Призначення, принцип роботи і пристрій коробки передач. Пристрій механічної коробки передач

У більшості ДВС є один великий недолік. Ця невідповідність швидкості обертання маховика з швидкістю обертання коліс. Найчастіше більшість силових агрегатів обертається з оборотами до 6000, обертати колеса на таких оборотах просто неприпустимо. Для тих, хто знає пристрій автомобіля, коробка передач – механізм знайомий. Для тих, хто не знає, ця стаття допоможе.

Крім цього, максимум крутного моменту в більшості агрегатів можливий лише в невеликому проміжку оборотів. Це десь посередині мінімального числа обертів і максимального. Найбільшу потужність можна розвинути лише на максимальних обертах маховика.

Наприклад, мотор ВАЗ-2106 видає робочі показники в 800-5400 оборотів. Але максимальний рівень крутного моменту з`являється на середніх оборотах. Для того щоб двигун міг працювати в оптимальних режимах при різних умовах, застосовують системи трансмісії. В автомобілях в якості системи трансмісії застосовується МКПП. Давайте розглянемо призначення і пристрій коробки передач.

Як це працює?

Якщо коротко розповісти про принципи роботи, то тут кілька зубчастих шестерень в корпусі коробки можуть входити і виходити з зачеплення з волі водія. При цьому утворюються передачі з різними передавальними відносинами.

Механічна коробка завжди використовується і працює разом з системою зчеплення. Це відключення ДВС і трансмісії. Відключати мотор потрібно в момент перемикання передач. Пристрій механічної коробки передач не передбачає можливості, коли в момент зміни передачі через систему трансмісії проходить великий крутний момент.

Вали і зубчасті колеса

Традиційні механічні КПП – це певний набір валів, які змонтовані в корпусі або ж картері. Ці вали за допомогою підшипників обертаються навколо своїх осей. Шестерні встановлені безпосередньо на валах. Пристрій коробки передач може бути різним, залежно від кількості валів. Так, розрізняють двохвальною систему і трехвальние.

трехвальние системи

Ці коробки перемикання передач застосовуються в складі трансмісій авто, оснащених заднім приводом. Тут можна виділити наявність пристроїв для синхронізації, а також спеціальні колеса, які жорстко на звичайних передачах. Ще тут же є реверсивна шестерня для руху заднім ходом.

Пристрій коробки передач має на увазі наявність спеціальних валів. Це первинний, вторинний вали, а також спеціальний вал між ними.

Отже, головний, або первинний, вал через систему зчеплення працює безпосередньо з мотором. Ведений вал працює в парі з карданом. А ось проміжний призначений для того, щоб передати енергію обертання з ведучого вала на ведений.

Особливості конструкції трансмісії

У більшості конструкцій коробок і первинний вал, і вторинний змонтовані один за одним. При цьому ведений має опору на базі підшипника, який, в свою чергу, змонтований в хвостовій частині ведучого вала. Пристрій механічної коробки передач не передбачає будь-якої жорсткої зв`язку між цими валами. Вони можуть вільно працювати незалежно один від одного.

Що стосується проміжного вала, то він розташовується в більшості конструкцій між ведучим і веденим. Всі ці вали оснащені блоком зубчастих коліс. Для того щоб знизити шуми і вібрації при роботі цієї системи, зубці на колесах зроблені косими.

На ведучому валу встановлено лише одне зубчасте колесо. Воно змонтовано жорстко. Воно відповідає за передачу крутного моменту проміжного валу. Вторинний, або ведений, вал оснащений блоком шестерень, які можуть вільно обертатися, однак по поздовжній осі вони переміщатися не здатні. Для того щоб включити передачу, вони за допомогою блокувального пристрою можуть блокуватися. У цьому стані вони зможуть отримати енергію обертання від валу.

Проти кожного колеса первинного і вторинного валів розташовуються шестерінки, які жорстко змонтовані на проміжному валу. Вони знаходяться в зачепленні з іншими шестернями постійно. Ведучий вал оснащений лише одним зубчастим колесом, момент з первинного вала на проміжний передається завжди. Включення тієї чи іншої передачі йде завдяки підключенню певної шестерні, встановленої на відомому валу.

Як перемикаються передачі?

Пристрій коробки передач – це не тільки набір валів і зубчастих коліс. Це ще і спеціальні муфти. Вони не схожі на зубчасті колеса і мають іншу конструкцію. Вони міцно кріпляться кожна до свого валу і знаходяться в обертанні разом з ним. Вони можуть рухатися по поздовжній осі.

