СТИЛЬ-АВТО

ПЕРВОУРАЛЬСК

Запчасти для иномарок и отечественных автомобилей в Первоуральске

ВАЗ 2110 ВАЗ 2107 ВАЗ 2105 ВАЗ 2106 ВАЗ 2109

Коробка передач автомобиля и ее предназначение. Кпп в машине


Коробка передач автомобиля. Виды КПП

_____________________________________________________________________________________________________________________

Коробка передач является важным узлом в устройстве автомобиля и предназначена для передачи мощности двигателя к ведущим колесам. В процессе передачи мощности, в виде крутящего момента, происходит его трансформация (увеличение или уменьшение), изменение направления и т.д. Второе предназначение коробки передач – отключение крутящего момента от трансмиссии, исключение – механическая коробка. В этом виде коробок отключение крутящего момента происходит при помощи отдельного узла – сцепления.

Рассмотрим ниже все концепты коробок передач, их основные плюсы и минусы, перспективы.

Различают основные виды коробок передач:

Механическая коробка управляется ручным способом, это более старый вид, но очень хорошо себя зарекомендовавший, особенно у водителей, которые любят ощутить всю мощь своего железного коня. Естественный недостаток таких КПП низкий КПД, из-за трения зубьев шестерен, сопротивления трансмиссионного масла.

Автоматическая коробка, так же известна и применяется давно в автомобилестроении. Переключение ступеней скорости происходит в автоматическом режиме, а вот команда на начало движения или движение задним ходом требует команды водителя. Как и у МКПП, у «автомата» небольшой КПД по тем же причинам и из-за наличия планетарных механизмов в устройстве коробки.

Любителями таких коробок являются, конечно, наши дамы. Многие просто не знают, что раньше существовала и третья педаль – сцепление. К дамам можно отнести и «американского потребителя», американцы очень редко покупают авто с механикой.

Как говорилось выше, МКПП наилучший вариант коробки, и даже роботизированная коробка передач изготовлена на её основе, но с автоматическим управлением. Управление «роботом» может даже подстраиваться под стиль вождения. Недостатки те же, что и у механики, а вот плюсов, гораздо больше. Применив два вала, удалось повысить КПД, уменьшить габаритные размеры, повысить надежность коробки.

Автолюбителям пришлась по душе роботизированная коробка, а для любителей механики или просто принципиальных противников РКПП, есть возможность перехода на ручной режим управления.

Вариатор – новое слово в коробках передач. Главным недостатком вариатора остается пока невозможность применения на более тяжелых моделях авто, чем малолитражки. Неоспоримое достоинство, это, конечно, простота, плавное изменение крутящего момента, довольно высокий КПД, поскольку отсутствуют пары шестерен передач, кроме «заднего хода».

Автолюбители разделились практически поровну, на скептиков и любителей вариаторов, но времена МКПП постепенно уходят в прошлое и, пока будущее за «роботом» и вариатором! А там поживем – увидим!

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

_____________________________________________________________________________________________________________________

 

autoustroistvo.ru

какие бывают КПП, классическая трансмиссия, классификация

3234 Просмотров

С каждым годом автолюбителей становится все больше. Комфорт, удобство и быстрота передвижения на личном транспорте едва ли сопоставимы с общественным, а количество дополнительных опций, полезных и нужных технологий, применяемых для авто, не могут не радовать потенциального покупателя. Однако мало кто знает техническую начинку машины, различные узлы и составляющие, их функции и предназначение. Сегодня мы расскажем про такой механизм, как КПП, рассмотрим основные виды коробок передач и их особенности.

Краткая справка

Прежде чем выяснить, какие бывают КПП, стоит подробнее узнать их устройство, назначение и, наконец, функции. Тем, кому не довелось сталкиваться с необходимостью собственноручного ремонта того или иного узла авто, коробка передач кажется таким загадочным механизмом, который заставляет одним движением менять разгонные характеристики, изменять передаточное число и крутящий момент путем смены одной передачи на другую.

На самом деле, так оно и есть.

Документация, которая описывает основные механизмы и агрегаты современного автомобиля, утверждает, что КПП — это не что иное, как устройство, обеспечивающее передачу крутящего момента двигателя на ведущую ось, обеспечивая их постоянную связь.

При этом главная функция, которую обеспечивают все, без исключения, виды трансмиссии — это изменение крутящего момента для улучшения разгонных характеристик машины и более оптимального распределения мощности силового агрегата в целях экономии топлива и ресурса двигателя.

Какие же бывают коробки передач? Какой принцип работы на автомобиле они имеют? На данный момент, основные типы коробок передач составляют механическая, автоматическая и роботизированная трансмиссии, а также вариатор. Каждое из устройств имеет свои преимущества и недостатки. Об их особенностях и предназначении их составляющих читайте далее.

