Рубрики
Разное

Принцип работы механической коробки передач: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Работа механической коробки передач – устройство и разновидности КПП, объяснения принципа работы простым языком, достоинства и недостатки

Содержание статьи:

Добрый день, дорогие друзья. Чтобы научится правильно переключать передачи на механике, нужно знать принцип ее работы, устройство. Общие сведения о том, как работает механическая коробка передач, помогут освоить ее на практике, избежать ошибок, поломок и дорогостоящего ремонта. Поговорим о преимуществах и недостатках. Разберем по пунктам процесс включения передач, что и как происходит в МКПП. Постараюсь доступным языком объяснить, а для большего понимания посмотрим видеоролики.

Прежде чем узнать, как она работает, давайте поговорим, из чего она состоит, объясню, зачем нужен каждый из ее элементов. Познакомимся с ее разновидностями. Да-да, не каждый владелец такой трансмиссии знает, что они бывают разными.

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

Принцип работы механической коробки передач

В зависимости от конструкции, рассмотрим принцип работы двухвальных и трехвальных коробок передач. Хочется сразу отметить, что на автомобилях с различным типом приводам используются разные типы КПП:

  1. Двухвальная – для переднеприводных
  2. Трехвальная – заднеприводных

Механика с тремя валами

Начнем с последней. В такой коробке находится три вала. Первичные и вторичные валы закреплены на одной оси, но не соединены между собой. Третий вал – промежуточный, расположен ниже двух предыдущих валов. На нем жестко закреплен определенный набор звездочек. В большинстве случаев этот вал с шестернями точат целым из одной заготовки.

Ведущий вал короткий. Он имеет одну звездочку, которая находится в постоянном зацеплении с шестернею промежуточного вала. При отпущенной педали сцепления, момент с маховика двигателя через первичный вал постоянно будет передаваться на промежуточный.

Основные действия по переключению передач происходят на вторичном валу. Его конструкция разительно отличается от двух предыдущих. Звездочки передач не насажены жестко на него и могут крутиться свободно, в независимости от скорости вращения вала. В свою очередь они также находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала.

Когда включена нейтральная передача и работает двигатель, все шестерни крутятся и находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Но ведомый вал стоит на месте, а значит, колеса авто тоже не подвижны.

Чтобы передать вращение от звездочек к вторичному валу, нужно их жестко соединить между собой. Для этого применяются муфты соединения, расположенные на этом валу между шестернями.

Муфты насажены на вал, перемещаются по нему при помощи шлицов. Это перемещение происходит за счет вилок – органов управления включением и отключением передачи, они расположены непосредственно на самой муфте. При включении передачи она заходит в зацепление со звездочкой, и момент передается от нее на вал. А затем на колеса.

Более наглядно этот процесс представлен на видео:

Так как скорости вращения шестерней и вторичного вала разные соединить их между собой проблематично. Для этого используются синхронизаторы. Они уравнивают скорости двух элементов, муфта плавно входит в сцепление с шестерней, без ударов. Это обеспечивает надежность и долговечность механической коробки передач.

В зависимости от того, какой крутящий момент нужно передать на колеса автомобиля, выбирается нужная передача. В видеоролике видно, что шестерни для каждой передачи имеют разный диаметр и количество зубчиков. Поэтому для каждой скорости установлено определенной передаточное отношение. В зависимости от него на ведущие колеса передается от двигателя необходимый момент и скорость вращения.

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.

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.

Не опытные водители, наверное, не раз замечали, даже при малейшем движении авто включить заднюю скорость проблематично. Этот процесс может сопровождаться неприятным металлическим хрустом. Это ведет к поломкам трансмиссии.

Двухвальная КПП

Ее применяют в переднеприводных машинах. Главное отличие от соратницы – 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.

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.

Для наглядного понимания принципа роботы механической коробки передач и процесса переключения скоростей посмотрите видео. Автомастер покажет внутреннее устройство и работу на примере Волговской КПП. Поделится опытом эксплуатации, даст несколько дельных советов и объяснит возникновение проблем при ее эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Плюсы

  1. Высокая надежность из-за относительной простоты конструкции
  2. Высокие динамические показатели авто
  3. Экономичность
  4. Простота и низкая цена обслуживания
  5. Возможность буксировать кого-либо или быть буксируемым без ограничений и использования эвакуатора
  6. Ручной контроль над переключением передач со стороны водителя

Недостатки

  1. Плавность включения скоростей относительно автоматических КПП
  2. Необходимость постоянных манипуляций рычагом переключения трансмиссии при равном темпе езды автомобиля

Что такое синхронизатор

Это бронзовое кольца с зубьями и конусом. Оно не закреплено на валу жестко, двигается свободно. Его назначение – синхронизировать скорости вращения вала и ведомой шестерни при включении передачи.

Как это работает?

Свободная звездочка вращается в не зависимости от вторичного вала. Имеет скорость отличную от него. Чтобы уровнять ее, нужно замедлить или ускорить свободную шестерню. Для этого, между муфтой включения и шестерней находится кольцо синхронизатора, с конусом с одной стороны.

Отключая сцепление двигателя с коробкой, вращение свободной шестерни замедляется, а скорость вторичного вала остается прежней.

Чтобы увеличить скорость вращения шестеренки и уровнять ее с валом, муфта передвигается по шлицам, заходит в конус кольца синхронизатора и придавливает его к свободной звездочке.

