pi N r_k / (30 i_0 i) = 0,377 N r_k / (i_0 i)» width=»» height=»» /> [1] , где:

• V_a — скорость автомобиля;
• N — число оборотов двигателя;
• Основы устройства

  Принцип работы

  Кратко, принцип работы механической КПП традиционного типа заключается в том, что зубчатые шестерни в её корпусе могут поочерёдно зацепляться в различных комбинациях, образуя несколько передач с разным передаточным числом.

  Сцепление

  

  МКПП обычно работает в паре со сцеплением. Оно служит для временного разобщения двигателя и трансмиссии. Это необходимо для переключения передачи в МКПП, так как, когда двигатель и валы КПП не разобщены, и двигатель работает, через коробку передач проходит большой крутящий момент, и переключать передачи невозможно.

  В прошлом существовали МКПП, работающие в паре с гидромуфтой или гидротрансформатором, например, на автомобиле ГАЗ-12 «ЗиМ», «Крайслерах» 1940-х — 1950-х годов или некоторых моделях Mercedes-Benz 1950-х — 1960-х годов с трансмиссией Hydrac. При этом, сцепление обычно так же присутствовало (располагалось после гидромуфты и используя внешнюю поверхность его турбинного ротора вместо маховика), так как гидравлический привод не позволяет полностью разобщить двигатель и трансмиссию. С гидравлическим элементом в обычной механической трансмиссии, водитель может плавно трогаться и разгоняться, реже переключать передачи, останавливать машину, не выключая передачи, и после этого возобновить движение просто отпустив тормоз и нажав на акселератор.

  Эта система давно вышла из употребления и, несмотря на большие преимущества, в настоящее время не используется. Причина в том, что современные двигатели, в отличие от моторов 40-х и 50-х годов, весьма высоокоборотные, и потери мощности в гидравлическом элементе были бы неоправданно велики.

  Сцепление может иметь как обычный (механический тягами, гидравлический или тросиком), так и .

  Валы и шестерни

  Любая коробка передач традиционного типа представляет собой набор расположенных в едином корпусе (называемом картером) и вращающихся вокруг параллельных осей валов с расположенными на них шестернями. В большинстве механических КПП заднеприводных автомобилей присутствуют три вала: первичный, вторичный, промежуточный (далее, рассматривается именно трёхвальная схема в варианте заднеприводного автомобиля классической компоновки).

  • Первичный (ведущий) вал через сцепление соединяется с маховиком двигателя.
  • Вторичный (ведомый) вал жёстко соединён с карданным валом, или в
  • Промежуточный вал служит для передачи вращения от первичного вала к вторичному.

  Обычно, первичный и вторичный валы расположены один за другим, вторичный опирается при этом на подшипник, установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен обычно под первичным и вторичным. На валах находятся блоки шестерён. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми.

  На первичном валу находится одна шестерня, жёстко на нём закреплённая и служащая для передачи вращения промежуточному валу. На вторичном валу расположен блок шестерён, шестерни которого свободно вращаются на валу, но конструктивно их продольное перемещение исключено. Для включения передачи, они могут блокироваться на валу, начиная вращаться вместе с ним (см. ниже, раздел «Переключение передач»).

  Напротив каждой шестерни ведущего и ведомого валов расположены жёстко закреплённые на своём валу шестерни промежуточного вала, которые находятся с расположенными напротив шестернями ведущего и ведомого вала в постоянном зацеплении. Так как единственная шестерня первичного вала также жёстко закреплена на своём валу, вращение с первичного вала на промежуточный передаётся всегда. Включение же нужной передачи происходит за счёт задействования нужной шестерни, расположенной на вторичном валу.

  Именно выбор нужной шестерни на вторичном валу и введение её в зацепление с этим валом и является, по сути, выбором нужной передачи.

  Переключение передач

  Между шестернями ведомого вала расположены муфты включения передач (или шлицевые муфты). В отличие от шестерней передач, они закреплены на своём валу и вращаются вместе с ним, но могут двигаться в продольном направлении (вперёд-назад).

  На сторонах шестерён вторичного вала, обращённых к муфтам включения передач, имеются зубчатые венцы. Также, зубчатый венец имеет и задний торец ведущего вала. Ответные зубчатые венцы находятся на муфтах включения.

  При движении рычага переключения передач, при помощи специального привода через ползуны приводятся в движении вилки переключения передач, которые могут передвигать муфты включения в продольном направлении. Специальный блокирующий механизм (замок) при этом не допускает одновременное включение двух передач, что могло бы произойти, если бы рычаг переключения передач зацепил бы сразу два ползуна. Замок фиксирует два ползуна в нейтральном положении при движении третьего, чем и исключается одновременное включение двух передач.

  Когда муфта включения движется в направлении шестерни нужной передачи, их зубчатые венцы встречаются, и муфта включения, которая вращается вместе с валом, соединяется с шестернёй передачи, блокируя её. После этого они вращаются вместе и коробка передач начинает передавать вращение от двигателя на карданный вал и далее — на колёса.

  Соответственно, когда ни одна муфта включения не блокирует ни одной шестерни, коробка передач находится в нейтрали, или на нейтральной передаче, и двигатель с трансмиссией разобщены.

  Синхронизаторы

  Однако, при описанном выше простейшем устройстве коробки, передачи будут включаться с сильным шумом и чувствительным ударом, кроме того, водителю необходимо будет угадывать момент, когда обороты муфты включения и шестерни на валу будут примерно одинаковыми, иначе зубчатые венцы муфты и шестерни нужной передачи не войдут в зацепление и очень быстро износятся.

  Поэтому в современных МКПП вместо простых муфт включения используются синхронизаторы, уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения, и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются — что занимает время порядка милисекунд, и без применения специальных приборов обнаружить блокировку при переключении передач невозможно (см. также раздел «Синхронизированные и несинхронизированные МКПП»).

  Пример

  Ниже схематично рассмотрена работа трёхвальной четырёхступенчатой МКПП заднеприводного легкового автомобиля с синхронизированными передачами переднего хода. 1, 2, 3, 4, R — шестерни соответствующих передач.

  Ведущий вал — оранжевый; Ведомый вал — жёлтый; Промежуточный вал — серый; Вал заднего хода и соответствующий ползун — зелёный; Ползун включения III—IV передач — фиолетовый; Ползун включения I—II передач — голубой;

  

  N — нейтральная передача: ни один синхронизатор не зацеплен ни с одной шестернёй, первичный и промежуточные валы вращаются, вторичный в покое.

  

  I передача: синхронизатор первой-второй передач (ярко-голубой на илл.) блокирует шестерню первой передачи на вторичном валу; вращение передаётся сначала единственной шестернёй первичного вала на промежуточный, а с него — через шестерню первой передачи на вторичный вал, и далее на трансмиссию.

  

  II передача: тот же синхронизатор перемещается и блокирует шестерню второй передачи;

  

  III передача: синхронизатор первой-второй передач в нейтральном положении; синхронизатор третьей-четвёртой (фиолетовый на илл.) блокирует шестерню третьей передачи на ведомом валу, вращение передаётся с первичного вала на промежуточный, а с него через шестерню третьей передачи — на вторичный.