Механика

Самый распространенный и классический тип КПП автомобиля — это механическая коробка передач. Принцип ее работы наиболее примитивен и прост, а потому позволяет наилучшим образом погрузиться в данную тематику и разобраться в устройстве столь сложного механизма.

Ручная коробка позволяет выбирать передаточное число самому. В салоне располагается рычаг переключения скоростей, и в зависимости от выбранного его положения, можно изменять работу узлов машины и их свойства.

По сути, все сводится к тому, чтобы определенным образом соединить друг с другом два вала, расположенные в колоколе КПП. Оба вала имеют на себе набор шестерен разного размера. Один идет к двигателю авто, а другой — к ведущим колесам.

Так, уменьшается размер ведомой шестерни и увеличивая размер ведущей, и постепенно достигается максимальная скорость автомобиля с минимальным вращением маховика мотора. Это приводит к более рациональному использованию механизмов и достижению максимального их ресурса.

Автомат

Автоматические коробки передач не являются чем-то новым и ультрасовременным. История создания агрегатов подобного типа относится к середине 20 века, и примитивные механизмы КПП, способные автоматически переключать скорости, в зависимости от выбранного режима и скорости езды, насчитывают не одно десятилетие.

Главная функция подобного агрегата на авто — по-прежнему соединять двигатель и ведущую ось, обеспечивать рациональное распределение мощности и крутящего момента при максимальной экономичности.

Тем не менее, принцип работы механизма на авто несколько иной.

Как бы то ни было, устроен он куда более сложнее, чем в случае с механикой, а потому имеет меньшую надежность, да и ремонтировать автомат гораздо труднее и дороже.

О основе автоматической КПП лежит набор фрикционов. Каждый из фрикционов представляет собой диск, который имеет на своей плоскостной поверхности определенные шероховатости и рельеф, что позволяет ему получить неплохие сцепные свойства. Чтобы понять смысл подобного механизма, стоит вспомнить устройство сцепления автомобиля: здесь все происходит практически так же.

Иными словами, фрикционы различного размера поочередно соединяются друг с другом и вращаются синхронно. Смена фрикционов осуществляется посредством системы подачи масла высокого давления и цепочки клапанов. При достижении маслом максимального давления, клапан открывается в ту или иную сторону, и происходит смена одних фрикционов на другие.

Робот

Рассмотрев механическую и автоматическую коробки передач, можно перейти и к более сложным разновидностям КПП, которые возникли в истории создания автомобилей сравнительно недавно.

Так, одним из наиболее современных типов трансмиссий является робот. По своей сути, данный тип является гибридом механики и автомата и сочетает в себе все их преимущества. Так, принцип работы взят от механической трансмиссии. То есть здесь в роли ведущего и ведомого звеньев предстают металлические шестерни на валах, которые поочередно сменяются и изменяют передаточное число.

Также здесь есть и сцепление, но его управление на авто происходит автоматически, равно как и само переключение скоростей. Такие операции производит искусственный интеллект, построенный на системе чипов и плат. К сожалению, наряду с удобством, стоимость ремонта такого оборудования значительно возрастает, а надежность агрегатов теряется.

Вариатор

Последним рассматриваемым на сегодня типом является вариатор, или бесступенчатая коробка передач.

Механизм представляет собой два конуса, имеющих ступенчатую форму и шестеренчатый рельеф. Посредством электронного чипа, при возрастании скорости конусы постепенно надвигаются навстречу друг другу. Выходит так, что размер шестерен постоянно изменяется, и передаточное число становится иным.

Данный вид трансмиссии на авто не имеет большой популярности из-за некоторого психологического эффекта: при разгоне число оборотов двигателя остается неизменным. Это привело к тому, что производители внедряют функции имитации переключения скоростей, чтобы нивелировать данный недостаток окончательно.

Резюме

В данной статье мы рассмотрели все существующие виды трансмиссий. КПП — это сложный механизм, который, тем не менее, является незаменимым в каждом современном авто. Современные агрегаты имеют разительное отличие от тех, что устанавливались на авто еще несколько десятилетий назад, а потому есть все основания полагать: в скором времени будет достигнуто абсолютное совершенство механизма, которое полностью решит все проблемы ныне существующих и выпускающихся устройств.

portalmashin.ru

Схема, характеристики и расшифровка МКПП

Если у вас есть права, то с большой долей вероятности вы сталкивались с понятием МКПП и знаете, как оно расшифровывается. Если же вы только планируете получить заветное удостоверение, то эта статья – для вас. Из нее вы узнаете расшифровку МКПП, принцип работы «механики». Ознакомитесь с некоторыми хитростями, которые помогут упростить жизнь начинающему водителю.

