14Янв

Принцип работы мкпп: виды, устройство и принцип работы

Содержание

ᐉ Ступенчатая коробка передач. Устройство и принцип действия

Механическая коробка (переключения) передач (МКПП или МКП) — разновидность коробки передач, механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором (водителем) вручную. Названа так, поскольку весь её основной функционал реализуется исключительно за счёт механических устройств, без применения гидравлических или электрических элементов (в отличие от гидромеханической или электромеханической трансмиссий, содержащих в своей конструкции, соответственно, гидравлические и электрические элементы).

Ступенчатые простые коробки передач широко применяются в трансмиссиях транспортных средств, так как отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. К коробкам передач этого вида предъявляются следующие требования:

  • высокие тягово-динамические качества ТС
  • высокая прочность, жесткость, надежность и долговечность
  • высокий КПД, особенно на наиболее употребляемых передачах
  • легкость управления и бесшумность работы
  • надежное фиксирование включенной и выключенной передач, недопущение одновременного включения двух передач
  • малые размеры и масса

Предъявляемые требования определяют рациональную конструкцию коробки передач и ее отдельных частей.

На большинстве изучаемых колесных транспортных средствах устанавливаются пятиступенчатые трехходовые простые коробки передач (пять ступеней для движения вперед и одна ступень заднего хода). Число «ходов» коробки передач соответствует числу подвижных элементов, с помощью которых осуществляется включение тех или иных передач.

Пятиступенчатая коробка передач имеет 3 вала:

  • ведущий 7, связанный при помощи сцепления с коленчатым валом двигателя
  • ведомый 5, установленный соосно с ведущим валом 7 и соединенный с карданной передачей
  • промежуточный вал 6 с закрепленными на нем шестернями

Валы установлены на подшипниках качения в картере, служащем одновременно и масляным резервуаром, с наливным, контрольным и сливным отверстиями, а также вентиляционным устройством. В картере закреплена ось с установленным на ней на подшипниках блоком 7 шестерен ЗХ. Шестерня 17 выполнена заодно с ведущим валом и находится в постоянном зацеплении с соответствующей шестерней 16 промежуточного вала, в результате чего промежуточный вал получает от ведущего вала вращение с постоянным передаточным числом, которое определяется отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей. Шестерни ведомого вала (кроме шестерни I передачи и ЗХ) находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала, но установлены на ведомом валу свободно (могут вращаться относительно вала, но не перемещаться вдоль него). Поэтому, хотя промежуточный вал при работе двигателя и включенном сцеплении будет вращаться, вращение к ведомому валу, а следовательно, и к ведущим колесам движителя передаваться не будет (нейтральное положение).

Рис. Схема пятиступенчатой коробки передач

Включение передач обеспечивается двумя синхронизаторами — 2 и 3 и шестерней 4 I передачи и ЗХ, которые установлены на ведомом валу на шлицах и могут перемещаться вдоль вала. Механизм переключения передач содержит рычаг управления, валики (штоки) с вилками, перемещающими синхронизаторы и каретку 4, фиксаторы и предохранительное замковое устройство, установленные в крышке коробки передач. Синхронизаторы имеют зубчатые венцы, которые при включении передач входят в зацепление с соответствующими зубчатыми венцами шестерен постоянного зацепления, что обеспечивает передачу вращающего момента на ведомый вал и далее к ведущим колесам движителя. Передаточное число между промежуточным и ведомым валами определяется отношением числа зубьев шестерни ведомого вала к числу зубьев шестерни промежуточного вала. Передаточное число между ведущим и ведомым валами, т. е. общее передаточное число коробки передач представляет собой произведение двух передаточных чисел, одно из которых — между ведущим и промежуточным валами, а другое — между промежуточным и ведомым валами.

Чем больше передаточное число коробки передач, тем больше при одном и том же вращающем моменте двигателя вращающий момент, передаваемый к ведущим колесам, а скорость движения ТС соответственно меньше. На I передаче, когда передаточное отношение самое большое, обычно осуществляют трогание ТС с места и первоначальный разгон, а также движение в особо трудных условиях. Включение I передачи обеспечивается передвижением шестерни 4 вперед и введением ее в зацепление с шестерней 8 промежуточного вала. По мере улучшения условий движения осуществляется включение более высоких передач с меньшими передаточными числами, когда не требуется значительного увеличения тяговой силы на ведущих колесах, а скорость движения ТС возрастает.

Высшей в приведенной схеме коробки передач является V передача, которая получается соединением ведущего 1 и ведомого 5 валов при помощи зубчатых венцов ведущего вала и синхронизатора 2; передаточное число в этом случае равно единице (прямая передача).

При движении ТС на прямой передаче промежуточный вал коробки передач вращается вхолостую.

Задний ход обеспечивается перемещением шестерни 4 назад и введением ее в зацепление с одной шестерней блока 7 3Х. Другая шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 11, жестко связанной (закрепленной с помощью шпонки) с промежуточным валом.

Вращающий момент передается от ведущего вала к ведомому через следующие детали:

  • при включении I передачи — через шестерни 16, 17, 8 и 4
  • II — через шестерни 16, 17, 9, 10 и синхронизатор 3
  • III — через шестерни 16,17, 12, 13 и синхронизатор 3
  • VI — через шестерни 16,17,14, 15 и синхронизатор 2
  • V — через шестерню 16 и синхронизатор 2
  • ЗХ — через шестерни 16, 17, 11, блок шестерен 7 и шестерню 4

Для более плавного зацепления и бесшумной работы шестерни постоянного зацепления обычно выполняют косозубыми. Углы и направление наклона зубьев на различных парах шестерен подбирают так, чтобы осевые силы на валах получались наименьшими. Эти осевые силы обычно воспринимаются радиальным шариковым подшипником, устанавливаемым на одном из концов вала. Другой конец вала опирается на роликовый цилиндрический подшипник. Этим предотвращается возникновение дополнительных напряжений в подшипниках в результате теплового удлинения валов. Гнезда подшипников закрываются крышками с уплотнительными прокладками. В случае выхода конца вала наружу в крышках устанавливают уплотнения, предотвращающие вытекание смазки. Этому же способствуют маслосгонные канавки на валах.

Смазывание деталей в коробке передач осуществляется разбрызгиванием при вращении шестерен или с помощью масляного насоса. Для смазывания используют специальные трансмиссионные масла.

Коробка передач обычно крепится к картеру сцепления и устанавливается вместе с двигателем на эластичных опорах на раме.

Для примера на рисунке приведен продольный разрез коробки передач автомобиля КамАЗ.

В последнее время наблюдается тенденция к установке на транспортных средствах большой грузоподъемности, предназначенных для тяжелых условий работы, дополнительной коробкой передач — понижающей или ускоряющей (в некоторых случаях — одновременно обеих). Наличие понижающей дополнительной коробки передач, обычно устанавливаемой за основной в одном и том же картере, позволяет увеличить общее передаточное число между двигателем и ведущими колесами при движении на всех передачах в основной коробке передач. Ускоряющая дополнительная коробка передач, устанавливаемая обычно перед основной в одном с нею картере, позволяет увеличить скорость движения ТС и уменьшить вращающие моменты на валах основной коробки передач. Кроме того, в основной коробке передач устанавливают 2 промежуточных вала, а шестерни постоянного зацепления выполняют прямозубыми, что позволяет уменьшить размеры и массу коробки передач.

Рис. Коробка передач (продольный разрез) автомобиля КамАЗ:
1 — ведущий вал; 2 — крышка заднего подшипника ведущего вала; 3 — регулировочная прокладка; 4 — шток рычага; 5 — опора штока; 6 — пружина; 7 — опора рычага переключения передач; 8 — ось блока шестерен ЗХ; 9 — блок шестерен ЗХ; 10 — роликоподшипник; 11 — верхняя крышка; 12 — крышка заднего подшипника ведомого вала; 13 — задний шарикоподшипник ведомого вала; 14 — втулка; 15 — фланец крепления карданного вала; 16 — крышка подшипника; 17— сферический роликоподшипник; 18 — промежуточный вал; 19 — картер коробки передач; 20 — ведомый вал; 21 — крышка переднего подшипника промежуточного вала; 22 — картер сцепления; 23 — вилка выключения сцепления; 24 — вал вилки выключения сцепления; 25 — муфта выключения сцепления

Принцип работы механической коробки передач

На чтение 5 мин. Просмотров 231

Если водитель опытен и часто ездит по трассам и международным магистралям, лучше МКПП ему ничего не посоветуешь. Автоматическая коробка и роботы слишком требовательны и могут не выдержать такой темп

Не стоит говорить о том, что современный автомобиль является сложным устройством, в котором находится много различных элементов, узлов и деталей. Из-за того что повышаются требования к безопасности, экономичности и комфорту, современные автопроизводители постоянно ищут способы усовершенствовать технические решения, модернизировать определенные узлы автомобиля. Не исключение в этом плане и механическая коробка передач, где важным звеном является ее переключение и которая работает на максимальных возможностях.

Рычаг управления МКПП

Коробка — это самый значимый элемент автомобиля и самый традиционный. Без него невозможно никакое движение и работа автомобиля. Принцип работы КПП — обеспечивать функции передачи крутящего момента от силового агрегата, то есть мотора, к колесам через карданный вал или напрямую (зависит от привода).

Модернизация МКПП заключается в том, что если раньше они преимущественно выпускались кулачкового типа, то в наше время они больше похожи по своим характеристикам со спортивными вариантами коробок. Такая коробка механика отличаются от КПП старых версий тем, что нет больше возможности перескакивания скоростей при изменении той или иной передачи. Это же в свою очередь, рассматривается, как отличное решение, повышающее не только комфорт управления, но и безопасность.

Устройство

Любая механическая коробка состоит из отдельных элементов, каждый из которых очень важен. Ниже приведены они в виде списка.

Схема валов с шестернями
  • Картер является самым важным элементом МКПП. Практически все основные элементы и детали различного типа находятся здесь. Сам картер КПП соединен с картером сцепления, а тот сидит, как известно, на двигателе. При постоянной работе коробки картер испытывает невероятные нагрузки. По этой причине его смазка маслом должна осуществляться постоянно и в нужном количестве. Специальное трансмиссионное масло предназначено для этих целей. Хотя в некоторых моделях коробок можно заливать и моторное;
  • Валы с шестернями (первичный, вторичный, промежуточный, дополнительный). Валы осуществляют свой принцип действия, вращаясь в подшипниках, находящихся в картере. Кроме того, они имеют шестерни, на которых расположено разное количество зубьев;
  • Синхронизаторы, необходимые для плавной работы. Когда водитель переключает передачи на МКПП, именно синхронизаторы в ответе за плавную и бесшумную работу;
  • Специальный элемент, отвечающий за переключение скоростей с замковым и блокировочным устройствами. Служит, понятно, для того чтобы смены в коробке проходили под управлением водителя, меняющего рычаг из салона. Примечательно, что замковое устройство, которым снабжено это устройство, ограничивает одновременное включение двух передач одновременно во время работы. Что касается блокировочного замка, то он не пускает передачам включаться самопроизвольно;
  • Рычаг, меняющий положения скоростей и тоже отвечающий за переключение в процессе работы.

Передаточное число и с чем его едят

Если попытаться объяснить работу МКПП другими словами, то это будет выглядеть примерно так. Допустим, представим перед собой визуально две шестерни с разными количествами зубьев. К примеру, коробка, где шестерни 20 против 40. Что это означает? А то, что при 2-х оборотах шестерни с 20-ю зубьями, вторая шестерня сделает всего-то один оборот. И таким образом, передаточное число или ПЧ в данном случае равно 2-м.

Получается, что если у 4-х шестерен, размещенных в коробке, различное количество зубьев: 20х40х20х40, а первичный вал будет вращаться со скоростью 2000 об/мин, то проводим простые арифметические действия, чтобы стал ясен принцип работы. Первая шестерня на 20 зубьев работает со скоростью 2000 об/мин, вторая с 40 зуб — в два раза медленее, последующая 3-я будет вращаться со скоростью 1000 об/мин, так как закреплена на одном и том же валу со 2-ой, а 4-я шестеренка уже получит вращение самое минимальное — 500 об/мин.

Механическая коробка передач, по сути, осуществляет внутри себя принцип изменения передаточного числа. Если заходит 2000 об/мин, то выйдет 500.

Нейтральная передача и холостой ход

Конечно же, только этим не ограничивается схема работы передаточных чисел. Тут еще надо учесть много нюансов, среди которых, можно выделить вывод из зацепа последних двух шестерен из примера. В случае вывода зацепа, уже вторичный вал вращаться, ясно что, не будет. В это же время прекращается передача крутящего момента и на колеса автомобиля. По другому такая ситуация в коробке передач называется нейтральной передачей — холостым ходом двигателя.

Что касается заднего положения, то здесь на лицо обратное вращение вторичного вала. В действие такое вращение приводится 4-м валом, наделенным шестерней заднего хода.

