Механическая коробка передач: что это такое, виды, устройство и принцип работы

Механическая коробка передач существует около столетия. В последнее время она стала активно уступать свои позиции простому и удобному автомату, роботу или вариатору. Но большинство автоконцернов мира всё равно оставляет в своей линейке модели и комплектации с механикой. Да и многие водители выбирают МКПП, поскольку она имеет немало преимуществ. Поэтому прощаться с этим типом трансмиссии ещё рано.

Как и все трансмиссии, механика отвечает за адаптацию крутящего момента, которая зависит от оборотов силового агрегата, и его передачу на автомобильные колёса. Это осуществляется изменением передаточного числа. Его регулировка выполняется МКПП ступенчато. А управлять данным процессом, в отличие от других КПП, водителю приходится вручную, выбирая передачу. Это иногда кажется сложным, особенно тем, кто получил водительское удостоверение недавно. Но правильному использованию скоростей способен научиться каждый водитель и выполнять его потом автоматически.

Виды механических коробок передач

Агрегаты отличаются по числу передач и количеству валов. По числу используемых ступеней МКПП обычно делятся на:

• Четырёхступенчатые;
• Пятиступенчатые;
• Шестиступенчатые.

Иногда встречаются механизмы, имеющие иное количество передач. Но на серийных автомобилях такие коробки устанавливаются редко. Да и четырёхступенчатые КПП сейчас можно увидеть нечасто. От них отказались практически все автопроизводители. Поэтому увидеть такую трансмиссию можно лишь на подержанных классических моделях «АвтоВАЗа» и других неновых авто.

Выпускающиеся сейчас машины обычно оснащают пяти- или шестиступенчатыми агрегатами. Это правило относится не только к мировым, но и к российским брендам.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

• Трёхвальные;
• Двухвальные.

Больше никаких классификаций трансмиссий нет. Они выпускаются различными производителями, но все марки применяют стандартные типовые конструкции узла.

Устройство механической коробки передач

Узел имеет такие основные детали, как:

• сцепление;
• валы;
• шестерни;
• синхронизаторы;
• корпус.

КПП имеет муфты, подшипники и сальники. Каждый из элементов имеет свою функцию. А вместе они обеспечивают работу трансмиссии.

Сцепление

Сцепление существует, чтобы разъединять двигатель и коробку при переключении скоростей. Это позволяет избежать опасных последствий для обоих агрегатов. Механизм обеспечивает холостое вращение колёс машины и её силовой установки. Это достигается отключением крутящего момента.

Механизм соединяет колёса и двигатель так, чтобы их функционирование не повредило эти части авто. Сцепление имеет два диска. Один из них соединяется с силовым агрегатом, а второй – с колёсами. Вращение обеспечивается первичным валом КПП. Управляет включением и выключением сцепления водитель путём отпускания или нажатия на педаль автомобиля.

Шестерни и валы

Шестерни устанавливаются на валах. А сами валы обычно размещаются параллельно друг другу.

Первичный или ведущий вал соединяется с маховиком двигателя. Для соединения используется корзина сцепления автомобиля. Деталь двигает второй диск сцепления и заставляет при помощи шестерёнки промежуточный вал вращаться. Вторичный или ведомый вал примыкает к ведущему посредством подшипника, находящегося в хвостовике последнего. Это обеспечивает независимое вращение обоих элементов. Валы могут крутиться с различными скоростями и в разных направлениях, так как у них отсутствует фиксированное соединение.

На вторичном валу есть множество шестерёнок. Они передают вращение. При этом одни шестерёнки постоянно вращаются, другие – имеют жёсткое крепление.

Шток переключения передач составлен из следующих элементов:

• Замок;
• Муфта, обеспечивающая переключение передач;
• Приводы;
• Ползуны с вилками;
• Привод.

Механизм выбора скоростей у разных автомобилей устанавливается в различных местах. Он может устанавливаться в корпусе КПП или на кузовных панелях машины. Но иногда узел размещают на рулевой колонке. Привод штока на современных авто обычно представлен кулисой.

