Кпп принцип работы и устройство: виды, устройство и принцип работы

Принцип работы мкпп

Принцип работы мкпп

Коробка переключения передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

• Принцип работы мкпп
• Устройство механической коробки передач
• Виды механических КПП
• Принцип работы МКПП
• Преимущества и недостатки МКПП
• Как пользоваться механической коробкой
• Устройство механики
• Что такое прямая передача и повышенная
• Задняя скорость
• Двухвальная КПП

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

• картера;
• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
• дополнительного вала и шестерни заднего хода;
• синхронизаторов;
• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
• рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

• 4-ступенчатую;
• 5-ступенчатую;
• 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

• двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

• выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
• при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
• при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

• отпустить педаль газа;
• левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
• рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
• аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Устройство механики

1. Сцепление. Нужно для смыкания и размыкания ведущего вала (первичного) с маховиком коленвала. Как работает сцепление на механике, поговорим в следующих обзорах
2. Первичный вал. Через него передается вращение от двигателя к другим элементам коробки
3. Вторичный вал или ведомый. Через него момент и скорость передается на ведущие колеса автомобиля.
4. В зависимости от разновидности коробки передач в ее составе может быть промежуточный вал. Он нужен для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Это трехвальные КПП.
5. Синхронизаторы. Они предотвращают удары звездочек с валом при включении передачи, синхронизируют их скорости вращения. Продлевают сроки эксплуатации, повышают надежность МКПП и плавность включения скорости
6. Элементы управления включением и отключением передач в коробки. Бывают тросовые, тяговые и гидравлические. Это не столь важно для нашей темы, главное понять принцип работы механической коробки

Что такое прямая передача и повышенная

В большинстве случаев прямой передачей считается четвертая.

А почему прямая? Потому что весь крутящий момент напрямую передается от двигателя к колесам, передаточное отношение равно единицы.

В трехвальных коробках первичный и вторичный валы не соединены между собой жестко, соединение происходит при включении четвертой передачи. Принцип такой же, муфта ведомого вала входит в зацепление с шестерней ведущего. Весь момент передается напрямую от мотора к колесам, минуя все звездочки и промежуточный вал. Это способствует экономию энергии, затраченной на вращение колес, а соответственно экономия топлива и увеличение ресурса агрегатов автомобиля.

Схема работы прямой передачи механической коробки передач

А если передаточное число звездочек сделать меньше 1? Это увеличит экономичность машины. При равной скорости движения автомобиля, момента на колеса будет передаваться меньше, а значит, меньше усилий затрачивать будет двигатель для поддержания этой скорости. Отсюда и пониженные обороты мотора – выше его экономичность.

Как этого добиться? Чтобы это число было менее единицы, ведущая звездочка должна быть больше ведомой. Это соотношение обеспечивают высокие передачи: пятая, шестая и т.д. Современные механические КПП могут похвастаться наличием 6 ступеней. Автоматические коробки передач оснащаются 7 и 8 передачами. Все это делается в угоду снижения расхода топлива и сокращению выбросов автомобиля.

Задняя скорость

Для того чтобы заставить колеса крутится в обратную сторону для езды задом, используется дополнительный вал, четвертый. Он маленький, шестерня на нем жестко закреплена. Его назначение – передать обратное вращение вторичному валу.

В отличие от других валов, звездочка заднего хода не находится в постоянном зацеплении с другими шестернями. Для включения задней передачи нужно сместить её и ввести в зацеп с промежуточным и вторичным валами.

Стоит заметить, на ней отсутствует синхронизатор. Поэтому, для четкого включения задней скорости, вращение всех валов должно быть остановлено, отключено сцепление с двигателем и машина должна стоять не подвижно.

Принцип работы шестерни задней передачи механической коробки передач

Двухвальная КПП

Ее применяют в переднеприводных машинах.

Главное отличие – отсутствие промежуточного вала, вторичный находится под первичным.

Ведущий имеет большую длину, звездочки на нем намертво закреплены. Они вращаются вместе с ним. Все переключения происходят на ведомом валу.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Принцип работы такой же. На ведомом, шестерни жестко не закреплены. Они находятся в постоянном зацеплении со звездочками ведущего вала. Переключения происходят за счет перемещения муфт и синхронизаторов. Также существует промежуточная шестеренка заднего хода.