Если такое объяснение работы МКПП сложно для понимания, можно сравнить передаточные числа и их функции с работой велосипеда. На нем имеются звездочки, которые тоже имеют различное количество зубьев. Так, если включается в работу звездочка с наибольшим количеством зубьев, крутить педали становится легко, но скорость падает. И наоборот, переключаясь на звездочку с меньшим количеством передач, повышается скорость, но затрудняется вращение.

МКПП

Как правильно ездить на МКПП

В заключение приведем несколько советов, которые помогут сделать так, чтобы коробка передач типа механика и ее работа доставляла только удовольствие.

  • Рекомендуется учиться вождению на автомобиле, где стоит такая коробка передач, на ровной поверхности. Это позволит лучше слышать работу мотора, тем самым, грамотнее переключать передачи;
  • Надо запомнить, что педаль сцепления всегда находится в левой части от водителя, а с правой — педаль акселерата. В середине тормоз;
  • Задействуя педаль сцепления, надо знать о том, что в этот момент правильнее всего переключать нужную передачу. Сцепление нужно выжимать до упора, чтобы не было никакого скрежета;
  • Сиденье водителя рекомендуется отрегулировать так, чтобы выжимание сцепления не представляло никаких затруднений;
  • Выжимая сцепление, не спешите опускать педаль. Именно в таком положении лучше всего почувствовать разницу между педалями;

Коробка передач типа механика на автомобиле — это шанс в полной мере управлять своим автомобилем. В отличие от АКПП механическая коробка дает больше возможностей выжимать из двигателя автомобиля.

Принцип работы механической коробки передач (МКПП) | Олег Истомин

Механическая коробка передач-это механизм, предназначенный для ступенчатого регулирования частот вращения ведущих колёс при неизменной мощности двигателя. Она позволяет существенно увеличить диапазон скоростей автомобиля и сэкономить кучу топлива. При движении в гору низкие передачи позволяют нам увеличить крутящий момент за счёт снижения частоты вращения ведущих колёс, и наоборот, при движении на больших скоростях снизить крутящий момент и увеличить частоту вращения.

Как уже писалось ранее, коробка скоростей нужна для того, чтобы существенно расширить диапазон скорости движения вашего автомобиля. Принцип её работы основан на золотом правиле механики, в частности, на передаточных отношениях.

Для наглядности сделал 3D модель понижающей передачи

Для наглядности сделал 3D модель понижающей передачи

Если вращать вал с маленькой шестерёнкой( у которой 10 зубьев) , то вторая шестерёнка, которая находится с ней в зацеплении( 20 зубьев), начнет вращаться в два раза медленнее, но в два раза «сильнее»! На этом и основал принцип передаточных отношений. Проиграв в частоте вращения, мы получаем выигрыш в силе.

Как правило,в автомобиле первые 3 передачи понижающие, четвёртая имеет передаточное отношение 1:1, а пятая-повышающая.

В коробке передач находится 5-6 пар зубчатых колёс (иногда больше, иногда меньше), каждая со своим передаточным отношением. Это и есть «скорости» автомобиля. Переключая передачи, мы передаём крутящий момент то через одну пару зубчатых колёс, то через другую.

Если очень сильно упростить, то коробка состоит из входного вала(на него передаётся крутящий момент с двигателя), промежуточного, и выходного вала( от него крутящий момент передаётся уже на колёса). В автомобиле пары зубчатых колёс всегда находятся в зацеплении, но на выходном валу они установлены с зазором. За счёт этого крутящий момент через них не передаётся.

Если жёстко подключить к валу только одну шестерню, то крутящий момент будет передаваться только через неё с определённым передаточным отношением.

Чтобы жёстко подключить зубчатое колесо к валу используют синхронизаторы и специальные муфты.

муфта(серого цвета) ввела в зацепление синхронизатор(зелёный) с зубчатым колесом(красное)

муфта(серого цвета) ввела в зацепление синхронизатор(зелёный) с зубчатым колесом(красное)

При включении передачи вы через систему рычагов «двигаете» муфту в сторону зубчатого колеса и вводите с ним в зацепление. Муфта в свою очередь уже находится в зацеплении с синхронизатором, а он с валом.

Но вы не сможете включить передачу, пока не выжмете сцепление, раздастся хруст, и передача не включится. Это связано с тем, шестерня и муфта вращаются с разной скоростью. При переключении муфта прижимает блокирующее кольцо к шестерне, и за счёт сил трения они начинают вращаться с одной скоростью. Если сцепление не выжато, то шестерня не замедлится, так как на неё поступает крутящий момент с двигателя, а блокирующее кольцо начнёт быстро изнашиваться.

На рисунке показана косозубая передача. От цилиндрической она отличается тем, что имеет бОльшую площадь контакта зубьев и способна передавать бОльший крутящий момент.

На рисунке показана косозубая передача. От цилиндрической она отличается тем, что имеет бОльшую площадь контакта зубьев и способна передавать бОльший крутящий момент.

Для движения задним ходом используют так называемую паразитную шестерню, которая меняет направление вращения относительно обычной пары зубчатых колёс

Фото: Олег Истомин, learenginering.org

Механическая коробка передач – принцип работы и устройство

  • Как работает 2-хвальная КП
  • Как работает 3-хвальная КП
  • Продлеваем срок службы механической коробки
  • Плюсы и минусы
  • Мнения автомобилистов
  • Механическая коробка передач сегодня используется во многих автомобилях, в том числе отечественного производства. Она славится долговечностью, простым управлением и отличной способностью к ремонту. В «народе» она получила название «ручного» переключения передач. Рассмотрим устройство коробки передач автомобиля, поскольку эта тема для большинства водителей остается сложной. Кроме этого, приведем рекомендации по ее использованию, а также выделим основные плюсы и минусы данного агрегата.

    МКПП — это?

    Механическими КП оснащены большинство моделей машин отечественного автопрома. Чтобы правильно управлять машиной, необходимо изучить не только принцип работы МКПП, но и из каких деталей состоит система.

    Схема функционирования и узлы кардинально отличаются от автоматической трансмиссии. Ее главная составляющая — передаточный механизм зубчатого вида. Ведущей функцией коробки является изменение передаточного числа для передачи вращающего момента на колеса.

    АКПП в свое время была создана на основе механической. Сейчас МКПП по числу ступеней выделяют 4-х, 5-ти и 6-ти ступенчатые. Самыми востребованными остаются пятиступенчатые, в то время как четырехступенчатые встречаются лишь на очень старых автомобилях.

    Помимо этого, механическая коробка подразделяется на типы по «количеству валов». Она может быть двухвальной или трехвальной. Первый вид ставят на переднеприводных «легковушках». Второй тип — практически на все виды авто, в том числе заднеприводные и грузовые.

    Устройство коробки передач представляет собой конструкцию, состоящую из множества элементов. К ним относят корпусы, несколько видов валов, шестеренки, рычаг переключения и синхронизаторы. Каждая деталь играет определенную роль.

    Кроме того, устройство МКПП включает в себя еще несколько важных элементов. Самым главным считается сцепление. При переключении скоростей оно выполняет разъединение коробки с двигателем. Когда педаль нажата, двигатель и колеса работают отдельно.

    Сцепление представляет собой два диска. Первый соединяется с мотором, а второй с колесами. Когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются, и начинается их одновременное вращение. Что касается шестерни и валов, то здесь все немного проще. Оси валов сами по себе параллельны, на них находятся шестерни. Предназначение шестеренок — изменять частоту оборотов между валами. Переключение на повышенную (пониженную) передачу происходит благодаря замене размеров шестеренок.

    Переключать передачи во время езды без сцепления невозможно. Разные МКПП оснащены двумя или тремя валами. Рассмотрим каждый тип отдельно.

    Что представляет из себя КПП на трактор Т 150

    КПП представляет собой механическую коробку на гидравлическом управлении. С помощью такой конструкции коробку передач на тракторе Т 150 можно переключать прямо на ходу без разрыва мощностей двигателя. Кроме того, преимуществом такой конструкции является увеличение производительности автомобиля и экономия топлива, что очень важно при подсчете расходов на технику. Водителю намного легче управлять таким транспортом. Также в КПП расположен такой элемент, как ходоуменьшитель, позволяющий осуществлять передвижение на небольших скоростях. Это очень полезное свойство для проведения промышленных работ, т.к. при уменьшении показателей скорости растет тяга агрегата.


    Признаки неисправностей

    Зная устройство МКПП, водитель сможет диагностировать неполадки самостоятельно. Признаками неисправностей являются посторонние шумы, стуки и звуки. К ним также относят наличие масляных подтеков и трещины кузова.

    Во время езды водитель может заметить, что коробка передач переключается трудно, с небольшими «провалами». Все это говорит о том, что водитель пренебрегает техобслуживанием, либо о том, что детали максимально изношены и требуют замены.

    Рассмотрим самые популярные виды неисправностей «механики»:

    Возникновение шума в момент, когда авто стоит на «нейтралке». Неприятные скрипы появляются, как правило, из-за низкого уровня жидкости или его отсутствия в КП. Также возможно залито некачественное трансмиссионное масло. Оставшийся скрежет после проверки уровня масла говорит о том, что произошел износ деталей.

    Во время работы двигателя слышится сильный скрежет независимо от того, какая передача стоит. Проблема, скорее всего, заключается в том же — износе деталей. В этой ситуации нужно направить машину на технический осмотр. Иногда водителям «диагностируют» несоосность двигателя со сцеплением.

    Уровень шума усиливается на какой-либо одной передаче. Если это не износ, значит, причина кроется в поломке зубьев синхронизатора.

    При переключении передач чувствуются «торможение». Возможно, дело в поломке синхронизатора. Однако перед тем, как начать разбираться с этим, нужно осмотреть тросик привода, корзину, диск сцепления и рычаг.

    Самой распространенной поломкой «механики» является подтекание масла. Эта проблема кроется в износе уплотнителей, неправильном прилегании поддона или засорении дыхательного клапана.

    Минимизировать поломки механической КП можно. Во-первых, стоит почаще проводить техосмотр, и не игнорировать любые звуки и хрусты. Во-вторых, при обнаружении неполадок сразу переходить к устранению. Любые поломки опасны для жизни водителя.

    Типичные проблемы и способы устранения

    В целом агрегат достаточно надёжен и прост по конструкции. Однако ремонт КПП т 150 должны выполнять специалисты (водители или механики) с опытом работы именно с подобными механизмами, поскольку в противном случае возможно выполнить работу некачественно.

    Основные неисправности таковы:

    • для переключения передач приходится применять солидные усилия. Есть вероятность, что проблема в золотнике распределителя – нужно промыть как его самого, так и место в корпусе распределителя;
    • педаль муфты сцепления не хочет возвращаться в исходное положение, а ряды при этом включаются тяжело. Следует отрегулировать длину тяги блокировки;
    • при переключении падают обороты двигателя. Виновник – распределитель КПП. В нём разорвана прокладка, изношены кольца или крышка;
    • переключение происходит с сильными рывками. Случилось залегание перебросных клапанов. Возможно, заклинило гидроаккумулятор – тогда его нужно снять и промыть;
    • передачи плохо фиксируются в своих положениях. Возможно, пружина фиксатора распределителя ослабла. Следует установить фиксатор ролика, а затем натянуть пружину регулировочным винтом. Или же бывает, что ролик соскочил с посадочного места;
    • пониженное давление на передачах. Значит, залёг перепускной клапан. Нужно выполнить его снятие, промывку, а также промыть и фильтр КПП Т 150. В свою очередь, повышенное давление – симптом того, что залёг перепускной клапан или распределительный перепускной клапан;
    • если на манометре указано неправильное значение, то вариантов два – либо забито отверстие дросселя, либо поломался, собственно, манометр. Во втором случае его нужно заменить.

    Как пользоваться МКПП?

    Знать устройство механических коробок передач должен каждый водитель, иначе он не научится правильно пользоваться ею. Новичкам бывает сложно разобраться в принципе работы КП. Приведем пошаговую инструкцию, помогающую научиться езде на «механике».

    Старт

    Когда новичок впервые садится за руль механики, ему нужно понимать, что его действия должны быть последовательными. Пристегнув ремень, водителю стоит настроить сиденье, заняв комфортное положение для нажимания педалей.

    Рычаг переключают в нейтральный режим. С этого положения получится двигаться в любую сторону. Чтобы машина поехала, нужно надавить сцепление, включив скорость, отпустить его и одновременно нажать на газ. Делать этого следует плавно, иначе двигатель заглохнет. Если на улице мороз, эксперты советуют стартовать со второй передачи. Это поможет избежать пробуксовки.

    Езда

    Чтобы езда на автомобиле доставляла удовольствие, нужно понимать, как правильно управлять им.

    Верное нажатие педалей обеспечивает плавную динамику коробки, продлевает ее срок службы, снижает затраты топлива. Главное — пристально следить за тахометром. Если он показывает 2,5-3,5 тыс км., то переключать скоростной режим не требуется. Если показатели выше, то следует сразу переключиться, снизив нагрузку на двигатель.

    Во время разгона автомобиля водителю следует переключать скорости поэтапно, от первой до последней. Чтобы не допустить поломки валов коробки, необходимо выжимать сцепление до упора.

