Autokombi.ru

Авто-портал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двухвальная КПП: как устроена и работает

Двухвальные коробки передач

Двухвальные коробки передач применяются в переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) автомобилях. Конструктивно их совмещают в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.
Поперечное расположение коробки передач позволяет применять главную передачу с цилиндрическими шестернями. При продольной компоновке применяется главная передача с коническими или гипоидными шестернями; последняя является более сложной в изготовлении и регулировке.
Основные достоинства двухвальных коробок передач:
—простота конструкции;
—малая масса;
—высокий КПД на промежуточных передачах (при передаче крутящего момента участвует только одна пара шестерен).
В то же время в двухвальной коробке передач нет прямой передачи (когда в передаче крутящего момента не участвуют шестерни) и максимальный КПД на высшей передаче ниже, чем на прямой передаче трехвальной коробки.
Максимальное передаточное число одной зубчатой пары коробки передач не должно превышать некоторого предела, близкого к 4, превышение которого приводит к увеличению габаритов и повышению уровня шума. Это ограничивает область применения двухвальных коробок передач только легковыми автомобилями малого класса.
Если двигатели с такими коробками устанавливаются поперечно в передней части автомобиля, то для конструкторов двухвальных коробок передач увеличение числа передач, а, следовательно, и числа пар шестерен, представляет определенные трудности. Продольная коробка передач может быть легко увеличена по длине для размещения дополнительных передач. Поперечно расположенный двигатель и коробка передач имеют ограничение по ширине, определяющееся расстоянием между колесными арками автомобиля.

Трансмиссия 12.jpg

Пятиступенчатая двухвальная коробка передач легкового автомобиля с поперечным расположением двигателя:
1 — задняя крышка картера коробки передач;
2 — ведущая шестерня V передачи;
3 — шариковый подшипник первичного вала;
4 — ведущая шестерня IV передачи первичного вала;
5 — первичный вал;
6 — ведущая шестерня III передачи первичного вала;
7 — картер коробки передач;
8 — ведущая шестерня II передачи первичного вала;
9 — шестерня заднего хода;
10 — промежуточная шестерня заднего хода;
11 — ведущая шестерня I передачи первичного вала;
12 — роликовый подшипник первичного вала;
13 — сальник первичного вала;
14 — сапун;
15 — фланец муфты;
16 — подшипник выключения сцепления;
17 — направляющая втулка муфты;
18 — роликовый подшипник вторичного вала;
19 — вторичный вал;
20 — ось сателлитов;
21 — ведущая шестерня привода спидометра;
22 — шестерня полуоси;
23 — коробка дифференциала;
24 — сателлит;
25 — картер сцепления;
26 — пробка для слива масла;
27 — ведомая шестерня главной передачи;
28 — регулировочное кольцо;
29 — роликовый конический подшипник дифференциала;
30 — сальник полуоси;
31 — ведомая шестерня I передачи вторичного вала;
32 — синхронизатор I и II передач;
33 — ведомая шестерня II передачи вторичного вала;
34 — стопорное кольцо;
35 — упорное полукольцо;
36 — ведомая шестерня III передачи вторичного вала;
37 — синхронизатор III и IV передач;
38 — ведомая шестерня IV передачи вторичного вала;
39 — шариковый подшипник вторичного вала;
40 — ведомая шестерня V передачи вторичного вала;
41 — синхронизатор V передачи;
42 — игольчатый подшипник;
43 — вилка переключения передач

Трансмиссия 13.jpg

Конструкция двухвальной пятиступенчатой коробки передач при переднем приводе и продольном расположении двигателя:
1 — фланец полуоси;
2 — подшипник дифференциала;
3 — ведущая шестерня редуктора привода спидометра;
4 — коробка дифференциала;
5 — ведомая шестерня главной передачи;
6 — манжета (сальник);
7 — подшипник выключения сцепления;
8 — картер сцепления;
9 — первичный вал;
10 — сателлит;
11 — полуосевые шестерни;
12 — ось промежуточной шестерни заднего хода;
13 — промежуточная шестерня заднего хода;
14 — шестерня передачи заднего хода первичного вала;
15 — шестерня I передачи первичного вала;
16 — синхронизатор I и II передач;
17 — шестерня II передачи первичного вала;
18 — ведущая шестерня III передачи;
19 — синхронизатор III и IV передач;
20 — ведущая шестерня IV передачи;
21 — ведущая шестерня V передачи;
22 — синхронизатор V передачи;
23 — выключатель света заднего хода;
24 — вал переключателя передач;
25 — переключатель передач;
26 — шток вилок переключения V передачи и заднего хода;
27 — шток вилок переключения III и IV передач;
28 — шток вилок включения I и II передач;
29 — плунжер;
30— ведомая шестерня V передачи;
31 — ведомая шестерня IV передачи;
32 — ведомая шестерня III передачи;
33 — ведомая шестерня II передачи;
34 — ведомая шестерня I передачи;
35 — ведомая шестерня заднего хода;
36 — ведущая шестерня главной передачи;
37 — картер главной передачи;
38 — пробка маслосливного отверстия;
а — отверстие-сапун

Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК

Двухвальня коробка передач

Такие коробки передач применяются в переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) легковых автомобилях. Эти коробки просты по конструкции, имеют небольшую массу и высокий КПД. Конструктивно они объединены в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.

Конструкция двухвальной коробки передач во многом зависит от того, какое расположение на автомобиле имеют двигатель и коробка передач – продольное или поперечное. При поперечном расположении коробки передач применяется цилиндрическая главная передача и дистанционный привод переключения передач. При продольном расположении – коническая или гипоидная главная передача и непосредственный привод переключения передач.

В двухвальной коробке передач на любой передаче, кроме заднего хода, крутящий момент двигателя передается двумя шестернями 2 и 3 (схема 1) непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4, который соединен с ведущими колесами автомобиля. Движение автомобиля задним ходом обеспечивается промежуточной шестерней 6, которая вводится в зацепление между шестернями 5 и 7. В результате этого вторичный вал коробки передач вращается в сторону, противоположную вращения первичного вала 1.

Читайте так же:
Авто с вариатором: на что обратить внимание

Схема двухвальной коробки передач

Схема 1 – Работа двухвальной коробки передач

а – движение вперед; б – движение задним ходом; 1 – первичный вал; 2, 3, 5, 6, 7 – шестерни; 4 – вторичный вал

Коробка передач ВАЗ

Конструкция двухвальной коробки передач, применяемой на переднеприводных легковых автомобилях ВАЗ, представлена на схеме 2. Коробка передач механическая, четырехступенчатая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизаторами и ручным управлением.

Картер 18 коробки передач, отлитый из алюминиевого сплава, соединен шпильками с картером 17 сцепления и образует с ним единый картер, в котором размещены первичный и вторичный валы с шестернями и синхронизаторами, главная передача и межколесный дифференциал.

Главная передача – одинарная, цилиндрическая, косозубая. Дифференциал – конический, двухсателлитный, симметричный, малого трения. Картер коробки передач сзади закрыт крышкой 27, в которой установлен сапун 1 для связи внутренней полости коробки передач с атмосферой.

Коробка передач автомобиля ВАЗ

Схема 2 – Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ

а – общий вид; б – схема; в – включение заднего хода; г – синхронизатор; 1 – сапун; 2 – первичный вал; 3, 6 – синхронизаторы; 4, 7, 9, 12, 13, 23, 24, 25, 26, 35 – шестерни; 5 – зубчатый венец; 8 – вторичный вал; 10 – корпус; 11 – сателлит; 14, 22 – шарниры; 15 – привод спидометра; 16, 34 – оси; 17, 18 – картеры; 19, 20 – пробки; 21 – подшипник; 27 – крышка; 28 – кольцо; 29 – муфта; 30 – фиксатор; 31 – пружина; 32 – сухарь; 33 – ступица; 36 – вилка

Первичный вал 2 представляет собой блок ведущих шестерен I, II, III, IV передач и заднего хода. Вал вращается в двух подшипниках, один из которых установлен в картере коробки передач, а другой – в картере сцепления.

Вторичный вал 8 изготовлен вместе с ведущей шестерней 7 главной передачи. Он вращается в двух подшипниках, установленных в картере сцепления и в картере коробки передач. На вторичном валу свободно установлены ведомые шестерни 23, 24, 25 и 26 соответственно I, II, III и IV передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ведущими шестернями первичного вала. На вторичном валу жестко закреплены ступицы синхронизаторов 3 и 6. На скользящей муфте синхронизатора 6 имеется зубчатый венец 5 для включения заднего хода. Промежуточная шестерня 35 заднего хода свободно установлена на оси 34, которая закреплена в картерах коробки передач и сцепления.

