Механическая коробка передач принцип работы для чайников: Принцип работы механической коробки передач для чайников

Механическая коробка передач – принцип работы и устройство

Содержание:

• МКПП — это?
• Признаки неисправностей
• Как пользоваться МКПП?
• Старт
• Езда
• Снижение скорости, торможение
• Как работает 2-хвальная КП
• Как работает 3-хвальная КП
• Продлеваем срок службы механической коробки
• Плюсы и минусы
• Мнения автомобилистов

Механическая коробка передач сегодня используется во многих автомобилях, в том числе отечественного производства. Она славится долговечностью, простым управлением и отличной способностью к ремонту. В «народе» она получила название «ручного» переключения передач. Рассмотрим устройство коробки передач автомобиля, поскольку эта тема для большинства водителей остается сложной. Кроме этого, приведем рекомендации по ее использованию, а также выделим основные плюсы и минусы данного агрегата.

МКПП — это?

Механическими КП оснащены большинство моделей машин отечественного автопрома. Чтобы правильно управлять машиной, необходимо изучить не только принцип работы МКПП, но и из каких деталей состоит система.

Схема функционирования и узлы кардинально отличаются от автоматической трансмиссии. Ее главная составляющая — передаточный механизм зубчатого вида. Ведущей функцией коробки является изменение передаточного числа для передачи вращающего момента на колеса.

АКПП в свое время была создана на основе механической. Сейчас МКПП по числу ступеней выделяют 4-х, 5-ти и 6-ти ступенчатые. Самыми востребованными остаются пятиступенчатые, в то время как четырехступенчатые встречаются лишь на очень старых автомобилях.

Помимо этого, механическая коробка подразделяется на типы по «количеству валов». Она может быть двухвальной или трехвальной. Первый вид ставят на переднеприводных «легковушках». Второй тип — практически на все виды авто, в том числе заднеприводные и грузовые.

Устройство коробки передач представляет собой конструкцию, состоящую из множества элементов. К ним относят корпусы, несколько видов валов, шестеренки, рычаг переключения и синхронизаторы. Каждая деталь играет определенную роль.

Кроме того, устройство МКПП включает в себя еще несколько важных элементов. Самым главным считается сцепление. При переключении скоростей оно выполняет разъединение коробки с двигателем. Когда педаль нажата, двигатель и колеса работают отдельно.

Сцепление представляет собой два диска. Первый соединяется с мотором, а второй с колесами. Когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются, и начинается их одновременное вращение. Что касается шестерни и валов, то здесь все немного проще. Оси валов сами по себе параллельны, на них находятся шестерни. Предназначение шестеренок — изменять частоту оборотов между валами. Переключение на повышенную (пониженную) передачу происходит благодаря замене размеров шестеренок.

Переключать передачи во время езды без сцепления невозможно. Разные МКПП оснащены двумя или тремя валами. Рассмотрим каждый тип отдельно.

Признаки неисправностей

Зная устройство МКПП, водитель сможет диагностировать неполадки самостоятельно. Признаками неисправностей являются посторонние шумы, стуки и звуки. К ним также относят наличие масляных подтеков и трещины кузова.

Во время езды водитель может заметить, что коробка передач переключается трудно, с небольшими «провалами». Все это говорит о том, что водитель пренебрегает техобслуживанием, либо о том, что детали максимально изношены и требуют замены.

Рассмотрим самые популярные виды неисправностей «механики»:

 Возникновение шума в момент, когда авто стоит на «нейтралке». Неприятные скрипы появляются, как правило, из-за низкого уровня жидкости или его отсутствия в КП. Также возможно залито некачественное трансмиссионное масло. Оставшийся скрежет после проверки уровня масла говорит о том, что произошел износ деталей.

 Во время работы двигателя слышится сильный скрежет независимо от того, какая передача стоит. Проблема, скорее всего, заключается в том же — износе деталей. В этой ситуации нужно направить машину на технический осмотр. Иногда водителям «диагностируют» несоосность двигателя со сцеплением.

 Уровень шума усиливается на какой-либо одной передаче. Если это не износ, значит, причина кроется в поломке зубьев синхронизатора.

 При переключении передач чувствуются «торможение». Возможно, дело в поломке синхронизатора. Однако перед тем, как начать разбираться с этим, нужно осмотреть тросик привода, корзину, диск сцепления и рычаг.

 Самой распространенной поломкой «механики» является подтекание масла. Эта проблема кроется в износе уплотнителей, неправильном прилегании поддона или засорении дыхательного клапана.

Минимизировать поломки механической КП можно. Во-первых, стоит почаще проводить техосмотр, и не игнорировать любые звуки и хрусты. Во-вторых, при обнаружении неполадок сразу переходить к устранению. Любые поломки опасны для жизни водителя.

Как пользоваться МКПП?

Знать устройство механических коробок передач должен каждый водитель, иначе он не научится правильно пользоваться ею. Новичкам бывает сложно разобраться в принципе работы КП. Приведем пошаговую инструкцию, помогающую научиться езде на «механике».

Старт

Когда новичок впервые садится за руль механики, ему нужно понимать, что его действия должны быть последовательными. Пристегнув ремень, водителю стоит настроить сиденье, заняв комфортное положение для нажимания педалей.

Рычаг переключают в нейтральный режим. С этого положения получится двигаться в любую сторону. Чтобы машина поехала, нужно надавить сцепление, включив скорость, отпустить его и одновременно нажать на газ. Делать этого следует плавно, иначе двигатель заглохнет. Если на улице мороз, эксперты советуют стартовать со второй передачи. Это поможет избежать пробуксовки.