    Механическая коробка может помочь водителю в случае, когда не работают тормоза. Он сможет затормозить двигателем. При этом не нужно повышать обороты. Когда скорость снизится, машина остановится.

    Снижение скорости, торможение

    Чтобы снизить скорость, водителю нужно переключиться на низкую передачу. Если скорость для заданной передачи будет слишком низкая, машина начнет дребезжать. Для снижения скорости советуем надавить на сцепление, отпустить педаль газа и сразу переключить скорость. После этого нужно отпустить сцепление и нажать на газ одновременно с этим.

    Чтобы остановить транспорт, нужно нажать педаль тормоза. Как только авто будет ехать при скорости 15 км/час, он начнет слегка дребезжать. В это время следует надавить на сцепление, поставить рычаг на «нейтралку» и завершить все нажатием тормоза. Останавливаться разрешено на любой скорости. Главное, нажать сцепление, тормоз и переключиться на нейтральный режим. Для того чтобы улучшить навыки вождения на автомобиле с механической коробкой передач, рекомендуем воспользоваться услугами автоинструктора МКПП.

    Конструкция и структура

    Коробка трактора Т 150 не похожа на модели других транспортных средствах тем, что имеет два тормозных вала (в других моделях он обычно один). Каждый из валов предназначен для движителей слева и справа. С помощью такой конструкции удается менять скорость, а также тягу трактора. Кроме того, это позволяет поворачивать оборудованию в любом радиусе. Когда агрегат движется по прямой, то валы работают с одинаковой частотой. Если же необходимо сделать поворот, то один тормозит или их частота расходится.

    На поверхности корпуса коробки передач трактора Т 150 находятся механизмы, позволяющие переключать ряды и включать валы с насосами. Здесь же вставляется ось, на которую надевается рычаг для коробки. Посредством силы тяги он соединяется с тормозной педалью. Подробная схема коробки передач трактора Т 150, обозначения элементов расположены ниже в статье.

    Как работает 2-хвальная КП

    Двухвальная коробка считается одной из самых востребованных типов МКПП. Принцип работы коробки передач заключается в том, что на ведущий вал идет передача крутящего момента через муфту от мотора. Частично шестерни закреплены на валах, а частично свободно вращаются. Их количество зависит от типа конструкции.

    Кроме того, валы оснащены синхронизаторами. Шестерни, расположенные около синхронизаторов, всегда вращаются. Остальные — зафиксированы. На ведомом валу зафиксирована шестерня главной передачи. Вместе с дифференциалом она перенаправляет крутящий момент от вторичного вала к колесам. Дифференциал, в свою очередь, осуществляет колесное вращение с разными угловыми скоростями.

    Двухвальная коробка имеет механизм выбора передач, который находится в корпусе. Его составляющими являются штоки и вилки. Они выполняют работу по перемещению муфты синхронизатора. Принцип функционирования двухвальной коробки схож с трехвальной. Главной отличительной «чертой» является специфика работы механизма, отвечающего за переключение ступеней.

    Конструкция и структура

    Коробка трактора Т 150 не похожа на модели других транспортных средствах тем, что имеет два тормозных вала (в других моделях он обычно один). Каждый из валов предназначен для движителей слева и справа. С помощью такой конструкции удается менять скорость, а также тягу трактора. Кроме того, это позволяет поворачивать оборудованию в любом радиусе. Когда агрегат движется по прямой, то валы работают с одинаковой частотой. Если же необходимо сделать поворот, то один тормозит или их частота расходится.

    На поверхности корпуса коробки передач трактора Т 150 находятся механизмы, позволяющие переключать ряды и включать валы с насосами. Здесь же вставляется ось, на которую надевается рычаг для коробки. Посредством силы тяги он соединяется с тормозной педалью. Подробная схема коробки передач трактора Т 150, обозначения элементов расположены ниже в статье.

    Как работает 3-хвальная КП

    Принцип работы механической коробки передач (трехвальной) состоит в зубчатом взаимодействии шестеренок. Они «окутаны» жидкостью, находящейся в корпусе. Конструкция МКПП включает в себя разные элементы, среди которых, помимо картера, присутствуют валы, синхронизаторы и шестерни. Вращение валов обеспечивается подшипниками. При этом все валы оснащены шестеренками с зубьями.

    Корзина сцепления позволяет ведущему валу примкнуть к двигателю. В это время промежуточный вал перенаправляет крутящий момент вторичному. На первичном валу находится шестерня, раскручивающая промежуточный вал с набором шестеренок. Ведомый вал обладает собственным набором, шестерни которого перемещаются по шлицам.

    Муфты синхронизатора расположены между шестернями вторичного вала. Синхронизаторы находятся на них, они перемещаются по шлицам. Современные коробки имеют муфты на всех ступенях.

    Переключение ступеней происходит с помощью устройства, расположенного на корпусе. Конструкция представляет собой рукоятку с ползунами с вилками. Механизм блокировки помогает предотвратить синхронный выбор. Вращающий момент не отдается на колеса на «нейтральной» ступени.

    Как только рукоять управления меняет положение, то вилка смещает муфту синхронизатора. Зубчатая область синхронизатора вступает во взаимодействие с зубчатым ореолом шестерни. На вторичном валу создается блокировка. В этот момент происходит отдача вращающего момента на колеса с передаточным числом.

    Автомобиль перемещается назад при задействовании определенной ступени. Промежуточная шестерня заднего хода помогает сменить направление. Несмотря на то, что трехвальные коробки достаточно тяжелые, они имеют одно важное преимущество. Они дают больший КПД по сравнению с двухвальными. Именно поэтому их устанавливают практически на любые грузовые авто и «легковушки».

    Коробки передач с конструктивной спецификой

    Помимо известных трансмиссий в транспортных средствах также могут применяться и уникальные модификации. Такие типы коробок имеют специфическую конструкцию, а вместе с ней и свой принцип работы.

    Безвальная КП

    Трансмиссии, в которых не используются валы с набранным комплектом шестерен, называются безвальными. В своей конструкции они имеют несколько рядов шестерен, расположенных в двух параллельных осях. Соединение шестерен осуществляется благодаря блокировке муфт.

    Шестерни расположены на двух валах. Две из них закреплены намертво: на ведущем она установлена в первом ряду, а на ведомом – в последнем. Промежуточные шестерни, расположенные на них, могут играть роль ведущей или же ведомой в зависимости от сформированного передаточного числа.

    Такая модификация позволяет увеличить передаточное отношение в обоих направлениях. Еще одно достоинство подобной трансмиссии – увеличенный силовой диапазон коробки. Одним из самых серьезных недостатков является обязательное наличие вспомогательной автоматической системы, с помощью которой осуществляется переключение скоростей.

    Несинхронизированная КП

    К еще одной разновидности специфических коробок относится несинхронизированная или та, в конструкции которой не предусмотрено наличие синхронизаторов. Это может быть тип с постоянным зацеплением шестерен или со скользящими шестернями.

    Чтобы переключить передачу в такой коробке, водитель должен обладать определенным навыком. Он должен уметь самостоятельно синхронизировать вращение шестерен и муфт, определяя время перехода от передачи к передаче, а также выравнивая скорость вращения коленвала акселератором. Профессионалы называют эту процедуру перегазовкой или двойным выжимом сцепления.

    Для выполнения плавного переключения водитель должен иметь опыт в управлении такими механизмами. Подобный тип трансмиссии устанавливается в американских тягачах, мотоциклах, иногда в тракторах и спортивных автомобилях. В современных несинхронизированных трансмиссиях можно не использовать сцепление.

    Кулачковая КП

    Кулачковые коробки это разновидность несинхронизированной модели. Отличием является форма зацепляемых зубьев. Для повышения кпд коробки передач используется прямоугольная форма или кулачковый профиль зубьев.

    Такие коробки очень шумные, поэтому в легковом транспорте используются в основном на гоночных авто. Во время соревнований на этот фактор не обращается внимание, но в обычном автомобиле такая трансмиссия не даст возможности получить наслаждение от поездки.

    Секвентальная КП

    Под секвентальной коробкой подразумевается тип трансмиссии, в котором переход на пониженную или повышенную передачу осуществляется исключительно на одну ступень. Для этого используется ручка или ножной переключатель (на мотоциклах), который позволяет переместить шестерню в корзине исключительно на одну позицию за одно нажатие.

    Похожий принцип работы имеет автоматическая коробка типа Типтроник, но она лишь имитирует действие данной трансмиссии. Классическая секвентальная коробка устанавливается в болидах F-1. Переключение скорости в них осуществляется при помощи подрулевых лепестков.

    Преселективная КП

    В классическом исполнении преселективная КП требовала предварительного выбора следующей передачи до того, как коробка на нее переключится. Часто это выглядело так. Во время движения авто водитель выставлял на селекторе следующую передачу. Механизм подготавливался к переключению, но выполнял это по команде, например, после нажатия на сцепление.

    Раньше такие КП использовались в военной технике с несинхронизированной, безвальной или планетарной трансмиссией. Такие модификации коробок облегчали управление сложными механизмами, пока не были разработаны синхронизированные механические и автоматические коробки.

    В настоящее время преселективная коробка используется, но она чаще называется трансмиссией с двойным сцеплением. В этом случае компьютер сам подготавливает переход на нужную скорость, заранее подсоединяя к незафиксированному диску подходящий вал с включенной передачей. Другое название данного типа в современном исполнении – робот.

    Продлеваем срок службы механической коробки

    Неправильное переключение передач, непонятные звуки при работе, а также самостоятельное выключение — эти симптомы сигнализируют о том, что агрегат постепенно выходит из строя. Мало кто знает, что можно продлить срок работы МКПП, если следовать некоторым советам. Приведем их ниже.

    Работоспособность коробки зависит от качества залитого в нее трансмиссионного масла. Для каждого авто разрешено использовать разные жидкости. Как часто ее нужно менять, а также, какие марки масла подойдут машине написано в руководстве по эксплуатации.

    Во время разгона следует переключаться с передачи на передачу как можно с меньшим диапазоном времени. Это необходимо для того, чтобы шестеренки смогли выровняться друг с другом по скорости. Если водителю нужно «спуститься» с верхней передачи на нижнюю, то на помощь придет перегазовка.

    Автомобиль не должен перемещаться внатяг. Это сильно увеличивает нагрузки на двигатель и трансмиссию, что провоцирует преждевременный износ.

    Если транспорт находится «на спуске», то движение разрешается начать со второй передачи, а потом переключиться на 4-ю и 5-ю.

    Водителю нужно всегда ездить на покрышках, соответствующих сезону. Нельзя пренебрегать этим правилом. Кроме этого, стоит периодически проверять давление в шинах и при возможности регулировать его.

    Не стоит забывать, что если автомобиль используется в роли буксирующего, то его срок службы снижается. Также нельзя допускать перегруза и забивать багажник предметами, превышающими допустимый вес.

    При обнаружении масляных протечек, следует сразу обратиться в автомастерскую. Мастера проведут диагностику и заменят уплотнители. Правильно отрегулированное сцепление увеличивает срок службы механической коробки.

    Плюсы и минусы

    Устройство механической коробки передач автомобиля имеет свои плюсы и минусы. По сравнению с автоматической КП, она чем-то лучше, а в чем-то уступает ей. Перечислим главные преимущества:

    Низкая себестоимость по сравнению с «автоматом». Дешевле «механики» обходятся лишь клиноременные коробки с регулятором. Их не ставят в машины, но часто используют для установки в скутерах.

    В сравнении с гидромеханической трансмиссией, коробка обладает небольшой массой. К примеру, АКПП весит минимум 50 кг. Маленький вес снижает общую массу автомобиля. Это снижает расход топлива.

    Механическая КП позволяет использовать ее мощность «на полную». Это гарантирует высокий КПД. Большая энергия передается на ведущие колеса, что улучшает динамику.

    Для «механики» не нужно устанавливать системы охлаждения.

    Простая конструкция, состоящая из валов с шестеренками. В коробке отсутствует какая-либо электроника.

    Надежность. Коробка способна работать долго при условии правильного обслуживания и эксплуатации. Она спокойно «проедет» более 500 тысяч километров.

    По сравнению с коробкой-автомат, механика имеет дешевое обслуживание. Во-первых, агрегат не требует частого ремонта. Во-вторых, если ремонт все-таки потребуется, он обойдется в несколько раз дешевле.

    Автоматика проще для новичков, но электроника часто блокирует неверные действия водителя. Нельзя сказать того же самого о механике.

    Автомобиль с механической коробкой способен проехать и по гололеду, и выбраться из грязи. Опытные водители могут самостоятельно выбирать режим, при котором им удобно ехать.

    Авто с механикой можно легко завести «с толкача» в случае, если возникнут проблемы. Для машин с автоматикой придется вызывать эвакуатор. Это не только дорого, но и долго.

    Как видите, преимуществ у механической коробки передач много. Однако существует и несколько минусов, которые не нравятся водителям. Самым большим недостатком является взаимодействие человека с машиной. Во время движения нужно постоянно дергать рычаг, следить за оборотами, вовремя нажимать педали. Это неудобно, особенно при езде в городе.