З боку шестерень веденого вала, які спрямовані до муфтам, встановлені спеціальні вінці або вилки. Інші вінці розташовані безпосередньо на трубах.

Коли водій рухає важіль і хоче вибрати іншу передачу, то через спеціальний привід за допомогою повзунів спрацьовують вилки, які рухають муфти поздовжньо. Спеціальна замкова система не дозволяє при цьому включити кілька передач відразу. Це цілком можливо, якщо б важіль включав два повзуна. Замковий механізм фіксує повзуни в нейтральній позиції в той момент, коли рухається третій повзун. Так виключається робота двох передач одночасно.

Потім муфта направляється до потрібної шестірні. Вінці їх зустрічаються. Муфта весь цей час обертається разом зі своїм валом. Вона з`єднується з шестернею, тим самим блокуючи її. Потім вони починають обертатися разом, і КПП передає обертання на колісний привід.

синхронізатори

Пристрій коробки передач включає в себе також спеціальні пристрої. При тому принципі роботи, який описаний вище, КПП буде працювати з шумами, вібраціями і ударами. Також водій повинен буде сам вгадувати, коли муфта і шестерня працюватимуть на одних і тих же оборотах. А інакше потрібна передача просто не включиться.

Сучасні коробки не використовують звичайні та найпростіші муфти. У таких моделях застосовують так звані синхронізатори. Вони покликані зрівняти швидкість обертання зубчастого колеса і муфти. Також вони не дозволяють муфті блокувати колесо.

Пристрій і принцип роботи коробки передач двохвального типу

Тут є все ті ж, вже знайомі, ведений і ведучий вал, а ось проміжний відсутня. Ці коробки встановлюють на передньопривідні авто. Вали обертаються в паралельних осях, а змонтовані вони один за одним. Момент обертання віддається з одного з зубчастих коліс на фіксовану на відомому валу за допомогою синхронізатора провідну шестірню. Тут відсутня можливість прямої передачі, а принцип роботи такий же, як і в трехвальной системі.

переваги

Серед переваг можна виділити компактні розміри і високий коефіцієнт корисної дії. Це відбувається завдяки меншій кількості зубчастих коліс. Як недолік можна виділити неможливість використання прямої передачі. І ще така коробка може застосовуватися лише з легковими авто в силу складнощів з великими передавальними числами.

Пристрій коробки передач ВАЗ

В автомобілях ВАЗ застосовуються п`ятиступінчасті механічні КПП. Найчастіше конструкція являє собою двохвальною систему. Ця система також забезпечена диференціалом. На первинному валу встановлені провідні зубчасті колеса з 1 по 4 передачі, а 5-а шестерні – знімна. Вони з`єднуються c відомими шестернями.

Конструкція системи перемикання складається з важеля, кульової опори, системи тяг, механізму для підбору необхідної передачі.

В цілому, більшість моделей оснащуються саме такою коробкою. Вона являє собою модернізовану версію 4-ступінчастою моделі, а деталі звідти максимально уніфіковані.

Від механіки до автомата

Коли пристрій і робота коробки передач більш-менш зрозумілі, можна розглянути роботу автоматичної коробки. Це набагато цікавіше. Багато новачків впевнені, що автомат – це безпосередньо коробка і гідротрансформатор.

Гідротрансформатор- це окрема система. Складається він з двох машин з лопатями. Це відцентровий насос, а також турбіни. Між цих двох машин розташований реактор. Це спеціальне направляючий пристрій. Колесо насоса жорстко скріплене з коленвалом ДВС. Турбінне колесо знаходиться в жорсткому з`єднанні з валом КПП. Залежно від того, в якому режимі працює двигун, реактор може як обертатися, так і бути блокованим обгонной муфтою.

Пристрій автоматичної коробки передач трохи складніше. Енергія витрачається на перекачування масла. Тут з`їдаються пристойне її кількість. Крім того, багато корисної енергії з`їдається і роботою насоса, який створює тиск в масло-каналах. У цих коробка ККД нижче, ніж в механіці.

Енергія обертання передається за допомогою масляних потоків. Вони відкидаються на турбіну насосом. Між насосом і турбіною є зазори, а лопаті мають спеціальну геометрію, яка покращує циркуляцію рідини. Так як тут немає жорсткого зв`язку з мотором і КПП, то можна зупиняти мотор навіть з включеною передачею.

планетарні передачі

Якщо обертати одні елементи, але при цьому фіксувати інші, тоді можна змінювати передавальні числа. Планетарні системи отримують обертання від вала гідротрансформатора.

Пристрій автоматичної коробки передач відрізняється від стандартної “механіки” тим, що будь-яку передачу можна включити, і при цьому не буде розриву потоків потужності. Якщо одна передача вимикається, інша тут же включається. При цьому водій не відчуває ривків. Але це не про спортивні коробки.

Коробка передач

Назначение и особенности устройства КПП. Принцип работы коробок переключения передач. Специфика и плюсы разных видов.

Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.

Назначение и устройство

• изменения крутящего момента,
• изменения скорости,
• коррекции направления движения автомобиля,
• разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
• блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).

В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более), синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.

Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).

В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.

На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.

Сцепление

Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.

Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.

Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.

Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.

Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.

Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.

Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.

На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке DSG в момент после переключения на вторую передачу.

Шестерни и валы

Шестерни и валы – главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).

Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни.

Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.

Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.

Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.

Синхронизаторы

Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.

Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.

Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.

Как работает стандартный синхронизатор?

• Муфта подается в сторону шестерни.
• Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
• Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.
• Блокировочное приобретает положение “на упор”.
• Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
• Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
• Муфта и шестерня блокируется.

Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент включения водителем передачи.

Принцип работы механических коробок переключения передач

КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.

Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.

При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.

При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.

КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.

При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.

В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.

2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы

• картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.
• валы – первичный и вторичный,
• шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
• шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
• синхронизаторы.

Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.

Рычаг перемещен – муфта синхронизатора также изменяет положение. Уравниваются угловые скорости соответствующего вала и шестерни. Крутящий момент передаётся с первичного вала на вторичный. От ДВС на ведущие колеса с заданным передаточным числом .передается крутящий момент.

Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.

3-вальная КПП: устройство и принцип работы

3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.

• Картер.
• Ведвал.
• Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
• Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
• Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.
• Синхронизаторы. Стоят на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
• Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.

Виды коробок переключения передач

Рассматривая устройство и назначение КПП,невозможно было не упомянуть, что они бывают разных типов: механические, автоматические, роботизированные. Кроме того, существует ещё такая подгруппа устройств как вариаторы. Рассмотрим эти КПП более подробно.

Механические КПП

“Механика” – это классика. Для работы с “механикой” нужны навыки, понимание, как выполнять выбор передаточных чисел, но при умении управлять в ручном режиме, водитель виртуозно может подстроиться под любые условия движения.

Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.

Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.

Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.

Автоматические КПП

Подбор оптимального передаточного числа осуществляется не водителем, а автоматически – посредством модуля управления. Именно посредством электроники (модуля управления) легко контролировать скорость движения транспортного средства.

Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.

Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.

Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.

Роботизированные вариаторы

Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.

Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством осуществляется посредством переключателя, джойстика.

Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.

Вариатор

Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.

Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.

Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).

Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.

Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы

• низкая стоимость (как устройства, так и ремонта),
• хорошая динамика,
• простой ремонт.

• в “пробках” требуется регулярное переключение передач,
• сложность в управлении.

• не нужно думать, какую передачу выбрать,
• простота разгона (нет крена авто назад),
• защита ДВС от перегрева.

• высокая стоимость агрегата,
• высокий расход топлива,
• высокая стоимость ремонта.

• можно выбрать ручной или автоматический режим работы,
• топливная эффективность.

• есть риски крена авто при разгоне,
• возможны
• рывки при переключении передач.

• сниженная нагрузка на двигатель,
• плавность езды.

• высокая стоимость коробки и ее ремонта,
• можно поставить только на маломощный двигатель.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть непосредственно в модулях LCMS LCMS ELECTUDE – платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Пристрій і принцип роботи коробки передач

Щоб автомобіль пересувався по дорозі, мало мати під капотом потужний і ефективний мотор. Крутний момент від колінчастого вала повинен якось передаватися на провідні колеса транспортного засобу.

З цією метою було створено спеціальний механізм – коробка передач. Розглянемо її пристрій і призначення, а також чим відрізняються різні модифікації КП.

Призначення коробки передач

Якщо сказати коротко, то коробка передач призначена для передачі крутного моменту від силового агрегату на провідні колеса. Трансмісія також перетворює швидкість обертання коленвала так, щоб водій міг розігнати машину, не розкручуючи мотор до максимальних обертів.

Даний механізм підбирається під параметри ДВС, щоб максимально використовувати весь ресурс двигуна без шкоди для його деталей. Завдяки трансмісії машина може виконувати рух як вперед, так і назад.

Всі сучасні автомобілі мають таку трансмісію, яка дозволяє тимчасово відключити жорстку зчеплення клонували з провідними колесами. Це дає можливість машині рухатися на холостому ходу, наприклад, плавно наближаючись до світлофора. Даний механізм також дозволяє не глушити двигун, коли авто зупиняється. Це необхідно для підзарядки акумулятора і роботи додаткового обладнання, наприклад, кондиціонера.

Кожна КП повинна відповідати таким вимогам:

• Забезпечувати тягу автомобіля і економічна витрата палива в залежності від потужності і обсягу мотора;
• Простота у використанні (водій не повинен відволікатися від дороги при зміні швидкості ТЗ);
• Чи не видавати шум під час роботи;
• Високу надійність і ККД;
• Мінімальні габарити (наскільки це можливо у випадку з потужними транспортними засобами).

Пристрій коробки передач

Протягом історії автомобілебудування даний механізм постійно модернізувався, завдяки чому на сьогоднішній день існує велика різноманітність трансмісій, які мають багато суттєвих відмінностей.

У пристрій будь-коробки передач входить:

• Корпус. У ньому знаходяться всі необхідні деталі, що забезпечують зчеплення мотора з приводним валом, від якого обертання надходить на колеса.
• Резервуар з маслом. Так як в даному механізмі деталі стикаються один з одним під великим навантаженням, мастило забезпечує їх охолодження і створює масляну плівку, яка захищає від передчасної вироблення на шестернях.
• Механізм передачі швидкості. Залежно від типу коробки до складу механізму можуть входити вали, набір шестерень, планетарний редуктор, гідротрансформатор, фрикційні диски, ремені і шківи.

Класифікація КП

Існує кілька параметрів, за якими проводиться класифікація всіх коробок. Таких ознак шість. У кожному з них крутний момент на провідне колесо подається за власним принципом і має різний спосіб вибору передачі.

За способом передачі потоку потужності

У цю категорію ввійшли такі КП:

• Механічна КП. У такій модифікації відбір потужностей проводиться зубчастої передачею.
• КП з співісними валами. Обертання передається теж через зубчасту передачу, тільки її елементи виконані в конічної або циліндричної форми.
• Планетарна. Передача обертання виробляється через планетарний ряд, шестерні якого розташовані в одній площині.
• Гідромеханічна. У такій трансмісії механічна передача (в основному планетарний тип) використовується спільно з гидротрансформатором або гідромуфтою.
• Варіаторная. Це різновид КП, в яких не використовується ступінчаста передача. Найчастіше такий механізм працює разом з гідромуфтою і ремінним з’єднанням.

За кількістю основних валів з шестернями

При класифікації КП за кількістю валів розрізняють:

• З двома валами і одноступінчастим зачепленням осі. У таких трансмісіях немає прямої передачі. Найчастіше такі модифікації можна зустріти в машинах з переднім приводом. У деяких моделях із заднім розташуванням моторів також встановлена ​​подібна коробка.
• З трьома валами і двоступінчастим зачепленням осі. У цій категорії є модифікації з співісними і Неспіввісність валами. У першому випадку мається пряма передача. У поперечному розрізі вона має менші габарити, а в довжину трохи більші. Такі коробки використовуються в задньопривідних авто. Друга категорія не має прямої передачі. В основному така модифікація використовується в машинах з повним приводом і в тракторах.
• З кількома валами. У цій категорії КП вали можуть мати послідовне або непослідовне число зачеплень. Такі коробки передач використовуються в основному в тракторах і верстатах. Це дозволяє збільшити кількість передач.
• Без валів. У звичайному транспорті такі КП не використовуються. Серед таких моделей бувають співвісні і Неспіввісність варіанти. В основному вони використовуються в танках.

Класифікація планетарних КП

Планетарні коробки передач діляться за такими параметрами:

• Дві, три, чотири і більше ступеня свободи, коли всі фрикційні елементи від’єднані;
• Тип планетарного ряду, який використовується в механізмі – епіциклічних (основний вінець має внутрішнє або зовнішнє розташування зубів).

За способом управління

У даній категорії є такі коробки:

• Ручна. У таких моделях вибір потрібної передачі здійснює водій. Існує два види ручних трансмісій: перемикання проводиться зусиллями водія або через сервопривід. В обох випадках управління здійснює людина, тільки друга категорія КП має сервоустройство. Воно отримує сигнал від водія, після чого встановлює обрану передачу. В машинах найчастіше використовується гідравлічний сервопривід.
• Автоматична. Електронний блок управління визначає кілька чинників (ступінь натискання акселератора, навантаження, що надходить від коліс, обороти коленвала і ін.) І на підставі цього сам визначає, коли включити підвищену або знижену передачу.
• Робот. Це електромеханіч коробка. У ній передачі включаються в автоматичному режимі, тільки її пристрій – як у звичайній механіки. При роботі роботизованої трансмісії водій не бере участі в перемиканні передач. Блок управління сам визначає, коли яку передачу включити. При цьому перемикання відбувається практично непомітно.

За кількістю передач

Дана класифікація найпростіша. У ній все коробки поділяються за кількістю передач, наприклад, чотири, п’ять шість і так далі. У цю категорію входять не тільки ручні, а й автоматичні моделі.

Типи коробок передач

Найпоширеніша класифікація – за типом самої коробки:

• Механіка. У таких моделях вибір і перемикання передач виконується повністю зусиллями водія. В основному це редуктор з декількома валами, робота якого здійснюється через шестерну передачу.
• Автомат. Така трансмісія працює в автоматичному режимі. Вибір підходящої передачі здійснюється на підставі параметрів, які заміряє система управління коробкою.
• Робот є різновидом механічної КП. Конструкція цієї модифікації практично нічим не відрізняється від звичайної механіки: в ній є зчеплення, а передачі включаються через під’єднання відповідної шестерні на відомому валу. Тільки управління вибором передач керує комп’ютер, а не водій. Гідність такої трансмісії – максимально плавне перемикання.

Коробки передач з конструктивною специфікою

Крім відомих трансмісій в транспортних засобах також можуть застосовуватися і унікальні модифікації. Такі типи коробок мають специфічну конструкцію, а разом з нею і свій принцип роботи.

Безвальна КП

Трансмісії, в яких не використовуються вали з набраними комплектом шестерень, називаються безвальнимі. У своїй конструкції вони мають кілька рядів шестерень, розташованих в двох паралельних осях. З’єднання шестерень здійснюється завдяки блокуванню муфт.

Шестерні розташовані на двох валах. Дві з них закріплені намертво: на провідному вона встановлена ​​в першому ряду, а на відомому – в останньому. Проміжні шестерні, розташовані на них, можуть грати роль ведучої або ж відомою в залежності від сформованого передавального числа.

Така модифікація дозволяє збільшити передавальне відношення в обох напрямках. Ще одна перевага такої трансмісії – збільшений силовий діапазон коробки. Одним з найбільш серйозних недоліків є обов’язкова наявність допоміжної автоматичної системи, за допомогою якої здійснюється перемикання швидкостей.

несинхронізованих КП

До ще одного різновиду специфічних коробок відноситься несинхронізованих або та, в конструкції якої не передбачено наявність синхронізаторів. Це може бути тип з постійним зачепленням шестерень або зі легкими шестернями.

Щоб переключити передачу в такій коробці, водій повинен мати певний навичкою. Він повинен вміти самостійно синхронізувати обертання шестерень і муфт, визначаючи час переходу від передачі до передачі, а також вирівнюючи швидкість обертання коленвала акселератором. Професіонали називають цю процедуру перегазовкой або подвійним вижимом зчеплення.

Для виконання плавного перемикання водій повинен мати досвід в управлінні такими механізмами. Подібний тип трансмісії встановлюється в американських тягачах, мотоциклах, іноді в тракторах і спортивних автомобілях. В сучасних несинхронізованих трансмісіях можна не використовувати зчеплення.

кулачкова КП

Кулачкові коробки це різновид несинхронізованою моделі. Відмінністю є форма зачіпляються зубів. Для підвищення ККД коробки передач використовується прямокутна форма або кулачковий профіль зубів.

Такі коробки дуже галасливі, тому в легковому транспорті використовуються в основному на гоночних авто. Під час змагань на цей фактор не звертається увага, але в звичайному автомобілі така трансмісія не дасть можливості отримати насолоду від поїздки.

Послідовна КП

Під секвентальною коробкою мається на увазі тип трансмісії, в якому перехід на знижену або підвищену передачу здійснюється виключно на один щабель. Для цього використовується ручка або ножний перемикач (на мотоциклах), який дозволяє перемістити шестерню в кошику виключно на одну позицію за одне натискання.

Схожий принцип роботи має автоматична коробка типу Привід, але вона лише імітує дію даної трансмісії. Класична секвентальная коробка встановлюється в болідах F-1. Перемикання швидкості в них здійснюється за допомогою підрульових пелюсток.

Преселективна CP

У класичному виконанні преселективна КП вимагала попереднього вибору наступної передачі до того, як коробка на неї переключиться. Часто це виглядало так. Під час руху авто водій виставляв на селекторі наступну передачу. Механізм готувався до перемикання, але виконував це по команді, наприклад, після натискання на зчеплення.

Раніше такі КП використовувалися у військовій техніці з несинхронізованою, безвальной або планетарної трансмісією. Такі модифікації коробок полегшували управління складними механізмами, поки не були розроблені синхронізовані механічні та автоматичні коробки.

В даний час преселективна коробка використовується, але вона частіше називається трансмісією з подвійним зчепленням. У цьому випадку комп’ютер сам готує перехід на потрібну швидкість, заздалегідь під’єднуючи до незафіксованим диску відповідний вал з включеною передачею. Інша назва цього типу в сучасному виконанні – робот.

Вибір коробки передач. Що краще?

Багато хто з перерахованих коробок передач використовуються тільки на спецтехніці або в верстатах. Основними КП, які мають широке застосування в легковому транспорті, є:

• Механічна коробка передач. Це найпростіший тип трансмісії. Щоб обертальний рух передавалося з силового агрегату на вал КП, використовується кошик зчеплення. Натисканням педалі водій від’єднує провідний вал коробки від мотора, що дозволяє йому без шкоди для механізму вибрати відповідну для даної швидкості передачу.
• Автоматична коробка передач. Крутний момент від мотора подається через гідропередачу (гідротрансформатор або гидромуфта). Робоча рідина грає роль зчеплення в механізмі. Вона приводить в рух, як правило, планетарний редуктор. Вся система управляється електронним блоком управління, який аналізує дані з багатьох датчиків і відповідно до цього вибирає передавальне число. Серед автоматичних коробок є багато модифікацій, в яких використовуються різні схеми роботи (залежить від виробника). Існують навіть автоматичні моделі з можливістю ручного управління.
• Роботизована коробка передач. Серед таких КП також є свої різновиди. Існують електричні, гідравлічні і комбіновані типи. За конструкцією робот в основному схожий на механічну коробку, тільки з подвійним зчепленням. Перше подає крутний момент від мотора до провідних колесам, а друге автоматично готує механізм до включення наступної передачі.
• Варіаторная коробка передач. У поширеному виконанні варіатор представляє собою два шківа, які з’єднані між собою ременем (одним або декількома). Принцип дії наступний. Шків розсується або зсувається, в результаті чого ремінь переміщається на елемент з більшим чи меншим діаметром. Від цього і змінюється передавальне число.

Ось порівняльна таблиця кожного типу коробок з їх достоїнствами і недоліками.

Визначаючись з видом трансмісії, необхідно виходити не тільки з фінансових можливостей, але більше орієнтуватися на те, чи підійде дана коробка до автомобіля. Виробники не даремно з заводу кожен силовий агрегат ставлять в пару з конкретною коробкою.

Механічна коробка більше підійде для активного водія, який розуміє тонкощі швидкісного керування авто. Автомат більше підійде для любителів комфорту. Робот забезпечить розумний витрата палива і пристосований для розміреної їзди. Для любителів максимально плавної роботи машини підійде варіатор.

Що стосується технічних характеристик, то неможливо вказати на ідеальну коробку. Кожна з них хороша в своїх умовах і при наявності конкретних водійських навичок. В одному випадку новачкові легше почати з управління різновидом автоматичних трансмісій, в іншому – більш вигідна виробити навик використання механіки.

Питання та відповіді:

Як влаштовано коробку передач? Механічна КПП складається з набору шестерень, які утворюють різні передавальні числа. Автоматична КПП оснащена гідротрансформатором та шківами із змінним діаметром (варіатор). Робот – аналог механіки, лише з подвійним зчепленням.

Що всередині коробки? Усередині будь-якої коробки є провідний і ведений вал. Залежно від типу коробки на валах встановлюються або шківи, ​​або шестерні.