Четырехступенчатая коробка передач и пятиступенчатая КПП: что лучше

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 крутящего момента 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).

Схема механической коробки модели Touareg:

1 – картер механизма сцепления; 2 –вал первичный; 3 – ведущая шестерня; 4 – муфта синхронизатора; 5 –шестерня VI передачи; 6 –шестерня III передачи; 7 –шестерня IV; 8 –шестерня II передачи; 9 –шестерня I передачи; 10 – шток с вилкой для переключения передач; 11 –шестерня передачи заднего хода; 12 – вторичный вал; 13 – промежуточный вал; 14 – задний отсек КПП; 15 –шестерня I передачи и передачи заднего хода; 16 –шестерня II передачи; 17 –шестерня IV передачи; 18 –шестерня III передачи; 19 –шестерняVI передачи; 20 –шестерня постоянной передачи.

При передаче мощности на колеса задействованы зубчатые колеса, размещенные на первичном, вторичном и промежуточном валах.

• момент вращения сообщается на трансмиссию при помощи дисков механизма сцепления;
• валы опираются на радиальные подшипники;
• шестерни неподвижного типа выполнены совместно с валами;
• подвижные шестерни зацеплены с неподвижными зубчатыми колесами;
• при включении заданной скорости соответствующие синхронизирующие муфты соединяют шестерни с валом вторичным, при этом момент вращения передается на главную передачу, с целью дальнейшего приведения в движение колес автомобиля.

Схема синхронизирующей муфты

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.

Устанавливаем шестерню шестой скорости

Инструкция по установке и порядок выполнения:

• Взять стандартный набор инструмента для снятия и разборки коробки и инструмент, описанный выше
• Необходимо выполнить все процедуры и принять меры безопасности, как при снятии коробки
• Выполнить снятие КПП(см.ВАЗ 2109 ремонт КПП: как выполняется правильно) по всем правилам с помощником
• Выполнить разборку коробки до снятия с нее корпуса включительно

Коробка, разобранная до снятия корпуса

• Заменяем шток для вилки 5-той скорости на шток 5-той-6-той скорости
• Закручиваем корпус обратно
• Если сходу не удалось установить шестерни 5-той передачи вторичного вала, из за нехватки места для игольчатого подшипника, тогда берем болгарку и шлифуем либо подшипник, либо дистанционное кольцо (выполняем стачивание на один миллиметр)
• Потом выполняем надевание нижнего стопорного кольца ступицы синхронизатора на втулку нашего вторичного вала
• Затем вставляем снизу сточенное нами дистанционное кольцо, напрессовываем на вторичный вал втулку (при этом возможно понадобиться поработать молотком)
• При разборке, скорее всего, надо будет пожертвовать ступицей синхронизатора, вряд ли будет возможно спрессовать ее без повреждения
• Вставляем игольчатый подшипник 5-той передачи
• Затем устанавливаем дистанционное кольцо для шестерни 5-той скорости
• Вставляем шестерню 5-й скорости совместно с блоком шестеренок 5-той-6-той скоростей первичного вала
• Затем устанавливаем блок. Кольцо для синхронизатора 5-той передачи
• За ним следом устанавливаем на ступицу синхронизатора для первой-второй передач наш синхронизатор (от бывшей 5-той передачи)
• Напрессовываем на втулку от вторичного вала ступицу в комплекте (сборе) с вилкой и муфтой, пока вилку не привинчиваем к штоку
• Надеваем второе стопорное колечко
• Устанавливаем блок
• Затем кольцо синхронизатора 6-той скорости
• Просовываем шестеренку 6-той скорости вторичного вала на ее место, для этого приподнимаем блок 5той-6-той передачи первичного вала
• Это делается без подшипника, потому что иначе просто не лезет
• Если выполнить эту манипуляцию не получится, придется собирать блок 5-той-6-той скоростей в руках
• Затем можно вставлять игольчатый подшипник 6-той передачи
• Включаем 2-рую передачу при помощи штока
• Руками включаем 5-тую передачу, при этом, не выключая вторую
• Ключом 6-гранником на 12, закручиваем гайку первичного вала
• Затем делаем отметку под болтик М6 на гаечке напротив отверстия блока 5-той-6-той скоростей
• Откручиваем гайку обратно
• Делаем на ней специальную фиксирующую лунку, применяем для этого болгарку (вам по месту будет понятно, где именно)
• Уменьшаем высоту головки болтика от РДТ , чтоб он больше не задевал ей за подшипник
• Непременно смазываем «Локтайтом» все гайки валов, затем закручиваем их
• Закручиваем фиксирующий болтик с резьбой М6
• Напрессовываем внутренние части от роликовых подшипников на гайки валов
• Впрессовываем в крышку коробки оставшиеся детали подшипников
• Заменяем две шпильки в корпусе КПП на приобретенные
• Надеваем крышку. Она будет задевать за стальную пластинку
• Поэтому, при установке ее нам придется стачивать крышку дрелью с шарошкой