Расшифровка МКПП

Так как же расшифровывается аббревиатура МКПП? Это механическая коробка переключения передач. Наверняка вы встречались с ней во время поездок в личном или общественном транспорте. В отличие от АКПП, передачи в автомобиле с таким управлением переключаются вручную. Механическая коробка по своему принципу очень проста, детали для нее значительно дешевле, чем «автоматизированные» аналоги. Поэтому и стоимость на автомобили с механической КПП гораздо ниже. В основном на дорогах можно встретить транспортные средства именно с этим типом коробки. Механическая трансмиссия имеет свои особенности: во время движения водителю приходиться иметь дело с педалью сцепления МКПП и часто переключать передачи. С одной стороны, для новичков это может показаться довольно трудной задачей. Но есть у ручного управления и ряд несомненных плюсов – это самостоятельный выбор режима вождения. АКПП вряд ли даст вам резко вдавить педаль газа в пол и обогнать впереди едущий грузовик. А если такой маневр вам все же удастся, для машины он бесследно не пройдет. С ручным переключением вы вправе сами выбирать нужную вам передачу, главное не ошибиться, и принять правильное решение.

История появления МКПП

Для более полного понимания расшифровки МКПП и принципов ее работы стоит обратиться к истории появления этого механизма. Изначально на первых автомобилях не было никаких зубчатых передач, как в современных трансмиссиях. Передача крутящего момента передавалась с помощью цепи. Появлению же механической коробки мы можем быть благодарны супругам Бенц. Берта, жена Карла Бенца, после своего турне на новом автомобиле, пожаловалась мужу на слишком маленькую тягу двигателя. Владелец автомобильной марки решил исправить ситуацию и уже в 1893 году в продажу поступил автомобиль, на котором крутящий момент передавался с помощью двухступенчатой коробки передач.

Уже вскоре механическая коробка превратилась в трансмиссию с тремя передачами, и их количество стало довольно быстро расти. К 1960 году в обороте были КПП с пятью ступенями. Сейчас в автомобилях можно встретить пяти- и шести-ступенчатые коробки передач. Можно встретить и семи-ступенчатую МКПП, но только на спортивных автомобилях. В остальном же развитие «механики», по всей видимости, достигло своего апогея. Сейчас вся сила конструкторской мысли уходит на разработку автоматических трансмиссий, которые улучшаются с каждым годом.

Как устроена коробка передач?

Схема МКПП представляет собой внутренние детали: валы и шестерни, и внешние рычаги управления: коробка переключения передач и сцепление. Механическая трансмиссия бывает либо с двумя валами, либо с тремя. Сам вал – это деталь, которая отвечает за передачу крутящего момента колесам. В любой коробке переключения передач оси валов располагаются параллельно, и на них базируются шестерни. Трехвальными МКПП комплектуются в основном машины классического типа: например, разные модели ВАЗ. Такие коробки состоят из:

  • Первичного (ведущего) вала – соединяется со сцеплением;
  • Вторичного (промежуточного) –вращение на него передается с первого вала;
  • Третьего (ведомого).

Но на большинство современных автомобилей устанавливается МКПП с двумя валами. В них крутящий момент передается с первичного вала на вторичный с помощью шестерен. Первый вал при этом соединен с двигателем, а второй передает крутящий момент на колесах. Двухвальные КПП имеют меньшие габариты и вес. Такой тип устройства имеет большее КПД и позволяет развивать более высокую мощность при тех же энергозатратах.

Принцип работы

Принцип работы механической коробки передач состоит в соединение первого и второго вала с помощью шестеренок. Эти детали разного диаметра позволяют регулировать количество оборотов колес. Проще говоря, редуктор изменяет количество оборотов, в результате чего усиливает или уменьшает скорость ведущих колес.

Если же объяснять более сложным языком, то во время переключения передачи с помощью привода приводятся в движение муфты, которые располагаются между шестернями вторичного вала. Они то и подходят к необходимой шестерне, чтобы затем соединить свои венцы и начать совместное вращение. Включить одновременно несколько передач невозможно, так как внутри редуктора есть специальный механизм, блокирующий одновременное присоединение нескольких муфт.

Переключение передач МКПП

Для эффективного управления автомобилем мало знать расшифровку МКПП, нужно понимать, как же переключаются передачи. Ведь от того, насколько хорошо вы изучите этот вопрос, будет зависеть и срок эксплуатации машины. Коробка передач – одна из самых часто выходящих из строя деталей. Переключение МКПП осуществляется с помощью рычага, который располагается по правую руку водителя в центре салона. Он находится либо на крыше коробки, либо соединяется с ней через специальный удлинитель. Второй тип рычага является наиболее предпочтительным, так как не передает вибрацию от двигателя и располагается в удобном для водителя положении.

