Для чего нужна коробка передач в двигателе

МЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (МКПП): ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО, ОБСЛУЖИВАНИЕ И ПОЛОМКИ

Добрый день, сегодня мы узнаем, для чего предназначена автомобильная механическая коробка передач, как она устроена, из каких деталей и узлов состоит, а также, какие наиболее частые неисправности с поломками происходят в таком типе трансмиссии. Кроме того, расскажем про основные особенности коробки передач механического типа, как функционируют в ней шестерни, которые обеспечивают крутящий момент трансмиссии и какими показателями передаточных чисел обладает данный узел того или иного транспортного средства. В заключении мы поговорим, как правильно необходимо управлять механической трансмиссией, почему так важно своевременно ее обслуживать и какие существуют способы устранения возникших неисправностей в коробке передач такого типа.

Для того, чтобы правильно управлять автомобильной механической коробкой передач, а уж тем более правильно ее обслуживать, необходимо знать и понимать, как устроен этот тип трансмиссии, из каких деталей и узлов состоит, а также для чего необходима эта система тому или иному транспортному средству. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о коробке передач механического типа. Мы также наглядно рассмотрим, таблицу возможных неисправностей и способов устранения тех или иных поломок, которые могут возникать в механической коробке передач. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: «Как правильно нужно эксплуатировать и обслуживать механическую трансмиссию, чтобы она функционировала продолжительный период до капитального ремонта или замены?».

1. Понятие и устройство механической коробки передач

Коробка передач механического типа предназначена для изменения показателя крутящего момента, а также передачи его от мотора к колесам автомобиля. Механическая трансмиссия служит для разобщения двигателя иприводных колес, причем это происходит на неопределенный период времени. Схема функционирования, а также основные узлы механической коробки передач коренным образом отличаются от автоматической трансмиссии, о чем мы подробно и узнаем в нашем материале.

Механическая коробка передач состоит из следующих основных узлов и компонентов :

— Селектор переключения передач (рычаг переключения) и механизм смены скорости с блокировочным и замковым устройством: рычаг коробки располагается непосредственно в салоне автомобиля и служит для изменения передач в трансмиссии. Данный механизм управляется водителем транспортного средства при помощи селектора коробки. Отметим, что при этом замковый механизм не дает включаться одновременно нескольким передачам, а блокировочное устройство при этом осуществляет удержание передачи от самопроизвольного выключения.

— Синхронизаторы скоростей коробки: необходимы для того, чтобы при движении автомобиля переключение передач трансмиссии осуществлялось плавно, бесшумно и без рывков, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен устройства.

— Основной, дополнительный вал, шестерни заднего хода, а также первичный, вторичный и промежуточный валы, включающие специальные шестерни: которые вращаются в специальных подшипниках, установленные в картере устройства, включающие наборы шестерен с разным количеством зубьев. Данные механизмы обеспечивают непосредственный процесс перехода крутящего момента с одной передачи на другую и направление созданной энергии на приводные колеса.

— Картер коробки передач: включает в свой состав главные детали и узлы трансмиссии. Устройство крепится к картеру сцепления и при этом имеет прямую сцепку с двигателем. Справочно заметим, что при функционировании коробки передач механического типа, шестерни испытывают колоссальные нагрузки, поэтому они постоянно должны находится в смазке. Исходя из чего, картер коробки передач всегда наполовину своего объема заполнен трансмиссионным маслом.

Схематично типовая механическая коробка передач состоит из следующих элементов, таких как: первичный вал (1); рычаг переключения передач (2); механизм переключения передач (3); вторичный вал (4); сливная пробка коробки (5); промежуточный вал (6) и картер устройства (7). Более наглядно типовую схему функционирования коробки передач механического типа можно увидеть на изображении ниже.

Типовая схема, которая отображена на изображении выше является упрощенной иллюстрацией, служащей для общего понятия и понимания функционирования основных узлов в механической коробке передач.