Езда

Чтобы езда на автомобиле доставляла удовольствие, нужно понимать, как правильно управлять им.

Верное нажатие педалей обеспечивает плавную динамику коробки, продлевает ее срок службы, снижает затраты топлива. Главное — пристально следить за тахометром. Если он показывает 2,5-3,5 тыс км., то переключать скоростной режим не требуется. Если показатели выше, то следует сразу переключиться, снизив нагрузку на двигатель.

Во время разгона автомобиля водителю следует переключать скорости поэтапно, от первой до последней. Чтобы не допустить поломки валов коробки, необходимо выжимать сцепление до упора.

Механическая коробка может помочь водителю в случае, когда не работают тормоза. Он сможет затормозить двигателем. При этом не нужно повышать обороты. Когда скорость снизится, машина остановится.

Снижение скорости, торможение

Чтобы снизить скорость, водителю нужно переключиться на низкую передачу. Если скорость для заданной передачи будет слишком низкая, машина начнет дребезжать. Для снижения скорости советуем надавить на сцепление, отпустить педаль газа и сразу переключить скорость. После этого нужно отпустить сцепление и нажать на газ одновременно с этим.

Чтобы остановить транспорт, нужно нажать педаль тормоза. Как только авто будет ехать при скорости 15 км/час, он начнет слегка дребезжать. В это время следует надавить на сцепление, поставить рычаг на «нейтралку» и завершить все нажатием тормоза. Останавливаться разрешено на любой скорости. Главное, нажать сцепление, тормоз и переключиться на нейтральный режим. Для того чтобы улучшить навыки вождения на автомобиле с механической коробкой передач, рекомендуем воспользоваться услугами автоинструктора МКПП.

Как работает 2-хвальная КП

Двухвальная коробка считается одной из самых востребованных типов МКПП. Принцип работы коробки передач заключается в том, что на ведущий вал идет передача крутящего момента через муфту от мотора. Частично шестерни закреплены на валах, а частично свободно вращаются. Их количество зависит от типа конструкции.

Кроме того, валы оснащены синхронизаторами. Шестерни, расположенные около синхронизаторов, всегда вращаются. Остальные — зафиксированы. На ведомом валу зафиксирована шестерня главной передачи. Вместе с дифференциалом она перенаправляет крутящий момент от вторичного вала к колесам. Дифференциал, в свою очередь, осуществляет колесное вращение с разными угловыми скоростями.

Двухвальная коробка имеет механизм выбора передач, который находится в корпусе. Его составляющими являются штоки и вилки. Они выполняют работу по перемещению муфты синхронизатора. Принцип функционирования двухвальной коробки схож с трехвальной. Главной отличительной «чертой» является специфика работы механизма, отвечающего за переключение ступеней.

Как работает 3-хвальная КП

Принцип работы механической коробки передач (трехвальной) состоит в зубчатом взаимодействии шестеренок. Они «окутаны» жидкостью, находящейся в корпусе. Конструкция МКПП включает в себя разные элементы, среди которых, помимо картера, присутствуют валы, синхронизаторы и шестерни. Вращение валов обеспечивается подшипниками. При этом все валы оснащены шестеренками с зубьями.

Корзина сцепления позволяет ведущему валу примкнуть к двигателю. В это время промежуточный вал перенаправляет крутящий момент вторичному. На первичном валу находится шестерня, раскручивающая промежуточный вал с набором шестеренок. Ведомый вал обладает собственным набором, шестерни которого перемещаются по шлицам.

Муфты синхронизатора расположены между шестернями вторичного вала. Синхронизаторы находятся на них, они перемещаются по шлицам. Современные коробки имеют муфты на всех ступенях.

Переключение ступеней происходит с помощью устройства, расположенного на корпусе. Конструкция представляет собой рукоятку с ползунами с вилками. Механизм блокировки помогает предотвратить синхронный выбор. Вращающий момент не отдается на колеса на «нейтральной» ступени.

Как только рукоять управления меняет положение, то вилка смещает муфту синхронизатора. Зубчатая область синхронизатора вступает во взаимодействие с зубчатым ореолом шестерни. На вторичном валу создается блокировка. В этот момент происходит отдача вращающего момента на колеса с передаточным числом.

Автомобиль перемещается назад при задействовании определенной ступени. Промежуточная шестерня заднего хода помогает сменить направление. Несмотря на то, что трехвальные коробки достаточно тяжелые, они имеют одно важное преимущество. Они дают больший КПД по сравнению с двухвальными. Именно поэтому их устанавливают практически на любые грузовые авто и «легковушки».

Продлеваем срок службы механической коробки

Неправильное переключение передач, непонятные звуки при работе, а также самостоятельное выключение — эти симптомы сигнализируют о том, что агрегат постепенно выходит из строя. Мало кто знает, что можно продлить срок работы МКПП, если следовать некоторым советам. Приведем их ниже.

 Работоспособность коробки зависит от качества залитого в нее трансмиссионного масла. Для каждого авто разрешено использовать разные жидкости. Как часто ее нужно менять, а также, какие марки масла подойдут машине написано в руководстве по эксплуатации.

 Во время разгона следует переключаться с передачи на передачу как можно с меньшим диапазоном времени. Это необходимо для того, чтобы шестеренки смогли выровняться друг с другом по скорости. Если водителю нужно «спуститься» с верхней передачи на нижнюю, то на помощь придет перегазовка.

 Автомобиль не должен перемещаться внатяг. Это сильно увеличивает нагрузки на двигатель и трансмиссию, что провоцирует преждевременный износ.

 Если транспорт находится «на спуске», то движение разрешается начать со второй передачи, а потом переключиться на 4-ю и 5-ю.