Для того, чтобы эффективно и долго управлять автомобилем, необходимо понимать основные принципы переключения передач:

  • Включать передачу можно только после того, как педаль сцепления будет полностью выжата. Очень важно до конца нажимать на нее, в ином случае сцепление очень быстро износится и его будет необходимо заменить.
  • Переводить рычаг из одного положения в другое нужно плавно, без резких движений. В процессе вы почувствуете небольшое сопротивление, ведь в этот момент под капотом вашего автомобиля происходят сложные соединения разных деталей в редукторе. Если переключение с передачи на передачу будет идти с трудом, или в процессе вы услышите скрежет, то выжмите сцепление и включите нейтральную передачу – скорее всего вы либо недостаточно нажали на левую педаль, либо в вашей машине есть какие-то неполадки.

Характеристики механической трансмиссии

Правильное переключение передач дает ряд неоспоримых преимуществ: мощность и КПД автомобиля повышается, расход топлива снижается, а детали остаются в целости и сохранности. Умение подбирать правильную передачу для конкретной ситуации может заметно облегчить жизнь. Например, если вы едете в гору, ни в коем случае не стоит включать третью и, тем более, четвертую передачу. Скорее всего, автомобиль заглохнет где-нибудь на середине пути. А вот на первой или второй скорости вы без труда преодолеете подъем.

Уровень масла в трансмиссии

Многих водителей интересует уровень масла в МКПП – ведь именно оно отвечает за смазку деталей и их долговечность. Проверять этот показатель нужно каждые 10 тысяч километров. Сделать это можно либо в автомастерской, либо самостоятельно. Заехав на эстакаду или смотровую яму, необходимо осмотреть картер КПП. Для проверки уровня жидкости возьмите короткую палку или прут и посмотрите, достаточно ли масла в заливном отверстии. Если жидкость опустилась ниже его кромки, возьмите шприц для заливки и долейте трансмиссионное масло для нужной риски.

Преимущества и недостатки «механики»

Плюсы МКПП:

  • «Механика» - это дешевая и долговечная деталь, которая прослужит в машине не один десяток лет.
  • Простота эксплуатации - в механической коробке очень сложно что-то сломать. Характеристики МКПП таковы,что нанести катастрофический урон детали вам вряд ли удастся.
  • Расход топлива в МКПП примерно на 15% меньше, чем в «автомате».
  • Ручное управление более эффективно: двигатель быстрее набирает обороты, а, значит, и обогнать впереди едущий автомобиль можно куда оперативнее.
  • Возможность запуска автомобиля «с толчка».
  • Маленький вес и размеры.

Минусы механической трансмиссии:

  • Сложность эксплуатации для начинающих водителей. К использованию педали сцепления и множества скоростей еще нужно привыкнуть, и не у всех получается это сделать.
  • В городском режиме АКПП зачастую оказывается более экономичной и удобной: водителю не нужно по сто раз включать и выключать передачи в пробке или на светофорах.
  • Неправильный выбор передачи может негативно сказаться на сроке эксплуатации автомобиля.

Итоги

Расшифровка аббревиатуры МКПП далеко не самое сложное из того, с чем придется столкнуться будущему водителю. Но доскональное понимание принципов работы трансмиссии поможет быстрее освоиться за рулем новичку. Кроме того, это способно уберечь от ряда негативных последствий, к которым обычно приводит неумение обращаться с МКПП: поломка сцепления и выход из строя других деталей автомобиля.

fb.ru

Коробка передач автомобиля является важным техническим узлом

На техническом языке коробку передач автомобиля можно охарактеризовать, как один из элементов трансмиссии авто. С ее помощью можно изменять крутящий момент в широком диапазоне. Коробка передач необходима для изменения скорости автомобиля и его курса движения. Она позволяет авто не только сдвинуться с места, но и двигаться задним ходом.

Назначение коробки переключения передач

В связи с тем, что мощностные характеристики двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя разные (у последнего они лучше), пришлось конструкторам изобрести устройство, способное менять крутящий момент у ДВС. Этим устройством стала коробка переключения передач.

Для изменения величины крутящего момента в ней имеются несколько шестерней. Каждая из пар имеет свое передаточное число, что обеспечивает работу транспортного средства в различных ситуациях. Если между парой шестерней поместить дополнительную (промежуточную) шестерню, то можно изменить направление и получится задний ход авто.

Основная задача коробки передач – это сохранять работу двигателя в оптимальном режиме при любых условиях движения, что достигается благодаря изменению передаточного числа. У каждой КПП есть низшие и высшие передачи.