Еще одним отличием от трехвальной – дифференциал. Он внедрен в конструкцию коробки передач. Его цель — передать вращение на колеса.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы и устройство коробки передач. Ремонт коробки передач

Основным недостатком большинства двигателей внутреннего сгорания является несовпадение скоростей вращения колес и маховика. Дополнительным минусом является тот факт, что максимальный крутящий момент в силовых агрегатах достигается только в небольшом промежутке оборотов. На максимальных оборотах маховика набирается предельная мощность.

Системы трансмиссии и ее разные виды применяются для того, чтобы двигатель мог работать в оптимальном режиме при разных условиях. В большинстве автомобилей используется механическая КПП, устройство и принцип работы которой известны далеко не каждому автолюбителю.

Принцип работы коробки передач

В конструкцию коробки переключения передач входят зубчатые шестерни, которые входят и выходят из зацепления по воле водителя, формируя тем самым передачи с разными передаточными отношениями.

Механическая коробка передач в автомобиле функционирует только вместе с системой сцепления, соответственно, в момент переключения передач происходит отключение трансмиссии и двигателя. В момент изменения передачи через трансмиссию не может проходить большой крутящий момент. Такое функционирование достигается за счет устройства коробки переключения передач.

Зубчатые колеса и валы КПП

Классические МКПП состоят из набора валов, собранных в картере или корпусе. При помощи подшипников происходит вращение валов коробки передач. Шестерни крепятся непосредственно к валам КПП. Конструкция коробки передач может меняться в зависимости от количества установленных валов и быть двухвальной или трехвальной.

Трехвальные системы

Заднеприводные автомобили оснащаются подобными трансмиссиями. Общее устройство коробок передач такого типа включает в себя специальные колеса и устройства синхронизации вкупе с реверсивной шестерней, предназначенной для передвижения задним ходом.

Обязательной деталью конструкции КПП являются валы: первичный, вторичный и расположенный между ними специальный.

Главный вал соединен непосредственно с двигателем автомобиля через систему сцепления; вторичный, или ведомый, функционирует с карданом. Энергия вращения с ведущего вала на ведомый передается благодаря промежуточному валу.

Особенности конструкции трансмиссии

В большинстве случаев первичный и вторичный валы в коробке передач установлены друг за другом. Опора ведомого вала выполнена на основе подшипника ведущего вала коробки передач, расположенного в хвостовой части ведущего вала. Жесткая связь между этими валами не предусматривается конструкцией коробки переключения передач, благодаря чему оба вала могут функционировать независимо друг от друга.

Промежуточный вал в конструкции трансмиссии размещается между ведущим и ведомым валам, каждый из которых оснащен зубчатыми колесами. Зубцы на таких колесах косые, что позволяет понизить уровень вибрации и шумов во время работы системы.

Ведущий вал оснащен только однозубчатым колесом, передающим крутящий момент промежуточному валу. Расположение шестеренок вторичного, или ведомого, вала позволяет им свободно вращаться, однако перемещаться по продольной оси они не могут. Для включения передачи они блокируются при помощи специального блокировочного устройства: в таком положении на них передается энергия вращения от вала.

Шестеренки, установленные на промежуточный вал, располагаются напротив каждого из колес первичного и вторичного валов. Они на постоянной основе находятся в зацеплении с прочими шестернями конструкции. На промежуточный вал с первичного крутящий момент передается всегда. Принцип работы коробки передач кроется во включении конкретной передачи посредством подключения определенной шестерни, расположенной на ведомом вале.

Переключение передач трансмиссии

Устройство коробки передач не подразумевает наличие одних только зубчатых колес и валов: в конструкцию входят специальные муфты. Каждая из них имеет отличную от зубчатых колес конструкцию и крепится к определенному валу, вращаясь вместе с ним. При этом возможно их перемещение по продольной оси.

Со стороны направленных к муфтам шестеренок ведомого вала располагаются специальные вилки. Аналогичные им детали находятся непосредственно на самих муфтах.

При переключении водителем рычага передач специальным приводом приводятся в действие вилки, двигающие муфты. Замковая система при этом не позволяет активировать сразу несколько передач, что вполне возможно при условии включения рычагом сразу двух ползунов. Замковый механизм стопорит ползуны в нейтральном положении в тот момент, когда начинает двигаться третий ползун. Аналогичным образом исключается одновременная работа сразу двух передач.

Венцы муфты и нужной для переключения передачи шестеренки соединяются, при этом муфта вращается вместе с валом. После соединения с шестерней происходит блокировка последней и их последующее совместное вращение, в результате чего крутящий момент передается от КПП на колесный привод.

Синхронизаторы

Помимо перечисленных выше компонентов, в устройство коробки передач входят дополнительные детали. Описанный выше принцип работы КПП сопровождается вибрациями, громкими шумами и ударами вкупе с необходимостью для водителя самостоятельно определять момент работы муфты и шестеренки на одинаковых оборотах.

В современных коробках переключения передач используются специальные муфты, именуемые синхронизаторами. Их основная задача — уравнивание скорости вращения муфты и зубчатого колеса и устранение блокировки колеса.

Коробки передач двухвального типа

Подобные трансмиссии обладают той же конструкцией, что и трехвальные КПП, за одним исключением: у них отсутствует промежуточный вал. Такие коробки устанавливаются на автомобили с передним приводом. Вращение валов осуществляется в параллельных осях, при этом крутящий момент с одного из зубчатых колес передается на зафиксированную синхронизаторами ведомую валом шестеренку. Принцип работы двухвальной системы такой же, как и в трехвальной, однако в ней невозможна прямая передача.

Устройство коробок передач автомобилей ВАЗ

Большинство автомобилей марки ВАЗ комплектуются пятиступенчатыми механическими трансмиссиями с двухвальной системой, оснащенной дифференциалом. Первичный вал комплектуется зубчатыми колесами с 1 по 4 передачи, 5-я шестерная передача является съемной. Между собой они соединены ведомыми шестеренками.

Одним из основных преимуществ является легкий ремонт коробки передач такого типа, поскольку она является модернизированной версией четырехступенчатого аналога с унифицированными деталями.

От механической трансмиссии к автоматической

Многие автолюбители-новички придерживаются мнения, что автоматическая трансмиссия представляет собой коробку переключения передач и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор представляет собой систему из двух лопастных механизмов: турбины и центробежного насоса. Между ними располагается направляющий реактор. Коленвал двигателя жестко скреплен с колесом насоса. Аналогичное соединение имеется между турбинным колесом и валом КПП. Реактор может вращаться или быть заблокированным обгонной муфтой в зависимости от того, в каком конкретно режиме функционирует ДВС.

Автоматическая коробка передач обладает более сложной конструкцией. Большая часть вырабатываемой энергии направляется на перекачку масла и работу насоса, создающего давление масла в каналах. КПД автоматической трансмиссии ниже, чем механических.

Масляные потоки передают энергию вращения посредством отбрасывания на турбину насосом. Лопасти насоса и турбины имеют определенную геометрию, что улучшает циркуляцию жидкости. Поскольку между КПП и двигателем отсутствует жесткая сцепка, мотор можно останавливать даже при включенной передаче.

Планетарные передачи

Изменение передаточных чисел происходит при вращении одних деталей и жесткой фиксации других. Вал гидтротрансформатора передает крутящий момент и, соответственно, вращение на планетарные системы.

Основным отличием автомата от механики является то, что включение любой передачи осуществляется без разрыва потока мощности: при дезактивации одной передачи происходит активация другой. Такой переход осуществляется без рывков, которые могут чувствоваться водителем во время езды.

Виды коробок передач

Исключая стандартную механическую трансмиссию, существуют и другие виды КПП — роботизированная, вариаторная и автоматическая.

1. Вариаторная коробка передач — бесступенчатая. Основными деталями ее конструкции являются раздвижные шкивы и соединяющий их ремень, имеющий трапециевидную форму. Основным преимуществом такой трансмиссии является поддержание оптимального режима работы автомобиля. В качестве дополнительных можно отметить экономичность, плавность движения и динамичность разгона. Если сравнивать с автоматической трансмиссией, то конструкция вариатора значительно проще, соответственно, и ремонт коробки передач такого типа легче. Несмотря на свои достоинства, вариаторная КПП уступает механической в экономичности и динамике. Помимо этого, вариатор не совместим с мощным двигателем, поскольку его ремень отличается небольшой долговечностью. Обслуживание и ремонт такой трансмиссии — дорогостоящее удовольствие, в связи с чем ее проще заменить. Кроме того, для того чтобы тронуться с места и двигаться назад, требуется установка дополнительных механизмов.
2. Устройство коробки передач — робота практически не отличается от механической: передача крутящего момента к трансмиссии от двигателя осуществляется посредством однодискового сцепления. При этом имеется и свой нюанс: процессы переключения передач и включения/отключения сцепления в роботизированной трансмиссии полностью автоматизированы. Благодаря этому такая КПП значительно упрощает процесс управления автомобилем: водителю не требуется вручную переключать передачи. К дополнительным преимуществам можно отнести небольшой вес и экономичность. Впрочем, имеются у нее и свои минусы: отсутствие плавности работы и задержка при переключении передач. На высокой скорости движения переключение передач может сопровождаться толчками и рывками. Исправить ситуацию в ручном режиме не получится, поскольку управление сцеплением полностью автоматизировано и осуществляется электроникой. В четкости и точности переключения передач роботизированная КПП значительно уступает автоматической. Кроме того, автомобили, оснащенные роботизированной трансмиссией, при начале движения немного откатываются назад. С учетом всех перечисленных недостатков роботизированные коробки чаще всего устанавливаются на бюджетные модели транспортных средств.

Залогом эффективной работы трансмиссии является оптимальный уровень масла в картере. Определить его и подсказать, как проверить масло в коробке передач, поможет специалист автосервиса или информация, указанная в руководстве по эксплуатации транспортного средства.

Основные неисправности и ремонт КП

Оперативный ремонт трансмиссии может потребоваться при диагностике следующих наиболее часто встречаемых неисправностей: самопроизвольного отключения и затрудненного включения передач, утечки масла, перегрева коробки или сторонних шумов в работе.

Затрудненное включение передачи может провоцироваться следующими факторами:

• деформация вилки или рычага переключения передач;
• заедает сферический шарнир;
• тугой ход штока из-за забитых гнезд, что заклинивает блокировочные сухари.

Передачи могут самопроизвольно отключаться, причем причины этого могут быть разными:

• износ гнезд или шариков штоков;
• износ колец синхронизатора или зубцов муфты;
• понижение упругости пружин фиксаторов.

Износ синхронизаторов, шестерен или подшипников, люфт валов, слишком грязное масло или его низкий уровень могут провоцировать появление сторонних шумов при работе трансмиссии.

Многие владельцы отмечают утечку масла из коробки передач, причиной чему может послужить недостаточно прочное крепление картерной крышки, износ прокладок или сальников валов. Низкий уровень масла в коробке приводит к ее перегреву, что может стать причиной полного выхода трансмиссии из строя.

Ремонт коробок переключения передач во всех вышеперечисленных случаях осуществляется либо при помощи специальных ремкомплектов, либо посредством замены поврежденных и вышедших из строя деталей.

Harmony: безопасные пользователи и доступ

Видеоруководство из 8 частей для администраторов безопасности в новых условиях

В первом выпуске представлены новые киберугрозы, возникшие в результате быстрого, почти немедленного перехода организаций на удаленную работу. Мы изучаем влияние COVID-19об угрозах и раскройте некоторые из последних историй о недавних атаках, которые использовали пандемию для распространения вредоносного контента среди пользователей. Часть № 2 чтобы обеспечить полную защиту данных вашей организации и сотрудников. Мы рассказываем все, что вам нужно знать о безопасности удаленных сотрудников, от подхода «сначала предотвращение» до сбора информации об угрозах.

Часть №3
5 обязательных средств защиты конечных точек

Часть №3: 5 обязательных средств защиты конечных точек

инструмент, а также какие технологии и функциональные возможности лучше всего соответствуют потребностям вашей организации, а также самые последние угрозы для оконечных устройств.

Часть №4
5 Принципы правильного выбора Endpoint Security

Часть 4: 5 принципов выбора правильного решения для защиты конечных точек

В четвертом эпизоде ​​вы узнаете, как правильно выбрать решение для защиты конечных точек, соответствующее потребностям вашей организации. Мы представляем советы, которые обеспечат, чтобы ваши конечные устройства попали в правильные руки, и что вы выбрали правильный инструмент для работы, от подхода, ориентированного на профилактику, до облачного управления.

Скачать 6 причин для выбора Check Point Endpoint Security

Часть №5
Новая и опасная волна мобильных угроз

Часть №5: Новая и опасная волна мобильных угроз атаки и утечки данных, происходящие с мобильных конечных точек, обнаруженные исследователями Check Point. Группа обнаружила вредоносные кампании, связанные с коронавирусом, изощренные атаки мобильных программ-вымогателей и даже использование управления мобильными устройствами (MDM) для атак на организации.

Часть № 6
5 Принципов выбора правильной системы безопасности для мобильных устройств