За счет увеличения трения между ей и стопорным кольцом первая получает дополнительную энергию вращения от муфты. Тем самым ее скорость увеличивается и уравнивается с ведомым валом. В этот момент муфта спокойно входит в жесткое зацепление со свободной шестерней. Вы включаете сцепление КПП и мотора. Крутящий момент передается через звездочку и муфту на вторичный вал и колеса автомобиля.

Еще одной конструктивной особенностью синхронизатора – особая форма зубцов звездочки. На фото это видно хорошо. Они направляют зубья шестерни муфты в прорези свободной шестеренки. Это обеспечивает плавность включения передачи.

Со временем, их форма меняется, они становятся более округлыми. Тогда тяжелее включаются скорости, а иногда проблематично воткнуть передачу, слышен хруст и скрежет металла. Результат – замена синхронизаторов.

Передаточное число и передаточное соотношение

Передаточным числом называется отношение количества зубьев ведомой шестерни к ведущей. Чем больше это число, тем больше крутящего момента можно передать на колеса автомобиля. При этом скорость будет обратно пропорциональна передаточному числу. Чем оно выше, тем медленнее будет вращаться ведомый вал.

Это необходимо, если нужно максимально полно передать момент на колеса автотранспорта. При езде в гору или начале движения, когда нужно затратить много сил, чтобы совершить работу.

Примером может служить велосипед. Старый советский велосипед с двумя звездочками и цепной передачей. Ведущая – большая, ведомая – маленькая. Вспомните, сколько сил нужно затратить, чтобы сдвинуться с места, а как иногда приходилось прикладывать всю массу тела на педали, чтобы преодолеть крутой подъем? Потому что, при таком соотношении размеров звезд, чтобы передать на колесо больше момента и заставить его двигаться быстрее, нужно приложить момента обратно пропорционально передаточному числу.

Например. Допустим, чтобы начать движение велосипеда нужно передать на колесо 8 Н*м крутящего момента. Количество зубьев ведомой звездочки 30, ведущей 60. Как сказано выше, рассчитываем передаточное число: 30/60=0,5. Значит, чтобы достичь такого значения момента на колесе нужно передать на ведущую звезду в два раза больше момента, затратить в два раза больше сил.

На современных велосипедах можно это число менять методом включения и отключения, больших или меньших по диаметру звездочек, как ведомых, так и ведущих. Соотношение зубьев может доходить до 4, что облегчает заезд на крутой склон.

Чтобы передать больше момента и затратить меньше сил двигателю для движения в гору или задним ходом подбираются шестерни с большим передаточным числом для первой и задней передачи. Для каждых последующих передач это число уменьшается и на четвертой доходит до единицы – прямая передача.

С дальнейшим увеличением их количества, передаточное число становится меньше единицы. Это значит, что при меньших оборотах коленвала, больше скорости передается на ведомые колеса.

Это прекрасно описывается передаточным соотношением шестеренок. Оно рассчитывается, как отношение ведущей звездочки к ведомой. Чем меньше это число, тем меньше скорости передается на ведомый вал при высоких оборотах вращения ведущего. Тем больше момента можно передать. Давайте разберем на примере ниже:

На первичный вал от двигателя передается скорость вращения 2000 об/мин. Передаточное соотношение шестерни А и Б рассчитывается 20/40 равно 0,5. То есть, на промежуточный вал, обозначенный цифрой 2, передается скорость 2000*0,5=1000 об/мин. Так как шестерня В закреплена на валу 2, то она обладает такой же скоростью, как и шестерня Б. Передаточное отношение В и Г шестеренок равно 20/40=0,5. Значит, на вторичный вал под номером 3 передается скорость 1000*0,5=500 об/мин.

Заключение

Я надеюсь, у меня получилось объяснить по-простому принципы работы механической трансмиссии. Она является на сегодняшнее время самой распространенной в мире. С нее начинают учебу в автошколах. Инструктора говорят, что, научившись ездить на «ручке», так называют МКПП, вы свободно сможете пересесть на любой автомат или робот. Наоборот будет затруднительно.

Она более дешевая не только в обслуживании, но и по себестоимости производства. Поэтому машины с ней стоят гораздо дешевле. Это является достойным подспорьем при выборе автомобиля. Теперь, принцип работы механической коробки передач стал более понятен, и вы научитесь без труда ей пользоваться, не совершая ошибок.

Механическая коробка ПП

Статья опубликована 26. 06.2014 09:34
Последняя правка произведена 26.06.2014 09:39

Определение.

Механическая коробка переключения передач (МКПП) – механизм, осуществляющий ступенчатое изменение передаточного отношения, после выбора передачи водителем (оператором). Переключение передач ведется вручную. На данный момент, механическая коробка переключения передач является самым популярным устройством для регулирования крутящего момента двигателя.

Крутящий момент в МКПП изменяется ступенями, поэтому она относится к ступенчатым коробкам. Передача или ступень – это пара взаимодействующих шестерен. Каждая передача обеспечивает вращение со своей, определенной угловой скоростью, или, как можно сказать, обладает своим передаточным числом т.е. отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Таким образом, высшая передача имеет наименьшее передаточное число, а низшая передача – наибольшее передаточное число.

В зависимости от количества ступеней
различают следующие конструкции:

• четырехступенчатая коробка передач;

• пятиступенчатая коробка передач;

• шестиступенчатая коробка передач;

• и далее.