 Водителю нужно всегда ездить на покрышках, соответствующих сезону. Нельзя пренебрегать этим правилом. Кроме этого, стоит периодически проверять давление в шинах и при возможности регулировать его.

Не стоит забывать, что если автомобиль используется в роли буксирующего, то его срок службы снижается. Также нельзя допускать перегруза и забивать багажник предметами, превышающими допустимый вес.

При обнаружении масляных протечек, следует сразу обратиться в автомастерскую. Мастера проведут диагностику и заменят уплотнители. Правильно отрегулированное сцепление увеличивает срок службы механической коробки.

Плюсы и минусы

Устройство механической коробки передач автомобиля имеет свои плюсы и минусы. По сравнению с автоматической КП, она чем-то лучше, а в чем-то уступает ей. Перечислим главные преимущества:

 Низкая себестоимость по сравнению с «автоматом». Дешевле «механики» обходятся лишь клиноременные коробки с регулятором. Их не ставят в машины, но часто используют для установки в скутерах.

 В сравнении с гидромеханической трансмиссией, коробка обладает небольшой массой. К примеру, АКПП весит минимум 50 кг. Маленький вес снижает общую массу автомобиля. Это снижает расход топлива.

 Механическая КП позволяет использовать ее мощность «на полную». Это гарантирует высокий КПД. Большая энергия передается на ведущие колеса, что улучшает динамику.

 Для «механики» не нужно устанавливать системы охлаждения.

 Простая конструкция, состоящая из валов с шестеренками. В коробке отсутствует какая-либо электроника.

 Надежность. Коробка способна работать долго при условии правильного обслуживания и эксплуатации. Она спокойно «проедет» более 500 тысяч километров.

 По сравнению с коробкой-автомат, механика имеет дешевое обслуживание. Во-первых, агрегат не требует частого ремонта. Во-вторых, если ремонт все-таки потребуется, он обойдется в несколько раз дешевле.

 Автоматика проще для новичков, но электроника часто блокирует неверные действия водителя. Нельзя сказать того же самого о механике.

 Автомобиль с механической коробкой способен проехать и по гололеду, и выбраться из грязи. Опытные водители могут самостоятельно выбирать режим, при котором им удобно ехать.

 Авто с механикой можно легко завести «с толкача» в случае, если возникнут проблемы. Для машин с автоматикой придется вызывать эвакуатор. Это не только дорого, но и долго.

Как видите, преимуществ у механической коробки передач много. Однако существует и несколько минусов, которые не нравятся водителям. Самым большим недостатком является взаимодействие человека с машиной. Во время движения нужно постоянно дергать рычаг, следить за оборотами, вовремя нажимать педали. Это неудобно, особенно при езде в городе.

Мнения автомобилистов

Некоторые автолюбители считают, что менять масло в механической коробке бесполезно. Никакого эффекта это не даст. Но это не так. Если водитель будет проводить замену каждые 70-80 тыс км, то коробка станет работать плавно. Это обуславливается тем, что из коробки удаляются твердые металлические частицы, осевшие после трения деталей.

Многие автомобилисты согласны, что механическая коробка не так дорога в обслуживании. Но другие с этим мнением не согласны, поскольку считают, что дешевым ремонт будет только для стареньких Жигулей. Современные МКПП имеют более сложную конструкцию, а значит, требуют больших затрат на ремонт и обслуживание.

Говорят, что машины с «механикой» меньше потребляют топлива. Это так, но все равно, данный фактор больше зависит от манеры вождения человека. Эксплуатация в жестких условиях, наоборот, повышает потребление горючего.

Любители механических коробок уверены, что их еще можно модернизировать. Конечно, на фоне вариаторов и роботов, механика кажется просто неубиваемой. Автоматические агрегаты уже нельзя совершенствовать. Однако в реальности дело обстоит наоборот. У МКПП не так много путей развития, т.к. многие производители стараются оснащать свою продукцию «автоматикой». Соответственно над автоматическими коробками идет большая работа из года в год.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Яков
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Екатерина
• Автоинструктор Марина
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Анатолий
• Автоинструктор Юлия

Отзывы:

Все отзывы

Все о механической коробки передач: виды, конструкция, принцип работы

Название «механическая коробка передач» было дано агрегату из-за использования данного способа переключения. Новичкам часто достаточно сложно научиться быстро управлять автомобилем с МКПП в отличие от «автомата». Однако трансмиссии этого типа отличаются надежностью. «Механика» имеет довольно простую конструкцию, также можно выделить ее ремонтопригодность. При этом в автомобилестроении механическая коробка передач сегодня утратила лидирующие позиции.

Принцип работы

Используемый в работе МКПП принцип заключается в передаче на первичный вал крутящего момента. Передача осуществляется от двигателя через сцепление. В конструкции механической коробки передач есть пары шестерен, которые между собой взаимодействуют. С помощью этих пар (ступеней) крутящий момент преобразуется для последующей передачи на колеса. Ступени имеют свое передаточное число. Так происходит преобразование скорости вращения и крутящего момента коленчатого вала ДВС. Различают понижающие и повышающие передачи. Первые крутящий момент увеличивают, при этом происходит уменьшение скорости вращения. Включение повышающей передачи, наоборот, уменьшает крутящий момент.

Пары состоят из двух шестерен, входной и выходной. Передаточное число зависит от количества зубьев. Понятно, что у шестерни большего диаметра и количество зубьев будет больше, здесь существует прямая зависимость. В качестве примера можно привести первую передачу с самым большим передаточным числом. У этой пары шестерен минимальный размер имеет входная, расположенная на первичном валу. Максимальный размер имеет выходная шестерня первой передачи. Поток мощности, который передается от мотора, при переключении скоростей МКПП нужно прервать. Для этого водитель нажимает педаль сцепления. Автомобиль с механической коробкой передач начинает движение с включения первой передачи.

