 шумящий элемент больше.

В стандартной коробке первые 3 передачи являются понижающими – обороты на колесах меньше оборотов двигателя. 4 передача прямая – обороты колес равны оборотам двигателя. 5 и 6, соответственно, повышающие – обороты на колесах больше оборотов двигателя. 1 передача самая медленная, но при этом самая мощная – крутящий момент на колесах выше всего (естественно, не беря во внимание заднюю).

1 передача нужна для того чтобы тронуться с места и для преодоления подъемов. На 1 передаче можно и плавно тронуться (в пробках без этого никуда), и, как говорится, «со шлифом». С повышением передачи увеличивается скорость, но при этом понижается крутящий момент.

Не стоит думать, что с приходом эпохи автоматов все стали забывать о механике. К ней также придумываются всякие возможные доработки, чтобы облегчить поездки на механике до уровня автомата: автоматическое и полуавтоматическое выключение сцепления, коробки с делителем, пониженные передачи и т.д.

Читать еще:  Ремонт акпп mercedes benz

Механика – это отличная база для различных доработок и тюнинга. Механические КПП менее прихотливы, нежели их автоматические собратья. К примеру, лишний раз буксовать на автомате не рекомендуется – ремонт или покупка нового может встать хозяину авто в «копеечку».

К сожалению, качество покрытия дорог в РФ оставляет желать лучшего, иногда приходится ехать и по лесу, и по влажным почвам. Плюс ко всему Россия – страна, где преобладают суровые зимы, так что букса избежать сложно. Многие пользуются прицепами, а для автомата такие нагрузки нежелательны. В зимнее время года, когда тормоза малоэффективны, механика позволяет тормозить двигателем. Конечно, сейчас автоматы снабжаются и зимними, и спорт-режимами, все равно при помощи механики на любой дороге водитель сам выбирает оптимальный диапазон движения, буквально сливаясь с машиной, чувствуя ее.

Механика позволяет раскрутить двигатель до максимальных оборотов на каждой передаче – так обеспечивается увеличение скорости движения. Механику можно обслуживать самостоятельно, в своем гараже, как говорится, «на коленке». Конечно, у нее есть и свои минусы, к которым можно отнести постоянную работу левой ногой, нажим на сцепление, что не будет в радость пожилым людям и женщинам. При не очень аккуратном обращении можно привести двигатель и сцепление в неисправное состояние. В данном случае явное преимущество автомата, так как он сам выбирает наиболее щадящие режимы.

Какая коробка передач лучше автомат или механика: плюсы и минусы

Автомат или механика — что лучше выбрать, покупая автомобиль? Обсуждение этой темы продолжается с момента выпуска Oldsmobile Custom 8 Cruiser на автоматической трансмиссии в 1939 году. АКПП и МКПП постоянно совершенствуются и усложняются. Сравнение агрегатов по приоритетным параметрам поможет сделать обоснованный выбор машины.

  1. Чем отличается автоматическая коробка передач от механической
  2. Принцип работы МКПП
  3. Принцип работы АКПП
  4. АКПП или МКПП
  5. Цена вопроса
  6. Обслуживание и ремонт
  7. КПД и разгон
  8. Надежность
  9. Ресурс эксплуатации
  10. Зимнее вождение
  11. Комфорт
  12. Ресурс двигателя и сцепления
  13. Поведение машины на дороге
  14. Что лучше автомат или механика
  15. Механика надежность и экономичность
  16. Автомат комфорт и удобство
  17. Заключение

Чем отличается автоматическая коробка передач от механической

Чтобы сдвинуть автомобиль с места на ровном участке, нужно преодолеть силу инерции и создать наибольшую тягу на ведущие колеса. Полезный крутящий момент двигателя достигается только в определенном диапазоне частот. Если силовой агрегат напрямую соединить с колесами, то КПД мотора снизится. Чтобы обороты двигателя работали с максимальной отдачей, в схему включен посредник — автоматическая или механическая коробка передач.

АКПП и МКПП выполняют одну функцию: преобразуют энергию двигателя и передают ведущим колесам. Благодаря коробке передач машина движется с разной скоростью, едет назад и в гору. При этом, принцип работы и конструкция агрегатов имеют различия.

Когда стоит выбор: автомат или механика, каждый покупатель оценивает разницу по критериям затрат, надежности, удобства. Для объективного выбора нужно разобраться подробно, что такое МКПП и АКПП, в чем преимущества и недостатки их эксплуатации.

Принцип работы МКПП

Механическая коробка представляет собой блоки шестерней, расположенные на 3 валах: входном, промежуточном и выходном. Входной вал соединен с коленчатым валом двигателя и промежуточным валом. Зубчатые колеса промежуточного вала сцеплены с колесами выходного неподвижного вала.

Шестерни вращаются независимо от выходного вала. Диаметры колес подобраны под передаточное отношение, достаточное для передачи крутящего момента на колесный привод при разном режиме движения. Если шестерню жестко соединить с валом, их скорости уравняются. Для этого используют синхронизаторы, в состав которых входит муфта включения, ступица с сухарями, кольцо блокировки.

