Механика коробка передач: виды, устройство и принцип работы

Механическая коробка передач автомобиля. Полный гид по МКПП

Больше интересных новостей на наших страницах в социальных сетях

В статье:

• 
  
  Преимущества и недостатки МКПП по сравнению с автоматической коробкой передач
  
• 
  
  Разновидности механических коробок передач
• 
  
  Устройство и функционирование двухвальной КПП
  
• 
  
  Особенности трехвальной МКПП
  
• 
  
  Особенности эксплуатации
  
• 
  
  О диагностике и ремонте
  

Коробка переключения передач — один из важнейших узлов автомобиля, позволяющий изменять вращающий момент, передаваемый от двигателя к колесам. Наличие КПП дает возможность изменять скорость движения транспортного средства в широких пределах при использовании относительно узкого диапазона оборотов двигателя. Низкие передачи снижают нагрузку на двигатель при начальном разгоне, движении в гору, перевозке груза. Высокие позволяют развить значительную скорость на средних оборотах мотора. Передача вращения на колеса напрямую, без коробки передач, заставила бы мотор работать в очень тяжелом режиме, который сделал бы его чем-то вроде расходника.

Несмотря на растущую популярность автоматических коробок передач, автомобили с механической КПП по-прежнему пользуются спросом.

Преимущества и недостатки МКПП по сравнению с автоматической коробкой передач

Механика обладает рядом преимуществ, благодаря которым владельцы машин с МКПП не спешат переходить на авто, комплектуемые коробками-автоматами.

Итак, что же можно отнести к преимуществам механики?

1. Конечно, немаловажным, а зачастую и решающим фактором, является цена автомобиля. Обычно механические коробки обходятся автопроизводителю дешевле, нежели автоматы, а потому одна и та же модель с механической трансмиссией стоит меньше, чем комплектация с АКПП.

2. Если говорить о потреблении топлива, то МКПП заметно экономичнее и позволяет расходовать меньше средств на горючее. В этом можно убедиться, сравнивая эксплуатационные характеристики какой-либо модели в разной комплектации. Вероятно, именно по этой причине большинство европейцев, которые, как известно, очень хорошо умеют считать деньги, предпочитают покупать машины с механической КПП.

3. Механические коробки конструктивно не так сложны, как автоматические, а потому проще и дешевле в ремонте. Впрочем, некоторые современные МКПП по сложности устройства и стоимости обслуживания вполне сопоставимы с коробками-автоматами.

4. Механика считается более надежной и долговечной, чем автомат. Вероятно, это объясняется тем, что эволюция механических коробок происходит относительно медленно, технологии и конструктивные решения в них обычно обкатаны и проверены временем. А в автоматах некоторые новые технические решения оказываются не слишком удачными и снижают надежность данного узла.

5. Если у вас сел аккумулятор, машину с МКПП можно завести с толкача, включив 2-ю или 3-ю передачу. Для машины с коробкой-автоматом в такой ситуации придется вызывать эвакуатор.

6. Механика без особых проблем выдерживает режим буксировки. А вот АКПП при этом может перегреться и выйти из строя, поэтому машины с автоматической трансмиссией можно буксировать только на скорости не выше 30 км/час и на ограниченное расстояние (до 30 км), после чего необходимо дать коробке остыть. Некоторые коробки-автоматы вообще исключают режим буксировки.

7. МКПП позволяет лучше справиться с некоторыми экстремальными дорожными ситуациями на льду, грязи и т. д.

Главные недостатки механики следующие.

1. Управление машиной с МКПП менее комфортно, нежели езда на автомате. Это, несомненно, главная причина, по которой люди выбирают автомобили с автоматической КПП.

2. Необходимость постоянно передвигать рычаг переключения передач может быть довольно утомительной, особенно в пробках или при большом количестве светофоров на пути следования.

3. Механическая коробка передач предполагает наличие сцепления, которое не отличается долговечностью и требует периодического ремонта. В отличие от прежних лет, в современных автомобилях замена сцепления — довольно трудоемкая процедура, зачастую требующая демонтажа коробки. Для коробок-автоматов сцепление вообще не требуется.

Разновидности механических коробок передач

Передачи в МКПП переключаются ступенчато, а потому механические коробки различают прежде всего по количеству ступеней (передач). Если говорить упрощенно, то каждой ступени соответствует своя пара шестерней, которая обеспечивает определенное передаточное отношение.