Примечание: некоторые модели тяжелых грузовых автомобилей могут начинать движение со второй передачи.

Водитель рукой устанавливает селектор рычага переключения передач в нужное положение. Дальнейшее переключение на повышенные передачи выполняется водителем последовательно. Необходимо учитывать скорость автомобиля и показания тахометра.

Это связано с тем, что каждому диапазону оборотов двигатель соответствует определенная передача.

Разновидности МКПП

Механические КПП различают по количеству передач. К числу основных относятся коробки с 4, 5 и 6 ступенями. Большинство автомобилей с механикой в мире выпускается с трансмиссией 5МТ, другими словами, с 5-ступенчатой МКПП.

Выпускаются механические коробки передач с двухвальной и трехвальной конструкцией. Первые предназначены для легковых автомобилей с передним приводом. Вторые устанавливают на грузовики и легковые автомобили с задним приводом.

Особенности конструкции

Конструктивно отличаются друг от друга двухвальная и трехвальная коробки передач. Есть различия и в принципе работы. Двухвальная трансмиссия состоит из первичного и вторичного валов. Эти валы также называют ведущим и ведомым. Отличием конструкции трехвальной МКПП является промежуточный вал. В агрегате также есть шестерни первичного и вторичного валов. Остальные детали конструкции коробки передач: картер, главная передача, синхронизаторы, механизм выбора передач, дифференциал.

Особенности конструкции двухвальной МКПП

В двухвальных коробках передач, которые относятся к самым распространенным, на первичный вал агрегата крутящий момент поступает от мотора через муфту сцепления. В разных конструкциях механических КПП некоторые из шестерней жестко закрепляются на двух валах. Остальные шестерни свободно вращаются.

Важно: по меньшей мере один синхронизатор устанавливается как на первичном, так и вторичном валах.

Постоянным является зацепление шестерен двух валов. Для понимания, находится ли шестерня в зафиксированном положении, надо просто посмотреть на них ― свободно вращаются шестерни, находящиеся около синхронизаторов.

Особенность конструкции ― жесткое закрепление шестерни главной передачи на вторичном валу. Задача главной передачи и дифференциала состоит в передаче крутящего момента к колесам автомобиля. При этом дифференциал придает колесам разную угловую скорость.

В корпусе МКПП находится механизм выбора передачи. Перемещение синхронизатора выполняется с помощью штоков и вилок. Предусмотрена защита от попытки включения двух передач одновременно.

При рычаге переключения передач в нейтральном положении не происходит передачи крутящего момента на ведущие колеса. Это означает, что шестерни на валах не зафиксированы.

Включая передачу, водитель переводит синхронизатор с помощью нужной вилки. Перемещение осуществляется через систему тяг или тросиков.

Функция муфты заключается в синхронизации угловых скоростей определенной шестерни и вала, на котором муфта установлена.

Передача крутящего момента с ведущего на ведомый вал происходит при зацеплении синхронизатора с шестерней.

Важно: крутящий момент передается от силового агрегата на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Автомобиль может двигаться задним ходом, для этого задействуется дополнительный вал, на котором установлена промежуточная шестерня заднего хода.

Особенности конструкции трехвальной МКПП

Отличительная особенность трехвальной трансмиссии ― наличие в конструкции дополнительного промежуточного вала. Передача крутящего момента происходит с первичного вала, который соединен со сцеплением, на третий вал. Для передачи задействована нужная шестерня.

Важно: зацепление валов не прерывается, оно постоянно. Это обеспечивается жесткой фиксацией шестерен на промежуточном валу, параллельном ведущему валу.

В установленный на первичном валу упорный подшипник входит ведомый вал. Получается, что оба вала, первичный и вторичный, находятся на одной оси. Особенность вторичного вала в том, что его шестерни имеют свободный ход, отсутствует жесткая фиксация с валом. Между шестернями промежуточного и ведомого валов есть постоянное зацепление. При нахождении селектора рычага переключения передач в нейтральном положении происходит передача крутящего момента от ведущего вала на промежуточный. Затем крутящий момент передается на шестерни ведомого вала. Однако свободное вращение этих шестерен не может заставить автомобиль начать движение.

Функция синхронизаторов, жестко закрепленных на валу между шестернями и имеющих возможность зубчатому соединению перемещаться в осевом направлении, состоит в том, чтобы выравнивать угловые скорости шестерен с угловой скоростью ведомого вала.

Выравнивание угловых скоростей происходит за счет использования силы трения.

В трехвальной трансмиссии механизм переключения установлен в корпусе КПП. В состав механизма входят штоки с вилками, рычаг управления и устройство, позволяющее блокировать возможность включения сразу двух передач.

Выпускаются механизмы с дистанционным управлением с помощью кулисы или шарнирных тросов.

В двухвальной и трехвальной трансмиссиях используется аналогичный принцип включения передач.

Роль синхронизаторов

Задача синхронизатора заключается в обеспечении безударного включения передач. Это достигается путем выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Элементы синхронизатора: муфта, кольца блокировочные и проволочные (по два), три сухаря.

При включении передачи перемещение муфты к соответствующей шестерне выполняется с помощью вилки. Сначала туда передвигается блокировочное кольцо. Появляется сила трения, благодаря которой происходит поворот блокировочного кольца из-за разности угловых скоростей элементов. Кольцо поворачивается до упора. Затем должны выровняться угловые скорости, после этого муфта двигается дальше и происходит зацепление.