При включении I и II передач синхронизатор 6 соединяет соответственно шестерни 23 и 24 с вторичным валом коробки передач, а при включении III и IV передач синхронизатор 3 соединяет с вторичным валом соответственно шестерни 25 и 26. Задний ход включается вилкой 36 путем введения в зацепление шестерни 35 с шестерней 4 и зубчатым венцом 5.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из ступицы 33, скользящей муфты 29, блокирующих колец 28, сухарей 32 с шариковыми фиксаторами 30 и пружинами 31. Ступица синхронизатора жестко крепится на вторичном валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 29, и шесть пазов, в трех из которых размещаются сухари с фиксаторами.

Бронзовое блокирующее кольцо 28 имеет внутреннюю коническую поверхность, наружные зубья со скосами и шесть выступов. Выступы кольца входят в пазы ступицы с боковым зазором, ограничивающим поворот кольца относительно ступицы. На конической поверхности кольца нарезаны резьба и канавки, которые предназначены для разрыва масляной пленки.

Передача включается после уравнивания угловых скоростей вторичного вала и свбодно вращающейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями блокирующего кольца и шестерни. В этом случае зубья скользящей муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне, которая и стопорится на вторичном валу.

Ведущая шестерня 7 главной передачи находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 9, прикрепленной болтами к корпусу 10 дифференциала, который установлен в подшипниках 21. Внутри корпуса дифференциала установлена ось 16 с двумя сателлитами 11, находящимися в постоянном зацеплении с шестернями 12, которые связаны с шлицевыми хвостовиками внутренних шарниров 14 и 22 привода передних ведущих колес. Сателлиты и шестерни 12 имеют сферические опорные поверхности, что исключает применение опорных шайб. На корпусе дифференциала установлена ведущая пластмассовая шестерня 13 привода 15 спидометра.

Привод переключения передач

Коробка передач имеет механический привод переключения передач (схема 3). Он состоит из рычага 8 со сферическим концом 9, шаровой опоры 10, тяги 6, соединительного шарнира 5, штока 4 и механизмов выбора и переключения передач. Рычаг переключения передач закреплен на полу кузова автомобиля. Отверстие в полу для тяги 6 закрыто резиновым чехлом 7. На конце штока 4 установлен рычаг 2, который связан с трехплечим рычагом 3 механизма выбора передач, выполненного отдельным узлом и размещенным в картере 1 сцепления. В привод переключения передач входят также три штока с закрепленными на них вилками и шариковые фиксаторы штоков.

Привод переключения передач ВАЗ

Схема 3 – Привод переключения передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ

1 – картер; 2, 3, 8 – рычаги; 4 – шток; 5 – шарнир; 6 – тяга; 7 – чехол; 9 – конец рычага; 10 – опора

Коробка передач вместе с картером сцепления крепится к блоку цилиндров двигателя. В коробку через резьбовое отверстие с пробкой 19 (см. схема 2) заливается моторное масло. Масло из коробки передач сливают через резьбовое отверстие с пробкой 20.

Читайте так же:
Alpina готовит лимитированную альтернативу BMW M3

Коробка передач АЗЛК

На схеме 4 показана коробка передач переднеприводных автомобилей АЗЛК. Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну передачу для движения назад. В коробке два вала и шестерни всех передач, кроме заднего хода, косозубые, что уменьшает шум при работе. Они имеют постоянное зацепление. Шестерни передачи заднего хода прямозубые. Для движения вперед передачи включаются с помощью синхронизаторов, а для движения назад – перемещением промежуточной шестерни заднего хода. Переключение производится с помощью рычага, который имеет три хода вперед и назад для переключения передач.

Коробка передач АЗЛК

Схема 4 – Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей АЗЛК

1 – корпус дифференциала; 2 – ось; 3 – сателлит; 4 – отверстие; 5, 22 – гайки; 6 – манжета; 7 – фланец; 8, 36, 41 – кольца; 9 – подшипник; 10, 31 – ведущая и ведомая шестерни главной передачи; 11, 25 – первичный и вторичный валы; 12, 13, 16, 17, 19, 20, 26, 28, 29, 33, 34 – шестерни; 14, 35 – болты; 15, 30 – картеры; 18, 21, 27 – синхронизаторы; 23 – крышка; 24 – шайба; 32 – пробка; 37 – палец; 38 – выточка; 40 – пружина; 42 – ступица

Отлитые из алюминиевого сплава картер 15 коробки передач, крышка 23 картера коробки передач и картер 30 главной передачи соединены между собой болтами 14 и образуют единый картер, в котором размещены первичный и вторичный валы коробки передач с шестернями и синхронизаторами, главная передача и межколесный дифференциал.

Первичный вал 11 изготовлен вместе с ведущими шестернями 13 и 16 соответственно I и II передач и шестерней 12 заднего хода. Вал вращается в трех подшипниках, которые установлены в хвостовике коленчатого вала двигателя, в картере главной передачи и в картере коробки передач. На первичном валу свободно установлены ведущие шестерни 17, 19 и 20 соответственно III, IV и V передач, а также жестко закреплены ступицы синхронизаторов 18 и 21 для включения этих передач.

Вторичный вал 25 изготовлен вместе с ведущей шестерней 10 главной передачи. Он вращается в двух подшипниках, установленных в картерах главной передачи и коробки передач. На вторичном валу свободно установлены ведомые шестерни 26 и 28 соответственно I и II передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими ведущими шестернями первичного вала. На вторичном валу также жестко закреплены ведомые шестерни III, IV, V передач и заднего хода, а также ступица синхронизатора 27 для включения I и II передач. При включении I и II передач синхронизатор 27 соединяет соответственно шестерни 26 и 28 с вторичным валом, а при включении III, IV и V передач синхронизаторы 18 и 21 соединяют с первичным валом соответственно шестерни 17, 19 и 20.

Задний ход включается вилкой путем введения в зацепление промежуточной шестерни заднего хода с шестернями 12 и 29.

Синхронизаторы коробки АЗЛК

В коробке передач имеются три синхронизатора, обеспечивающие включение всех передач, кроме заднего хода. Они имеют одинаковое устройство и являются двухсторонними для включения I и II, III и IV передач; синхронизатор для включения V передачи – односторонний.

Синхронизатор состоит из ступицы 42, скользящей муфты 38, двух конических колец 36, трех блокирующих пальцев 37 и пружины 40. Ступица синхронизатора жестко крепится на шлицах на валу коробки передач. Она имеет наружные шлицы, на которых установлена скользящая муфта 38 с тремя отверстиями для блокирующих пальцев 37. Пальцы жестко соединены с латунными коническими кольцами 36 и имеют в средней части кольцевую блокировочную выточку 39. Латунные кольца имеют наружную коническую поверхность, аналогичную внутренней конической поверхности колец 41, приваренных к шестерням. На конической поверхности латунных колец нарезана резьба для разрыва масляной пленки и увеличения трения. Пружина 40 поджимает блокирующие пальцы к скользящей муфте синхронизатора и обеспечивает ее связь с коническими кольцами.

Работа синхронизатора основана на использовании сил трения. Передача включается только после предварительного уравнивания угловых скоростей вала коробки передач и свободно вращающейся на нем шестерни включаемой передачи за счет трения между коническими поверхностями колец синхронизатора и шестерни. В этом случает зубья скользящей муфты входят в зацепление с зубчатым венцом синхронизатора, выполненным на шестерне. Свободно вращающаяся шестерня соединяется с валом, и передача включается.

Привод переключения передач коробки АЗЛК

Коробка передач имеет механический привод переключения передач (схема 5). Он состоит из рычага 8 со сферическим концом 16, основания 17 с удлинителем 18 и шаровой опорой, тяги управления 4, соединительных шарниров 3 и 9 и переключателя передач 2. Рычаг переключения передач сферическим концом установлен в шаровой опоре, состоящей из корпуса 13, верхнего 11 и нижнего 15 пластмассовых вкладышей и резьбовой крышки 14.

Привод переключения передач АЗЛК

Схема 5 – Привод переключения передач переднеприводных легковых автомобилей АЗЛК

1, 14 – крышки; 2 – переключатель; 3, 9, 19 – шарниры; 4 – тяга; 5, 7, 10 – чехлы; 6 – рукоятка; 8 – рычаг; 11, 15 – вкладыши; 12 – опора; 13 – корпус; 16 – конец рычага; 17 – основание; 18 – удлинитель

Корпус шаровой опоры приварен к основанию 17 механизма, которое крепится к полу кузова через эластичную опору 12, а к крышке 1 коробки передач – через удлинитель 18 и резинометаллический шарнир 19. Резьбовая крышка в корпусе обеспечивает необходимую затяжку сферического конца рычага переключения передач. Отверстие в полу кузова для рычага переключения передач закрыто резиновым чехлом 10. На верхнем конце рычага надета рукоятка 6 со сферической головкой. Внешняя часть рукоятки пластмассовая, а внутренняя резиновая. Находящаяся в салоне кузова часть рычага закрыта резиновым чехлом 7 прямоугольной формы.

Читайте так же:
Производство метановых автомобилей на АвтоВАЗе приостановлено

Рычаг переключения передач через тягу управления 4 и шарниры 3 и 9 соединен с переключателем передач 2, который расположен в крышке коробки передач. Отверстие в полу для тяги управления закрыто резиновым чехлом 5. Картер коробки передач вместе с картером главной передачи крепится на шпильках самоконтрящимися гайками к заднему торцу картера сцепления.

В коробку и главную передачу через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в средней части картера главной передачи, заливают трансмиссионное масло. Масло из коробки и главной передачи сливают через резьбовое отверстие с пробкой 32 (см. схема 4), расположенное в нижней части картера главной передачи. Связь внутренней полости коробки передач и главной передачи с окружающей средой осуществляется через отверстие 4, выполненное в шейке первичного вала 11 коробки передач.

Двухвальная КПП: как устроена и работает

Двухвальная коробка передач устройство

Механическая коробка передач (МКПП) сегодня пользуется меньшим спросом, чем различные виды АКПП, однако вплоть до сегодняшнего дня остается наиболее распространенным агрегатом на территории СНГ и ряда других стран. Как и любая другая коробка передач, указанный тип трансмиссии получает, изменяет и затем передает крутящий момент от двигателя автомобиля на ведущие колеса.

При этом данный тип КПП, в отличие от автоматических коробок, полностью управляется вручную, то есть самим водителем. Коробка «механика» является ступенчатой, крутящий момент изменяется ступенчато путем переключения между передачами (ступенями). Каждая ступень фактически являются парой шестерен с разным передаточным числом.

По конструкции механические коробки передач могут иметь разное количество ступеней, а также устройство. При этом зачастую выделяют двухвальные и трехвальные коробки. В этой статье мы рассмотрим, что такое двухвальная коробка передач, как устроена двухвальная КПП, в чем ее особенности, преимущества и недостатки.

Двухвальная коробка передач: схема устройства и принцип работы

Двухвальная КПП принцип работы

Итак, как уже было сказано выше, МКПП могут иметь разное количество ступеней (передач). Каждая из ступеней имеет свое передаточное число, которое является отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

При этом самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, тогда как самая высокая (повышенная передача) отличается самым малым передаточным числом.

При этом трехвальная коробка обычно ставится на легковые машины с задним приводом, тогда как на переднеприводных авто двухвальная механическая коробка передач получила широчайшее распространение.

Общее устройство двухвальной механической коробки передач (в отличие от трехвальной с промежуточным валом) предполагает следующие составные элементы:

  • картер коробки передач;
  • ведущий (первичный) вал;
  • ведомый (вторичный) вал;
  • блоки шестерен и синхронизаторы;
  • в картере коробки установлена главная передача, а также дифференциал;

Картер изготавливается из алюминия или магниевых сплавов. В картере КПП размещаются основные элементы коробки и механизмы, также он является резервуаром для трансмиссионного масла. Ведущий вал соединен со сцеплением при помощи имеющегося шлицевого соединения. На валу жестко крепится блок шестерен.

Ведомый вал установлен параллельно, также на нем закреплен набор шестерен. При этом шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также имеют возможность свободно вращаться на валу. Также на ведомом валу жестко крепится ведущая шестерня главной передачи.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность продольно двигаться по валу благодаря шлицевому соединению. Большинство современных КПП сегодня имеют синхронизаторы всех передач. Исключением можно считать бюджетные модели, где первая и задняя передача не синхронизированы.

Через главную передачу и дифференциал осуществляется передача крутящего момента от вторичного вала через ряд элементов трансмиссии на ведущие колеса. Дифференциал при определенных условиях позволяет реализовать вращение колес так, что у них будет разная угловая скорость.

Что касается механизма переключения передач (в отличие от трехвальных КПП, где механизм находится внутри), на двухвальной коробке он расположен отдельно (вынесен наружу из корпуса).

Сам механизм переключения передач двухвальной коробки включает в себя рычаг управления, который соединен тросиками с рычагами выбора, а также включения передач. Указанные рычаги присоединены к центральному штоку переключения передач, а шток имеет вилки.

Для выбора передачи нужно совершить поперечное движение рычагом управления по отношению к оси кузова авто, тогда как для включения той или иной передачи нужно выполнить продольное движение относительно упомянутой оси. В этом состоит главное отличие работы механизма переключения передач двухвальных КПП от трехвальных.

Если иначе, все движения рычага КПП можно разделить на поперечные и продольные. Когда совершается поперечное движение, усилие передается на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач. Рычаг проворачивает центральный шток вокруг оси, позволяя выбрать передачу.

Еще добавим, что для уменьшения размеров КПП, а также с целью добавления ступеней в некоторых агрегатах может стоять не один ведомый вал, а несколько (два вала или три). На каждом из таких ведомых валов жестко крепится шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней. Фактически, такая коробка имеет сразу несколько главных передач.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Двухвальная механическая коробка передач

Общий принцип работы двухвальной и трехвальной коробки идентичен. Когда рычаг управления находится в положении «нейтраль», передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса не происходит. После того, как водитель перемещает рычаг, вилка также смещает муфту синхронизатора.

Читайте так же:
Как получить страховку после ДТП или берегись страховщика

Синхронизатор выравнивает угловые скорости шестерни выбранной передачи и ведомого вала.

Виды коробок передач Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают виды коробок передач. Из этой статьи вы узнаете о разновидностях КПП, отличиях и особенностях различных типов коробок передач.

Таким образом, коробка передач начинает передавать крутящий момент от двигателя на колеса. Еще отметим, что задний ход реализован отдельной задней передачей. Само изменение направления вращения становится возможным благодаря использованию промежуточной шестерни заднего хода, которая ставится на отдельную ось.

Что в итоге

Как видно, устройство двухвальной КПП относительно простое по сравнению с трехвальными аналогами. Более того, механизм управления тросиковых коробок позволяет сделать переключения более четкими. Также отсутствует ряд характерных проблем с механизмом выбора и включения передачи, которые присущи коробкам, где указанный механизм находится внутри корпуса коробки в масле.

Устройство коробки передач автомобиля Рекомендуем также прочитать отдельную статью о том, как устроена коробка переключения передач. Из этой статьи вы узнаете о конструкции коробки передач, составных элементах, назначении и принципах работы.

Ремонт двухвальной коробки также не представляет особых сложностей для опытных специалистов. Такие качества делают данную КПП надежным и комфортным решением для многих легковых автомобилей с передним приводом.

Устройство механической коробки передач и принцип работы

Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия

Переключение ередач на механической коробке

Правильное переключение передач на автомобиле с механической коробкой: когда включать ту или иную передачу на МКПП, работа с педалью сцепления, ошибки.

Какие коробки передач бывают

Виды и типы трансмиссий, которые устанавливаются на автомобили: механика, автомат, робот и вариатор. Устройство данных КПП, принцип работы, плюсы и минусы.

Механическая коробка передач МКПП

Коробка передач «механика»: основные плюсы и минусы данного типа КПП, принцип работы механической трансмиссии автомобиля (МКПП).

Для чего предназначена коробка передач в автомобиле: назначение КПП, основные функции. Виды коробок передач, особенности различных типов коробок передач.

Виды и типы коробок передач

Какие коробки передач устанавливаются на авто: типы механических и виды автоматических трансмиссий, особенности. Плюсы и минусы различных видов МКПП и АКПП.

Работа механической коробки передач

Работа механической коробки передач

Механическая коробка передач (МКП) — это традиционное решение, которое используется на большинстве автомобилей в Европе и Азии. А в России МКП — это де-факто стандарт, на который опираются как отечественные автопроизводители, так и автошколы при обучении водителей. О том, что такое механическая коробка передач, как она устроена и работает, читайте в этой статье.

История механической коробки передач

Уже первые эксперименты с двигателями внутреннего сгорания в конце XIX века показали, что у них есть существенный недостаток: ДВС могут обеспечивать высокий крутящий момент только в достаточно узком диапазоне оборотов. Поэтому наиболее сложным для автомобилей того времени было стронуться с места и подняться в гору.

Первое решение этой проблемы в 1888 году предложил Карл Бенц: он установил на вал двигателя и на ведущую ось по два шкива разного диаметра, и «переключение» передач производилось простым перекидыванием ремня с одной пары шкивов на другую. Удивительно, но даже это простое решение намного улучшило характеристики автомобиля.

На самом деле коробка передач была изобретена задолго до Бенца — подобные механизмы столетиями использовались для изменения крутящего момента в станках, которые приводились в движение сначала водяными колесами, а затем паровыми двигателями.

Уже на рубеже XIX и XX веков были созданы двух- и трехвальные коробки передач с ручным управлением, которые за прошедшее столетие принципиально не изменились и сегодня используются на автомобилях.

Устройство МКП

Вне зависимости от типа, все механические коробки передач имеют одинаковое устройство. В современных коробках есть несколько основных элементов:

— Два или три параллельных вала;
— Блоки шестерен на валах;
— Синхронизаторы (муфты включения передач);
— Механизм переключения передач.

Все эти элементы расположены в герметичном корпусе (картере), где обеспечивается их постоянная смазка — для этого картер заполняется специальным трансмиссионным маслом. При понижении уровня масла детали КП быстро выходят из строя (так как испытывают значительное трение и механические нагрузки), могут потребоваться новые запчасти для коробки передач и проведение ремонтных работ.

Однако между двухвальной и трехвальной МКП существуют существенные отличия, о которых необходимо сказать особо.

Двухвальная коробка передач

Как понятно из названия, двухвальная коробка передач имеет два вала:

— Ведущий вал — соединен со сцеплением, вращается с той же скоростью, что коленчатый вал двигателя;
— Ведомый вал — расположен параллельно ведущему, при включении передач крутящий момент с него передается на редуктор ведущего моста.

На каждом валу имеется блок шестерен, причем шестерни ведущего вала составляют с ним единое целое (часто фрезеруется из одной заготовки). Шестерни ведомого вала свободно вращаются на нем, и при этом имеют постоянное зацепление с шестернями ведущего вала. На ведомом валу, между шестернями, расположены муфты включения передач (синхронизаторы), с помощью которых осуществляется блокировка шестерен на вал при включении передач.

Двухвальные МКП обладают достаточно высоким КПД и имеют простую конструкцию, что обеспечивает высокий срок службы и снижает затраты на ремонт и запчасти для коробки передач. Однако двухвальные коробки из-за ограниченного диапазона изменения крутящего момента находят применение только на легковых автомобилях — они устанавливаются преимущественно на переднеприводных машинах, а также на авто с задним расположением двигателя.

У двухвальной коробки есть и еще одна особенность: расположенные параллельно валы не могут вращаться как единое целое, поэтому передача крутящего момента от двигателя к редуктору на любых скоростях осуществляется только через пары шестерен. Невозможность реализации прямой передачи несколько снижает ресурс коробки, так даже на высших передачах шестерни всегда работают под нагрузкой.

Читайте так же:
Ремонт турбин дизельных двигателей – изучаем причины поломок и способы их устранения

Трехвальная коробка передач

Трехвальные МКП имеют более сложное устройство, однако они, по сравнению с двухвальными КП, обладают более широкими возможностями. Как нетрудно понять, эти коробки имеют три вала:

— Ведущий вал — соединен со сцеплением и передает крутящий момент от двигателя к остальным элементам коробки;
— Промежуточный вал — служит промежуточным звеном, через него осуществляется передача крутящего момента от ведущего вала к ведомому;
— Ведомый вал — с него снимается крутящий момент для передачи к редуктору ведущего моста (или мостов в случае многоосевых автомобилей).

Ведущий вал короткий и имеет всего одну жестко закрепленную шестерню, на промежуточном валу также жестко закреплен блок шестерен, а шестерни ведомого вала (он расположен на одной оси с ведущим, нередко эти валы имеют общий коренной подшипник) свободно вращаются и блокируются синхронизатором только при включении передач. Промежуточный вал всегда находится в зацеплении с ведущим, поэтому он постоянно вращается. Шестерни ведомого вала тоже всегда находятся в зацеплении с шестернями промежуточного вала, однако ведомый вал приходит во вращение только при включении передач.

При ремонте МКП, из-за ее сложной конструкции, необходима более широкая номенклатура запасных частей для коробок передач. Однако благодаря наличию промежуточного звена в этой коробке удается реализовать прямую передачу (обычно это 4-я передача), когда крутящий момент передается напрямую от ведущего вала ведомому, чем достигаются лучшие показатели экономичности при движении на больших скоростях.

Синхронизаторы

Важную роль в коробках передач играют синхронизаторы. Эти устройства, расположенные на ведомом валу между шестернями, обеспечивают плавную, безударную блокировку шестерни при включении передачи. Необходимость в синхронизаторах возникает из-за того, что все шестерни имеют разный диаметр, а, значит, вращаются с различной скоростью — либо быстрее, либо медленнее ведомого вала.

Синхронизаторы вращаются с валом как единое целое, но могут перемещаться по нему в продольном направлении. При переключении передачи синхронизатор входит в контакт с шестерней с помощью конической поверхности (за счет сил трения), доводит скорость ее вращения до необходимой (ускоряет или затормаживает), а затем входит с шестерней в зацепление с помощью зубчатого венца. Этот процесс возможен только при выжатой педали сцепления, в противном случае есть риск повреждения венцов шестерен и синхронизаторов, а также более серьезных поломок.

В итоге, синхронизатор, шестерня и вал начинают вращаться, как единое целое, включение передачи производится без ударов и возможных при этом деформаций компонентов коробки передач.

Работа механической коробки передач

Принцип работы механической коробки передач прост, и в общем случае сводится к блокировке той или иной шестерни на ведомом валу с помощью механизма переключения передач. Механизм переключения передач состоит из следующих частей:

Рычаг — с его помощью осуществляется ручное переключение передач;
Ползуны включения передач — штанги, которые передают усилие от рычага к вилкам переключения передач. В четырехступенчатой МКП три ползуна — по одному для включения 1-2 и 3-4 передач и один для включения заднего хода;
Вилки переключения передач — они постоянно зацеплены с синхронизаторами, с их помощью синхронизаторы перемещаются по ведомому валу и входят в зацепление с шестерней.

Также в МКП предусмотрен механизм защиты от одновременного включения двух передач — так называемый замок, который обеспечивает нейтральное положение неиспользуемых при включении передач ползунов.

Работа механической коробки передач сводится к следующему:

— В начальный момент рычаг находится в нейтральном положении, коробка не передает крутящий момент;
— При включении первой передачи соответствующий ползун приводит в движение синхронизатор, который, в свою очередь, блокирует на ведомом валу шестерню первой передачи. При отпускании педали сцепления ведущий, промежуточный и ведомый вал приходят во вращение, при этом коробка обеспечивает передачу на редуктор моста максимального крутящего момента. Автомобиль трогается с места, осуществляется разгон;
— При достижении определенной скорости производится переключение на 2, а затем на 3 передачу — процесс аналогичен описанному выше. При каждом переключении передач необходимо выжимать педаль сцепления, чтобы разъединять коробку и вал двигателя;
— При включении четвертой передачи ведомый вал входит в сцепление с ведущим — этим обеспечивается прямая передача (передаточное отношение 1:1), при которой двигатель работает в наиболее выгодном и экономичном режиме.

Многие МКП оборудованы повышающей передачей (обычно пятой), при которой передаточное отношение меньше единицы. В этом случае достигается не столько повышение скорости автомобиля, сколько оптимизация режима работы двигателя, снижение потребления топлива при больших оборотах. Такое решение усложняет конструкцию трансмиссии, и зачастую при ремонте необходимо приобретать дорогостоящие запчасти на механические коробки передач.

Напоследок нужно сказать, что термин «механическая коробка передач», который используется в нашей стране, некорректен — этот тип коробок правильнее называть «ручным». Неточность вкралась из-за англоязычной аббревиатуры MT, которая означает «manual transmission», то есть — «ручная трансмиссия». Буква «М» здесь была истолкована как «механическая», что не соответствует истине. Однако данный термин стал общепризнанным, и, услышав словосочетание «механическая коробка передач, мы понимаем, о каком механизме идет речь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию