МКПП – надёжность, проверенная временем

Практически любой современный автомобиль (кроме электрокаров) обязательно оснащается коробкой передач. Наиболее популярными являются следующие виды коробок передач:

1. Механическая коробка передач;
2. Автоматическая коробка передач;
3. Вариатор;
4. Роботизированная коробка передач.

Наиболее распространённой в России является механическая коробка передач. Коробками данного типа оснащены практически все отечественные автомобили и большая часть иномарок.

Назначение и устройство механической коробки передач

Механическая коробка переключения передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения от мотора к колёсам. Переключение скоростей происходит за счёт мускульной силы водителя, его механических усилий по отношению к МКПП. Именно поэтому такая КПП и называется ручная коробка передач. Водитель сам контролирует, когда следует переключать селектор МКПП на более высокую или низкую передачу. Современные МКПП бывают 5, 6 и даже 7-ми ступенчатыми. Наиболее часто в современных автомобилях используется 6-ти ступенчатая коробка передач.

Кроме этого, каждая МКПП коробка имеет заднюю и нейтральную передачу. Задняя позволяет машине двигаться назад, нейтральная передача – это когда отсутствует вращение от мотора к приводу ведущих колёс.

Принцип работы механической коробки передач

Устройство механической коробки передач включает в себя:

1. Саму коробку, которая представляет собой многоступенчатый редуктор;
2. Сцепление;
3. Различные валы и шестерни.

Если объяснять принцип работы МКПП для чайников, то можно сформировать его так:

1. Шестерни меняют частоту оборотов между валами. Путём замены размеров шестерен, происходит переключение на повышенную или пониженную передачу;
2. Без сцепления переключение передач на ходу невозможно. Его работа состоит в разъединении мотора и трансмиссии. Данная процедура помогает переключать передачи, не разбивая шестерни и вал.

Каждая МКПП (если это не инновационная модель) устроена по схожей конструкции. На валах (на их осях) располагаются зубчатые шестерни. МКПП бывают с двумя или тремя валами, а корпус называется картером.

Устройство трёхвальной системы

Трёхвальная система оборудована тремя валами:

1. Ведущим валом;
2. Промежуточным валом;
3. Ведомым валом.

Принцип работы механики заключается в том, что на ведущем валу имеются шлицы, а сам вал соединяется со сцеплением. На шлицах перемещается диск сцепления, а сама ось передаёт свою энергию промежуточному валу, который соединяется с шестерней ведущего.

Ведомый вал механической коробки передач с помощью подшипника внутри первого вала соединяется с ведущим и располагается таким образом, что оси ведомого и ведущего соотносятся между собой. В свою очередь такое строение позволяет им вращаться независимо друг от друга. Шестеренки ведомой оси жестко не зафиксированы по отношению к ведомому валу, а сами шестерни имеют специальные разграничители – синхронизатор-муфту. Такие разграничители, в отличие от блоков шестеренок, крепко прикреплены к ведомому валу. Однако это не мешает им перемещаться по шпицам вдоль оси.

Торцы муфты-синхронизатора имеют форму зубчатых венцов, что позволяет им соприкасаться с венцами на торцах шестеренок ведомого вала. В настоящее время устройство передач оснащается такими синхронизаторами на всех передних передачах.

Разграничители-муфты при нейтральном режиме, который характеризуется плавным вращением шестерен, разымаются. В момент переключения рычага на одну из возможных ступеней при полном выжимании сцепления, вилка в коробке передач направляет муфту-синхронизатор на соприкосновение со своей парой на торце шестеренки. Такое зацепление дает жесткую фиксацию шестерни с валом и, как следствие, передачу усилия и вращения.

При заднеприводном типе авто передача крутящего момента и оборотов на ведущие колеса происходит через карданный вал, а при переднеприводном – с помощью ШРУСов и редуктора. В случае, если отсутствует шестерня, и муфта цепляет напрямую ведомый и ведущий валы, коробка переключения передач дает максимально возможный коэффициент полезного действия. Для задней передачи устройство коробки оснащается шестерней, позволяющей менять направление вращения в обратном порядке.