    Переключение передач

    Теперь, когда мы знаем, как работает коробка передач механического принципа управления, важно разобраться с самим процессом переключения. За этот процесс ответственным выступает специальный механизм.Автомобили с задним приводом оснащаются рычагом переключения именно на самой МКПП. Механизм же скрыт в корпусе, а рычаг позволяет производить управление. Этот вариант расположения характеризуется некоторыми преимуществами и недостатками. Среди достоинств:

    • доступность и простота с точки зрения конструкционных решений;
    • четкое переключение;
    • высокий срок службы.

    К недостаткам относятся:

    • невозможность расположить мотор в задней части машины;
    • невозможность применения на автомобилях с передним приводом.

    Если автомобили оснащены передним приводом, то рычаги предусмотрены на полу между сидением водителя и сидением пассажира, на панели руля или же на приборной панели.Конструктивные особенности в переключении передач автомобилей с передним приводом тоже обладают своими преимуществами и недостатками. Среди первых выделяются особенный комфорт в расположении и удобство переключения, отсутствие вибраций на рычаге, относительно высокая свобода с точки зрения дизайнерской и инженерной компоновки.


    Переключение передач МКПП

    Недостатки, главным образом, представлены относительно небольшой долговечностью, вероятностью возникновения люфтов, а так же потребности регулировки тяги. К тому же, такой вариант в конструкции и расположении рычага обладает меньше четкостью, чем при расположении на корпусе МКПП.Любому, кто интересуется темой разнообразия коробок передач, следует ознакомиться с плюсами и минусами конкретно механической КП, ведь она – это своего рода «мать» всех последующих вариантов исполнения и функционала коробок переключения.

    Мнения автомобилистов

    Некоторые автолюбители считают, что менять масло в механической коробке бесполезно. Никакого эффекта это не даст. Но это не так. Если водитель будет проводить замену каждые 70-80 тыс км, то коробка станет работать плавно. Это обуславливается тем, что из коробки удаляются твердые металлические частицы, осевшие после трения деталей.

    Многие автомобилисты согласны, что механическая коробка не так дорога в обслуживании. Но другие с этим мнением не согласны, поскольку считают, что дешевым ремонт будет только для стареньких Жигулей. Современные МКПП имеют более сложную конструкцию, а значит, требуют больших затрат на ремонт и обслуживание.

    Говорят, что машины с «механикой» меньше потребляют топлива. Это так, но все равно, данный фактор больше зависит от манеры вождения человека. Эксплуатация в жестких условиях, наоборот, повышает потребление горючего.

    Любители механических коробок уверены, что их еще можно модернизировать. Конечно, на фоне вариаторов и роботов, механика кажется просто неубиваемой. Автоматические агрегаты уже нельзя совершенствовать. Однако в реальности дело обстоит наоборот. У МКПП не так много путей развития, т.к. многие производители стараются оснащать свою продукцию «автоматикой». Соответственно над автоматическими коробками идет большая работа из года в год.

    Что представляет из себя КПП на трактор Т 150

    КПП представляет собой механическую коробку на гидравлическом управлении. С помощью такой конструкции коробку передач на тракторе Т 150 можно переключать прямо на ходу без разрыва мощностей двигателя. Кроме того, преимуществом такой конструкции является увеличение производительности автомобиля и экономия топлива, что очень важно при подсчете расходов на технику. Водителю намного легче управлять таким транспортом. Также в КПП расположен такой элемент, как ходоуменьшитель, позволяющий осуществлять передвижение на небольших скоростях. Это очень полезное свойство для проведения промышленных работ, т.к. при уменьшении показателей скорости растет тяга агрегата.

    МКПП, как это работает?

    25 августа 2015 г.

    Механическая коробка передач, или просто коробка передач, исправно служит автомобилям уже много десятилетий. Даже сегодня это самая популярная форма передачи. По данным на 2013 год, в мире на механическую коробку передач приходится 52% доли рынка. В этой статье мы дадим концептуальное введение в работу реальной механической коробки передач с задней передачей.

    Зачем нужна передача?

    Основной вопрос: зачем в автомобиле нужна коробка передач? Мощность, вырабатываемая двигателем, проходит через трансмиссию, прежде чем достигает ведущих колес.Основная функция трансмиссии заключается в управлении скоростью и крутящим моментом ведущих колес в различных условиях движения.

    Рис. 1. Поток мощности в автомобиле; мощность от двигателя к ведущим колесам передается через трансмиссию

    Например, если вы хотите подняться в гору, вам потребуется больший крутящий момент. Снижая скорость на трансмиссии, мы сможем достичь более высокого крутящего момента при той же потребляемой мощности. Это просто сохранение энергии. Передача мощности через вал представляет собой произведение крутящего момента на угловую скорость вала.Когда вы уменьшаете скорость вала, это автоматически приводит к увеличению передачи крутящего момента. И наоборот, если потребность в крутящем моменте низкая, мы можем увеличить скорость передачи. Эти 2 случая изображены на рис.2.

    Рис. 2. Во время подъема колесам требуется больший крутящий момент; при спуске дело обстоит наоборот

    Основной принцип работы

    Теперь давайте посмотрим на его внутреннюю работу. Механические коробки передач работают по простому принципу передаточного числа. Как показано на рис.3, различная выходная скорость может быть достигнута за счет зацепления шестерен разного размера. Передаточное отношение задается простым уравнением, показанным на рисунке (N представляет скорость, T представляет количество зубьев).

    Рис:3 Основной принцип зубчатой ​​пары

    Передача с скользящим зацеплением

    Скользящая сетка — это одна из первых технологий механической трансмиссии, которую проще всего понять. Самый простой механизм скользящей сетки показан на рис.4. Здесь входной и выходной валы соединены через промежуточный вал.

    Рис. 4. Первая и вторая передачи в трансмиссии со скользящим зацеплением; красная линия представляет поток мощности

    Этот механизм может работать в двух различных конфигурациях. В первой конфигурации выходной вал будет вращаться с меньшей скоростью, чем входной. Просто сдвинув выходную шестерню и соединив выходной вал с входным, вы получите вторую конфигурацию. Понятно, что здесь вход и выход будут вращаться с одинаковой скоростью.Направление потока мощности показано красными пунктирными линиями на рис.4. Трехскоростной механизм будет выглядеть так, как показано на рис.5. Для зубчатого зацепления, показанного на рисунке, выходной вал будет вращаться с наименьшей скоростью (1-я передача). Понятно, что просто сдвинув шестерни, мы можем добиться различных передаточных чисел, таких как 2-я и 3-я передачи.

    Рис. 5. Трехступенчатая скользящая зацепленная передача: первая передача показана на рисунке

    . Скользящая зацепленная трансмиссия хороша для управления скоростью, но у нее есть существенный недостаток.Довольно сложно переключиться с одной передачи на другую. Для обеспечения плавного скольжения шестерен следует использовать технологию, известную как двойное сцепление. Водитель должен обладать хорошими навыками эффективного двойного сцепления. Техническое обслуживание, связанное с коробками передач с двойным сцеплением, также проводится довольно часто.

    Решение проблемы проскальзывания — Синхронизатор

    Синхронизированная трансмиссия навсегда решает эту проблему. Здесь шестерни всегда находятся в зацеплении, но с большой разницей.Здесь выходные шестерни свободно соединены с валом. Из рис.6 видно, что между выходными шестернями и валом имеется небольшой зазор.

    Рис. 6 Синхронизированная передача: здесь зубчатые пары всегда находятся в зацеплении

    . Если мы подключаем только одну шестерню к валу за раз, вал будет иметь скорость подключенной шестерни.

    Понимание основы использования гипотетического соединителя.

    Сначала мы воспользуемся гипотетическим разъемом, чтобы проиллюстрировать, как работают различные передаточные числа в синхронизированной трансмиссии.Позже мы перейдем к самой технологии. С помощью гипотетического соединителя различные передаточные числа проиллюстрированы на рис.5. Интересно отметить, что на 4-й передаче входной и выходной валы соединены напрямую. Это означает, что выходной и входной валы будут иметь одинаковую скорость на 4-й передаче.

    Рис.7 Первая и Четвертая передачи показаны на этом рисунке с помощью гипотетического разъема

    . Искусство надежной и плавной фиксации ослабленной шестерни на валу лежит в основе механической коробки передач.Посмотрим, как это делается на практике.

    Конус синхронизатора — расположение зубьев

    Прежде всего, шестерни главного вала имеют конусовидное расположение зубьев синхронизатора, как показано на рис.8.

    Рис.8 Расположение зубьев конуса синхронизатора трансмиссии синхронизатора

    На валу закреплена ступица. В этой системе также используется втулка, которая может свободно скользить по ступице.

    Рис. 9 Когда муфта и зубья синхронизатора входят в зацепление, блокирующее действие может быть достигнуто

    Ясно, что если втулка соединяется с зубьями конуса синхронизатора, шестерня и вал будут вращаться вместе, или желаемое блокирующее действие будет достигнуто. быть достигнуто.Но во время работы редуктора вал и шестерня будут вращаться с разной скоростью. Так что такое блокирующее действие — непростая задача.

    Использование кольца синхронизатора

    Кольцо синхронизатора помогает согласовать скорость шестерни со скоростью вала. Кольцо синхронизатора способно вращаться вместе со ступицей, но может свободно скользить в осевом направлении. Перед перемещением втулки нажимают педаль сцепления. Таким образом прекращается подача мощности на шестерню.

    Рис.10 Конус синхронизатора помещается между ступицей и конусом синхронизатора

    Когда мы перемещаем втулку, втулка будет прижимать кольцо синхронизатора к конусу.Из-за большой силы трения между кольцом синхронизатора и конусом скорость шестерни станет такой же, как и у вала. В это время втулку можно вдвинуть дальше, и она зафиксируется вместе с шестерней. Таким образом, шестерня сцепляется с валом эффективно и плавно.

    Рис:11 Движение втулки приводит зубья синхронизатора и втулку к скорости, после чего достигается блокировка

    Различные передаточные числа

    То, что мы видели в предыдущем разделе, было технологией, лежащей в основе 2-й передачи.Таким же образом достигаются и другие передаточные числа. Подробности описаны в этом сеансе.

    Нижний привод – 1-й, 2-й и 3-й

    При недостаточном приводе выходной вал вращается с меньшей скоростью, чем входной. Для технологии механической коробки передач мы объясняем, что передаточные числа 1-й, 2-й и 3-й передач относятся к категории нижнего привода. На следующем рисунке показано движение втулки, необходимое для 1-й и 3-й передачи.

    Рис. 12. Передаточные числа 1-й, 2-й и 3-й передач

    Прямой привод

    Как следует из названия, в прямом приводе выходной и входной валы вращаются со скоростью.Для этого выходной и входной валы соединены напрямую с помощью синхронизирующего конусно-втулочного механизма. Ступица закреплена на вторичном валу, при соединении втулки с зубьями синхронизатора первичного вала они сцепляются друг с другом. При прямом приводе втулка в положении третьей передачи (2-я часть рис.12) должна двигаться влево.

    Овердрайв

    5-я передача используется для вращения вторичного вала с большей скоростью, чем первичный вал.Здесь можно заметить, что в отличие от других пар шестерен, на 5-й передаче шестерня вторичного вала меньше, чем шестерня промежуточного вала. Это генерирует сценарий овердрайва.

    Рис:13 Расположение 5-й передачи

    Больше различий можно заметить в конфигурации 5-й передачи, выходная шестерня закреплена на валу, а шестерня промежуточного вала соединена свободно. В результате кольцо синхронизатора – втулочный механизм расположен на промежуточном валу. Единственной целью такого расположения является размещение механизма заднего хода.Мы увидим это на следующем сеансе. Движение втулки контролируется рукояткой переключения передач. Вы также можете увидеть механизм, используемый для управления втулкой с помощью рычага переключения передач. Можно заметить, что при использовании этого механизма с выходными шестернями будет зацепляться не более одной втулки. Это важно, так как одновременное включение двух втулок приведет к невозможности поворота.

    Шестерня заднего хода

    Теперь посмотрим, как работает задняя передача? Как показано на рисунке, задняя передача использует 3-ступенчатую схему.Из них одна шестерня холостого хода.

    Рис.14. Трехступенчатая схема шестерни заднего хода

    Понятно, что добавление еще одной шестерни повернет шестерню выходного вала в обратном направлении. Для включения задней передачи промежуточная шестерня выдвигается и соединяется с двумя другими шестернями. Таким образом может быть достигнуто требуемое вращение выходного вала в обратном направлении. Обратите внимание, что задняя передача не имеет синхронизирующего кольцевого механизма. Это означает, что перед включением задней передачи вращение коробки передач должно быть полностью остановлено.

    Рис. 15. Промежуточная шестерня толкается и соединяется с двумя другими шестернями для включения заднего хода.

    Возможно, вы заметили, что при движении задним ходом ваш автомобиль движется с очень низкой скоростью. Как видно из рисунка, трехступенчатая схема дает снижение скорости в 2 ступени. Это приводит к очень низкой выходной скорости (высокому крутящему моменту). Обычно реверс имеет передаточное число 4:1 (входная скорость: выходная скорость).

