Механическая коробка передач: устройство, виды, особенности. Устройство и принцип работы механической коробки передач Шестерни переключения

иметь возможность выбора передаточных чисел для наиболее производительной и экономичной работы МТА при оптимальной загрузке его двигателя.

Конструкции КП во многом определяются назначением тракторов, их тяговыми классами, характером эксплуатационных нагрузок и показателями комплексов агрегатируемых машин - орудий. Наибольшее число машин - орудий агрегатируется с сельскохозяйственными колесными и гусеничными тракторами, работающими в относительно установившихся режимах нагрузки. Значительно меньшее число видов оборудования агрегатируется с промышленными тракторами - не более трех - пяти видов, а на особо мощных - не более двух (отвал и рыхлитель). Причем, работа промышленных МТА имеет в основном циклический характер, с большими амплитудами тяговых нагрузок (от нуля до максимума) и повышенной скоростью заднего хода для цикла отката.

Не последнюю роль в применяемости типов КП имеют также их конструктивная простота, надежность в работе, технологичность и стоимость производства.

Анализ современного отечественного и зарубежного тракторостроения указывает на преимущественное применение ступенчатых КП на большинстве сельскохозяйственных тракторов и ряде промышленных, особенно в малых и средних тяговых классах. В большинстве промышленных тракторов применяются комбинированные гидромеханические передачи, где наряду с гидротрансформаторами обязательно имеются ступенчатые диапазонные КП. Гидрообъемные и электрические трансмиссии, в которых практически не используются диапазонные КП, применяются в весьма ограниченных количествах, причем последние - только в особо мощных промышленных тракторах. Бесступенчатые - механические КП практически не применяются ввиду недостаточной их надежности.

Таким образом, в современном тракторостроении ступенчатые КП продолжают занимать доминирующее положение, как основные, так и диапазонные - в гидромеханических передачах.

6.2. Ступенчатые коробки передач

Ступенчатые КП представляют собой редукторы с набором валов и цилиндрических (прямозубых или косозубых) зубчатых колес. Последние вводятся во временные силовые связи для получения необходимого передаточного числа между входным и выходным валом.

Благодаря этому, при постоянстве крутящего момента и частоты вращения входного вала КП на его выходном можно иметь ограниченный ряд различных их значений, необходимых для рациональной работы МТА.

В ступенчатой шестеренной КП необходимо отметить три режима ее работы:

1) нейтральной передачи , когда двигатель работает, сцепление включено, входной вал вращается, а трактор стоит - разомкнута силовая связь между шестернями КП, передающими крутящий момент от входного к выходному валу (этот режим работы КП характерен для времени пуска двигателя и перед началом включения передачи для движения трактора; он также необходим для кратковременных остановок МТА при совершении им технологических операций, или для стационарной его работы с отбором мощности на ВОМ или приводной шкив;

2) режим переднего хода для выполнения технологических операций МТА (сильно отличается по частоте воздействия на органы управления КП у сельскохозяйственных и промышленных тракторов); 3) режим заднего хода , когда в КП включают передачи, изменяющие направление вращения выходного вала (для большинства сельскохозяйственных тракторов этот режим играет второстепенную роль, хотя и необходимую; для промышленных тракторов в большин-

стве случаев он играет такую же роль, как и передний ход).

Классификацию ступенчатых КП можно провести по следую-

щим характерным признакам:

- по способу образования шестеренной передачи ;

- по способу зацепления шестерен ;

- по методу переключения передач ;

- по способу управления ;

- по расположению валов КП относительно продольной оси трактора ;

- по конструктивной компоновке ;

- по кинематической схеме .

П о с п о с о б у о б р а з о в а н и я ш е с т е р е н н о й п е р е -

д а ч и КП бывают с неподвижными осями валов, с вращающимися осями (планетарные) и комбинированные. В настоящее время боль-

шинство отечественных сельскохозяйственных и промышленных тракторов имеют КП с неподвижными осями валов. Планетарные передачи в отечественных тракторах пока имеют ограниченное применение, только как элементы отдельных устройств трансмиссии - увеличитель крутящего момента (УКМ), ходоуменьшитель, механизм ре-

верса. В зарубежном тракторостроении достаточно широко применяются планетарные КП, особенно на промышленных тракторах, однако они конструктивно сложнее и дороже в производстве. Если в КП применены оба способа образования передачи, то ее называют комбинированной.