  

  IV передача: синхронизатор первой-второй передач в нейтральном положении; синхронизатор четвёртой передачи блокирует венец первичного вала, благодаря чему первичный и вторичный валы вращаются как единое целое. Промежуточный вал не задействован (но продолжает обращаться, так как простоянно зацеплен с первичным).

  Такая передача, при которой вращение передаётся непосредственно с первичного вала на вторичный в обход шестерён промежуточного вала, всегда имеет одно передаточное отношение — 1:1, и называется прямой передачей, так как крутящий момент передается напрямую от первичного вала на вторичный. Этот режим работы КПП является выгодным, так как уменьшаются потери и износ.

  

  R — задний ход: синхронизаторы в нейтральном положении; шестерня заднего хода, вращающаяся на своём собственном валу, входит в зацепление с соответствующими шестернями промежуточного и вторичного валов, благодаря чему вторичный вал крутится в направлении, противоположном направлению вращения первичного вала.

  Двухвальные коробки передач

  

  В настоящее время нередко используются двухвальные МКПП, в них отсутствует промежуточный вал, ведущий и ведомый валы вращаются вокруг параллельных осей (а не находятся на одной друг за другом), синхронизаторы непосредственно входят в зацепление с шестернями вторичного вала и прямая передача технически невозможна. В остальном, их принцип действия аналогичен работе трёхвальной МКПП.

  Преимущества таких КПП — компактность и несколько бо́льший КПД. Главный недостаток — отсутствие прямой передачи, кроме того, такая КПП пригодна только для легкового автомобиля: в ней конструктивно сложно получить большие значения передаточного числа.

  Таковы коробки передач переднеприводных автомобилей, таких, как ВАЗ-2108 и Москвич-2141. Часто такие КПП имеют больше четырёх передач переднего хода.

  Синхронизированные и несинхронизированные МКПП

  Существуют синхронизированные и несинхронизированные механические коробки передач.

  • В несинхронизированной МКПП, включение передач осуществляется полностью водителем вручную. Так как при переключении передачи скорость шестерён различна, муфта переключения не может просто перейти с одной из них на другую.
  • В синхронизированной МКПП, включение всех передач (или некоторых) частично автоматизировано. Специальные устройства — синхронизаторы — не дают включающей муфте перейти с одной шестерни на другую, пока их скорость не выравняется (что так же выполняется синхронизатором).

  Количество ступеней

  Число ступеней считают по номеру передачи переднего хода с наименьшим передаточным отношением.

  • Двухступенчатые: на первых автомобилях коробки передач имели две ступени переднего хода и одну — заднего;
  • Трёхступенчатые: в 1920-х распространились коробки передач с тремя ступенями переднего хода, которые были широко распространены в Европе — до конца 1960-х годов, а в Северной Америке — до второй половины 1970-х;
  • Четырёхступенчатые: в конце 1950-х годов на массовых моделях стали появляться коробки передач «со сближенными передаточными числами» и четырьмя ступенями, что обеспечивало более интенсивный и плавный разгон. В США они долго рассматривались как спортивная опция, а в Европе в конце 1950-х — начале 1960-х стали устанавливаться на большинство автомобилей;
  • Пятиступенчатые: в 1970-е годы появились, а в 1980-е получили массовое распространение МКПП с четырьмя основными передачами переднего хода, в которых имелась пятая передача, она представляла собой встроенную в саму коробку повышающую передачу(см. ниже);
  • Шестиступенчатые: в 1990-е годы появились шестиступенчатые коробки передач. Они могли представлять собой как МКПП с четырьмя базовыми ступенями и двумя — повышающими (для ещё большей экономии топлива), так и МКПП с пятью базовыми и одной повышающей ступенью (для ещё более динамичного разгона);
  • Семиступенчатые и далее: в 2000-е годы появляются механические коробки передач с пятью базовыми ступенями и двумя повышающими (например, Bugatti Veyron или BMW M5.).

  Повышающие передачи

  

  Повышающая передача, или овердрайв (англ. Overdrive) — имеет передаточное число менее единицы. Повышающей она называется, так как при таком передаточном числе ведомый вал обращается быстрее ведущего.

  До 1970-х годов, овердрайв на легковых автомобилях обычно оформляли в виде отдельного от КПП агрегата. Например, на Volvo 240 с четырёхступенчатой трансмиссией можно было заказать дополнительный овердрайв с различными вариантами передаточных чисел. Такой овердрайв мог включаться как водителем (на илл. слева), так и автоматически, по достижению определённой скорости при движении на прямой передаче.

  Например, на автомобилях Ford 1950-х — 1960-х годов, овердрайв автоматически включался при превышении при движении на прямой передаче скорости в 27 миль в час (около 45 км/ч), а отключался при её снижении ниже 21 мили в час (около 35 км/ч) или при резком нажатии на педаль акселератора (так называемый кик-даун, режим включения пониженной передачи для обгона) [2] .

  С конца 1970-х годов, овердрайв стали встраивать в четырёхступенчатые МКПП как пятую передачу, что стало обычной практикой в 1980-е. В наши дни в КПП может быть более одной повышающей передачи.

  Вопреки распространённому мнению, в большинстве случаев, повышающая передача существенно не увеличивает максимальной скорости автомобиля. Максимальная скорость достигается уже на прямой передаче (с передаточным отношением 1:1), но на повышающей передаче при прочих равных уменьшаются обороты коленчатого вала, следовательно — расход топлива и износ двигателя.

  Планетарные коробки передач

  

  

  Некоторые автомобили использовали планетарные механические коробки передач, например, Ford T. Шестерни в планетарном механизме совершают помимо вращательного еще и поступательное движение.

  Особенность этих коробок в том, что все шестерни в них находятся в постоянном зацеплении, а изменение передаточного числа происходит за счет торможения и блокирования отдельных вращающихся элементов.

  Так как при переключении передач в планетарной коробке не происходит зацепления между двумя зубчатыми венцами, нет необходимости и в разобщении двигателя и трансмиссии для переключения передач. Кроме того, такая трансмиссия получается гораздо компактнее обычной.

  Однако, управление автомобилем с такой коробкой передач очень специфично, а сама она весьма дорога в производстве. Поэтому механические планетарные КПП получили малое распространение на автомобилях (зато нередко применяются на велосипедах, а так же танках и иных гусеничных машинах).

  Кроме того, практически все гидромеханические автоматические трансмиссии используют планетарную механическую часть, которая достаточно легко поддается автоматизации и может работать в паре с гидротрансформатором без сцепления.

  Механизмы переключения

  В классической МКПП для выбора нужной передачи служит специальный рычаг, называемый рычагом переключения передач, или селектором. С его помощью в любой момент можно задействовать любую из имеющихся в коробке передач ступень (кроме ступени заднего хода, включать которую допустимо лишь после полной остановки автомобиля во избежание серьёзных поломок).

  Расположение рычага и система привода могут в значительной степени варьироваться в зависимости от модели автомобиля.

  • Рычаг может располагаться непосредственно на корпусе коробки передач (обычно сверху или сбоку), либо на специальном удлинителе. В этом случае все механизмы переключения расположены внутри корпуса коробки и рычаг непосредственно воздействует на ползуны с вилками переключения передач. Плюсы такой схемы — более чёткое переключение передач, меньший износ в процессе эксплуатации. Недостаток — из-за особенностей компоновки рычаг, расположенный на корпусе коробки, обычно оказывается сильно вынесен вперёд, что снижает удобство пользования им. Кроме того, такой привод непригоден для использования на большей части переднеприводных и всех заднемоторных автомобилях.

  На автомобиле ГАЗ-69 применялась трёхступенчатая МКПП, имеющая привод от рычага, непосредственно расположенного на боковой крышке (слева). Автомобиль «Волга» ГАЗ-24 и все последующие модели «Волга» имеют коробки передач с рычагом, расположенным на специальном удлинителе сверху. Заднеприводные автомобили ВАЗ имеют коробку передач с рычагом, размещённым на корпусе сверху, либо на специальном удлинителе.

  • Рычаг может располагаться дистанционно (напольно, на рулевой колонке или на панели приборов) и связан с коробкой передач при помощи расположенных вне корпуса коробки тяг (назваемых обычно «кулисой»). Плюсы такого решения — удобное расположение рычага КПП, устранение вибрации рычага и практически полная свобода в компоновке автомобиля. Однако, привод тягами менее долговечен и со временем допускает разбалтывание, что требует регулировки или замены кулисы. Кроме того, чёткость переключения передач с таким механизмом переключения хуже, чем при непосредственном расположении рычага на корпусе КПП.
  • Так же на некоторых моделях использовались (используются) пневматические или привода. На легковых автомобилях особого распространения они не получили.

  Раскладки переключения

  С напольным рычагом

  

  На абсолютном большинстве современных автомобилей коробка передач управляется рычагом, распооженным напольно. Под этим понимается расположение рычага непосредственно на полу автомобиля, на центральной консоли или в нижней части панели приборов.

  Способ выбора конкретной передачи в различных МКПП с напольным рычагом может значительно отличаться. Общим является лишь то, что выбор нужной передачи осуществляется наклоном рычага переключения в продольной и поперечной плоскостях. Как правило, при включённой нейтральной передачи рычаг удерживается в нейтральном положении при помощи пружин(ы).

  • На большинстве автомобилей переключение передач осуществуляется следующим образом (N — нейтральная передача, R — передача заднего хода):

  

  За границей такой способ переключения называют «H-Pattern». Именно так переключаются передачи на большинстве отечественных заднеприводных автомобилей. На заднеприводных «Москвичах» (—408ИЭ, большая часть —412 и все —412ИЭ, все —2138/2140), использовалась несколько видоизменённая система: чтобы включить передачу заднего хода необходимо было наклонить рычаг вправо и передвинуть вперёд, а не назад:

  

  На некоторых автомобилях существует блокировка включения заднего хода: передачу заднего хода нельзя включить, пока не приведён в действие этот механизм. Обычно для этого надо надавить на рычаг вниз (пример — заднеприводные автомобили ВАЗ), или нажать на специальный рычажок (кнопку, и т. д.). В иных случаях, никакой блокировки не предусмотрено и передачу заднего хода можно по ошибке включить на ходу, что при большой скорости движения может привести к серьёзным поломкам КПП.

  • В случае пятиступенчатой трансмиссии, добавляется пятая передача, обычно, чтобы включить её обычно необходимо наклонить рычаг вправо и затем перевести его вперёд:

  

  Эта раскладка используется на ВАЗах «классического» семейства с пятиступенчатой МКПП и «Москвиче-2141»

  • Многие европейские автомобили (в том числе переднеприводные ВАЗы) используют другую разновидность этой системы переключения, в которой задняя передача включается движением «влево-вперёд»:

  

  Однако, в этом случае достаточно велик риск случайного включения задней передачи вместо первой, особенно при изношенном приводе. Поэтому на многих современных автомобилях предусмотрена блокировка его включения (показана на примере МКПП-6):

  

  • Некоторые спортивные автомобили (например, старые BMW третьей серии с МКПП марки Getrag), а так же старые модели обычных автомобилей, используют совершенно иной вариант системы переключения:

  

  Преимущество в данном случае состоит в том, что положения, соответствующие второй и третьей передаче, находятся на одной линии, что ускоряет переключение. У спортивных машин с мощными двигателями, основной разгон происходит именно на второй и третьей передачах, первая же служит только для трогания с места.

  Кроме того, многие из КПП с такой раскладкой переключения не имеют синхронизаторов либо имеют их только на высших передачах, в этом случае положительным моментом является и то, что при переключении с первой передачи на вторую автоматически возникает некоторая задержка, что упрощает переключение между несинхронизированной первой с синхронизированной второй передачами.

  Из отечественных автомобилей, такую раскладку использовал ГАЗ-69, коробка передач которого была трёхступенчатой. При переделке на напольный рычаг коробки передач «Волги» ГАЗ-21 у неё так же получается такая раскладка.

  • Многие американские и некоторые европейские автомобили ранее использовали раскладку, в которой первая передача включалась простым движением рычага вперёд (вторая — назад, и т. д.):

  

  Из распространённых на территории России моделей, такую раскладку имели скажем Ford Taunus, Volvo 240 и некоторые модели BMW, вроде BMW E30. Кроме того, она использовалась практически на всех северо-американских «Фордах» 1960-х — 1970-х годов с МКПП.

  • Некоторые современные автомобили, например, Bugatti Veyron, имеют автоматизированное управление коробкой передач и т. н. Paddle-shifter, то есть рычаг МКПП движется только вперёд-назад, как у некоторых АКПП, и последовательно выбирает передачи.

  С подрулевым рычагом

  

  В прошлом, наиболее распространённым на легковых автомобилях с МКПП было расположение рычага КПП на рулевой колонке. Эта мода появилась в США в конце 1930-х годов, широко распространилась в Европе в конце 1940-х. Впрочем, и в наши дни немало моделей используют «подрулевой» рычаг.

  Привод от подрулевого рычага осуществляется сложными тягами (кулисами), подверженных износу, а на старых автомобилях — требующими периодической регулировки и смазки путём шприцевания.

  Чёткость и скорость выбора передач при таком механизме часто страдают, но в целом, по мнению многих владельцев автомобилей с таким механизмом переключения, подрулевое расположение рычага более удобно, так как к нему не надо тянуться, он всегда под рукой. Тем не менее, из-за большой инерционности привода длинными тягами переключать передачи такой трансмиссии быстро сложно, поэтому для динамичных автомобилей такая трансмиссия малопригодна.

  Зато хороший расчёт механизма переключения позволяет минимизировать усилие на рычаге: например, на «Волге» ГАЗ-21 с исправным, смазанным и отрегулированным механизмом переключения передачи можно переключать без отрыва кисти от руля. Однако, сильно разболтанный механизм допускает такие неисправности, как неполное включение и выключение передач, их самопроизвольное выключение («выбивание») и даже полное заклинивание тяг, устранимое только при открытом капоте.

  • Наиболее типичным для систем с подрулевым рычагом является раскладка, возникшая в США в 1930-е годы и распространившаяся повсеместно в 1940-е — 1950-е (движение рычага показано в плоскости, параллельной рулевому валу, рычаг расположен справа):

  

  

  Именно так (второй вариант) переключались передачи на «Победе» ГАЗ-М-20, «Волге» ГАЗ-21.

  • Существовал и вариант для четырёхступенчатой МКПП:

  

  • На «Москвичах» с четырёхступенчатой МКПП и подрулевым рычагом переключения, а так же ряде европейских автомобилей, использовалась иная раскладка:

  

  В отечественном автопроме отказ от подрулевого рычага переключения произошёл в конце 1960-х — начале 1970-х годов, в Европе — несколько раньше. В США это произошло в конце 1970-х.

  Однако, в некоторых странах Европы и особенно Японии подрулевые рычаги использовались до самого недавнего времени. Так, в Гонконге все такси моделей Toyota Crown и Nissan Cedric имели МКПП-4 с подрулевым переключателем до перехода на АКПП в 1999 году. До начала 1990-х годов на микроавтобусах Toyota Hiace и Mitsubishi L400 также встречались переключатели передач на рулевой колонке, коробка передач была механической пятиступенчатой.

  Эксплуатация МКПП (рекомендации)

  В процессе эксплуатации автомобиля следует правильно пользоваться коробкой передач во избежание поломок и преждевременного износа.

  • Стараться двигаться преимущественно на прямой передаче, при техническом наличии её на автомобиле, так как при этом не задействованы лишние шестерни и уменьшается износ;
  • Переключение передач производить согласно приведённым в инструкции к автомобилю значениям максимальной и минимальной скорости на каждой передаче;
  • Включение задней передачи при движении автомобиля вперёд, даже на небольшой скорости, категорически недопустимо.
  • Не следует допускать длительной езды на скорости выше 20 км/ч с выжатым сцеплением, особенно на заднеприводных автомобилях, где это может привести к быстрому износу выжимного подшипника сцепления; нажимать педаль сцепления следует резко, а отпускать — плавно, но не допуская пробуксовки и не трогая акселератор, что значительно ускоряет износ;
  • Недопустимо на скользкой дороге двигаться с выключенным сцеплением или коробкой передач на нейтральной передаче;
  • Следует применять приём торможения двигателем — совместно с торможением автомобиля производится поочередное переключение передач с высшей ступени на низшую. При этом происходит более эффективная остановка автомобиля тормозом и двигателем.
  • Недопустимо переключать передачи в поворотах, так как это может привести к заносу; до начала поворота следует перейти на низшую передачу, а по мере его прохождения — слегка нажать на педаль акселератора.
  • Несинхронизированную передачу заднего хода желательно включать с двойным выжимом сцепления;
  • Для облегчения работы синхронизаторов, следует:
  • После использования наката при движении под уклон, в конце его необходимо делать «перегазовку» во избежание преждевременного износа коробки перемены передач. Это нужно для того, чтобы уравнять обороты вращения колес с оборотами вращения коленчатого вала двигателя, который в это время работает на холостом ходу. Надо выжать педаль сцепления, резко нажать на газ и включить повышенную передачу.
  • Необходимо постоянно проверять уровень масла в картере МКПП и своевременно производить его замену, так как при длительной работе в КПП масло превращается в абразив за счёт повышения содержания частичек металла, неизбежно отделяющихся от шестерён в процессе их естественного износа, что в свою очередь значительно ускоряет износ;
  • На автомобилях иностранного производства, соблюдайте указанную в инструкции марку смазочного масла, некоторые МКПП зарубежных автомобилей требуют специальных материалов, например, гипоидного масла или ATF.

  Плюсы и минусы

  • Наименьшая по сравнению с иными типами стоимость;
  • Намного меньшая в сравнении с гидромеханической трансмиссией масса;
  • Высокий КПД по сравнению с гидромеханической трансмиссией;
  • Обычно не требует отдельной системы охлаждения, как АКПП;
  • Несмотря на немалый прогресс в области конструирования АКПП, на сегодняшний день средний автомобиль с АКПП при прочих равных уступает автомобилю с МКПП по топливной экономичности и динамике разгона;
  • Относительная простота и отработанность конструкции;
  • Достаточно высокая надёжность (срок службы самой МКПП без ремонта сравним со сроком службы автомобиля в целом, но сцепление требует достаточно частой замены);
  • Большинство моделей не требуют дефицитных или специфических расходных материалов, частого обслуживания;
  • У автомобилей с МКПП шире набор специальных техник вождения, опытный водитель может более эффективно использовать такой автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
  • Автомобиль с МКПП легко пускается «с толкача», может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью;
  • МКПП, в отличие от гидромеханической АКПП, допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии;
  • Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках;
  • Относительно АКПП сложнее управление автомобилем, необходимость наличия специфического навыка для достижения плавного переключения передач без рывков;
  • Переключение передач сопряжено со временным разобщением двигателя и трансмиссии, что увеличивает время переключения;
  • Как и у любой ступенчатой КПП, невозможно плавное изменение передаточного отношения при разумном количестве ступеней, в отличие от CVT.
  • Малый ресурс сцепления;

  Поскольку МКПП требует от водителя намного большего опыта, чем АКПП, в некоторых странах существует практика либо делать два разных вида водительских «прав», либо принимать водительские экзамены только на МКПП (Пакистан, Российская Федерация).

  Распространение

  Автомобили, оснащённые МКПП, преобладают в Европе, СНГ, а также странах с низким доходом населения.

  В США МКПП практически полностью вытеснены гидромеханическими АКПП и CVT, которыми там оборудуются в настоящее время до 90 % легковых автомобилей. В Японии так же весьма широко распространены автоматические трансмиссии и CVT.

  На спортивных автомобилях и автомобилях со спортивным имиджем почти всегда устанавливаются МКПП.

  Грузовые автомобили и «жёсткие» внедорожники также, как правило, имеют механические коробки передач.

  Полуавтоматические КПП

  На протяжении истории автостроения создавалось немалое число конструкций трансмиссий, которые можно описать под общим термином «полуавтоматические». Общим у них является то, что водитель избавлен от части операций, которые он должен был бы выполнять при управлении автомобилем с чисто-механической трансмиссией.

  Здесь не будут упоминаться трансмиссии начального периода автомобилестроения (до двадцатых годов XX века), так как в те годы ещё не было устоявшегося, общепринятого устройства МКПП, которое можно взять за «отправную точку» (например, на Ford T не было сцепления, коробка передач была планетарной и управлялась двумя педалями и рычагом).

  Гидроэлектромеханические трансмиссии с ручным переключением

  Первый массово использовавшийся тип полуавтоматической трансмиссии был создан фирмой Chrysler в 1930-х годах и широко использовалась на её автомобилях вплоть до 1950-х годов.

  Он нёс обозначение М4 (на довоенных моделях, коммерческие обозначения — Vacamatic или Simplimatic) и M6 (с 1946 года, коммерческие обозначения — Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toe Shift, Gyro-Matic и Gyro-Torque) и изначально представлял собой комбинацию трёх агрегатов — гидромуфты, традиционной механической коробки передач с двумя ступенями переднего хода, и автоматически (на М4 вакуумным, на М6 электрическим приводом) включаещегося овердрайва. Каждый блок этой трансмиссии имел своё назначение:

  • Гидромуфта делала трогание автомобиля с места плавнее, позволяла «бросать сцепление» и останавливаться, не выключая передачи или сцепления. Позднее она была заменена гидротрансформатором, который увеличивал крутящий момент и значительно улучшал динамику автомобиля по сравнению с гидромуфтой (которая несколько ухудшала динамику разгона).
  • Механическая коробка передач служила для выбора рабочего диапазона трансмиссии в целом. Существовало три рабочих диапазона — нижний (Low), верхний (High) и заднего хода (Reverse). В каждом диапазоне было две передачи.
  • Овердрайв автоматически включался в работу при превышении автомобилем определённой скорости, таким образом, переключая передачи внутри текущего диапазона.

  Переключение передач производилось обычным рычагом, расположенным на рулевой колонке. Поздние варианты переключаетля имитировали автоматические трансмиссии и имели указатель-квадрант диапазона над рычагом, как у АКПП — хотя сам процесс выбора передач не претерпел изменений. Педаль сцепления имелась, но использовалась только для выбора диапазона и была окрашена в красный цвет.

  Трогаться в обычных дорожных условиях рекомендовалось в диапазоне «High», то есть, на второй передачи двухступенчатой МКПП и третьей передачи трансмиссии в целом — высокий крутящий момент шести- и восьмицилиндровых двигателей «Крайслеров» это вполне позволял.

  На подъёме и при движении по грязи необходимо было начинать движение с диапазона «Low», то есть, с первой передачи. После превышения определённой скорости (варьировалась в зависимости от конкрентной модели трансмиссии) происходило переключение на вторую передачу за счёт происходящего автоматически включения овердрайва (сама МКПП оставалась при этом на первой передачи).

  При необходимости водитель переключался на верхний диапазон, при этом включалась в большинстве случаев сразу четвёртая передача (так как овердрайв уже был включён для получения второй передачи) — она имела общее передаточное отношение 1:1.

  Перебрать все имеющиеся четыре передачи при практическом вождении было почти невозможно, хотя трансмиссия формально считалась четырёхступенчатой.

  Диапазон задних передач так же включал две передачи и включался, как обычно, после полной остановки автомобиля.

  Таким образом, для водителя езда на автомобиле с такой трансмиссией очень напоминала езду на машине с двухступенчатой АКПП, с той разницей, что переключение между диапазонами происходило с нажатием сцепления.

  Эта трансмиссия ставилась с завода или была доступна как опция на автомобилях всех подразделений корпорации «Крайслер» 1940-х — начала 1950-х годов. После появления настоящей автоматической двухступенчатой трансмиссии PowerFlite, позднее трёхступеначтой TorqueFlite, полуавтоматические трансмиссии семейства Fluid-Drive были сняты с производства, так как мешали продажам полностью автомтаических трансмиссий. Последним годом их установки стал 1954, в этом году они был доступны на самой дешёвой марке корпорации — «Плимуте».

  Фактически, такая трансмиссия стала переходным звеном от МКПП к гидродинамическим АКПП и служила для «обкатки» технических решений, позднее использовавшихся на них.

  Также в начале 1940-х годов существовала трёхступенчатая трансмиссия, обозначавшаяся Slushomatic, у которой первая передача была обычной, а вторая — объединена в единый диапазон с автоматически включающейся третьей.

  Механические трансмиссии с автоматическим сцеплением

  Улучшенные версии таких систем предлагаются и в настоящее время (см. ниже).

  Новые разработки

  Промежуточное звено между АКПП и МКПП — так называемая «роботизированная» МКПП, которая представляет собой обыкновенную МКПП, но переключение передач осуществляется не вручную, а при помощи электронного блока управления. Такая коробка передач удобнее в управлении, но переключение передач, как и в обычной МКПП, занимает некоторое время. Это приводит к замедлению разгона и создаёт характерные для МКПП «рывки» при переключении передач.

  Развитие технологий позволяет значительно ускорить переключение передач в МКПП. Самые лучшие роботизированные МКПП от Ferrari позволяют переключать передачи с задержкой не более 150 мс, а МКПП DSG (Direct Shift Gearbox — МКПП с прямым переключением передач) разработки Audi переключает передачи с задержкой не более 10 мс. Эти коробки передач позволяют достичь высокой скорости разгона, но сначала из-за высокой цены и сложности они получили распространение только на спортивных автомобилях. В настоящее время КПП данного типа используются на автомобилях марки Vokswagen. Vokswagen Golf оснащённый 7-ступенчатой коробкой передач DSG расходует примерно на 20 % топлива меньше, чем оснащённый обычной механикой.

  Значительно улучшились за последнее время системы смазки МКПП. Современные механические коробки передач зачастую имеют систему смазки под давлением, иногда — объединённую с системой смазки двигателя. Это позволяет значительно повысить ресурс МКПП по сравнению с традиционной системой смазки за счёт находящегося в картере масла, обеспечить хорошее охлаждение (что стало насущной проблемой в связи с увеличением скоростей движения) за счёт постоянного круговорота смазывающего масла. Многие современные МКПП используют для смазки ATF, то есть масло для АКПП.

  Источники

  1. ↑ 12Коллектив авторов НИИАТ под ред. Лапшина, В.И. Краткий Автомобильный Справочник НИИАТ. — 10-е изд. — М.: Транспорт, 1983. — С. 10, 28-29. — 220 с.
  2. ↑Инструкция к автомобилям Ford 1953 модельного года (рус. перевод)

  Литература

  Шестопалов, К.С. Легковой автомобиль: Учеб. пособие для подготовки водителей ТС категории «В». — 2-е, испр. и доп.. — М.: Издательство ДОСААФ, 1980. — 240 с.

  Кленников, В.М., Ильин, Н.М., Буралев, Ю.В. Автомобиль категории «В»: Учебник для ПТУ. — 3-е, перераб. и доп.. — М.: Транспорт, 1984. — 320 с.

  Когда «механика» лучше «автомата»?

  

  На многих моделях премиум-сегмента ручные коробки исчезли уже много лет назад, но в среднем ценовом диапазоне и тем более среди недорогих автомобилей версии с тремя педалями по-прежнему пользуются высоким спросом. Давайте разберемся, какие аргументы заставляют покупателя выбирать «механику»?

  Тонкости терминологии

  Для начала несколько вводных по терминологии. Правильно, конечно, говорить не «механическая коробка», а «ручная коробка» — почему? Сегодня широко используются два критерия группировки коробок передач. Первый — по типу трансформации крутящего момента. По этому принципу трансмиссии легковых автомобилей делятся на механические и гидромеханические — по наличию или отсутствию гидротрансформатора. Второй критерий — участие водителя в выборе и переключении передачи. По этому признаку трансмиссии (точнее — по виду рычага КПП) и подразделяются на ручные и автоматические. Если водитель не выбирает передачу и не включает ее, значит, мы имеем дело с коробкой-«автоматом». У автомобиля с «автоматом» всегда две педали — газ и тормоз.

  Читатель наверняка обратил внимание, что одна и та же коробка может быть и механической — по типу трансформации момента, и «автоматом», в том смысле, что водителю не придется дергать за рычаг и выжимать сцепление. Но есть ли примеры этого? Сколько угодно — любая коробка с двумя автоматическими сцеплениями, то есть типа Double Clutch Transmission (DCT). Или — любая трансмиссия на базе вариатора с пакетами фрикционов вместо гидротрансформатора. Как правило, лишь подкованные автомобилисты в курсе этих тонкостей, но чтобы убедиться в правдивости наших слов, не нужно погружаться в техническую литературу — достаточно открыть любое «Одобрение типа транспортного средства» на сайте Росстандарта, выданное на машину с коробкой типа DCT, например, на Haval F7. В строке «Трансмиссия» указано «механическая», в строке «сцепление» — «две многодисковые муфты, работающие в масляной ванне» и ниже как тип коробки идет: «автоматическая с возможностью ручного управления», хотя обычно эту третью строчку вообще не дают. Собственно, все ручные КП тоже могут делиться на свои группы, например, по типу кинематической схемы — двух- или трехвальные, то есть по количеству пар шестерен, которые трансформируют момент в пределах одной ступени, но сегодня мы не станем вдаваться во все эти подробности и будем считать, что «механика» — это когда на машине три педали, а «автомат» — когда их две. Обывателю этого вполне достаточно.

  

  Итак, плюсы механической КПП:

  1. Экономия при покупке

  С одним из преимуществ ручной КПП покупатель сталкивается уже в автосалоне при покупке автомобиля. Есть случаи, когда «автомат» обходится относительно дешево, но это скорее исключение. На нашем рынке такое, пожалуй, одно — речь о доморощенной тольяттинской коробке АМТ, которую переделали из ручной, снабдив управляющей электроникой и исполнительными механизмами ZF. Несмотря на то, что соленоиды привозят из немецкого Швайнфурта, разница в цене между Granta АМТ в кузове седан и «ручной Грантой» всего 25 000 рублей. Вроде бы немного? А вот полноценный, хотя и устаревший 4-ступенчатый «автомат» японской фирмы Jatco, который поставляют из-за границы, добавляет к цене Гранты уже 60 000 рублей, или в данном случае больше десяти процентов от цены «ручной» версии. В эконом-сегменте такая надбавка весьма ощутима. Неудивительно, что на 15 проданных Lada Granta с «механикой» приходится только одна машина с таким «автоматом».

  

  Однако же чем в более высокий сегмент мы будем заглядывать, тем доля «автоматов» будет выше, и это логично: чем меньше покупатель думает о цене машины, тем с большей радостью потратится на комфорт, не говоря уже о том, что нынче многие автомобилисты просто не в состоянии управиться с рычагом и тремя педалями… Далеко ходить не нужно: среди покупателей Kia Rio «автоматы» предпочитают 78%, притом что здесь двухпедальная версия стоит всего лишь на 40 000 рублей дороже, хотя, в отличие от «Жигулей», речь идет уже о 6-ступенчатом «автомате», и в данном случае это уже менее пяти процентов от цены машины, причем не в самой дорогой версии.

  2. Экономия на смазке

  Конечно, ценовая выгода не ограничивается только покупкой. В ручной коробке масло залито на весь срок службы, и опытный водитель вспоминает об этом агрегате только проехав около 150 000 км, когда нужно менять сцепление. А вот в любом «автомате» — какой из типов ни возьми, масло обязательно нужно менять даже в том случае, если это не предусмотрено регламентом. Зачем? Возьмем для примера вариатор Jatco JF016E — весьма популярный в России, который устанавливают на нескольких моделях Nissan и Renault. Недавно он нашел свое место и под капотом рестайлингового Kaptur в паре с мотором 1.3 Turbo Н5Н. Так вот, в отличие от младшей модели CVT (JF015E), у него нет планетарного ряда, позволяющего сократить диапазон работы бесступенчатой передачи, и это значит, что фрикционной пылью масло будет засоряться меньше, однако из-за большей нагруженности наборного ремня ATF сильнее загрязняется металлической стружкой. В общем, если вы хотите ездить на этом вариаторе и не знать бед, не останавливая себя, когда хочется разогнаться с педалью в полу или форсировать небольшую лужу в поле, смена масла, причем полная, обязательна на пробегах в 40 000—50 000 км. И даже по меркам профильного, а не официального ремонтника, это выльется в 20 000 рублей.

  

  На сложных современных гидромеханических «автоматах» классической конструкции, то есть состоящих из набора планетарных рядов и гидротрансформатора, также придется задуматься о смене масла, все-таки на многих трансмиссиях включение передачи осуществляется сейчас двумя фрикционами. Другое дело, что на премиум-брендах не нужно делать это часто, скажем, на текущем поколении Range Rover Sport (L494) первую процедуру перенесли с 48 000 км на 130 000, однако кулуарно даже мастер официального сервиса порекомендует сливать старую ATF не реже, чем раз в 80 000 км, что со всеми расходниками и попутными работами тянет на 60 000 рублей.

  Интересно, что некоторые производители, которые не предусматривают регламентом замену масла, просто-напросто запрещают официальным дилерам проводить эту процедуру, если автомобиль находится еще на гарантийном обслуживании, да и самим дилерам выгодно, чтобы владелец дотянул до переборки агрегата — это несоизмеримо более выгодно. Не забудем, что дилеры в большей степени зарабатывают не с продаж автомобилей, а именно с сервиса. Наконец, АКП чаще выходят из строя в силу естественных причин: чем узел сложнее, тем вероятность его поломки выше. Не говоря уже о том, что бывают и просто неудачные трансмиссии вроде печально знаменитой DP0, стоявшей на французских машинах, в их конструкции дефекты оказались просто запроектированы. Более поздние механизмы тоже не подарок — вспомним, сколько хлебнули с коробками DSG владельцы Фольксвагенов…

  

  Еще один момент, о котором многие забывают: ручные коробки не требуют прогрева, а вот все «автоматы», вне зависимости от типа, требуют — и отсутствие полноценного прогрева также ведет к преждевременным поломкам.

  3. Экономия топлива

  Главным аргументом «за механику» остается все же расход топлива, правда, речь идет лишь о городских режимах, где «ручка» действительно экономит 10–20% бензина, а вот на трассе эта разница сокращается почти до нуля.

  4. Меньшее падение цены в процессе эксплуатации

  Свое «ценовое» преимущество ручная коробка демонстрирует и при перепродаже автомобиля: за счет простоты и надежности она меньше влияет на остаточную стоимость, при том, что при покупке подержанной машины с двумя педалями нужно первым делом озаботиться диагностикой «автомата» и попросить у владельца документы, подтверждающие смену масла, наличие которых, конечно, не гарантирует отсутствие неисправностей, ведь «автоматы очень чувствительны к манере езды!

  

  5. Экономия на тормозных колодках и дисках

  При правильном обращении владелец машины с «механикой» меняет тормозные колодки по крайней мере в два раза реже. Разница тем выше, чем чаще при повседневной езде он разгоняется и тормозит. Дело в том, что даже не беря во внимание агрессивное торможение ступенями, чем владеет далеко не всякий владелец «ручной» версии, простой сброс газа при сохранении выбранной ступени уже дает ощутимое замедление. А теперь вспомним, что каждая вторая смена колодок сопровождается сменой тормозных дисков, после которой нужно заново выставлять сход-развал, а все «лишние» операции сильно увеличивают стоимость эксплуатации.

  6. Экономия на эксплуатационных расходах

  Само собой, «механика» сокращает эксплуатационные расходы на автомобиль только квалифицированному водителю, ведь если вы постоянно сбрасываете на нейтраль и подкатываете к светофору на тормозах, никакой экономии не ждите, в том числе и по топливу. А вот если вы включаете нейтраль только при остановке, тогда другое дело.

  

  Конечно, при активном понижении может вылететь синхронизатор, однако если это не врожденный дефект конструкции, с этим вы, скорее всего, не столкнетесь. Кроме того, «автомат» будет требовать и внимания водителя. Скажем, если радиатор АКП вынесен наружу и размещается, например, перед радиатором двигателя в верхней части, нужно следить за его чистотой особо. Далее. Не следует парковать машину на большом уклоне, поскольку «автоматы» некоторых производителей в этом случае начинают страдать масляным голоданием при последующем начале движения.

  7. Безопасность

  Перенесемся в Европу. Доля ручных коробок здесь все еще велика, например, по последнему отчету Международного комитета экологичного транспорта (ICCT) в странах Евросоюза на конец 2018 года «автоматы» не завоевали и 40% рынка новых легковых машин. В связи с этим в Европе во множестве представлены углубленные курсы по вождению с «механикой». Они учат в первую очередь экономичной езде — после них среднестатический выпускник сокращает расход топлива как минимум на 10%, при этом средняя скорость движения, наоборот, растет. Еще одна задача таких курсов — раскрыть владельцу весь потенциал «механики», особенно в плане безопасности. Автомобилистов учат, как правильно «понижаться» и при этом не допустить перегрузок, ведущих к поломкам. Не менее важен и другой навык — спуск с горы на передаче. Понятно, что в Европе он востребован куда больше, потому что изрядная часть населения ежедневно ездит по горным дорогам, однако и для наших широт этот навык будет нелишним, ведь тормоза, особенно у моделей азиатских производителей, прямо скажем, нестойкие.

  

  К слову, многие водители «автоматов» не просто не понимают, зачем при спуске нужно ограничивать режим работы АКП первой ступенью, но даже не знают, как это делать! Наконец, далеко не все «автоматы» честно держат выбранную передачу. Представим себе, что девушка-водитель все же смогла переключить селектор в положение, соответствующее первой ступени, и начать спуск. Однако постепенно обороты двигателя начинают расти, и в какой-то момент электроника повышает ступень. А если это случается перед поворотом? Что будет делать неопытный водитель, видя, как «умный» автомат ускоряет его автомобиль при входе в вираж. «Механика» в этом смысле несоизмеримо надежнее, она будет держать ступень что бы ни случилось, хоть стрелка на тахометре в «красную зону» заползет, а то и совсем ляжет.

  При съезде с асфальта в поля оказывается, что преимущества ручной коробки меркнут. С одной стороны, считается, что из «застрявшего» положения легче выбраться именно на «механике», скажем, враскачку. Да, верно, однако для этого опять же нужно обладать соответствующим навыком, уметь со скоростью иголки в швейной машинке чередовать первую ступень и реверс, не забывая при этом быстро, но аккуратно работать сцеплением. Однако есть и обратный аргумент: с «автоматом», по крайней мере оснащенным гидротрансформатором, труднее застрять — у водителя просто меньше возможностей сорвать колеса в пробуксовку.

  

  8. Преимущества при буксировке

  Вернемся на асфальт и предположим, что забарахлил двигатель — машину нужно отбуксировать в сервис. Здесь у «механики» снова появляется преимущество, потому что достаточно включить нейтраль — и можно ехать «на галстуке» хоть вокруг экватора. А вот машину с АКП даже на нейтрали лучше буксировать медленно и недолго, поскольку насос в этом случае не работает, и при буксировке АКП может выйти из строя. Собственно, многие производители вообще не допускают этой процедуры.

  9. Преимущества в комфорте — главный аргумент в пользу АКПП

  Короче говоря, мы видим, что плюсов у «механики» как будто бы больше, однако почему даже в Европе ее доля постепенно падает, оставаясь устойчивой только в недорогих сегментах автомобилей А- и В-классов? Все дело в стремлении человека к комфорту. Так что высокая доля «механики» будет сохраняться в обозримом будущем только в России, Индии и других развивающихся странах, где население едва сводит концы с концами и, конечно, при случае с радостью сэкономит на «автомате».

  Механическая коробка передач- Устройство и принцип работы

  Транспортные средства, работающие от двигателей внутреннего сгорания, оснащены трансмиссией. Данный механизм передает мощность от силового агрегата на ходовую часть. Чаще всего в состав трансмиссии входит механическая коробка передач МКПП. Данный тип коробки пользуется наибольшей популярностью среди владельцев авто, благодаря надежности, долговечности и другим отличным техническим характеристикам. В процессе движения машины водитель самостоятельно выбирает режим работы трансмиссии, согласно ситуации на дороге.

  Основное назначение МКПП

  Коробка передач изменяет передаточное число трансмиссии, исходя из требуемого скоростного режима авто. Механическая коробка передач представлен в виде многоступенчатого закрытого редуктора. Ступени переключаются ручным способом. Устройство позволяет передвигаться транспортному средству вперед, задним ходом, включает нейтральный режим. В механической коробке, шестерни с косыми зубьями поочередно входят во взаимное зацепление, согласно выбранной передачи.

  Интересно: При создании механических коробок используются шестерни с косым расположением зубьев. Во время эксплуатации коробка с косыми зубцами издает намного меньше шума. Зубья, изготовленные из легированных сталей по оригинальной схеме, выдерживают усилия, намного выше прямозубых аналогов. Для уменьшения износа в техпроцесс изготовления зубчатых колес входит операция по поверхностному упрочнению зубьев

  Основное назначение МКПП:

  • преобразовать
  • распределить;
  • довести до колес момент вращения мотора.

  При этом коробка передач изменяет тяговые, скоростные характеристики, в соответствии с различными условиями движения автомобиля. С помощью механической коробки передач имеется возможность прерывать поток мощности от силового агрегата к ведущим колесам. При этом рычаг переключения скоростей переводится в нейтральное положение, двигатель работает в режиме холостого хода.

  Принцип работы механических коробок передач- классификация по видам

  «Механика» относится к коробкам ступенчатого типа. Принцип работы коробки передач – изменение крутящего момента по ступеням, шестерни на валах взаимодействуют попарно. Каждая ступень обладает своим передаточным числом. Номинальные обороты коленчатого вала двигателя передаются на ходовую часть с изменяемой частотой вращения.

  Согласно числу ступеней, механические коробки передач разделяются по классам:

  1. Четырехступенчатые МКПП.
  2. Пяти- шестиступенчатые.

  Чаще всего современные транспортные средства оснащены пятиступенчатыми механическими коробками передач. Это является наиболее оптимальным вариантом исполнения.

