Мкпп – надёжность, проверенная временем. Как переключать скорости на механической коробке передач? Принцип схема работы механической коробки передач

Коробка переключения передач – один из важнейших органов управления и движения автомобиля. Ее прототип был разработан в далеком 1886 году. А с 1940-х они стали устанавливаться в автомобили. Так что же делает трансмиссия, и для чего она нужна?

Варианты трансмиссии

На сегодня в автомобилях используются несколько видов трансмиссий: автоматическая, «робот», «вариатор» и МКПП (механическая коробка передач, иногда называется еще «ручная»). Первая имеет несколько видов и более сложна технологически, но о ней мы расскажем в другой раз. Ниже мы расскажем о том, какими бывают механические трансмиссии и их автоматические собраты.

Кстати, тут нужно упомянуть об одном интересном факте. В суперкарах и гоночных болидах устанавливается семиступенчатая коробка передач. Как говорят специалисты, именно такой подход позволяет выжать из автомобиля все. Также, они говорят, что огромное значение будет иметь то, каким приводом оснащена машина: передним или задним.

Устройство механической КПП

Механическая коробка передач переключает передаточные числа с помощью соединения шестеренок разного диаметра, надетых на главный и вспомогательный валы. Главный привод крутится коленвалом, а вспомогательный – вращает кардан. Принцип действия, по которому работают механические трансмиссии можно хорошо пронаблюдать на велосипедном переключателе. Если одновременно задействована малая шестерня на приводе и большая на вторичном валу, то на выходе мы получим большую тягу, а если наоборот – то скорость. Как видите, все предельно просто.

Если же вдаваться более глубоко и разбирать устройство механической коробки передач более детально, то можно выделить несколько основных элементов, которыми обладают механические трансмиссии:

• первичный вал;
• вторичный вал;
• сцепление;
• шестерни главной передачи (зачастую, четвертая скорость);
• шестерня заднего хода;
• шестерни остальных скоростей;
• штоки включения передач (их бывает три или четыре);
• муфты включения передач (еще их называют блокираторами шестеренок);
• блокиратор самопроизвольного включения передач.

Принцип работы КПП

Механическая трансмиссия работает по следующему принципу: рычаг переключения передач передвигает штоки, которые двигают муфты. Они в свою очередь блокируют определенные шестерни на первичном валу (те при включенной «нейтралке» находятся в свободном положении). Заблокированная шестерня передает вращение на вторичный вал. За счет того, что все шестерни разного диаметра, меняется передаточное число, которое заставляет вращаться колеса с большим усилием или быстрее. Чем больше усилие – тем меньше скорость и наоборот. Поэтому первую передачу в МКПП называют «тяговой» – она передает на привод большее усилие, хотя и не может обеспечить высокой скорости автомобилю.

Недалеко от предыдущей в плане устройства ушли и «робот» с «автоматом». А вот у вариаторной КПП все немного иначе. Тут для передачи вращения используется ремень, который накидывается на разного диаметра кольца, закрепленные на приводах. Плюсы этой коробки передач в удобстве (не нужно переключать передачи вручную) и экономичность (хотя ей и далеко до МКПП). Минус только один: ее использование бессмысленно на мощных моторах и тяжелом транспорте, ремень быстро износится, привод будет вращаться, а колеса – нет.

Как работает пятиступка

Схема работы устроена таким образом, что пятиступенчатая коробка передач имеет первичный вал, который вращается с помощью коленчатого вала двигателя. Шестерни, надетые на него, находятся в свободном положении. Вторичный же вал не вращается. В момент включения какой-либо передачи муфта подталкивается специальным штоком, который надевает ее на одну из шестеренок. В этот момент шестерня блокируется и начинает вращаться вместе с первичным валом. Такое вращение передается на шестерню вторичного вала, после чего тот также начинает вращаться. В итоге, усилие передается на привод колес, и машина начинает ехать.

По такому принципу работает механическая пятиступенчатая коробка передач. Вся ее прелесть заключается в том, что она позволяет значительно экономить топливо (по сравнению с АКПП), и опытный водитель сможет «выжать» из авто с этим типом коробки передач лучшую динамику разгона.

