Механическая коробка передач: устройство, виды, особенности

Автомобили с механической коробкой передач, которую сокращенно называют МКПП, до недавнего времени составляли абсолютное большинство среди других ТС с различными видами трансмиссий.

Более того, механическая (ручная) коробка и сегодня остается достаточно распространенным устройством для изменения и передачи крутящего момента двигателя. Далее мы поговорим о том, как устроена и работает «механика», как выглядит схема КПП данного типа, а также какие преимущества и недостатки имеет данное решение.

Схема механической коробки передач и особенности

Начнем с того, что механическим данный тип КПП называется по причине того, что подобный агрегат предполагает ручное переключение передач. Другими словами, на машинах с МКПП передачи переключает сам водитель.

Идем далее. Коробка «механика» является ступенчатой, то есть крутящий момент изменяется ступенями. Многие автолюбители знают, что фактически коробка передач имеет шестеренки и валы, однако не все понимают, как работает агрегат.

Под передаточным числом следует понимать отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев на ведущей шестерне. При этом разные ступени коробки получают разные передаточные числа. Самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, а наиболее высокая ступень (повышенная передача) имеет наименьшее передаточное число.

Становится понятно, что количество ступеней равно количеству передач на той или иной коробке (четырехступенчатая КПП, пятиступенчатая и т.д.) Отметим, что на подавляющем большинстве авто сегодня устанавливается пятиступенчатая коробка передач, реже встречаются МКПП на 6 и более ступеней, а достаточно распространенные ранее 4-х ступенчатые механические коробки передач постепенно отошли на задний план.

Устройство механической коробки передач

Итак, хотя конструкций такой коробки с теми или иными особенностями может быть много, однако на начальном этапе можно выделить два основных типа:

• трехвальные КПП;
• двухвальные коробки;

Начнем с трехвальной механической коробки. Такая коробка состоит из:

• ведущего вала, который еще называется первичным;
• промежуточного вала КПП;
• ведомого вала (вторичного);

На валах установлены шестерни с синхронизаторами. Также в устройство КПП включен механизм переключения передач. Указанные составные элементы расположены в корпусе коробки передач, который еще называют картером КПП.

Задачей ведущего вала является создание соединения со сцеплением. На ведущем валу выполнены шлицы для ведомого диска сцепления. Что касается крутящего момента, указанный момент от ведущего вала передается через шестерню, которая находится с ним в жестком зацеплении.

Такая установка реализована при помощи торцевого подшипника на ведущем валу. В этот подшипник входит ведомый вал. Группа шестерен (блок шестерен) на ведомом валу не имеет жесткого зацепления с самим валом и поэтому свободно вращается на нем. При этом группа шестерен промежуточного вала, ведомого вала и шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Синхронизаторы (муфты синхронизаторов) установлены между шестернями ведомого вала. Их задачей является выравнивание угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Если рассматривать механизм переключения передач на трехвальных КПП, зачастую этот механизм установлен на корпусе агрегата. Конструкция включает в себя рычага управления, ползуны и вилки.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему не включаются передачи на заведенном двигателе. Из этой статьи вы узнаете о причинах, по которым включение передач может быть затруднено после запуска ДВС.

Корпус коробки (картер) изготовлен из алюминиевых или магниевых сплавов, необходим для установки валов с шестернями и механизмов, а также ряда других деталей. Еще в картере коробки передач находится трансмиссионное масло (масло коробки передач).

• Чтобы понять, как работает механическая (ручная) коробка передач трехвального типа, давайте в общих чертах рассмотрим принцип ее действия. Когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении, передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса автомобиля не происходит.

Еще добавим, что задний ход автомобиля обеспечивает задняя передача КПП. В этом случае промежуточная шестерня заднего хода, установленная на отдельной оси, позволяет изменить направление вращения.

Двухвальная механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Разобравшись с тем, из чего состоит коробка передач с тремя валами, перейдем к двухвальным коробкам. Данный тип КПП имеет в своем устройстве два вала: первичный и вторичный. Первичный вал является ведущим, вторичный ведомым. На валах закреплены шестерни и синхронизаторы. Также в картере коробки находится главная передача и дифференциал.

Также на ведомом валу жестко закрепляется ведущая шестерня главной передачи, а между самими шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов. Добавим, чтобы уменьшить размеры КПП, а также увеличить количество передач, в современных коробках нередко вместо одного ведомого вала может быть установлено 2 или даже 3 вала.

Сама главная передача, а также дифференциал в устройстве КПП осуществляют передачу крутящего момента от вторичного вала на ведущие колеса. При этом дифференциал также может обеспечить такое вращение колес, когда ведущие колеса вращаются с разными угловыми скоростями.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как соединить двигатель и коробку передач. Из этой статьи вы узнаете о тонкостях и нюансах соединения коробки с ДВС.

Что касается механизма переключения передач, на двухвальных КПП он вынесен отдельно, то есть за пределы корпуса. Коробка связана с механизмом переключения тросами или специальными тягами. Чаще встречается соединение при помощи тросов.

• Если говорить о принципе работы двухвальной механической коробки передач, он похож на принцип трехвальной КПП. Отличия состоят в том, как работает механизм переключения передач. В двух словах, рычаг может осуществлять как продольные, так и поперечные движения относительно оси автомобиля. Во время поперечного движения происходит выбор передачи, так как усилие идет на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач.

Далее рычаг движется продольно, а усилие идет уже на трос переключения передач. Соответствующий рычаг горизонтально перемещает шток с вилками, вилка на штоке смещает синхронизатор, что и приводит к блокировке шестерни ведомого вала.

Напоследок отметим, что также механические коробки разных типов имеют дополнительные блокировочные устройства, которые препятствуют включению одновременно двух передач или же непредвиденному выключению передачи.

Выжим сцепления перед запуском мотора: когда нужно выжимать сцепление и в каких случаях делать это не рекомендуется. Полезные советы и рекомендации.

Причины затрудненного включения передач на заведенном моторе. Трансмиссионное масло и уровень в КПП, износ синхронизаторов и шестерен коробки, сцепление.

Что такое торможение двигателем. Как правильно выполнять данный прием. Плюсы и минусы, соновные рекомендации. Торможение двигателем на автомобилях с АКПП.

Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Соединение механической и автоматической трансмиссии с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы.

Плюсы и минусы контрактного мотора или коробки. Преимущества контрактных агрегатов, возможные нюансы и недостатки после покупки контрактного мотора и КПП.

Почему начинает капать или течет моторное масло на стыке двигателя и КПП. Как точно определить причину утечки смазки, способы диагностики и ремонта.

Механическая коробка передач для начинающего водителя

В этой статье мы рассмотрим как и когда переключать передачи при вождении автомобиля с механической коробкой передач.

Для того, чтобы вы имели представление о том для чего мы двигаем рычаг скоростей, проведем краткий обзор устройства механизма переключения передач: как переключать передачи и по какой схеме.

Коробка передач «Калины»:

1- задняя крышка картера коробки передач

3 — ведущая шестерня пятой передачи

4 — упорная пластина

5,40 — стопорные кольца подшипника

6 — шариковый подшипник первичного вала

7 — ведущая шестерня четвертой передачи

8 — картер коробки передач

9 — первичный вал

10 — ведущая шестерня третьей передачи

11 — ведущая шестерня второй передачи

12 — шестерня заднего хода

13 — ведущая шестерня первой передачи

14 — роликовый подшипник

16 — сальник первичного вала

17 — картер сцепления

18 — роликовый подшипник вторичного вала

20 — ведущая шестерня главной передачи

21 — кольцо датчика скорости автомобиля

22,32 — сальники привода

23,30 -роликовые канические подшипники дефференциала

24 — датчик скорости автомобиля

25 — коробка дефференциала

26 — сателлит дефференциала

27 — ось сателлитов

28 — полуосевая шестерня

29 — ведомая шестерня главной передачи

31 — регулировочное кольцо

33 — ведомая шестерня первой передачи

34 — синхронизатор первой и второй передачи

35 — ведомая шестерня второй передачи

36 — ведомая шестерня третьей передачи

37 — синхронизатор третьей и четвертой передач

38 — ведомая шестерня четвертой передачи

39 — шариковый потшипник вторичного вала

42 — ведомая шестерняпятой передачи

43 — синхронизатор пятой передачи

⁠Механизм переключения передач

Для того чтобы наш автомобиль разгонялся, более — менее, динамично, предусмотрена коробка передач , благодаря которой, мы наиболее рационально используем обороты двигателя или, скажем, мощность двигателя для разгона, да и просто, для движения автомобиля.

⁠Трансмиссия на примере велосипеда

Педальный механизм соединен цепной передачей с ведущим колесом. Цепь ложится на звездочки, которые различаются по размеру. При вращении педалей («обороты двигателя») вам хочется, чтобы крутить было легче, для этого мы подбираем оптимальную передачу — специальное соотношение звездочек на заднем колесе и на педальном механизме.

После правильного выбора передачи, ногам- «двигателю», становиться легче, разгонять велосипед.

Но если скорость нас не устраивает, мы, разогнавшись до предела возможности ног — чтобы крутить педали , переключаем передачу на повышенную.

Происходит переход цепи на большую, по величине, звездочку, при этом скорость велосипеда увеличивается, но и увеличивается нагрузка на ноги.
При прямолинейном движении и без помех движению, скорость будет продолжать увеличиваться до ваших природных данных — уметь раскручивать педали т.е. быстроту ваших ног.
У каждого двигателя тоже есть предел числа оборотов.

Такой же, примерно, принцип действия разгона у автомобиля, только там нет цепной передачи. Вот эта передача оборотов от двигателя к колесам и называется трансмиссией.

Трансмиссия включает в себя сцепление и коробку передач, далее — ходовая часть – колеса.

Рычагом переключения передач включаем нам нужную передачу. Согласно конструкции коробки передач , чем меньше передача по номеру, тем меньше скорость, и наоборот, выше передача – выше скорость.
На эти конструктивные особенности вам не обязательно обращать внимание, но у многих есть интерес – как это работает?

Функции передачи оборотов от двигателя выполняют шестерни, которые передвигаются на валах рычагом передач. Согласно включенной вами передаче по порядку: 1-2-3-4-5, автомобиль начинает движение и разгон.

Если Вам нужно остановиться просто нажмите сцепление и тормоз, и установите рычаг переключения передач в нейтральное положение.
Об этом поговорим далее.

Как переключать передачи

Перед тем как начать движение, вам нужно разобраться с рычагом переключения передач.
Как и в какое положение, вы должны переместить рычаг, чтобы включить нужную передачу, Почти на всех автомобилях мировых производителей с механической коробкой передач , предусмотрена одинаковая схема переключения передач, кроме задней передачи( R -реверс).

Схема, как правило, прилагается к автомобилю в качестве руководства по эксплуатации данного автомобиля.

Обязательно и досконально изучите схему порядка переключения передач на месте, при заглушенном двигателе, воспользуйтесь помощью знающего человека.

Переключение передач в движении происходит при кратковременном нажатии педали сцепления и полном сбросе газа.
После того, как тронулся на первой передаче, и отпустил сцепление
1) далее, очень плавно нажимаем педаль «газа» и разгоняемся до 15-20 км/ч
2) далее, одновременно, сбросить «газ» и нажать «сцепление»,
3) переключить на вторую передачу и без задержек отпустить педаль сцепления,
4) нажать на «газ»,

далее аналогично производятся включения нужных вам передач.

Надо все делать своевременно, согласно алгоритма движения.

Почти все передачи включаются через нейтраль, это значит, что при переключении передач, рычаг всегда пересекает нейтральное положение.
Любое переключение передач, как в восходящем, так же и в нисходящем порядке, обязательно осуществляется при нажатии педали сцепления.

Это обеспечивает мягкое включение передачи и в значительной степени сохраняет коробку передач и сцепление в рабочем состоянии.
Нейтраль — это положение рычага скоростей наиболее вертикально по центру коробки, по отношению к положениям передач , при котором передача крутящего момента от двигателя прерывается для выбора нужной передачи в соответствии с режимом движения автомобиля. Чтобы удостовериться, что включена нейтраль, вы можете поводить рычаг из стороны в сторону и он должен легко откланяться без рывков на 10 — 15 сантиметров.

У автомобиля, как правило, 1-я передача + работа сцеплением применяется;
-при трогании с места,
-для наиболее медленного движения при маневрах в сложных дорожных условиях, рекомендуемая скорость не более 20 км/ч.
-2-я промежуточная скорость, для ускорения до 30 — 40 км/ч
-3-я до 50 – 70 км/ч
-4-я от 60 км/ч
-5-я от 90 км/ч

У каждого автомобиля есть своя инструкция по технической эксплуатации, где должны быть рекомендации по выбору режима скорости для каждой передачи.
Вам нужно будет только подобрать и включать нужную передачу в нужное время в зависимости от дорожных условий и скорости движения.

Как устроена механическая коробка передач. Особенности, принцип работы и неисправности

КАК УСТРОЕНА МЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ. ОСОБЕННОСТИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ И НЕИСПРАВНОСТИ

1. Понятие и устройство механической коробки передач

Механическая коробка передач состоит из следующих основных узлов и компонентов:

— Основной, дополнительный вал, шестерни заднего хода, а также первичный, вторичный и промежуточный валы, включающие специальные шестерни: которые вращаются в специальных подшипниках, установленные в картере устройства, включающие наборы шестерен с разным количеством зубьев. Данные механизмы обеспечивают непосредственный процесс перехода крутящего момента с одной передачи на другую и направление созданной энергии на приводные колеса.

— Картер коробки передач: включает в свой состав главные детали и узлы трансмиссии. Устройство крепится к картеру сцепления и при этом имеет прямую сцепку с двигателем. Справочно заметим, что при функционировании коробки передач механического типа, шестерни испытывают колоссальные нагрузки, поэтому они постоянно должны находится в смазке. Исходя из чего, картер коробки передач всегда наполовину своего объема заполнен трансмиссионным маслом.

Схематично типовая механическая коробка передач состоит из следующих элементов, таких как: первичный вал (1); рычаг переключения передач (2); механизм переключения передач (3); вторичный вал (4); сливная пробка коробки (5); промежуточный вал (6) и картер устройства (7). Более наглядно типовую схему функционирования коробки передач механического типа можно увидеть на изображении ниже.

Типовая схема, которая отображена на изображении выше является упрощенной иллюстрацией, служащей для общего понятия и понимания функционирования основных узлов в механической коробке передач.

2. Как происходит изменение крутящего момента в механической коробке

— Передаточное отношение двух шестерен: происходит тогда, когда применяются четыре шестерни в устройстве, 1-ая имеет для примера 20 зубьев, 2-ая — 40 зубьев, 3-я шестерня обладает также, как и первая 20-ю зубьями, а 4-ая шестерня имеет 40 зубьев. Чтобы понять процесс работы шестерен при таком передаточном отношении, нужно использовать простую математику. Таким образом, первичный вал коробки передач и первая шестерня вращаются со скоростью равной, например 1800 оборотов в минуту. Вторая шестерня при этом вращается в два раза медленней, то есть скорость ее будет равняться 900 оборотам в минуту, а так как 2-я и 3-я шестерни расположены на одном валу, то 3-я шестерня будет делать 800 оборотов в минуту. Что касается 4-ой шестерни, то она будет вращаться в два раз медленней 2-ой и 3-ей, ее скорость составить в этом случае 400 оборотов в минуту. Ниже на схеме наглядно показано, как происходит функционирование шестерен при таком передаточном отношении.

Таким образом, исходя из вышеописанного примера можно заключить, что от двигателя внутреннего сгорания на первичный вал коробки передач приходится 1800 оборотов в минуту, а выходит 400 оборотов в минуту. Что касается промежуточного вала трансмиссии, то он этот момент будет иметь 800 оборотам в минуту.

Отметим, что на выше приведенном примере передаточное число 1-ой пары шестерен будет равно 2, а второй пары шестерен передаточное число будет также равняться 2-ум. Таким образом, передаточное число такой схемы будет выглядеть следующим образом: 2х2=4. Это говорит о том, что в 4 раза снижается количество оборотов на 2-ом валу коробки передач, в сравнении с первичным валом. Справочно заметим, что если мы уберем из зацепления 3-ю и 4-ю шестерни, то вторичный вал трансмиссии перестанет вращаться. Кроме того, в этом случае прекратиться передача крутящего момента на приводные колеса транспортного средства, что будет соответствовать нейтральной передачи в трансмиссии.

Функционирование задней передачи коробки передач осуществляется путем вращения вторичного вала трансмиссии в противоположную сторону, что обеспечивается дополнительным, то есть четвертым по счету валом с шестерней заднего хода. Заметим, что дополнительный вал нужен для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен в трансмиссии, тогда то и происходит изменение направления крутящего момента в устройстве. При передачи крутящего момента для осуществления включения задней передачи в коробке передач участвуют следующие элементы трансмиссии: первичный вал (1); шестерня первичного вала (2); промежуточный вал (3); шестерня и вал передачи заднего ходя (4) и вторичный вал (5). Ниже на схеме наглядно показано, как происходит функционирование шестерен при таком передаточном отношении.

Источник http://krutimotor.ru/ustrojstvo-mehanicheskoj-korobki-peredach/

Источник https://educam.ru/korobka-peredach/

Источник https://bazliter.ru/transmission/547-kak-ustroena-mehanicheskaya-korobka-peredach-osobennosti-princip-raboty-i-neispravnosti.html

Источник