Механическая Коробка Передач (МКПП) устройство и принцип работы для чайников

Механическая коробка передач — агрегат, в котором выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. В связи с ограниченным диапазоном функционирования двигателей автотранспорта для расширения возможностей работы ДВС, адаптации к разным условиям движения используется трансмиссия.

Основной функцией МКПП, равно как и любой другой, является адаптирование и передача крутящего момента на колеса путем изменения передаточного числа. В механической КПП оно осуществляется вручную, путем выбора соответствующей для ситуации ступени. Крутящий момент в механической КПП осуществляется по ступеням.

Прототипом для создания автоматической КПП послужила механическая КПП. Понимания принципа ее работы даст понимания сути функционирования практически любой трансмиссии.

По числу ступеней бывают:

• четырехступенчатые (в основном на старых машинах, сейчас встречаются крайне редко);
• пятиступенчатые (наиболее распространенные);
• шестиступенчатые.

Виды механической КПП по числу имеющихся валов:

• двухвальная (в основном устанавливается на переднеприводных легковых машинах);
• трехвальная (устанавливается на переднеприводные и заднеприводные транспортные средства, как в легковых, так и в грузовиках).

Роботизированная КПП является современной усовершенствованной МКПП, переключение скоростей происходит с использованием электрических механизмов, управляемых электронным блоком. Некоторые режимы в «роботе» сходны с режимами АКПП, а другие требуют подбора режима. Отсутствует педаль сцепления.

Устройство МКПП

Механическая трансмиссия состоит из корзины сцепления и собственно из самой коробки.

В силовой агрегат входят:

• картер (корпус);
• первичный, вторичный и промежуточные валы;
• устройство выбора ступеней;
• ведомые и ведущие наборы шестеренок;
• синхронизаторы;
• подшипники, муфты и сальники.

Все эти компоненты находятся в корпусе и взаимодействуя друг с другом передают вращательный момент.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Если утрировать — сцепление отключает крутящий момент, при этом и мотор, и колеса машины крутятся в холостую.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с мотором машины, второй — с колесами транспорта. Передача вращательного момента осуществляется через первичный вал трансмиссии.

Управлением включением (отпускание) и выключением (выжимание) сцепления осуществляется через педаль.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.

Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Перемещение и выбор необходимой пары шестерен для раздачи соответствующего условиям передвижения крутящего момента выполняется вилками переключения посредством двухстороннего механизма управления.

Шток переключения ступеней состоит из замка, муфты переключения ступеней, приводов, ползунов с вилками, которые передвигаются вдоль и поперек при помощи рукоятки КПП, находящейся в салоне машины, и привода.

Механизм выбора передач может располагаться как в корпусе трансмиссии, так и располагаться на кузове автотранспорта и в редких случаях на рулевой колонке. В большинстве случаев используется кулисное устройство привода штока передач.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Не оснащаются синхронизаторами спецтехника и некоторые спортивные автомобили.

Принцип работы и устройство двухвальной МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Для несведущих в этих вопросах людей суть функционирования МКПП возможно объяснить упрощенно, для понимания сути вопроса.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количество оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотом снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная МКПП состоит:

• ведущий и ведомый вал;
• шестерни ведущего и ведомого валов;
• главная передача;
• дифференциал;
• синхронизаторы;
• механизм переключения передач;
• корпус — картер.

Большинство современных переднеприводных машин оборудовано двухвальной МКПП.

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Без промежуточного вала, характерного для трехвальных МКПП, габариты агрегата меньше, как и вес, но увеличенное количество шестерен приводит к снижению КПД. Компактный размер такой трансмиссии позволяет устанавливать ее и на тяжелые мотоциклы.

Параллельно первичному валу, на котором закреплены шестеренки, располагается вторичный с набором шестеренок. Шестеренки валов постоянно взаимодействуют друг с другом и при этом свободно крутятся на оси.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестерёнками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины. Дифференциал дает возможность вращаться колесам с разной скоростью, что становится заметным на попадание одного из ведущих колес на скользкую поверхность.

Механизм переключения ступеней обычно располагается вне корпуса трансмиссии. Связь между ним и трансмиссией осуществляется с помощью тросов и тяг. Наиболее простым и распространенным является переключение с помощью тросов.

Устройство механизма переключения скоростей:

• трос выбора ступеней и рычаг управления;
• трос включения скоростей и рычаг их выбора;
• шток включения передач с вилками и рукоятка включения скоростей;
• блокирующий замок.

При выборе ступеней происходит поперечное перемещение рычага управления, при включении — продольное.

Принцип работы двухвальной коробки во многом сходен с функционированием трехвальной. Основным отличающим принципом является некоторая специфика работы переключающего ступени механизма.

При включении конкретной скорости рычаг управления будет двигаться и продольно и поперечно. При поперечном перемещении усилие переходит на трос, который действует на рычаг выбора ступеней, который, с свою очередь, поворачивает шток вокруг оси и способствует выбору требуемой передачи.

Принцип работы и устройство трехвальной МКПП

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

В состав такой МКПП входят:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устанавливается на заднеприводных и полноприводных автомобилях, грузовиках.

Как пользоваться механической коробкой передач

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

Как заводить машину на механике

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

Последовательность действий при запуске машины:

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

Опытные водители и механики советуют:

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

Как переключать скорости

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

Процесс переключения скоростей состоит из нескольких этапов:

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

Рекомендации матерых водителей для продления ресурса МКПП:

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

Масло

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

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

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

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

Плюсы и минусы механической КПП

• возможно буксирование машины на любую дальность маршрута даже с заглушенным двигателем;
• возможен запуск автомобиля с «толкача» при разряженном АКБ или неисправностях в системе зажигания;
• меньшие габариты и вес, чем у автоматической КПП;
• динамичность транспортного средства, возможность выбирать манеру управления, путем подходящего изменения оборотов двигателя;
• возможно использование по максимуму всех возможностей двигателя при регламентированных производителями оборотах на каждой скорости, при которых крутящий момент максимальный или приближен к нему;
• динамичный разгон и экономия топлива в сравнении с автоматом (при агрессивных и спортивных манерах вождения расход возрастает);
• простота конструкции;
• приемлемая цена обслуживания и ремонта, особенно в сравнении с АКПП;
• большой ресурс работы.