Распространенные прежде 4-ступенчатые КПП ныне почти не применяются, поскольку они неэффективны для скоростей более 120 км/час. Теперь стандартом является 5 ступеней, реже 6. Бывают коробки, в которых больше шести ступеней, но необходимость постоянно манипулировать рукояткой переключения передач в городском режиме старт-стоп мало кому понравится, поэтому в легковом автотранспорте такие варианты используют редко.

По конструктивным особенностям можно выделить два основных типа механических КПП — двухвальные, которые устанавливают на переднеприводных машинах и трехвальные, используемые в основном с задним приводом.

Устройство и функционирование двухвальной КПП

В классической МКПП имеется два вала, расположенных параллельно. Первичный, он же ведущий, получает вращение от мотора через механизм сцепления. Ведомый передает преобразованный вращающий момент далее через трансмиссию на ведущие колеса.

Шестерни, насаженные на оба вала, находятся в попарном зацеплении. При этом на вторичном валу шестеренки не зафиксированы и могут вращаться свободно, а на ведущем они жестко закреплены.

Муфты синхронизатора, установленные между шестеренками ведомого вала, вращаются вместе с валом, но могут по шлицам сдвигаться вдоль него. Задача синхронизатора — заблокировать свободное вращение одной конкретной шестерни и таким образом включить определенную передачу.

Нажатие на педаль сцепления прерывает связь первичного вала КПП с коленвалом двигателя. Теперь можно включать передачу. Двигая рычаг, водитель через приводной механизм воздействует на одну из вилок, а та сдвигает соответствующую муфту и прижимает синхронизатор к шестерне через блокирующее кольцо.

Зубчатые венцы синхронизатора и шестеренки входят в зацепление. Шестерня теперь заблокирована на вторичном валу и может передавать вращение на него от первичного вала с соответствующим передаточным отношением. Всё, нужная передача включена, осталось лишь отпустить педаль сцепления, и вращающий момент будет передаваться на колеса.

Приводной механизм переключения передач в двухвальной КПП обычно дистанционный. Для связи рычага переключателя с коробкой используются тяги или трос.

Во многих конструкциях вместо одного вторичного вала используют два укороченных, а шестеренки распределяют между ними. Это позволяет существенно уменьшить габариты коробки.

Особенности трехвальной МКПП

В трехвальной конструкции передача вращения от ведущего вала на ведомый происходит не напрямую, а через промежуточный вал. При этом ведомый вал располагается на одной оси с первичным, а промежуточный — параллельно.

Как и в двухвальной конструкции, шестеренки ведомого вала жестко не зафиксированы на нем. Но при этом они имеют постоянное зацепление с шестернями промежуточного вала. В остальном принцип работы подобен двухвальной МКПП.

Для включения заднего хода имеется промежуточная шестеренка, установленная на отдельном валу. Благодаря включению промежуточной шестерни вращение вторичного вала изменяется на противоположное.

Механизм переключения передач в трехвальной конструкции монтируется непосредственно внутри коробки. Он включает в себя рычаг и ползуны с вилками.

Особенности эксплуатации

Лучший способ избежать преждевременных поломок в коробке передач — правильно ее эксплуатировать.

1. 
   Переключать передачи нужно с учетом предписаний автопроизводителя. Речь идет о минимальной и максимальной скорости, допустимой для той или иной передачи. Можно ориентироваться по спидометру, тахометру или звуку двигателя.

2. 
   На малой скорости движения и низких оборотах двигателя не используйте передачи выше второй.

3. 
   Правильная работа со сцеплением не только убережет его от ускоренного износа, но и позволит избежать повреждения деталей коробки передач. Нажимайте сцепление быстро, а отпускайте плавно, но не слишком медленно. Педаль выжимайте до конца, иначе во время включения той или иной передачи будете слышать доносящийся из КПП хруст. Этого не следует допускать. И ни в коем случае не бросайте резко педаль сцепления.

4. 
   Двигаясь вперед даже на малой скорости, не допускайте чрезмерной спешки при переходе на заднюю передачу. Автомобиль должен полностью остановиться, и лишь после этого можно включать задний ход. Игнорирование этого простого правила через какое-то время выведет заднюю передачу из строя, и тогда вам светит ремонт коробки.

5. 
   Избегайте переключения передач во время прохождения крутого поворота.

6. 
   Избавьтесь от привычки держать руку на рычаге переключения передач. Даже такое, казалось бы, мизерное давление на приводной механизм способствует ускоренному изнашиванию вилки и муфт в коробке.

7. 
   Старайтесь сдерживать себя, если вы предпочитаете резкую манеру вождения. «Шумахер» за рулем — худший враг любой коробки передач.

8. 
   Контролируйте уровень и состояние смазки в коробке передач. Не забывайте вовремя менять трансмиссионное масло.

О диагностике и ремонте

Некоторые косвенные признаки подскажут владельцу авто, что с коробкой, возможно, что-то не так.

Некоторые неполадки могут быть вызваны не слишком серьезными причинами и относительно просто устраняются.

Шум или вибрации. Прежде всего проверьте крепление коробки — возможно, просто нужно подтянуть болты. Недостаток или плохое качество смазки также заставит коробку шуметь, поэтому проверьте уровень масла в КПП и при необходимости долейте или замените его с промывкой.

Подтеки масла. Они обычно устраняются заменой сальников и уплотнений. Реже встречается повреждение картера или неправильный монтаж коробки и сопряженных с ней узлов.

Переключение передач затруднено. Для начала проверьте приводной механизм переключения, который часто называют кулисой КПП. В нем могут быть повреждения или просто требуется регулировка и подтяжка креплений.

Иные симптомы могут указывать на неисправности, требующие ремонта коробки, особенно в случаях, когда проблема проявляется на одних и отсутствует на других передачах.

Затрудненное переключение передач, сопровождающееся скрежетом. Такое возможно при неполном выключении сцепления, поэтому для начала проверьте его работу. Если со сцеплением все в порядке, то, вероятно, проблема в изношенных синхронизаторах, которые требуют замены.

Самопроизвольный сброс включенной передачи. Виновников может быть несколько — вилка включения передачи, фиксатор, муфта синхронизатора или блокирующее кольцо. В любом случае без ремонта не обойтись.

Постоянный гул, визг или хруст. Причиной могут быть разбитые подшипники, стертые или сломанные зубья шестерен. Здесь также потребуется ремонт.

Энтузиасты, имеющие достаточный опыт, инструменты и условия для работы, могут попытаться отремонтировать коробку передач самостоятельно. Но большинство автомобилистов скорее предпочтет доверить это непростое дело специалистам автосервиса.

Во многих случаях может оказаться, что проще, дешевле и быстрее приобрести и установить так называемую контрактную коробку передач.

Если же вы решили ремонтировать свою коробку передач, загляните в интернет-магазин Китаец. Здесь вы сможете подобрать необходимые запчасти для МКПП или приобрести коробку в сборе.

расшифровка, принцип работы и устройство

Водители автомобилей > Полезная информация > Автоустройства > Трансмиссия > МКПП > Устройство и принцип работы механической коробки переключения передач (МКПП)

Двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные, имеют достаточно узкий рабочий диапазон. Механическая коробка передач необходима для обеспечения оптимального режима работы силового агрегата.

Изменения передаточного соотношения осуществляется вручную, обычно переводом рычага из одного положения в другое. Для обеспечения переключений производится разрыв потока мощности при помощи механического сцепления.

Экскурс в историю

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.

Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

• обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
• разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
• наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

Принцип работы МКПП

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

• картер;
• входной, выходной и промежуточный валы;
• синхронизаторы;
• ведущих и ведомых шестерней;
• механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые. При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей.

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

• подвижно на шлицах;
• фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• рычага;
• приводов;
• ползунов;
• вилки;
• замка;
• муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передач во многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

Как переключать скорости на механической коробке передач

Эксплуатация автомобилей с МКП и управление ими имеет целый ряд особенностей, которые необходимо знать водителю. Возникает закономерный вопрос: как пользоваться механической коробкой передач? Обучение этому начинается во время обучения в автошколе, начиная от показа инструктором до наработки автоматического навыка в переключении передач.

Как переключать скорости на механической коробке передач обычно указано на схеме, нанесенной на наружную поверхность рукоятки рычага. В целом процесс выглядит следующим образом:

• водитель выжимает сцепление левой ногой;
• рукой переводит рычаг из одного положения в другое;
• плавно отпускает педаль сцепления и плавно нажимает на акселератор.