Чаще всего «механика» устанавливается в бюджетные автомобили в силу своей дешевизны и в спортивные машины – так пилоты смогут лучше контролировать движение своего автомобиля.

Но в этом случае используется не обычная пятиступенчатая коробка передач, а семи и даже восьмиступенчатая коробка передач. Хотя раньше довольно широко использовалась четырех ступенчатая коробка, но впоследствии от нее отказались.

Почему одновременно невозможно включить две передачи

Физически этого нельзя сделать, потому что рычаг переключения может находиться лишь в одном положении. Но данная проблема присутствовала, пока не изобрели блокиратор самопроизвольного включения скоростей. Блокиратор очень прост – это маленький шарик, который катается между штоками в специальной камере и при включении одного, он полностью блокирует ход другого. Как говорится, все гениальное просто, вот и такая важная штука, как блокиратор – тоже элементарная вещь.

Синхронизированная и несинхронизированная КПП

С самого начала механическая трансмиссия была устроена таким образом, что все шестерни в ней постоянно вращаются. В противном случае водитель автомобиля просто не мог бы переключать скорости. Под действием вращения привода зубья шестеренок в КПП не попадали бы друг на друга. Но даже такой подход не мог избавить их от бешеного износа и появления очень громких звуков при переключении, поскольку зубья терлись друг о друга в момент переключения, и металл издавал душераздирающие стоны.

В 1952 году Porsche решили применить другой подход: в момент переключения передач шестерни блокировались. А синхронизация зубьев производилась с помощью добавочной шестерни с коническими зубьями, которые помогали лучше их состыковывать. Именно тогда и появился пяти и шестиступенчатый тип коробки передач, поскольку данная инновация позволила увеличить количество ступеней в КПП, и конструкторы смогли отойти от привычных четырех скоростей.

Кстати, не отдаляясь от темы истории, поблагодарим того гения, который додумался рисовать расшифровку расположения передач на самой рукоятке их переключения. Этим он спас множество новичков от серьезных поломок в первую же их поездку.

Почему рычаг переключения бывает длинным и коротким, и почему иногда он выносится на руль?

Мы уверены, вы неоднократно видели, что помимо обычного длинного рычага используется и короткий. А задавались ли вы вопросом, почему сделано именно так? Все дело в том, какие колеса у автомобиля являются ведущими. Как правило, у автомобилей с задним приводом МКПП находится прямо под рычагом переключения и последний входит в нее напрямую. У машин же с передним приводом все немного иначе: коробка передач устанавливается не под салоном, поэтому к ней протянут удлинитель, который соединяет рычаг переключения и саму коробку.

В американских фильмах мы все неоднократно видели, что в старых пикапах переключение передач осуществляется одним из четырех рычагов на рулевой колонке. Он туда вынесен для удобства переключения, а КПП находится в моторном отсеке под капотом и к ней протянут удлинитель. Вот так все просто.

Кстати, про длину рычага МКПП нужно сказать, что она различается от того, какую силу нужно приложить для переключения передач. В автомобилях с коротким рычагом переключение происходит с меньшим усилием, поэтому не нужно использовать рычаг, чтобы облегчить переключение для водителя.

Почему МКПП ломаются?

Дадим пару советов для чайников:

• Скорости включаются «через силу». Скорее всего, изношены или муфты или синхронизаторы. Зубцы уже не конусовидной формы, что мешает им нормально входить в зацеп.
• Скорости включаются самостоятельно. Неисправен блокиратор. Шарик, который служит блокиратором, начинает свободно ходить в пазах, что позволяет передачам включаться самопроизвольно.
• «Выбивает» кулису. Проблема все в том же блокираторе.
• КПП шумит. Срочно нужно проверить детали на износ. Особенное внимание уделите зубцам шестеренок, но также стоит проверить и подшипники.
• Подтекает масло. Зачастую виноваты прокладки. Кроме того, нужно проверить все болты на крышке корпуса КПП, а при вкручивании обязательно мазать их блокиратором резьбы.