Специфика КПП.

Как приводятся валы в действие понятно. Теперь стоит рассмотреть другие важные параметры, такие как количество валов, способ переключения для «ручки».

Количество валов.

Следует запомнить, что существует две основные схемы работы МКПП, основанные на включении выбранной пары шестерен, от этого зависит величина крутящего момента:

1. двухвальная, имеет одну ступень зацепления оси, ведущим (первичным) и ведомым (вторичным) валом, такая схема используется для переднемоторных, переднеприводных автомобилей, а также заднемоторных, заднеприводных;
2. трехвальная, обладает двумя ступенями зацепления оси, помимо ведущего и ведомого вала (они располагаются параллельно друг другу) есть третий, промежуточный (размещается параллельно первым двум), используется для переднемоторных моделей (задне – или полноприводных).

Многовальные по своей конструкции, принципу действия полная аналогия двухвальных, только вторичных валов может быть несколько, встречаются МКПП, оборудованные тремя, четырьмя валами, у них нет промежуточного вала, количество передач не меньше шести, отличаются компактными размерами, переменным числом зацеплений, последовательным редуцированием.

Еще один редкий тип безвальная механика, встречается очень редко. Трехвальные коробки могут быть соосными (вторичный и первичный вал с прямой передачей, схема характерна для заднеприводных моделей) и несоосными (без прямой передачи, оборудованные раздаточной коробкой, что характерно полноприводным моделям).

Способ переключения ступеней и число ходов

По числу ходов, общему количеству муфт КПП делятся на двух-, трех-, четырех-, пятиходовые.

Существует несколько основных способов переключения. Начнем с самого малораспространенного, на основе подвижных шестерен кареток. Практически не встречается из-за сложной схемы. Переключение возможно только при неподвижных валах.

Вторая схема кулачковая. Используются кулачковые торцевые муфты, шестерни постоянного зацепления. Встречается очень редко у спортивных автомобилей, гоночных болидов, потому что требует высоких профессиональных навыков от водителя, некоторые сильно греются, подвержены повышенному износу, предназначена для эксплуатации на высоких скоростях. Специфика переключения может быть секвентальной и поисковой.

Третья схема наиболее распространенная. Это МКПП, имеющие постоянное сцепление шестерен. Переключение производится при помощи зубчатых муфт. Выше представлены схемы двухвальной и трехвальной трансмиссии. Отметим одну существенную деталь. КПП может быть с синхронизаторами и без синхронизаторов. Синхронизаторы это специальный узел, предназначенный для выравнивания угловых скоростей шестерен, что позволяет предотвратить их деформацию и разрушение.

1. ступица;
2. муфта;
3. блокировочное кольцо;
4. сухари;
5. проволочные кольца.

Такая схема используется на большинстве современных МКПП. Но встречается еще схема без синхронизаторов. Тут необходимы специальные навыки пользования. Прием называется двойной выжим. Чтобы включить повышенную нажимается сцепление, рычаг переводится в нейтральное положение. Затем сцепление отпускается. Потом сцепление снова нажимается, рычаг переводится на высшую передачу. Чтобы переключиться на пониженную требовалось выжать сцепление, переключить рычаг в нейтральное положение, отпустить сцепление, нажать на педаль акселератора, нажать сцепление, переключить рычаг, отжать сцепление. Большинство современных КП такую схему уже не используют, только раздатки (раздаточных коробках).

