Как проверить распредвал са­мос­то­я­тель­но

Как сделать развал-схождение сво­и­ми руками

Как выбрать детское автокресло

Холодный пуск двигателя лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

"Прикурить" аккумулятор лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

Подготовка лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля к зиме

Зарядное устройство для ак­ку­му­ля­то­ра ав­то­мо­би­ля

Замена колеса на автомобиле

Экономия топлива на ав­то­мо­би­ле

Давление в шинах ав­то­мо­би­ля

Бесконтактная мойка ав­то­мо­би­ля

Что такое иммобилайзер в ав­то­мо­би­ле?

Защита лакокрасочного пок­ры­тия ав­то­мо­би­ля

Полировка автомобиля своими ру­ка­ми

Можно ли смешивать масла раз­ных производителей?


Коробка передач автомобиля

Коробка передач автомобиля (КПП) входит в список важнейших конструктивных составляющих трансмиссии авто. Коробка передач автомобиля предназначена для из­ме­не­ния скорости крутящего момента и направления движения машины, а также для длительного разъединения силового агрегата от трансмиссии. Коробки передач по своему принципу действия различают на комбинированные, бесступенчатые и ступенчатые. КПП во многом определяет вариант трансмиссии машины. Крутящий момент в коробках передач сту­пен­ча­то­го типа изменяется ступенчато. К ним относятся роботизированные и механические КПП.

Коробка передач автомобиля

Механическая коробка передач (МКПП) – это многоступенчатый редуктор ци­линд­ри­чес­кой формы, в котором переключение передач осуществляется вручную. В зависимости от количества ступеней различают 4-ступенчатую, 5-ступенчатую, 6-сту­пен­ча­тую, 7-ступенчатую, 8-ступенчатую коробки передач.

Главными преимуществами коробки передач механического типа являются на­деж­ность, простота конструкции, возможность ручного управления в любом режиме вождения. За счет этих особенностей коробка передач механического типа является самым расп­рост­ра­нен­ным вариантом КПП. Несмотря на это в последнее время все больше автолюбителей отдают предпочтение автоматическим КПП.

Роботизированная коробка передач (обиходное название – "робот") представляет собой коробку передач механического типа, в которой автоматизированы функции пе­ре­клю­че­ния передач и, соответственно, выключение сцепления. Современные ро­бо­ти­зи­ро­ван­ные коробки передач оснащены двойным сцеплением, которое выполняет передачу крутящего момента без обрыва потока мощности.

Использование коробки передач роботизированного типа, оснащенной двойным сцеплением, обеспечивает снижение топливного расхода, а также высокую разгонную динамику. За счет этих качеств популярность таких КПП стремительно растет. На се­год­няш­ний день преселективные коробки передач монтируются как на автомобиль премиумного класса, так и на бюджетные модели. Известными конструкциями коробок передач ро­бо­ти­зи­ро­ван­но­го типа являются КПП Изитроник, DSG, SMG.

К коробкам передач бесступенчатого типа относится вариатор (обиходное название «вариаторная КПП»). В отличие от коробок передач ступенчатого типа передаточное число в вариаторных КПП изменяется плавно. Это происходит благодаря механическому или гидравлическому преобразованию крутящего момента.

За счет своих конструктивных особенностей вариатор способен предоставить оп­ти­маль­ные динамические характеристики машины. С другой стороны, вариатор имеет ограничения по количеству крутящего момента. Некоторые конструкции имеют нарекания в плане ресурса и надежности. Коробки передач вариаторного типа применяются, как правило, японскими автомобильными компаниями (Subaru, Nissan, Honda), из европейских – производитель Audi. Знаменитыми конструкциями вариаторов являются Экстроид, Муль­ти­тро­ник.