Заключение

Ну и напоследок помните, что КПП в машине требует постоянного ухода, будь она старым агрегатом с четырех ступенчатой МКПП или спорткаром с АКПП. Постоянно меняйте масло, проводите регулярные ТО и используйте блокиратор КПП (раздвижная штанга с замком посредине) – он спасет вас от угонов. Тогда ваша «Ласточка» будет ездить долго и хорошо!

Сегодня мы рассмотрим устройство механической коробки передач, её положительные и отрицательные стороны, а также наиболее часто встречаемые неисправности. Несмотря на весьма широкий выбор автомобилей снабжённых автоматической трансмиссией, транспортные средства с МКПП всё также актуальны. Это связано с тем, что надёжность и запас ресурса механики ощутимо выше, чем у автоматических аналогов.Кроме того, автомобили с механикой гораздо более резвые, а их управление требует от водителя больше активности при езде.

На фото — ручка 7-ступенчатой КПП

Трансмиссия предназначена для изменения частоты крутящего момента, передаваемого от ДВС. В ручном агрегате водитель сам принимает решение, какое передаточное число нужно включить в конкретной ситуации.

Современные легковые автомобили обычно снабжаются пятью ступенчатыми трансмиссиями: четыре базовые, и одна повышающая. Это, пожалуй, наиболее оптимальный вариант для большинства водителей. К подобным моделям относятся отечественные и множество импортных транспортных средств, таких как . Однако есть модели и с большим количеством ступеней. МКПП с шестью или семью передачами имеют обычно пять базовых ступеней и две либо одну повышающие.

Овердрайв, или повышающая передача, имеет передаточное число меньше единицы. Другими словами, при включённой повышающей передаче ведомый вал вращается быстрее ведущего.

Шестью или семью ступенчатой механикой укомплектованы более дорогие транспортные средства. Например, КПП или имеет шесть передаточных положений, а Porsche 911 последнего поколения оснащён семи ступенчатой механической коробкой.

Стоит отметить, что уже и бюджетные модели, например, Kia Rio или Hyundai Solaris 2016-2017 годов выпуска оснащаются 6-ступенчатой кпп.

Достоинства шести ступенчатой трансмиссии

Естественно, шести или семи ступенчатая КПП выгодно отличается от пяти ступенчатых агрегатов. В первую очередь стоит отметить, что процесс переключения значительно меньше исчерпывает ресурс ДВС, так как, переход от одного скоростного режима к другому более плавный. Кроме того, расход топлива на шести ступенчатых МКПП несколько ниже, особенно в загородном цикле движения. Динамика разгона гораздо выше благодаря тому, что передачи короткие.

В каждом современном автомобиле, укомплектованном шести ступенчатой механикой, имеется электронное оснащение, которое оповещает водителя о необходимости переключения. Подобное есть и в машинах с пяти ступенчатой коробкой, но далеко не всегда.

Устройство механической КПП

Трансмиссия автомобиля представляет собой многоступенчатый редуктор, принцип работы которого заключается в поочерёдном зацеплении отдельных зубчатых пар.

Сцепление

Плавность переключения с одной передачи на другую в механике происходит благодаря наличию узла сцепления. Он позволяет на время переключения прервать связь трансмиссии с силовым агрегатом. Его механизм представляет собой промежуточное звено между двигателем автомобиля и коробкой передач. Помимо обеспечения плавности переключения, узел сцепления снижает колебания передаваемые от ДВС.

Сцепление делится по типу конструкции и три вида: фрикционный, гидравлический, и электромагнитный.

Фрикционный вид наиболее популярный и может быть однодисковым, двухдисковым, многодисковым.

Сегодняшние транспортные средства обычно оборудованы именно однодисковыми моделями.

Принцип работы узла довольно прост. Маховик, устанавливаемый на коленвале ДВС, работает в качестве ведущего диска. К нему придавливается ведомый диск с помощью нажимного диска, а нажатие на сцепление ослабляет эту связь. Диафрагменная пружина обеспечивает оптимальное сжатие ведомого диска с маховиком.