Достоинства и недостатки механической КПП

Среди достоинств МКПП надо назвать:

• меньшую, по сравнению с другими видами трансмиссий, стоимость;
• меньшую массу КПП;
• высокий КПД;
• высокую динамику разгона автомобиля;
• топливную экономичность;
• простоту и ценовую доступность обслуживания.

Важные достоинства механической КПП ― возможность буксировки автомобиля и достаточно эффективное движение в условиях бездорожья.

Однако у МКПП есть и ряд недостатков:

• механические КПП не могут обеспечить такой же уровень комфорта, как другие трансмиссии;
• более сложный и требующий внимания процесс переключения передач;
• плавность хода автомобиля с МКПП хуже, чем у других трансмиссий;
• сцепление требуется периодически менять.

Выводы

Механическая КПП надежна и экономична. Такая трансмиссия отлично подойдет любителям быстрой езды и поездок по бездорожью. Для водителей, готовых «обменять» эти достоинства на меньший в сравнении с другими КПП комфорт, покупка автомобиля с МКПП ― очевидное решение.

Объяснение механической коробки передач — все основы

После изучения всех видов автоматической коробки передач пришло время перейти к механической коробке передач. Эту трансмиссию довольно сложно понять по сравнению с автоматической коробкой передач, поэтому все будет немного запутанно. Не беспокойтесь, мы постараемся сделать его максимально простым для понимания.

Прежде чем мы углубимся в суть дела, нам нужно понять задействованные части и то, как они работают по отдельности. Давай начнем.

Популярное чтение: iMT против AMT | Какая трансмиссия лучше?

Что такое передача?

Связь между двигателем и колесами называется трансмиссией. «Передача силы», отсюда и название. Эта передача мощности включает в себя несколько частей и требует максимальных расчетов, чтобы предотвратить потерю энергии. Механическая коробка передач сравнительно сложнее для понимания, чем автоматическая коробка передач. Теперь мы переходим к задействованным частям и к тому, как они работают.

Детали механической коробки передач

Основными частями механической коробки передач являются выходной вал двигателя (также называемый входным валом), промежуточный вал, выходной вал, синхронизаторы, кулачковые муфты и сцепление. На валах есть шестерни, которые определяют, какой крутящий момент и скорость передаются на колеса.

Сцепление Диск сцепления

Соединение двигателя с первичным валом, работа сцепления заключается либо в подаче вращательного усилия на первичный вал, либо в разрезании его. Он состоит из нескольких частей, которые работают при нажатии на педаль сцепления. Нажатие на педаль сцепления отключает маховик от узла сцепления, что прерывает подачу двигателя к трансмиссии. Это позволяет трансмиссии свободно вращаться от двигателя.

Это действие отключения выполняется следующим образом. После нажатия на педаль сцепления часть, называемая вилкой сцепления, нажимает на нажимной диск сцепления, который напрямую соединен со сцеплением, а сцепление соединено с маховиком. Это нажатие удаляет соединение между сцеплением и маховиком, таким образом разрезая цепь.

Первичный вал

Этот вал соединен с маховиком через муфту. Он приводит в движение шестерни промежуточного вала с той же скоростью, что и двигатель.

Промежуточный вал 

Промежуточный вал содержит набор различных шестерен, которые приводятся в движение двигателем через первичный вал. Эти шестерни, также известные как шестерни промежуточного вала, находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Нахождение в постоянном зацеплении означает, что эти шестерни всегда связаны друг с другом и все время вращаются. Шестерни промежуточного вала напрямую связаны с самим валом и, таким образом, всегда вращаются со скоростью вала.

Выходной вал

Выходной вал имеет шестерни различных размеров. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются от выходного вала, но в зацеплении они, проще говоря, застревают на вторичном валу. Это означает, что выходной вал будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестернями. Это станет проще, когда мы объясним всю работу позже.

Кулачковые муфты Кулачковые муфты

В отличие от обычных муфт, кулачковые муфты установлены на выходном валу. Когда водитель включает передачу, работа кулачковой муфты состоит в том, чтобы заставить это передаточное число перемещать выходной вал. Без включенного кулачкового сцепления все передачи вращаются свободно, и автомобиль находится в нейтральном положении. Кулачковые муфты могут двигаться внутрь и наружу для включения и выключения при необходимости, позволяя шестерням только вращаться, а не двигаться вперед и назад. Кулачковые муфты постоянно соединены с выходным валом и служат в качестве соединения между валом и незакрепленной шестерней.

Синхронизаторы 

Работа синхронизатора заключается в обеспечении одинаковой скорости выходного вала и передачи, которая должна быть включена. У них есть фрикционные пластины, которые замедляют шестерни с той же скоростью, что и выходной вал, что позволяет легко подключать кулачковую муфту.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Передаточное число и как оно влияет на выходную мощность

Прежде чем мы объясним работу механической коробки передач, нам нужно разобраться, что такое передаточные числа и как они влияют на выходную мощность двигателя.

Передаточное отношение можно объяснить как отношение зубьев шестерен. В случае трансмиссии это отношение ведомой шестерни к ведущей. Передаточное отношение может помочь нам объяснить, как мы получаем больший крутящий момент на низкой передаче и высокую скорость на более высокой передаче.

Чтобы объяснить, почему более низкая передача получает высокий крутящий момент, нам нужно обратиться к формуле для крутящего момента. Крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. Расстояние в данном случае является радиусом ведомой шестерни. Как мы знаем, ведомая шестерня становится меньше по мере увеличения передаточного числа, поэтому мы получаем больший крутящий момент на более низких передачах.

