Механической коробкой передач называют механизм корректировки и изменения крутящего момента, который передается с вала двигателя внутреннего сгорания непосредственно через механизмы трансмиссии на все ведущие колеса транспортного средства. Существует важное отличие механической коробки передач от других типов. Так, переключение передачи может происходить как в ручном режиме, так и в режиме полуавтомат (в таком случае используются сервоприводы сцепления или же гидромуфты).

Данное устройство является самым распространенным типом среди автолюбителей из всех возможных коробок переменных передач. Так, механическая коробка переменных передач отличается своей суровой долговечностью, а также элементарностью в обслуживании и самым высоким коэффициентом полезного действия.

В коробке переменных передач трехвальной, то есть, в устройстве установлены три вала – первичный , вторичный и промежуточный. Посредством сцепления происходит соединения переднего вала с коленчатым валом (коленвалом) двигателя внутреннего сгорания. Вал вторичный соединяется с карданным валом, который передает вращающий момент напрямую к главной передаче, или же с самой главной передачей (такое случается в автомобилях, которые имеют задний привод, а также в тех транспортных средствах, трансмиссии которых разнесены).

Интересующий нас промежуточный вал является посредником в передаче вращающего момента с помощью шестерен непосредственно с первичного вала на вторичный. Так, и первичный вал, и вторичный вал устанавливаются в транспортном средстве таким образом – передняя часть, которая относится к вторичному валу, входит напрямую в паз задней части первичного вала, посредством чего и совершается вращение на подшипнике в нем. Оба механических вала, и первичный, и вторичный, связываются только шестернями промежуточного вала. Важно знать, что вращение в данных устройствах совершается независимо друг от друга. На валу первичном достаточно сильно закреплена одна ведущая шестерня. Именно данная деталь напрямую сцепляется с шестерней, которая является частью промежуточного вала. На валу вторичном располагается блок шестерен, который, собственно, ничем не ограничен и вращается свободно. Все шестерни вала вторичного располагаются на конкретном определенном участке вала.

Следовательно, все потенциальное продольное перемещение по валу напрочь исключается и не может быть возможным. В тот же час механизм, который отвечает напрямую за переключение передач производит блокировку выбранной шестерни на валу вторичном, таким образом передает ему вращающий момент через шестерню промежуточного вала от первичного вала. Именно таким способом происходит процедура переключения, или включения передач.

Уже было упомянуто, что набор шестерни, который располагается на промежуточном валу, достаточно сильно закреплен. Так, все шестерни всегда находятся в пространстве вечного зацепления. У первичного вала шестерня передает вращение ведомой (первой) шестерне вала промежуточного. Так, вместе с валом промежуточным происходит вращение его шестерен. При таком вращении шестерни происходит передача вращения парам согласованных шестерен вторичного вала, который всегда находятся в одном зацепленном положении. Таким образом при работающем двигателе и включенном сцеплении все шестерни, как первичного, так и промежуточного, так и вторичного валов находятся в непосредственном вращении, которое вообще не зависит от выбранной определенной передачи. Для того чтобы уменьшить износ и компенсировать воздействующие на шестерные зубья силы все шестерни современных механических коробок переменных передач производятся косозубыми.

1. Коробка переключения передач и правильная эксплуатация.

В современном мире существует несколько типов коробок переменных передач, которые, в зависимости от нравов и желаний автовладельца, тем или иным образом выбираются автолюбителями. Первой и самой распространенной коробкой переменных передач является механическая коробка. Данный механизм актуален в тех случаях, когда речь идет о непосредственном ручном переключении передачи. Также, при всем этом данное устройство конструктивно являет собою цилиндрический многоступенчатый редуктор. Помимо механической коробки переменных передач широкого распространения получила автоматизированная коробка. Данное устройство хорошо тем, что в зависимости от множества факторов может самостоятельно произвести выбор правильного придаточного числа. При всем этом, данное действие не нуждается в участии водителя транспортного средства.

Помимо этих двух систем достаточно интересным феноменом является роботизированная коробка переменных передач. Главная особенность данной системы заключается в том, что она являет собою стандартную обычную механическую коробку передач, но уже с автоматической функцией. Это, в свою очередь, означает то, что переключение самих передач и переключение сцепления выполняется посредством автоматизированной функции. И заключительной системой, которую нельзя оставить без особого внимания является вариативная коробка переменных передач, которая позволяет передавать усилие двигателя внутреннего сгорания непосредственно к ведущим колесам бесступенчато.