Высокий крутящий момент используется при трогании машины с места, при невысоких скоростях, при набирании скорости и при езде по бездорожью. В этих режимах движения используются низшие передачи, у них большое передаточное число. Но даже при быстрых оборотах двигателя, транспорт будет двигаться медленно.

Чтобы движения на высоких скоростях было равномерным, необходимо увеличить количество оборотов колес. Двигатель же должен продолжать работать в оптимальном режиме. В этом помогут высшие передачи, обладающие меньшим передаточным числом. Такая трансмиссия позволит при нормальных оборотах ДВС ехать авто на высокой скорости. В этом режиме машина не может ехать медленно или двигаться с места из-за невозможности развить достаточный крутящий момент.

Прямая передача имеет передаточное число равное единице. Обычно, это 4 передача. Значение числа меньше единицы характерно для ускоряющих передач (от 5 и выше). Такая передача отлично подходит при хороших условиях на дороге и позволяет сэкономить расход топлива и износ двигателя. Она реализуется, когда ведущие колеса не требуют большой тягловой силы.

Виды КПП

От того, как в КПП реализована работа и по количеству ступеней, они бывают:

  • ступенчатые. Имеют механический привод;
  • бесступенчатые. Трансмиссия реализуется с помощью механических и гидравлических ступеней. Изменение крутящего момента в данном случае осуществляется без изменения положения педали газа;
  • комбинированные.

Трансмиссия в целом напрямую зависит от принципа действия коробки передач. По тому, как передается крутящий момент к двигателю, коробки бывают механические и гидромеханические. В первых обороты достигаются с помощью шестеренок. Механические коробки передач могут быть простыми и планетарными.

Также они делятся по переключению скоростей:

  • механические;
  • автоматические.

Механические КПП управляются при участии водителя и в свою очередь подразделяются на следующие типы: непосредственного действия, сервоприводы. Первые работают только при воздействии на них водителя. А вторые управляются с помощью водителя и специального сервоустройства. В данном случае большую часть нагрузки берет на себя данной устройство, водителю остается только управлять им.

Ступенчатые коробки передач довольно часто устанавливаются на автомобилях. Количество ступеней зависит от количества валов. Например, часто применяются трехступенчатые коробки. Таким образом, КПП классифицируются и по количеству ступеней (передач).

Также можно различать коробки передач по количеству ходов (шестерен). Название таких КПП соответствует количеству ходов.

Типы КПП

На автомобилях в настоящее время устанавливаются четыре вида коробки передач. Это роботизированная, механическая, вариаторная, автоматическая коробки переключения передач.

У механической коробки реализуется ручное переключение. Преимущества ее использования – это надежная работа, простая конструкция и возможность ручного управления при всех режимах движения транспортного средства. Механика стоит на ВАЗ 2109, например.

Роботизированная коробка является автоматической механической КПП, в которой автоматизирована работа сцепления переключение передач. Есть свои плюсы: экономный расход топлива, хорошие динамические свойства при разгоне. В вариаторных коробках трансмиссия реализована плавно. Это бесступенчатая коробка.

Автоматическая коробка передач сочетает в себе механику и автомат. У нее может быть от семи и выше ступеней. Плюсы такой КПП – это плавное переключение, надежная работа. И несмотря на более высокий расход топлива и меньшие динамические характеристики при разгоне, такие коробки переключения передач не теряют своей актуальности.

Также на эту тему вы можете почитать:

Alex S Октябрь 21st, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

avto-all.com

Коробка переключения передач автомобиля. Зачем она нужна?

Приобретая новую машину, покупатели в первую очередь обращают внимание на тип коробки переключения передач автомобиля – механическая или автоматическая? Однако, мало кто из автомобилистов, особенно из тех, кто недавно сел за руль, знает, для чего же автомобилю нужна коробка передач?

Коробка переключения передач автомобиля - зачем она нужна?

Коробка переключения передач автомобиля предназначена для изменения передаточного числа, проще говоря, чтобы при одних оборотах двигателя ведущие колеса автомобиля могли вращаться с разной скоростью.

Для чего это надо, если скорость автомобиля так же можно регулировать нажатием на педаль газа? Все дело в двух свойствах всех двигателей внутреннего сгорания – это малый диапазон рабочих частот и невысокая мощность агрегата. 

Действительно, стандартный двигатель внутреннего сгорания работает в диапазоне 800 – 6000 оборотов в минуту, а вот при движении транспортного средства диапазон сужается еще больше - от 1500 до 4000. Если поддерживать обороты менее полутора тысяч, то агрегат довольно быстро выйдет из строя, так как давление масла в системе будет недостаточным для смазки. При работе на больших оборотах же происходит активный износ деталей, что тоже приводит к выходу двигателя из строя.  Если же соединить двигатель с колесами напрямую, то машина даже не сможет тронуться с места - это второе свойство ДВС – слишком низкая мощность.