Самая популярная на сегодняшний момент – пятиступенчатая коробка передач.

Конструкции МКПП подразделяют на два вида:

• трехвальная коробка передач;

• двухвальная коробка передач.

Трехвальную коробку передач устанавливают, как правило, на заднеприводные автомобили, а двухвальную — на переднеприводные.

Предыстория…

Как мы уже говорили в предыдущей статье «Коробка переключения передач», главной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что нужную рабочую мощность они способны развивать лишь при небольшом диапазоне частот. Именно поэтому, для изменения крутящего момента двигателя обязательно необходимо использование специального механизма.

Самое интересное заключается в том, кому принадлежит идея изобретения этого механизма. По общеизвестным данным, до создания этого устройства, первым додумался Карл Бенц, получивший в 1886 году патент на автомобиль. Через пару лет, его жена, Берта, вместе с сыновьями, тайно отправилась к своей матери, которая жила, без малого, в 80 километрах от них. Множество хлопот Берте вызвали несовершенства конструкции этого автомобиля. Маломощность автомобиля являлась главным его недостатком. Дело даже доходило до абсурда, ведь Берте с пассажирами приходилось толкать автомобиль с 0,8-сильным двигателем под горку самостоятельно. Даже и речи нет об удобстве. Помимо малой мощности, автомобиль страдал и быстроизнашивающимися кожаными тормозными механизмами. В результате, после этой поездки, Карл Бенц установил на автомобиль дополнительную передачу.


Превью — увеличение по клику.

По нынешним меркам, первое устройство имело очень примитивную конструкцию. Оно состояло всего из двух шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущей оси и соединены с валом двигателя ремнем. При необходимости, с помощью рычагов, ремень переставлялся с одного шкива на другой. В результате, даже такой простой механизм, позволял регулировать крутящий момент на ведущих колесах. При вращении большого колесного шкива, меньшим шкивом, расположенным на валу мотора, крутящий момент двигателя увеличивался. Это соединение использовалось для того, чтобы тронуться с места. Когда же диаметр шкива на оси был меньше, чем на валу двигателя, то угловая скорость колес возрастала, а усилие двигателя уменьшалось. Немного позже, ремень был заменен на более износостойкую цепь, а вместо шкивов использовали звездочки. Наверное, такой механизм известен всем, ну, по крайней мере тем, кто хоть раз катался на велосипеде.

Устройство коробки передач.

Трехвальная коробка передач:

• ведущий (первичный) вал;

• шестерня ведущего вала;

• промежуточный вал;

• блок шестерен промежуточного вала;

• ведомый (вторичный) вал;

• блок шестерен ведомого вала;

• муфты синхронизаторов;

• механизм переключения передач;

• картер (корпус) коробки передач.

Ведущий вал предназначен для соединения со сцеплением. На валу прорезаны пазы для ведомого диска сцепления. От ведущего вала, крутящий момент предается через шестерню, которая в данный момент зацеплена с ним.

Промежуточный вал параллелен первичному. На валу расположен блок шестерен, находящихся в жестком зацеплении с ним.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим. Это возможно благодаря торцовому подшипнику на ведущем валу, который включает ведомый вал. Блок шестеренок ведомого вала не закреплен с валом и свободно вращается на нем, но блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а еще и шестерня ведущего вала находится в постоянном зацеплении.

Муфты синхронизаторов расположены между шестернями ведомого вала. Их работа основана на выравнивании угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. За счет шлицевого соединения, муфты могут двигаться продольно по ведомому валу, поскольку имеют с ним жесткое зацепление. Торцы муфт имеют форму зубчатых венцов, которые входят в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. Сейчас, новые коробки передач, оборудованы синхронизаторами на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач расположен на корпусе коробки. Он состоит из ползунов с вилками и рычага управления. Блокиратор необходим, для того, чтобы предотвратить одновременное включение двух передач. Так же механизм переключения может иметь дистанционное управление.

Картер коробки передач необходим для размещения конструктивных частей и механизмов и для хранения масла. В качестве материла, для изготовления картера используют алюминиевый или магниевый сплав.

Двухвальная коробка передач:

• ведущий (первичный) вал;

• блок шестерен ведущего вала;

• ведомый (вторичный) вал;

• блок шестерен ведомого вала;

• муфты синхронизаторов;

• главная передача;

• дифференциал;

• механизм переключения передач;

• картер коробки передач.

Ведущий вал, как и в трехвальной коробке, служит для соединения со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестеренок.
Ведомый вал, вместе с блоком шестерен расположен параллельно ведущему валу. Шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и могут свободно вращаться на валу. К ведомому валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Муфты синхронизаторов расположены между шестернями ведомого вала.

Для уменьшения линейных размеров и увеличения числа ступеней, во многих конструкциях коробок передач устанавливается по два, и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, находящаяся в зацеплении с одной ведомой шестерней – так сказать, три главных передачи.

Крутящий момент от вторичного вала коробки передач к ведущим колесам автомобиля передают главная передача и дифференциал. При необходимости, дифференциал может обеспечивать вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, является дистанционным, так как располагается отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом осуществляется за счет различных тяг или тросов. Самым простым является соединение при помощи тросов, именно поэтому его чаще используют в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки
имеет следующее устройство:

• рычаг управления;

• трос выбора передач;

• рычаг выбора передач;

• трос включения передач;

• рычаг включения передач;

• центральный шток переключения передач с вилками;

• блокирующее устройство.