К минусам МКПП относятся:

• сложность вождения автомобилей с МКПП, особенно для начинающих;
• сцепление, которое возможно спалить неопытным водителям или при регулярном буксовании в снегу и на льду;
• по неопытности присутствует вероятность повредить трансмиссию при переключении на заднюю скорость при движении вперед или неправильной работы со сцеплением;
• сниженный ресурс двигателя из-за слишком низких или наоборот высоких оборотов, АКПП не даст такого сделать;
• при недостаточно быстром переключении ступеней и при переключении на слишком низких оборотах происходит значительная потеря мощности мотора;
• повышенная утомляемость из-за необходимости контролировать сцепление, выбор и переключение скоростей, особенно у неопытных водителей;

Преимуществ у механической КПП достаточно много, а минусы исчезнут с приобретением опыта вождения на МКПП.

Основные неисправности МКПП и их симптомы

«Механика» относится к надежным агрегатам с большим сроком службы, но неправильная работа с ней, некачественная трансмиссионная жидкость и время приводят к появлению неисправностей.

Для механических КПП свойственны неисправности:

• посторонние шумы во время эксплуатации или при выборе скорости;
• не включается какая-либо скорость или все скорости;
• затрудненное включение скоростей;
• самовыключение скорости;
• подтекание трансмиссионной жидкости.

Подтекание трансмиссионной жидкости возникает вследствие изнашивания сальников, повреждения уплотняющих прокладок, не до конца закрученной сливной пробки или неправильно вставленного щупа или при повреждениях корпуса МКПП.

Появление шума при нахождении рычага на нейтральной ступени о недостаточном уровне трансмиссионной жидкости или чрезмерном износе подшипника первичного вала.

Появление посторонних звуков при выборе скорости:

• изнашивание или деформирование механизмов блокировки устройства выбора передач;
• изнашивание синхронизаторов;
• недостаточный выжим сцепления;
• откручены крепления коробки.

Посторонние шумы в процессе работы МКПП могут свидетельствовать об изнашивании подшипников, синхронизаторов или недостаточном уровне трансмиссионной жидкости.

Причинами затруднительного включения скоростей могут быть:

• чрезмерное изнашивание синхронизаторов;
• сильное изнашивание шестерен;
• износившийся или неисправный механизм переключения ступеней;
• ослабленная фиксация или неисправности тяг механизма переключения;
• недостаточный выжим сцепления.

• ослабленные крепления МКПП;
• неисправные подушки двигателя;
• застревание тяг управления приводом;
• чрезмерное изнашивание синхронизаторов, шестеренок, механизма переключения степеней, вилок переключения, подшипников вторичного или промежуточного валов.

При появлении тревожных симптомов, связанных с работой МКПП, необходимо обратиться к специалисту для их устранения.

Вовремя не устранённые неисправности могут повлечь за собой поломки других элементов коробки, где ремонт обойдется гораздо дороже.

Все виды коробок передач грузовых автомобилей

И «легковушка», и многотонный тягач с виду различаются только размерами. У обоих есть двигатель внутреннего сгорания, кузов да колеса. И всё это «добро» обязательно должно быть связано между собой трансмиссией, иначе техника попросту не поедет.

Но конструкторы не могли просто взять и «нагородить» в коробках передач по 15-20 ступеней. Такие КПП на грузовики были бы слишком громоздкими, а водитель замучился бы искать нужную скорость. Поэтому были придуманы два абсолютно незаменимых для тяжёлой техники устройства – делитель и демультипликатор.

Разделяй и властвуй

Именно делитель и демультипликатор позволяют без проблем работать с грузовыми автомобилями, не усложняя при этом конструкцию КП. Что же представляют собой эти два агрегата и по каким принципам они работают?

Делитель – это что-то вроде дополнительной «коробки для коробки». Он выполнен в виде двухступенчатого редуктора, где первая ступень – прямая, а вторая – повышающая. Таким образом, установленный на четырехступенчатую трансмиссию, этот аппарат повышает число передач вдвое (4х2=8).

Демультипликатор – это тоже двухступенчатый редуктор, но с понижающей нижней ступенью. Вот вам и ответ на вопрос, как получаются шестнадцатидиапазонные КПП на грузовики. Всё просто: стандартную коробку скрещивают и с делителем, и с демультипликатором (4х2х2=16).

Для управления вышеописанными редукторами чаще всего используются кнопки или рычажки на КПП. Они особенно полезны, когда машина едет «в гору», и двигатель перестаёт «тянуть». К тому же, коробка с делителем и демультипликатором служит дольше и обеспечивает дополнительную экономию топлива.

Взвешенные решения

Масса деталей важна и для «легковушек», но для коммерческой техники этот показатель особенно значим. Поэтому хорошие производители всегда стараются сделать КПП на грузовики максимально лёгкими. Для этих целей применяются облегчённые материалы, вроде алюминиевых сплавов. Также ведется поиск более современных способов изготовления корпуса и внутренней «начинки».

Для конечного пользователя каждый сэкономленный килограмм веса машины означает коммерческую выгоду. Это и шанс избежать оплат по системе «Платон», и возможность брать дополнительный груз. Поэтому лидирующие позиции на евразийском рынке КПП для грузовиков занимает немецкая и китайская продукция. Она наиболее точно соответствует требованиям, которые предъявляют грузоперевозчики.

В заключение скажем пару слов об «автоматах». В отличие от легковых машин, на грузовиках они распространены значительно меньше. А всё из-за того же стремления поберечь деньги. Водители высоко ценят «механику» за более тесный контроль над машиной и возможность экономить горючее при правильной езде. К тому же, МКПП значительно дешевле в обслуживании и ремонте из-за простоты конструкции. Максимизация выгод и минимизация затрат – вот что нужно бизнесу прежде всего. Поэтому АКПП в кабинах большегрузов всё ещё остаётся редкостью и экзотикой.

Коробки передач на фурах

Коробка передач на фурах – один из важнейших элементов комфортной и безопасной поездки. Многие опытные водители даже не обращают внимание на характеристики двигателя и прочих важных узлов автомобиля. Они сразу интересуются, сколько передач на фуре, и какая в ней используется трансмиссия. Рассмотрим подробнее этот вопрос.

Коробка передач грузового автомобиля

КПП на грузовике необходима для выбора диапазона мощности, которая подается на колеса, проще говоря, крутящего момента. Кроме того, с ее помощью осуществляется переключение на задний ход. Благодаря такой возможности управление автомобилем становится более простым.

Ознакомиться, как работать с коробкой передач грузовика, можно здесь:

Чем больше скоростей имеют коробки передач у фур, тем комфортнее на них ехать в разных дорожных условиях.

Разновидности и классификация

Существует большое количество КПП у различных грузовиков. Например, «Мерседес», «Скания», «МАН», МАЗ, КамАЗ, «Газель», «Вольво» фн 12 седельный тягач и прочие производители часто сами разрабатывают себе коробки, которые могут отличаться тем, сколько есть скоростей у фуры, видом управления и прочими характеристиками.

В первую очередь трансмиссии различаются по типу передачи момента кручения. В зависимости от этого они бывают механическими, электрическими, гидравлическими, гидромеханическими и электромеханическими.

Как правило, в России производятся КПП с механической трансмиссией. Но со временем появляется все больше автоматических коробок, которыми уже давно комплектуются грузовики западного производства.

Количество ступеней передач

В зависимости от производителя и типа коробки, они могут иметь 6, 8, 9, 12, 14 и 16 скоростей. Такое немалое количество вариаций обусловлено наличием демультипликатора и делителя, которые сдваивают каждую передачу.

Чем больше в грузовике используется ступеней трансмиссии, тем более маневренным он сможет быть в сложных условиях, например, в высокогорье.

Демультипликатор и делитель

Демультипликатор и делитель отличаются друг от друга. Демультипликатор является механизмом, повышающим крутящий момент. То есть машина имеет больше оборотов, но едет при этом медленнее.

Использование демультипликатора подразумевает наличие раздаточной коробки с пониженными передачами, которые нужны для ситуаций, когда обычного количества ступеней не хватает (то есть при езде на более высокой скорости недостаточно оборотов, а на низкой – они слишком существенные).

Благодаря наличию демультипликаторов коробка служит дольше, сила тяги грузовика увеличивается, экономится топливо.

Делитель позволяет использовать повышенные передачи. Таким образом, крутящий момент, наоборот, снижается. Это необходимо для экономии топлива при езде на трассе, для сокращения темпов износа двигателя и уменьшения шума от мотора.

Обратите внимание, что одна и та же машина может быть оснащена и делителем, и демультипликатором. Например, КПП на 12 скоростей – это стандартные 4 передачи + 4 пониженные и 4 повышенные.

Автомат или механика: что выбрать

Многие спорят, какую же коробку выбирать – автомат или механику. Больше преимуществ имеет первый вариант. Механика служит дольше, двигатель при ней работает ровнее, эта коробка дешевле в обслуживании. Недостаток у нее один: если такая трансмиссия сломается, починить ее будет стоить гораздо дороже.

Переключение скоростей на фуре

На классической ручной КПП скорости переключаются следующим образом:

Подобным образом работает переход на все другие ступени. Если же вы достигли предела низких скоростей, переключите селектор на высокие (переведите кнопку в верхнее положение) и по той же схеме работайте.

Если есть необходимость разделить пополам какое-то из значений трансмиссии, используйте для этого распределитель (демультипликатор или делитель). Особенно актуальна эта функция при езде по холмистой местности, перевозке очень тяжелых грузов, когда важно контролировать уровень оборотов мотора в нужном диапазоне. Для разделения передачи переводят кнопку распределителя вперед, бросают газ, выжимают и отпускают сцепление.

Видео переключения передач фуры Scania прямо на ходу можно посмотреть тут:

Полезные советы

Перед ездой рекомендуется максимально подробно изучить схему переключения передач. Сделать это можно, стоя на месте, нужно постоянно смотреть на коробку. Как правило, на селекторе обозначена специальная диаграмма относительно позиции каждой скорости. У низких передач один цвет, у высоких – другой. Отдельно выделены скорости, отвечающие за заднее движение (буква R). Запоминайте, сколько передач есть на селекторе, а также позиции всех переключателей, и за что они отвечают.

Итак, важно обращать внимание на характеристики трансмиссии на грузовике. Чем более продвинутая коробка, тем проще управлять автомобилем. Наличие демультипликатора и делителя позволяет легче ездить по горам и экономить топливо. А использование коробки-автомат и вовсе упрощает передвижение на грузовике.

Трансмиссия: виды коробок передач

Как известно, КПП — один из важнейших узлов автомобиля, отвечающий за передачу крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. Современные автомобили оснащены механической или автоматической трансмиссией.

Все типы и виды коробок передач имеют отличия в работе, устройстве и функциональности. В этой статье мы рассмотрим, какие виды МКПП и виды АКПП бывают, а также главные особенности различных типов трансмиссий.

Механическая трансмиссия автомобиля и виды МКПП

Итак, МКПП — самая простая, ремонтопригодная и не дорогая в обслуживании трансмиссия. На механике ступени переключает непосредственно водитель физическим усилием, прилагаемым к рычагу переключения передач. Переключения происходят с выжимом педали сцепления. МКПП делятся по количеству ступеней и подразделяются по количеству валов.

Механика по количеству ступеней бывает:

Типы МКПП по количеству валов:

Виды АКПП: типы автоматических коробок

К автоматическим трансмиссиям можно отнести классический гидроавтомат (АКПП), роботизированную трансмиссию (РКПП) и трансмиссию вариаторного типа (CVT).

Еще следует выделить ограничения по буксировке, длительные пробуксовки колес на скользкой поверхности могут привести к перегреву и быстрому выходу из строя автоматической трансмиссии.

Также для увеличения ресурса дисков сцепления роботизированной коробки инженеры пошли еще дальше и разработали двух дисковую роботизированную коробку передач с мокрым сцеплением. В этом случае диски сцепления погружены в масляную ванну.

Принцип работы вариаторной коробки заключается в наличии двух конусов и шкивов, установленных в корпусе коробки, которые соединены между собой ремнем (цепью). К одному из конусов подается крутящий момент непосредственно от коленчатого вала, а другой через дифференциал соединен с полуосями.

Соответственно, это позволяет гибко изменять передаточное отношение, плавно меняется скорость автомобиля. Вариаторная коробка передач благодаря особенностям конструкции работает по особому алгоритму, а именно:

Чтобы устранить эти недостатки, производители на программном уровне внесли изменения в алгоритм работы блока управления вариаторной коробки передач (блок управления имитирует рывки, напоминающие переключения ступеней на классическом автомате, а также появились так называемые виртуальные фиксированные передачи).

Что в итоге

В настоящее время автопроизводители предлагают большое количество механических и автоматических трансмиссий. Каждый изготовитель старается довести эксплуатационные характеристики выпускаемых автомобилей и установленных агрегатов до оптимальных показателей в плане динамики, расхода топлива, приемистости и комфорта в управлении.