Основные причины, которые представляют угрозу для возникновения поломок и различных неисправностей являются зачастую нарушения правил по эксплуатации устройств. Так, основными элементами этих нарушений являются: эксплуатация автомобиля с неисправной системой сцепления, и, естественно, использование автомобилистом масел низкокачественного производства. Помимо этого, достаточно негативно может отражаться очень низкое качество комплектующих работ, а также проведение низко профессиональных работ ремонтных и технического обслуживания. Именно поэтому перед тем как обратиться в тот или иной сервисный центр, следует убедится в том, что обслуживание транспортного средства в данном автомобильно-ремонтном центре производится на очень высоком уровне. Все, теперь можно переходить к непосредственному осмотру устройства коробки передач.

2. Промежуточный вал и другие комплектующие КПП.

Абсолютно все коробки переключения передач являются ничем иным, как набором шестерен и валов. Данные шестерни закрепляются в корпусе валов, вследствие вращения валов происходит соприкосновение и взаимодействие этих деталей. Посредством сцепления происходит соединение ведущего вала с маховиком. В свою очередь, ведомый вал имеет очень жесткое скрепление с карданным валом. Важно отметить, что основная функция промежуточного вала заключается в передачи вращения от ведущего вала к ведомому валу. Первые два вала имеют особое и последовательное расположения. Вторичный вал основную опору видит в подшипнике, который устанавливается в хвостовой части первичного вала. Тем не менее, в данном случае речь о жесткой определенной связи даже не может иметь право на существование, так как устройства работают вне зависимости друг от друга.

Что касается непосредственно промежуточного вала, то его месторасположение очень просто и предельно ясно, исходя из основной функции его плодотворной работы. Так, данное устройство находится под двумя вышеуказанными валами. Помимо этого, очень важную роль в обеспечении переключении передачи играют муфты и шестерни. В моменты переключения скорости, то есть, перемещения рычага коробки переменных передач, в движение приводятся специальные вилки. Данные элементы отвечают непосредственно за переключение передач. В свою очередь, посредством данных устройство происходит перемещение муфты, при чем, специальный замок напрочь отбрасывает даже потенциальную возможность в одновременном включении нескольких передач автомобиля.

3. Как узнать, когда сломался подшипник или сальник промежуточного вала?

Существует огромное количество причин, которые служат тому, что коробка переменных передач приходит в неисправность или ее работа является не правильной. Основной характерной определяющей составной данных причин может быть неопределенный стук. Важно знать, что чем сильнее данный стук слышен, тем сильнее была повреждена коробка переключения передач. Данный стук может свидетельствовать о нескольких проблемах. Это может быть износ и стирание зубьев шестеренок. В таком случае следует произвести комплексную замену абсолютно всех шестеренок. Это связано с тем, что все зубья шестерен проходят процедуру деформации в равномерном порядке. Помимо этого о данной проблеме могут свидетельствовать и определенные внешние признаки: затрудненное переключение и включение передач, самопроизвольное выключение передач, которое происходит посредством «выскакивания» рычага из передачи на нейтральную.

Помимо этого существует определенная вероятность, что из строя был выведен подшипник промежуточного вала. Если случилась такого рода неисправность, то возникает характерный шум в периоды непосредственной работы коробки переключения передач. Помимо этого возникает и самопроизвольное и неконтролируемое выключение передач. Когда такая неисправность возникла в транспортном средстве, то следует произвести незамедлительную замену неисправной детали.

О том, что работа промежуточного вала является неправильной и некорректной может свидетельствовать такой признак: в моменты включения 2-й, 3-й и 5-й передач, или же включения всех передач на карданный вал необходимый крутящий момент вовсе не передается. Это очень важная проблема, следовательно, нужно незамедлительно ее решить. В таком случае возникает ослабление в посадке шестерни промежуточного вала. Данную поломку можно исправить двумя способами: или с помощью сварки произвести закрепление нужной шестерни, или же произвести тотальную замену всего промежуточного вала – целиком. Если же возникает иная проблема, которая заключается в появлении вытекания масла, это свидетельствует о том, что сальник промежуточного вала нуждается в срочной замене.

Если говорить честно, то какой бы не была проблема, какой характер не носила и какие последствия не несла, в любом случае нужно незамедлительно решить возникающие неисправности, так как они могут повлиять непосредственно на всю систему транспортного средства, а в некоторых случаях привести к полной неисправности. Так что бережное отношение и регулярная проверка состояния своего транспортного средства в скором времени оправдают свои заботы.

Подписывайтесь на наши ленты в

02.07.2013 - Устройство автомобиля

представляет собой набор шестерен, которые входят в зацепление в различных сочетаниях, образуя несколько передач или ступеней с различными передаточными числами. Чем больше число передач, тем лучше автомобиль «приспосабливается» к различным условиям движения.

Преимущества:

• Наименьшая по сравнению с другими типами КПП стоимость и масса;
• Высокие КПД, топливная экономичность и динамика разгона;
• Простота и отработанность конструкции, а следовательно - высокая надежность;
• Не требуют дорогостоящих расходных материалов, просты в обслуживании;
• Благодаря жесткой связи двигателя с ведущими колесами, водитель может более эффективно использовать автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
• МКПП допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии, поэтому такой автомобиль легко пускается «с толкача» и может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.

Недостатки:

• Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках, необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков;
• Ступенчатое изменение передаточного отношения;
• Малый ресурс сцепления.

Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных и заднемоторных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы этих коробок передач имеют различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Как следует из названия, такая коробка имеет три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

Ведущий вал соединяется со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Далее крутящий момент передается через шестерню, находящуюся на валу в жестком зацеплении, на промежуточный вал.

Промежуточный вал расположен параллельно ведущему валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Такое расположение осуществляется за счет подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и свободно вращается на нем. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом, но могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах (кроме заднего хода).

Шестерня ведущего вала, блок шестерен промежуточного и ведомого вала находятся в постоянном зацеплении. При нейтральном положении рычага переключения крутящий момент от двигателя на ведомый вал не передается, а его шестерни свободно вращаются. При перемещении рычага КПП, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора, который обеспечивает выравнивание (синхронизацию) угловых скоростей шестерни ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Ведомый вал передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. При соединении синхронизатором первичного и вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая передача. Передаточное число прямой передачи равно единице. На прямой передаче шестерни вращаются вхолостую и не изнашиваются, коробка работает с максимальным КПД. Движение задним ходом обеспечивается за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси. Шестерни трехвальной коробки передач обычно (кроме первой передачи и передачи заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны и бесшумнее в работе, чем прямозубые.

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен, а не одна шестерня, как в трехвальной коробке. Промежуточный вал отсутствует. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Однако прямой передачи в двухвальной коробке нет. Каждая передача, кроме заднего хода, создается одной парой шестерен, а не двумя, как в трехвальной коробке. Это повышает КПД двухвальной коробки, но не позволяет добиться большого передаточного числа. Поэтому и применяется она только в легковых автомобилях.

Как работает синхронизатор

Синхронизатор служит для бесшумного переключения передач путем выравнивания угловых скоростей включаемых элементов. Он состоит из ступицы 1, муфты 2, двух блокировочных колец 3, трех сухарей 4, двух проволочных колец 5. Ступица устанавливается на шлицах вторичного вала и жестко фиксируется. На ступице нарезаны наружные зубья и пазы под сухари. Муфта расположена на зубьях ступицы и в среднем положении удерживается сухарями, выступы которых входят во внутреннюю кольцевую канавку муфты. Сухари прижимаются к муфте упругими кольцами (как вариант, вместо колец могут использоваться подпружиненные шарики). Бронзовые блокировочные кольца имеют наружные зубья со скосами и впадины под сухари; ширина впадин несколько больше ширины сухарей. Кольцо может провернуться относительно ступицы на величину разницы ширины паза кольца и ширины сухаря. Для увеличения сил трения на конической поверхности кольца нарезана резьба и выполнены продольные канавки.

Работает синхронизатор следующим образом. При включении передачи вилка переключения перемещает муфту в направлении шестерни включаемой передачи. При перемещении муфты усилие через сухари передается на одно из блокировочных колец, которое вместе с муфтой перемещается относительно ступицы в сторону включаемой шестерни до соприкосновения с ее конической поверхностью. Вследствие разности угловых скоростей включаемой шестерни и ведомого вала на конических поверхностях возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора его в сухари. При этом зубья блокировочного кольца станут напротив зубьев муфты и дальнейшее перемещение муфты становится невозможным. После выравнивания угловых скоростей шестерни и синхронизатора сила, сместившая блокировочное кольцо, исчезает; под действием усилия водителя оно вернется в первоначальное положение, чему способствуют скосы на зубьях муфты и кольца. После этого муфта свободно проходит между зубьями блокировочного кольца и соединяется с зубьями малого венца включаемой шестерни. При этом гребни сухарей выходят из кольцевой проточки муфты, а сухари утапливаются, преодолевая упругую силу кольцевых пружин. Шестерня жестко соединяется со вторичным валом, передача включается. Весь процесс занимает время порядка милисекунд. С помощью одного синхронизатора можно поочередно включать две передачи в коробке.

Механизм переключения

Конструкция механизма переключения передач зависит от конструкции автомобиля. В заднеприводных рычаг располагается непосредственно на корпусе коробки передач. В этом случае весь механизм переключения расположен внутри корпуса коробки и рычаг напрямую воздействует на него. Плюсы такой схемы – простота, более чёткое переключение передач, меньший износ в процессе эксплуатации. Недостаток - такой привод непригоден для использования на большей части переднеприводных и всех заднемоторных автомобилях. В этом случае применяется иная схема механизма переключения: рычаг располагается дистанционно (напольно, на рулевой колонке или на панели приборов) и связан с коробкой передач при помощи расположенных вне ее корпуса тросов либо тяг (называемых обычно «кулисой»). Плюсы такого решения - удобное расположение рычага КПП, отсутствие его вибрации и практически полная свобода в компоновке автомобиля. Однако, дистанционный привод менее долговечен и со временем допускает разбалтывание, что требует его регулировки или замены. Кроме того, чёткость переключения передач с таким механизмом переключения хуже, чем при непосредственном расположении рычага на корпусе КПП.

Несмотря на различия в конструкции привода включения передач, механизм включения в большинстве коробок передач имеет одинаковое устройство. Он состоит из подвижных штоков 1, расположенных в крышке коробки передач, и закрепленных на каждом штоке вилок 2. Вилки своими концами входят в пазы муфт синхронизаторов, а вилка включения заднего хода - в кольцевую проточку шестерни заднего хода. Также в любой коробке передач предусмотрены устройства, предохраняющие от неполного включения, самовыключения передачи и одновременного включения двух передач.

При расположении рычага переключения 3 непосредственно на корпусе коробки передач его нижний конец входит в пазы головок подвижных штоков. Поперечное перемещение рычага, находящегося в нейтральном положении, приводит к выбору необходимого штока (передачи), а продольное - вызывает смещение штока, закрепленной на нем вилки и включение требуемой передачи.

Для удержания штока в нейтральном или включенном положении в нем выполнены гнезда, к которым поджимается пружиной шарик фиксатора. Штоки имеют по три гнезда под шарик фиксатора: среднее служит для удержания штока в нейтральном положении, а крайние - для фиксации одной из включенной передач. Шток вилки включения заднего хода имеет два гнезда: одно для фиксации штока в нейтральном положении, другое - во включенном положении передачи заднего хода.

Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в приводе имеется замковое устройство. Один из вариантов его конструкции - три блокировочных сухаря 4. Два крайних сухаря установлены в отверстия задней стенки картера, а средний - в отверстии среднего штока. У штоков имеются гнезда для сухарей. При перемещении одного из крайних штоков он выдавливает из своего гнезда сухарь, который, перемещаясь, входит в гнездо среднего штока и одновременно сдвигает два других сухаря, блокируя и второй крайний шток. При перемещении среднего штока, он прижимает два крайних сухаря в гнезда крайних штоков. Тем самым неподвижные штоки оказываются в запертом положении.