Выбор передачи осуществляется за счет поперечного движения рычага управления, относительно оси автомобиля, а включение передачи – продольное движение рычага, т.е. к конкретной передачи.

Принцип работы трехвальной механической коробки передач

В нейтральном положении рычага управления, не происходит передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. С перемещением рычага управления, происходит соответствующее перемещение муфты синхронизатора. Муфта же, в свою очередь, обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. Уже после, зубчатый венец муфты зацепляется с венцом шестерни и происходит блокировка шестерни ведомого вала. В итоге, коробка передач осуществляет передачу оборотов с двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Задний ход обеспечивается соответствующей передачей коробки. Сменить направление движения, удается благодаря промежуточной шестерни заднего хода, которую устанавливают на отдельной оси.

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Двухвальная и трехвальные коробки передач работают по схожему принципу, главное в чем они отличаются – особенности работы механизма переключения передач.

Все, что требуется от оператора (водителя), это изменять положение рычага, двигая им продольно или поперечно. Передвигая рычаг поперечно, усилие передается на трос выбора передач. Тот же, воздействует на рычаг выбора передачи. Рычаг, в свою очередь, поворачивает центральный шток вокруг оси и, таким образом, позволяет выбрать передачу.

При продолжении поперечного движения рычага, усилие передается на трос переключения передач, а далее на рычаг переключения передачи. За счет движения рычага, происходит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и блокирует шестерню ведомого вала. В итоге, крутящий момент передается от двигателя на ведущие колеса.

Что такое механическая коробка передач? Схема, детали, работа и типы

В этой статье вы узнаете  , что такое механическая коробка передач и как она работает? Его детали, преимущества и типы поясняются диаграммами.

Кроме того, вы также можете загрузить файл формата PDF этой статьи в конце.

Что такое механическая коробка передач?

Система трансмиссии является одной из наиболее важных частей двигателя. Он соединяет двигатель с трансмиссией и контролирует, сколько энергии вы потребляете в данный момент. Поскольку в современном мире существует множество типов систем передачи, довольно сложно понять, как они работают.

Механическая коробка передач является распространенным и популярным типом трансмиссии, используемой в транспортных средствах. В этой системе водитель должен выбирать передачи вручную, управляя рычагом переключения передач и сцеплением. Основная функция трансмиссии заключается в управлении скоростью и крутящим моментом автомобиля в различных условиях движения.

В основном механическая коробка передач работает по принципу передаточного числа. Передаточное число – это отношение числа оборотов, совершаемых выходным валом, к числу оборотов, совершаемых первичным валом один раз.

Более низкое передаточное число означает больший крутящий момент, но меньшую скорость, а более высокое передаточное число означает меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Проще говоря, различные передаточные числа называются «скоростями».

Читайте также: Какие существуют типы сцеплений и как они работают?

Как работает передаточное число?

Работа передаточного числа в механической коробке передач поясняется ниже:

  • Первичный вал – оранжевый
  • Вал промежуточного вала – желтый
  • Главный вал – серый
  • Вал-шестерня – Зеленый

N – Нейтральная передача

На нейтральной передаче автомобиль остается неподвижным, а в трансмиссии нет муфты, что означает отсутствие передачи мощности.

Первая передача

Малая шестерня сблокирована с промежуточным валом. Вращение на главный вал передается одинарной шестерней первичного вала, а на промежуточный вал — через шестерню первой или второй передачи.

Вторая передача

Скорость на первой передаче уже позволяет автомобилю разгоняться и обеспечивает более плавное переключение на вторую передачу.

Третья передача

На третьей передаче скорость движения вперед увеличивается больше, но крутящий момент уменьшается.

Четвертая передача

Четвертая передача — прямой привод. Это означает, что первичный вал и главный вал заблокированы вместе, чтобы передать большую мощность двигателю.

Задняя передача

Промежуточная шестерня размещена между шестернями на двух валах, заставляя главный вал изменять направление вращения.

Конструкция механической коробки передач

Если вы водили автомобиль с механической коробкой передач, вы знаете о педали сцепления и рычаге переключения передач. Водитель управляет механической коробкой передач, используя эти два входа.

В этой системе редуктор состоит из трех главных валов с постоянно находящимися в зацеплении шестернями разных размеров. Первичный вал соединен с двигателем с помощью муфты, а промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и состоит из нескольких шестерен.

Выходной вал соединяет промежуточный вал с карданным валом и, возможно, с колесами. В транспортных средствах, таких как FWD и AWD, выходной вал соединен с первой раздаточной коробкой, а задний ход обычно находится на четвертом валу, чтобы изменить направление.

Детали механической коробки передач

Ниже приведены детали механической коробки передач:

  1. Коробка передач или раздаточная коробка
  2. Первичный вал
  3. Вторичный вал
  4. Промежуточный вал
  5. Синхронизаторы
  6. Шестерни
  7. Рычаг переключения передач
  8. Вилка переключения
  9. Подшипник
  10. Удлинитель

#1 Коробка передач или раздаточная коробка

Является частью раздаточной коробки передач оси с помощью приводного вала.