Четвертая схема – фрикционное переключение ступеней. Такая схема свойственна автоматам (гидромеханическим схемам, где есть гидротрансформаторы или гидромуфты). Хотя есть исключения. Для полноты картины отметим схему, при которой переключение выполняется при помощи муфт, центробежных или инерционных.

Чем отличается автоматическая коробка передач от механической

Чтобы сдвинуть автомобиль с места на ровном участке, нужно преодолеть силу инерции и создать наибольшую тягу на ведущие колеса. Полезный крутящий момент двигателя достигается только в определенном диапазоне частот. Если силовой агрегат напрямую соединить с колесами, то КПД мотора снизится. Чтобы обороты двигателя работали с максимальной отдачей, в схему включен посредник — автоматическая или механическая коробка передач.

Механическая коробка представляет собой блоки шестерней, расположенные на 3 валах: входном, промежуточном и выходном. Входной вал соединен с коленчатым валом двигателя и промежуточным валом. Зубчатые колеса промежуточного вала сцеплены с колесами выходного неподвижного вала.

Шестерни вращаются независимо от выходного вала. Диаметры колес подобраны под передаточное отношение, достаточное для передачи крутящего момента на колесный привод при разном режиме движения. Если шестерню жестко соединить с валом, их скорости уравняются. Для этого используют синхронизаторы, в состав которых входит муфта включения, ступица с сухарями, кольцо блокировки.

Принцип работы МКПП заключается в ручном переключении выходных шестерней, которые зацепляются с приводами двигателя и колес. Для управления коробкой водитель использует рычаг и педаль сцепления.

Двигая рычаг, водитель приводит в действие шток. Шток с помощью вилки управляет муфтой включения. Перемещение муфты влияет на положение сухарей ступицы, которые прижимают кольцо блокировки к шестерне. Под действием силы трения кольцо останавливается, и шлицы муфты сцепляются с шестерней.

Решить проблему прерывания подачи крутящего момента смогла гидромеханическая АКПП. Соответственно принцип действия, конструкция и управление автомата отличается от механики.

Принцип работы АКПП

В основе автоматической коробки передач лежит планетарный механизм. Он состоит из набора шестерней, которые вращаются вокруг «солнца». У планетарного ряда 2 входа и 1 выход. Изменение входных скоростей с помощью пакетов фрикционов позволяет управлять вращением выходного вала.

Роль сцепления в автомате выполняет гидротрансформатор. Передача и преобразование момента двигателя происходит через трансмиссионную жидкость. Гидротрансформатор гасит вибрации силового агрегата и коробки, и автомобиль все время движется плавно.

Читать далее: Киа Соренто 2020 фото цена и характеристики нового кроссовера 4-го поколения от KIA

Чем отличается механика от автомата, так это простой конструкции. АКПП — сложно скомпонованный механизм, из которого вытекают основные недостатки коробки.

Основные неисправности КПП ВАЗ 2106

Являясь механическим устройством, тем более подвергающимся постоянным нагрузкам, коробка переключения передач не может не ломаться. И даже если она будет обслуживаться в соответствии с требованиями завода-изготовителя автомобиля, все равно придёт время, когда она «закапризничает».

К основным неисправностям КПП ВАЗ 2106 можно отнести:

• подтекание масла;
• шум (хруст, треск, визг) при включении скорости;
• нехарактерный для работы КПП звук, изменяющийся при выжимании сцепления;
• усложнённое (тугое) переключение передач;
• отсутствие фиксации рычага переключения скоростей;
• самопроизвольное выключение (выбивание) передач.

Рассмотрим эти неисправности в разрезе причин их возникновения.

Подтекание масла

Подтекание смазки в КПП можно определить по следам на земле или защите картера двигателя. Тянуть с устранением этой проблемы нельзя, т. к. недостаточный уровень масла обязательно повлечёт ряд других неисправностей. Причинами подтекания могут быть:

• повреждение манжет валов;
• износ самих валов;
• высокое давление в КПП вследствие засорения сапуна;
• ослабление затяжки болтов картерных крышек;
• нарушение целостности уплотнителей;
• ослабление затяжки пробки для слива масла.

