Трансмиссия современного автомобиля порой имеет более сложную конструкцию, чем двигатель. Она делает работу мотора гибче и адаптирует крутящий момент к условиям движения. Несмотря на появление разных суперсовременных автоматических и роботизированных трансмиссий с электронным управлением, механическая коробка передач всегда была и будет генералиссимусом трансмиссии, и ключом к пониманию принципа работы любой сложной КПП.

Зубчатая теория

Вначале стоит определить основные понятия и предназначение каждой шестеренки в простейшей коробке передач, тогда и любая сложная конструкция не будет казаться высшей математикой. Все понимают, что механическая коробка передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения оборотов коленвала мотора к количеству оборотов ведущих колес в конечном итоге. Также КПП служит для изменения направления вращения выходного вала.

Теперь немного цифр, чтобы все стало по местам. Диапазон рабочей частоты оборотов двигателя внутреннего сгорания находится в пределах от 400 до 5-8 тысяч оборотов в минуту. Причем максимальный крутящий момент, который он способен отдать, достигается совсем не на каждой частоте, а в среднем, в пределах 3-4 тысяч оборотов. В других диапазонах двигатель не способен выдавать высокий крутящий момент.

Скорость же вращения ведущего колеса машины составляет примерно 1600-1900 об/мин, следовательно, для синхронизации работы двигателя с ведущими колесами необходим механизм, который будет максимально эффективно подстраивать скорость вращения колес к оборотам двигателя. На практике получается наоборот, тем не менее этим механизмом стала механическая коробка передач со ступенчатой передачей крутящего момента.

Основы конструкции трехвальной КПП

Любая традиционная коробка передач с механическим типом управления конструктивно состоит из таких элементов:

КПП может иметь трехвальную конструкцию или двухвальную. Вращение коленвала передается на КПП при помощи сцепления, которое временно разъединяет двигатель и первичный вал КПП. Первичный и вторичный валы на двухвальной конструкции расположены соосно, но не соединены между собой. Вращение от первичного вала передается посредством промежуточного вала, он входит в зацепление с вторичным.

Принцип работы КПП

Первичный вал имеет одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на нем и передает момент на промежуточный вал. Вторичный же вал имеет целый блок разных шестерен, они могут как свободно вращаться, так и быть жестко зафиксированы на нем с помощью специального механизма. Нa современных автомобилях применяются только косозубые зубчатые соединения, поскольку они менее шумны, чем прямозубые.

Переключение и выбор нужной пары шестерен для передачи наиболее подходящего крутящего момента для конкретных условий движения, осуществляется при помощи вилок переключения, они приводятся в движение селекторным механизмом управления. Механизм переключения передач перемещается вдоль и в поперечном направлении при помощи рычага КПП. Он может быть расположен непосредственно на картере КПП, а может быть вынесен отдельно и фиксироваться на кузове машины или иногда на рулевой колонке.

В этих случаях применяют кулисную конструкцию привода механизма переключения. Весь принцип работы коробки передач основан только на зубчатом зацеплении косозубыми шестернями, а смазываются они трансмиссионным маслом, которое залито в картер коробки передач.

Принцип работы двухвальной КПП схож с трехвальной конструкцией, с одной только разницей. В конструкции нет промежуточного вала, а первичный и вторичный валы расположены параллельно. И еще одно принципиальное различие - вращение передается только одной парой зубчатых колес, в то время, как в трехвальной конструкции вращение передается при помощи третьей шестерни на промежуьочном валу. Еще одно конструктивное отличие заключается в том, что в двухвальной КПП не может быть прямой передачи. То есть передаточного отношения 1:1.

Задняя передача. которая вращает вторичный вал в сторону, противоположную вращению коленвала, осуществляется при помощи отдельной шестерни на собственном валу. Такая же схема задней передачи реализована в трехвальной КПП. Передачи в двухвальной КПП переключаются при помощи штока, а не вилки. Шток толкает нужную шестерню, она входит в зацепление с парной и фиксируется на валу специальным фиксатором. В двухвальных коробках, как правило, дифференциал скомпонован в одном корпусе с КПП.

В общих чертах, так работает механическая коробка передач двухвального и трехвального типа. Не хрустите шестернями, и удачи всем в дороге.

Иногда перед автомобилистом встает вопрос, почему болтается рычаг переключения передач, однако прежде чем на него ответить, следует четко представлять, что собой представляет данный элемент КПП, его устройство и какие функции он выполняет.

Рукоятка рычага переключения передач, или какова конструкция системы?

Особенностью всех механических коробок переключения передач является необходимость ручного воздействия на рычаг. Можно считать, что как раз он и выполняет важнейшую функцию в определении скоростного режима вашего перемещения. А значит, без него управление транспортным средством становится просто невозможным. Принцип работы рычага довольно прост: наклоняя в продольном и поперечном направлениях, вы устанавливаете его в положение, которому соответствует определенная скорость.

Рукоятка рычага переключения передач соединена с синхронизатором посредством вилки, положение которой передает информацию о номере выбранной скорости. коробки передач так, чтобы вырабатываемая мощность мотора позволила двигать авто с заданной скоростью. В случае, когда положение рычага соответствует нейтральной передаче, его удерживают пружины. Схема переключения скоростей часто изображена на головке рычага.

Как может располагаться рычаг переключения передач?

Расположение рычагов КПП может быть как напольным, так и подрулевым. И несмотря на то, что последнее считается более удобным в эксплуатации, тем не менее, в большинстве случаев производители авто отдают предпочтение первому варианту. Это обусловлено некоторыми недостатками подрулевого расположения, среди которых: низкая скорость и четкость, вероятность неполного включения передач, тяги изнашиваются намного быстрее, иногда возможно их заклинивание, а также и «выбивание» передачи.

А ведь при этом в обоих вариантах устройство рычага переключения передачи остается одинаковым. Различия могут быть только в длине, причем если раньше она могла достигать даже 30 см, то сегодня заводы-изготовители стремятся сделать ее как можно меньше, устраняя слишком большой ход рычага переключения передач. Поэтому с напольным расположением существенно ничего не изменится в конструкции, но поломок станет заметно меньше.

Скрип рычага переключения передач и другие неполадки

Из всего вышесказанного ясно, что данная деталь является одной из самых важных во всей , и если она вышла из строя, то управлять таким транспортным средством становится опасно для жизни. Наиболее распространенными причинами, по которым может произойти такое ЧП, являются либо механические повреждения, либо же последствия некорректной эксплуатации. Приведем несколько поломок, которые вы легко обнаружите самостоятельно.

Следует знать, что ручка рычага переключения передач должна перемещаться свободно, без заеданий . В случае же, когда возникают трудности в выполнении данного действия, скорее всего вышла из строя сферическая шайба или же шаровая опора. Их необходимо заменить в срочном порядке. Также о неисправности говорит и скрип рычага переключения передач. Если же происходит самопроизвольное выключение, значит, обязательно стоит проверить пружину, вполне возможно, что она попросту соскочила.

Как произвести ремонт рычага переключения передач?

В любом случае, что бы ни произошло, ремонт рычага переключения передач предполагает замену вышедших из строя деталей , а без его полного снятия сделать такое будет невозможно. С этой целью демонтируется пластиковая защитная пластина и освобождается обойма шарниров. После чего необходимо отвести в сторону реактивную тягу и снять целиком весь рычаг. Но для того, чтобы освободился доступ ко всем пластмассовым втулкам и оси, нужно обязательно снять чехол для рычага переключения передач.

Проверьте, как двигается ось. Если свободно, то необходимо поменять все втулки, при этом не забудьте перед их установкой смазать новые запчасти специальной смазкой.

Чтобы заменить пружину, ее необходимо вытащить, а для этого нужно демонтировать стопорное кольцо и шарнир с рычагом. В случае, когда не обойтись без замены шаровой опоры, следует аккуратно раздвинуть пальцами сферическую шайбу и вынуть износившуюся деталь. При этом, устанавливая новую, смажьте ее.

Тяги же меняются следующим образом. В нижней части авто находится хомут, следует ослабить его затяжку. Дальше нужно отсоединить его от шарниров и, раскрутив гайку крепления, можно свободно вытянуть тягу. Монтаж новой осуществляется в обратном порядке. Таким образом, заменив все испорченные элементы на новые, можно ездить спокойно. При этом не забывайте, что периодически необходима и регулировка рычага переключения передач.

2559 Просмотров

Несмотря на то, что в последние десять лет бешеную популярность набрали именно автоматические , тех, кто предпочитает машину с МКПП, не стало намного меньше. Кроме того, такой имеет наиболее простой принцип действия, и понять его может даже чайник. Сегодня мы расскажем о том, каков принцип работы механической коробки передач и из каких функциональных элементов она состоит.

Основные составляющие

Главная задача МКПП, как и любой другой трансмиссии - это передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Причем именно такое устройство, как коробка, способно варьировать этот момент таким образом, чтобы соблюдался наиболее оптимальный баланс между экономичностью и мощностью, а ресурс двигателя расходовался как можно меньше.

Простейшим решением этой задачи является внедрение в узлы автомобиля такого устройства, которое стало бы механически связывать колеса и мотор и делать так, чтобы частоты вращения и карданного различались.

Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, стоит представить себе цепь обыкновенного велосипеда, который, наверное, в детстве был у каждого. Как известно, обычно ведущая шестерня, которая сцеплена с приводом педалей, имеет достаточно большой размер, тогда как ведомая, которая присоединяется к втулке колеса, достаточно невелика.

В современных велосипедах можно переключать скорости, перемещая цепь на шестерни разного размера. Это делается для того, чтобы изменять соотношение частоты вращения педалей и колес и, таким образом, менять скорость самого велосипеда.

Оказывается, на автомобилях применяется механизм с крайне похожим устройством. Только вместо педалей здесь выступает коленчатый вал двигателя, а вместо втулки колеса - карданный вал, который соединяется с редуктором и распределяет усилия между полуосями.

Ведущий вал, иногда называемый первичным, соединяется с коленчатым валом двигателя посредством такого устройства, как сцепление. Он представляет собой стержень, на который наварены шестерни разного размера. Аналогичный вид имеет ведомый, или промежуточный, вал, который соединяется с карданным.

Перемещение валов, которые имеют пружинный механизм, осуществляет кулиса, к которой прикрепляется рычаг, выходящий в салон. Рычаг имеет собственную схему переключения, которая всегда указывается на головке рычага или в инструкции по эксплуатации автомобиля.

МКПП - это такое устройство, в котором детали подвергаются большому трению и перегреву, поэтому в ее картере находится смазка, постоянно снижающая трение и температуру взаимодействующих металлических составляющих.

Как это работает?

Первичный вращается всякий раз, когда находится в исходном положении, а педаль отпущена. Таким образом, частота ведущего вала всегда совпадает с частотой вращения вала двигателя, или попросту с его оборотами.

Скорость промежуточного вала, который соединяется с карданом, зависит от того, на какой передаче стоит машина. К примеру, если МКПП находится на нейтральной передаче, то вал вращается с той частотой, с которой крутятся ведущие колеса.

Когда скорость включена, а педаль отпущена, валы вращаются с переменной скоростью. Эта скорость зависит исключительно от оборотов двигателя, которые регулируются при помощи педали акселератора.

Когда приходит время переключить одну скорость на другую, происходит достаточно сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Так, сначала необходимо нажать педаль сцепления. При этом ведущий вал отсоединяется от двигателя и начинает вращаться независимо.

Когда педаль нажата, можно смело переводить через нейтральное положение в нужную скорость. Но здесь возникает одна существенная трудность: так как размеры шестерен на валах различны, они вращаются с разными частотами. По этой причине частоты необходимо синхронизировать между собой.

Механизм управления, с помощью которого осуществляются включение и выключение передач, находится обычно в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом.

Рассмотрим устройство механизма управления (переключения) пятиступенчатой коробкой передач. Рычаг переключения передач свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением и удерживаясь в нем пружиной и фиксатором (штифтом).

Рис. Механизм переключения передач:
1 - ползун; 2 - верхняя крышка картера коробки передач; 3 - вилка переключения 1 передачи и ЗХ; 4 - вилка переключения II и III передач; 5 - вилка переключения IV и V передач; 6 - шарик замкового устройства; 7 - корпус фиксатора; 8 - пружина фиксатора; 9 - штифт замкового устройства; 10 - шарик фиксатора; 11 - вентиляционный колпачок; 12 - пружина предохранительного устройства; 13 - шток; 14 - толкатель

Нижний конец рычага входит в паз одной из трех вилок, каждая из которых перемещает каретку синхронизатора или шестерню I передачи и заднего хода. Для уменьшения хода рычага переключения передач при включении I передачи или передачи заднего хода имеется промежуточный рычаг, установленный на оси.

Фиксация включенного или выключенного положения в коробке передач обеспечивается с помощью фиксаторов, состоящих из шариков 10 и пружин 8, размещенных вертикально в приливах верхней крышки 2 картера коробки передач. Шарики входят в верхние углубления ползунов. На каждом ползуне 1 имеется по три углубления: одно (среднее) — для нейтрального положения и два - для соответствующих передач. Расстояния между углублениями выбраны такими, чтобы обеспечить зацепление соответствующих зубчатых венцов на всю длину зубьев.

Для предотвращения случайного включения одновременно двух передач служит замковое устройство, состоящее из штифта 9 и двух шариков 6. Для шариков на ползунах имеются боковые углубления, а штифт установлен в горизонтальном отверстии среднего ползуна. Сумма диаметров всех шариков и длины штифта равна расстоянию между крайними ползунами, суммированному с величиной одного углубления на ползуне. Вследствие этого при перемещении одного из ползунов два других запираются шариками в нейтральном положении. Для включения I передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом переключения передач сжать до упора пружину предохранительного устройства и тем самым предотвратить возможность случайного включения передачи заднего хода при движении вперед.

Привод переключения передач в коробках передач ТС устанавливается как рычажный непосредственно на крышке коробки передач, так и дистанционный (например, у автомобиля КамАЗ).

Если вы начинающий водитель или до сих пор водили только машину с автоматической коробкой передач, мысль о механике поначалу может привести вас в ужас. К счастью, понять, как завести автомобиль с механической коробкой передач и как переключать передачи, может каждый. Для этого нужно разобраться, что такое сцепление, научиться пользоваться рычагом переключения передач и затем практиковаться трогаться с места, останавливаться и переключать передачи на разных скоростях. Единственный способ по-настоящему научиться – это практика и еще раз практика.

Шаги

Часть 1

Запуск двигателя

Начните учиться на ровной поверхности. Если вы впервые садитесь за руль автомобиля с механической коробкой передач, не спешите. Как только вы сядете в автомобиль, пристегните ремень безопасности. Пока вы обучаетесь, лучше всего опустить окна. Это позволит вам лучше слышать двигатель и соответственно переключать передачи.

• В машине с механической коробкой передач три педали. С левой стороны находится педаль сцепления, посередине – тормоз, а справа – газ. Расположение педалей одинаково как для автомобилей с левым рулем, так и с правым.

1. Разберитесь с предназначением сцепления. Прежде чем жать на незнакомую педаль слева, ознакомьтесь с ее функциями.

   • Сцепление разъединяет работающий двигатель и колеса и позволяет вам переключить передачу без скрежета зубцов отдельных передач.
   • Перед переключением передач необходимо выжать сцепление.

2. Отрегулируйте положение сиденья так, чтобы вы могли свободно выжать педаль сцепления (левую, рядом с педалью тормоза) полностью в пол левой ногой.

   Выжмите педаль сцепления и удерживайте ее в таком положении. Это хороший момент, чтобы почувствовать разницу между педалью сцепления и педалями газа и тормоза, а также поучиться медленно отпускать сцепление.

   • Если раньше вы ездили только с коробкой-автоматом, вам может быть неудобно жать на педаль левой ногой, но со временем вы к этому привыкнете.

3. Переведите рычаг переключения передач в нейтральное положение. Это среднее положение, в котором рычаг может свободно двигаться из стороны в сторону. Автомобиль не работает на передаче, когда:

   • рычаг переключения передач находится в нейтральном положении и/или
   • педаль сцепления полностью нажата.
   • Не пытайтесь переключать передачи, не выжав сцепление.

4. Запустите двигатель с помощью ключа зажигания при полностью выжатой педали сцепления. Убедитесь, что рычаг переключения передач находится в нейтральном положении. В целях безопасности перед запуском двигателя поставьте машину на ручной тормоз, особенно если вы еще новичок.

   • Некоторые автомобили заводятся на "нейтралке" без выжатого сцепления, но это редкий случай.

5. Уберите ногу со сцепления (при условии, что рычаг переключения передач находится в нейтральном положении). Если вы находитесь на ровной поверхности, автомобиль останется неподвижным, если на склоне – поедет вниз. Если вы готовы перейти непосредственно к вождению, не забудьте снять машину с ручного тормоза.

   Остановитесь. Чтобы остановка прошла под контролем, переключайте передачи по мере уменьшения, пока не дойдете до первой. Когда нужно будет полностью остановиться, перенесите правую ногу с газа на тормоз и нажмите. Как только вы замедлитесь до скорости около 15 км/ч, вы почувствуете вибрацию. До конца выжмите педаль сцепления и переведите рычаг переключения передач в нейтральное положение. Воспользуйтесь педалью тормоза, чтобы остановиться полностью.

