- Пристрій коробки передач автомобіля
- Робота коробки передач автомобіля
- Несправності коробки передач
- Обслуговування коробки передач
Наши партнеры ArtmMisto
Коробка передач автомобіля (КПП) входить в список найважливіших конструктивних складових трансмісії авто. Коробка передач автомобіля призначена для зміни швидкості крутного моменту і напрямки руху машини, а також для тривалого роз'єднання силового агрегату від трансмісії. Коробки передач за своїм принципом дії розрізняють на комбіновані, безступінчаті і ступінчасті. КПП в чому визначає варіант трансмісії машини. Крутний момент в коробках передач ступеневої типу змінюється східчасто. До них відносяться роботизовані і механічні КПП. 
Механічна коробка передач (МКПП) - це багатоступінчастий редуктор циліндричної форми, в якому перемикання передач здійснюється вручну. Залежно від кількості ступенів розрізняють 4-ступінчасту, 5-ступінчасту, 6-ступінчасту, 7-ступінчасту, 8-ступінчасту коробки передач.
Головними перевагами коробки передач механічного типу є надійність, простота конструкції, можливість ручного управління в будь-якому режимі водіння. За рахунок цих особливостей коробка передач механічного типу є найпоширенішим варіантом КПП. Незважаючи на це останнім часом все більше автолюбителів віддають перевагу автоматичним КПП.
Роботизована коробка передач (повсякденна назва - "робот") являє собою коробку передач механічного типу, в якій автоматизовані функції перемикання передач і, відповідно, виключення зчеплення. Сучасні роботизовані коробки передач оснащені подвійним зчепленням, яке виконує передачу крутного моменту без обриву потоку потужності.
Використання коробки передач роботизованого типу, оснащеної подвійним зчепленням, забезпечує зниження паливного витрати, а також високу розгінну динаміку. За рахунок цих якостей популярність таких КПП стрімко зростає. На сьогоднішній день преселективна коробки передач монтуються як на автомобіль преміумного класу, так і на бюджетні моделі. Відомими конструкціями коробок передач роботизованого типу є КПП Изитроник, DSG, SMG.
До коробок передач бесступенчатого типу відноситься варіатор (повсякденна назва «варіаторная КПП»). На відміну від коробок передач ступеневої типу передавальне число в варіаторних КПП змінюється плавно. Це відбувається завдяки механічному або гідравлічному перетворенню крутного моменту.
За рахунок своїх конструктивних особливостей варіатор здатний надати оптимальні динамічні характеристики машини. З іншого боку, варіатор має обмеження за кількістю крутного моменту. Деякі конструкції мають нарікання в плані ресурсу і надійності. Коробки передач вариаторного типу застосовуються, як правило, японськими автомобільними компаніями (Subaru, Nissan, Honda), з європейських - виробник Audi. Знаменитими конструкціями воротарів є Екстроід, Мультитроник.
Комбінований принцип дії застосовується в коробці перемикання передач автоматичного типу (АКПП, в побуті - «автомат») (див. автоматична коробка передач автомобіля ). Класична коробка передач автоматичного типу включає гидротрансформатор, який замінює зчеплення і забезпечує безступінчасте регулювання крутного моменту, а також механічну КПП. Сучасні автоматичні КПП розраховані на сім або вісім ступенів.
Автоматична КПП відрізняється високою надійністю роботи, а також забезпечує плавну зміну передач. При цьому «автомат» має підвищений паливний витрата і низьку динаміку розгону. У деяких конструкціях автоматичною КПП є імітація ручної зміни передач стептронік, Привід.
Сьогодні терміном «коробка передач автоматичного типу» позначаються не тільки стандартні гідротрансформаторним КПП, а також варіатор і роботизована коробка передач. Всі вони оснащені електронним управлінням.
Різновидом коробки передач автоматичного типу є так звана адаптивна КПП, що враховує манеру їзди конкретного водія.
Пристрій коробки передач автомобіля
наступним вузлом трансмісії автомобіля після зчеплення автомобіля буде коробка передач, відповідно пристрій коробки передач автомобіля зараз і розглянемо.
Сьогоднішні моделі автомобілів обладнані переважно ступінчастою механічною коробками з зубчастими шестернями. Число передач переднього ходу, як правило, дорівнює п'яти або чотирьох, не враховуючи передачі заднього ходу.
Пристрій коробки передач автомобіля представлено на малюнку нижче.
Зміна передачі в них виконується пересуванням шестерень, які по черзі входять у зачеплення з усіма іншими шестернями або за допомогою синхронізаторів, блокуванням шестерень на валу. Синхронізатори виконують вирівнювання частоти обертання початківців роботу шестерень і блокують валом одну з найбільш відомих. Управління пересуванням синхронізаторів або шестерень виконує водій при вимкненому зчепленні. Коробки передач поділяються на 3-ступінчасті і 4-ступінчасті і т.д., в залежності від кількості передач переднього ходу.
У пристрій коробки передач автомобіля входять:
- Важіль перемикання;
- Механізм, який відповідає за перемикання передач з блокувальними і замковими пристроями;
- синхронізатори;
- Вали з шестернями (первинний, вторинний, проміжний);
- Додатковий вал, а також шестерні заднього ходу;
- Картер
Картер включає в себе всі основні елементи і вузли коробки передач. Він прикріплюється до картера зчеплення, який приєднаний до двигуна автомобіля (див. пристрій двигуна автомобіля ). Так як в процесі роботи коробки передач автомобіля шестерні КПП піддаються серйозним навантаженням, їм необхідно бути добре змазаними. Таким чином, ємність картера залита наполовину трансмісійним маслом (на деяких автомобілях використовується моторне масло).
Синхронізатори призначені для ненаголошеного, плавного і безшумного включення передач, методом зрівнювання кутових швидкостей обертають шестерень.
Вали коробки передач виконують обертання в підшипниках, які знаходяться в картері, і мають групу шестерень з різною кількістю зубів.
Механізм перемикання передач призначений для зміни передачі в коробці і управляється за допомогою важеля з салону машини. Замковий пристрій при цьому не дозволяє одночасно включатися двом передачам, а блокувальний механізм утримує передачі від самостійного виключення.
Робота коробки передач автомобіля
На первинному валу коробки розташований ведений диск зчеплення. На іншому кінці вала знаходиться зубчаста шестерня, від якої і отримують обертання всі інші шестерні. Розглянемо сам принцип дії, роботу коробки передач автомобіля, і її призначення.
Робота коробки передач автомобіля представлена на малюнку нижче.
Для цього візьмемо два зубчастих колеса, стикаються один з одним. Обертання одного змушує обертатися друге колесо - і навпаки. Якщо обидва колеса жорстко посаджені на вали - відповідно і вони отримують обертання. А на протилежному кінці або, наприклад, в середині валу, можна закріпити ще зубчасті колеса, які в контакті з іншими також будуть змушувати їх обертатися. При цьому, як і в випадку з дисками в зчепленні, є провідна шестерня (вал), а є і ведена шестерня (вал). Крім того, в КП є і проміжні шестерні (вали).
Наступний момент, на якому варто зупинитися - це розміри обертових шестерень. Саме на відмінності в їх діаметрах і заснована робота коробки передач автомобіля. Припустимо, що два чіпляються зубами колеса мають однаковий розмір. Тоді швидкість обертання ведучого і веденого автомобільного колеса буде також однакова. Якщо ж ведуча шестерня більше відомою, тоді ведена шестерня буде обертатися швидше і відповідно, навпаки, при менших розмірах ведучої шестерні, ведена буде обертатися повільніше. На цьому принципі і заснована робота коробки передач автомобіля, перемикання якої дозволяє змінювати швидкість руху.
Ще один важливий факт, який існує при обертанні двох шестерень - це момент сили. Він пропорційно протилежний швидкості обертання. Тобто, чим більше за розмірами провідне колесо щодо веденого, тим вище швидкість обертання веденого і тим менше тягове зусилля, що передається від провідної до веденої шестірні, і навпаки.
Щоб це конкретніше уявити, можна взяти для прикладу велосипед, що має кілька швидкостей. У ньому крутний момент передається від педалей до провідної шестірні. Від неї - через ланцюг до осі заднього колеса, на якому розташовані кілька зубчастих коліс різного діаметра. Чим менше шестерня, тим швидше їде велосипед, але тим важче крутити педалі. І навпаки, чим більше шестерня пов'язана ланцюгом з ведучим колесом - тим легше їхати, але швидкість буде зовсім маленька. Сенс в тому, що якщо уявити радіус будь-якого колеса у вигляді важеля, то зі шкільної фізики відомо - чим довше важіль, тим легше обертати колесо щодо його осі.
Отже, варто запам'ятати, у скільки разів відрізняються розміри ведучого і веденого зубчастого колеса, в стільки разів відрізняється їх швидкість обертання і момент сили, що передається між ними. Але значення швидкості завжди обернено пропорційно моменту, що крутить.
Ось за принципом велосипеда і працює коробка передач. До провідної шестірні первинного вала по черзі перемикаються інші шестерні різного діаметра. В результаті при рівномірній роботі двигуна автомобіля , Водій важелем КП може змінювати його швидкість без істотної зміни числа обертів ДВС. А додатковий вал з шестернею, званий валом заднього ходу, дозволяє рухатися автомобілю назад.
Тепер згадаємо про співвідношення розмірів шестерень, швидкості і крутного моменту і розглянемо, як це все поєднується при роботі коробки передач автомобіля.
1-я передача. Автомобіль стоїть на рівному місці. Його потрібно зрушити з мертвої точки і змусити рухатися, подолавши силу тертя спокою між усіма рухомими деталями. З провідною шестернею з'єднується найбільша ведена шестерня. Ми отримуємо максимальне зусилля на неї при мінімальному прискоренні - автомобіль повільно рушає з місця.
2-я передача. Автомобіль рухається, але за рахунок великого розміру відомої шестерні, в якийсь момент досягає максимально можливої швидкості обертання. Для прискорення автомобіля перемикається інша, менша за розмірами шестерня до ведучої. Тягове зусилля зменшується, а швидкість збільшується.
3-тя передача. Автомобіль отримав прискорення. Тягове зусилля потрібно тільки для подолання зустрічного повітря, але швидкості ще можна додати. Перемикається найменша шестерня, своїм обертанням забезпечує максимальну швидкість автомобіля.
Задня передача. Принцип той же що і в 1-ій передачі. Різниця тільки в тому, що в роботу вступає вал заднього ходу, згаданий вище. В результаті на виході з коробки передач ведений вал обертається в протилежну сторону, а автомобіль починає рухатися назад.
Нейтральна передача. Тут все просто. Провідна шестерня не контактує ні з однією відомою. Тобто, обертається вхолосту. Даний режим необхідний для того, щоб водій при просте автомобіля з запущеним двигуном (прогрів, зупинка, очікування здійснення маневру і т.д.) тривалий час не тиснув при цьому на зчеплення.
Зрозумівши принцип роботи коробки передач автомобіля, робимо висновок про її призначення.
Як і будь-який механізм, коробка передач має корпус, виконаний зі сплаву легких металів. У ньому розміщений набір валів з шестернями і механізм перемикання передач. Як і в ДВС, що труться деталі змащуються маслом, яке заливається безпосередньо в корпус через заливний отвір. На днище корпусу є зливний отвір, що дозволяє зливати відпрацьоване масло через певні інтервали роботи, зазначені в технічній документації автомобіля.
Як ми вже з'ясували, основними робочими елементами коробки передач є вали з шестернями. Крім ведучого, відомого валу і валу заднього ходу, в коробці ще буває і проміжний вал. Справа в тому, що, наприклад, для отримання максимального крутного моменту, потрібна велика різниця в розмірах провідного і веденого зубчастого колеса, що призвело б до збільшення розмірів самої коробки передач. А наявність проміжного вала з двома шестернями різних розмірів на його кінцях, дозволяє зробити весь механізм більш компактним.
Тобто, якщо уявити, що треба збільшити крутний момент в 10 разів (1х10), відповідно ведена шестерня повинна бути в 10 разів більше. А включення в ланцюжок проміжного вала з проміжними шестернями різних розмірів дозволить зменшити це значення. В результаті можна отримати співвідношення 1х2 і далі 1х5. І на виході ведений вал отримає необхідний крутний момент.
Зчеплення провідною шестерні з іншими в різній черговості проводиться механізмом перемикання передач. Для компенсування різниці в швидкості обертання шестерень при їх зчепленні застосовуються синхронізатори. Їх завдання - забезпечити плавне і безшумне зчеплення шестерень за короткий проміжок часу.
Залежно від кількості передач, які отримали назву «щаблі», коробки передач бувають від 4-5 східчастих у легкових машин, до 12-16 східчастих у великовантажних автомобілів і спецтехніки.
Сучасні коробки передач все більше роблять автоматичними. (Див. автоматична коробка передач автомобіля ). Основна їхня перевага - це відсутність як такого механізму перемикання передач, а також поєднання в собі механізму зчеплення автомобіля, який ми розглядали раніше. Конструктивне рішення такої коробки дозволяє автоматично виконувати функцію зчеплення і перемикання передач без участі водія, в залежності від навантаження на автомобіль.
Класичний варіант такої КП показаний на малюнку нижче.
Роль зчеплення між ДВС і коробкою передач виконує гідротрансформатор. Тут замість механічної зв'язки провідного і веденого дисків застосована гідравлічна рідина. Вона, отримуючи обертання від маховика своєю енергією, змушує обертатися ведений диск. Набір шестерень і валів має аналогічний принцип роботи. Але за їх перемикання відповідає пристрій управління. У ньому збирається інформація з датчиків про швидкість і навантаженні на автомобіль і електронний пристрій, порівнюючи отримані результати, дає необхідні команди для перемикання (відключення) передач, тим самим полегшуючи роботу водія.
Варто також згадати про роздавальної коробці. Цей механізм призначений для роздачі крутного моменту на два і більше моста. Передбачено він зазвичай в повнопривідних автомобілях, де провідними є як задній, так і передній міст. Її принцип роботи аналогічний коробці передач. Крім того роздавальна коробка дозволяє розподіляти нерівномірне навантаження на мости, а також відключати один з мостів в разі непотрібності, коли для руху вистачає тільки потужності одного моста.
Несправності коробки передач
Поломки і несправності коробки передач механічного типу визначаються правильністю її експлуатації, а також особливостями її пристрою.
Найпоширенішими технічними несправностями коробки передач механічного типу є:
- Мімовільне вімікання передач ( «вілітає ШВИДКІСТЬ»). Дана обставинних віявляється несправностей блокувального механізму и максимальним знос шестерень и сінхронізаторів.
- Утруднене включення (або перемикань) передач. Дана несправність коробки передач обумовлена несправністю механізму перемикань передач, низька якістю або недостатнім рівнем трансмісійного масла в картері, заїданням и знос шестерень або сінхронізаторів.
- Шумовий фон (Стійкий) в процесі роботи. Цю несправність коробки передач слід конкретізуваті. Фахівці виявило три ее прояви:
- Шум во время роботи однієї конкретної передачі;
- Шум КПП при нейтральному положенні важеля перемикань передач;
- Шум в процесі роботи КПП.
- Невелікі підтікання трансмісійного масла. Дана несправність коробки передач пов'язана з надмірною кількістю масла в коробці передач автомобіля або Загальної негерметічність картера, яка віклікана ослабленням кріплення крішок, пошкодженням ущільнюючіх прокладок або сальніків.
Як правило, перераховані вище несправності коробки передач пов'язані з пошкодженням і зносом вузлів та елементів, ліквідуються тільки заміною. Самий розумний варіант у цій непростій справі - звернутися в автосервіс до професіоналів.
Обслуговування коробки передач
Настав час розглянути основні правила обслуговування коробки передач.
При правильному сервісному та технічному обслуговуванні коробки передач, при правильній експлуатації у водія не повинно виникнути якихось проблем і труднощів з коробкою передач. У такому випадку вона буде працювати аж до закінчення терміну експлуатації машини.
Під час роботи коробки передач автомобіля слід постійно перевіряти кількість трансмісійного масла і витримувати необхідний рівень, не допускаючи його заниження або підвищення. У першому випадку в коробці передач автомобіля не буде забезпечуватися необхідною мастила, у другому - в коробці буде формуватися надлишковий тиск, що в кінцевому підсумку призведе до зменшення терміну роботи пристрою. Крім цього головною періодичної профілактичним заходом є повна заміна мастила, яка виконується на основі технічної документації автомобіля. Даний принцип обслуговування коробки передач можна самостійно контролювати водієві без звернення до фахівців.
Дуже часті випадки утворення механічних несправностей коробки передач в зв'язку з необгрунтованим грубим і агресивним поводженням з важелем коробки передач. Слід пам'ятати, що зміна передач - це зміна режимів роботи коробки передач автомобіля (перехід від однієї сходинки до іншої). Швидка і різка зміна швидкостей може привести до швидкої поломки механізму перемикання, валів з шестернями, синхронізаторів.
І ще важливий момент: необхідно контролювати, як здійснює свою роботу коробка передач автомобіля. Людський фактор ніхто і ніколи не зможе замінити: водієві, що відчуває незвичність роботи коробки передач автомобіля, слід самостійно відшукати і виправити несправність коробки передач, або (що буде більш розумно) звернутися в автомобільний сервіс.
З усього перерахованого вище випливає, що виконуючи прості правила обслуговування коробки передач, можна надовго продовжити термін її служби.
:
Карданна передача автомобіля
:
Пристрій легкового автомобіля