    ОБ АВТОРЕ

    Сабин Мэтью, аспирант ИИТ Дели в области машиностроения.Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он предоставляет качественное инженерное образование на своем канале YouTube. А «LESICS» охватывает огромное количество инженерных тем. Сабин очень увлечен пониманием физики сложных технологий и объяснением их простыми словами. Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке


    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 механической коробки передач поясняется ниже:

    • Первичный вал – Оранжевый
    • Первичный вал – Желтый
    • Главный вал – Серый
    • Вал-шестерня – Зеленый

    4 N –0 Нейтральный

    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.

    Шестерня заднего хода

    Промежуточная шестерня расположена между шестернями на двух валах, заставляя главный вал двигаться в обратном направлении.

    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.

    Принимая во внимание, что 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.

    Части ручной коробкой передач

    Ниже приведены части ручной коробки передач:

    1. Трансмиссия или передача
    2. Входной вал
    3. Выходной вал
    4. Layshaл
    5. Синхронизаторы
    6. Gears
    7. Shift Shift
    8. Shift Fork
    9. Подшипник
    10. Удлинительный корпус

    #1 Коробка передач или раздаточная коробка

    Это часть трансмиссии, которая используется для передачи мощности от трансмиссии к задним мостам 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.

    Промежуточный вал №4

    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

    В основном 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 трансмиссией 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.

    Вилка переключения №8

    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 кожух

    Коробка передач имеет удлинительный кожух, который защищает выходной вал в задней части трансмиссии, 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 шестерни, 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 шестерни 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

    .

    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. Механическая коробка передач с меньшим количеством движущихся частей может легко вписаться в ваш бюджет, что означает более низкую стоимость покупки.
    2. Их легче обслуживать, потому что 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 высокой скорости.

    Недостатки механической коробки передач

    1. Механическая коробка передач редко доступна на рынке из-за широкого использования автомобилей с автоматической коробкой передач.
    2. Обучение вождению автомобиля с механической коробкой передач может быть сложной задачей.
    3. При вождении автомобиля 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.

    Скачать PDF этой статьи

    Больше 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 из Википедии.com [Согласно Creative Common Licenses]

    Все, что вам нужно знать о механической коробке передач

    Чтобы автомобиль мог двигаться быстро с места, в нем используется система трансмиссии. Его работа заключается в обеспечении высокого тягового усилия на колеса на пониженных передачах. Та же система трансмиссии имеет более высокие передачи, которые двигают автомобиль на высоких скоростях при относительно низких оборотах двигателя. Статья отвечает на наиболее часто задаваемые вопросы, связанные с механической коробкой передач.

    1. Какова функция трансмиссии?

    Основная функция системы трансмиссии заключается в управлении крутящим моментом и скоростью, которые передаются на колеса от двигателя.Таким образом, его цель состоит в том, чтобы предоставить вам определенный уровень гибкости и сделать мощность и крутящий момент двигателя более полезными.

    2. Из каких компонентов состоит механическая коробка передач и для чего они нужны?

    Наиболее распространенный тип механической коробки передач состоит из рычага переключения передач, штоков переключения (также известных как «рейка переключения») и вилки переключения, входного вала (идущего от двигателя), выходного вала, промежуточного вала (контрвала), синхронизатора. механизм с кулачковой муфтой и узел сцепления, соединяющий двигатель с трансмиссией.Двигатель соединен с системой трансмиссии с помощью диска сцепления. Точнее, это шестерня на входном валу от двигателя, которая фактически находится в зацеплении с шестерней промежуточного вала системы трансмиссии, а маховик, прикрученный к кривошипу двигателя, соединяется со сцеплением на другой стороне входа. вал. Передающий вал несет различные шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала, входная шестерня находится в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала. Вилки переключения на тягах переключения используются для включения различных передач с помощью рычага переключения передач, включение происходит с использованием синхронизаторов и кулачковой муфты.Итак, проще говоря, мощность от двигателя передается через промежуточный и вторичный валы на дифференциал. И сцепление используется для включения или выключения двигателя, когда это необходимо.

    Прочитайте, как работает дифференциал!

    3. Что происходит на заднем плане, когда рычаг переключения передач используется для включения различных передач через ворота H?

    Различные шестерни, присутствующие на выходном валу, фактически установлены на подшипниках и входят в зацепление с выходным валом через конусы синхронизатора и кулачковую муфту.Таким образом, когда вы перемещаете рычаг переключения передач для включения разных передач, конус синхронизатора сначала входит в контакт с шестерней и согласовывает скорость с помощью трения, после чего собачьи зубья входят в зацепление с шестерней для привода. После отпускания сцепления двигатель подключается к трансмиссии, и она начинает движение автомобиля.

    4. Что происходит при нажатии педали сцепления?

    При нажатии на педаль сцепления двигатель отключается от системы трансмиссии. Это делается для того, чтобы зацепление между шестернями было плавным.Когда двигатель отсоединен от трансмиссии, синхронизаторы могут плавно соединить ступицу и шестерню.

    5. Что можно сделать, чтобы избежать износа сцепления?

    Частичное включение сцепления является основной причиной износа сцепления. В идеале сцепление должно быть либо полностью включено, либо выключено. Во избежание износа сцепления не держите его близко к месту закусывания. Вместо того, чтобы переключать передачи каждый раз, когда вы видите препятствие на дороге, лучше ехать с умеренной скоростью, если вы находитесь на довольно оживленной дороге, поскольку большее количество переключений передач напрямую увеличивает износ сцепления.

    Неиспользование коробки передач для замедления также предотвратит износ сцепления, поэтому вам следует избегать переключения передач до тех пор, пока скорость автомобиля не снизится, и вместо этого вы должны делать это с помощью тормозов.

    6. Как достигается передача заднего хода?

    Передача заднего хода достигается за счет использования промежуточной шестерни. Промежуточная шестерня между двумя другими шестернями меняет направление движения, и таким образом достигается реверс. Вы должны знать, что в случае задней передачи нет механизма синхронизатора, и поэтому вы услышите скрежет шестерен, если попытаетесь включить его, не останавливая автомобиль и когда он движется вперед.

    Прочтите другие статьи, нажав здесь!   

    Как работают автомобильные детали: как работает механическая коробка передач

    Коленчатый вал двигателя вращается с большой скоростью. Высокая скорость мощность не может быть передана напрямую на колеса, так как они начнут вращаться на неконтролируемой скорости, и водитель не будет иметь никакого контроля над скоростью в разных условиях движения. Поэтому необходимо снижение скорости между двигателем и колесами. В механической коробке передач используется набор шестерен, помощь в снижении скорости.

    В механической коробке передач предусмотрен набор передач с разным размеры и разное количество зубьев для разных условий вождения. колеса будут самыми медленными на передаче 1 st и самыми быстрыми на высшей передаче. Механическая коробка передач является наиболее популярной формой трансмиссии.

    В этой статье мы узнаем о работе 4 ступенчатая механическая коробка передач с задним ходом.

    Почему коробка передач нужно?

    Транспортному средству необходимо двигаться с разной скоростью на разных условия.Например, транспортное средство, движущееся по склону, требует большего крутящего момента и следовательно, автомобиль следует эксплуатировать на пониженной передаче (передача 1 st ). Выше крутящий момент, тем ниже мощность двигателя. При этом транспортное средство, движущееся на прямой поверхности с меньшим трафиком можно эксплуатировать на более высоких скоростях за счет переключение на высшие передачи (4 передача).

    Принцип ручного управления передача:

    Механическая коробка передач работает по простому принципу редуктора. отношения. Базовая коробка передач состоит из входного вала от двигателя, выходного вал или главный вал, передающий мощность на дифференциал и промежуточный вал который передает мощность от входного вала к выходному.

    Мощность от входного вала приводит в движение промежуточный вал и встречный вал, в свою очередь, приводит в движение выходной вал главного вала.

    Это наиболее распространенный тип механической коробки передач, используемый в средство передвижения. Он состоит из входного вала, промежуточного вала или промежуточного вала, главного вал или выходной вал и синхронизатор.

    Двигатель приводит в движение первичный вал, который, в свою очередь, приводит в движение встречный вал. Шестерни промежуточного вала и шестерни главного вала находятся в постоянном сцепляться друг с другом все время.Вот почему это называется постоянной сеткой. коробка передач.

    Шестерни промежуточного вала приводят в движение шестерни главного вала. Но Шестерни главного вала свободно вращаются над подшипниками и не вращают главный вал. вала, если одна из шестерен главного вала не заблокирована с главным валом с помощью устройство синхронизатора.

    Устройство синхронизатора соединено шлицами с главным валом и может скользить слева направо или наоборот. Устройство синхронизатора обычно называется кулачковой муфтой и приводится в действие с помощью селекторного штока.

    Ступица и втулка расположение:

    Имеется ступица, которая соединена шлицами с главным валом и вращается. вместе с валом. Ступица имеет внешние зубья, поверх которых надевается втулка с внутренние зубья могут скользить в соответствии с требуемым передаточным числом. Каждая передача на главной вал снабжен конусным расположением зубьев синхронизатора, которое вращается свободно над подшипником. Если втулка зацепилась за зубья синхронизатора конус, понятно, что и шестерня, и главный вал будут заблокированы и начнут вращается с той же скоростью.

    Но при работе редуктора и главный вал, и главный шестерни вала будут вращаться с разной скоростью. Таким образом, сшивание рукава с конусом синхронизатора является сложной задачей и может создавать много шума. Чтобы решить эту проблему, между втулкой и шестерня синхронизатора, чтобы согласовать скорость шестерни с валом перед будучи сцепленными друг с другом.

    Кольцо синхронизатора не просто вращается вместе со ступицей, но также скользит в осевом направлении.

    Зацепление втулки и зубья конуса синхронизатора:

    При нажатии на педаль сцепления поток мощности от двигателя к передача заблокирована. Втулка сдвигается к нужной передаче с помощью селекторной тяги. Втулка прижимает кольцо синхронизатора к конус синхронизатора.

    Из-за высокой силы трения между конусом и кольцом скорость шестерни соответствует скорости вала. Когда скорости совпадают, втулка сдвигается дальше к конусу и входит в зацепление с его зубьями.Следовательно, и шестерня, и главный вал заблокированы, и оба начинают вращаться в одинаковая скорость.

    По такому же принципу осуществляется переключение на другие передачи.

    Все шестерни на главном валу находятся в постоянном зацеплении с шестерни на вторичном валу. Шестерни на главном валу вращаются свободно и ни одна из шестерен не синхронизирована с главным валом. Следовательно, привода нет передается от входного вала к выходному.

    Самая маленькая шестерня (наименьшее количество зубьев) в счетчике вал синхронизирован с самой большой шестерней (с наибольшим количеством зубьев) на главный вал.Таким образом мы можем добиться максимального крутящего момента и минимальной скорости. 1 ст передача идеальна для запуска двигателя с места.

    В 2 -й шестерне шестерня в середине промежуточный вал синхронизирован с 2 и самой большой шестерней на главной вал. Это увеличивает скорость и снижает крутящий момент до определенного уровня. 2 и передаточное число идеально подходит для автомобилей, поднимающихся в гору.

    Самая большая шестерня на промежуточном валу синхронизирована с наименьшая шестерня на главном валу для дальнейшего увеличения скорости и уменьшения крутящий момент.Это передаточное число идеально подходит для круиза.

    Шестерня входного вала синхронизирована непосредственно с главной передачей. вал для обеспечения прямого привода от входного вала к главному валу. автомобиль может достичь максимальной скорости на высшей передаче.

    В передаче заднего хода используется промежуточная шестерня, которая находится в зацеплении между входная шестерня на промежуточном валу и выходная шестерня на главном валу. Когда водитель выбирает передачу заднего хода, промежуточная передача находится между двумя шестерни. Это меняет направление вращения главного вала.

    Нет конуса синхронизатора и кольцевого механизма заднего хода. механизм. Следовательно, заднюю передачу можно использовать только при включенной трансмиссии. полностью остановлен, и ни один из валов не вращается. Передаточное число сохраняется низкий для заднего хода, поскольку транспортному средству требуется больший крутящий момент при движении с застой.

    Объяснение механических коробок передач

    — CarTechBooks

    Независимо от того, имеете ли вы дело с зубьями звездочки велосипеда или зубьями шестерни трансмиссии, простая формула для расчета передаточного отношения:

     

    Отношение = Ведомый ÷ Ведущий.

     

     

    Таким образом, если ведущая шестерня имеет 10 зубьев, а ведомая шестерня 20 зубьев, передаточное число равно 2. Это выражается как отношение 2:1 или 2,00. Ведущая шестерня должна сделать два оборота, чтобы ведомая шестерня повернулась один раз. Любое передаточное отношение с числом больше 1 является передаточным числом пониженной передачи. Соотношение меньше 1 становится передаточным отношением овердрайва. Если у ведущей шестерни 40 зубьев, а у ведомой 30, передаточное число становится равным 0,75. Это выражается как .75:1. Иногда коэффициенты овердрайва выражаются в процентах.Если соотношение равно 0,75, разница между 0,75 и 1,0 составляет 0,25 или 25 процентов. Поэтому передаточное отношение овердрайва 0,75 часто называют 25-процентным овердрайвом.

    Поскольку средняя коробка передач с ручным переключением передач содержит более одной пары шестерен, одна и та же формула справедлива для каждого ведущего и ведомого комплекта. Соотношение каждого привода и ведомого набора умножается друг на друга, чтобы получить окончательное соотношение. Формула:

     

    Передаточное отношение = (Привод ÷ Привод) x (Привод ÷ Привод)

     

    Глядя на близлежащие изображения потока мощности для режима первой передачи, вы видите, что мощность поступает на первичный вал (ведущий), вниз на противошестерню (ведомую), затем от противодействующей шестерни (ведущей) на шестерню первой передачи ( ведомый).Теперь вы можете рассчитать общее передаточное число. Вот пример: Ваш входной вал имеет 21 зуб. Сопрягаемая ведомая часть противошестерни имеет 25 зубьев. Секция первой передачи противошестерни имеет 17 зубьев, а шестерня первой передачи — 36 зубьев. Используя формулу:

     

    Соотношение = (25 ÷ 21) x (36 ÷ 17) = 1,19 x 2,12 = 2,52

     

    Передаточное число первой передачи 2,52:1. Передаточные числа являются очень важным аспектом выбора трансмиссии и конструкции трансмиссии.Передаточные числа могут помочь определить правильное применение, а также крутящий момент трансмиссии. При выборе трансмиссии часто упускают из виду две области: передаточное число и межосевое расстояние.

    Межцентровое расстояние — это расстояние между осевыми линиями верхней и нижней зубчатых передач. Чтобы помочь наглядно понять, почему расстояние между центрами важно, вот крайний пример: у вас может быть две шестерни. Оба комплекта имеют ведомую шестерню с 20 зубьями и ведущую шестерню с 10 зубьями; однако в одном наборе расстояние между центрами составляет 1 дюйм, а в другом — 3 1/2 дюйма.Набор с большим расстоянием между центрами, очевидно, имеет более крупные зубья и более крупные шестерни. Это дает более сильную трансмиссию, но с тяжелой зубчатой ​​передачей. Трансмиссия с малым межосевым расстоянием может переключаться легче из-за меньшей массы зубчатой ​​передачи, но она будет слабее.

     

    Поток мощности в нейтрали.

     

    Поток мощности на первой передаче.

     

    Поток мощности на второй передаче.

     

    Поток мощности на третьей передаче.

     

    Поток мощности на четвертой или прямой передаче.

     

    Поток мощности на пятой передаче.

     

    Поток мощности в обратном направлении.

     

    В этой таблице показаны различные передаточные числа популярных механических коробок передач. Передаточные числа Muncie M21 и M22 с близким передаточным числом обеспечивают самый узкий диапазон передаточных чисел, в то время как T56 обеспечивает самый широкий диапазон передаточных чисел через шестерни.

     

    Правильный выбор трансмиссии для конкретного применения основан на этой идее. Таким образом, автомобиль со 150-сильным двигателем, который весит 1800 фунтов, потерял бы мощность, если бы двигатель должен был вращать трансмиссию, предназначенную для автомобиля мощностью 600 л.с. и массой 3000 фунтов. Мощность крутящего момента, кажется, является последним модным словечком. Опубликованные значения крутящего момента трансмиссий часто вводят в заблуждение, а также неправильно понимают. Как упоминалось выше, более длинные расстояния между центрами улучшают пропускную способность.Передаточные числа влияют на мощность несколькими способами. Соотношение 3:1 по сравнению с соотношением 2:1 при том же межцентровом расстоянии обычно слабее из-за особенностей конструкции шестерни. Для большей редукции требуется меньшее количество зубов. Шестерня меньшего диаметра с меньшим количеством зубьев слабее, чем шестерня большего диаметра с большим количеством зубьев.

    Есть некоторые компромиссы. Чем больше зубьев вы поставите на шестерню фиксированного диаметра, тем мельче шаг этой шестерни. Этот меньший шаг приводит к профилю зуба шестерни с более тонким поперечным сечением в отличие от шестерни того же диаметра с меньшим количеством зубьев.На самом деле вы можете улучшить прочность шестерни, придав ей больший диаметр с меньшим количеством зубьев. В серийно выпускаемых трансмиссиях производитель очень редко изготавливает отдельный профиль для каждой шестерни. Этим занимаются специализированные магазины. Так что же на самом деле означает опубликованный рейтинг крутящего момента в 300 ft-lbs? Номинальный крутящий момент не является статическим рейтингом.

     

    Это означает, что вы не вставляете прерыватель, блокируете трансмиссию на двух передачах и не прикладываете крутящий момент 300 ft-lbs к входному валу и не наблюдаете, как что-то ломается, когда вы превышаете 300 фунтов.Рассмотрите номинальный крутящий момент как фактор срока службы трансмиссии в зависимости от конкретного применения.

    После подробного обсуждения этого вопроса с различными инженерами от нескольких производителей я пришел к выводу, что номинальный крутящий момент можно рассматривать как динамический рейтинг, основанный на теоретическом факторе срока службы. Например, предположим, что мы чувствуем, что трансмиссия должна хорошо работать в течение 100 000 миль в автомобиле с двигателем, развивающим пиковый крутящий момент в 300 футо-фунтов. Очевидно, что трансмиссия никогда не видит пиковый крутящий момент этого двигателя все время.На самом деле, если у вас нет заднего моста, крутящий момент, выходящий из двигателя, поглощается как трансмиссией, так и задним мостом. На самом деле, мертвое передаточное отношение задней оси, такое как 3,08 сзади, приведет к тому, что трансмиссия будет нагружена больше, чем 4,11 сзади.

    Вы можете превысить рейтинг трансмиссии, но вы уменьшите срок службы трансмиссии. Рейтинг на самом деле является безопасным эталоном. Разные производители получают опубликованные рейтинги, используя разные методы расчетов, что делает практически невозможным сравнение одной трансмиссии с другой.

    5-ступенчатая коробка передач Tremec T5, первоначально разработанная BorgWarner, фактически изменила опубликованные рейтинги, когда Tremec взял на себя производство. Публикуемые рейтинги T5 превышаются каждый день. Те, что выжили, вероятно, имеют лучшую передачу заднего моста, например, 4.11. Трансмиссии, разработанные для гонки «24 часа Ле-Мана», загружаются на динамометрическом стенде для имитации реальных нагрузок от двигателей мощностью более 1000 л.с. Они рассчитаны на одну гонку. Я предпочитаю реальные приложения и фактические данные, а не гипотетические данные в любой день.Так что будьте непредвзяты, когда спрашиваете или читаете опубликованные рейтинги.

    Сегодня все больше и больше людей заменяют различные двигатели и трансмиссии на нестандартные проекты. Немногие находят время, чтобы понять эти основные принципы. Много энергии, времени и денег тратится впустую, пытаясь адаптировать трансмиссии Toyota Supra к Jaguar или 4-цилиндровый 5-ступенчатый S-10 Truck к Camaro 1968 года. Меня спрашивают: «Будет ли это работать?» вопросы каждую неделю. В некоторых частях мира одни передачи более доступны, чем другие.В Австралии слишком много 5-ступенчатых Toyota, поэтому люди всегда пытаются втыкать их во все подряд. Суть в том, чтобы сэкономить время и деньги, выбрав подходящее приложение для проекта.

     

    Объяснение широкого и близкого масштабов

     

    Что означает наличие ручной коробки передач с широким или близким передаточным числом? Прежде всего, это не имеет ничего общего с тем, насколько близко или широко ваш переключатель перемещается в пределах своего шаблона. Это называется иметь переключатель «длинный или короткий ход».Я расскажу здесь о простом методе, который покажет, что такое близкое и широкое соотношение.

    Не существует конкретной формулы, определяющей, какая у вас коробка передач: с близким или широким передаточным числом. Я говорю это потому, что то, что считалось широким соотношением в 1960-х годах, сегодня считается близким соотношением. Смущенный? Поскольку теперь вы знаете, что такое передаточное отношение, разница между двумя передаточными числами называется разбросом или падением передаточного числа. Это падение представляет собой процент от предыдущего соотношения. Вот формула для расчета этого изменения:

     

    Процентное снижение = (Коэффициент 1 – Коэффициент 2) ÷ Коэффициент 1

     

    Например, предположим, что у нас есть 4-ступенчатая Super T10 с близким передаточным числом.Соотношения: 2,64 первого, 1,61 второго, 1,23 третьего и 1,00 четвертого.

     

    (2,64–1,61) ÷ 2,64 = 0,390

    (1,61–1,23) ÷ 1,61 = 0,236

    (1,23–1,00) ÷ 1,23 = 0,186

     

    Немного округлив, можно увидеть, что изменение передаточного числа между шестернями составляет: 39 процентов, 24 процента и 19 процентов.

    BorgWarner Super T10 со сверхнизким передаточным числом показал 2,88 первого, 1,75 второго, 1,33 третьего и 1:00 четвертого.Если вы подставите эти передаточные числа в приведенную выше формулу, вы получите следующее падение: 39 процентов, 24 процента и 25 процентов.

    Думайте о передаточном числе как о расстоянии между двумя точками. В типичном маслкаре 4-ступенчатая четвертая передача является прямой или с передаточным числом 1: 1. Опять же, думая о расстоянии, рассмотрите четвертую передачу или прямую в качестве конечного пункта назначения. Чем дальше вы отходите от 1:1 (прямого), тем шире соотношение.

    4-ступенчатые коробки передач Muncie M21 и M22 с близким соотношением были самым близким соотношением 4-ступенчатой ​​передачи, когда-либо использовавшимся в серийных автомобилях.Их соотношения были 2,20 первого, 1,64 второго, 1,28 третьего, 1:00 четвертого. Если вы подставите эти отношения в формулу, вы получите 25 процентов, 22 процента и 22 процента. Сравните эти процентные падения с предыдущими падениями, обнаруженными с помощью Super T10. Обратите внимание, что, хотя 2-3 и 3-4 падения Super T10 и Muncie довольно близки в процентном отношении, 1-2 падения сильно различаются. Причина в том, что у Super T10 более низкая (высокая числовая) первая передача. Соотношения 2,88 и 2,64 дальше от прямого, чем у Манси 2.20 передаточное число первой передачи.

     

    Что делает близкое отношение близким?

    Как вы уже поняли, вы не можете увеличить расстояние, не теряя близости. Чем ниже первая передача, тем шире будет 4-ступенчатая. Если взять исторический взгляд на коробку передач с близким передаточным числом, она обычно имела перепады на 25 процентов или меньше во всех диапазонах передач. Проблема в том, что коробка Muncie Closeratio была разработана в 1960-х годах, когда мы особо не беспокоились о расходе топлива. Для того, чтобы вы получили «близкое соотношение», машина с Манси должна иметь как минимум 3.70 задняя передача. Вам нужна была хотя бы такая низкая главная передача, чтобы ваша машина двигалась. У M20 с «широким передаточным числом» первая передача была 2,52. Вы могли получить заднее колесо 3,31 или 3,55 с этой передачей и получить немного больше экономии, но было не круто иметь в своем Corvette то, что считалось коробкой с широким передаточным числом.

    К концу 1974 года экономия топлива и загрязнение воздуха стали учитываться, и к 1975 году каталитические нейтрализаторы стали обязательными. Передаточное число должно было снизиться, чтобы получить улучшенный расход бензина, которого требовало Агентство по охране окружающей среды (EPA).Таким образом, чтобы заставить автомобили двигаться с задними передачами 3,08 или 2,88, автомобили с двигателями с приличным крутящим моментом на низких оборотах были оснащены коробками передач с близким передаточным числом. Более крупные двигатели имели трансмиссии с 2,64 первой передачи, в то время как передаточное число первой передачи двигателей меньшего объема было в диапазоне 3,0. Таким образом, новые передачи с близким передаточным числом на самом деле шире, чем старые передачи с широким и близким передаточным числом!

     

      На этой диаграмме показаны различные передаточные числа популярных механических коробок передач.Передаточные числа Muncie M21 и M22 с близким передаточным числом обеспечивают самый узкий диапазон передаточных чисел, в то время как T56 обеспечивает самый широкий диапазон передаточных чисел через шестерни.

     

    Doug Nash Corporation предложила интересное решение этой дилеммы. Он разработал 5-ступенчатую коробку передач с близким передаточным числом, как у Muncie M21 с прямой пятой передачей. Опять же, подумайте о «расстоянии между двумя точками». Чем больше остановок вы делаете в пути, чтобы добраться до конечного пункта назначения, тем меньше расстояние между вашими остановками.Добавив более низкую первую передачу и сохранив прямую пятую, вы увеличите дистанцию, но добавите дополнительную остановку. 5-ступенчатая коробка передач Doug Nash Street имела первую передачу 3,27. Это позволило энтузиастам перетаскивания использовать главную передачу 3,08 и при этом получать хорошее ускорение с близким передаточным числом. Это сработало отлично.