Нажимной диск с диафрагмой представляют собой цельную конструкцию – корзину сцепления. Корзины бывают как нажимные, так и вытяжные, но наиболее часто встречается именно первый тип.

С помощью шлицов ведомый диск стыкуется с первичной осью МКПП. Плавность включения передачи происходит благодаря демпферным пружинам, расположенным на ступице диска. Кроме того, ведомый оснащён фрикционными накладками, которые способны кратковременно, при включении сцепления, выдерживать высокие температуры.

Переключение передач

В каждой КПП параллельно расположены валы, на которых находятся зубчатые колёса. Существуют трёхвальные и двухвальные трансмиссии. Валы именуются ведущий (первичный), ведомый (вторичный), также в трёхвальном типе есть ещё промежуточный.

Трёхвальный тип

Первичный вал принимает от ДВС, а с его оси при помощи жёсткого зацепления с шестерней ведущего вала, вращение передаётся на промежуточный вал. Вторичная и первичная ось находятся в одной плоскости и стыкуются между собой подшипником. Благодаря этому их вращение происходит или абсолютно независимо или через промежуточный вал. Зубчатые колёса на вторичном валу не имеют жёсткой фиксации, и разграничены между собой синхронизаторами, которые плотно сидят на валу, но могут ходить по его оси с помощью шлицов. Торец синхронизатора имеет зубчатые венцы, позволяющие ему войти в зацепление с аналогичными венцами на зубчатом колесе.

В нейтральном положении колёса вращаются на валу беспрепятственно, а синхронизаторы разомкнуты. Когда включается передача, вилка смещает муфту и ставит её в зацепление с определённым зубчатым колесом.

Со вторичной оси вращение переходит к , или и в переднеприводных машинах. Для включения заднего хода в КПП установлено промежуточное колесо, которое меняет вращение от промежуточной оси на обратное.

Трёхосные агрегаты наиболее популярны и устанавливаются в практически каждом современном автомобиле.

Двухвальный тип

Первичный вал двухосного агрегата имеет множество шестерёнок, а не одну. Поскольку промежуточная ось отсутствует, её место занимает ведомая с установленными на ней муфтами-синхронизаторами и шестернями. По большому счёту разница заключается наличием лишь одной пары зацеплений между осями для каждой ступени, а не двух.

Переключение производится аналогичным методом – вилка, управляемая ручкой переключения с помощью штока, смещает муфту по вторичному валу в соответствующее положение.

Двухвальный тип отличается большим КПД, но ограничен в повышении передаточного числа, отчего данный тип конструкции используется крайне редко. Благодаря возможности объединения КПП, узла сцепления, и самого ДВС в единый агрегат, почти все малолитражки комплектуются именно этим типом трансмиссии. Примером использования двухосной механики в автомобиле с передним расположением силового агрегата можно считать Citroen C3.

Важно помнить!

В связи с тем, что промежуточная шестерня, обеспечивающая обратное вращение выходного вала для заднего хода не имеет синхронизатора, включение задней передачи должно происходить только после полной остановки транспортного средства. В противном случае КПП выйдет из строя после такого переключения.

Муфта синхронизатора

Каждая современная трансмиссия имеет муфты-синхронизаторы. Их наличие важно для упрощения режима переключения. Без синхронизаторов для переключения пришлось бы делать двойной выжим сцепления, чтобы сравнять частоту вращения осей. На некоторых видах спецтехники, где КПП имеют большое количество ступеней, муфты не применяются, поскольку это невозможно.

На внутренней окружности ступицы расположены шлицевые пазы, которые позволяют синхронизатору перемещаться вдоль собственной оси. При переключении вилка смещает синхронизатор по шлицам, до стыкования со своей парой на конце определённой шестерне. При переключении ступени на одно из блокировочных колец подаётся значительное усилие. В конечном счёте, блокировочное кольцо проворачивается до упора.

На фото — снятие муфты синхранизатора

Дальнейшее смещение муфты-синхронизатора без переключения ступени невозможно. При вхождении синхронизатора в зацепление с венцом шестерни происходит надёжная фиксация элементов.

