Коробка переключения передач

Коробка передач автомобиля

=== Скачать файл ===

Устройство и неисправности механической КПП. Как она работает

Как работает коробка передач в автомобиле?

Названа так, поскольку весь её основной функционал реализуется исключительно за счёт механических устройств, без применения гидравлических или электрических элементов в отличие от гидромеханической или электромеханической трансмиссий, содержащих в своей конструкции, соответственно, гидравлические и электрические элементы. Коробка передач обеспечивает использование оптимального режима работы двигателя при движении в различных условиях. В механической коробке передач это осуществляется за счёт осуществляемого водителем переключения ступеней передач , имеющих различное передаточное число. Принципиально важной с точки зрения динамических и тяговых качеств автомобиля является именно скоростная характеристика его двигателя, включающая обе величины и ставящая их в зависимость от числа оборотов коленчатого вала. В соответствии с ней и осуществляется подбор передаточных чисел трансмиссии. Величина развиваемого двигателем крутящего момента меняется в меньшей степени, но тоже имеет максимум, достигаемый при оборотах максимального крутящего момента, обычно примерно посередине рабочего диапазона. Между тем, скорость движения автомобиля при трогании с места невысока. При обгонах и перестроениях, маневре скоростью на трассе, когда автомобилю требуется резко ускориться во время движения, также необходимо затратить большую мощность. Таким образом, необходимо обеспечить возможность эффективного использования мощности двигателя вплоть до максимальной как при низкой и средней скорости движения, когда угловая скорость обращения колёс невысока, так и при высокой скорости движения и, соответственно, высокой скорости обращения колёс. Отсюда вытекает необходимость в осуществляющей передачу вращения с двигателя на колёса трансмиссии с определённым передаточным числом, причём это передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать различные соотношения между скоростями обращения коленчатого вала двигателя и ведущих колёс. Отношение между наибольшим и наименьшим передаточными числами трансмиссии в целом называется её силовым диапазоном d или диапазоном регулирования. На легковых автомобилях общего назначения силовой диапазон трансмиссии обычно не превышает 5…6, у внедорожников может достигать 8…9 и более. Более широкий силовой диапазон позволяет для каждого режима работы двигателя подобрать наиболее экономичный и эффективный режим работы трансмиссии. Даже при больших оборотах двигателя на низших передачах автомобиль будет ехать сравнительно медленно, но при этом в полной мере используются его мощность и крутящий момент, создающий разгоняющую автомобиль избыточную тяговую силу на колёсах разница между полной величиной тяговой силы и силой сопротивления движению. Однако превышение определённого критического значения избыточной тяговой силы его величина зависит от массы, приходящейся на ведущую ось, и коэффициента трения между шиной и дорогой приводит к пробуксовке ведущих колёс. Кроме того, постоянная работа на высоких оборотах быстро изнашивает мотор. Максимальные скорости, развиваемые на промежуточных передачах, выше, чем на низших, кроме того снижается шум за счёт меньших оборотов двигателя при той же скорости движения, однако приемистость время, за которое двигатель под нагрузкой развивает максимальные обороты на них хуже. Высшие передачи, соответствующие которым пары шестерён имеют самые малые передаточные числа около 1: Двигатель при этом работает в основном с оборотами выше средних, вплоть до максимальных, что соответствует его максимальной мощности, которая как раз и необходима для развития максимальной скорости. На высшей IV передаче с передаточным отношением 1: На высшей передаче автомобиль не может трогаться с места и двигаться на низкой скорости, зато может передвигаться на скорости вплоть до максимальной при оборотах двигателя, находящихся в приемлемых рамках. Напротив, на низшей I передаче с передаточным отношением 3, На этой передаче машина может трогаться с места, маневрировать на парковке, двигаться в тяжёлых дорожных условиях, при невысокой скорости используя максимальные значения мощности и крутящего момента двигателя, но её максимальная скорость ограничена. Силовой диапазон трансмиссии ВАЗ, таким образом, равен 3,24 для позднего варианта с 5-ступенчатой КП и главной парой 3,9: Скорость автомобиля при движении на передаче с заданным передаточным числом i определяется по формуле:. Принцип работы механической КП сводится к кинематическому соединению на различных ступенях входного и выходного валов различными комбинациями шестерен с разными передаточными числами. Любая коробка передач представляет собой набор расположенных в едином корпусе называемом картером Картер - это поддон! А не корпус коробки скоростей параллельных валов с расположенными на них шестернями. В трёхвальной КП автомобиля классической компоновки имеются первичный, вторичный и промежуточный валы. Первичный и вторичный валы расположены последовательно, вторичный опирается при этом на подшипник , установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен под первичным и вторичным валами параллельно им, нередко со смещением вбок. На валах находятся блоки шестерён. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми. На первичном валу находится ведущая шестерня, приводящая промежуточный вал в движение. На промежуточном валу расположен блок шестерён , шестерни которого жестко соединены с валом и часто изготавливаются как единое целое с ним. В несинхронизированных КП спортивных автомобилей или спецтехники для этой же цели часто используются кулачковые муфты. Между шестернями ведомого вала расположены муфты включения передач или шлицевые муфты. В отличие от шестерен, они закреплены на валу и вращаются вместе с ним , но могут двигаться вдоль его оси вперёд-назад. По числу муфт включения или скользящих шестерён, если они использованы в конструкции вместо муфт разделяют коробки передач двухходовые, трёхходовые, и так далее. На сторонах шестерён вторичного вала, обращённых к муфтам включения передач, имеются зубчатые венцы. Такой же венец имеет задний торец ведущего вала. Ответные зубчатые венцы находятся на муфтах включения. При движении рычага переключения передач, при помощи специального привода через ползуны приводятся в движение вилки переключения передач , которые могут перемещать муфты включения в продольном направлении. Специальный блокирующий механизм замок при этом не допускает одновременного включения двух передач. Замок фиксирует два ползуна в нейтральном положении при движении третьего в трехходовой КП , что исключает одновременное включение двух передач. Когда муфта включения движется в направлении шестерни нужной передачи, их зубчатые венцы встречаются, и муфта включения, которая вращается вместе с валом, соединяется с шестернёй передачи, блокируя её. После этого они вращаются вместе, и коробка передач начинает передавать вращение от двигателя на главную передачу через карданный вал. Для безударного включения передач в КП используются синхронизаторы , уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются. Ниже схематично рассмотрена работа трёхвальной, трёхходовой четырёхступенчатой МКП заднеприводного легкового автомобиля, с шестернями постоянного зацепления и синхронизаторами на передачах переднего хода и скользящей шестернёй заднего хода. Промежуточный вал не задействован но продолжает обращаться, так как постоянно зацеплен с первичным. Этот режим работы КП является выгодным, так как уменьшаются потери и износ. В двухвальной КП крутящий момент передаётся непосредственно с шестерён соединённого с маховиком двигателя первичного ведущего вала на шестерни расположенного параллельно ему вторичного ведомого. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи. Такие коробки передач отличаются малой длиной, благодаря чему хорошо вписываются в плотно скомпонованное подкапотное пространство передне- и полноприводных автомобилей с поперечным размещением силовых агрегатов. Первые коробки передач представляли собой очень простые по устройству прямозубые шестерёнчатые редукторы, изменение передаточного числа в которых осуществлялось за счёт продольного перемещения шестерён, скользящих на продольных шлицах валов. При включении передачи одну из шестерён сдвигали вдоль вала, при этом её зубья входили в зацепление с зубьями соответствующей ответной шестерни, шестерни вступали друг с другом в зацепление и начинали передавать крутящий момент. Для того, чтобы зубчатые венцы шестерён вошли в зацепление, необходимо, чтобы их окружные скорости были хотя бы примерно одинаковыми. Однако окружные скорости пары обеспечивающих передачу крутящего момента шестерён в момент включения передачи обычно не совпадают, так что попытка просто переместить их зубчатые венцы друг навстречу другу вплоть до контакта приведёт к сильному удару в трансмиссии, сопровождающемуся характерным скрежетом и очень быстрым износом зубцов. Поэтому водителю приходилось, действуя педалью акселератора и используя специальные приёмы работы со сцеплением, грубо выравнивать окружные скорости шестерён, при умелом исполнении чего они в нужный момент бесшумно и безударно входили в зацепление друг с другом. Включение передач при этом стало осуществляться при помощи отдельных от шестерён скользящих зубчатых муфт , вращающихся вместе с валом и способных перемещаться вдоль него, в крайних положениях фиксируя на нём ту или иную из соседних шестерён. При включении передачи соответствующая ей зубчатая муфта смещается из нейтрального положения в одно из крайних и фиксирует соответствующую шестерню на валу, переходя на выполненный как одна деталь с этой шестернёй зубчатый венец с прямыми зубьями. Этот зубчатый венец, как и сама зубчатая муфта, служит не только для включения передачи, но и участвует в передаче крутящего момента. Это несколько облегчило работу водителя благодаря снизившемуся усилию на рычаге усилие сдвига муфт намного меньше, чем самих шестерён, передающих крутящий момент , но не избавило его от вышеописанных приёмов. Управляющие такими машинами водители-профессионалы специально обучены осуществлять переключение передач на несинхронизированной КП. Кроме того, несинхронизированные МКП иногда используют на современных спортивных автомобилях и мотоциклах по двум причинам: Правда, в них обычно используется кулачковый механизм выбора передач шестерни фиксируются на валу не зубчатой, а кулачковой муфтой и секвентальное управление, несколько облегчающее работу водителя. Кулачковые коробки с секвентальным механизмом управления используются и на большинстве мотоциклов. Простейший конусный синхронизатор типа Borg-Warner представляет собой бронзовое блокирующее кольцо, расположенное на валу между зубчатым венцом шестерни соответствующей передачи и скользящей муфтой включения. Кольцо имеет внутреннюю коническую поверхность, обращённую в сторону шестерни, и зубчатый венец, обращённый в сторону муфты. На конической поверхности выполнена резьба, предназначенная для прорезания масляной плёнки. Материал блокирующего кольца отличается износостойкостью и высоким коэффициентом трения. Оно соединено со скользящей муфтой при помощи сухарей таким образом, что её перемещение вдоль вала вызывает перемещение соответствующего блокирующего кольца в том же направлении. При включении передачи вилка переключения начинает сдвигать муфту в сторону соответствующей шестерни. Для включения передачи муфта должна перейти на зубчатый венец шестерни, зафиксировав её на валу, но в данный момент это невозможно, так как окружные скорости шестерни и муфты с блокирующим кольцом не равны, при этом венец блокирующего кольца удерживает муфту от контакта с зубчатым венцом шестерни, предотвращая их повышенный износ. Через сухари движение муфты передаётся блокирующему кольцу, которое тоже начинает смещаться по валу в сторону шестерни, на которой имеется коническая поверхность, ответная конической поверхности блокирующего кольца. Своей конической поверхностью блокирующее кольцо вступает во взаимодействие с конической поверхностью шестерни, при этом в момент их соприкосновения резьба на конической поверхности блокирующего кольца прорезает масляную плёнку на конусе шестерни, провоцируя трение металла о металл. Сила трения между блокирующим кольцом, вращающимся с той же скоростью, что и муфта, и конусом шестерни выравнивает их угловые скорости, проворачивая блокирующее кольцо в такое положение, что зубья его венца, скользящей муфты и венца шестерни передачи встают в один ряд, после чего муфта может легко перейти на зубчатый венец шестерни, фиксируя её на валу и тем самым включая передачу. Синхронизаторы могут располагаться на любом из валов коробки передач, или даже на нескольких валах одновременно. В прошлом синхронизированными были лишь высшие передачи. В этом случае вождение автомобиля было всё же существенно проще, чем с полностью несинхронизированной коробкой передач: При этом происходит выравнивание скоростей валов коробки передач, что даёт эффект, практически аналогичный наличию на этой передаче синхронизаторов. Применение этого приёма позволяет не только избежать неприятного скрежета при включении несинхронизированной передачи, но и значительно увеличить ресурс её шестерней. В плотном потоке транспорта это, однако, часто вызывало малоприятные задержки при трогании с места, поэтому к середине шестидесятых годов на новых моделях был совершён переход к полностью синхронизированным коробкам передач, более адаптированным к изменившимся условиям городского движения. Применяются многоконусные синхронизаторы двойные, тройные , позволяющие повысить эффективность синхронизации и уменьшить требуемое усилие за счёт увеличения количества пар трения. Число ступеней считают по номеру передачи переднего хода с наименьшим передаточным отношением. Тем не менее, на современном этапе большинство массовых легковых автомобилей обходятся пятью-шестью. Повышающая передача или овердрайв англ. Повышающей она называется постольку, поскольку при таком передаточном числе ведомый вал вращается быстрее ведущего. До х годов овердрайв на легковых автомобилях обычно оформляли в виде отдельного от КП агрегата. Например, на Volvo с четырёхступенчатой трансмиссией можно было заказать дополнительный овердрайв с различными вариантами передаточных чисел. Такой овердрайв мог включаться как вручную водителем на илл. С начала х годов овердрайв стали встраивать в четырёхступенчатые МКП как пятую передачу, что стало обычной практикой в е. В наши дни в КП может быть более одной повышающей передачи. Вопреки распространённому мнению, в большинстве случаев наличие повышающей передачи существенно не увеличивает максимальной скорости автомобиля. На автомобилях с трёхвальными КП максимальная скорость достигается уже на прямой передаче с передаточным отношением 1: У автомобилей с двухвальными коробками передач, у которых прямая передача отсутствует, максимальная скорость достигается именно на повышающей передаче, но от развиваемой на предшествующей передаче, с передаточным числом, обычно вплотную приближающимся к 1: Субъективно ощущаемое водителем увеличение максимальной скорости автомобиля после установки на него КП с повышающей передачей в основном относится на счёт снижения шумности и нагрузки на двигатель при сохранении той же максимальной скорости. Некоторые автомобили использовали планетарные механические коробки передач, например Ford T. Особенность этих коробок в том, что все шестерни в них находятся в постоянном зацеплении, а изменение передаточного числа происходит за счёт блокирования отдельных вращающихся элементов планетарного механизма ленточными тормозами и пакетами фрикционов, что меняет характер его работы. Так как при переключении передач в планетарной коробке зубчатые венцы не вводятся друг с другом в зацепление, нет необходимости разобщать двигатель и трансмиссию для прерывания потока мощности на время переключения, благодаря чему отпадает потребность в обычном сцеплении сцепление в таких коробках ставят только на выходном валу, и служит оно не для переключения передач, а лишь для полного разобщения двигателя и трансмиссии. Кроме того, такая КП получается гораздо компактнее обычной с тем же числом передач. Кроме того, практически все гидромеханические автоматические трансмиссии используют планетарную механическую часть, которая легко автоматизируется и может работать в паре с гидротрансформатором без сцепления. В классической МКП для выбора нужной передачи служит рычаг переключения передач. С его помощью в любой момент можно включить любую из имеющихся передач кроме заднего хода, включение которого допустимо после разблокирования специального предохранителя. Расположение рычага и система привода могут в значительной степени варьироваться в зависимости от компоновки автомобиля. Как правило, управление сцеплением в таких системах автоматизировано. Они находят применение на мотоциклах очень широко и некоторых спортивных автомобилях. Например, у большинства отечественных мотоциклов для переключения передач используется копирный вал с фигурным пазом, управляющим движением вилок переключения передач, в свою очередь воздействующих на скользящие шестерни на валах. Передачи при этом переключаются связанной с копирным валом педалью в виде качалки, которая может проворачивать его в том или ином направлении на определённый угол. На абсолютном большинстве современных автомобилей механическая коробка передач управляется рычагом, расположенным напольно. Под этим понимается расположение рычага непосредственно на полу автомобиля, на центральной консоли или в нижней части панели приборов. Способ выбора конкретной передачи в различных МКП с напольным рычагом может значительно отличаться. Общим является лишь то, что выбор нужной передачи осуществляется наклоном рычага переключения в продольной и поперечной плоскостях, то есть, траектория движения рычага при переключениях напоминает букву H H-Pattern. Как правило, в нейтральном положении рычаг удерживается при помощи одной или нескольких пружин. На некоторых автомобилях существует блокировка включения заднего хода: В иных случаях никакой блокировки не предусмотрено и передачу заднего хода можно по ошибке включить на ходу, что при большой скорости движения теоретически может привести к серьёзным поломкам КП на практике водителю вряд ли хватит сил для полного включения задней передачи на большой скорости, однако усиленный износ шестерён КП при такой попытке вполне реален. Однако в этом случае достаточно велик риск случайного включения задней передачи вместо первой, особенно при изношенном приводе. Преимущество в данном случае состоит в том, что положения, соответствующие второй и третьей передаче, находятся на одной линии, что ускоряет переключение. У спортивных машин с мощными двигателями, основной разгон происходит именно на второй и третьей передачах, первая же служит только для трогания с места. При применении данной раскладки на внедорожниках ГАЗ облегчается раскачивание автомобиля в случае его застревания путём последовательного включения первой-задней-первой-задней передач передачи находятся на одной линии, что позволяет их очень быстро переключать. То же касается грузовика, первая передача которого используется, в основном, в тяжёлых дорожных условиях. Кроме того, многие из КП с такой раскладкой переключения не имеют синхронизаторов либо имеют их только на высших передачах, в этом случае положительным моментом является и то, что при переключении с первой передачи на вторую автоматически возникает некоторая задержка, что упрощает переключение между несинхронизированной первой с синхронизированной второй передачами. Из отечественных автомобилей такую раскладку использовал, к примеру, ГАЗ , коробка передач которого была трёхступенчатой. На грузовых автомобилях КамАЗ раскладка сходна, но позиции первой передачи и заднего хода противоположны показанному на рисунке. Из распространённых на территории России моделей, такую раскладку имели, к примеру, Ford Taunus , Volvo и некоторые модели BMW, вроде BMW E В прошлом наиболее распространённым на легковых автомобилях с МКП было расположение рычага КП на рулевой колонке. Эта мода появилась в США во второй половине х годов, широко распространилась в Европе в конце х. Иногда такой механизм встречается и в наши дни. Существуют две основные схемы работы такого привода. Во втором случае уровень шумов и вибраций, передаваемых через вал переключения передач в салон, существенно снижается. Чёткость и скорость выбора передач при таком механизме часто страдают, особенно при его износе, но в целом, по мнению многих владельцев автомобилей с таким механизмом переключения, подрулевое расположение рычага более удобно, так как к нему не надо тянуться, он всегда под рукой. Тем не менее, из-за большой инерционности привода быстро переключать передачи с таким приводом сложно, поэтому для динамичных автомобилей он малопригоден. Зато хороший расчёт механизма переключения позволяет минимизировать усилие на рычаге: Между тем, в некоторых странах Европы и особенно Японии подрулевые рычаги использовались до самого недавнего времени. Так, в Гонконге все такси моделей Toyota Crown и Nissan Cedric имели четырёхступенчатую МКП с подрулевым переключателем до перехода на АКП в году. До начала х годов на микроавтобусах Toyota Hiace и Mitsubishi L также встречались переключатели передач на рулевой колонке, коробка передач была механической пятиступенчатой. В процессе эксплуатации автомобиля следует правильно пользоваться коробкой передач во избежание поломок и преждевременного износа. Рычагом следует работать быстро задерживать в нейтральном положении не нужно. При снижении скорости допускается переключение через одну или несколько ступеней можно не отпуская педали тормоза. Педаль сцепления необходимо отпускать с небольшой задержкой в точке схватывания так, чтобы не было рывка. При этом, нажимать на педаль газа не нужно. Автомобили, оснащённые МКП, долгое время преобладали в Европе , всё ещё весьма распространены на территории СНГ и доминируют в странах с низким доходом населения. В Японии также весьма широко распространены автоматические трансмиссии и вариаторы. Тем не менее, спортивные автомобили автомобили со спортивным имиджем часто оснащаются МКП. Общим у них является то, что водитель избавлен от части операций, которые он должен был бы выполнять при управлении автомобилем с обычной механической трансмиссией. Первый массово использовавшийся тип полуавтоматической трансмиссии был создан фирмой Chrysler в х годах и широко использовалась на её автомобилях вплоть до х годов. Каждый блок этой трансмиссии имел своё назначение:. Переключение передач производилось обычным рычагом, расположенным на рулевой колонке. Педаль сцепления имелась, но использовалась только для выбора диапазона и была окрашена в красный цвет. После превышения определённой скорости варьировалась в зависимости от конкретной модели трансмиссии происходило переключение на вторую передачу за счёт происходящего автоматически включения овердрайва сама МКП оставалась при этом на первой передаче. Перебрать все имеющиеся четыре передачи при практическом вождении было почти невозможно, хотя трансмиссия формально считалась четырёхступенчатой. Диапазон задних передач также включал две передачи и включался, как обычно, после полной остановки автомобиля. Таким образом, для водителя езда на автомобиле с такой трансмиссией очень напоминала езду на машине с двухступенчатой АКП, с той разницей, что переключение между диапазонами происходило с нажатием сцепления. После появления настоящей автоматической двухступенчатой трансмиссии PowerFlite, позднее трёхступенчатой TorqueFlite, полуавтоматические трансмиссии семейства Fluid-Drive были сняты с производства, так как мешали продажам полностью автоматических трансмиссий. Примерно в то же время в Европе некоторые дорогие автомобили снабжались электромеханическим или гидропневматическим автоматическим приводом сцепления. Конструктивно не отличаются от обычных МКП, но привод сцепления осуществляется автоматически, обычно, пневмо- или гидроэлектрической системой. Переключение передач производилось водителем вручную, педаль сцепления обычно отсутствовала. В простейшем случае роботизированная коробка представляет собой обыкновенную МКП, управляемую электронным блоком управления при помощи сервоприводов вместо традиционной ручки. Сцепление управляется той же автоматикой. Развитие технологий позволяет значительно ускорить переключение передач в КП и свести рывки к минимуму. При этом механическая часть роботизированной коробки перестает быть аналогична обычной МКП, управляемой электроникой и приводами, поскольку обеспечение столь быстрого переключения передач при помощи сервоприводов требует особых конструктивных решений. Продолжают совершенствоваться и традиционные МКП с ручным переключением. Так, значительно улучшились за последнее время системы смазки МКП. Это позволяет значительно повысить ресурс МКП по сравнению с традиционной системой смазки за счёт находящегося в картере масла, обеспечить хорошее охлаждение что стало насущной проблемой в связи с увеличением скоростей движения за счёт постоянного круговорота смазывающего масла. Многие современные МКП используют для смазки ATF , то есть масло для АКП. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 29 апреля ; проверки требуют 72 правки. Краткий Автомобильный Справочник НИИАТ. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Текущая версия Править Править вики-текст История. Эта страница последний раз была отредактирована 31 июля в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия.

Расписание 57 кострома

Как смыть солнечный загар

Виды мдф панелей

Создать сайт города

Какие лучше витамины для детей от года

Монастырь кера кардиотисса на карте крита

Тинт для губ mixiu

Приказ на подпись накладных

Наследование по завещанию понятие и формы завещания

Во сколько первые роды

Константин симонов аудио стихи

Новые правила для интернет магазинов