Что касается того, почему более высокая передача обеспечивает большую скорость, обороты на выходе автомобиля определяются оборотами двигателя, деленными на передаточное число. Более высокие передачи имеют меньшее передаточное число, что позволяет нам получить больше оборотов в минуту.

Чтобы объяснить это на примере. Представьте, что ваши обороты в минуту постоянно равны 1000. Предположим, что ваше первое передаточное число составляет 3: 1, это делает выходное число оборотов в минуту равным 333,3 об / мин. Теперь предположим, что передаточное число вашей высшей передачи составляет 0,5:1, это означает, что ваши обороты на выходе теперь будут равны 2000. 0002 Первичный вал приводит в движение шестерню промежуточного вала, которая находится в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Вход приводит в движение шестерню промежуточного вала с собственной шестерней. Шестерни промежуточного вала постоянно соединены с промежуточным валом, поэтому промежуточный вал всегда вращается вместе с шестернями. Шестерни на выходном валу свободно соединены с выходным валом, поэтому свободно вращаются вместе с шестернями промежуточного вала и не перемещают выходной вал. При включении передачи мощность от входного вала сначала передается на промежуточный вал, а затем на шестерни вторичного вала.

Отличие здесь в том, что включенная шестерня теперь соединена с выходным валом. Поскольку шестерни не могут двигаться вперед и назад, соединение с валом осуществляется с помощью кулачковой муфты (показана как втулка ступицы шестерни на приведенной выше диаграмме). Кулачковая муфта включенной передачи присоединяется к шестерне и служит соединением между валом и шестерней. Обратите внимание, что кулачковые муфты постоянно соединены с валом и приводятся в движение вилкой, соединенной с коробкой передач. Это заставляет вал вращаться с той же скоростью, что и передаточное отношение шестерни.

Подробнее: Как работает автоматическая коробка передач с гидротрансформатором | Объяснение

При включении другой передачи сцепление отключается от маховика и мощность на валы не передается. Новую передачу выбирает водитель, и теперь синхронизаторы своим фрикционным диском замедляют передачу, чтобы к ней подключилась кулачковая муфта. Шестерня замедляется до тех пор, пока не достигнет той же скорости, что и выходной вал. Это позволяет кулачковой муфте легко включать передачи без столкновения зубьев. После того, как поток мощности снова начинается, новое передаточное число приводит в движение выходной вал.

Работа задней передачи

Работа задней передачи осуществляется следующим образом. Поскольку двигатель не может вращаться в обратном направлении, трансмиссия должна вращать валы таким образом, чтобы автомобиль двигался назад. Это делается с помощью новой шестерни, называемой промежуточной шестерней. Промежуточная шестерня входит между шестерней промежуточного вала и шестерней вторичного вала. Промежуточная шестерня заставляет шестерню выходного вала вращаться в противоположном направлении, заставляя автомобиль двигаться назад.

Поскольку промежуточная передача не имеет кулачковой муфты, перед включением задней передачи необходимо полностью остановить автомобиль. И если вы, как и многие люди, задаетесь вопросом, что происходит, когда автомобиль включается задним ходом, если он уже едет, ответ — он просто не будет двигаться задним ходом. Однако это приведет к столкновению зубьев и повреждению шестерен. Трансмиссии сделаны так, чтобы задняя передача не могла быть включена, когда автомобиль движется вперед. Это все еще действительно повреждает шестерни, поэтому, пожалуйста, не делайте этого.

Здесь описано, как работает механическая коробка передач и как передаточные числа влияют на выходную мощность. Чем больше передач в автомобиле, тем выше может быть мощность. Это одна из наиболее сложных тем, и мы надеемся, что она достаточно ясна, чтобы понять, как работает механическая коробка передач.

Аналогичное чтение: DCT против CVT против AMT | Выберите лучшую коробку передач

Что такое механическая коробка передач? Схема, детали, работа и типы

В этой статье вы узнаете  что такое механическая коробка передач и как она работает? Его частей, преимуществ и типов объясняются диаграммами.

Кроме того, вы также можете загрузить файл формата PDF этой статьи в конце.

Что такое механическая коробка передач?

Система трансмиссии является одной из наиболее важных частей двигателя. Он соединяет двигатель с трансмиссией и контролирует, сколько энергии вы потребляете в данный момент. Поскольку в современном мире существует множество типов систем передачи, довольно сложно понять, как они работают.

Механическая коробка передач является распространенным и популярным типом трансмиссии, используемой в транспортных средствах. В этой системе водитель должен выбирать передачи вручную, управляя рычагом переключения передач и сцеплением. Основная функция трансмиссии заключается в управлении скоростью и крутящим моментом автомобиля в различных условиях движения.

В основном механическая коробка передач работает по принципу передаточного числа. Передаточное число – это отношение числа оборотов, совершаемых выходным валом, к числу оборотов, совершаемых первичным валом один раз.

Более низкое передаточное число означает больший крутящий момент, но меньшую скорость, а более высокое передаточное число означает меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Проще говоря, различные передаточные числа называются «скоростями».

Читайте также: Какие существуют типы сцеплений и как они работают?

Как работает передаточное число?

Работа передаточного числа механической коробки передач поясняется ниже:

• Первичный вал – оранжевый
• Первичный вал – желтый
• Главный вал – серый
• Вал-шестерня – Зеленый

N – Нейтральная передача

На нейтральной передаче автомобиль остается неподвижным, а в трансмиссии отсутствует муфта, что означает отсутствие передачи мощности.

Первая передача

Малая шестерня сблокирована с промежуточным валом. Вращение на главный вал передается одинарной шестерней первичного вала, а на промежуточный вал — через шестерню первой или второй передачи.

Вторая передача

Скорость на первой передаче уже позволяет автомобилю разгоняться и обеспечивает более плавное переключение на вторую передачу.

Третья передача

На третьей передаче скорость движения вперед увеличивается больше, но крутящий момент уменьшается.

Четвертая передача

Четвертая передача — прямой привод. Это означает, что первичный вал и главный вал заблокированы вместе, чтобы передать большую мощность двигателю.

Задняя передача

Промежуточная шестерня помещается между шестернями на двух валах, что приводит к изменению направления главного вала.

Конструкция механической коробки передач

Если вы водили автомобиль с механической коробкой передач, вы знаете о педали сцепления и рычаге переключения передач. Водитель управляет механической коробкой передач, используя эти два входа.

В этой системе редуктор состоит из трех главных валов с постоянно находящимися в зацеплении шестернями разных размеров. Первичный вал соединен с двигателем с помощью муфты, а промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и состоит из нескольких шестерен.

Принимая во внимание, что выходной вал соединяет промежуточный вал с карданным валом и, возможно, с колесами. В транспортных средствах, таких как FWD и AWD, выходной вал соединен с первой раздаточной коробкой, а задний ход обычно находится на четвертом валу, чтобы изменить направление.

Детали механической коробки передач

Ниже приведены детали механической коробки передач:

1. Коробка передач или раздаточная коробка
2. Первичный вал
3. Вторичный вал
4. Промежуточный вал
5. Синхронизаторы
6. Шестерни
7. Рычаг переключения передач
8. Вилка переключения
9. Подшипник
10. Удлинительный корпус

#1 Трансмиссия или раздаточная коробка

900 02 Это часть трансмиссии, которая используется для передачи мощности от трансмиссии к задней оси с помощью приводного вала.

Первичный вал №2

Первичный вал трансмиссии соединен с промежуточным валом, имеющим шестерни на обоих валах. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал также вращается и всегда находится в фиксированном передаточном отношении.

Вторичный вал №3

Функция вторичного вала заключается в передаче мощности от системы трансмиссии к двигателю. Шестерни выходного вала находятся в зацеплении с шестерней промежуточного вала и вращаются независимо друг от друга. Он будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестерней промежуточного вала.

Промежуточный вал №4

Также известен как промежуточный вал. Он вращается в направлении, противоположном входному валу. Они крутятся при работающем двигателе и включенном сцеплении. Всякий раз, когда водитель выбирает передачу, он приводит шестерню на главный вал.

#5 Синхронизаторы

Синхронизаторы облегчают зацепление ошейника и механизма для синхронизации их движения. Кроме того, они помогают регулировать скорость вала, чтобы шестерни выравнивались быстрее при переключении. Иногда скорость может меняться, поэтому синхронизатор помогает этого избежать.

#6 Шестерни

Обычно механическая коробка передач имеет три вала с шестернями разного размера. Есть большие шестерни с большим количеством зубьев и маленькие шестерни с малым количеством зубьев.

Большие шестерни создают дополнительный крутящий момент, который помогает замедлить транспортное средство. В то время как меньшие шестерни генерируют меньший крутящий момент, что помогает автомобилю двигаться на высокой скорости.

Рычаг переключения передач #7

Расположен на центральной консоли, рычаг переключения передач соединен с трансмиссией рычажным механизмом, и им можно управлять рукой. С помощью рычага переключения передач вы можете легко управлять и переключать передачи. Функция рычага переключения передач заключается в ручном переключении передач, когда они ускоряют и замедляют автомобиль.

#8 Вилка переключения передач

Вилка переключения передач представляет собой механизм, который выглядит как механический рычаг. Вилки переключения передач скользят по промежуточному валу механической коробки передач. Это позволяет кольцам перемещаться по выходному валу.

#9 Подшипники

В трансмиссии шестерни вращаются и постоянно сцепляются друг с другом с помощью подшипников. Они также позволяют входному валу и выходному валу вращаться с разной скоростью.

#10 Корпус расширения

Коробка передач имеет дополнительный корпус, который защищает выходной вал в задней части коробки передач, а также поддерживает подшипники.

Читайте также: Сколько существует типов двигателей?

Как работает механическая коробка передач?

В механической коробке передач водитель должен выбрать соответствующую передачу, включив или выжав сцепление. Как мы уже говорили, он работает по принципу передаточного числа. Когда большая шестерня совпадает с меньшей шестерней и приводит ее в движение, меньшая шестерня будет вращаться быстрее, чем большая шестерня.

Чем больше разница в размерах шестерен, тем выше передаточное число. При этом шестерни насажены на валы, которые вращают другие шестерни. Селектор переключения передач управляет выбором передач, а гипотетический разъем с постоянным зацеплением и синхронизирующее кольцо обеспечивают плавную работу.

Запуск с первой передачи позволяет двигателю работать на оптимальных оборотах, чтобы перевести автомобиль из стационарного состояния в движущееся состояние. Как только автомобиль достигает максимально оптимального диапазона оборотов, включается вторая передача.

Таким образом, водитель увеличивает скорость и переключает передачи, пока не будет достигнута нужная скорость. Поддержание диапазона оборотов позволяет двигателю работать эффективно. Обратный ход достигается за счет трехступенчатой ​​системы, а синхронизатор остается на холостом ходу.

Это означает, что перед переключением на передачу заднего хода вал трансмиссии должен перестать вращаться. Для остановки вращения вала коробки передач без остановки вращения двигателя требуется отключение сцепления.

Что такое шаблон H в передаче?