П о с п о с о б у з а ц е п л е н и я ш е с т е р е н КП бывают с подвижными шестернями (каретками) и с шестернями постоянного зацепления. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в нейтральном положении приведены на рис. 6.1.

На рис. 6.1,а включение передачи производится продольным перемещением каретки 2 (в данном случае двухвенцовой, для образования двух различных передач) по шлицам вала 1 до полного ее зацепления с одной из шестерен 4 , неподвижно закрепленных на параллельном валу 3 .

На рис. 6.1,б ,в и г показаны три варианта блокировки свободно вращающихся шестерен постоянного зацепления с валом для включения передачи.

На рис. 6.1,б включение передачи производится продольным перемещением зубчатой муфты 3 , установленной на зубчатом венце 4 вала 1 , до полного ввода ее в зацепление с аналогичными венцами на ступицах свободно вращающихся шестерен 2 или 5 .

На рис. 6.1,в включение передачи производится с помощью синхронизатора. Принцип работы синхронизатора заключается в том, что его зубчатая муфта 6 вала 1 может входить, в зацепление с зубчатыми венцами ступиц свободно вращающихся шестерен 2 или 7 только после предварительного выравнивания их угловых скоростей с валом муфты. Это достигается посредством сил трения в контакте конусных поверхностей ступиц и прижимного кольца 3 , имеющего упругую связь с поводковым устройством 4 муфты 6 . После чего при дальнейшем приложении осевого усилия к поводковому устройству 4 преодолевается сопротивление пружинных фиксаторов 5 и последующее включение передачи происходит легко и безударно.

На рис. 6.1,г включение передачи происходит с помощью многодисковых фрикционных муфт М 1 и М 2 (чаще всего с гидравлическим нажимным механизмом), общий наружный барабан 3 которых соединен с валом 1 , а их внутренние барабаны закреплены на ступицах блокируемых свободно вращающихся шестерен 2 и 4 .

В планетарных КП применят только шестерни постоянного зацепления. Здесь переключение передач осуществляется тормозами и многодисковыми фрикционными муфтами. При применении в трансмиссии трактора планетарных КП и КП с неподвижными осями валов,

где переключение передач осуществляется с помощью многодисковых фрикционных муфт, в ряде случаев можно исключить применение сцепления.

Рис. 6.1. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в КП

П о м е т о д у п е р е к л ю ч е н и я п е р е д а ч КП подразделяются на переключаемые с остановкой трактора (с разрывом потока мощности) и без его остановки (без разрыва потока мощности или с кратковременным разрывом, не прекращающим вращение валов). В первом случае включение передачи обязательно при неподвижных валах и последующем разгоне МТА с места на любой передаче. Такие КП обычно выполняют с каретками и блокировочными муфтами (рис. 6.1,а и рис. 6.1,б ). Во втором случае КП выполняются с элементами переключения, представленными на рис. 6.1,в и рис. 6.1,г , или планетарного типа.

Современные КП обеспечивают получение от 5 до 36 и более передач переднего хода, что связано с разнообразием работ, выполняемых, главным образом, универсальными тракторами. Все передачи подразделяются на четыре диапазона, характерные для назначения трактора: основной (рабочий), резервный, транспортный и технологический (замедленный, иногда называемый рассадочно - посадочный).

О с н о в н о й д и а п а з о н служит для выполнения главных сельскохозяйственных или других работ, требующих высоких значений силы тяги на крюке трактора при допустимом буксовании его движителей и эксплуатационной загрузке двигателя близкой к номинальной. В этом диапазоне скоростей трактор работает наибольшее

для получения повышенных тяговых усилий примерно на 20...25% больше, чем на основном диапазоне. Он необходим для преодоления больших тяговых сопротивлений в экстремальных условиях эксплуатации МТА.

Т р а н с п о р т н ы й д и а п а з о н (1-8 передач) имеет передачи, позволяющие МТА двигаться в различных условиях профиля дороги и ее покрытия.

Т е х н о л о г и ч е с к и й д и а п а з о н необходим для выполнения работ, требующих стабильных небольших технологических скоростей движения МТА, особенно в сельскохозяйственном производстве и для тракторов трубоукладчиков. Число передач в этом диапазоне наибольшее - достигает 12-16. Следует отметить, что в этом диапазоне не всегда удается полностью использовать мощность двигателя трактора, несмотря на оптимальные варианты комплектации МТА.

Количество передач заднего хода обычно одна-две, но встречается и большее их число, вплоть до полностью реверсивных КП, когда число передач вперед и назад одинаковое.

П о с п о с о б у у п р а в л е н и я КП бывают с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмами переключения передач. Если в КП переключение передач производится с остановкой трактора или без его остановки, но с синхронизаторами, то обычно применяется управляемая вручную механическая рычажная система с тягами перемещающими каретку или блокировочные муфты. Чтобы исключить возможность переключения передач на ходу в КП с оста-

новкой трактора иногда применяют специальное блокировочное устройство, действующее совместно со сцеплением.

Два других способа управления применяются, как уже отмечалось, в КП с переключением передач на ходу посредством многодисковых фрикционных муфт с дистанционным управлением. Если в КП применены оба метода переключения передач, то, как правило, переключение диапазонов производится рычажно-тяговой системой, а переключение передач внутри диапазона - блокировочными фрикционными муфтами.

П о р а с п о л о ж е н и ю в а л о в о т н о с и т е л ь н о п р о- д о л ь н о й о с и т р а к т о р а КП подразделяются на продольные и поперечные. Последние чаще всего применяются на колесных тракторах малых тяговых классов 0,6 и 0,9, что позволяет уменьшить их продольную базу, увеличив, тем самым, их маневренность, и упростить центральную передачу их трансмиссий, заменяя коническую пару шестерен на цилиндрическую.

П о к о н с т р у к т и в н о й к о м п о н о в к е различают следующие КП:

выполненные в виде самостоятельного агрегата (модуля), картер которого фланцем присоединен к передней стенке корпуса заднего моста трактора или вставлен внутрь его (если КП выполнена планетарной) со стороны его задней стенки;

установленные в переднем отдельном отсеке общего корпуса заднего моста и выполненные вместе с другими агрегатами трансмиссии в общем корпусе заднего моста. Последняя компоновка характерна для КП с поперечными валами.

П о к и н е м а т и ч е с к о й с х е м е КП подразделяются на

двухвальные (однопарные), трехвальные (двухпарные), составные и специальные. Следует отметить, что термины двух и трехвальные КП относятся только к способу получения передач основного диапазона, КПД которых желательно иметь максимально высоким. Для получения передач других диапазонов и заднего хода в этих КП обычно имеются дополнительные валы и пары шестерен, снижающие КПД передачи. Входной и выходной валы этих КП обычно называют первичным и вторичным.

В д в у х в а л ь н о й К П поток мощности от первичного к параллельному вторичному валу всегда передается только через одну работающую пару шестерен, образующую необходимую передачу. Поэтому такую КП называют еще однопарной.

В т р е х в а л ь н о й К П при получении основных передач поток мощности от первичного вала вначале передается через дополни-

Благодаря новейшим конструкторским разработкам, современный авторынок представляет автомобили с улучшенными эксплуатационными и динамичными характеристиками. При создании коробок передач нового поколения немалое внимание уделяется максимальному упрощению управления, повышению комфортности вождения. Прежде всего усовершенствуются механизмы, входящие в состав трансмиссии транспортных средств. 6 ступенчатая коробка передач механического типа – наиболее востребованная конструкция, имеющая ручное управление .

Основные преимущества шестиступенчатых коробок передач

Техническое превосходство 6 ти ступенчатой коробки передач перед предшествующими моделями состоит в следующем:

1. Благодаря снижению разрыва между передачами, смена скоростей осуществляется намного быстрее (появился новый термин «короткоходные передачи»).
2. 6 ступенчатая акпп dcps имеет повышенный эксплуатационный ресурс.
3. Снижение количества оборотов выходного вала приводит к уменьшению расхода горючего (особенно хорошая экономия бензина или дизельного топлива наблюдается при эксплуатации автомобиля на загородных трассах).
4. Улучшены динамические характеристики (разгон авто до 100 км/час).
5. При помощи электронного блока создаются лучшие условия для перехода на другой режим.
6. Улучшен комфорт при управлении автомобилем.

МКПП 6 ступенчатая по техническому обслуживанию не отличается по требованиям от пятиступенчатой конструкции. Комплектующие и расходные материалы имеют сходную стоимость. Степень сложности и цена ремонтных работ также сопоставимы с предыдущей версией.

КПП 6 ступенчатая описание конструкции на примере модели Volkswagen Touareg

Шести-ступенчатая коробка передач современного автомобиля марки Туарег является ярким представителем устройств нового поколения. Данная конструкция имеет ряд передаточных чисел улучшенной плотности, благодаря чему осуществляется передача максимального на колеса транспортного средства. Данное свойство коробки особенно ценится при эксплуатации машины на дорогах плохого качества и при быстрой езде по ровным покрытиям (спортивные модели).

В состав синхронизатора входят следующие элементы:

• Ступица (1).
• Кольцо наружное (3).
• Блокираторы (2).
• Сухарики (4).
• Листообразная пружина (5).

Конструкцией ступицы предусмотрены специальные шлицы, нарезанные на внутренней поверхности. При помощи шлицов ступица плотно сидит на вторичном валу. Внешний диаметр оформлен шлицами для соединения с подвижным кольцом.

На внутреннем диаметре кольца наружного имеются специальные прорези для зацепления со ступицей и вращающимися зубчатыми колесами. Вилка входит в проточенную канавку кольца для переключения скоростей.

Назначение колец с коническими стенками – уравнивать (синхронизировать) скорость вращения валов – промежуточного со вторичным. Это обеспечивает плавное включение шестеренок выбранного режима. Детали, под названием «сухари», расположены на пружине листового типа (5).

Принцип срабатывания синхронизатора:

1. Переключение скоростей осуществляется при выключенном сцеплении.
2. Выходной вал силового агрегата отделен от первичного.
3. Шестерни находятся в свободном вращении, т. к. поток мощности пока не передается от двигателя на колеса автомобиля.
4. Вилка штока передвигает синхронизирующую муфту к рабочей шестерне (в соответствии с выбранным режимом).
5. Происходит выравнивание скоростей муфты синхронизатора и заданного зубчатого колеса.
6. Далее происходит сопряжение валов КПП (первичного, промежуточного, вторичного) через систему зубчатых зацеплений шестерен.
7. Теперь каждый вал крутится с определенной скоростью.
8. Скорость их вращения пропорциональна передаточному числу, в соответствии с выбранным режимом.

Описание шести-ступенчатой коробки 0А5 Volkswagen

Современные решения коробок нового поколения преследуют цель максимально передать момент кручения на ходовую часть от повышенной мощности. Переход на 6-ступенчатые варианты МКПП дает возможность уменьшить разрыв значений передаточных отношений между соседними диапазонами. Удачное сочетание параметров многоступенчатой коробки с характеристиками ДВС существенно снижает потребление топлива. Комфорт переключения скоростей и отличная динамика при разгоне авто также являются следствием использования шести-ступенчатых МКПП.

6-ступенчатые коробки отличаются компактными размерами. Они гармонично размещаются в отведенном пространстве под капотом передней части транспортного средства. Пример компоновки МКПП в Фольксваген Транспортер Т5:

Коробка передач 0А5 – шести-ступенчатая механика, разработана для авто с моторами типа V6, R5-TDI. Данная коробка способна развивать момент кручения, равный 500 Ньютон-метрам. Конструкция предназначена для полноприводных моделей. Длина коробки модели 0А5 Фольксваген существенно уменьшена, благодаря уникальной конструкции четырех-вального типа. Оригинальное расположение валов в сборе с шестернями позволяет скомпоновать устройство для размещения в ограниченном подкапотном пространстве.

Шести-ступенчатая коробка передач четырех-вальная:

2 – первичный вал; 1,3,4 –вторичные валы; 5 – колесо главной передачи; R – шестерни з/х (заднего хода).

Мелкими цифрами на схеме обозначены шестерни I, II, III, IV, V, VI передач.

Момент вращения передается при помощи зубчатых зацеплений ведущих/ведомых шестерен первичного и двух вторичных валов на ходовую часть. При этом поток мощности перераспределяется в заданном режиме. От силового агрегата мощность передается через трансмиссию к главной передаче, в соответствии с выбранным передаточным отношением.

Устройство шестиступенчатой коробки 6 SPEED POWERSHIFT 6DCT450

Трансмиссия с данной автоматизированной 6-ступенчатой коробкой передач устанавливается на моделях автомобилей Форд, Ленд Ровер, Вольво. Расшифровка названия коробки :

• цифра 6 обозначает количество режимов;
• в аббревиатуру DCT включены характеристики муфты сцепления и трансмиссии;
• 450 – величина максимального момента вращения.

Схема устройства коробки передач 6DCT450:

1. Центральный вал.
2. Первичный (полый).
3. Вторичный (I и IVскорости).
4. Первое сцепление.
5. Демпфер.
6. Второе сцепление 2
7. Полуось главной передачи.
8. Главная передача.
9. Вторичный вал (V VI скорости и передача з/х).

Схема трансмиссии механической коробки передач 6DCT450:

Особенностью данной трансмиссии является наличие двойного сцепления (2). Ручное управление режимами и включение двойного сцепления производится при помощи гидропривода. Благодаря двойному сцеплению, обеспечивается синхронное переключение двух скоростей, в результате чего, режимы сменяются без прерывания потока мощности.

Особенности эксплуатации МКПП 6DCT450

Совет: При остановке транспортного средства более, чем на 40 секунд (например, на светофоре), нужно перевести селектор в режим N (нейтраль) либо P (паркинг). В противном случае, трансмиссия ошибочно отреагирует на вынужденную остановку, как на сигнал о поломке автомобиля. При этом отключается одно из сцеплений. Чаще всего перестают работать II, IV, VIпередачи, а также режим заднего хода. Не все механики знакомы с этой особенностью и пытаются решить проблему при помощи замены трансмиссионного масла , масляного фильтра, капитального ремонта коробки передач .

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:

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.

Как известно, прогресс в области автомобилестроения никогда не стоит на месте. Инженеры постоянно придумывают и внедряют в автомобили всё больше новых механизмов, позволяющих максимально упростить задачу водителя по управлению своим транспортным средством, делая при этом сам процесс вождения более комфортным, а для авто спортивной направленности – ещё и динамичным. Разумеется, в первую очередь подвергаются усовершенствованию те агрегаты автомобиля, которые отвечают за ездовые характеристики, одним из которых является трансмиссия. В настоящий момент самым распространённым решением в плане самостоятельного управления переключением скоростей выступает шести ступенчатая механическая коробка.

ОСОБЕННОСТИ НАЛИЧИЯ ШЕСТОЙ ПЕРЕДАЧИ В КОРОБКЕ

Приблизительно до начала 2000-х годов наибольшее распространение получала МКПП с пятью ступенями переключения передач. Изредка в автомобилях бизнес-класса и премиум-сегмента среди представителей немецкой автомобильной промышленности можно было встретить вариант с дополнительной шестой передачей. Лишь впоследствии шести ступенчатая механическая КПП стала ставиться инженерами в подавляющее большинство автомобилей. В настоящее время вариант с пяти ступенчатой трансмиссией на механической основе встречается сравнительно редко, лишь на самых дешёвых комплектациях авто бюджетного класса: «Geely», «ВАЗ» («Лада»), «Renault» и т.д. На том же «Renault Duster» в последнем поколении с завода предусмотрено сразу 2 вариации с ручными КПП: 5-ступенчатая и 6-ступенчатая механическая коробка передач, – и в таком случае сразу возникает резонный вопрос о преимуществах выбора той или иной версии. Для большинства решающим критерием может выступить конечная стоимость автомобилей, оснащенных обеими трансмиссиями – ведь цена модели с 6-ступенчатой МКПП будет порядка 8-10% выше по сравнению с тем же автомобилем с 5-ступенчатым аналогом. Ну а тем, кто располагает достаточным количеством средств и в приоритет ставит качественные характеристики, будет интересно, действительно ли они переплачивают не понапрасну.Если взять автоматические коробки передач, то там, к примеру, разница между 4 и 6 степенями переключений скоростей очень внушительная.

Однако это и связано с тем, что сразу после 4-ступенчатой версии на рынок стали поставляться модели с 6-ступенчатой АКПП, которая исправила многочисленные недочёты предшественника, и с которой началась эра массового перехода с механики на автомат. Что же до ручной коробки, разница не столь очевидна, но она всё же есть, и все факты, кроме цены, говорят в пользу 6-ти ступенчатой МКПП. Её техническое превосходство над предшественником налицо:

• поскольку передачи вместе с увеличением их количества стали более короткоходными, переход между ними стал осуществляться несколько быстрее. Таким образом, автомобиль теряет при каждом переключении меньший промежуток времени и практически не теряет в комфорте передвижения;
• ресурс 6-ступенчатой механики также увеличен по сравнению с предшественником. Это особенно важно для автомобилей, которые постоянно эксплуатируются в предельных режимах, когда двигатель раскручивается до максимальных оборотов. Согласно статистике, в среднем интервал между заменой трансмиссий с 6 ступенями больше на 5-7 тысяч километров пробега автомобиля;

5-ступенчатая коробка передач

• уменьшение показателей расхода топлива также является хорошим преимуществом наличия шестой передачи: поскольку для переключения каждой последующей передачи не нужно так сильно раскручивать двигатель, топливо подаётся лишь под частичным напором, соответственно, его средний расход на протяжении любого отрезка пути будет меньше, нежели на 5-ступенчатом аналоге. Уменьшенный расход на 6 ступенчатой коробке передач механике указывается даже самим дилером в руководстве пользователя, которое идёт в комплекте с автомобилем;

ВАЖНО: особенно следует обратить внимание на расход топлива при езде по трассе на относительно высокой скорости. Если в городском цикле разница будет ещё не столь заметна, то за его пределами наличие шестой передачи у коробки выступит неоспоримым преимуществом. Конкретный пример: на 5-ступенчатой МКПП при скорости 130-140 км/ч двигатель уже будет раскручен до околопредельных величин – 4,5-5 тысяч оборотов в минуту, в то время, как у шестиступенчатой версии это будут всего 2,5-3 тысячи оборотов. Само собой, во втором случае расход уже будет существенно ниже.

• динамические характеристики автомобиля, обладающего 6- тиступенчатой коробкой, однозначно превосходят показатели менее совершенной альтернативы. Разгон до 100 км/ч — 402 метра, ½ мили – во всех перечисленных дисциплинах преимущество будет у авто с шестиступенчатой ручной трансмиссией;
• оснащённость электронными системами, которые подсказывают оптимальный момент для переключения каждой последующей скорости – это ещё один плюс 6-ступенчатой коробки передач механики в плане экономии топлива;

ВЫВОДЫ О НЕОБХОДИМОСТИ 6-СТУПЕНЧАТОЙ МКПП

Согласно всем перечисленным преимуществам, при рассмотрении вариантов с ручной трансмиссией выбор современных автомобилистов должен однозначно падать на автомобили, оснащённые шести ступенчатой механической коробкой передач. Да, по каждому из перечисленных параметров она не слишком значимо выигрывает у 5-ступенчатого аналога, однако если автомобиль приобретается с перспективой на долговечную эксплуатацию, на более чем 1-2 года, увеличенная цена на авто с 6-ступенчатой МКПП непременно окупит себя за счёт тех же трат на бензин либо дизельное топливо.Что касается технического обслуживания первого и второго варианта – несмотря на различие цен на сами коробки, стоимости комплектующих расходных материалов будут приблизительно равны. Сам механизм 6-ступенчатой коробки не так сильно отличается от 5-ступенчатой версии, за исключением нескольких нюансов, потому работа по её ремонту не будет значительно сложнее, а соответственно, по цене на любой станции технического обслуживания будет сопоставима. По динамическим характеристикам 6- ти ступенчатая МКПП до сих пор превосходит даже большинство автоматических и роботизированных коробок, несмотря на то, что в последних применены самые последние инженерные разработки, направленные на увеличение скоростных показателей.

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от «ручного» (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

Принцип работы механической коробки передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на , поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

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

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

• двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Этот тип коробки является наиболее распространенным. через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают . Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих . Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье .

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Заключение

Несомненно, эксплуатация механической коробки передач сопровождается множеством плюсов. Одна экономическая сторона использования коробки чего стоит! А вкупе с надежностью трансмиссии и более «драйверскими» ощущениями от вождения МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.