Плюсы и минусы механики

Ручной агрегат обладает как своими достоинствами, так и недостатками.

Плюсы:

Менее затратное обслуживание трансмиссии.

Высокий КПД.

Не требуют отдельного охлаждения.

Машины с МКПП менее прожорливы и отличаются лучшей динамикой.

Простота механики значительно повышает надёжность агрегата.

Более широкий диапазон выбора режима вождения.

Транспортное средство разрешается буксировать.

Минусы:

Плавность начала движения и переключения передач требуют водительских навыков, которые приходят только со временем.

Небольшой ресурс узла сцепления.

При длительных поездках водитель транспортного средства с механикой значительно сильнее утомляется, нежели водитель машины с АКПП.

Ограниченность ступеней не позволяет плавно изменять передаточное число.

Возможные неполадки

Несмотря на простоту конструкции агрегат может поломаться. При выявлении ненормальной работы КПП рекомендуется как можно скорее обратиться в автосервис. Проблему можно попытаться решить и самостоятельно, но это потребует как соответствующих инструментов, так и определённых навыков.

Первое на чём стоит остановиться, это возникновение постороннего шума при включении нейтральной передачи. Такое может происходить, если масло в коробке давно исчерпало свой ресурс или его вовсе не осталось. Обычно водители меняют его крайне редко, но при некорректной работе трансмиссии первое, на что стоит обратить внимание, это состояние масла.

Оно также может подтекать из-за плохого состояния сальников и уплотнительных прокладок. В таком случае при замене масла следует поменять и другие дефектные элементы. Однако, виною данной неполадки могут быть и износившиеся подшипники, зубчатые колёса, смещение осей валов. При этом коробку стоит демонтировать и полностью перебрать, заменив износившиеся элементы конструкции.

Возникают ситуации, когда водителю приходится прикладывать больше усилий для переключения передачи, чем обычно. Это может быть связано с выходом из строя самого механизма переключения либо неполноценного отключения сцепления. Однако, возможно, причиной проблемы стало повреждение рычага штока. Для устранения необходимо отрегулировать механизм переключения или сцепления, а также, возможно, придётся заменить повреждённые элементы.

Некоторые водители сталкивались с проблемой передачи. Это зачастую связано с износом зубчатых колёс, вилок, штоков, подшипников ведомого или промежуточного валов, а также ослабление их фиксации. Поскольку причин может быть достаточно много, чтобы избавиться от неисправности МКПП требуется полностью перебрать с заменой всех дефектных элементов конструкции.

Неполное выжимание педали сцепления или движение автомобиля при частично выжатом сцеплении чревато поломкой деталей узла. Происходит стремительный износ диска сцепления, а также лепестки диафрагменной пружины могут попросту отломаться. Кроме того, неполноценное отключение сцепления при переключении вскоре обязательно приведёт к зализыванию зубчатых колёс.

Также стоит упомянуть, что сильная вибрация трансмиссии при заведённом ДВС свидетельствует о том, что стыкование двух агрегатов ненадёжно. Вероятнее всего в таком случае виною ослабление болтовых соединений; в таком случае их достаточно будет лишь сильнее подтянуть. Однако возможно вибрация связана с разрушением опор и тогда уже потребуется весьма трудоёмкий ремонт.

Возникновение некорректного шума при включении передач наиболее часто связано с неисправностью сцепления. Также виною может стать и подшипник вторичного вала.

Бережное пользование любым механизмом, залог его долговечности. Неприхотливость механического агрегата привлекает автовладельцев. И всё же, есть некоторые рекомендации относительно пользования МКПП.

Первое, что следует запомнить, это важность полного выжима педали сцепления перед переключением передачи. Это, пожалуй, важнейший момент в пользовании механикой. Также включенная передача должна соответствовать режиму езды. Кроме того, стоит помнить, что перед переключением на пониженную передачу, скорость должна быть обязательно снижена.