Шум при включении скоростей

Посторонний шум, возникающий при переключении передач, может свидетельствовать о таких неисправностях:

• неполное выключение сцепления (хруст);
• недостаточный объём масла в коробке (гул, визг);
• износ шестерён или деталей синхронизаторов (хруст);
• деформация колец блокировки (хруст);
• износ подшипников (гул).

Звук, нехарактерный для работы КПП

Появление звука, нехарактерного для нормальной работы КПП и исчезающего при выжимании сцепления, может быть связано с:

• низким уровнем смазки в коробке;
• повреждением шестерён;
• неисправностью подшипников.

Усложнённое включение передач

Проблемы с переключением передач, не сопровождающиеся посторонними шумами, могут свидетельствовать о таких неисправностях, как:

• деформация или повреждение вилок переключения скоростей;
• затруднённый ход штоков вилок;
• усложнённое движение подвижной муфты соответствующей передачи;
• заедание в шарнирном соединении переключающего рычага.

Отсутствие фиксации рычага

В случае если рычаг переключения передач после включения скорости занимает предыдущее положение, скорее всего, виновата оттяжная пружина. Она может либо растянуться, либо же сломаться. Возможно также соскальзывание одного из её концов с места крепления.

Выключение (выбивание) скоростей

При не контролированном выключении передач могут иметь место следующие неисправности:

• повреждена пружина синхронизатора;
• изношен венец синхронизатора;
• деформированы блокирующие кольца;
• повреждены гнёзда штоков.

Таблица: неисправности коробки передач ВАЗ 2106 и методы их устранения

Шум в коробке передач
Шум подшипников	Замените дефектные подшипники
Износ зубьев шестерён и синхронизаторов	Замените изношенные детали
Недостаточный уровень масла в коробке передач	Долейте масло. При необходимости устраните причины утечки масла
Осевое перемещение валов	Замените детали, фиксирующие подшипники, или сами подшипники
Затруднённое переключение передач
Заедание сферического шарнира рычага переключения передач	Зачистите сопрягающиеся поверхности сферического шарнира
Деформация рычага переключения передач	Устраните деформацию или замените рычаг новым
Тугое движение штоков вилок (заусенцы, загрязнение гнёзд штоков, заклинивание блокировочных сухарей)	Отремонтируйте или замените изношенные детали
Тугое движение скользящей муфты на ступице при загрязнении шлицев	Очистите детали
Деформация вилок переключения передач	Выправьте вилки, при необходимости замените их
Самопроизвольное выключение или нечёткое включение передач
Износ шариков и гнёзд штоков, потеря упругости пружин фиксаторов	Замените повреждённые детали новыми
Износ блокирующих колец синхронизатора	Замените блокирующие кольца
Поломка пружины синхронизатора	Замените пружину
Износ зубьев муфты синхронизатора или зубчатого венца синхронизатора	Замените муфту или шестерню
Утечка масла
Износ сальников первичного и вторичного валов	Замените сальники
Ослабление крепления крышек картера коробки передач, повреждение уплотнительных прокладок	Подтяните гайки или замените уплотнительные прокладки
Ослабление крепления картера сцепления к картеру коробки передач	Подтяните гайки

Принцип работы и устройство двухвальной МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Для несведущих в этих вопросах людей суть функционирования МКПП возможно объяснить упрощенно, для понимания сути вопроса.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количество оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотом снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная МКПП состоит:

• ведущий и ведомый вал;
• шестерни ведущего и ведомого валов;
• главная передача;
• дифференциал;
• синхронизаторы;
• механизм переключения передач;
• корпус — картер.

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Без промежуточного вала, характерного для трехвальных МКПП, габариты агрегата меньше, как и вес, но увеличенное количество шестерен приводит к снижению КПД. Компактный размер такой трансмиссии позволяет устанавливать ее и на тяжелые мотоциклы.

Параллельно первичному валу, на котором закреплены шестеренки, располагается вторичный с набором шестеренок. Шестеренки валов постоянно взаимодействуют друг с другом и при этом свободно крутятся на оси.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестерёнками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины. Дифференциал дает возможность вращаться колесам с разной скоростью, что становится заметным на попадание одного из ведущих колес на скользкую поверхность.