Комбинированный принцип действия применяется в коробке переключения передач автоматического типа (АКПП, в обиходе – «автомат») ( см. автоматическая коробка передач автомобиля ). Классическая коробка передач автоматического типа включает гид­ро­транс­фор­ма­тор, который заменяет сцепление и обеспечивает бесступенчатую регулировку крутящего момента, а также механическую КПП. Современные автоматические КПП рассчитаны на семь или восемь ступеней.

Автоматическая КПП отличается высокой надежностью работы, а также обес­пе­чи­ва­ет плавную смену передач. При этом «автомат» имеет повышенный топливный расход и низкую динамику разгона. В некоторых конструкциях автоматической КПП имеется имитация ручной смены передач Стептроник, Типтроник.

Сегодня термином «коробка передач автоматического типа» обозначаются не только стандартные гидротрансформаторные КПП, а также вариатор и роботизированная коробка передач. Все они оснащены электронным управлением.

Разновидностью коробки передач автоматического типа является так называемая адаптивная КПП, учитывающая манеру езды конкретного водителя.

Устройство коробки передач автомобиля

Следующим узлом трансмиссии автомобиля после сцепления автомобиля будет коробка передач, соответственно устройство коробки передач автомобиля сейчас и рас­смот­рим.

Сегодняшние модели автомобилей оборудованы преимущественно ступенчатыми механическими коробками с зубчатыми шестеренками. Число передач переднего хода, как правило, равняется пяти или четырем, не учитывая передачи заднего хода.

Устройство коробки передач автомобиля представлено на рисунке ниже.

Устройство коробки передач

Смена передачи в них выполняется передвижением шестерен, которые поочередно входят в зацепление со всеми остальными шестернями или при помощи синхронизаторов, блокировкой шестерен на валу. Синхронизаторы выполняют выравнивание частоты вра­ще­ния начинающих работу шестерен и блокируют валом одну из самых ведомых. Управление передвижением синхронизаторов или шестерен выполняет водитель при выключенном сцеплении. Коробки передач подразделяются на 3-ступенчатые и 4-ступенчатые и т.д., в зависимости от количества передач переднего хода.

В устройство коробки передач автомобиля входят:

  • Рычаг переключения;
  • Механизм, отвечающий за переключение передач с блокировочными и замковыми устройствами;
  • Синхронизаторы;
  • Валы с шестернями (первичный, вторичный, промежуточный);
  • Дополнительный вал, а также шестерни заднего хода;
  • Картер

Картер включает в себя все основные элементы и узлы коробки передач. Он при­креп­ля­ет­ся к картеру сцепления, который присоединен к двигателю автомобиля ( см. устройство двигателя автомобиля ). Так как в процессе работы коробки передач автомобиля шестерни КПП подвергаются серьезным нагрузкам, им необходимо быть хорошо смазанными. Таким образом, емкость картера залита наполовину трансмиссионным маслом (на некоторых автомобилях используется моторное масло).

Синхронизаторы предназначены для безударного, плавного и бесшумного вклю­че­ния передач, методом уравнивания угловых скоростей вращающих шестерен.

Валы коробки передач выполняют вращение в подшипниках, которые находятся в картере, и имеют группу шестерен с различным количеством зубьев.

Механизм переключения передач предназначен для изменения передачи в коробке и управляется с помощью рычага из салона машины. Замковое устройство при этом не позволяет одновременно включаться двум передачам, а блокировочный механизм удер­жи­ва­ет передачи от самостоятельного выключения.


Работа коробки передач автомобиля

На первичном валу коробки расположен ведомый диск сцепления. На другом конце вала находится зубчатая шестеренка, от которой и получают вращение все остальные шестерни. Рассмотрим сам принцип действия, работу коробки передач автомобиля, и ее предназначение.

Работа коробки передач автомобиля представлена на рисунке ниже.