{typography legend_blue}Простой пример – попробуйте включить 4 передачу и тронуться с места, в большинстве случаев у Вас ничего не получится, так как во многих автомобилях 4 передача – прямая, то есть двигатель напрямую вращает ведущие колеса. Для этого и предназначена КПП – чтобы облегчить нагрузку на мотор, а так же позволить ему работать в узком диапазоне частот коленчатого вала. {/typography}На первой или второй передаче машина обладает большой мощностью, но не может двигаться на большой скорости. Пониженные передачи предназначены для трогания автомобиля, подъема в гору, когда двигатель испытывает большую нагрузку, для перевозки тяжелых грузов. 

А вот на следующих передачах скорость будет больше, а тягловая мощность меньше, к примеру, въехать на крутой склон на 4 скорости очень трудно – двигатель может попросту заглохнуть.

Помимо этого, коробка переключения передач автомобиля  позволяет выбирать режим движения – вперед или назад. Некоторые неопытные автолюбители считают, что при движении назад, двигатель автомобиля вращается в обратную сторону, однако, это не так – коленчатый вал всегда вращается в одну сторону, движение задним ходом осуществляется лишь за счет дополнительной системы шестерней в КПП.

Обычно, задний ход имеет одну передачу, однако, на некоторых старых моделях автомобилей существовал рычаг «реверса», то есть, при его переключении водитель имел либо 4 передачи вперед, либо 4 передачи назад.

Нейтральное положение рычага коробки передач позволяет отсоединить двигатель от ведущих колес, фактически, КПП служит связующим звеном между двигателем и колесами. В автоматических трансмиссиях имеется и режим «парковка», который выполняет функцию «стояночного тормоза».

Теперь Вы знаете, для чего предназначена коробка переключения передач автомобиля.Коробка переключения передач автомобиля

auto-observer.ru

Как работает коробка передач (трансмиссия): принцип работы КПП

1475 Просмотров

Машина состоит из большого числа систем. Часть из них предназначается для того, чтобы обеспечивать работу электрической системы: это аккумуляторная батарея и генератор. Вторая часть — базовая. Она представлена всего тремя узлами: подвеска, двигатель и коробка передач. В этой статье мы обсудим, как происходит работа трансмиссии, какова схема ее работы и особенности, которыми она обладает.

Главные задачи

Коробка передач есть абсолютно на любом автомобиле, вне зависимости от его марки, модели и года выпуска. Это не удивительно, ведь роль КПП в автомобиле недооценить действительно сложно, и без нее соединение привода колес и двигателя было бы весьма проблематичным делом.

Чтобы понять, для чего нужна трансмиссия, стоит вспомнить схему, по которой работает система привода колес автомобиля, и на чем основывается принцип ее работы. Разумеется, основное звено, которое является источником механической энергии, — это двигатель, работа которого обычно основывается на горении определенного вида топлива.

Схема работы такова, что поступательное движение поршня преобразуется во вращательное, которое осуществляет коленчатый вал. Этот вал при помощи коробки передач соединяется с редуктором колес, который вращает полуоси и заставляет автомобиль двигаться.

У многих на этом моменте возникает вполне логичный вопрос: к чему нужна такая сложная схема, которая основывается на подключении привода колес к валу двигателя посредством КПП? Нельзя ли произвести подсоединение напрямую?

Дело в том, что система, которая имеет принцип подключения колес через КПП, имеет несколько важных преимуществ, позволяющих двигателю и всем остальным узлам автомобиля работать более эффективно.

Так, стоит вспомнить, что такая система, как коробка передач, функционирует за счет перехода крутящего момента от двигателя к колесам. Если бы этот момент в системе передавался напрямую, то при таком принципе работы частота вращения коленчатого и карданного вала, который соединяет КПП с редуктором колес, должна быть одинаковой. Прямой переход крутящего момента приведет к тому, что частота вращения колес должна иметь постоянное соотношение с частотой вращения вала.

При таком принципе работы без коробки передач автомобиль будет весьма ограничен в своих характеристиках, поэтому необходимо изменение крутящего момента, в зависимости от скорости. Именно КПП осуществляет такую работу, и от нее зависит, с каким крутящим моментом будет передаваться энергия двигателя, и как она будет использоваться.

Главный принцип

Итак, главная задача коробки передач автомобиля — это соединение двигателя и колес таким образом, чтобы крутящий момент оставался оптимальным, и даже при экстремальных скоростях обороты ДВС всегда оставались в пределах нормы.

Для этого, во-первых, необходимо соединение коробки передач с двигателем и карданным валом, ведущим к колесам. В простейшем случае для этого служат два вала — первичный и промежуточный. Первичный вал КПП соединяется с коленчатым валом двигателя, а промежуточный — с карданным валом автомобиля.