Несмотря на то, что в отличие от автомата, механика может работать вообще без масла, это довольно сильно отражается на её общем состоянии. Рекомендуется проводить проверку уровня и состояния смазывающей жидкости после прохождения 20 000 км. Несмотря на то, что большинство даже опытных автовладельцев вообще никогда не меняют масло в механике, это всё же совершенно не правильно. Менять его желательно не реже чем после каждых 70 000 км пробега.

Благодаря новейшим конструкторским разработкам, современный авторынок представляет автомобили с улучшенными эксплуатационными и динамичными характеристиками. При создании коробок передач нового поколения немалое внимание уделяется максимальному упрощению управления, повышению комфортности вождения. Прежде всего усовершенствуются механизмы, входящие в состав трансмиссии транспортных средств. 6 ступенчатая коробка передач механического типа – наиболее востребованная конструкция, имеющая ручное управление .

Основные преимущества шестиступенчатых коробок передач

Техническое превосходство 6 ти ступенчатой коробки передач перед предшествующими моделями состоит в следующем:

1. Благодаря снижению разрыва между передачами, смена скоростей осуществляется намного быстрее (появился новый термин «короткоходные передачи»).
2. 6 ступенчатая акпп dcps имеет повышенный эксплуатационный ресурс.
3. Снижение количества оборотов выходного вала приводит к уменьшению расхода горючего (особенно хорошая экономия бензина или дизельного топлива наблюдается при эксплуатации автомобиля на загородных трассах).
4. Улучшены динамические характеристики (разгон авто до 100 км/час).
5. При помощи электронного блока создаются лучшие условия для перехода на другой режим.
6. Улучшен комфорт при управлении автомобилем.

МКПП 6 ступенчатая по техническому обслуживанию не отличается по требованиям от пятиступенчатой конструкции. Комплектующие и расходные материалы имеют сходную стоимость. Степень сложности и цена ремонтных работ также сопоставимы с предыдущей версией.

КПП 6 ступенчатая описание конструкции на примере модели Volkswagen Touareg

Шести-ступенчатая коробка передач современного автомобиля марки Туарег является ярким представителем устройств нового поколения. Данная конструкция имеет ряд передаточных чисел улучшенной плотности, благодаря чему осуществляется передача максимального на колеса транспортного средства. Данное свойство коробки особенно ценится при эксплуатации машины на дорогах плохого качества и при быстрой езде по ровным покрытиям (спортивные модели).

В состав синхронизатора входят следующие элементы:

• Ступица (1).
• Кольцо наружное (3).
• Блокираторы (2).
• Сухарики (4).
• Листообразная пружина (5).

Конструкцией ступицы предусмотрены специальные шлицы, нарезанные на внутренней поверхности. При помощи шлицов ступица плотно сидит на вторичном валу. Внешний диаметр оформлен шлицами для соединения с подвижным кольцом.

На внутреннем диаметре кольца наружного имеются специальные прорези для зацепления со ступицей и вращающимися зубчатыми колесами. Вилка входит в проточенную канавку кольца для переключения скоростей.

Назначение колец с коническими стенками – уравнивать (синхронизировать) скорость вращения валов – промежуточного со вторичным. Это обеспечивает плавное включение шестеренок выбранного режима. Детали, под названием «сухари», расположены на пружине листового типа (5).

Принцип срабатывания синхронизатора:

1. Переключение скоростей осуществляется при выключенном сцеплении.
2. Выходной вал силового агрегата отделен от первичного.
3. Шестерни находятся в свободном вращении, т. к. поток мощности пока не передается от двигателя на колеса автомобиля.
4. Вилка штока передвигает синхронизирующую муфту к рабочей шестерне (в соответствии с выбранным режимом).
5. Происходит выравнивание скоростей муфты синхронизатора и заданного зубчатого колеса.
6. Далее происходит сопряжение валов КПП (первичного, промежуточного, вторичного) через систему зубчатых зацеплений шестерен.
7. Теперь каждый вал крутится с определенной скоростью.
8. Скорость их вращения пропорциональна передаточному числу, в соответствии с выбранным режимом.