Работа коробки передач

Для этого возьмем два зубчатых колеса, соприкасающиеся друг с другом. Вращение одного заставляет вращаться второе колесо — и наоборот. Если оба колеса жестко посажены на валы – соответственно и они получают вращение. А на противоположном конце или, к примеру, в середине вала, можно закрепить еще зубчатые колеса, которые в контакте с другими также будут заставлять их вращаться. При этом, как и в случае с дисками в сцеплении, есть ведущая шестеренка (вал), а есть и ведомая шестеренка (вал). Кроме того, в КП имеются и промежуточные шестерни (валы).

Следующий момент, на котором стоит остановиться — это размеры вращающихся шестерен. Именно на различии в их диаметрах и основана работа коробки передач ав­то­мо­би­ля. Допустим, что два цепляющихся зубьями колеса имеют одинаковый размер. Тогда скорость вращения ведущего и ведомого автомобильного колеса будет также одинакова. Если же ведущая шестеренка больше ведомой, тогда ведомая шестеренка будет вращаться быстрее и соответственно, наоборот, при меньших размерах ведущей шестерни, ведомая будет вра­щать­ся медленнее. На этом принципе и основана работа коробки передач автомобиля, переключение которой позволяет менять скорость движения.

Еще один немаловажный факт, существующий при вращении двух шестеренок – это момент силы. Он пропорционально противоположен скорости вращения. То есть, чем больше по размерам ведущее колесо относительно ведомого, тем выше скорость вращения ведомого и тем меньше тяговое усилие, передаваемое от ведущей к ведомой шестеренке, и наоборот.

Чтобы это конкретнее представить, можно взять для примера велосипед, имеющий несколько скоростей. В нем крутящий момент передается от педалей к ведущей шестеренке. От нее — через цепь к оси заднего колеса, на котором расположены несколько зубчатых колес разного диаметра. Чем меньше шестеренка, тем быстрее едет велосипед, но тем труднее крутить педали. И наоборот, чем больше шестеренка связана цепью с ведущим колесом – тем легче ехать, но скорость будет совсем маленькая. Смысл в том, что если представить радиус любого колеса в виде рычага, то из школьной физики известно – чем длиннее рычаг, тем легче вращать колесо относительно его оси.

Итак, стоит запомнить, во сколько раз отличаются размеры ведущего и ведомого зубчатого колеса, во столько раз отличается их скорость вращения и момент силы, передаваемый между ними. Но значение скорости всегда обратно пропорционально крутящему моменту.

Вот по принципу велосипеда и работает коробка передач. К ведущей шестеренке первичного вала поочередно переключаются другие шестерни различного диаметра. В результате при равномерной работе двигателя автомобиля, водитель рычагом КП может изменять его скорость без существенного изменения числа оборотов ДВС. А дополнительный вал с шестеренкой, называемый валом заднего хода, позволяет двигаться автомобилю назад.

Теперь вспомним про соотношение размеров шестерен, скорости и крутящего момента и рассмотрим, как это все сочетается при работе коробки передач автомобиля.

1-я передача. Автомобиль стоит на ровном месте. Его нужно сдвинуть с мертвой точки и заставить двигаться, преодолев силу трения покоя между всеми движущимися деталями. С ведущей шестеренкой соединяется самая большая ведомая шестерня. Мы получаем максимальное усилие на нее при минимальном ускорении – автомобиль медленно трогается с места.

2-я передача. Автомобиль двигается, но за счет большого размера ведомой шес­тер­ни, в какой-то момент достигает максимально возможной скорости вращения. Для ус­ко­ре­ния автомобиля переключается другая, меньшая по размерам шестеренка к ведущей. Тяговое усилие уменьшается, а скорость увеличивается.

3-я передача. Автомобиль получил ускорение. Тяговое усилие нужно только для преодоления встречного воздуха, но скорости еще можно прибавить. Переключается самая маленькая шестеренка, своим вращением обеспечивающая максимальную скорость ав­то­мо­би­ля.

Задняя передача. Принцип тот же что и в 1-й передаче. Разница только в том, что в работу вступает вал заднего хода, упомянутый выше. В результате на выходе из коробки передач ведомый вал вращается в противоположную сторону, а автомобиль начинает двигаться назад.

Нейтральная передача. Здесь все просто. Ведущая шестеренка не контактирует ни с одной ведомой. То есть, вращается вхолостую. Данный режим необходим для того, чтобы водитель при простое автомобиля с запущенным двигателем (прогрев, остановка, ожидание совершения маневра и т.д.) длительно не давил при этом на сцепление.

Поняв принцип работы коробки передач автомобиля, делаем вывод о ее назначении.

Как и любой механизм, коробка передач имеет корпус, выполненный из сплава легких металлов. В нем размещен набор валов с шестеренками и механизм переключения передач. Как и в ДВС, трущиеся детали смазываются маслом, которое заливается непосредственно в корпус через заливное отверстие. На днище корпуса имеется сливное отверстие, позволяющее сливать отработавшее масло через определенные интервалы работы, указанные в технической документации автомобиля.

Как мы уже выяснили, основными рабочими элементами коробки передач являются валы с шестеренками. Кроме ведущего, ведомого вала и вала заднего хода, в коробке еще бывает и промежуточный вал. Дело в том, что, к примеру, для получения максимального крутящего момента, требуется большая разница в размерах ведущего и ведомого зубчатого колеса, что привело бы к увеличению размеров самой коробки передач. А наличие промежуточного вала с двумя шестеренками разных размеров на его концах, позволяет сделать весь механизм более компактным.

То есть, если представить, что надо увеличить крутящий момент в 10 раз (1х10), соответственно ведомая шестерня должна быть в 10 раз больше. А включение в цепочку промежуточного вала с промежуточными шестеренками разных размеров позволит уменьшить это значение. В результате можно получить соотношение 1х2 и далее 1х5. И на выходе ведомый вал получит необходимый крутящий момент.

Сцепление ведущей шестеренки с остальными в разной очередности производится механизмом переключения передач. Для компенсирования разности в скорости вращения шестеренок при их сцеплении применяются синхронизаторы. Их задача — обеспечить плавное и бесшумное сцепление шестерен за короткий промежуток времени.

В зависимости от количества передач, которые получили название «ступени», коробки передач бывают от 4-5 ступенчатых у легковых машин, до 12-16 ступенчатых у большегрузных автомобилей и спецтехники.

Современные коробки передач все больше делают автоматическими. ( см. ав­то­ма­ти­чес­кая коробка передач автомобиля ). Основное их преимущество – это отсутствие как такового механизма переключения передач, а также совмещение в себе механизма сцепления автомобиля, который мы рассматривали ранее. Конструктивное решение такой коробки позволяет автоматически выполнять функцию сцепления и переключения передач без участия водителя, в зависимости от нагрузки на автомобиль.

Классический вариант такой КП показан на рисунке ниже.

Работа коробки передач

Роль сцепления между ДВС и коробкой передач выполняет гидротрансформатор. Здесь вместо механической связки ведущего и ведомого дисков применена гидравлическая жидкость. Она, получая вращение от маховика своей энергией, заставляет вращаться ведомый диск. Набор шестерен и валов имеет аналогичный принцип работы. Но за их переключение отвечает устройство управления. В нем собирается информация с датчиков о скорости и нагрузке на автомобиль и электронное устройство, сравнивая полученные результаты, дает необходимые команды для переключения (отключения) передач, тем самым облегчая работу водителю.

Стоит также упомянуть о раздаточной коробке. Этот механизм предназначен для раздачи крутящего момента на два и более моста. Предусмотрен он обычно в полноприводных автомобилях, где ведущими являются как задний, так и передний мост. Ее принцип работы аналогичен коробке передач. Кроме того раздаточная коробка позволяет распределять неравномерную нагрузку на мосты, а также отключать один из мостов в случае ненадобности, когда для движения хватает только мощности одного моста.


Неисправности коробки передач

Поломки и неисправности коробки передач механического типа определяются пра­виль­ностью ее эксплуатации, а также особенностями ее устройства.

Самыми распространенными техническими неисправностями коробки передач ме­ха­ни­чес­ко­го типа являются:

  1. Непроизвольное выключение передач («вылетает скорость»). Данное об­сто­я­тельст­во выявляется неисправностями блокировочного механизма и максимальным износом шестерен и синхронизаторов.
  2. Затрудненно включение (или переключение) передач. Данная неисправность коробки передач обусловлена неполадкой механизма переключения передач, низким качеством или недостаточным уровнем трансмиссионного масла в картере, заеданием и износом шестерен или синхронизаторов.
  3. Шумовой фон (устойчивый) в процессе работы. Эту неисправность коробки передач следует конкретизировать. Специалисты выявили три ее проявления:
    • Шум во время работы одной конкретной передачи;
    • Шум КПП при нейтральном положении рычага переключения передач;
    • Шум в процессе работы КПП.
    Общий шум КПП объясняется повреждением или износом подшипников, шпилевых соединений, синхронизаторов, шестерен, а также недостаточным уровнем масла в картере. Шум во время работы одной из передач является показателем повреждения или изношенности конкретных синхронизаторов и шестерен. А вот шумы в нейт­раль­ном положении рычага КПП зачастую говорят об износе подшипников первичного вала.
  4. Небольшие подтекания трансмиссионного масла. Данная неисправность коробки передач связана с избыточным количеством масла в коробке передач автомобиля или общей негерметичности картера, которая вызвана ослаблением крепления крышек, повреждением уплотнительных прокладок или сальников.

Как правило, перечисленные выше неисправности коробки передач связаны с повреждением и износом узлов и элементов, ликвидируются только заменой. Самый разумный вариант в этом непростом деле – обратиться в автосервис к профессионалам.

Обслуживание коробки передач

Настало время рассмотреть основные правила обслуживания коробки передач.

При правильном сервисном и техническом обслуживании коробки передач, при правильной эксплуатации у водителя не должно возникнуть каких-то проблем и трудностей с коробкой передач. В таком случае она будет работать вплоть до окончания срока эксп­лу­а­та­ции машины.

Во время работы коробки передач автомобиля следует постоянно проверять количество трансмиссионного масла и выдерживать требуемый уровень, не допуская его занижения или повышения. В первом случае в коробке передач автомобиля не будет обеспечиваться необходимой смазки, во втором – в коробке будет формироваться избыточное давление, что в конечном итоге приведет к уменьшению срока работы устройства. Кроме этого главной периодической профилактической мерой является полная замена смазки, которая выполняется на основе технической документации автомобиля. Данный принцип обслуживания коробки передач можно самостоятельно контролировать водителю без обращения к специалистам.

Очень часты случаи образования механических неисправностей коробки передач в связи с необоснованным грубым и агрессивным обращением с рычагом коробки передач. Следует помнить, что смена передач – это изменение режимов работы коробки передач автомобиля (переход от одной ступени к другой). Быстрая и резкая смена скоростей может привести к быстрой поломке механизма переключения, валов с шестернями, синх­ро­ни­за­то­ров.

И еще важный момент: необходимо контролировать, как осуществляет свою работу коробка передач автомобиля. Человеческий фактор никто и никогда не сможет заменить: водителю, ощущающему непривычность работы коробки передач автомобиля, следует самостоятельно отыскать и исправить неисправность коробки передач, либо (что будет более разумно) обратиться в автомобильный сервис.

Из всего вышеперечисленного следует, что выполняя простые правила обслуживания коробки передач, можно надолго продлить срок ее службы.



Читайте также:

Карданная передача автомобиля

На главную:

Устройство легкового автомобиля

(c) avto-ustroistvo.ru