Эти валы на КПП имеют на себе наборы шестерен, обладающих разным размером и конфигурацией. Для того чтобы крутящий момент изменялся, используется рычаг с кулисой, при помощи которого валы можно смещать и соединять при помощи разных шестерен.

Чтобы валы, находящиеся в постоянном соприкосновении друг с другом, со временем не стачивались и не перегревались, они снабжаются смазкой, которая наполняет картер коробки передач и находится в нем на протяжении всего срока эксплуатации КПП.

В случае с автоматическими КПП все несколько сложнее: вместо шестерен в ней выступают фрикционы, которые при помощи давления масла могут соединяться друг с другом в пакеты и, таким образом, изменять передаваемый крутящий момент.

Вариаторные коробки передач имеют в своей конструкции два конуса, которые, по сути, представляют собой набор шестерен, имеющих между собой бесступенчатый переход. Как и автоматические трансмиссии, вариатор без помощи водителя подстраивает положения валов относительно друг друга. За счет этого крутящий момент можно подстраивать более точно и плавно, лишая водителя какого-либо дискомфорта при управлении.

Резюме

Стоит отметить, что трансмиссия является одной из фундаментальных составляющих устройства автомобиля, которая всегда устанавливалась на авто и обеспечивала его исправную работу. В настоящий момент трансмиссия имеет куда более совершенное устройство, чем раньше, но, несмотря на это, общие принципы ее работы во многом остаются схожими с теми, что применялись ранее.

portalmashin.ru

Виды коробок передач. Какая лучше

Каждый водитель наверняка помнит слова своего первого инструктора. «Прежде чем повернуть ключ зажигания, убедись, что авто стоит на нейтральной передаче». В данной статье будут рассмотрены виды коробок передач, их отличия друг от друга, преимущества и недостатки, а так же сфера применения.

Усреднено, коленчатый вал двигателей большинства легковых автомобилей имеет рабочие обороты от 800 до 8000 в минуту. При этом, пик мощности приходится на четыре – пять тысяч оборотов. Безусловно, такой диапазон угловых скоростей не отвечает условиям эксплуатации любого колесного транспортного средства в целом и легковых автомобилей в частности.Основное назначение автомобильной коробки передач – изменение частоты вращения, а так же крутящего момента, передаваемого от коленвала двигателя к ведущим колесам транспортного средства.Первым узлом такого рода стала механическая коробка передач. Бытует такое мнение, что слово «механическая» попало в название агрегата из за неправильно понятого сокращения, принятого в англоязычной технической литературе. Буквы MT обозначают manual transmission, что означает «ручная, переключаемая рукой передача», а вовсе не mechanical – механическая.

Как это работает

Проще всего пояснить принцип действия данного узла на примере работы механической коробки передач. По сути, МКП это многоступенчатый понижающий редуктор, собранный по трехвальной, а реже по двухвальной схеме. Первичный, или ведущий вал посредством сцепления соединен с маховиком ДВС. Вторичный, или ведомый вал имеет жесткое соединение с карданным валом автомобиля. Третий, промежуточный, вал необходим для передачи оборотов от ведущего вала к ведомому. Валы располагаются параллельно друг другу и собраны в едином корпусе.На ведущем валу располагается шестерня, передающая движение промежуточному валу. Промежуточный вал оснащен блоком мертво закрепленных шестерен, часто изготовленных как единое целое. Шестерни ведомого вала расположены в щлицах оси или специальных ступицах. Между ними располагаются муфты включения передач, которые вращаются вместе с валом, но способны передвигаться по его продольной оси. Шестерни и муфты ведомого вала могут взаимодействовать друг с другом при помощи зубчатых венцов на своих торцевых поверхностях.

При включении какой либо передачи, кроме заднего хода, муфта, ответственная за ее включение соединяется с соответствующей шестерней и блокирует ее. Двигаясь как единое целое, ведомый вал передает вращение на карданный.Поступательное движение муфте сообщает водитель транспортного средства, воздействуя на нее при помощи ручки переключения передач, взаимодействующей с вилками и ползунами коробки.

Четырехступенчатая коробка передач и схема ее работы

Цветом выделены:

  • Первичный вал – оранжевый
  • Вторичный – желтый
  • Промежуточный – серый

Цифро-буквенные обозначения указывают на номер передачи и задний ход.Нейтральное положение и включение первой передачи

Пятиступенчатая коробка передач

Видеоролик, который демонстрирует принцип работы.

Несинхронизированые механические коробки передач

Скорости вращения шестерен ведомого вала значительно отличаются одна от другой. В этом случае, при попытке переключения передачи муфта просто не сможет соединиться с требуемой шестерней, а зубчатый венец будет разрушен. Для приблизительного уравнивания скоростей вращения шестерни и муфты используется прием под названием «двойной выжим». При переключении на более высокую передачу, водитель сначала выжимает сцепление, затем переводит рычаг переключения в нейтральное положение. Промежуточный вал, а следовательно, и ведомый, прекращают вращение. Затем отпускает сцепление, выжимает и включает нужную передачу.

При переключении с повышенной передачи на пониженную водителю необходимо провести подобные манипуляции, но в момент, когда коробка выключена, следует нажать на педаль акселератора. Этот прием называется «двойной выжим с перегазовкой».Несинхронизированные МКП использовались в легковых автомобилях вплоть до 40-х годов двадцатого столетия. Сегодня они используются исключительно в спортивных машинах, и вот по каким причинам:

  1. Скорость переключения выше, чем у синхронизированных аналогов
  2. Лучше переносят ударные высокие нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации

Синхронизированные МКП

Данные типы коробок передач оснащены дополнительными элементами – синхронизаторами. Шестерни, располагающиеся на ведомом валу, имеют конусную торцевую поверхность. Между каждой шестерней и муфтой переключения находится бронзовое кольцо – синхронизатор. Начиная движение, муфта подхватывает кольцо и прижимает его к торцевой поверхности шестерни. За счет трения, скорости вращения шестерни и муфты уравниваются, после чего происходит их окончательное соединение с помощью зубчатого венца. На сегодняшний день все современные автомобили, на которых стоит 4-х, 5-ти или 6-ти ступенчатая МКП, оснащены синхронизаторами.

История развития МКП, от Ford T до Bugatti Veyron

Со времен появления первого автомобиля и по наши дни конструкторы используют следующие типы МКП:

  • 2-х ступенчатая планетарная коробка стояла на знаменитом Ford T, чей выпуск начался в 1908 году.
  • 3-х ступенчатая МКП появилась в 1920 году. Просуществовала до конца 60-х годов двадцатого века. Встречается на раритетных автомобилях, находящихся в частных коллекциях.
  • Четырехступенчатая МКП появилась на свет всего на три года позже трехступенчатой. Но из за отсутствия синхронизаторов плохо выдерживала ударные нагрузки при использовании неопытным водителем. Большинство производителей устанавливали на свои автомобили трехступенчатую МКП, четырехступенчатая считалась спортивной опцией.
  • Пятиступенчатая коробка передач появилась в 70-х годах прошлого столетия, а уже через десять лет ей оснащалось подавляющее большинство легковых автомобилей.
  • 6-ти, 7-ми, 8-ми ступенчатые коробки разрабатывались с 2000 года, и на данный момент устанавливаются на автомобили Элит класса. К примеру, 5-ти ступенчатая коробка, оснащенная двумя дополнительными передачами Overdrive, стоит на BMW M5.

Автоматические и полуавтоматические коробки передач

Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.

Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно.Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.Роботизорованная коробка передач представляет собой МКП, в которой функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. Электронный блок управления и электромеханические сервоприводы справляются с поставленной задачей не хуже профессионального гонщика.

Сравнительная характеристика видов коробок передач

Большинство неофитов, выбирающих свой первый автомобиль, задаются вопросом – какую коробку выбрать? Механику или автомат. А, может, робот? Четырехступенчатая механика не котируется, нужна как минимум, пятиступенчатая коробка передач. Или 7G-Nronic.

Какая коробка передач лучше – зависит исключительно от условий эксплуатации.

АКПП прекрасно себя зарекомендовала при городской езде. 5-ти или 6-ти ступенчатая, обеспечивающая плавный ход автомобиля, избавляющая водителя от частого переключения передач вовремя езды в вечерних «тянучках». Бывают экземпляры и с восемью ступенями. Но всякий комфорт имеет свою цену. Повышенный расход топлива и медленный разгон автомобиля – умеренная плата за возможность отдохнуть во время пути домой.

Роботизированные коробки предоставляют своим хозяевам практически тот же уровень комфорта. Расход топлива держится на уровне механики, но вот скорость срабатывания оставляет желать лучшего. Изготавливаются роботы на основе современных 5-ти или 6-ти ступенчатых МКП. Прекрасный вариант для городской машины и езды на дальние расстояния по гладкой дороге.

Механическая четырехступенчатая коробка звезд с неба не хватает, но прекрасно выполняет свое основное предназначение. Различные типы 5-ти и 6-ти ступенчатых коробок помотают с непривычки нервы в городе, но прекрасно покажут себя на трассе, поддерживая оптимальный режим работы двигателя.

Что же важнее – комфорт в городе или могучий рывок на трассе, каждый должен решить для себя.

znanieavto.ru