Первичный вал №2

Первичный вал трансмиссии соединен с промежуточным валом, имеющим шестерни на обоих валах. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал также вращается и всегда находится в фиксированном передаточном отношении.

Вторичный вал №3

Функция вторичного вала заключается в передаче мощности от системы трансмиссии к двигателю. Шестерни выходного вала находятся в зацеплении с шестерней промежуточного вала и вращаются независимо друг от друга. Он будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестерней промежуточного вала.

#4 Промежуточный вал

Также известен как промежуточный вал. Он вращается в направлении, противоположном входному валу. Они крутятся при работающем двигателе и включенном сцеплении. Всякий раз, когда водитель выбирает передачу, он приводит шестерню на главный вал.

#5 Синхронизаторы

Синхронизаторы облегчают зацепление между ошейником и механизмом для синхронизации их движения. Кроме того, они помогают регулировать скорость вала, чтобы шестерни выравнивались быстрее при переключении. Иногда скорость может меняться, поэтому синхронизатор помогает этого избежать.

#6 Шестерни

Обычно механическая коробка передач имеет три вала с шестернями разного размера. Есть большие шестерни с большим количеством зубьев и маленькие шестерни с малым количеством зубьев.

Большие шестерни создают дополнительный крутящий момент, который помогает замедлить транспортное средство. В то время как меньшие шестерни генерируют меньший крутящий момент, что помогает автомобилю двигаться на высокой скорости.

Рычаг переключения передач #7

Расположен на центральной консоли, рычаг переключения передач соединен с коробкой передач рычажным механизмом, и им можно управлять рукой. С помощью рычага переключения передач вы можете легко управлять и переключать передачи. Функция рычага переключения передач заключается в ручном переключении передач, когда они ускоряют и замедляют автомобиль.

#8 Вилка переключения передач

Вилка переключения представляет собой механизм, который выглядит как механический рычаг. Вилки переключения передач скользят по промежуточному валу механической коробки передач. Это позволяет кольцам перемещаться по выходному валу.

#9 Подшипники

В трансмиссии шестерни вращаются и постоянно сцепляются друг с другом с помощью подшипников. Они также позволяют входному валу и выходному валу вращаться с разной скоростью.

#10 Удлинительный корпус

Коробка передач имеет дополнительный корпус, который защищает выходной вал в задней части коробки передач, а также поддерживает подшипники.

Читайте также: Сколько существует типов двигателей?

Как работает механическая коробка передач?

В механической коробке передач водитель должен выбрать соответствующую передачу, включив или выключив сцепление. Как мы уже говорили, он работает по принципу передаточного отношения. Когда большая шестерня совпадает с меньшей шестерней и приводит ее в движение, меньшая шестерня будет вращаться быстрее, чем большая шестерня.

Чем больше разница в размерах шестерен, тем выше передаточное число. При этом шестерни насажены на валы, которые вращают другие шестерни. Селектор переключения передач управляет выбором передач, а гипотетический разъем с постоянным зацеплением и синхронизирующее кольцо обеспечивают плавную работу.

Запуск с первой передачи позволяет двигателю работать на оптимальных оборотах, чтобы перевести автомобиль из стационарного режима в движущийся. Как только автомобиль достигает максимально оптимального диапазона оборотов, включается вторая передача.

Таким образом, водитель увеличивает скорость и переключает передачи, пока не будет достигнута нужная скорость. Поддержание диапазона оборотов позволяет двигателю работать эффективно. Обратный ход достигается за счет трехступенчатой ​​системы, а синхронизатор остается на холостом ходу.

Это означает, что перед переключением на передачу заднего хода вал трансмиссии должен перестать вращаться. Для остановки вращения вала коробки передач без остановки вращения двигателя требуется отключение сцепления.

Что такое шаблон H в передаче?

Рисунок H — это не что иное, как рисунок шестерен в рычаге механической коробки передач. В автомобиле с механической коробкой передач он позволяет водителю перемещать рычаг переключения передач вперед и назад для переключения передач по схеме H.

Верхнее левое положение рычага переключения передач указывает на первую передачу, а вторая передача находится справа от нее. Чтобы перейти на третью передачу, нужно снова переключиться вправо и вверх. В конце концов, четвертая передача переключается прямо на третью передачу.

Читайте также: Какова функция маховика в автомобиле?

Типы механической коробки передач

Следующие типы механической передачи:

  1. Сдвижная сетчатая трансмиссия
  2. Трансмиссия с константы
  3. ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ
  4. Automatic Transmission
  5. ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЯ
  6. 11111111111111111111111111111111111111111111111011111111111111111110 СВОРИ

    Эти трансмиссии обычно можно увидеть в старых типах транспортных средств. Когда коробка передач находится в нейтральном положении, двигаются только главная ведущая шестерня и шестерня агрегата. Чтобы передать мощность на ведущие колеса, педаль сцепления должна быть нажата.

    Перемещение рычага переключения передач изменяет положение рычага переключения передач и вилок. Он перемещает шестерню по главному валу непосредственно над шестерней группы. После включения этих передач сцепление отпускается. Если вы хотите снова переключить передачу, вы должны отключить существующую передачу, прежде чем переключать новые передачи.

    Передача со скользящим зацеплением может обеспечить относительно высокую эффективность по сравнению с передачей со скользящим зацеплением, поскольку только одна шестерня находится в зацеплении, в отличие от трансмиссии с постоянным зацеплением, в которой все шестерни находятся в зацеплении. Его конструкция проста, что является одним из его преимуществ.