В последнее время производители механических коробок передач отдают предпочтение шестеренкам с косым зубом. В отличие от прямозубых, такие шестерни производят минимум шума при работе и отличаются большей износостойкостью. Срок годности таких шестерен обусловлен материалом, из которого они изготавливаются: сталь высоколегированная, закаленная током высокой частоты и нормализированная для снятия напряжения.

Устройство двухвальной коробки

Работа МКПП, оснащённой двухвальной коробкой, проходит по тому же принципу, что и трёхвальной. Единственным отличием является схема расположения шестерёнок. Вместо одной на ведущей оси, тут расположен целый блок из шестерен. Промежуточный вал отсутствует, зато два оставшихся вала идут параллельно друг к другу.

В целом, двухвальная система отличается большим коэффициентом полезного действия, но передаточное число на таких системах довольно низкое. Именно по этой причине двухвальные КПП устанавливаются лишь на легковые автомобили. Для грузовиков величина передаточного числа должна быть выше.

Для чего служит синхронизатор в МКПП

Большинство легковых автомобилей, как отечественных, так и иномарок, имеют МКПП, в которых есть синхронизатор. Данный элемент помогает выравнивать скорость шестерен, что приводит к снижению уровня шума и более лёгкому переключению передач, чего невозможно добиться, если в коробке не стоит синхронизатор.

Как происходит процесс переключения передач

Неважно, какой привод в вашем автомобиле, передний или задний, за процесс переключения передач всегда отвечает специальный рычаг. Если посмотреть на МКПП в разрезе, можно заметить, что расположение рычага на переднем приводе значительно отличается от его же расположения на заднем приводе.

Автомобили с задним приводом имеют более простую схему расположения рычага переключения КПП, что упрощает их ремонт и техническое обслуживание. Рычаг расположен прямо на корпусе КПП, механизм переключения спрятан внутри корпуса. Данное расположение имеет множество плюсов, но, к сожалению не лишено минусов.

1. Очень простое решение, что существенно упрощает процесс ремонта своими руками;
2. Переключение передач происходит очень чётко;
3. Ввиду отсутствия «лишних» узлов, данная конструкция очень долговечна.

1. Невозможно установить данную систему на автомобили с передним приводом;
2. Если у автомобиля с задним приводом двигатель расположен сзади, то это так же делает невозможным применение данной конструкции (таких автомобилей очень мало).

В машинах с передним приводом рычаг переключения коробки передач может располагаться в следующих местах:

1. На полу, в промежутке между передними креслами;
2. Непосредственно на рулевой колонке;
3. Возле панели приборов.

Такая особенность приводит к тому, что многоступенчатая механическая коробка передач на автомобилях с передним приводом работает только дистанционно, с использованием кулис или тяг. Такая особенность конструкции также имеет свои плюсы и минусы:

1. Рычаг расположен более комфортно для водителя, так как его положение не зависит от того, где находится МКПП;
2. Вибрация, которая создаётся в КПП, не передаётся на рычаг переключения скоростей;
3. Открывает широкое поле деятельности для автомобильных дизайнеров, которые могут поместить рычаг КПП в любое удобное для них место.

Минусы данной конструкции заключаются в следующем:

1. Более сложная в техническом плане система требует больше внимания и является менее долговечной;
2. После длительной эксплуатации часто появляются люфты;
3. Нет такой чёткости переключения передач, как в варианте с КПП на заднеприводном автомобиле;
4. Периодически приходится регулировать тяги, что может потребовать квалифицированного вмешательства специалистов автосервиса.