2. Как происходит изменение крутящего момента в механической коробке

Для того чтобы понимать, как происходит изменение крутящего момента, то есть увеличение или уменьшение числа оборотов на разных передачах в механической коробке передач, необходимо рассматривать этот вопрос на наглядном примере.

Передаточное отношение одной пары шестерен : обеспечивается двумя шестернями и сочленением определенного числа зубьев друг с другом. Функционирование происходит следующим образом: как правило, первая шестеренка имеет 20-25 зубьев, а вторая 40-50 зубьев. Таким образом, когда происходит два оборота 1-ой шестерни, 2-ая совершает только один оборот. В этом случае передаточное число устройства будет равно двум . Ниже на схеме наглядно показано, как происходит функционирование шестерен при таком передаточном отношении.

Читайте также:  Что такое комплектация двигателя short

Передаточное отношение двух шестерен : происходит тогда, когда применяются четыре шестерни в устройстве, 1-ая имеет для примера 20 зубьев, 2-ая — 40 зубьев, 3-я шестерня обладает также, как и первая 20-ю зубьями, а 4-ая шестерня имеет 40 зубьев. Чтобы понять процесс работы шестерен при таком передаточном отношении, нужно использовать простую математику. Таким образом, первичный вал коробки передач и первая шестерня вращаются со скоростью равной, например, 1800 оборотов в минуту. Вторая шестерня при этом вращается в два раза медленней, то есть скорость ее будет равняться 900 оборотам в минуту, а так как 2-я и 3-я шестерни расположены на одном валу, то 3-я шестерня будет делать 800 оборотов в минуту. Что касается 4-ой шестерни, то она будет вращаться в два раз медленней 2-ой и 3-ей, ее скорость составить в этом случае 400 оборотов в минуту. Ниже на схеме наглядно показано, как происходит функционирование шестерен при таком передаточном отношении.

Таким образом, исходя из вышеописанного примера можно заключить, что от двигателя внутреннего сгорания на первичный вал коробки передач приходится 1800 оборотов в минуту, а выходит 400 оборотов в минуту. Что касается промежуточного вала трансмиссии, то он этот момент будет иметь 800 оборотам в минуту.

Отметим, что на выше приведенном примере передаточное число 1-ой пары шестерен будет равно 2 , а второй пары шестерен передаточное число будет также равняться 2-ум . Таким образом, передаточное число такой схемы будет выглядеть следующим образом: 2х2=4. Это говорит о том, что в 4 раза снижается количество оборотов на 2-ом валу коробки передач, в сравнении с первичным валом. Справочно заметим, что если мы уберем из зацепления 3-ю и 4-ю шестерни, то вторичный вал трансмиссии перестанет вращаться. Кроме того, в этом случае прекратиться передача крутящего момента на приводные колеса транспортного средства, что будет соответствовать нейтральной передачи в трансмиссии.

Функционирование задней передачи коробки передач осуществляется путем вращения вторичного вала трансмиссии в противоположную сторону, что обеспечивается дополнительным, то есть четвертым по счету валом с шестерней заднего хода. Заметим, что дополнительный вал нужен для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен в трансмиссии, тогда-то и происходит изменение направления крутящего момента в устройстве. При передачи крутящего момента для осуществления включения задней передачи в коробке передач участвуют следующие элементы трансмиссии : первичный вал (1); шестерня первичного вала (2); промежуточный вал (3); шестерня и вал передачи заднего ходя (4) и вторичный вал (5). Ниже на схеме наглядно показано, как происходит функционирование шестерен при таком передаточном отношении.

Справочно заметим, что типовые схемы, которые отображены на изображениях выше являются упрощенными иллюстрациями, служащими для общего понятия и понимания функционирования шестерен, а также передачи ими крутящего момента на приводные колеса автомобиле в механической коробке передач.