Механизм переключения ступеней обычно располагается вне корпуса трансмиссии. Связь между ним и трансмиссией осуществляется с помощью тросов и тяг. Наиболее простым и распространенным является переключение с помощью тросов.

Устройство механизма переключения скоростей:

• трос выбора ступеней и рычаг управления;
• трос включения скоростей и рычаг их выбора;
• шток включения передач с вилками и рукоятка включения скоростей;
• блокирующий замок.

При выборе ступеней происходит поперечное перемещение рычага управления, при включении — продольное.

Принцип работы двухвальной коробки во многом сходен с функционированием трехвальной. Основным отличающим принципом является некоторая специфика работы переключающего ступени механизма.

При включении конкретной скорости рычаг управления будет двигаться и продольно и поперечно. При поперечном перемещении усилие переходит на трос, который действует на рычаг выбора ступеней, который, с свою очередь, поворачивает шток вокруг оси и способствует выбору требуемой передачи.

Назначение и устройство МКПП

МКП на данный момент не самые распространенные, хотя тоже широко используются благодаря надежности, простоте конструкции, ремонтопригодности. Скорость выбирает и переключает водитель вручную. Главное назначение МКПП — преобразование крутящего момента и его передача от мотора на колеса, изменяя передаточное число.

Устройство МКПП:

1. корпус, он же картер;
2. два, три или больше валов: ведущий, ведомый (может быть два или больше), промежуточный (если модель с тремя валами);
3. шестерни валов;
4. рычаг переключения скоростей;
5. синхронизатор (2 блокировочных кольца, муфта, сухари),
6. проволочные кольца;
7. подшипники, сальники.

По количеству валов МКП делятся на:

По количеству ступеней бывают

Неотъемлемая часть МКП сцепление, отсоединяющая коробку от мотора, не повреждая в процессе переключения агрегаты. Говоря упрощенно, сцепление выключает крутящий момент, переключая двигатель и колеса на холостую работу.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

МКПП с двумя валами устанавливаются в легковые авто с передним приводом. Какое-то количество шестеренок вращаются, остальные закреплены, шестерни ведущего и ведомого валов зацеплены. На каждый вал обязательно установлен хотя бы один синхронизатор.

Принципиальная схема устройства двухвальной коробки передач

Для чайников принцип работы можно объяснить как соединение шестерен с разным количеством зубьев, чтобы приспособить работу двигателя (обороты) к постоянно меняющейся скорости автомобиля при разгоне или торможении.

Первичный вал через маховик соединен с коленвалом двигателя, передаточные числа передаются с него на вторичный, потом на передние колеса через главную передачу и дифференциал. Благодаря отсутствию промежуточного вала у такой КПП небольшие размеры.

Для соединения шестерен используются муфты синхронизаторов. При необходимости увеличить количество ступеней в КП устанавливают 2 или 3 вторичных вала.

Переключающий скорости механизм располагается отдельно от трансмиссии, связывается с ней тягами или тросиками.

Устройство механизма для переключения скоростей:

• рычаг выбора передачи, оснащенный тросом для ее включения;
• шток, оснащенный вилками;
• рукоятка для переключения скорости;
• блокирующий замок.

В процессе изменения скорости рычаг перемещается вертикально и горизонтально, переводя усилие на устройство, выбирающее нужную передачу.

Трехвальная коробка передач — устройство и принцип работы

Трехвальные коробки передач монтируются на автомашины с задним приводом, устройство и принцип работы мало отличается от агрегата с двумя валами, основное отличие конструкции — присутствие дополнительного (промежуточного) вала.

Устройство 3-вальной, 5-ступенчатой коробки передач

1 — первичный вал; 2 — крышка подшипника; 3 — выключатель света заднего хода; 4 — манжета первичного вала; 5 — задний подшипник первичного вала; 6 — шестерня привода промежуточного вала; 7 — сапун; 8 — шестерня 3-й передачи; 9 — передний картер; 10 — шестерня 1-й передачи; 11 — шестерня заднего хода; 12 — штоки переключения передач; 13 — шарик-фиксатор; 14 — пружина; 15 — рычаг переключения; 16 — защитный уплотнитель; 17 — колпак рычага; 18 — корпус рычага переключения; 19 — задний картер; 20 — вторичный вал; 21 — манжеты удлинителя заднего картера; 22 — сталебаббитовая втулка; 23 — шестерня привода спидометра; 24 — привод спидометра; 25 — задний подшипник промежуточного вала; 26 — шестерня 5-й передачи; 27 — болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода; 28 — промежуточная шестерня заднего хода; 29 — промежуточный вал; 30 — маслозаливная пробка.