Описание шести-ступенчатой коробки 0А5 Volkswagen

Современные решения коробок нового поколения преследуют цель максимально передать момент кручения на ходовую часть от повышенной мощности. Переход на 6-ступенчатые варианты МКПП дает возможность уменьшить разрыв значений передаточных отношений между соседними диапазонами. Удачное сочетание параметров многоступенчатой коробки с характеристиками ДВС существенно снижает потребление топлива. Комфорт переключения скоростей и отличная динамика при разгоне авто также являются следствием использования шести-ступенчатых МКПП.

6-ступенчатые коробки отличаются компактными размерами. Они гармонично размещаются в отведенном пространстве под капотом передней части транспортного средства. Пример компоновки МКПП в Фольксваген Транспортер Т5:

Коробка передач 0А5 – шести-ступенчатая механика, разработана для авто с моторами типа V6, R5-TDI. Данная коробка способна развивать момент кручения, равный 500 Ньютон-метрам. Конструкция предназначена для полноприводных моделей. Длина коробки модели 0А5 Фольксваген существенно уменьшена, благодаря уникальной конструкции четырех-вального типа. Оригинальное расположение валов в сборе с шестернями позволяет скомпоновать устройство для размещения в ограниченном подкапотном пространстве.

Шести-ступенчатая коробка передач четырех-вальная:

2 – первичный вал; 1,3,4 –вторичные валы; 5 – колесо главной передачи; R – шестерни з/х (заднего хода).

Мелкими цифрами на схеме обозначены шестерни I, II, III, IV, V, VI передач.

Момент вращения передается при помощи зубчатых зацеплений ведущих/ведомых шестерен первичного и двух вторичных валов на ходовую часть. При этом поток мощности перераспределяется в заданном режиме. От силового агрегата мощность передается через трансмиссию к главной передаче, в соответствии с выбранным передаточным отношением.

Устройство шестиступенчатой коробки 6 SPEED POWERSHIFT 6DCT450

Трансмиссия с данной автоматизированной 6-ступенчатой коробкой передач устанавливается на моделях автомобилей Форд, Ленд Ровер, Вольво. Расшифровка названия коробки :

• цифра 6 обозначает количество режимов;
• в аббревиатуру DCT включены характеристики муфты сцепления и трансмиссии;
• 450 – величина максимального момента вращения.

Схема устройства коробки передач 6DCT450:

1. Центральный вал.
2. Первичный (полый).
3. Вторичный (I и IVскорости).
4. Первое сцепление.
5. Демпфер.
6. Второе сцепление 2
7. Полуось главной передачи.
8. Главная передача.
9. Вторичный вал (V VI скорости и передача з/х).

Схема трансмиссии механической коробки передач 6DCT450:

Особенностью данной трансмиссии является наличие двойного сцепления (2). Ручное управление режимами и включение двойного сцепления производится при помощи гидропривода. Благодаря двойному сцеплению, обеспечивается синхронное переключение двух скоростей, в результате чего, режимы сменяются без прерывания потока мощности.

Особенности эксплуатации МКПП 6DCT450

Совет: При остановке транспортного средства более, чем на 40 секунд (например, на светофоре), нужно перевести селектор в режим N (нейтраль) либо P (паркинг). В противном случае, трансмиссия ошибочно отреагирует на вынужденную остановку, как на сигнал о поломке автомобиля. При этом отключается одно из сцеплений. Чаще всего перестают работать II, IV, VIпередачи, а также режим заднего хода. Не все механики знакомы с этой особенностью и пытаются решить проблему при помощи замены трансмиссионного масла , масляного фильтра, капитального ремонта коробки передач .

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от «ручного» (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на , поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

• 4-х ступенчатую;
• 5-и ступенчатую;
• 6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

• двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП

Этот тип коробки является наиболее распространенным. через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают . Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих . Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье .

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

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

Заключение

Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более «драйверскими» ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

В данной статье подробно расскажем о ступенчатых коробках передач.

Классификация

По подвижности осей и валов бывают: планетарными и с неподвижными валами. Во втором случае подвижными являются оси нескольких шестерён-сателлитов.