Если рычаг коробки передач располагается дистанционно, то, как уже упоминалось, он соединяется с коробкой с помощью тросов или тяг 1, которые через шток выбора передач 2 воздействуют на механизм выбора передач 3. На конце штока выбора передач крепится двуплечий рычаг 4, который при перемещении штока поворачивает трехплечий рычаг 5 механизма выбора передач. Трехплечий рычаг перемещает шток выбранной передачи с закрепленной на нем вилкой. Одно плечо трехплечего рычага служит для включения передач переднего хода, другое для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. Блокировочные скобы 6 предназначены для предотвращения одновременного включения двух передач. Механизм включения передач состоит из штоков, вилок и шариковых фиксаторов.

Уход и эксплуатация

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки, она не напоминает о себе практически до конца срока службы автомобиля. Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, то когда-нибудь обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями. Передачи надо переключать спокойным плавным движением, с небольшой паузой в нейтрали для того, чтобы сработали синхронизаторы.

Основные неисправности коробки передач:

• Подтекание масла может быть следствием повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера;
• Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений;
• Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен;
• Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.

Основной функцией коробки переключения передач является достижение наиболее оптимального значения крутящего момента, а главными ее элементами можно назвать первичный (ведущий), вторичный (ведомый), а также промежуточный вал КПП. Заинтересовало? Тогда давайте разберемся в работе этого узла.

Коробка переключения передач и правильная эксплуатация

Существует несколько типов :

• механическая, в этом случае речь идет о ручном переключении, при этом конструктивно она представляет собой цилиндрический многоступенчатый редуктор;
• автоматизированная, способная (в зависимости от ряда факторов) обеспечить выбор правильного передаточного числа без непосредственного участия водителя;
• роботизированная, которая представляет собой стандартную механическую КП, но уже с автоматизированными функциями переключения сцепления и самих передач;
• вариаторная, позволяющая передавать усилие движка к ведущим колесам бесступенчато.

Основными причинами возникновения поломок являются, как правило, нарушения правил эксплуатации: это использование некачественных масел, и, конечно же, эксплуатация авто с неисправной . Кроме того, негативно отразится довольно низкое качество комплектующих, а также проведение неквалифицированных ремонтных работ и технического обслуживания. Поэтому прежде чем обращаться в тот либо иной сервис, убедитесь в том, что в нем работают действительно специалисты. А теперь разберем устройство КП.

Промежуточный вал и другие комплектующие КПП

Абсолютно каждая коробка переключения передач является ничем иным, как набором валов и шестерен, которые заключены в корпус и взаимодействуют друг с другом. А посредством сцепления с маховиком соединен ведущий вал. Ведомый же, в свою очередь, имеет жесткое соединение с карданном. Функцию же передачи вращения от ведущего к ведомому валу берет на себя промежуточный вал . Первые два вала имеют последовательное расположение, при этом вторичный опирается на подшипник, установленный в хвостовике первичного, однако, никакой жесткой связи нет, и они работают независимо.

Что же насчет промежуточного вала, так он располагается непосредственно под ними. Кроме того, не последнюю роль в обеспечении переключения передач играют шестерни и муфты. Во время перемещения рычага КПП приводятся в движение специальные вилки, отвечающие за переключение передач. Они же в свою очередь перемещают муфты, при этом специальный замок исключает возможность одновременного включения нескольких передач.

Как узнать, когда сломался подшипник или сальник промежуточного вала?

Существует множество причин, по которым могут возникнуть проблемы с КПП, в основном о них свидетельствует характерный стук, причем, чем он больше, тем сильнее неисправность . Это может быть и истирание зубьев шестерен. Тогда необходима комплексная замена абсолютно всех шестеренок, так как их зубья деформируются равномерно. Еще о данной проблеме свидетельствуют и такие внешние признаки, как затрудненное включение передач, а также их самопроизвольное выключение.

Кроме того, возможно вышел из строя подшипник промежуточного вала, в этом случае появится характерный шум во время работы КПП, и опять-таки проявится самопроизвольное неконтролируемое выключение передач. В этом случае необходимо в срочном порядке заменить неисправную деталь.

О некорректной работе промежуточного вала свидетельствует и следующий признак, при котором во время включения либо всех передач, либо только 2-й, 3-й и 5-й на карданный вал не передается необходимый крутящий момент. В этом случае возникло ослабление в посадке шестерен промежуточного вала. Исправить данную поломку можно двумя способами: или при помощи сварки закрепить необходимую шестерню, или же заменить весь промежуточный вал целиком. А вот появление течи масла говорит о том, что в срочной замене нуждается сальник промежуточного вала.