КПП грузовых автомобилей

КПП грузовых автомобилей

Двигатели внутреннего сгорания не так хорошо приспособлены к изменениям внешней нагрузки, как, к примеру, электромоторы или поршневые машины на пару. Именно это и стало причиной установки на автомобиль специального устройства — коробки передач, которая гарантирует необходимую тяговую мощь на ведущей оси в разных условиях движения автомобиля.

Шестиступенчатая синхронизированная коробка передач Eaton-542SM

Шестиступенчатая коробка передач фирмы Spicer, серии 5000

КПП выполняет сразу несколько важнейших функций: дает возможность работать двигателю «вхолостую», отсоединяя его от ведущих колес, значительно увеличивает диапазон скоростей, давая возможность автомобилю двигаться как с максимальной, так и минимальной скоростью, а также задним ходом.

Инженеры каждой компании стараются разработать такую коробку передач для грузовика, которая будет максимально эффективна, но экономична при этом, не слишком тяжела и малогабаритна, а также проста в ремонте.Существуют КПП ступенчатые и бесступенчатые. Но в последнее время основным направлением работы конструкторов является разработка КПП с автоматизированной системой переключения скоростей, что очень актуально в городских условиях. Но такая система не отличается дешевизной, а потому были разработаны и внедрены полуавтоматические коробки. Они все еще остаются механическими, но не требуют выжима педали сцепления или могут позволять задавать нужную передачу с помощью специального пульта или джойстика. К примеру, Volvo I-Shift, оставаясь механической, работает как автомат.

Ввиду большего КПД именно ступенчатые коробки используются в производстве грузовых автомобилей.

Последние тенденции в области разработок КПП грузовиков направлены на увеличение числа передач. Это дает возможность использовать мощность двигателя на 100%, а значит, увеличить скорость автомобиля, значительно снизив топливные затраты. Вот только с добавлением передачи добавляются в систему и новые детали, увеличивается ее масса и растет цена. Да и управление коробкой передач становится более сложной, 6-ступенчатую КПП механического типа контролировать нелегко. И считается, что для ручного переключения скоростей это количество ступеней максимально возможное.

Двенадцатиступенчатая коробка передач фирмы ZF, состоящая из основной, шестиступенчатой коробки и двухступенчатого делителя

Надо заметить, что одним из важнейших факторов, определяющих работу КПП, является выбор кинематической схемы для нее. От этого зависит и количество колес в зацепке при передаче крутящего момента оси, и мощность, и даже точность изготовления необходимых деталей.

Задний демультипликатор с соосным отбором мощности на коробке передач ZF GG

Почти все грузовые автомобили имеют в своей конструкции КПП трехвального типа с прямой передачей. Они бывают двух типов: соосные и несоосные. Второй тип характерен для грузовиков с передним приводом.

Большинство коробок переключения передач изготавливаются таким образом, что каждое зубчатое зацепление передает на колеса полную мощность. Однако существуют и КПП, где зубчатые колеса имеют разные размеры и передают на ось различную мощность. Но такой вариант имеет место лишь в случае, когда требуется увеличить износостойкость ввиду огромных передаваемых мощностей.

Многоступенчатые КПП (от 6 и выше) создаются на основе стандартных соосных коробок с помощью добавления в систему еще одной дополнительной коробки. Как правило, она предусматривает наличие прямой и понижающей ступени, обеспечивая тем самым, удвоенное количество максимального числа передач. Водитель в таком случае обязан контролировать сразу две КПП одновременно.

Десятиступенчатая коробка передач David Brawn, тип 557А

Такие дополнительные КПП можно разделить на демультипликаторы и делители. Первая увеличивает общий диапазон скоростей, а вторая делит имеющийся, позволяя использовать автомобиль более эффективно в сложных условиях. Современные многоступенчатые коробки могут иметь сразу два этих устройства.

Двенадцатиступенчатая (4х3) коробка передач Spicer, модель 8512

Установка делителя сопряжена с рядом важных проблем. Деталь значительно увеличивает крутящий момент, что негативно влияет на основную КПП, требуя от нее повышенной выносливости. Эта проблема легко решается установкой делителя сзади основной коробки, но этот вариант редко используется, так как там устанавливают демультипликатор, а его установка весьма рациональна.

Данное устройство значительно снижает крутящий момент и позволяет изготавливать основную КПП куда более компактной и легкой. Демультипликатор облегчает переключение скоростей, но вместе с тем, при движении на низкой передаче, снижается эффективность трансмиссии (примерно на 3-4%).

Основные виды МКПП, их особенности

Описание основных видов «механики»: их особенности и отличия, принцип функционирования, плюсы и минусы. Видео про виды коробок передач.

Существует четыре главных вида коробок переключения передач: механическая, автоматическая, роботизированная и вариаторная. Но многим ли известны разновидности механической КПП? О том, какие же они бывают, далее в обзоре.

Трёхвальная МКПП

Классическая механическая коробка переключения передач обладает несколькими валами с находящимися на них зубчатыми колёсами, и всё это помещено в корпус, также известный, как картер. Трёхвальная КПП, например, содержит следующие валы:

Вторичный вал находится сразу за ведущим, а между ними стоит подшипник. Однако между собой эти валы жёстко не сопряжены, а их вращения независимы.

Что касается промежуточного вала, то он располагается под первыми двумя, причём параллельно им, и нередко с боковым смещением. В движение эту деталь приводит ведущая зубчатка с первичного вала. Традиционно промежуточные зубчатки имеют жёсткую привязку к одноимённому валу и нередко образуют с ним одно изделие.

Ну а ведомые зубчатки, оседлавшие вторичный вал, могут быть либо скользящими – способными кататься по его продольным бороздам, либо с постоянным зацеплением, вращающимися на одном месте и соединяющимися с валом передвигающейся блокирующей муфтой.

Кстати, для того, чтобы устройство работало потише, зубья шестерён зачастую выполняют косыми. Хотя МКПП с тремя валами весьма тяжёлая и громоздкая, зато она позволяет напрямую передавать энергию от первичного вала ко вторичному, связав их передвижной муфтой.

Двухвальная коробка передач

У неё всего лишь два вала: первичный и вторичный, находящиеся параллельно друг к другу и взаимодействующие при участии зубчаток, которые могут быть как скользящими, так и постоянного зацепления, включаемые передвижными муфтами. В коробке данного вида валы напрямую не соединяются.