По количеству валов:

• многовальные

По количеству ступеней для движения вперёд:

• четырёх
• многоступенчатыми (двухступенчатые коробки используются вместе с таким устройством, как бесступенчатый трансформатор)

По способу управления: неавтоматические, полуавтоматические, автоматические.

Переключение передач в планетарной коробке осуществляется без разрыва потока мощности, которая образуется благодаря генератору, что в определённой степени упрощает управление коробкой передач и даёт возможность увеличить количество ступеней, а также улучшить динамические особенности автомобиля. Однако планетарные коробки являются более сложными и дорогими их масса и габариты, как правило, больше габаритных размеров и массы коробок передач с неподвижными валами, которые получили большее распространение. Планетарные коробки передач применяются в качестве механической части бесступенчатых КП, а также в качестве коробок передач, которые оснащены автоматическим управлением.

Коробки передач по количеству ступеней

В настоящее время самое большое распространение получили и коробки передач с 4 и 5 ступенями. Коробки передач, количество ступеней которых составляет от 6 до 15, устанавливаются на грузовые автомобили с высокой проходимостью и большой грузоподъёмностью.

Неавтоматическими устройствами управляют при помощи усилителя, который может быть вакуумным, гидравлическим, электромагнитным, пневматическим или комбинированным.

Требования к коробкам передач:

1. Обеспечение самых лучших тяговых и топливно-экономических качеств автомобиля
2. Большой КПД
3. Лёгкость при управлении
4. Переключение передач без ударов
5. Бесшумность при работе
6. Невозможность включения сразу двух передач или передачи заднего хода, когда автомобиль двигается вперёд
7. Надёжное удержание передач во время их нахождения в нейтральном или включенном положениях
8. Простота конструкции и небольшая стоимость
9. Небольшие масса и габариты
10. Удобство при обслуживании и ремонте
11. Надёжность конструкции устройства

Для того чтобы удовлетворить первое требование, нужно правильно выбрать количество ступеней в коробке. При увеличении количества ступеней можно обеспечить такие режимы работы автомобильного двигателя, которые близки к самым выгодным, если рассматривать их с точки зрения динамических качеств и топливной экономичности автомобиля. Однако в данном случае конструкция будет более сложной, возрастут габаритные размеры и масса коробки передач, кроме того, затруднится управление машиной. Вместе с тем увеличение количества ступеней, как правило, вызывает увеличение временного промежутка, в течение которого будет происходить разрыв потока мощности, что отрицательно повлияет на динамику автомобиля.

Управление коробкой передачи

Лёгкость при управлении коробкой передач зависит от её конструктивной схемы, способа передвижения передач. Передачи переключают при помощи подвижных шестерён или кареток, муфт синхронизаторов, зубчатых муфт, электромагнитных или фрикционных устройств. Наиболее простыми и компактными являются коробки передач с переключающимися каретками. Однако каретки не способны обеспечить безударное переключение передач, поэтому необходимо применять особые способы переключения, таким образом, ускоряя или притормаживая ведомые части сцепления.

Долговечность коробки передач оказывается при этом абсолютно недостаточной. Зубчатые муфты способны немного повысить её долговечность, так как удары, происходящие во время переключения, воспринимает в этом случае большее число зубьев муфт и включаемых шестерён. Вместе с этим и в данном случае удары не могут быть исключены полностью, а конструкция коробки передач получается несколько сложнее.

Для безударного переключения передач устанавливаются синхронизаторы, которые, между тем, усложняют конструкцию, кроме того, увеличивают массу и габариты коробки передач. По этой причине самое большое распространение получили коробки передач, где высшие передачи переключаются посредством , а низшие - посредством зубчатых муфт и кареток.

В планетарных коробках передачи переключаются с применением фрикционных или электромагнитных устройств, которые также иногда используются в устройствах, валы которых являются неподвижными.

Шум во время работы коробки передач зависит в основном от типа шестерён, установленных в ней, и при замене прямозубых шестерён косозубыми или шевронными, как правило, значительно уменьшается (последние при этом применяются достаточно редко).