Принцип работы МКПП заключается в ручном переключении выходных шестерней, которые зацепляются с приводами двигателя и колес. Для управления коробкой водитель использует рычаг и педаль сцепления.

Сцепление в механике представляет собой набор фрикционных дисков, который разъединяет или сцепляет двигатель и трансмиссию за счет силы трения. Нажимая педаль, водитель прекращает передачу крутящего момента на входной вал. При этом снижается скорость, и происходит толчок. Расцепление гасит крутильные колебания и предотвращает удар от переключения передачи.

Двигая рычаг, водитель приводит в действие шток. Шток с помощью вилки управляет муфтой включения. Перемещение муфты влияет на положение сухарей ступицы, которые прижимают кольцо блокировки к шестерне. Под действием силы трения кольцо останавливается, и шлицы муфты сцепляются с шестерней.

Решить проблему прерывания подачи крутящего момента смогла гидромеханическая АКПП. Соответственно принцип действия, конструкция и управление автомата отличается от механики.

Принцип работы АКПП

В основе автоматической коробки передач лежит планетарный механизм. Он состоит из набора шестерней, которые вращаются вокруг «солнца». У планетарного ряда 2 входа и 1 выход. Изменение входных скоростей с помощью пакетов фрикционов позволяет управлять вращением выходного вала.

В отличие от механики, в автомате переключение скоростей происходит по сигналу электронного блока. Чтобы включить передачу, в гидроблоке открывается требуемый канал для прохода трансмиссионного масла. Давление жидкости действует на поршень, который сжимает диски фрикционов. Одновременно разжимается пакет фрикционов предыдущей передачи. При этом потеря мощности при переключении не возникает.

Устройство механической коробки передач

Картер содержит основные детали трансмиссии. Он крепится к картеру сцепления, который закреплен на двигателе. Т.к. при работе шестерни испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы вращаются в подшипниках, установленных в картере. Они имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона авто. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает их от самопроизвольного выключения.

Требования к коробке передач
  • Обеспечение наилучших тяговых и топливно-экономических свойств
  • высокий КПД
  • легкость управления
  • безударное переключение и бесшумность работы
  • невозможность включения одновременно двух передач или заднего хода при движении вперед
  • надежное удержание передач во включенном положении
  • простоту конструкции и небольшую стоимость, малые размеры и массу
  • удобство обслуживания и ремонта

Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число ступеней и их передаточные числа. При увеличении числа ступеней обеспечивается лучший режим работы двигателя с точки зрения динамичности и экономии топлива. Но усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры, масса трансмиссии.

  • Все плюсы и минусы автоматической коробки передач

Легкость управления зависит от способа переключения передач и типа привода. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен, зубчатых муфт, синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Для безударного переключения устанавливают синхронизаторы, которые усложняют конструкцию, а также увеличивают размеры и массу трансмиссии. Поэтому наибольшее распространение получили те, в которых высшие передачи переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами.

Как работают шестерни

Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах.


а) Передаточное отношение одной пары шестерен
Возьмем две шестерни и сосчитаем число зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).


б) Передаточное отношение двух шестерен
На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») — 20, у четвертой («Г») — 40. Дальше простая арифметика. Первичный вал и шестерня «А» вращаются со скоростью 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, т.е. она имеет 1000 об/мин, а т.к. шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин. От двигателя на первичный вал приходит — 2000 об/мин, а выходит — 500 об/мин. На промежуточном валу в это время — 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже — двум. Общее передаточное число этой схемы 2х2=4. То есть в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу, по сравнению с первичным. Обратите внимание, что если выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса авто, что соответствует нейтральной передаче.

  • Какое масло надо заливать в коробку передач «механику»

Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала в другую сторону , обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня и вал передачи заднего хода; 5 — вторичный вал.

Передаточные числа

Поскольку в «коробке» имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные пары, мы имеем возможность менять общее передаточное отношение. Давайте посмотрим на передаточные числа:

ПередачиВАЗ 2105ВАЗ 2109
I3,673,636
II2,101,95
III1,361,357
IV1,000,941
V0,820,784
R(Задний ход)3,533,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, как первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой. Как правило, это — четвертая. Пятая (или высшая) имеет передаточное число меньше единицы. Она нужна для езды по трассе с минимальными оборотами двигателя.

Первая и передача заднего хода — самые «сильные». Двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах мотору не хватает сил. Поэтому приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения , чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость и сделав некоторый запас инерции, можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью и так далее. Обычный режим движения – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) — они самые скоростные и экономичные.

Какие бывают неисправности

Обычно они появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, т.е. переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением — это приведёт к ремонту. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы.

Рычаг переключения переводится спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении с ним и периодической замене масла в «коробке», она не сломается до конца срока службы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×