    Сегодня автомобили развивают большой крутящий момент на низких оборотах. Наибольшая пиковая мощность достигается в диапазоне 4500 об/мин. Средняя 5-ступенчатая коробка передач, такая как T5, является чрезвычайно широким передаточным числом по стандартам 1960-х годов. T5 с близким передаточным числом, используемые Ford Motorsport, имеют 2.95 первых, 1,94 вторых, 1,34 третьих, 1,00 четвертых и 0,80 пятых. Вы делаете математику с формулой. Эти новые 5- и 6-ступенчатые коробки передач в некотором смысле представляют собой 4-ступенчатые коробки передач с широким передаточным числом и дополнительными повышающими передачами для пятой и шестой передач. Теперь автомобили могут двигаться со скоростью 1800 об/мин и скоростью 70 миль в час, потому что кривая крутящего момента двигателя выдерживает такую ​​нагрузку. Если вы все еще думаете о расстоянии, вы не только удаляетесь от нашего конечного пункта назначения прямого привода, но теперь вы проходите мимо своего конечного пункта назначения на два уровня овердрайва.

    Chrysler PT Cruiser оснащен 2,4-литровым 4-цилиндровым двигателем мощностью 150 л.с. Двигатель развивает 162 футофунта при 4000 об/мин, а 5-ступенчатая коробка передач имеет главную передачу 3,94! Первое соотношение равно 3,50, второе — 1,96, третье — 1,36, четвертое — 0,97 и пятое — 0,81. Это действительно 3-ступенчатая коробка передач с двумя передаточными числами. Двигатель не развивает мощность, пока не достигнет 4000 об/мин. Таким образом, передача как бы работает, но машина может глохнуть на более низких оборотах.

     

    Прощай, широкое и близкое соотношение

    В таблице на стр. 14 показаны точки переключения некоторых популярных трансмиссий.По большей части автомобили больше не предлагаются с трансмиссией с близким или широким передаточным числом. Если вы посмотрите на график, вы увидите, что, нанося остановки пройденного расстояния, вы понимаете, что может означать близкое или широкое соотношение. В каком-то смысле, если вы сравните остановки, некоторые передачи имеют одинаковое расстояние между одной или двумя остановками, в то время как другие резко различаются. Что является близким или широким соотношением, больше не является проблемой. Скорее, вопрос в том, насколько процентное падение может выдержать ваш двигатель.

    Соревнования по шоссейным гонкам, такие как гонки типа NASCAR или SCCA, по-прежнему требуют передачи с более близким разбросом.Некоторые из этих автомобилей обычно имеют передаточное число первой передачи 1,86. Нарисуйте коробку передач на диаграмме на странице 14 с 1,86 первой, 1,59 второй, 1,17 третьей и 1,00 четвертой. Как эти результаты выглядят по сравнению с другими? Какой процент падений создает та же самая коробка, используя формулу? В нашем примере низкая первая передача не нужна, потому что автомобили для шоссейных гонок, как правило, работают на более высоком диапазоне оборотов и скорости без остановок, кроме как для пит-стопа. Редуктор со сверхмалым передаточным числом имеет и другие преимущества.Поскольку изменения нагрузки не такие серьезные, детали трансмиссии, как правило, служат дольше. Высокие ударные нагрузки трансмиссий с широким передаточным числом обычно вызывают выход из строя коробки передач и заднего моста.

    Меньше тепла вырабатывается в тепловом боксе. Автомобиль с главной передачей 2,98 и прямой четвертой передачей имеет то же общее передаточное число, что и автомобиль с пятой повышающей передачей 0,80 и главной передачей 3,73. Автомобиль с повышающей передачей использует больше лошадиных сил и выделяет больше тепла через трансмиссию, чем коробка с прямым приводом.Тем не менее, задняя часть 3.73 может предложить больше мощности на низких скоростях в поворотах.

     

    Как и почему Synchros

    Исторически механические коробки передач были либо прогрессивными, либо селективными. Когда вы переключаете передачу, вы отключаете одну шестерню от первичного вала (также называемого выходным валом) и включаете другую. Прогрессивная трансмиссия имеет один массивный редуктор с одним механизмом переключения. Когда вы переключаетесь, вы сопрягаете этот цельный набор с различными шестернями на узле противошестерни.Таким образом, он имеет один рычаг. Селективная трансмиссия имеет отдельные передачи, которые заблокированы на выходе. Типичная 4-ступенчатая коробка передач имеет три рычага, по одному на 1-2, 3-4 и задний ход. Переключение с одной передачи на другую осуществляется путем переключения одной передачи на другую с помощью синхронизатора.

    «Технология скользящего механизма», как я ее называю, часто понимают неправильно. Сегодня очень немногие трансмиссии используют скользящие шестерни, но любая старая 4-ступенчатая коробка передач по-прежнему использует скользящую несинхронизированную заднюю передачу.В более поздних 5-ступенчатых коробках передач T5 использовался скользящий задний ход, а затем синхронизированный задний тормоз. Я продаю больше шестерен заднего хода, потому что люди видят сколотые зубья и думают, что их нужно заменить. Во многих случаях их, вероятно, не нужно заменять, и они все равно будут сколоты в течение нескольких месяцев. Скользящая шестерня не может остановить шестерню, с которой она соединена, поэтому она обычно стачивает и скалывает передние кромки. Чего большинство людей не осознает, так это того, что шестерня, когда она полностью включена, нависает над сопрягаемой шестерней.Кромка, которая первоначально контактирует с сопряженной шестерней, скользит мимо нее и выступает на задней стороне, а сопряженная шестерня выступает на передней стороне. Следовательно, эта область предназначена для чипирования! Обычно, если шестерня сколота не более чем на четверть пути, шестерня будет в порядке.

    • Синхронизаторы обеспечивают фиксацию выбранной передачи на выходном валу с той же скоростью, чтобы не происходило скрежета. Каждая высокопроизводительная коробка передач с ручным переключением, в которой используются синхронизаторы, соответствует следующим правилам:
    • .
    • Все шестерни находятся в постоянном зацеплении; это означает, что им не нужно скользить друг в друга.Они, по сути, уже крутятся как согласованный набор.
    • Хотя шестерни находятся в постоянном зацеплении, они плавают на выходном валу. • Синхронизатор всегда заблокирован на выходном валу.
    • Работа синхронизатора заключается в том, чтобы зафиксировать конкретную шестерню на выходном валу, чтобы теперь мощность могла проходить через шестерню и выходить из вала.

    Понимание теории, компонентов и работы механической коробки передач является ключом к успешной диагностике проблем. Многие думают, что знают, как работают синхронизаторы, но обычно ставят неверный диагноз из-за плохого понимания теории.Посмотрим, сможем ли мы решить эту загадку раз и навсегда.

    Синхронизация, как определено в словаре Вебстера, означает «заставлять двигаться, действовать или работать с одинаковой скоростью и точно вместе». Фактически, вы пытаетесь заставить редуктор работать на тех же оборотах, что и главный вал, чтобы вы могли зафиксировать его на валу без малейшего намека на трение в доли секунды, называемые «переключением». Синхронизатор (или синхронизатор) в обычной трансмиссии состоит из ступицы, ползуна (также называемого сцеплением), шпонок стойки, пружин и колец синхронизатора (также называемых блокирующими кольцами).Ступица соединена шлицами с выходным валом. Ползун — это скользящий компонент, который физически соединяет шестерню со ступицей, тем самым фиксируя шестерню на главном валу. В процессе перемещения ползунка для включения выбранной передачи шпонки амортизатора перемещаются вместе с ползунком и оказывают давление на кольцо синхронизатора. В свою очередь, шестерня замедляется, позволяя ползунку и шестерне соединиться.

     

     Передние кромки шестерен откалываются, но затем выступают после включения шестерен.

     

    В режиме пониженной передачи на ползунок подается питание. Для того, чтобы ползунок совпал с шестерней, он должен индексироваться позади шестерни. Независимо от того, переключаете ли вы передачу вверх или вниз, может возникнуть состояние «блокировки», при котором износ узла синхронизатора позволяет кольцу и ползунку сойтись вплотную. Стрелка показывает направление, в котором должно двигаться кольцо, чтобы ползунок продолжал движение к блокировке шестерни.

     

    В режиме повышения передачи включается питание.Чтобы ползунок совпал с шестерней, он должен индексироваться перед шестерней.

     

     Обратный вырез называется шлицом с блокировкой крутящего момента, который заставляет шестерню оставаться включенной.

     

    Рисунки синхронизаторов на страницах с 10 по 12 показывают несколько важных аспектов конструкции синхронизаторов. Они показывают, как кольцо синхронизатора связано с передачей при переключении на повышенную передачу, в отличие от пониженной передачи.

    Во время повышения передачи, когда ползунок движется к выбранной передаче, ключи ползунка оказывают давление на кольцо, которое пытается зафиксироваться на этой передаче.Сопротивление кольца конусу шестерни заставляет кольцо вращаться в том же направлении, в котором движется шестерня.

    Стойки имеют двойное назначение. Первый — приложить давление к кольцу, чтобы оно могло зафиксироваться на шестерне, а второй — «индексировать» кольцо. Правильное синхронное индексирование — залог чистого и легкого переключения передач.

    Обратите внимание, что кольцо должно двигаться в противоположном направлении, чтобы ползунок прошел сквозь него. При переключении вы нажимаете на педаль сцепления, которая временно отсоединяет коробку передач от двигателя.После разъединения шестерня может слегка «щелкнуть» в противоположном направлении и завершить переключение.

    Важно понимать, что вся передача находится в постоянном зацеплении. В результате инерция всех передач, а не какой-то одной конкретной передачи, преодолевается для осуществления переключения. При переключении на пониженную передачу происходит та же серия событий. Разница в том, что поток мощности начинается на выходном валу. Поскольку поток мощности переключается, кольца синхронизатора используют противоположную сторону зубьев при переключении на пониженную передачу.Иногда плохой синхронизатор будет работать при переключении на повышенную передачу, но работать при пониженной передаче, потому что кольцо использует разные аспекты самого себя.

    Одно из распространенных заблуждений состоит в том, что кольца синхронизатора вызывают выскальзывание из передачи. На самом деле синхронизаторы предотвращают притирание передач. Таким образом, если вы переключаете передачи четко и не можете удерживать передачу, то, как правило, у вас изношены «жесткие детали», такие как шестерня, вилка переключения или ползунок. Это может быть один предмет или комбинация любого из них.

    Крошечные зубья сцепления передают мощность.Если они изнашиваются или скручиваются из-за перетаскивания трансмиссии, шлицы ползуна оказывают неравномерное давление на изношенный зуб и позволяют двум частям соскальзывать. Изношенная вилка переключения может не позволить ползунку и шестерне полностью войти в зацепление, и изношенная канавка вилки вызывает ту же проблему.

    У ползунков с блокировкой крутящего момента концы шлицов срезаны сзади. Это, по сути, приводит к тому, что зуб сцепления шестерни как бы помещается в карман внутри шлица ползунка, или заставляет шестерню наклоняться к центру ползунка, независимо от того, нажат ли вы газ или нет.Эта конструкция распространена в большинстве новых трансмиссий. Некоторые вторичные механизмы для старых трансмиссий также добавляют эти функции.

     

    Кольцо синхронизатора представляет собой не что иное, как конусную муфту. Кольцо имеет конический внутренний диаметр, который сидит на коническом конусе шестерни. Кольцо имеет крошечную резьбу, которая фиксируется на конусе шестерни. Чтобы кольцо правильно захватило шестерню, внутренний диаметр кольца должен быть концентричен с сопрягаемой поверхностью шестерни, а также должен быть меньше.Хорошее кольцо не будет раскачиваться или сидеть низко на шестерне. Когда трансмиссия скрежещет при включении передачи, кольцо синхронизатора теряет способность останавливать передачу. Кольцо либо деформировано, либо изношено настолько, что посадки с натягом не осталось. Я подчеркиваю эту проблему, потому что синхронизирующие кольца часто обвиняют в проблемах с выскакиванием из передачи или в проблемах с блокировкой.

     

    Основы проектирования редукторов

    Современные шестерни трансмиссии спроектированы с помощью компьютера, чтобы обеспечить максимальную мощность при минимальном размере.Топливная эффективность и предотвращение потерь на трение имеют первостепенное значение. Часто люди настаивают на покупке шестерен NOS (новые старые запасы) 1960-х годов, а не на новых продуктах, предлагаемых нынешними поставщиками вторичного рынка. Когда дело доходит до старых шестерен трансмиссии, некоторые люди не могут понять, что за 40 лет были разработаны более совершенные методы производства. Сегодня зубчатые передачи могут быть изготовлены с более мелкими углами наклона спирали для снижения шума. Кроме того, теперь производятся экзотические сплавы и профили, которые в 1960-х годах было практически невозможно производить серийно.Термическая обработка также достигла нового уровня точности и контроля.

     

    Кольцо синхронизатора, правильно сидящее на конусе шестерни, обычно имеет зазор 0,050 дюйма.

     

    Один и тот же подшипник с разными дорожками качения, предназначенными для шариков диаметром 5/16 и 1/4 дюйма. Подшипник, который принимает больший шарик, имеет более высокую грузоподъемность.

     

    Ранние цилиндрические зубчатые колеса были очень прочными, но шумными и неэффективными.В большинстве 3- и 4-ступенчатых трансмиссий эпохи маслкаров использовались косозубые шестерни для тихой и эффективной работы. 4-ступенчатая коробка передач M22 Muncie от General Motors была первой полувинтовой коробкой передач, предлагаемой для легковых автомобилей. Шестерни находились под половиной нормального угла наклона спирали, что создавало более мощную, но более шумную трансмиссию. Этот шум шестерни принес ему прозвище «Каменная дробилка». Косозубые передачи, из-за их подъемной природы, производят больше тепловых и осевых нагрузок. Цилиндрическая передача практически не создает осевых нагрузок. В большинстве трансмиссий, предназначенных для гонок на выносливость, используются цилиндрические зубчатые колеса, потому что выделяется меньше тепла и на подшипники действуют небольшие осевые нагрузки.

    Когда BorgWarner выпустила 5-ступенчатую коробку передач T5 в 1982 году, закоренелые энтузиасты ручного переключения передач смеялись над всей ее конструкцией. T5 была первой американской трансмиссией, которая была действительно разработана на компьютере. Он никогда не предназначался для дрэг-рейсинга или шоссейных гонок. У него было меньшее расстояние между центрами, чем у старых 4-скоростных маслкаров, и он был разработан для использования в легких и средних условиях. Теперь, почти 30 лет спустя, OEM-производители все еще используют его, и на основе этого радикального дизайна было разработано бесчисленное множество приложений.Эта трансмиссия начала менять представление людей о конструкции трансмиссии, особенно когда речь шла о подшипниках.

     

    Выбор подшипника

    Подшипник той или иной формы поддерживает верхние и нижние зубчатые передачи в трансмиссии любой конструкции. Очевидной причиной использования подшипников является снижение трения. Правильно подобранный подшипник выдерживает несколько различных нагрузок. Величина осевой нагрузки, радиальной нагрузки и числа оборотов, необходимых для конкретного применения, требует определенного типа конструкции подшипника.Косозубые передачи создают как осевые, так и радиальные нагрузки. Конические подшипники, а также шариковые подшипники могут выдерживать обе эти нагрузки одновременно. Именно поэтому они часто используются в трансмиссиях. Игольчатые подшипники часто используются в качестве опор для противодействующих шестерен, но они не могут выдерживать никакой осевой нагрузки. Вот почему в контршестернях используются упорные шайбы.

    Пространство также может быть решающим фактором при выборе подшипника. Конические подшипники (часто называемые чашеобразными подшипниками) могут выдерживать те же нагрузки, что и шарикоподшипники, но меньшего размера.Поскольку конические подшипники состоят из двух частей, они требуют предварительного натяга или каких-либо средств удержания чашки и конуса вместе. Это достигается за счет конструкции, в которой для установки предварительного натяга требуются прокладки. Обычно трансмиссия, в которой используются исключительно конические подшипники, дороже в производстве, чем трансмиссия, в которой используются шарикоподшипники.

    При выборе подшипника всегда следует выигрыш, за которым следуют проигрыши. Большой подшипник может справиться с определенной проблемой емкости, но для большего размера может потребоваться корпус большего размера или большее расстояние между центрами.Были дебаты о том, можно ли увеличить грузоподъемность шарикоподшипника, установив максимально допустимое количество шариков в дорожки качения. Вы можете, до определенного момента. Стандартный шариковый подшипник называется подшипником типа «Конрад», а подшипник с максимальным числом шариков называется подшипником «Максимальная грузоподъемность» или «Гнездо для заполнения». Подшипники типа Conrad могут иметь высокие стенки дорожек качения, обеспечивающие высокую осевую нагрузку. Подшипник с заполняющими пазами буквально имеет пазы как на внешней, так и на внутренней дорожках качения.Максимальное количество шариков может быть заброшено в пазы до того, как сепаратор подшипника будет заклепан на место. Проблема в том, что заполняющая прорезь снижает осевую нагрузку, потому что стенки дорожек качения теперь имеют отверстие или могут быть не такими высокими, как у Conradstyle. Однако это дополнительное количество шариков увеличивает радиальную нагрузку или нагрузку вверх и вниз.

     

     Уменьшение номинальной осевой нагрузки снижает осевую нагрузку подшипника, что нежелательно при использовании с косозубыми зубчатыми колесами, поскольку угол привода шестерен естественным образом создает осевую нагрузку.Не рекомендуется использовать шлицевой подшипник с косозубыми передачами.

     

    Чрезмерный нагрев в подшипнике с заливной канавкой привел к тому, что сепаратор подшипника растекся по внутренней дорожке качения. Иногда, когда подшипники имеют слишком жесткий допуск на посадку, тепло разрушает их. Чтобы избежать этой проблемы, я не рекомендую использовать подшипник максимальной грузоподъемности. Вместо этого придерживайтесь подшипников с рейтингом посадки C3.

     

    Конструкция подшипника и размер шарика также являются компромиссными.Если у вас фиксированный диаметр, вы можете поместить больше шаров диаметром 1/4 дюйма, чем шаров диаметром 5/16 дюйма в одном и том же комплекте. Один подшипник может выдерживать нагрузки в одном направлении лучше, чем в другом, и один может иметь большую стабильность, чем другой. Шариковые подшипники, предназначенные для промышленного применения, могут иметь более узкие зазоры, чем подшипники того же размера, используемые в автомобилях. Подшипники общего автомобильного класса имеют так называемую посадку C3. Эта более свободная посадка позволяет грязи лучше проходить через дорожки качения.Номера деталей подшипников обычно выгравированы на дорожках качения.

    Во всех гоночных и дорожных трансмиссиях, которые я строю, используются обычные подшипники Conrad. Подшипники максимальной грузоподъемности выделяют больше тепла, что также убивает срок службы подшипника. На самом деле я видел больше отказов с подшипниками максимальной грузоподъемности и обычно избегал их использования. Тот факт, что подшипник Conrad дешевле, является дополнительным бонусом.

    К началу 1980-х годов мы увидели тенденцию, когда производители трансмиссий помещали игольчатые подшипники под каждую отдельную шестерню.До этого шестерни двигались непосредственно на валах с масляными канавками или выточенными канавками для сбора масла. Это был недорогой процесс, который делал сборку очень простой. Другой альтернативой были втулки из спеченного железа или бронзы. Почти во всех выпускаемых сегодня коробках передач используются игольчатые подшипники под всеми шестернями. Это создает меньшее сопротивление (перистальтическое сопротивление) и позволяет легче переключать передачи. Это также помогает в достижении лучшей экономии топлива. Использование игольчатых подшипников под отдельными шестернями также предотвращает заклинивания на высоких скоростях.Некоторые ранние 4-ступенчатые модели T10 и Muncie имели роликовые шестерни первой скорости. При использовании в гонках на выносливость первая передача нагревалась и приваривалась к главному валу. Поскольку первая передача может вращаться более чем в два раза быстрее, чем выходной вал, на котором она вращается, автомобиль, работающий на скорости 7000 об/мин, может довольно неприятно остановиться, если первая передача перегреется.

    Когда я думаю об огромном количестве изменений в производстве за последние несколько лет, одна вещь застревает в моей голове. Достижения в области проектирования машин и программного обеспечения для проектирования зубчатых передач позволяют все большему количеству людей создавать более прочные, более эффективные и легко переключаемые коробки передач.Мир действительно стал лучшим местом для перемен.

     

    Написано Полом Кангиалози и опубликовано с разрешения CarTechBooks

     

     

    ПОЛУЧИТЕ СКИДКУ НА ЭТУ КНИГУ!

    Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы вышлем вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

    Toyota патентует планы по выпуску электромобилей с механической коробкой передач и сцеплением

    Несколько автопроизводителей экспериментировали с оснащением электромобилей многоступенчатой ​​трансмиссией, но практически ни один из них не был запущен в производство.В настоящее время в продаже есть только два автомобиля — Porsche Taycan и Audi E-Tron GT, но похоже, что Toyota также изучает эту возможность, о чем свидетельствуют патенты, поданные автопроизводителем.

    Похоже, Toyota хочет внедрить решение, которое, на наш взгляд, не отличается от того, что получается, когда вы переоборудовали автомобиль с ДВС на электрический, но сохранили коробку передач. Обычно эти преобразования EV просто оставляют на одной передаче (третьей или четвертой, в зависимости от спецификации двигателя и максимальных оборотов), поэтому вам не нужно использовать сцепление, потому что вам фактически не нужно переключаться.

    Патентные чертежи и диаграммы Toyota могут показаться немного сложными для понимания на первый взгляд, но это действительно простая версия того, что хочет сделать производитель. Принцип работы системы основан на специальном контроллере, который изменяет крутящий момент электродвигателя, чтобы сделать его более похожим на бензиновый автомобиль.

    Кажется, упоминается настоящая педаль сцепления, которую водитель будет нажимать, чтобы переключить передачу, перемещая физический переключатель, хотя в тексте они упоминаются как «псевдо-переключатель» и «псевдо-педаль сцепления», намекая на факт что они не являются существенными и что их роль состоит в том, чтобы воспроизвести ощущение и удовольствие от механической коробки передач в автомобиле, которому она не нужна.

    В соответствии с одним из патентов,

    Контроллер электромобиля сконфигурирован для управления крутящим моментом электродвигателя с использованием модели транспортного средства МТ на основе количества операций педали акселератора, количества операций псевдомуфты педаль и положение переключения псевдопереключателя, используемое при работе привода силы реакции.

    Контроллер сконфигурирован для хранения характеристики силы реакции при переключении, имитирующей характеристику силы реакции при переключении в соответствии с работой переключателя.Затем контроллер выполнен с возможностью управления силой реакции при переключении, выдаваемой генератором силы реакции при переключении, в соответствии с работой псевдопереключателя с использованием сохраненной характеристики силы реакции при переключении.

    Пытаясь расшифровать надуманную формулировку, похоже, что так называемый псевдопереключатель будет двигаться даже физически, как это происходит, скажем, в Mazda MX-5, где каждый толчок акселератора заставляет переключатель двигаться и реагировать по-разному (добавляя веселья и характера автомобиля).Это наводит нас на мысль, что Toyota может захотеть использовать это псевдоручное управление в будущем спортивном предложении; президент компании Акио Тойода, энтузиаст и увлеченный водитель, пообещал добавить в модельный ряд Toyota еще больше интересных моделей.

    Принцип работы автоматической коробки передач с двойным сцеплением

    Коробка передач с двойным сцеплением сокращенно называется автоматической коробкой передач с двойным сцеплением. Поскольку у него два комплекта сцепления, его называют «трансмиссией с двойным сцеплением». Коробка передач с двойным сцеплением пришла из автоспорта.Впервые он был использован в некоторых гоночных автомобилях в 1980-х годах. Эта технология имеет более чем 30-летнюю историю и является очень зрелой с точки зрения технологии.

    Ⅰ. Внедрение автоматической коробки передач с двойным сцеплением


    Традиционная конструкция автоматической коробки передач имеет значительную потерю мощности, и значительная часть мощности двигателя поглощается в процессе передачи мощности коробкой передач. По сравнению с механическими коробками передач, автоматические коробки передач также увеличивают расход топлива при потере управления.Как найти более разумное решение с точки зрения удобства и производительности? Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением может быть лучшим выходом. Далее мы кратко разберемся с этой более продвинутой формой коробки передач.

    В конце 1990-х годов появилась первая коробка передач с двойным сцеплением, подходящая для массового производства и установки на основные модели. Технология двойного сцепления превращает механическую коробку передач в автоматическую, при этом значительно улучшая топливную экономичность автомобиля.Применение этой технологии может гарантировать, что коробка передач устранит явление прерывания мощности автомобиля при переключении передач.

    Ⅱ. Принцип работы автоматической коробки передач с двойным сцеплением


    Привод автоматической коробки передач с двойным сцеплением основан на механической коробке передач. Отличие от механической коробки передач состоит в том, что в автоматической коробке передач с двойным сцеплением два сцепления соединены с двумя первичными валами, а операции переключения и сцепления реализуются через мехатронный модуль, объединяющий электронные и гидравлические компоненты.Педаль сцепления больше не работает.

    Так же, как и гидравлическая автоматическая коробка передач, водитель может вручную переключать передачи или переводить рычаг переключения передач в полностью автоматическое положение D (комфортный тип, переключение передач при работе двигателя на малых оборотах) или S-передачу (тип задачи, переключение передач при двигатель работает на высоких оборотах) модель. Переключение в этом режиме обычно осуществляется шестернями и исполнительными механизмами сцепления. Два сцепления соединены с разными входными валами. Если муфта 1 соединена с шестернями 1, 3 и 5 через сплошной вал, то муфта 2 связана с шестернями 2, 4, 6 и передачей заднего хода через полый вал.