Достоинства и недостатки МКПП

Любая система, в том числе и КПП, имеет несколько различных конструкций, обладающих различными плюсами и минусами. Рассмотрим, чем МКПП отличается от других типов КПП:

• Главным плюсом использования МКПП является её цена. Большинство бюджетных автомобилей комплектуются именно механикой. Конечно, не стоит ожидать того, что на «бюджетник» вам установят шестиступенчатые МКПП или новейшую механику с семью ступенями (такие коробки иногда ошибочно называют коробками седьмого поколения);
• Если сравнивать МКПП с гидромеханикой, то МКПП будет намного легче по весу и обладать более высоким КПД;
• МКПП не требует такого охлаждения, как АКПП;
• Простота и надёжность конструкции (даже в варианте с МКПП для автомобилей с передним приводом);
• Автомобили с МКПП более экономичны, чем с АКПП (это не относится к новейшим моделям АКПП, которые могут быть экономичнее «механики»);
• Ремонт автомобиля с МКПП не вызывает сложностей и может быть произведён самостоятельно;
• МКПП больше подходит для спортивных автомобилей, позволяя применять техники экстремального вождения, контролируемого заноса и так далее;
• Автомобиль, оборудованный МКПП можно завести толканием, а если не получится, то отбуксировать на любое нужное расстояние.

Недостатки МКПП заключаются в следующем:

• Переключение передач занимает больше времени, чем при использовании АКПП, так как происходит разобщение двигателя и трансмиссии в момент переключения;
• Для плавного переключения передач необходимы навыки вождения с таким типом КПП;
• Сцепление часто выходит из строя и нуждается в замене;
• При езде на автомобиле с МКПП водитель больше устаёт, так как вынужден постоянно переключать передачи. Особенно эта проблема актуальна в больших городах.

Постепенно мировая автомобильная промышленность сокращает количество автомобилей с МКПП, особенно для рынков стран с высоким уровнем жизни.

Техническое обслуживание МКПП

ТО для МКПП заключается, как правило, в проверке уровня масла в ней. Необходимо следить, нет ли подтёков на картере, стыках и заливных и сливных пробках.

Автомобили, оборудованные бортовым компьютером, могут сигнализировать владельцу о проблемах с узлом МКПП. Каждых сигнал компьютера расшифровывается, после чего принимаются соответствующие меры. Расшифровка может быть в мануале к вашему авто или в специальной программе на ноутбуке, который можно подключить к бортовой системе автомобиля. В большинстве иномарок масло в коробке не меняется, если нет никаких неполадок. Необходимо только изредка проверять его уровень (если нет следов утечек).

МКПП – система достаточно простая и ремонтопригодная. Если вам нужен простой и надёжный автомобиль, то выбирайте машину, оборудованную МКПП.

Эксплуатация и обслуживание механической коробки передач

Назначение и устройство механической «коробки»

МКПП через трансмиссию передаёт крутящий момент, развиваемый двигателем, на ведущие колёса. Представляет собой многоступенчатый редуктор с изменяемым передаточным числом.

Картером (корпусом) сцепления объединена с двигателем в единый силовой агрегат, передний подшипник первичного вала коробки установлен в заднем торце коленчатого вала двигателя.

Механизм сцепления нормально включен и постоянно соединяет маховик коленчатого вала мотора с первичным валом коробки передач. Работает сцепление только во время переключения передач, разъединяя двигатель и КПП и обеспечивая их плавное обратное соединение.

В корпусе силового агрегата переднеприводных автомобилей размещён так же редуктор дифференциала, распределяющий крутящий момент между приводными валами трансмиссии и позволяющий колёсам вращаться с разными угловыми скоростями.

Механические КПП подразделяются:

— по числу передаточных чисел:

• четырёхступенчатые;
• пятиступенчатые, самые распространённые;
• шестиступенчатые.

— по кинематической схеме:

• двухвальные, в картере четырёх- или пятиступенчатой коробки установлены первичный и вторичный валы;
• трёхвальные, редуктор КПП состоит из первичного, промежуточного и вторичного валов.

По умолчанию, в числе ступеней КПП не учитываются нейтральная и задняя передачи, в число валов не входит вал шестерни заднего хода.

Зубчатые шестерни редукторов КПП по типу зацепления косозубые. Прямозубые шестерни не применяются из-за повышенного шума при работе.

Все валы механических коробок установлены в подшипниках качения, радиальных или упорных, смонтированных в соответствии с направлением продольной силы, возникающей в косозубом зацеплении. В трёхвальных конструкциях первичный и вторичный валы расположены соосно и, как правило, имеют общий игольчатый подшипник.

Шестерни вращаются и движутся на валах на подшипниках скольжения — запрессованных втулках из малофрикционных медных сплавов.

Для безударной работы установлены синхронизаторы, уравнивающие скорости вращения шестерён в момент переключения.

Ряды передаточных чисел механических КПП унифицированы основными мировыми производителями и выглядят так:

• Первая передача — передаточное число 3,67…3,63;
• Вторая — 2,10…1,95;
• Третья — 1,36…1,35;
• Четвёртая — 1,00…0,94;
• Пятая — 0,82…0,78, и т.д.
• Передача заднего хода — 3,53.

Передача, на которой частота вращения коленвала двигателя практически совпадает с числом оборотов вторичного вала коробки, называется прямой (как правило, четвёртая).

От неё в сторону уменьшения числа оборотов вторичного вала, при неизменных оборотах двигателя, идут пониженные передачи, в сторону увеличения числа оборотов — повышенные.

Механизм переключения передач

Во всех механических КПП используется рычажно-кулисные конструкции, в которых шестерни коробки при переключении передач перемещаются вилками, движущимся по параллельным штокам под усилием рычага. Из нейтрального положения рычаг водителем отклоняется вправо или влево (выбор передачи) и вперёд-назад (переключение).

Механизмы переключения по принципу работы разделяются на:

• Традиционные, или классические, позволяющие из «нейтрали» включать любую передачу.
• Секвентальные, допускающие только последовательное переключение.

Секвентальные механизмы применяются на мотоциклах, тракторах, и в агрегатах с числом передач более шести — грузовых автомобилях и тягачах.

Управление МКПП

Начинающего водителя этому должны научить ещё в автошколе.

• Сесть в автомобиль, стоящий с заглушенным двигателем. Закрыть водительскую дверь, занять в кресле удобную позу, пристегнуться ремнём безопасности.
• Убедиться, что стояночный тормоз включен и рычаг управления коробкой передач в нейтральном положении.
• Запустить двигатель.

Внимание! С момента запуска вы управляете автомобилем и являетесь водителем транспортного средства.

• Выжать педаль сцепления, включить нужную передачу (первую или «заднюю», вы выезжаете со стоянки).
• Слегка надавить на педаль «газа». Когда тахометр покажет около 1400 об/мин, плавно отпускать педаль сцепления, отключив стояночный тормоз. Автомобиль начнёт движение, но педаль сцепления нельзя резко «бросать», следует продолжать плавное её перемещение до полного контакта дисков механизма сцепления, регулируя скорость движения педалью газа.

Первая передача нужна для того, чтобы не только сдвинуть машину с места, но и разогнать её до скорости, на которой без рывков и остановки мотора можно будет включить «вторую» и продолжать уверенное движение.

Переключать передачи «вверх» следует не спеша, движения левой ноги, управляющей сцеплением, нарочито замедленные. Правая нога сбрасывает газ синхронно с выжимом сцепления левой, правая рука уверенно работает рычагом переключения и «втыкает» передачу, не дожидаясь снижения набранной машиной скорости.

С опытом алгоритм управления «механикой» переходит на уровень подсознания, и водитель интуитивно работает сцеплением и «ручкой», не глядя на органы управления.

Как выбирать скорость и обороты двигателя, на которых необходимо переключать передачи

В упрощённом виде, мощность двигателя есть произведение развиваемого им крутящего момента на число оборотов коленчатого вала.

При исправно работающем механизме сцепления, вся мощность воспринимается первичным валом механической КПП и через систему шестерён и трансмиссию уходит на ведущие колёса.

Управляемый вручную редуктор «механической коробки» трансформирует передаваемую мощность в соответствии с желаниями водителя, которые не всегда совпадают с возможностями мотора и реальными условиями движения.

Переключая передачи «вверх», не следует допускать в паузах чрезмерного снижения скорости машины.

При переменах передач «вниз» необходима выдержка времени между выключением сцепления и перемещением рычага переключения, чтобы детали коробки несколько замедлились в своём вращении.

Двигаясь на прямой и повышенных передачах, не нужно «выкручивать» мотор до предела, при необходимости рывка при обгоне или преодолении затяжного подъёма следует переключиться на ступень или даже две «ниже».

Экономичный режим движения

В тексте документации на любой автомобиль, можно найти «крутящий момент максимальный (такой-то), при частоте вращения (столько-то)». Эта частота вращения, т.е. число оборотов коленвала в минуту, и есть то значение, при котором двигатель обеспечит наибольшее тяговое усилие при минимальном расходе топлива.

Техническое обслуживание

МКПП, при правильной эксплуатации, очень надёжный агрегат, требующий, как любые другие механические редукторы, единственного вида обслуживания — замены масла.

Для смазывания применяются трансмиссионные масла, имеющие, кроме высокой вязкости, специфические противозадирные и противоизносные свойства, температурную стабильность, прочность масляной плёнки на сжатие и низкий коэффициент поверхностного натяжения, не позволяющий жидкости стекать со смазанных поверхностей. Кроме того, трансмиссионное масло должно быть нейтральным по кислотности, предохраняя от эрозии детали редуктора, изготовленные из цветных металлов.

Марка трансмиссионного масла и интервал между заменами указаны в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Коробка передач — дорогой агрегат, при её обслуживании пользуйтесь только рекомендованным маслом.

Внимание! Не верьте «лайфхакам» типа «как определить марку масла по запаху, вкусу и на цвет с помощью куска бумаги».

При работе трансмиссионное масло уменьшается в объеме только за счёт испарения, не выгорает и не улетает «в трубу» как моторное, но загрязняется продуктами трения и темнеет при старении.

Основные неисправности

Подавляющее большинство неисправностей, виноватой в которых считают МКПП, вызваны неполадками в работе сцепления. Самые распространённые:

• Передача заднего хода включается с «хрустом», другие передачи переключаются с трудом — нарушены регулировки привода, сцепление «ведёт».
• Монотонный шум или жужжание при выжимании педали сцепления — износ выжимного подшипника.

Неисправность силового агрегата в целом:

Отчётливый шум при движении накатом с включенной передачей и выжатым сцеплением — вышел из строя передний подшипник КПП в коленвале двигателя.

Неполадки в механической «коробке» чаще всего внесены владельцем машины или его предшественниками, иногда связаны с общим износом в результате длительной эксплуатации:

• Скрежет при переключении на пониженные передачи. Износ или выход из стоя синхронизаторов.
• Не включается задний ход — разрушена шестерня или деформирована вилка включения из-за попыток «врубить заднюю», не дожидаясь полной остановки машины.
• Затруднён выбор передачи. Изношено шаровое крепление рычага переключения.
• Неполное включение передач, невозможность включить или выключить одну из них, произвольное выключение передач при сбросе газа. Износ шариковых фиксаторов или направляющих штоков, деформация вилок механизма переключения. Редко — разрушение зубьев шестерён.

Преимущества МКПП в различных дорожных условиях

В автомобиле с «механикой», водитель не чувствует себя отстранённым от непосредственного управления машиной.

По мере накопления опыта появляются и совершенствуются полезные навыки и приёмы:

• Торможение двигателем. Необходимо при движении на гололёде, при затяжных спусках с горы и в других ситуациях, когда нужно использовать длительное и плавное торможение без перегрева тормозов и потери контакта колёс с дорогой.
• Езда «в натяжку» с частично выжатым сцеплением. Полезно при перемещении по сложному рельефу и преодолении отдельных препятствий на скорости без ударных нагрузок в трансмиссии.
• Быстрые переключения «первая, задний ход, первая». Даёт возможность «раскачать» автомобиль и самостоятельно выехать из болота или сугроба, в котором застрял.
• Умение двигаться накатом, ездить на буксире и самому буксировать коллег по дорожному движению
• Экономия топлива. На любой передаче можно побрать самый экономичный режим движения.

Так же неоценимое достоинство МКПП — простое обслуживание, длительный срок службы, доступность ремонта и небольшая стоимость расходных материалов.

Устройство механической коробки передач

Потребность в наличии коробки передач (КПП) вызвана фактом: любой современный двигатель имеет относительно неширокий диапазон оборотов коленвала, в котором и крутящий момент, и мощность имеют свои максимальные значения при заданной величине расхода топлива. Помимо того, любой двигатель нельзя раскручивать беспредельно – для любого мотора существует некая «красная зона», то есть такая частота вращения коленвала, которую превышать просто недопустимо, иначе не избежать серьезных поломок.

Что это — коробка передач?

Коробкой передач принято называть механизм, главным предназначением которого является передача движения вращательного характера с коленвала двигателя на кардан или передние полуоси (в задне- или переднеприводных моделях соответственно), тем самым управляя этим автомобилем посредством изменения таких параметров, как скорость вращения и крутящий момент, а также направление движения (вперед или назад).

Естественно, никакая коробка не способна увеличить мощность мотора, но зато она способна изменять то, что есть, для наилучшего его согласования с реальными условиями эксплуатации, изменяя для этого передаточное число между своими входом и выходом так, чтобы обеспечивались наивыгоднейшие топливо-экономические и тягово-скоростные свойства. Кроме того, к «обязанностям» коробки передач относится реализация холостого режима работы мотора и способности автомашины передвигаться задним ходом.

Необходимость применения коробок передач обусловлена различием угловых скоростей коленвала и ведущих колес, которое не позволяет осуществлять привод ведущих колес непосредственно от коленвала. Так, коленвал современного двигателя имеет, как правило, угловую скорость в диапазоне между 500 и 9000 об/мин, а угловая скорость ведущих колес может находиться в диапазоне между 0 и 1800 об/мин.

Из этого следует, что совместить одно с другим по этому параметру, не применяя коробку передач, никак не получится. Наконец, современные ДВС имеют довольно узкий диапазон, в котором они обладают выгодными характеристиками по крутящему моменту – от 3000 до 7000 об/мин, «привязать» который к реальным условиям эксплуатации никак не получается, если пытаться обойтись без устройств типа КПП.

Как обойти эти проблемы?

Проще всего — изменяя такие параметры, как частота вращения ведомой шестерни и крутящий момент на ее валу при помощи специально подобранных шестерен. Теперь, начиная движение, выбор первой передачи будет означать, что мы выбрали пару шестерен с тем значением передаточного числа, которое соответствует включенной первой передаче. Поскольку обычно передаточные числа уменьшаются с ростом номера передачи, то в данном случае будем иметь наибольшее значение передаточного числа, наименьшую частоту вращения ведущих колес, но зато максимально возможное значение крутящего момента.

В течение дальнейшего разгона одна за другой включаются следующие передачи, благодаря чему повышается частота вращения колес, но падает крутящий момент. Даже это краткое описание показывает — коробка передач выполняет важные функции, без которых ни о какой езде не было бы никакого разговора. Итак, коробка передач, по существу, является многоступенчатым редуктором, с помощью которого обеспечивается возможность преобразования вращательного движения коленвала в поступательное движение автомобиля.

Передаточное число – что за зверь?

Этим понятием обозначается отношение скоростей вращения двух взаимодействующих шестерен. Иначе говоря, отношение между количествами зубьев у ведущей и у ведомой шестерен – это и есть передаточное число. Различные передачи, естественно, требуют разных передаточных чисел — максимальное передаточное число применяется на самой низкой передаче (1-й), а минимальное — на высшей. «Прямая» передача соответствует передаточному числу, равному 1. При подборе передаточных чисел их стремятся выбрать такими, чтоб они не были целыми.

Можно привести такой пример: имеем две связанные друг с другом шестерни, на каждой из которых ставим маркером по отметке – друг против друга. Если данная пара шестерен имеет передаточное число, равное, к примеру, двум, то это означает, что ровно через два оборота от начала вращения нанесенные на шестерни метки опять совпадут. И каждые два оборота эта картина будет повторяться – совпадать будет одна и та же пара зубьев, то есть именно эта пара нагружена больше других, и по этой причине гораздо быстрее сломается или износится. По этой причине подбор передаточных чисел – довольно ответственная операция, а их значения выбираются дробными.

Устройство механической коробки

Схема трёхвальной коробки передач заднего привода автомобиля

Устройство механической коробки передач трехвального исполнения (об отличиях двухвального исполнения упомянем далее) предусматривает размещение в картере коробки трех валов — первичного, вторичного и промежуточного. Первичный вал (или ведущий) благодаря механизму сцепления может сочленяться с маховиком и вращаться вместе с ним. Вторичный вал (или ведомый) имеет постоянное соединение с карданным валом. Вращение первичного вала с помощью вала промежуточного может передаваться вторичному.

Расположены первичный и вторичный валы последовательно, а опорой вторичного вала является подшипник, запрессованный в хвостовик первичного вала. Таким образом, жесткой связи между собой два этих вала не имеют, а их вращение происходит независимо. Промежуточный вал смонтирован параллельно названным валам.

На всех валах установлены шестерни. Первичный вал несет на себе ведущую шестерню, вращающую промежуточный вал. Последний несет на себе блок шестерен, жестко с ним соединенный и часто выполняемый с ним как единое целое. Вторичный вал несет на себе ведомые шестерни – эти шестерни имеют возможность перемещения по шлицам вдоль вала.

На последнем валу располагаются также муфты, включающие те или иные передачи. В зависимости от числа муфт коробки передач бывают двухходовые, трёхходовые и т.д. Современная четырёхходовая коробка, например, может иметь 6 или 7 прямых передач плюс задний ход.

В ручной коробке переход от одной передачи к другой осуществляет водитель с помощью специального рычага, находящегося внутри салона автомашины. Дабы избежать включения двух передач одновременно (чревато поломкой коробки), в ней установлен специальный замок, а во избежание самопроизвольного выключения передач имеется специальный блокирующий механизм.

Принципы функционирования

Допустим, скорость вращения коленвала составляет 1000 об/мин, и благодаря механизму сцепления соответствующий крутящий момент получает первичный вал коробки передач. Если теперь включить первую передачу, то жесткозакрепленная на этом валу шестерня войдет в зацепление с другой шестерней, которая крупнее по размеру и имеет в четыре раза, например, больше зубьев.

Следовательно, вал, на котором установлена вторая шестерня, будет вращаться со скоростью в четыре раза меньше скорости коленвала, то есть 250 об/мин. Скорость вращения уменьшилась в четыре раза согласно соотношению зубьев шестерен, а крутящий момент в такое же число раз увеличится на второй шестерне.

Применение различных передаточных чисел пар шестерен позволяет получать от двигателя и передавать далее на ведущие колеса автомобиля разные крутящие моменты. Иначе говоря, вращение коленвала двигателя в 1000 об/мин можно преобразовать, при выборе соответствующих передач, во вращение ведущих колес автомобиля со скоростью, например, в 333 или 250 об/мин и т.д.

Реализация возможности передвижения автомобиля задним ходом обеспечивается наличием в коробке передач соответствующего механизма, состоящего из дополнительного вала и установленной на нем шестерни заднего хода. Если выбрать задний ход, то между вторичным и промежуточным валами будет дополнительно включена эта шестерня, благодаря которой вторичный вал коробки передач будет вращаться в противоположную, по сравнению с обычным направлением, сторону за счет нечетного количества сцепленных друг с другом шестерен.

Классификации современных ручных коробок

По числу передач

Все коробки условно делятся на виды в зависимости от количества реализуемых ими ступеней передач. Различают 4-, 5-, 6-, и даже 7-ступенчатые коробки. Увеличение числа передач зиждется на необходимости передавать крутящий момент в наиболее эффективных пределах. Так, если двигатель имеет наибольшее значение крутящего момента на сравнительно невысоких оборотах, то разгонять его до более высоких оборотов нет смысла – развиваемая им мощность будет лишь падать при повышении частоты вращения. В таких ситуациях гораздо более эффективным решением будет применение соответствующей коробки;

По числу валов

Коробки передач бывают 3- и 2-вальными в зависимости от того, сколько валов они содержат. 3-вальными коробками (описаны выше) оборудуются автомашины как с передним, так и с задним приводом, а 2-вальными коробками оборудуются, в основном, переднеприводные легковые автомобили. 2-вальная коробка, как следует из названия, содержит в себе лишь два вала, хотя в целом их расположение и назначение аналогичны 3-вальной коробке. Отличия заключаются в расположении валов относительно друг друга – оно параллельное в 2-вальной коробке. Второе отличие состоит в схеме создания передач – в 3-вальной коробке одна передача реализуется двумя парами шестерен, а в 2-вальной – лишь одной парой. 2-вальные коробки не имеют прямой передачи, зато могут иметь не один, а сразу несколько ведомых валов.

Достоинства механических коробок:

• стоимость и масса «механики» относительно ниже, чем те же параметры у других типов коробок;
• КПД «механики» выше, нежели у коробок других типов;
• благодаря своей высокой надежности, «механика» имеет большой срок службы;
• механическая коробка предоставляет большой выбор стилей езды в различных условиях эксплуатации автомобиля, например, бездорожье, грязь, гололед;
• машину с «механикой» при необходимости можно буксировать куда угодно, не опасаясь неприятных последствий со стороны коробки;
• наличие именно ручной коробки обеспечивает возможность запуска автомобиля с «толкача» и допускает отсоединение трансмиссии от двигателя.

Недостатки механических коробок:

• в условиях длительной езды по городу или в пробках значительно больше утомляет водителя;
  нуждается в наличии у водителя определенных навыков управления автомобилем типа плавного перехода между передачами;
• сравнительно большое время смены передач, поскольку оно нуждается во временном отключении коробки от двигателя (выключении сцепления);
• относительно небольшой ресурс механизма сцепления.

Новые разработки в мире КПП

Нынешнее разнообразие коробок передач – это не застывший металлосборник, а впитывающий в себя все новое — мир коробок передач. Тем не менее, обычные коробки, появившиеся одновременно с появлением автомобиля, имеют наименьшие темпы развития, а роботизированные – наивысшие, при этом последние перестают быть обычными модернизированными коробками, все далее уходя от них – сказывается полное управление электроникой и приводами, а их проектирование идет уже по своей особой технологии. То есть эти коробки, фактически, все больше удаляются от механики, их породившей.

Это видно и по результатам — лучшие коробки-роботы от Ferrari обеспечивают переключение передач за время не более 60 мс, а коробки передач типа DSG (Volkswagen) способны включать отдельные передачи за 8 мс! Благодаря этому Volkswagen Golf, например, оснащенный 7-ступенчатой коробкой этого типа, примерно на 20% экономичнее, нежели такой же автомобиль, но оборудованный традиционной «механикой».

В последние годы резко улучшились характеристики систем смазки – ныне выпускаемые коробки передач нередко оснащены системой смазки под давлением, а иногда – еще и совместного использования с двигателем. Такое решение дает возможность резко увеличить ресурс работы коробки передач относительно привычной всем системы смазки за счёт присутствующего в картере двигателя масла, а также обеспечить необходимое охлаждение коробки передач благодаря постоянной циркуляции масла. Сегодня существует уже довольно большое число механических коробок, но использующих для своей смазки масло ATF, то есть масло для коробок-автомат.

В заключение стоит сказать, что тенденцией нашего времени является и то, что устройство механической коробки передач все больше усложняется в погоне за динамикой, скоростью, экономичностью… Какой она будет в будущем, трудно сказать, наверное, никто и не скажет.

Источник https://swapmotor.ru/korobka-peredach/mkpp.html

Источник https://topvariator.ru/transmissija/korobka-peredach/mkpp/obsluzhivanie-mkpp

Источник http://autoleek.ru/korobka-peredach/mkpp/ustrojstvo_mkpp.html

Источник