Зато она проста и компактна. Её КПД при вождении на самой высокой передаче не слишком велик, но на промежуточных этот показатель выше из-за относительно небольшого количества элементов, задействованных в работе коробки.

Основное же достоинство подобных МКПП заключается в способности скомпоновать несколько ходовых агрегатов автомобиля в одну силовую установку.

Сколько валов лучше

Сегодня большинство легковых машин оборудованы двухвальными МКПП, особенно это касается переднеприводных. Однако, у грузовиков и внедорожников чаще всего встречаются коробки с тремя валами.

Большинство таких устройств обладают не менее, чем шестью скоростями переднего хода, как, например, у VW 0A5. Подобные коробки имеют не очень большую длину, что позволяет им прекрасно располагаться в заставленном подкапотном пространстве транспортных средств с передним и полным приводом, при этом характеризующихся поперечным размещением мотора.

Цепная КПП

Передавать мощность с ведущего или промежуточного вала на вторичный могут не только зубчатые колёса, но и зубчатые цепи. Именно цепной конструкцией особенно широко снабжались премиальные машины, пока ей на смену не пришла МКПП с малошумными косозубыми колёсами.

В коробке цепного типа одна из звёздочек составляет единое изделие с первичным валом, а сопряжённая с ней цепью другая, традиционно находящаяся на вторичном валу, могла быть привязана к своему месту посредством фиксирующей муфты.

Планетарная коробка передач

Автомобильные многоступенчатые МКПП такого типа вряд ли можно найти. К тому же, процесс их изготовления довольно сложен.

Впрочем, известна двухступенчатая планетарная КПП машины Ford T, которая обладает двумя степенями свободы, таким же количеством передних скоростей и одной задней.

Малоступенчатые устройства подобного типа на заре автопрома собирали не только Ford и не только для автомобилей, но и для тракторов прежде всего. Современные же КПП планетарного типа снабжаются гидроприводом и к механическим уже не относятся.

Секвентальная МКПП

Sequence в переводе с латинского означает «последовательность». Так и в МКПП секвентального типа ступени переключаются по очереди. Для этого используются качалки, джойстики или некие лепестки у руля.

Такие системы, как правило, обладают автоматизированным управлением сцеплением, часто устанавливаются на мотоциклах, а также встречаются в некоторых спорткарах.

Так, у большей части мотоциклов российского производства для смены скоростей служит сопряжённая с копирным валом педаль-качалка. Нисходящее воздействие на её переднюю часть приводит к понижению скорости на один уровень, приложение усилия к задней или приподнятие передней – повышению на столько же. А «нейтралка» занимает место между 1-й и 2-й ступенями.

Количество ходов на КПП

Это значение определяется количеством включающих муфт или установленных вместо них скользящих зубчатых колёс. Например, у трёхходовой коробки передач с зубчатками постоянного зацепления имеется 3 муфты, каждая из которых способна управлять двумя шестернями, соответствующими определённым ступеням. А значит, у такой КПП может быть 4-5 передних ступеней, и в придачу 1 задняя.

Коробка с 4 ходами может подключить для езды вперёд 6-7 скоростей и одну – для движения назад, а при отсутствии задней передачи все 8 ступеней будут доступны для переднего хода. Последняя схема реализуется преимущественно в сельскохозяйственной технике, где для езды назад применяется особый редуктор.

Наличие синхронизации в МКПП

Для того, чтобы процесс включения передачи проходил для МКПП более мягко, применяют специальные устройства, называемые синхронизаторами. Они не позволяют включающей муфте запустить определённую передачу, пока окружные скорости этой муфты и нужной шестерни не выровняются. Такие приспособления могут быть установлены на любом из валов коробки, и даже на нескольких.

У большей части современных легковых машин синхронизаторами оборудованы по крайней мере передние передачи, а нередко – и задние. Однако тяжёлые грузовики и тракторы, с количеством передач, достигающим порой двадцати, снабдить такими устройствами затруднительно. Это сулит значительным увеличением размеров, стоимости и веса коробки, а также существенным снижением срока её эксплуатации, поскольку синхронизатор является одной из наиболее подверженных износу деталей МКПП.

Кроме того, МКПП без синхронизаторов порой устанавливают на современных спортивных машинах и мотоциклах, исходя из следующих двух аргументов:

Кстати, в такого рода транспорте, как правило, задействован кулачковый механизм включения скоростей, то есть зубчатые колёса закрепляются на валу не такой же зубчатой, а кулачковой муфтой. В какой-то мере облегчает работу водителя и секвентальный метод выбора ступеней.

Ступени в коробке

Исходя из числа ступеней, можно выделить несколько разновидностей МКПП:

Полуавтоматизированные трансмиссии с электронным переключением скоростей просто по направлениям вверх-вниз, как на Bugatti Veyron, предлагают для использования практически неограниченное количество ступеней, предоставляя автомобилисту возможность комфортного управления ими. И всё же, популярные современные легковые машины в основном довольствуются 5-6.

Отличия по способу управления

Обычно выбор нужной ступени в МКПП производится с помощью рычага. Правда, порой для включения задней передачи необходимо ещё разблокировать специальный предохранитель. Ну, а местонахождение самого переключающего рычага и сопутствующих ему механизмов может зависеть от комплектации машины и модных веяний.

Основные способы управления «механикой» следующие:

Остаётся добавить, что у большинства МКПП, установленных на современных авто, переключатель передач находится прямо на полу, на центральной консоли или внизу приборной панели.

Заключение

Автомобили с механической КПП, ранее господствовавшие в Европе, повсеместно используются на постсоветском пространстве и доминируют в не очень богатых странах. Простота конструкции, устойчивость к неблагоприятным факторам и долгий срок эксплуатации такой трансмиссии обеспечивают её популярность у автолюбителей и производителей. Приверженцами «механики» остаются суровые внедорожники типа УАЗа или Нивы. И не только они.

Устройство коробок передач для грузовых автомобилей

Трансмиссия грузовых автомобилей- Агрегаты и устройство

Основное предназначение трансмиссии – передавать мощность от силового агрегата на ходовую часть автомобиля. Крутящий момент поступает на колеса, благодаря работе коробки передач.Трансмиссия грузовых автомобилей состоит из:

Современные грузовые транспортные средства предназначены для преодоления больших расстояний. Машины оснащены сверхнадежными, долговечными коробками передач. Основное условие стабильности работы грузовика – своевременное техническое обслуживание.

Назначение элементов трансмиссии

Механизм сцепления предназначен для передачи момента кручения от выходного вала двигателя на входной вал transmission. В момент начала движения транспортного средства, а также при переходе на следующую скорость, производится кратковременное отсоединение трансмиссии от мотора (выключение сцепления). Это необходимо для плавного перехода на следующий режим.

Коробка передач грузового автомобиля обеспечивает подачу мощности на колеса в различных диапазонах. Величина крутящего момента, передаваемого на карданный вал, меняется, благодаря изменению передаточного числа. При переходе на режим заднего хода колеса изменяют направление вращения

Карданный вал обеспечивает передачу момента вращения от КПП на детали заднего моста.

Благодаря особенностям конструкции конической пары, крутящий момент изменяет направление и передается под 90° на полуоси. Здесь частота вращения уменьшается, при этом возрастает сила тяги колес.

При помощи дифференциала колеса авто могут вращаться с различными скоростями. Это значительно облегчает управление автомобилем. Особенно это актуально при движении транспортного средства по неровным дорогам, осуществлении поворотов и пр.

Виды трансмиссий грузовых автомобилей

В зависимости от характера передачи момента кручения, трансмиссии бывают:

Грузовые авто производства России чаще всего оснащаются механическими трансмиссиями. Это обусловлено использованием механизмов, состоящих из металлических жестких шестерен и валов. Современные грузовики марки ГАЗ в скором будущем планируется оснащать коробками автомат. В частности, машины линейки «Газон Некст» будут оборудованы автоматическими коробками передач марки Punch Powertrain.

Трансмиссии грузовиков Вольво

Компания Volvo является наиболее популярным производителем грузовых автомобилей. Наиболее популярные фирменные модели большегрузных машин концерна Вольво: FL, FE, FM, FH, FH16 и FMX.

Для авто семейства FL характерны трансмиссии с 6-, 9-ступенчатыми механическими коробками передач, а также с шести-ступенчатыми АКПП. По специальным заказам здесь устанавливается интеллектуальная трансмиссия Volvo I-Sync с коробкой передач, оснащенной автоматизированным переключением скоростей.

Покупателям грузовиков семейства Volvo FE предоставляется возможность выбора транспортного средства, оборудованного одной из коробок передач:

Для грузовиков Volvo FM предусмотрены коробки передач в одном из четырех вариантов исполнения:

По аналогии с предыдущим семейством, новые грузовые модели Volvo FH комплектуются коробками передач четырех видов: двумя механическими и соответственно двумя автоматами.

I-Shift имеет специально модернизированное программное обеспечение. Powertronic рассчитан на эксплуатацию транспортного средства, которое часто останавливается в пути.

Грузовики Вольво FH16 комплектуются КПП как механического, так и автоматического типов. Автопоезда повышенной тоннажности оборудуются инновационными автоматическими устройствами. Трансмиссия, оснащенная АКПП Shift, характеризуется высокой экономичностью. Экономия топлива особенно ощутима на длительных расстояниях при движении на высокой скорости.

На много-тонники Volvo FMX устанавливаются автоматические коробки передач I-Shift или Powertronic. Конструкцией трансмиссии грузовых автомобилей предусмотрена замена на некоторые модели механических коробок.

Коробки передач на фурах

Коробка передач на фурах – один из важнейших элементов комфортной и безопасной поездки. Многие опытные водители даже не обращают внимание на характеристики двигателя и прочих важных узлов автомобиля. Они сразу интересуются, сколько передач на фуре, и какая в ней используется трансмиссия. Рассмотрим подробнее этот вопрос.

Коробка передач грузового автомобиля

КПП на грузовике необходима для выбора диапазона мощности, которая подается на колеса, проще говоря, крутящего момента. Кроме того, с ее помощью осуществляется переключение на задний ход. Благодаря такой возможности управление автомобилем становится более простым.

Ознакомиться, как работать с коробкой передач грузовика, можно здесь:

Чем больше скоростей имеют коробки передач у фур, тем комфортнее на них ехать в разных дорожных условиях.

Разновидности и классификация

Существует большое количество КПП у различных грузовиков. Например, «Мерседес», «Скания», «МАН», МАЗ, КамАЗ, «Газель», «Вольво» фн 12 седельный тягач и прочие производители часто сами разрабатывают себе коробки, которые могут отличаться тем, сколько есть скоростей у фуры, видом управления и прочими характеристиками.

В первую очередь трансмиссии различаются по типу передачи момента кручения. В зависимости от этого они бывают механическими, электрическими, гидравлическими, гидромеханическими и электромеханическими.

Как правило, в России производятся КПП с механической трансмиссией. Но со временем появляется все больше автоматических коробок, которыми уже давно комплектуются грузовики западного производства.

Количество ступеней передач

В зависимости от производителя и типа коробки, они могут иметь 6, 8, 9, 12, 14 и 16 скоростей. Такое немалое количество вариаций обусловлено наличием демультипликатора и делителя, которые сдваивают каждую передачу.

Чем больше в грузовике используется ступеней трансмиссии, тем более маневренным он сможет быть в сложных условиях, например, в высокогорье.

Демультипликатор и делитель

Демультипликатор и делитель отличаются друг от друга. Демультипликатор является механизмом, повышающим крутящий момент. То есть машина имеет больше оборотов, но едет при этом медленнее.

Использование демультипликатора подразумевает наличие раздаточной коробки с пониженными передачами, которые нужны для ситуаций, когда обычного количества ступеней не хватает (то есть при езде на более высокой скорости недостаточно оборотов, а на низкой – они слишком существенные).

Благодаря наличию демультипликаторов коробка служит дольше, сила тяги грузовика увеличивается, экономится топливо.

Делитель позволяет использовать повышенные передачи. Таким образом, крутящий момент, наоборот, снижается. Это необходимо для экономии топлива при езде на трассе, для сокращения темпов износа двигателя и уменьшения шума от мотора.

Обратите внимание, что одна и та же машина может быть оснащена и делителем, и демультипликатором. Например, КПП на 12 скоростей – это стандартные 4 передачи + 4 пониженные и 4 повышенные.

Автомат или механика: что выбрать

Многие спорят, какую же коробку выбирать – автомат или механику. Больше преимуществ имеет первый вариант. Механика служит дольше, двигатель при ней работает ровнее, эта коробка дешевле в обслуживании. Недостаток у нее один: если такая трансмиссия сломается, починить ее будет стоить гораздо дороже.

Переключение скоростей на фуре

На классической ручной КПП скорости переключаются следующим образом:

Подобным образом работает переход на все другие ступени. Если же вы достигли предела низких скоростей, переключите селектор на высокие (переведите кнопку в верхнее положение) и по той же схеме работайте.

Если есть необходимость разделить пополам какое-то из значений трансмиссии, используйте для этого распределитель (демультипликатор или делитель). Особенно актуальна эта функция при езде по холмистой местности, перевозке очень тяжелых грузов, когда важно контролировать уровень оборотов мотора в нужном диапазоне. Для разделения передачи переводят кнопку распределителя вперед, бросают газ, выжимают и отпускают сцепление.

Видео переключения передач фуры Scania прямо на ходу можно посмотреть тут:

Полезные советы

Перед ездой рекомендуется максимально подробно изучить схему переключения передач. Сделать это можно, стоя на месте, нужно постоянно смотреть на коробку. Как правило, на селекторе обозначена специальная диаграмма относительно позиции каждой скорости. У низких передач один цвет, у высоких – другой. Отдельно выделены скорости, отвечающие за заднее движение (буква R). Запоминайте, сколько передач есть на селекторе, а также позиции всех переключателей, и за что они отвечают.

Итак, важно обращать внимание на характеристики трансмиссии на грузовике. Чем более продвинутая коробка, тем проще управлять автомобилем. Наличие демультипликатора и делителя позволяет легче ездить по горам и экономить топливо. А использование коробки-автомат и вовсе упрощает передвижение на грузовике.

Устройство коробки переключения передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно). Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер. Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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

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

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

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

Преимущества и недостатки МКПП

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

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Коробки передач грузовых автомобилей

Широкий спектр грузовых автомобилей, в особенности автомоби­лей для внутригородских и дальних перевозок, а также перевозок стройматериалов, требует соз­дания коробок передач, специально предназна­ченных для таких режимов эксплуатации.

Ниже перечислены различные конструктивные типы механических коробок передач, разрабо­танные компанией ZF для грузовых автомоби­лей разного назначения. Они разделяются на 3 группы:

Важные отличительные особенности этих ко­робок передач:

К серии Ecolite относится, к примеру, модель S 6-66, рассчитанная на передачу крутящего мо­мента до 750 Н-м (рис. 46 «Шестиступенчатая коробка передач серии Ecolite, модель S 6-66«).

Максимальное передаточное отношение, кото­рое можно получить с помощью шестиступенча­той коробки передач, составляет i = 9,0.

На грузовых автомобилях для дальних пере­возок используются шестиступенчатые коробки передач со встроенным передним делителем. Эта дополнительная зубчатая передача, расположен­ная перед основной коробкой передач, обеспечи­вает — как показано на рисунке 47 «Шестиступенчатая коробка передач со встроенным передним делителем» — второе по­стоянное передаточное отношение, которое чаще всего выполнено как повышающая передача с i — 0,83.

Попеременное включение двух постоянных передаточных отношений L и S («медленная груп­па» — «быстрая группа») удваивает имеющиеся шесть ступеней коробки передач, то есть каждый интервал передаточных отношений делится попо­лам, в результате чего весь диапазон передаточ­ных отношений разделяется на 12 ступеней.

Таким образом, блок делителя делает манеру езды более экономичной, всегда обеспечивая вы­бор «идеальной» ступени и, тем самым, правиль­ное соотношение мощности двигателя и режима движения.

Чтобы лучше понять все вышесказанное, см. таблицу 4 «Передаточные отношения с делителем и без него» и рисунок 48 «Разделение и одновременное расширение диапазона передаточных отношений благодаря встроенному делителю«, которые иллю­стрируют разделение (L и S) и одновременное расширение диапазона передаточных отношений прямой передачи (9,06-1,0) за счет встроенного блока делителя с i = 0,83.

На рисунке 49 «Конструкция шестиступенчатой коробки передач модели S 6-66 и схема передачи крутящего момента на разных ступенях» показана коробка передач модели S 6-66 со встроенным передним делите­лем и схема передачи крутящего момента на от­дельных передачах в медленной (L) и быстрой (S) группах.

Управление делителем осуществляется с по­мощью пневмопривода и системы управления, которая — как видно из рисунка 50 «Схема принципиального устройства пневматического привода переключения ступеней делителя» — состоит из клапана управления делителем (1) на рычаге переключения передач, пускового клапана (10), управляемого педалью сцепления, и рабочего цилиндра двойного действия (12) со встроенным ускорительным клапаном (11).

Перед тем, как переключить передачу, водитель с помощью клапана управления (1) и ускоритель­ного клапана (11) выбирает требуемую группу (L или S) делителя. Только после полного разъедине­ния сцепления пусковой клапан (10) активизирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру (12) и дальнейшее переключение передач выполняется в соответствии с выбранной группой.

Коробки передач серии Ecomid имеют встро­енный задний делитель. Девятиступенчатые модификации этой серии, используемые преимуще­ственно на грузовых автомобилях для перевозки стройматериалов, представляют собой блок из четырех передач с отдельной понижающей пе­редачей скользящими шестернями и дополни­тельным задним делителем в виде планетарной передачи. Примером такой конструкции является коробка передач модели 9 S 109 (рис. 51).

При подключении заднего делителя количе­ство передач в блоке из четырех передач удваивается. При этом получаются два положения пере­ключения — «медленная группа» (L) с передачами 1-4 и «быстрая группа» (S) с передачами 5-8. Та­ким образом, вместе с понижающей передачей в распоряжении водителя имеются в общей слож­ности девять последовательно переключаемых передач переднего хода. Схема передачи крутящего момента изображена на рисунке 52.

Работа планетарной передачи в качестве заднего делителя производится следующим образом (рис. 53 «Устройство планетарной передачи«). Когда клапан управления делителем находится в положении «Ь>, коронная шестерня (1) остается неподвижной. Приводимые в движение солнечной шестерней (вторичным валом) (2) планетарные шестерни (3) — и, тем самым, водило планетарной передачи (первичный вал) (4) — перекатываются по неподвижной коронной шестерне.

При этом возникает следующее передаточное отношение (на примере модели 9 S 109):

i = Z_{коронной шестерни}/ Z _{солнечной шестерни} +1 = 86/34+1 = 3,53

«+1» связано с тем, что водило планетарной передачи совершает один оборот, в то время как солнечная шестерня — 2,53 оборота.