   • Остановиться можно на любой передаче. Для этого нужно полностью выжать сцепление и нажать на тормоз, одновременно переключившись на нейтральную передачу. Пользуйтесь этим способом только в том случае, если вам нужно быстро остановиться, так как при этом вы меньше контролируете автомобиль.

Часть 4

Практика и решение проблем

1. Возьмите несколько простых уроков у опытного водителя. Если у вас уже есть водительские права, вы вполне можете практиковаться самостоятельно на любой дороге, однако опытный инструктор или напарник поможет вам быстрее освоить переключение передач. Начните на ровной пустой площадке (например, на пустой парковке), затем выезжайте на тихие улицы. Практикуйтесь на одном и том же маршруте, пока не начнете овладевать всеми необходимыми навыками.

2. Поначалу избегайте останавливаться и начинать движение на крутых холмах. Когда вы только учитесь ездить с механической коробкой передач, выбирайте маршруты, не предполагающие остановок (скажем, светофоров) на вершине холма. Вам понадобится весьма хорошая реакция и координация, чтобы держать под контролем рычаг переключения, сцепление, тормоз и газ, иначе при переключении на первую передачу вы можете откатиться назад.

   • Вам нужно научиться быстро (но плавно) переносить правую ногу с тормоза на газ, одновременно левой отпуская сцепление. Чтобы не откатываться назад, можете пользоваться ручным тормозом, но не забудьте снять с него автомобиль, чтобы двигаться вперед.

3. Научитесь парковаться, особенно на холме. В отличие от автоматической коробки, в ручной нет парковочной передачи. Если вы просто переключитесь на "нейтралку", автомобиль может откатиться вперед или назад, особенно если дорога, где он, находится под уклоном. Всегда ставьте машину на ручной тормоз, но помните, что его одного недостаточно, чтобы удержать ее на месте.

   • Если вы паркуетесь на подъеме (машина "смотрит" вверх), остановите двигатель на нейтральной передаче, затем переключитесь на первую и включите ручной тормоз. Если вы паркуетесь на спуске (машина "смотрит" вниз), проделайте то же самое, но переключитесь на задний ход. Так вы не позволите автомобилю скатиться с холма.
   • На особо крутых склонах или из дополнительной предосторожности, вы можете зафиксировать колеса противооткатными упорами.

4. Перед переключением с переднего на задний ход (и наоборот) останавливайтесь полностью. Полная остановка при смене направления движения поможет избежать серьезного повреждения и дорогостоящего ремонта коробки передач.

   • Перед тем как переключиться с заднего хода на передний, настоятельно рекомендуется остановиться полностью. В большинстве автомобилей с ручной коробкой можно переключиться на первую или вторую передачу во время медленного движения назад, однако делать это не рекомендуется, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на сцепление.
   • В некоторых автомобилях есть механизм, блокирующий задний ход, чтобы вы не включили его случайно. Перед тем как использовать задний ход, вам необходимо узнать об этом механизме и о том, как его отключить.

• Если автомобиль глохнет, отпускайте сцепление как можно медленнее. Приостановитесь в момент трения (когда машина начинает двигаться) и продолжите отпускать сцепление очень медленно.
• Во время морозов не рекомендуется оставлять автомобиль надолго на ручном тормозе. Влага замерзает, и вы не сможете опустить ручной тормоз. Если автомобиль припаркован на ровной поверхности, оставьте его на первой передаче. Не забывайте поднимать ручной тормоз, когда выжимаете сцепление, иначе машина начнет движение.
• Не путайте педали тормоза и сцепления.
• С ручной коробкой передач вы легко можете сделать прокручивание колес.
• Автомобили с ручной коробкой передач относятся к стандартной комплектации.
• Научитесь распознавать звуки вашего двигателя, вы должны в конечном итоге быть в состоянии понять, когда нужно переключать передачи, не полагаясь на тахометр.
• Если вам кажется, что автомобиль заглохнет или двигатель работает не ровно, нажмите на сцепление и подождите пока работа двигателя стабилизируется.
• Не забывайте выжимать сцепление до конца прежде, чем переключить передачу.
• Если на рычаге переключателя передач нет обозначения расположения передач, посоветуйтесь с кем-то, кто хорошо в этом разбирается. Вы ведь не хотите въехать задом во что-либо или в кого-либо в то время, как вы думаете, что включили первую передачу.
• Если вы знаете, что придется парковаться на крутом склоне, возьмите с собой камень или кирпич, который необходимо осторожно поместить под колесо. Это не плохая идея, так как тормоза, как и все детали, изнашиваются и могут не удержать вашу машину на склоне.