Соединенный со сцеплением первичный вал через шестеренчатую передачу передает крутящий момент промежуточному, все шестерни которого жестко зафиксированы. Первичный и вторичный валы вращаются в одной оси, но независимо друг от друга. Шестерни первичного вала не зафиксированы, вторичный с промежуточным сцеплены постоянно. Между шестеренками вторичного вала монтируются выравнивающие скорость вращения синхронизаторы.

Механизм переключения (шток, рычаг, вилки), монтируется на корпус коробки. Устанавливается так же устройство, предотвращающее одновременное включение двух скоростей.

Существуют типы механических КПП с большим количеством ступеней (от 4-х до 6-и), оснащенные дополнительными коробками передач, которые называют редукторами. Они бывают понижающие (демультипликаторы), повышающие (мультипликаторы). Первые с двумя, тремя скоростями монтируются за КПП, до 3-х раз уменьшает передаточное число. Вторые монтируются перед КПП, в 2 раза увеличивают количество передач.

Виды механических коробок передач

Кроме количества валов и ступеней КПП классифицируются в зависимости от наличия-отсутствия синхронизаторов. Если их нет, переключение скоростей требует определенного времени, которое сокращается при регулировании коробки и манипуляций с педалями газа и сцепления. Такие МКПП более надежны при высоких нагрузках, поэтому устанавливаются на мотоциклах, спортивных авто, сельхозтехнике, тяжелых грузовиках, в которых синхронизацию невозможно использовать по техническим причинам.

К механическим относят и роботизированные коробки. Их конструкция такая же, включая наличие диска сцепления, но управление осуществляется электроникой, выполняющей функции педали. Схема переключений тоже не отличается.

Принцип работы КПП

Устройство любой коробки передач: сцепление (которое в автоматической коробке называются гидротрансформатором); передаточный механизм из шестерен (планетарный ряд); компоненты, переключающие передачи; система управления.

Принцип работы механической КПП более или менее понятен: водитель вручную переключает передачи, создавая различные комбинации шестерен. Ведущий вал через сцепление соединен с коленвалом двигателя, с ведомым валом соединение не фиксированное.

Нужная пара шестерен выбирается при помощи вилок управляющего механизма. Рукояткой передвигаются приводы, муфты, ползуны. Механизм выбора передачи устанавливается в трансмиссии, на руле или в кузове.

На коротком видео ниже показана вся суть механической коробки передач

Синхронизатор, уравнивающий вращением валов, дает возможность менять скорость без вреда агрегату. Чтобы поменять передачу, нужно нажать на сцепление, отсоединяющее коробку от двигателя. Затем включаем нужную передачу (при старте — первую). Педаль отпускается после изменения скорости.

Как работает синхронизатор:

1. при расположении рычага на нейтральной, двигатель не взаимодействует с колесами, шестерни свободно крутятся;
2. после того, как водитель включил передачу, кулиса соединяет рычаг с коробкой, вилка двигает муфту к нужной шестерне через тросики;
3. одновременно сухари двигают блокирующее кольцо;
4. вращением шестерни и вала создается трение, благодаря которому до упора проворачивается кольцо;
5. муфта перестает двигаться из-за того, что кольцо и шестерня расположились друг против друга;
6. скорости выравниваются, муфта может пройти через кольцо, чтобы соединиться с нужной шестерней, передать крутящий момент;
7. шестерня и вал блокируются, скорость включается.

Устройство синхронизатора

1 — ступица; 2 — скользящая муфта; 3 — блокировочное кольцо; 4 — пружина; 5 — стопорное кольцо; 6 — косозубая шестерня передачи; а) прямозубый дополнительный венец шестерни; б) внутренняя рабочая поверхность скользящей муфты.

Иногда синхронизатор включает 2 шестерни одновременно. Чтобы авто двигалось задним ходом, монтируется дополнительный вал, оснащенный промежуточной шестерней.

Автоматическое устройство

Еще в пятидесятые годы прошлого века появились АКПП, расшифровывается это название – автоматическая тип коробки переключения передач, всем стала править автоматика. Такая альтернатива трансмиссии транспортных средств стала особенно привлекательной для новичков и женщин, которым было тяжело совладать с механической коробкой передач.

По сравнению с роботами, коробка передач, имеющая автоматическое переключение, более плавная, даже контрактные устройства с автомобилей, которые подверглись аварии, все равно надежнее, чем «роботы».

Но есть и отрицательные моменты. Так АКПП имеет больший вес нежели механика, так как в ней находятся тяжелые планетарные ряды, а не простые шестеренки.

Рычаги заменяет сложная гидравлика, сцепление – это гидротрансформатор, который не может работать в полной мере так, как это устраивало бы инженеров, поэтому они вынуждены увеличивать число фрикционных накладок. Все это во много раз утяжеляет машину, что ведет к ее более медлительному ходу и увеличению расхода топлива.

Достаточно часто можно увидеть АКПП с восемью передачами. Но каким бы хорошим ни было описание трансмиссии автоматики, все равно она проигрывает механической коробке в том, насколько эффективно она работает.

Конструкционные особенности и работа автоматической коробки

Автоматическая коробка передач позволяет снизить нагрузку с водителя во время езды и исключает необходимость постоянного пользования рычагом. АКПП делятся на два подвида: на основе работы гидротрансформатора и на основе электроники. Структурно они практически не различимы. Выделяют АКПП для переднего и заднего привода. В первом случае коробка передач более компактна и наделена дифференциалом.

Состоит автоматическая коробка передач из:

1. Гидротрансформатора. Играет роль сцепления, аналогично механической коробке, но не требует непосредственного управления. Установлен в промежуточном кожухе, подвергается высоким нагрузкам, поэтому обильно смазан трансмиссионной жидкостью. Помимо стандартной роли, гидротрансформатор сглаживает вибрацию силового узла и контролирует давление в системе управления.
2. Тормозная лента и фрикционы. Служат для непосредственного переключения передач.
3. Устройство контроля. Состоит из поддона, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.
4. Планетарный ряд. Если в МКПП чаще используются валы, параллельно расположенные относительно друг друга, то в АКПП используется принцип планетарных передач. Несколько механизмов обеспечивают передачу крутящего момента при помощи фрикционных элементов и других механизмов. Для фиксации элементов планетарной системы используется тормозная лента.

Плюсы гидравлической АКПП

• Ресурс от 120 тыс. до 1 млн километров. Отработанная десятилетиями конструкция, надежная и долговечная, способная проработать всю жизнь автомобиля.
• Современные многоступенчатые АКПП превосходят в экономичности и скорости переключения механику.
• Самая комфортная из трансмиссий. Плавные незаметные переключения, двигатель работает в широком диапазоне оборотов, не создавая акустической усталости.
• Почти все АКПП достойно переживают «бытовые» пробуксовки, остальные типы коробок передач этим похвастаться не могут.
• При старте с места нет отката.
• Отлично работает на всех скоростях, от маленьких до очень высоких.
• Трансмиссия уберегает двигатель от чрезмерных нагрузок, повышая его ресурс. Механическая связь с ним отсутствует, на него не передаются вибрации и удары, что также повышает его ресурс.
• Эффективно тормозит двигателем.
• Наличие дополнительных режимов, расширяющих возможности трансмиссии. Например, зимний режим для мощных автомобилей с задним приводом и внедорожников позволяет им свободно тронуться на льду. От водителя с механической коробкой передач в таком случае будет необходимо очень развитое чутье автомобиля и навыки.

Минусы гидравлической АКПП

• дорогие в производстве;
• вероятность поломки выше, чем у МКПП;
• дорогой и сложный ремонт;
• динамика автомобиля, его КПД и расход зависят от удачности и новизны трансмиссии. Старые АКПП значительно уменьшали динамику автомобиля и повышали расход;
• невозможно завести «с толкача» из-за необходимости наличия давления масла в системе и работающего масляного насоса.