3. Передаточные числа в коробке передач механического типа

Дело в том, что в любом типе коробок передач имеется большой набор шестерен, поэтому при введении в зацепление их пары, мы получаем возможность изменять общее передаточное отношение всей трансмиссии. Наглядно передаточные числа коробок передач, на примере моделей автомобиля Lada (ВАЗ) отображены в таблице ниже.

В результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке, получаются передаточные числа механической коробки передач. В том случае, если передаточное число будет равняться единице, то это говорит о вращении второго вала с той же угловой скоростью, что и первого. Справочно заметим, что передачу, скорость которой уравнена, как правило, именуют прямой передачей и в большинстве случаев она является четвертой по списку.

Что касается первой и задней передач коробки, то они считаются самыми оптимальными и простыми для двигателя, так как силовой установке не трудно в этом случае крутить колеса, но при этом автомобиль движется с медленной скоростью. Когда машина движется в гору на скоростных передачах, таких как пятая или шестая передачи, то двигателю в этом случае не хватает тяги и ему приходится переключаться на более низкие, но при этом оптимальные для мотора скорости.

Справочно отметим, что любому автомобилю оснащенному механической трансмиссией, первая передача нужна для начала движения, чтобы силовая установка смогла сдвинуть с места не легкую машину. После трогания с места происходит небольшое увеличение скорости движения, а также обеспечивается определенный запас инерции, для того чтобы произвести переключение скорости на 2-ую передачу, то есть менее оптимальную для мотора, но при этом более быструю, чем вторая, а далее на 3-ю передачу, 4-ю и так далее.

Читайте также:  Из за чего попадает вода в двигатель ока

Справочно заметим, что все ступени переключения передач с низу в вверх, то есть с 1-ой по 5-ую или 6-ую, в зависимости от общего количества скоростей в той или иной трансмиссии, необходимо проходить последовательно. Однако переключение передач в нисходящем порядке допускается осуществлять, обходя некоторые ступени, а иногда и несколько ступеней. В городском режиме движения транспортного средства нужно использовать 4-ую передачу, так как она наиболее оптимальна для скорости, а на трассе лучше применять 5-ую передачу, так как она самая экономичная.

4. Распространенные причины неисправностей в механической трансмиссии и способы устранения

Как правило, поломки или неисправности в механической коробке передач появляются из-за не правильной, а иногда и небрежной работы с селектором переключения скоростей.

В том случае, когда водитель систематически сильно «рвет» или «дергает» рычаг переключения, то есть быстрыми и резкими движения переводит его из одной передачи в другую, то это однозначно рано или поздно выльется в ремонт деталей трансмиссии. Ниже в таблице наглядно отражены возможные неисправности механической трансмиссии, их причины и способы их устранения.

Также заметим, что при небрежном обращении с селектором коробки передач, пусть даже, если трансмиссия будет и автоматической или с вариаторным типом действия, обязательно такие действия выведут из строя такие механизмы системы, как детали переключения скоростей или синхронизаторы.

Кроме того, валы с шестернями коробки передач смогут терпеть такие издевательства над собой до определенной степени. Если с автомобилем и его коробкой передач с нового состояния начинают издеваться над трансмиссией, то основные узлы и детали системы в лучшем случае, если смогут отработать хоть до 60 тысяч километров пробега.

В заключении отметим, что селектор переключения передач трансмиссии должен переводиться из скорости в скорость только плавными и спокойными движениями, иногда с не большими паузами в нейтральной позиции. Это все необходимо для того, чтобы успевали сработать синхронизаторы коробки, которые оберегают шестерни от чрезмерного износа, а также возможных поломок. При правильном управлении с рычагом, а также при регламентом обслуживании трансмиссии, особенно с периодической заменой трансмиссионного масла, коробка передач не напомнит о себе до окончания срока своей службы.

Источник

Назначение КПП: что нужно знать

Практический каждый, кто имел дело с автомобилем или другим видом колесной техники, хорошо знает, что кроме двигателя в устройстве ТС также используется коробка передач. Коробка передач (КПП или трансмиссия) по важности является вторым агрегатом после двигателя на разных видах транспортных средств.

При этом существует несколько видов коробок передач, однако основной задачей данных агрегатов на машине является получение, преобразование и дальнейшая передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса автомобиля. Далее мы подробно рассмотрим назначение коробки передач и для чего нужна коробка передач в устройстве трансмиссии авто.

Для чего нужна коробка передач в автомобиле

Итак, коробка передач считается основным элементом трансмиссии автомобиля. Как уже было сказано, основным ее предназначением является изменение крутящего момента от двигателя, а также скорости движения и направления движения авто. Также коробка позволяет «отсоединять» двигатель от трансмиссии во время переключения передач.

Чтобы было понятно, основной задачей КПП является необходимость обеспечивать как требуемые динамические показатели автомобиля, так и показатели топливной экономичности двигателя. При этом учитываются разные условия движения, нагрузка, скорость и т.д.

  • Идем далее. Диапазон оборотов двигателя отличается от диапазона вращения колес. Также применительно к ДВС нужно учесть обороты максимальной мощности и максимального крутящего момента.

Так вот, для старта и разгона нужен крутящий момент, тогда как для езды с высокой скоростью и преодоления больших нагрузок нужны обороты мощности. При этом особенностью ДВС является то, что обороты крутящего момента «средние» (3000-3500 об/мин) тогда как на «мощностные» обороты двигатель выходит ближе к максимальным значениям (5500-6000 тыс. об/мин.).

Простыми словами, если нагрузка на мотор будет большой, а обороты слишком низкие, двигатель «не вытянет» по мощности и заглохнет. Если же обороты будут слишком высокими, при этом езда с высокой скоростью не нужна, сильно возрастает расход топлива. Чтобы добиться оптимального баланса, в коробке предусмотрено изменение передаточных чисел (передаточное отношение).

Благодаря такой возможности можно уверенно стартовать с места, двигаться с небольшой скоростью, осуществлять движение задним ходом и т.д. Также удается поддерживать обороты двигателя в оптимальном диапазоне применительно к постоянно меняющимся дорожным условиям и нагрузкам.

В результате скорость нарастает постепенно, сильно снижаются динамические нагрузки на двигатель и трансмиссию. При этом обороты оптимально удерживать именно в диапазоне высоких значений крутящего момента двигателя.

Читайте также:  Двигатель не развивает обороты мало мощности

С учетом веса и особенностей ТС, установленного двигателя, целевого назначения транспорта и ряда других характеристик и особенностей конструкторы производят подбор количества передач и передаточных чисел в коробке, главной передаче, раздаточной коробке и т.д. (при наличии).

Разновидности КПП: типы коробок передач

Разобравшись с назначением коробки, следует отметить, что сами КПП бывают ступенчатыми, бесступенчатыми и комбинированными. Давайте рассмотрим указанные виды коробок более подробно. Прежде всего, наиболее распространенным типом КПП являются ступенчатые коробки передач. В таких КПП крутящий момент изменяется ступенчато. К данному типу можно отнести МКПП (механика) и РКПП (коробка-робот).

  • Механическая коробка передач является многоступенчатым цилиндрическим редуктором, где предусмотрено переключение передач самим водителем вручную. МКПП бывают четырехступенчатыми, пятиступенчатыми, шестиступенчатыми и т.д. Главным плюсом такой коробки считается надежность и простота, а также полный контроль во всех режимах.

Минусом можно считать необходимость постоянного ручного переключения передач и связанные с этим сложности. По этой причине коробки с автоматизированным управлением в последнее время сильно теснят «механику».

  • Коробка-робот (роботизированная коробка передач) является все той же механикой, однако функции выключения сцепления и переключения передачи полностью автоматизированы благодаря использованию отдельных исполнительных механизмов под управлением ЭБУ коробкой (например, коробки АМТ).

В результате такая коробка переключается быстрее, чем это смог бы сделать водитель-профессионал или опытный пилот на гоночном авто. Машина с таким «роботом» (например, DSG) отличается быстрым разгоном, а также поддержанием оптимальных оборотов мотора и одновременно высокой топливной экономичностью. Недостатком принято считать сложность ремонта, сниженный ресурс, низкую ремонтопригодность и высокую стоимость отдельных запчастей и элементов.

  • Также существуют бесступенчатые коробки CVT. Под таким типом следует понимать КПП вариатор (CVT или вариаторная коробка передач). Главное отличие таких трансмиссий в том, что фиксированных физических ступеней в них нет.

Такая особенность позволяет изменять передаточное число в вариаторе плавно, по сравнению со ступенчатыми коробками. Также крутящий момент от двигателя передается за счет гидравлического или механического сцепления (намного сильнее в данном случае распространен первый вариант в виде гидротрансформатора).

Коробка вариатор уверенно разгоняет автомобиль с места, тяга постоянно передается на колеса, передаточное число изменяется плавно, достигается максимальный комфорт при езде. Основной минус такой КПП – вариатор не рассчитан на большой крутящий момент, его не ставят в паре с мощными двигателями, так как отмечается сильное снижение надежности и ресурса.

  • Гидромеханические коробки, которые иногда называют комбинированными коробками передач или просто АКПП коробка-автомат, являются «классическими» автоматическими КПП. Конструкция проверена временем, включает в себя гидротрансформатор в роли сцепления (обеспечивает бесступенчатую регулировку крутящего момента), а также механическую планетарную коробку передач (планетарный редуктор).

К минусам данных АКПП можно отнести увеличенный расход топлива, снижение КПД по причине потерь в ГДТ, худшую динамику разгона по сравнению с вариатором или роботом с двойным сцеплением. При этом новейшие версии гидромеханических автоматов не сильно уступают другим типам АКПП.

Еще добавим, что большинство автоматических коробок (кроме старых гидромеханических автоматов) независимо от типа (вариатор, робот или «классическая» АКПП), имеют режим Типтроник. Данный режим полуавтоматический, имитирует ручное переключение передач самим водителем. Также коробка автомат может быть адаптивной (отдельно подстраивается под манеру езды конкретного водителя).

Что в итоге

Как видно, коробка передач предназначена для передачи крутящего момента, а также для его преобразования с учетом разных условий движения, нагрузки на мотор, скорости и т.д.

Что касается видов КПП, сегодня можно выделить не только МКПП и классические автоматы, но также вариаторы и роботы. При этом роботизированная коробка с двойным сцеплением и электронным управлением считается наиболее перспективной и современной разработкой, однако на практике, особенно после выхода на рынок «классических» 8-ступенчатых АКПП ZF и Aisin, гидромеханический автомат продолжает оставаться серьезным конкурентом для других типов автоматических трансмиссий.

Отличия коробки робот от автоматической КПП: на что обратить внимание. Как отличить робот от автомата (визуально, в движении). Рекомендации.

Чем отличается «классическая» АКПП с гидротрансформатором от роботизированной коробки передач с одним сцеплением и преселективных роботов типа DSG.

Чем отличается коробка вариатор от коробки автомат или коробки робот: основные отличия CVT от АКПП, а также роботизированных трансмиссий типа AMT или DSG.

Чем отличается коробка робот от классического гидромеханического автомата АКПП. Виды роботизированных трансмиссий, плюсы и минусы автоматов, что выбрать.

Какие существуют виды и типы АКПП: разновидности автоматических коробок передач, отличия, основные преимущества и недостатки различных типов КПП автомат.

Что лучше выбрать, автомат с гидротрансформатором или роботизированную КПП с одним или двумя сцеплениями. Плюсы и минусы данных типов коробок, рекомендации.

Источник

Adblock
detector