Переключения передач у механической коробки осуществляется в соответствии со схемой, которая указывается в технической документации к автомобилю. Опытные водители рекомендуют придерживаться приведенных ниже правил, которые позволят увеличить ресурс агрегата:

• использование прямой передачи (обычно четвертой) позволит значительно уменьшить потребление топлива;
•  переключение скоростей на механической коробке передач следует выполнять строго в соответствии с разработанной производителем инструкцией;
• включение задней передачи производить только после полной остановки автомобиля;
• педаль сцепления выжимается быстро и до упора ее в пол, отпускать же следует плавно без рывка;
• на обледенелой или мокрой дороге движение накатом недопустимо;
• при прохождении поворотов не рекомендуется производить переключений передач;
• эффективным на свободной дороге является приемом торможения двигателем путем последовательного понижения передачи до минимальной;
• периодический контроль уровня масла в коробке и своевременная замена в процессе технического обслуживания обеспечит увеличение ее ресурса.

Видео — советы как переключать скорости на механической коробке передач:

Освоение приемов управления автомобилем требует постоянной практики. Действия инструктора показаны в мельчайших подробностях, наблюдение за ними позволит сформировать правильные мышечные реакции у начинающего водителя.

Масло для механической коробки передач

Техническое обслуживание агрегатов трансмиссии производится в соответствии с сервисной книжкой. В большинстве коробок МКПП замена эксплуатационной жидкости осуществляется через каждые 50-60 тысяч км пробега. За этот период в ней накапливаются продукты износа и теряются смазывающие свойства.

При ТО следует лить специальное трансмиссионное масло для механической коробки передач, указанное в руководстве по эксплуатации. Особенно это касается машин иностранного производства, применение несоответствующего масла может привести к износу и даже поломке агрегата.

Для ответа на вопрос какое масло в МКПП следует ознакомиться с записями в сервисной книжке, где делаются отметке о марке технической жидкости.

Специалисты рекомендуют использовать один ее вид при замене, что позволит свести к минимуму негативное воздействие на резиновые сальники. Замена масла в МКПП процедура несложная и может осуществляться самостоятельно без привлечения специалистов из автотехцентров. Это позволит сократить издержки на эксплуатацию автомобиля.

Механическая коробка передач отличается простотой конструкции и, как следствие, высокой надежностью. В Европе почти 80 процентов автомобильного парка оснащены МКПП, в нашей стране их доля еще выше.

Помимо высокой надежности, водителей привлекают и такие достоинства, как меньший расход топлива при одинаковых характеристиках двигателя. Неудобство, связанное с необходимостью ручного переключения передач, становится незаметным по мере выработки автоматизма действий.

Согласно отзывам владельцев Пежо 308, им нравится управлять автомобилем, укомплектованным механической коробкой передач.

Удобно вести поиск запчастей по VIN коду автомобиля (как), но не всегда это происходит в онлайн режиме.

Об автомобиле Renault Sandero Stepway New (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/auto/renault/sandero-stepvej.html) сказано много лестных слов.

Видео — как переключать скорости на механической коробке передач:

Трансмиссия (механика) — Wikicars

Механическая коробка передач

В механике трансмиссия или коробка передач — это зубчатая и/или гидравлическая система, которая передает механическую мощность от первичного двигателя (которым может быть двигатель или электродвигатель). , в какую-либо форму полезного устройства вывода.

Содержание

• 1 Пояснение
• 2 варианта использования
• 3 Простая передача
• 4 Системы с несколькими соотношениями
  • 4. 1 Основы автомобилестроения
  • 4.2 Механическая коробка передач
  • 4.3 Автоматическая коробка передач
  • 4.4 Полуавтоматическая коробка передач
  • 4.5 Велосипедная передача
• 5 необычных типов
  • 5.1 Бесступенчатая трансмиссия
  • 5.2 Гидростатическая трансмиссия
  • 5.3 Электрическая трансмиссия
• 6 Внешние ссылки

Объяснение

Ранние трансмиссии (редукторы) включали прямоугольные приводы и другие зубчатые передачи в ветряных мельницах, конных устройствах и паровых двигателях, в основном для поддержки насосов, мельниц и подъемных устройств.

Большинство современных редукторов либо снижают неподходящую высокую скорость и низкий крутящий момент выходного вала первичного двигателя до более полезной более низкой скорости с более высоким крутящим моментом, либо делают обратное и обеспечивают механическое преимущество (т. е. увеличение крутящего момента), чтобы обеспечить более высокие усилия быть сгенерированным. Однако некоторые из простейших редукторов просто изменяют физическое направление передачи мощности.