    #2 Передача с постоянным зацеплением

    Передача с непрерывным зацеплением поддерживает движение шестерен, групповых шестерен и шестерен главного вала, поскольку они могут свободно вращаться вокруг главного вала. Он имеет кулачковую муфту для блокировки этих передач при необходимости.

    При перемещении тяги переключения зубья сцепления и шестерни главного вала сцепляются друг с другом и удерживают шестерню в стабильном положении. Синхронизаторы используются для предотвращения любых столкновений или скрежета во время передачи.

    В нем используются косозубые шестерни, чтобы избежать вибраций и шума. Они очень выгодны благодаря своим бесшумным рабочим характеристикам. Поскольку в нем используются две кулачковые муфты, можно получить разные передаточные числа.

    #3 Коробка передач с двойным сцеплением

    Коробка передач с двойным сцеплением представляет собой модифицированную версию механической коробки передач с двумя наборами передач, каждый из которых приводится в действие отдельным сцеплением. По сути, он использует два сцепления, которые могут быть сухими или мокрыми.

    Одно сцепление управляет четным числом передач (2, 4, 6), а другое сцепление управляет нечетным числом передач (1, 3, 5 и передача заднего хода). Эти типы очень популярны в старых автомобилях, но все еще встречаются в современных гоночных автомобилях. DCT обеспечивают лучшую экономию топлива, чем AMT.

    #4 Автоматическая коробка передач

    Автоматическая коробка передач (также известная как AMT) представляет собой механическую коробку передач с компьютером, который управляет переключением передач и другими основными частями. Как правило, для переключения передач в нормальных условиях вождения не требуется участия водителя.

    Так как он имеет мосты и дифференциалы в одном комбинированном узле, он становится коробкой передач. Это обеспечивает меньше усилий для водителя и больше возможностей для управления автомобилем. Автоматическая коробка передач обычно используется в грузовиках.

    Преселектор #5 Transmisison

    Это более старые модели, использовавшиеся в 1930-х годах. Преселектор имеет вакуумное или гидравлическое управление переключением и планетарную систему передач для предварительного выбора передаточного числа с помощью рычага на рулевой колонке.

    Водитель нажимает педаль для переключения передач, которые касаются одной из уже выбранных передач. При этом задняя передача останавливается, пока включается новая передача.

    Читайте также: Что такое внутренние детали автомобиля?

    Преимущества механической коробки передач

    1. Благодаря меньшему количеству движущихся частей механическая коробка передач может легко вписаться в ваш бюджет, что означает более низкую стоимость покупки.
    2. Их легче обслуживать, поскольку они менее сложны, чем автоматические, и с меньшей вероятностью могут выйти из строя.
    3. Когда вы спускаетесь с холма, вы можете включить нейтральную передачу. Это означает, что чем меньше мощности поступает в двигатель, тем меньше топлива будет сожжено. Таким образом, можно добиться лучшего расхода бензина.
    4. Поскольку в механических коробках передач меньше движущихся частей, затраты на ремонт значительно ниже.
    5. При использовании моторного масла оно изнашивается медленнее и его не нужно часто менять.
    6. Если у вас автомобиль с механической коробкой передач, вы как можно быстрее перейдете на четвертую или пятую передачу и будете двигаться на более высоких скоростях.

    Недостатки механической коробки передач

    1. Механическая коробка передач редко доступна на рынке из-за широкого распространения автомобилей с автоматической коробкой передач.
    2. Обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач может быть сложной задачей.
    3. Когда вы едете на автомобиле с механической коробкой передач, сцепление, скорее всего, изнашивается, и его замена требует больших затрат на ремонт.
    4. Езда по холмам может быть опасной и трудной, если к ней не подготовиться.
    5. В условиях интенсивного движения частые остановки или запуски и переключение передач вручную могут затруднить управление автомобилем.

    Резюме

    Короче говоря, автомобили с механической коробкой передач значительно дешевле и сложнее. Выбор системы трансмиссии – довольно сложная задача. Однако, если для вас важны производительность и опыт вождения, механическая коробка передач может быть идеальным выбором.

    Надеюсь, я рассказал все о « механическая коробка передач ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

    Хотите получать бесплатные PDF-файлы прямо на свой почтовый ящик? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.

    Адрес электронной почты

    Загрузить эту статью в формате PDF

    Нажмите здесь, чтобы загрузить

    Еще с нашего сайта:

    1. Что такое роторный двигатель Ванкеля и как он работает?
    2. В чем основное различие между барабанным и дисковым тормозом?
    3. Типы шасси и рам с иллюстрациями.

    Внешние источники:

    1. https://www.uti.edu/blog/automotive/transmission
    2. https://en.wikipedia.org/wiki/Manual_transmission

    Все изображения с Wikipedia. com [Под Creative Common Licenses]

    Теория механической коробки передач: Назад к основам

    Механическая коробка передач

    На автоматических коробках передач проблемы с компьютером, связанные с двигателем, могут повлиять на работу коробки передач. Транспортные средства, управляемые компьютером, имеют очень сложные электронные схемы и несколько компьютеров, которые должны работать вместе. В таком случае мы начнем с основ работы заднеприводной механической коробки передач и перейдем к более сложным диагностическим проблемам с раздаточной коробкой и переднеприводной механической коробкой передач в следующей серии статей. Конструкции трансмиссии могут различаться по размеру, форме и внешнему виду, но все узлы работают одинаково.

    • Тема : Операционная теория ручных передач
    • Блок : Tremec T5
    • Приложения для транспортных средств : Ford Mustang
    • Essential Reading : Rebuilder, Diagnosticicine
    • Автор : Mike We Sharkilder. , Сотрудничающий редактор

    Ключ к успешной диагностике и ремонту сложного узла, такого как современный автомобиль, может быть достигнут только путем понимания того, как работает каждый компонент и его взаимосвязь с другими компонентами. Слишком часто мы видим, как техники борются с проблемой только для того, чтобы обнаружить, что проблема не связана с коробкой передач.

    Нажмите здесь, чтобы узнать больше

    На автоматических трансмиссиях проблемы с компьютером, связанные с двигателем, могут повлиять на работу трансмиссии. Транспортные средства, управляемые компьютером, имеют очень сложные электронные схемы и несколько компьютеров, которые должны работать вместе. В таком случае мы начнем с основ работы заднеприводной механической коробки передач и перейдем к более сложным диагностическим проблемам с раздаточной коробкой и переднеприводной механической коробкой передач в следующей серии статей. Конструкции трансмиссии могут различаться по размеру, форме и внешнему виду, но все узлы работают одинаково.

    По определению трансмиссия передает мощность от двигателя к ведущим колесам. Он не создает мощность, но делает ее пригодной для использования, разделяя ее на ряд шагов. Крутящий момент двигателя можно использовать благодаря способности трансмиссии создавать механическое преимущество и применять его таким образом, чтобы удерживать двигатель в диапазоне мощности для плавной работы и максимальной экономии топлива.

    Трансмиссия оснащена различными передачами, каждая из которых имеет передаточное отношение для создания оптимального потока мощности от двигателя к главной передаче автомобиля. Транспортные средства с двигателями с узким диапазоном мощности, например дизельным в полуприцепе повышенной проходимости, будут иметь несколько передач. Дизели имеют очень узкий диапазон мощности, обычно от 1200 до 3500 об/мин, и нуждаются в нескольких передачах от 10 до 16 скоростей, что заставляет водителя часто переключать передачи, когда двигатель достигает верхнего предела своего диапазона скоростей и предела своей тяговой способности. .

    Трансмиссии легковых автомобилей и легких грузовиков аналогичны, но требуют меньше скоростей из-за гораздо более широкого диапазона мощности бензиновых двигателей. Очевидно, что первая передача будет самой низкой передачей или самым высоким передаточным числом, обеспечивающим наибольшее механическое преимущество. Требуется около 150 лошадиных сил, чтобы разогнать средний полноразмерный автомобиль до полной остановки, но только 15-30 лошадиных сил, чтобы поддерживать крейсерскую скорость 60 миль в час на ровной поверхности.

    Все передние передачи механической коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Это означает, что если входной вал вращается, он будет вращать промежуточный вал, так как они находятся в постоянном зацеплении. Если промежуточный вал вращается от мощности через вход, шестерни противоположной скорости на главном валу (выходном валу) также будут вращаться, поскольку они находятся в зацеплении с шестернями на промежуточном валу. Входной вал может свободно вращаться, когда противодействующая шестерня (блок-шестерня) находится в нейтральном положении, в то время как выходной вал не двигается при остановленном автомобиле. Таким образом мощность двигателя отключается от вторичного вала для обеспечения нейтрального состояния (см. 9).0003 рисунки 1 и 2 ).

    Понимание потока мощности через коробку передач — это первый шаг к диагностике с использованием теории эксплуатации. Вы должны понимать, что «включено» на каждой передаче, чтобы начать решать проблемы. На скорости, когда водитель выключает сцепление для переключения передач, задние колеса приводят в движение первичный вал с дорожной скоростью, в то время как первичный вал вращается на холостом ходу или с более низкой скоростью, чем первичный вал (выходной вал).

    Для переключения передач необходимо зафиксировать выбранную шестерню первичного вала, которая свободно вращается по отношению к первичному валу. Корпус синхронизатора или ступица соединены шлицами с главным валом. Для выбора передачи водитель перемещает рычаг переключения передач, который через вилку переключения перемещает скользящую втулку синхронизатора для зацепления зубьев муфты на ступенчатой ​​шестерне. Как только зубья входят в зацепление, ступенчатая шестерня теперь заблокирована на главном валу, в то время как другие ступенчатые шестерни свободно вращаются в зацеплении с промежуточным валом, а выбранное передаточное число дает двигателю механическое преимущество для плавной и эффективной работы (см. 9).0003 Рисунок 3 ).

    Когда двигатель достигает предела диапазона мощности или кривой крутящего момента, водитель выбирает другую передачу. За некоторыми исключениями четвертая передача обычно является прямой передачей, в которой главный вал заблокирован на входе, и мы имеем передаточное число 1:1; встречная шестерня все еще вращается из-за постоянного зацепления с входом, но поток мощности через встречную шестерню отсутствует. Есть несколько трансмиссий, в которых пятая передача является прямой, а шестая — повышающей.