Рисунок H — это не что иное, как рисунок шестерни в рычаге механической коробки передач. В автомобиле с механической коробкой передач он позволяет водителю перемещать рычаг переключения передач вперед и назад для переключения передач по схеме H.

Верхнее левое положение рычага переключения передач указывает на первую передачу, а вторая передача находится справа от нее. Чтобы перейти на третью передачу, нужно снова переключиться вправо и вверх. В конце концов, четвертая передача переключается прямо на третью передачу.

Читайте также: Какова функция маховика в автомобиле?

Типы механической коробки передач

Ниже приведены типы механической коробки передач:

1. Коробка передач со скользящим зацеплением
2. Коробка передач с постоянным зацеплением
3. Коробка передач с двойным сцеплением
4. Автоматическая коробка передач
5. Preselect или трансмиссия

#1 Трансмиссия со скользящей сеткой

Эти трансмиссии обычно можно увидеть в старых типах транспортных средств. Когда коробка передач находится в нейтральном положении, двигаются только главная ведущая шестерня и шестерня агрегата. Чтобы передать мощность на ведущие колеса, педаль сцепления должна быть нажата.

Перемещение рычага переключения передач изменяет положение рычага переключения передач и вилок. Он перемещает шестерню по главному валу непосредственно над шестерней группы. После включения этих передач сцепление отпускается. Если вы хотите снова переключить передачу, вы должны отключить существующую передачу, прежде чем переключать новые передачи.

Передача со скользящим зацеплением может обеспечить относительно высокую эффективность по сравнению с передачей со скользящим зацеплением, поскольку только одна шестерня находится в зацеплении, в отличие от трансмиссии с постоянным зацеплением, в которой все шестерни находятся в зацеплении. Его конструкция проста, что является одним из его преимуществ.

#2 Передача с постоянным зацеплением

Передача с непрерывным зацеплением поддерживает движение шестерен, групповых шестерен и шестерен главного вала, поскольку они могут свободно вращаться вокруг главного вала. Он имеет кулачковую муфту для блокировки этих передач при необходимости.

При перемещении тяги переключения зубья муфты и шестерни главного вала сцепляются друг с другом и удерживают шестерню в стабильном положении. Синхронизаторы используются для предотвращения любых столкновений или скрежета во время передачи.

В нем используются косозубые шестерни, чтобы избежать вибраций и шума. Они очень выгодны благодаря своим бесшумным рабочим характеристикам. Поскольку в нем используются две кулачковые муфты, можно получить разные передаточные числа.

#3 Коробка передач с двойным сцеплением

Коробка передач с двойным сцеплением представляет собой модифицированную версию механической коробки передач с двумя наборами передач, каждый из которых приводится в действие отдельным сцеплением. По сути, он использует два сцепления, которые могут быть сухими или мокрыми.

Одно сцепление управляет четным числом передач (2, 4, 6), а другое сцепление управляет нечетным числом передач (1, 3, 5 и передача заднего хода). Эти типы очень популярны в старых автомобилях, но все еще встречаются в современных гоночных автомобилях. DCT обеспечивают лучшую экономию топлива, чем AMT.

#4 Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач (также известная как AMT) представляет собой механическую коробку передач с компьютером, который управляет переключением передач и другими основными частями. Как правило, для переключения передач в нормальных условиях вождения не требуется участия водителя.

Так как он имеет мосты и дифференциалы в одном комбинированном узле, он становится коробкой передач. Это обеспечивает меньше усилий для водителя и больше возможностей для управления автомобилем. Автоматическая коробка передач обычно используется в грузовиках.

Преселектор #5 Transmisison

Это более старые модели, использовавшиеся в 1930-х годах. Преселектор имеет вакуумное или гидравлическое управление переключением и планетарную систему передач для предварительного выбора передаточного числа с помощью рычага на рулевой колонке.

Водитель нажимает педаль для переключения передач, которые входят в контакт с одной из уже выбранных передач. При этом задняя передача останавливается, пока включается новая передача.

Читайте также: Что такое внутренние детали автомобиля?

Преимущества механической коробки передач

1. Благодаря меньшему количеству движущихся частей механическая коробка передач может легко вписаться в ваш бюджет, что означает более низкую стоимость покупки.
2. Их легче обслуживать, поскольку они менее сложны, чем автоматические, и с меньшей вероятностью могут выйти из строя.
3. Когда вы спускаетесь с холма, вы можете включить нейтральную передачу. Это означает, что чем меньше мощности поступает в двигатель, тем меньше топлива будет сожжено. Таким образом, можно добиться лучшего расхода бензина.
4. Поскольку в механических коробках передач меньше движущихся частей, затраты на ремонт значительно ниже.
5. При использовании моторного масла оно изнашивается медленнее и его не нужно часто менять.
6. Если у вас автомобиль с механической коробкой передач, вы как можно быстрее перейдете на четвертую или пятую передачу и будете двигаться на более высокой скорости.

Недостатки механической коробки передач

1. Механическая коробка передач редко доступна на рынке из-за широкого распространения автомобилей с автоматической коробкой передач.
2. Обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач может быть сложной задачей.
3. Когда вы едете на автомобиле с механической коробкой передач, сцепление, скорее всего, изнашивается, и его замена требует больших затрат на ремонт.
4. Езда по холмам может быть опасной и трудной, если к ней не подготовиться.
5. В условиях интенсивного движения частые остановки или запуски и переключение передач вручную могут затруднить управление автомобилем.

Резюме

Короче говоря, автомобили с механической коробкой передач значительно дешевле и сложнее. Выбор системы трансмиссии – довольно сложная задача.