Многие системы, такие как типичные автомобильные трансмиссии, включают возможность выбора одного из нескольких различных передаточных чисел. В этом случае большая часть передаточных чисел (называемых просто «шестернями») используется для замедления выходной скорости двигателя и увеличения крутящего момента. Однако высшая передача (передачи) может быть повышающей передачей, которая увеличивает выходную скорость.

Использование

Редукторы нашли применение в самых разных, часто стационарных, приложениях.
Трансмиссии также используются в сельскохозяйственном, промышленном, строительном и горнодобывающем оборудовании. Помимо обычной трансмиссии, оснащенной шестернями, в таком оборудовании широко используются гидростатический привод и электрические приводы с регулируемой скоростью.

Простая трансмиссия

Простейшие трансмиссии, часто называемые коробками передач, чтобы отразить их простоту (хотя сложные системы иногда также называют коробками передач), обеспечивают понижение передачи (или, реже, увеличение скорости), иногда в сочетании с правым -угловое изменение направления вала. Они часто используются на сельскохозяйственном оборудовании с приводом от ВОМ, поскольку осевой ВОМ противоречит обычной потребности в ведомом валу, который либо расположен вертикально (как у роторных косилок), либо горизонтально проходит от одной стороны орудия к другой. (например, разбрасыватели навоза, цеповые косилки и кормовые прицепы). Более сложное оборудование, такое как измельчители силоса и снегоуборщики, имеет приводы с выходами более чем в одном направлении.

Независимо от того, где они используются, все эти простые трансмиссии имеют одну важную особенность: передаточное число нельзя изменить во время использования. Он фиксируется во время создания передачи.

Системы с несколькими передаточными числами

Для многих применений требуется наличие нескольких передаточных чисел. Часто это делается для облегчения запуска и остановки механической системы, хотя другой важной потребностью является сохранение хорошей экономии топлива.

Основы автомобилестроения

Необходимость в трансмиссии в автомобиле является следствием характеристик двигателя внутреннего сгорания. Двигатели обычно работают в диапазоне от 600 до примерно 6000 об / мин (хотя это зависит от конструкции и обычно меньше для дизельных двигателей), в то время как колеса автомобиля вращаются от 0 до примерно 2500 об / мин.

Кроме того, двигатель обеспечивает максимальный крутящий момент примерно в середине своего диапазона, в то время как наибольший крутящий момент часто требуется, когда автомобиль выходит из состояния покоя или движется медленно. Следовательно, требуется система, которая преобразует мощность двигателя таким образом, чтобы он мог обеспечивать высокий крутящий момент на низких скоростях, а также работать на высоких скоростях, при этом двигатель все еще работает в своих пределах. Трансмиссии выполняют это преобразование.

Большинство трансмиссий и шестерен, используемых в автомобилях и грузовиках, заключены в чугунный корпус, хотя иногда для уменьшения веса используется алюминий. Есть три вала: главный вал, промежуточный вал и промежуточный вал.

Первичный вал выходит за пределы корпуса в обоих направлениях: первичный вал к двигателю, а вторичный вал к задней оси (на заднеприводных автомобилях). Вал подвешен на коренных подшипниках и разделен на входной конец. В точке разделения направляющий подшипник удерживает валы вместе. Шестерни и муфты вращаются на главном валу, причем шестерни могут свободно вращаться относительно главного вала, за исключением случаев, когда они зацеплены муфтами.

Механическая коробка передач

Основная статья: Механическая коробка передач

Механические коробки передач бывают двух основных типов: простая несинхронизированная система, в которой шестерни вращаются свободно и должны быть синхронизированы оператором, чтобы избежать шумных и повреждающих передач. столкновение», и синхронизированные системы, которые автоматически «сцепляются» при переключении передач. Первый тип в настоящее время используется только на некоторых раллийных автомобилях.

Механические коробки передач доминируют на автомобильном рынке за пределами Северной Америки. Они дешевле, легче, обычно обеспечивают лучшую производительность и топливную экономичность (хотя новейшие сложные автоматические трансмиссии могут давать результаты, немного более близкие к тем, которые дают механические трансмиссии), и новые водители обычно учатся и проходят испытания на машине. автомобиль с механической коробкой передач. По крайней мере, в Германии, Великобритании и Франции прохождение теста на автомобиле с автоматической коробкой передач не дает водителю права использовать автомобиль с механической коробкой передач на дорогах общего пользования, если не будет проведен второй тест с ручным управлением. В большинстве других европейских стран, таких как Италия и Нидерланды, получение водительских прав возможно только после сдачи экзамена на вождение автомобиля с механической коробкой передач. Механические коробки передач гораздо более распространены, чем автоматические коробки передач в Азии.

Автоматическая коробка передач

Основная статья: Автоматическая коробка передач

Большинство современных североамериканских автомобилей оснащены автоматической коробкой передач, которая выбирает подходящее передаточное число без вмешательства оператора. Они в основном используют гидравлику для выбора передач в зависимости от давления, оказываемого жидкостью в узле трансмиссии. Вместо того, чтобы использовать сцепление для включения трансмиссии, между двигателем и трансмиссией помещается преобразователь крутящего момента. Водитель может контролировать количество используемых передач или выбирать задний ход, хотя точное управление используемой передачей обычно невозможно.

Автоматические коробки передач просты в использовании. В прошлом автоматические коробки передач этого типа имели ряд проблем; они были сложными и дорогими, иногда имели проблемы с надежностью (что иногда приводило к большим расходам на ремонт) и часто были менее экономичными, чем их ручные аналоги. С появлением современных автоматических коробок передач это изменилось. С помощью компьютерных технологий были приложены значительные усилия для разработки коробок передач на основе более простых ручных систем, в которых используются приводы с электронным управлением для переключения передач и управления сцеплением, что устраняет многие недостатки гидравлической автоматической коробки передач.

Автоматические коробки передач всегда были чрезвычайно популярны в Соединенных Штатах, где, возможно, 19 из 20 новых автомобилей продаются с ними (многие автомобили больше не доступны с механическими коробками передач). В Европе также набирают популярность автоматические коробки передач.

Попытки улучшить топливную экономичность автоматических трансмиссий включают использование гидротрансформаторов, которые блокируются после определенной скорости, исключая потерю мощности, и повышающих передач, которые автоматически срабатывают при превышении определенных скоростей; в старых трансмиссиях обе технологии иногда могли стать навязчивыми, когда условия таковы, что они постоянно включаются и выключаются, поскольку скорость и такие факторы нагрузки, как уклон или ветер, немного различаются. Современные компьютеризированные трансмиссии обладают очень сложным программированием, позволяющим максимально повысить эффективность использования топлива и устранить любые помехи.

В некоторых случаях проскальзывание, присущее автоматическим коробкам передач, может быть полезным; например, в дрэг-рейсинге автоматическая трансмиссия позволяет останавливать автомобиль с двигателем на высоких оборотах («скорость сваливания »), чтобы обеспечить очень быстрый старт при отпускании тормозов; на самом деле, распространенная модификация заключается в увеличении скорости сваливания трансмиссии. Это еще более выгодно для двигателей с турбонаддувом, где турбонагнетатель должен поддерживать вращение на высоких оборотах за счет большого потока выхлопных газов, чтобы поддерживать высокое давление наддува и устранить турбозадержку, возникающую, когда двигатель работает на холостом ходу, а дроссельная заслонка открыта. вдруг открылся.

Полуавтоматическая трансмиссия

Основная статья: Полуавтоматическая трансмиссия

Создание компьютерного управления также позволило создать своего рода трансмиссию-полукровку, в которой автомобиль управляет сцеплением автоматически, но водитель по-прежнему может выбрать передачу вручную, если это необходимо. Это иногда называют «безмуфтовым ручным управлением». Многие из этих передач позволяют водителю полностью контролировать компьютер.

Существуют определенные типы этой трансмиссии, включая Tiptronic, Geartronic и коробку передач с прямым переключением.

Существуют также секвентальные трансмиссии, в которых для переключения передач используется вращение барабана. Отличным примером этого является 7-ступенчатая секвентальная коробка передач на [[Bugatti_Veyron_16.4| Bugatti Veyron ]], суперкар мощностью 1001 лошадиная сила (746 кВт) и скоростью 254 мили в час (409 км/ч). [1]

Велосипедная передача

Велосипеды обычно также имеют систему выбора различных передаточных чисел. Существует два основных типа: шестерни переключателя и ступичные шестерни. Тип переключателя является наиболее распространенным и наиболее заметным, поскольку в нем используется несколько звездочек. Обычно на задней звездочке в сборе, прикрепленной к заднему колесу, имеется несколько шестерен. К передней сборке обычно добавляют еще несколько звездочек. Умножение количества звездочек спереди на число сзади дает количество различных передаточных чисел, часто называемых «скоростями». Велосипед с 21 скоростью будет иметь три звездочки спереди и семь сзади.

Ступичные шестерни используют планетарную передачу и заключены в ось заднего колеса. Из-за небольшого пространства они обычно предлагают только несколько различных скоростей, хотя по крайней мере одна из них достигла уровня 14 различных передаточных чисел.

Необычные типы

Бесступенчатая трансмиссия

Основная статья: Бесступенчатая трансмиссия

Механические системы, описанные выше, позволяют выбирать только несколько различных передаточных чисел, но существует тип трансмиссии. который по существу имеет бесконечное количество доступных соотношений. Бесступенчатая трансмиссия позволяет постоянно изменять соотношение между частотой вращения двигателя и частотой вращения колес. Это может обеспечить еще большую экономию топлива, если двигатель постоянно работает на одной скорости. Однако это несколько смущает водителей, привыкших слышать и ощущать подъемы и падения оборотов двигателя, а также «рывки» при переключении передач. Однако изменения в программном обеспечении компьютерной системы управления могут имитировать эти эффекты.

Гидростатическая трансмиссия

Гидростатическая трансмиссия передает всю мощность с помощью гидравлики; нет механической связи входа и выхода. Одна половина трансмиссии представляет собой насос переменной производительности, а другая половина — гидравлический двигатель. Подвижная шайба качания управляет ходом поршня, изменяя рабочий объем насоса.

Они используются в трансмиссии некоторых типов тяжелого оборудования, дизельных поездов и в устройствах, требующих бесступенчатого управления (таких как самоходные газонокосилки и тракторы для газонов). Недостатками их являются высокая стоимость и чувствительность к загрязнениям.

Электрическая трансмиссия

Электрическая трансмиссия преобразует механическую мощность двигателя (двигателей) в электричество с помощью электрических генераторов и обратно в механическую энергию с помощью электродвигателей. Если генераторы приводятся в движение турбинами, такие устройства называются турбоэлектрическими. Также дизель-электрическими называются установки, приводимые в действие дизельными двигателями.

Внешние ссылки

• Как работают автомобили — отличный сайт, где можно узнать что-нибудь о том, как работает автомобиль
• Экологичная передача

Ошибка

From Academic Kids

Запрошенный заголовок страницы недействителен, пуст или
неправильно связанный межъязыковой или межвики-заголовок.

Вернуться на главную страницу.

Навигация

Академическое детское меню

• Искусство и культура
  • Искусство ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Art )
  • Архитектура ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Architecture )
  • Культуры ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Cultures )
  • Музыка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Music )
  • Музыкальные инструменты ( http://academickids.com/encyclopedia/index.php/List_of_musical_instruments )

• Биографии ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Biographies )
• Клипарт ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Clipart )
• География ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Geography )
  • Страны мира ( http://www.academickids. com/encyclopedia/index.php/Countries )
  • Карты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Maps )
  • Флаги ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Flags )
  • Континенты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Continents )
• История ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/History )
  • Древние цивилизации ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Ancient_Civilizations )
  • Промышленная революция ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Industrial_Revolution )
  • Средневековье ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Middle_Ages )
  • Предыстория ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Prehistory )
  • Ренессанс ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Renaissance )
  • Сроки ( http://www. academickids.com/encyclopedia/index.php/Timelines )
  • США ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/United_States )
  • Войн ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Wars )
  • Всемирная история ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/History_of_the_world )

• Тело человека ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Human_Body )
• Математика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Mathematics )
• Ссылка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Reference )
• Наука ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Science )
  • Животные ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Animals )
  • Авиация ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Aviation )
  • Динозавры ( http://www.academickids. com/encyclopedia/index.php/Dinosaurs )
  • Земля ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Earth )
  • Изобретения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Inventions )
  • Физические науки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Physical_Science )
  • Растения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Plants )
  • Ученые ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Scientists )
• Социальные науки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Social_Studies )
  • Антропология ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Anthropology )
  • Экономика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Economics )
  • Правительство ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Government )
  • Религия ( http://www.academickids.