При перемещении клапана управления делите­лем в положение «S» коронная шестерня жестко соединяется с водилом планетарной передачи. В результате планетарная передача работает как единый блок без изменения передаточного отно­шения (i = 1,0).

В коробках передач с задним делителем пере­ключение основных передач осуществляется с помощью механического привода, а переключе­ние групп делителя — с помощью пневматическо­го механизма. При этом существуют две различ­ных схемы переключения передач (рис. 54 «Схемы переключения ступеней в четырехступенчатой коробке передач с задним делителем«).

При переключении с двойным Н каждой от­дельной передаче соответствует определенное положение в схеме переключения передач (рис. 54 слева). При этом переключение групп делителя L и S осуществляется автоматически при смене канала 3/4 на 5/6, то есть при переключении после четвертой на пятую передачу или наоборот.

При переключении с наложением Н (рис. 54 справа) положениям 1-4 рычага переключения передач соответствуют по две передачи. Это означает, что при переключении с четвертой на пятую передачу или наоборот сначала необходи­мо выбрать группу делителя с помощью клапана управления делителем на рычаге переключения передач.

Система управления для переключения с двой­ным Н изображена на рисунке 55 «Схема принципиального устройства механизма переключения передач по схеме «с двойным Н»«. Она состо­ит из переключающего клапана (1) и рабочего цилиндра двойного действия (2), встроенного в коробку передач. Переключающий клапан акти­визируется с помощью управляющего вала (3) блока основных четырех ступеней коробки пере­дач и разблокирует подачу сжатого воздуха к рабочему цилиндру только при нейтральном по­ложении рычага переключения передач.

При установке на грузовых автомобилях для дальних перевозок коробка передач с задним делителем комбинируется с передним делителем, который в этом случае устанавливается перед блоком четырех основных ступеней (без понижа­ющей передачи). Таким образом можно получить коробку передач с 16 ступенями (2x4x2 =16) (рис. 56 «Ступени передаточных отношений для коробки передач с передним и задним делителями (без понижаю­щей передачи)«).

Подобные коробки передач есть в арсенале производителей грузовых автомобилей Mercedes- Benz, Volvo и Scania. В сочетании с двигателями, получившими систему турбонаддува, они явля­ются идеальным вариантом, прежде всего, для перевозок на дальние расстояния.

Многоступенчатые коробки передач с тонкой градацией ступеней, такие, как изображенная модель 16 S 221 из серии ZF Ecosplit, даже получили у водителей-дальнобойщиков прозвище «Skip and split». Это означает, что во­дитель не должен последовательно переключать все 16 ступеней, а может «перепрыгивать» через передачи в зависимости от загрузки автомобиля и режима его движения.

Электронно-пневматическая система переключения передач (EPS)

Для облегчения переключения передач и вы­бора правильной передачи на грузовых ав­томобилях специалистами Mercedes-Benz была разработана система EPS (Elektronisch Pneumatische Schaltung). Она используется в 16-ступенчатых коробках передач, представляю­щих собой блок из четырех основных передач с подключенными передним и задним делителем. Конкуренты тоже не дремали, и сегодня автомати­зированные механические коробки передач есть в арсенале у всех производителей автомобилей промышленного назначения. Среди них такие из­вестные компании, как Scania (Opticruise) и Volvo (i-Shift). Iveco, MAN и Renault делают ставку на коробки передач производства ZF (Zahnradfabrik Friedrichshafen) — AS-Tronic. Эта коробка пере­дач работает без синхронизации, а синхронное вращение валов обеспечивается исключительно электронным блоком двигателя.

На рисунке 58 «Схематическое изображение электронно-пневматической системы переключения передач EPS» наглядно показано, какие агрегаты относятся к системе EPS.

Процесс переключения передач

Блок управления анализирует входные дан­ные, такие, как команды на переключение пере­дач, частота вращения вторичного вала коробки передач, положение рычага переключения пере­дач. После этого блок управления активизирует соответствующие электромагнитные клапаны с помощью рабочих цилиндров, выполняющих переключения в основном пневматическим спо­собом. При переключении на более высшую или более низшую передачу переключение выполня­ется только на одном уровне (по одному ходу ры­чага переключения) и только при нажатой педали сцепления. Как правило, рычаг переключения передач в электронно-пневматической системе всегда находится в среднем положении, даже при включенной передаче. Чтобы выполнить пере­ключение на более высшую или более низшую передачу, необходимо при нажатой педали сце­пления переместить рычаг переключения пере­дач вперед или назад. При перемещении рычага влево включается нейтральное положение. Рычаг переключения передач должен сначала двигаться в соответствующем направлении до возникнове­ния ощутимого сопротивления. Когда сопротив­ление возрастает настолько, что рычаг не может двигаться дальше, это означает, что передача включена. После этого можно отпустить педаль сцепления и рычаг переключения передач. Номер включенной передачи отображается на дисплее. Если при переключении на более низшую пере­дачу раздается предупреждающий звуковой сиг­нал, передача не переключается, чтобы избежать превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя.

На рычаге переключения передач, кроме двух­позиционного переключателя групп переднего делителя, находится так называемая функцио­нальная кнопка. Если при переключении на более высшую или более низшую передачу одновремен­но нажать на эту кнопку, система «перепрыгнет» через одну передачу. При включении передачи за­днего хода (что возможно только из нейтрального положения на стоящем автомобиле), необходимо в любом случае нажать функциональную кнопку. В случае включения передачи из нейтрально­го положения во время движения, электронный блок сам выберет передачу, соответствующую скорости движения или частоте вращения ко­ленчатого вала двигателя. Переключение групп переднего делителя осуществляется с помощью двухпозиционного переключателя («медленная группа» (L)/«быстрая группа» (S)) через сцепле­ние, которое необходимо выжать тотчас после нажатия на переключатель. Кроме этого, преду­смотрен аварийный выключатель (вращающийся регулятор). В случае отказа электронного блока с помощью пневматического привода можно при­нудительно выбрать нейтральное положение ры­чага, включить вторую или четвертую передачи, а также передачу заднего хода.

Источник https://autovogdenie.ru/mexanicheskaya-korobka-peredach-mkpp-ustrojstvo-i-princip-raboty.html

Источник https://info.hultafors-russia.ru/vse-vidy-korobok-peredach-gruzovyh-avtomobiley/

Источник https://interstend.ru/ustroystvo-korobok-peredach-dlya-gruzovyh-avtomobiley/

Источник