  Заднеприводные транспортные средства оборудуются трехвальными МКПП (три вала), переднеприводные – двухвальными соответственно.

  Устройство механических коробок передач

  Самый распространенный тип механических коробок – двухвальный. Устройство коробки передач 2х-вального строения. В ее конструкцию входят следующие элементы:

  • ведущий вал с блоком шестерен (первичный);
  • ведомый вал с шестернями (вторичный);
  • вилки переключения;
  • специальные муфты для синхронизации зацепления шестерен;картер коробки (корпус).

  Первичный вал передает вращение от силового агрегата, благодаря сцеплению. Шестерни на ведущем валу жестко зафиксированы и вращаются одновременно с ним. Каждое зубчатое колесо вторичного вала вращается, благодаря зацеплению с соответствующей шестерней, расположенной на первичном валу.

  В конструкцию механической коробки передач трехвального типа дополнительно включен вал промежуточный. Независимо от различий в конструкции, принцип работы 3х-вальной коробки почти не отличается от двухвального устройства.

  Интересно: Механические двухвальные коробки передач обладают большим КПД, в сравнении с трехвальным аналогом. Здесь имеются ограничения по повышениям передаточных чисел. Поэтому двухвальные МКПП устанавливаются только в легковушках.

  

  Механическая коробка передач схема переключения

  Механизм сцепления трансмиссии

  В процессе движения автомобиля фрикционные диски механизма сцепления плотно взаимно сопряжены, в это время обороты первичного вала коробки передач и мотора равны между собой. При выжимании педали сцепления, трансмиссия отсоединяется от силового агрегата, поток передаваемой мощности кратковременно прерывается. Одновременно появляется возможность переключения передач без значительного снижения оборотов двигателя. Шестерни ведущего и ведомого валов выходят из зацепления и образуют другие пары, передачи переключаются.

  Процесс переключения передач

  Вторичный вал соединяется с первичным посредством специального подшипника, размещенного во внутренней полости ведущего вала. Первичный и вторичный валы вращаются независимо друг от друга.

  На вторичном валу размещены блоки шестерен свободного вращения. Между ними жестко стоят специальные муфты-синхронизаторы, которые могут ходить только по продольным шлицам ведомого вала вдоль центральной оси. На торцах муфт имеются зубчатые венцы, предназначенные для сопряжения с торцовыми зубьями ведомых шестерен.

  1. При выключении сцепления рычаг перемещается на заданную ступень.
  2. Вилка вводит муфту-синхронизатор в торцевое соединение с соответствующей шестеренчатой парой.
  3. Зубчатое колесо неподвижно фиксируется на валу для передачи усилия вращения.

  Интересно: Если муфты синхронизаторы непосредственно сопрягают валы (первичный со вторичным), минуя шестеренки, МКПП работает с максимальным коэффициентом полезного действия.

  При работающем двигателе на холостом ходу (на нейтральной передаче) шестерни свободно вращаются, синхронизирующие муфты разомкнуты. Для движения задним ходом предусмотрена, так называемая, «паразитная» шестеренка. При ее использовании вторичный вал коробки передач вращается в обратном направлении.

  Для переключения скоростей используется специальный привод, состоящий из:

  • рычага для переключения передач;
  • вилок;
  • подвижных штоков.

  Каждая вилка находится в проточенной кольцевой канавке синхронизирующей муфты.

  Как работают муфты синхронизаторы

  

  В схемы современных механических коробок передач включены синхронизаторы. Эти устройства необходимы для взаимного сглаживания скорости вращения шестеренок и обеспечения плавного перехода на другую скорость. Такие муфты не используются в трансмиссиях с увеличенным количеством передач – коробки с количеством уровней, доходящим до 18 шт., характерны для машин спецназначения. В спортивных моделях авто синхронизаторы также отсутствуют.

  Порядок работы синхронизатора:

  1. Подача муфты к соответствующей шестерне при включении передачи.
  2. Направление потока мощности на блокировочное кольцо.
  3. Взаимодействие поверхностей шестерни и муфты конической формы за счет сил трения.
  4. Поворот кольца блокировки до упора.
  5. Установка зубьев кольца в соответствии с муфтой (чтобы предотвратить взаимное перемещение).
  6. Зацепление зубцов синхронизирующей муфты с зубчатым колесом (блокировка шестерни).

  Описанный процесс происходит в течение долей секунды.

  Плюсы и минусы механических коробок передач

  Машины, оборудованные механическими коробками передач, пользуются заслуженной популярностью среди автовладельцев, т. к. обладают многочисленным достоинствам механики:

  1. Сравнительно невысокая цена.
  2. Малый вес.
  3. Повышенный КПД.
  4. МКПП не требует особых условий охлаждения коробки.
  5. Простота управления.
  6. Повышенная надежность.
  7. Длительный срок эксплуатации.
  8. Доступность сервисного обслуживания, ремонтных работ, запасных частей.
  9. Обеспечение хорошей проходимости в условиях бездорожья, гололеда и пр.
  10. Возможность запуска двигателя с буксира.
  11. Отсутствие ограничений скорости и расстояний при буксировке авто.

  В список некоторых недостатков вошли следующие пункты:

  • сравнительно замедленная реакция на переключение скоростей;
  • необходимость дополнительного обучения навыкам плавного воздействия на рычаг управления;
  • ограниченное количество ступеней (от 4 до 7);
  • быстро изнашиваются фрикционные диски сцепления (малый ресурс).

  Одним из основных минусов механических коробок передач является более быстрая утомляемость водителей при управлении МКПП, по сравнению с коробкой автомат.

  Заключение

  При эксплуатации автомобилей с механической коробкой передач необходимо:

  1. Соблюдать правила эксплуатации.
  2. Вовремя проходить техосмотр.
  3. Проводить своевременное сервисное обслуживание машины.

  В таком случае транспортное средство будет бесперебойно работать в течение всего эксплуатационного срока.

  Коробки передач механического типа нуждается в постоянном контроле уровня трансмиссионного масла ATF, при этом нежелательны как занижение, так и превышение требуемого показателя. Недостаточное количество смазки приводит к быстрому разрушению и износу трущихся поверхностей рабочих узлов и деталей коробки. Избыток масла в трансмиссии может вызвать повышение давления в системе, течи.

  Полная замена масла АТФ в рекомендованные сроки является основным профилактическим мероприятием с целью предотвращения поломок элементов коробки и транспортного средства в целом.

  Совет: Неисправности и поломки коробки передач часто возникают вследствие агрессивного грубого воздействия на селектор переключения передач. При резком стремительном переходе на другую скорость механизмы переключения, валы, синхронизирующие муфты, шестерни и пр. быстро ломаются.

  Водителям во время поездки нужно регулярно следить за работой каждого узла коробки передач. При возникновении непривычных симптомов МКПП рекомендуется определить причины возникновения неисправностей. Если поломку не удается исправить или нет возможности заменить изношенную деталь, необходимо обратиться к квалифицированным специалистам сервисного центра.

  Источник https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1015934

  Источник https://www.drom.ru/info/misc/79253.html

  Источник https://motoran.ru/transmisii/mehanicheskaya-korobka

  Источник