    Следующим шагом к пониманию потока мощности является соотношение и разница между скоростями входного и выходного вала. Мы используем типичную пятиступенчатую коробку передач с задним приводом, чтобы посмотреть на поток мощности на прилагаемой диаграмме. Коробка передач Tremec T5 для Ford Mustang на этом рисунке имеет следующие передаточные числа:

    • 2,95-1, 1-я
    • 1,94-1, 2-я
    • 1,34-1, 3-я
    • 1-1, 4-я
    • 0,68-1, 5-я (ускорение).

    Вы заметите, что передаточное число первой передачи не такое уж низкое, потому что этот блок предназначен для использования с двигателем V-8 объемом 302 кубических дюйма, который имеет достаточный крутящий момент, чтобы — передаточное число не обязательно. Агрегат для двигателя V-6 может иметь 1-ю передачу 3,36-1, а для четырехцилиндрового двигателя потребуется еще большее число (более низкое передаточное число), чтобы компенсировать более низкий номинальный крутящий момент.

    Именно поэтому абсолютно необходимо определить, над каким юнитом вы работаете. Мы видели много случаев, когда клиент с двигателем V-8 покупал «похожий» агрегат на свалке, но в течение нескольких недель имел плохую управляемость и отказ. Поместить трансмиссию, предназначенную для четырехцилиндрового двигателя, за более мощный двигатель — это прямой путь к мгновенной катастрофе.

    Глядя на поток мощности на 1-й передаче с передаточным числом 2,95-1, мы видим, что мощность проходит через вход в группу, а затем на передачу 1-й скорости. С этим соотношением мы будем иметь 2,95 оборотов первичного вала на каждый оборот входного, что почти 3 к 1. Это легко увидеть во время вождения, так как двигатель будет вращаться в три раза быстрее, чем выходной вал, и вы достигнете максимальных оборотов двигателя. при низкой скорости движения с максимальным тяговым усилием на колесах.

    На 2-й передаче с передаточным числом 1,95-1 двигатель провернется почти два раза, чтобы получить один оборот первичного вала. На 3-й передаче с передаточным числом 1,43-1 коленчатый вал провернется 11/3 раза, чтобы получить один оборот выходного вала. На 4-й передаче мы получаем прямой привод, при этом один оборот коленчатого вала дает нам один оборот первичного вала.

    На 5-й передаче, которая является повышающей, мы получаем примерно 5/8 оборота коленчатого вала на полный оборот выходного вала. Вы можете видеть, насколько это крейсерская передача, обеспечивающая максимальную экономию топлива при низких оборотах двигателя для эффективного движения по шоссе. Однако, когда вы подъезжаете к холму на 5-й передаче, необходимо переключиться на более низкую передачу, чтобы вернуть некоторое механическое преимущество в трансмиссию, чтобы поддерживать скорость на шоссе, не волоча двигатель. Примечание. Мы рассмотрели здесь только передаточные числа трансмиссии, и их необходимо умножить на передаточное число ведущей оси, чтобы получить общее передаточное число главной передачи.

    Определение передаточных чисел поможет вам определить, над какой передачей вы работаете. Много раз вас будут просить отремонтировать устройство, которое ранее ремонтировалось и на котором нет идентификационной бирки. Ваш поставщик зубчатых колес попросит вас указать количество зубьев, чтобы убедиться, что он предоставляет вам детали, подходящие для вашего применения. T5, который мы используем для нашего примера, имеет 261 уровень дизайна, большинство из которых имеют разные соотношения в зависимости от приложения.

    Чтобы определить коэффициенты, вам нужно выполнить простую математику. Начиная с первичного вала, разделите число косых зубьев на входе на число косозубых зубьев на сопряженной шестерне промежуточного вала. Это будет ваш входной коэффициент; отложите его для будущего использования.

    Теперь перейдите к 1-й передаче и разделите количество зубьев на большей встречной шестерне на количество зубьев на 1-й передаче на первичном валу. Умножьте свой ответ на передаточное отношение, и теперь у вас есть передаточное число 1-й передачи. Чтобы найти общее передаточное число для 1-й передачи, умножьте 2,95-1 1-й передачи на передаточное число главной передачи. Используя в качестве примера передаточное число ведущей оси 4,10-1, вы получите общее передаточное число 2,95 X 4,10 = 12,09, что должно дать вам механическое преимущество при пробуксовке шин.

    То же самое проделать со 2-й и 3-й передачами. 4-я передача является прямой передачей, поэтому ваше общее передаточное число будет 4,10 с механическим преимуществом, исходящим от кольца и шестерни.

    Повышающая передача представляет собой несколько иной подход. Повышающая передача установлена ​​на промежуточном валу, а шестерня скорости на главном валу. Разделите большее число на промежуточном валу на меньшее 5-е ведомое колесо и умножьте результат на предварительно определенное передаточное число. Это приведет к гораздо более низкому передаточному числу, что является овердрайвом.

    Если вы знаете свою теорию и знаете, что работает внутри трансмиссии на любой передаче, решать проблемы становится легче. Знание ваших соотношений поможет вам получить правильные детали, если метка отсутствует или нечитаема, и убедиться, что передача, которую принес вам клиент, подходит для предполагаемого применения. Это исключает ненужные проблемы с гарантией и потерю времени.

    Вот пример устранения неполадок с помощью теории: пятиступенчатая коробка передач в пикапе встречается с клиентом, который жалуется на шум во время движения. Вы тестируете автомобиль и обнаруживаете, что все передачи, кроме четвертой, работают шумно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *