Механическая коробка передач — как работает и что это такое

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ И ЗАПЧАСТИ

 

181

Трансмиссия или «коробка передач» (англ. Gear Box) — это узел который предназначается для передачи крутящего момента двигателя к колесам, при помощи специальных механизмов внутри, а также от внешних факторов (поведение водителя) – может повышать или понижать момент.

Сейчас существуют не только механические коробки передач, но и полностью автоматические, где участие человека сведено к минимуму. Можно долго спорить какие лучше или хуже (этим занимались здесь), но современные водители голосуют за автоматы, в России их число растет с каждым годом, причем почти в геометрической прогрессии.

 Cейчас существуют 4 общепринятых типа трансмиссий:

  • Механическая (сокращенно МКПП или «механика»)
  • Автоматическая гидротрансформаторная (АКПП или классический «автомат»)
  • Автоматическая вариаторная (Вариатор)
  • Автоматическая роботизированная («Робот» или РКПП)

Если быть до конца честным то сейчас есть разновидности так называемых гибридных трансмиссий, но это тема другой статьи, потому как там, зачастую применяются электродвигатели 

 

Механическая коробка передач (МКПП) – это многоступенчатый редуктор ци­линд­ри­чес­кой формы, в котором переключение передач осуществляется вручную. В зависимости от количества ступеней различают 4-ступенчатую, 5-ступенчатую, 6-сту­пен­ча­тую, 7-ступенчатую, 8-ступенчатую коробки передач.

Главными преимуществами коробки передач механического типа являются на­деж­ность, простота конструкции, возможность ручного управления в любом режиме вождения. За счет этих особенностей коробка передач механического типа является самым расп­рост­ра­нен­ным вариантом КПП. Несмотря на это в последнее время все больше автолюбителей отдают предпочтение автоматическим КПП.

Плюсы механики:

  • Невысокая стоимость
  • Небольшой вес
  • Использует мало масла
  • Возможно, ехать накатом. Без боязни буксировать автомобиль
  • Можно запустить машину с толкача, ничего страшного не произойдет
  • Передача большего КПД от двигателя
  • Легче запуск зимой

Минусы механики:

  • Сложность управления, особенно для новичков
  • Можно легко спалить сцепление, опять же новичками
  • Добавляется дополнительный узел, такой как сцепление
  • Быстрее изнашивается диск «Ферадо» в строении сцепления

Как ни крути, но механика «пока» лидер по числу продаж именно у нас в России, сказывается наш суровый климат — ведь на ней не страшно буксовать, а также запуск легче с утра в мороз (хотя тут еще нужно поспорить), да и стоимость примерно на 40 – 50 000 рублей ниже, что также большой плюс.

Роботизированная коробка передач (обиходное название – «робот») представляет собой коробку передач механического типа, в которой автоматизированы функции пе­ре­клю­че­ния передач и, соответственно, выключение сцепления. Современные ро­бо­ти­зи­ро­ван­ные коробки передач оснащены двойным сцеплением, которое выполняет передачу крутящего момента без обрыва потока мощности.

Использование коробки передач роботизированного типа, оснащенной двойным сцеплением, обеспечивает снижение топливного расхода, а также высокую разгонную динамику. За счет этих качеств популярность таких КПП стремительно растет. На се­год­няш­ний день преселективные коробки передач монтируются как на автомобиль премиумного класса, так и на бюджетные модели. Известными конструкциями коробок передач ро­бо­ти­зи­ро­ван­но­го типа являются КПП Изитроник, DSG, SMG.

К коробкам передач бесступенчатого типа относится вариатор (обиходное название «вариаторная КПП»). В отличие от коробок передач ступенчатого типа передаточное число в вариаторных КПП изменяется плавно. Это происходит благодаря механическому или гидравлическому преобразованию крутящего момента.

За счет своих конструктивных особенностей вариатор способен предоставить оп­ти­маль­ные динамические характеристики машины. С другой стороны, вариатор имеет ограничения по количеству крутящего момента. Некоторые конструкции имеют нарекания в плане ресурса и надежности. Коробки передач вариаторного типа применяются, как правило, японскими автомобильными компаниями (Subaru, Nissan, Honda), из европейских – производитель Audi. Знаменитыми конструкциями вариаторов являются Экстроид, Муль­ти­тро­ник.

Комбинированный принцип действия применяется в коробке переключения передач автоматического типа (АКПП, в обиходе – «автомат») ( см. автоматическая коробка передач автомобиля ). Классическая коробка передач автоматического типа включает гид­ро­транс­фор­ма­тор, который заменяет сцепление и обеспечивает бесступенчатую регулировку крутящего момента, а также механическую КПП. Современные автоматические КПП рассчитаны на семь или восемь ступеней.

Автоматическая КПП отличается высокой надежностью работы, а также обес­пе­чи­ва­ет плавную смену передач. При этом «автомат» имеет повышенный топливный расход и низкую динамику разгона. В некоторых конструкциях автоматической КПП имеется имитация ручной смены передач Стептроник, Типтроник.

Сегодня термином «коробка передач автоматического типа» обозначаются не только стандартные гидротрансформаторные КПП, а также вариатор и роботизированная коробка передач. Все они оснащены электронным управлением.

Разновидностью коробки передач автоматического типа является так называемая адаптивная КПП, учитывающая манеру езды конкретного водителя.

Плюсы робота:

  • Облегчает переключение, не нужно думать о сцеплении
  • Экономит топливо, как и механика
  • Можно ехать накатом
  • Можно не боясь буксировать
  • Немного масла в строении (сравнимо с механикой)

Минусы робота:

  • Задумчива
  • Переключения происходят с толчками
  • Наблюдает небольшой откат на старте назад, на горке это опасно, ведь сзади может стоять другой автомобиль

СЕКВЕНТАЛЬНАЯ КПП, КАК ВЫСШАЯ ТОЧКА РАЗВИТИЯ МЕХАНИКИ

Точнее будет назвать эту коробку – механической коробкой передач с секвентальным, или рядным способом переключения. Идея пришла из области разработок для спортивных скоростных машин. Современная секвентальная коробка передач построена по схеме обычной механической коробки с электронным управлением привода сцепления и гидравлическим приводом переключения передач. Особенностью секвентальной коробки является соблюдение строгой последовательности передач.

Из преимуществ секвентального механизма можно отметить:

  • высочайшая скорость переключения передачи;
  • соблюдение последовательности переключения дает возможность «безболезненно» работать с очень большими оборотами двигателя и мощностями;
  • способ управления с помощью подрулевых лепестков позволяет достаточно комфортно контролировать движение даже на больших скоростях или в непростых дорожных условиях.

В подобных коробках используют прямозубые шестерни и не применяют синхронизаторы включения. Выравнивание скоростей вращения шестерни и колеса осуществляется компьютером по датчику скорости. Вместо зубчатой муфты стоит кулачковый механизм включения передач. Благодаря этому время включения скорости примерно на 70-80% меньше, чем у обычной механики. Для работы гидроприводов используют отдельный узел – аккумулятор рабочей жидкости высокого давления.

Основное назначение

Коробка передач должна постоянно заниматься передачей крутящего момента от начала и до конца движения автомобиля. К эксплуатации относится движение по всем ухабистым дорогам, когда есть необходимость в частой смене скоростей. Изменяя передачу, водитель передвигает рычаг кулисы, что в свою очередь приводит в движение конкретную шестерню.

Еще коробка передач позволяет авто двигаться задним ходом. Также в трансмиссии предусмотрено сцепление, которое служит возможностью разъединения мотора и колес, а это просто необходимо, так как сменить передачу без данного устройства просто невозможно. Также у любой КПП есть нейтральная передача, она необходима для движения накатом или в зимнее время, когда нужно разогреть двигатель, а также при остановке у светофора.

 

Также существуют контрактные КПП – это узлы, снятые с битых автомобилей и проданные, как б/у детали. Именно контрактная коробка передач пользуется активным спросом у таксистов.

Строение КПП

Обычно современные авто, что касается коробки передач, обладают ступенями. Чаще всего это МКПП. Они обладают несколькими зубчатыми шестеренками. Коробка передач включает расчет на четыре-пять скоростей, не говоря о заднем ходе.

Изменение скоростей возможно благодаря перемещению шестеренок, они цепляются друг за друга, в результате происходит блокировка за счет продвижения вперед устройства, которое служит для синхронизации крутящего момента и колеса. Управлять шестеренками можно вручную, когда используется механическая коробка передач, либо такое действие происходит автоматически, когда работает автоматика.

Старые коробки передач обладали трехступенчатыми и четырехступенчатыми диапазонами, а вот современные аналоги могут похвастать и 8 скоростями, ну или еще выше. Расчет количества передач зависит от типа мотора и других факторов.

Первый узел, который делает все единым целым, – это корпус. Сюда относятся разные узлы трансмиссии, такие как: блоки шестерен, обгонные муфты и блок заднего хода. Устройство сцепления имеет расположение рядом с маховиком, который держится на моторе.

Учитывая принцип работы, шестеренки сильно трутся друг о друга во время работы коробки передач, а это значит, что им необходима обильная смазка. Поэтому картеру следует быть заполненным маслом до определенного уровня. У коробки передач еще есть разного рода устройства, они комплектуются вместе с подшипниками, находится каждый из них в картере, у каждого блока по нескольку шестеренок, у которых количество зубьев отличается.

Следующая деталь, о которой пойдет речь, – это синхронизаторы. Для любого автомобиля важно, чтобы коробка передач была плавной, без лишнего шума, ударов, колебаний, поэтому синхронизаторы уравнивают работу шестеренок, имеющих постоянное вращение.

Правильный расчет передаточных чисел позволяет коробке передач преобразовывать крутящий момент двигателя и точно распределять его на приводные оси. Такая технология уже давно используется ведущими автопроизводителями.

Для того, чтобы переключить передачу в КПП, водитель выжимает сцепление и передвигает рычаг кулисы в нужное положение.

Все сделано таким образом, что даже при большом желании включить одновременно две передачи, это сделать невозможно. С другой стороны, благодаря блокировке кулисы, передачи сами не могут переключаться или выключаться.

Неисправности коробки передач

Поломки и неисправности коробки передач механического типа определяются пра­виль­ностью ее эксплуатации, а также особенностями ее устройства.

Самыми распространенными техническими неисправностями коробки передач ме­ха­ни­чес­ко­го типа являются:

  1. Непроизвольное выключение передач («вылетает скорость»). Данное об­сто­я­тельст­во выявляется неисправностями блокировочного механизма и максимальным износом шестерен и синхронизаторов.
  2. Затрудненно включение (или переключение) передач. Данная неисправность коробки передач обусловлена неполадкой механизма переключения передач, низким качеством или недостаточным уровнем трансмиссионного масла в картере, заеданием и износом шестерен или синхронизаторов.
  3. Шумовой фон (устойчивый) в процессе работы. Эту неисправность коробки передач следует конкретизировать. Специалисты выявили три ее проявления:
    • Шум во время работы одной конкретной передачи;
    • Шум КПП при нейтральном положении рычага переключения передач;
    • Шум в процессе работы КПП.

    Общий шум КПП объясняется повреждением или износом подшипников, шпилевых соединений, синхронизаторов, шестерен, а также недостаточным уровнем масла в картере. Шум во время работы одной из передач является показателем повреждения или изношенности конкретных синхронизаторов и шестерен. А вот шумы в нейт­раль­ном положении рычага КПП зачастую говорят об износе подшипников первичного вала.

  4. Небольшие подтекания трансмиссионного масла. Данная неисправность коробки передач связана с избыточным количеством масла в коробке передач автомобиля или общей негерметичности картера, которая вызвана ослаблением крепления крышек, повреждением уплотнительных прокладок или сальников.

Как правило, перечисленные выше неисправности коробки передач связаны с повреждением и износом узлов и элементов, ликвидируются только заменой. Самый разумный вариант в этом непростом деле – обратиться в автосервис к профессионалам.

Обслуживание коробки передач

Настало время рассмотреть основные правила обслуживания коробки передач.

При правильном сервисном и техническом обслуживании коробки передач, при правильной эксплуатации у водителя не должно возникнуть каких-то проблем и трудностей с коробкой передач. В таком случае она будет работать вплоть до окончания срока эксп­лу­а­та­ции машины.

Во время работы коробки передач автомобиля следует постоянно проверять количество трансмиссионного масла и выдерживать требуемый уровень, не допуская его занижения или повышения. В первом случае в коробке передач автомобиля не будет обеспечиваться необходимой смазки, во втором – в коробке будет формироваться избыточное давление, что в конечном итоге приведет к уменьшению срока работы устройства. Кроме этого главной периодической профилактической мерой является полная замена смазки, которая выполняется на основе технической документации автомобиля. Данный принцип обслуживания коробки передач можно самостоятельно контролировать водителю без обращения к специалистам.

Очень часты случаи образования механических неисправностей коробки передач в связи с необоснованным грубым и агрессивным обращением с рычагом коробки передач. Следует помнить, что смена передач – это изменение режимов работы коробки передач автомобиля (переход от одной ступени к другой). Быстрая и резкая смена скоростей может привести к быстрой поломке механизма переключения, валов с шестернями, синх­ро­ни­за­то­ров.

И еще важный момент: необходимо контролировать, как осуществляет свою работу коробка передач автомобиля. Человеческий фактор никто и никогда не сможет заменить: водителю, ощущающему непривычность работы коробки передач автомобиля, следует самостоятельно отыскать и исправить неисправность коробки передач, либо (что будет более разумно) обратиться в автомобильный сервис.

Из всего вышеперечисленного следует, что выполняя простые правила обслуживания коробки передач, можно надолго продлить срок ее службы.

Объем двигателя — как работает и что это такое,на что влияет.

Система зажигания двигателя: описание,датчик распределитель,фото,видео.

Вентилятор охлаждения двигателя: типы,диагностика,назначение,устройство.

Поршень двигателя: функции,конструкция,типы,фото,видео