Синхронизаторы

Синхронизаторы делают равными скорости первичного и вторичного валов. Это позволяет переключать передачи. Кроме того, они снижают нагрузку на трансмиссию и продлевают срок её службы. Синхронизатор также снижает шум при работе узла.

Механизм используется на большинстве автомашин с МКПП. Но им не оснащаются отдельные модели спортивных авто, а также любая спецтехника.

Принцип работы и устройство двухвальной коробки передач

Двухвальная механика имеет в своём составе:

• Валы: ведущий и ведомый;
• Шестерни обоих валов;
• Главную передачу;
• Дифференциал;
• Синхронизаторы;
• Механизм переключения скоростей;
• Корпус или картер.

Этот тип коробок не имеет промежуточного вала. Ведущий и ведомый валы стоят параллельно друг другу. Вращающий момент от шестерёнок первичного вала передаётся на те же детали вторичного.

Благодаря отсутствию промежуточного вала удалось заметно уменьшить вес и размеры трансмиссии. Поэтому двухвальную коробку ставят на авто и на некоторые мотоциклы. Для оптимизации работы она наделена большим числом шестерёнок, чем трёхвальная. Но эта особенность привела к снижению коэффициента полезного действия.

Шестерёнки валов свободно крутятся и активно взаимодействуют. Между ними размещаются муфты синхронизаторов. На ведомом валу ведущая шестерня от главной передачи имеет надёжную фиксацию. Она взаимодействует с ведомой.

На многих трансмиссиях данного типа бывает несколько вторичных валов. На всех присутствует такая ведущая шестерёнка. Количество ведомых валов не превышает трёх. Оно зависит от конструкции и марки КПП.

Вращающий момент с ведомого вала посредством дифференциала и главной передачи передаётся колёсам авто, являющимся ведущими. При этом иногда колёса могут крутиться с различной скоростью. Например, это бывает, если одно из них попадает на скользкую поверхность.

Механизм, который отвечает за переключение передач размещают за пределами корпуса коробки. Для соединения его с трансмиссией могут применяться тяги или тросы. На современных авто обычно устанавливают тросовые МКПП.

Механизм переключения передач состоит из:

• Троса выбора скоростей и рычаг для управления ими;
• Троса, отвечающего за переключение передач и рычаг, обеспечивающий их выбор;
• Штока включения скоростей, оснащённый вилками, и ручка, отвечающая за включение ступени;
• Замка блокировки.

При осуществлении выбора передачи рычаг управления должен переместиться в поперечном направлении. А, когда включается скорость, он двигается продольно.

Двухвальная трансмиссия работает практически также, как и трёхвальная. Но механизм переключения у них отличается. У этой КПП при выборе определённой ступени рычаг двигается продольно и поперечно. При поперечном движении на трос передаётся усилие. Он действует на рычаг, отвечающий за выбор скоростей. Поворачивается шток и выбирается скорость.

Такая коробка ставится на многие нынешние переднеприводные машины.

Принцип работы и устройство трёхвальной коробки передач

Трёхвальная механика состоит из:

• Валов – первичного и вторичного;
• Промежуточного и дополнительного валов;
• Синхронизаторов;
• Шестерней;
• Механизма переключения передач, оснащённого замками и блокираторами;
• Рычага переключения ступеней;
• Корпуса или картера.

В корпусе установлены подшипники. Они отвечают за вращение валов. На валах размещаются шестерёнки с разным числом зубьев.

Ведущий вал соединяется с силовой установкой корзиной сцепления. Вторичный соприкасается с карданным. Промежуточный вал заставляет вращаться ведомый. Ведущий вал оснащён ведущей шестерней, которая обеспечивает движение промежуточному.

На ведомом валу есть муфты синхронизаторов, выравнивающие угловые скорости шестерёнок и вала. Синхронизаторы обладают надёжным креплением, но могут перемещаться продольно. Такое строение присуще каждой передаче автомобиля.

Механизм, обеспечивающий переключение, обычно установлен на корпусе. Управление им осуществляется рукоятью, имеющей ползуны и вилки. Чтобы не произошло одновременного выбора двух передач, ставится блокиратор. Когда машина стоит на нейтральной передаче, сцепление отключает ведущий вал от силовой установки. Поэтому колёса крутиться не должны.

При включении рукоятью ступени её вилка начинает двигать синхронизаторную муфту. Это выравнивает скорости, с которыми крутятся ведомый вал и шестерёнка выбранной ступени. Шестерня блокируется на ведомом валу путём взаимодействия её зубьев с зубьями синхронизатора. При этом колёсам передаётся крутящий момент с определённым передаточным числом. Транспортное средство двигается согласно включённой передачи. Езда задом выполняется за счёт соответствующей ступени. За него отвечает шестерёнка заднего хода, установленная на специальном валу.

Плюсом таких трансмиссий считают прямую передачу крутящего момента с первичного на вторичный вал. Они имеют больший коэффициент полезного действия, чем двухвальные. Но коробки этого типа имеют большие размеры и вес. Это – их недостаток. Поэтому трёхвальные КПП обычно встречаются на авто с полным или задним приводом. Ими оснащают многие внедорожники и тяжёлые кроссоверы. Применяются такие коробки и на большинстве грузовых автомобилей.

Как пользоваться механической коробкой передач

Эксплуатация автомобиля с каждым типом трансмиссий имеет особенности. Это относится и к транспорту с механикой. Некоторые, особенно начинающие водители, считают МКПП сложной, и поэтому быстро отказываются от неё. Но при выработке определённых навыков и соблюдении несложных правил езда на машине с такой коробкой практически ничуть не сложнее, чем, например, на АКПП.

Как заводить машину на механике

ВАЖНО. Для продления срока службы КПП и мотора, при запуске силового агрегата нужно соблюдать такой алгоритм действий:

1. Желательно оставлять автомобиль на парковке на нейтральной передаче и ручном тормозе. Но некоторые водители ставят авто на скорости – обычно первую или заднюю, не используя ручник. Так делать не рекомендуется. Это может стать причиной аварии.
2. Перед запуском двигателя убедиться, что машина стоит на нейтралке, пошевелив ручку в разные стороны.
3. Если включена не нейтраль, то выжать сцепление и перевести рукоятку в присущее нейтральной скорости положение. При этом нужно использовать ручник или нажать педаль тормоза.
4. Выжать сцепление и повернуть ключ зажигания в первое положение. На приборной панели появятся значки. Обязательно использовать при этом тормозную педаль или ручной тормоз во избежание отката машины.
5. Запустить двигатель поворотом ключа в нужное положение. Индикаторы на приборке через несколько секунд должны погаснуть.

При запуске мотора нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• На запуск силовой установки должно уйти не более 10 секунд. Если за это время он не завёлся, на время прекратить попытки. Если этого не сделать, стартер может выйти из строя;
• Повторить процедуру примерно через минуту после неудачного запуска. Если мотор так и не заработал, выключить зажигание и начать искать причину неполадок;
• В мороз желательно прогревать авто с выжатой педалью сцепления. Это поможет быстро прогреться загустевшему маслу;
• Зимой рекомендуется применять более жидкую трансмиссионную жидкость и не заливать минералку. Она очень густая, а от мороза густеет ещё сильнее. Это может негативно сказаться на состоянии МКПП;
• Даже в тёплую погоду не начинать движение на непрогретом автомобиле. Ему нужно дать поработать на холостом ходу не менее 2-3 минут. В зимнее время прогревать авто следует не менее пяти минут. Это прогреет механизм до рабочего состояния.

Как переключать скорости

Практически на всех авто с механикой схема переключения передач расположена вверху на рукоятке. Переключать скорости нужно так:

1. Выжать сцепление левой ногой до упора.
2. Правой рукой поставить рукоять в нужное положение, которое соответствует выбираемой передаче.
3. Плавно отпустить педаль и аккуратно правой ногой надавить на газ.

ВНИМАНИЕ. Во избежание быстрого износа механизма и аварийно опасных моментов на дороге рекомендуется:

• Стараться ездить на четвёртой скорости, где это возможно. Это экономит топливо;
• Включать заднюю передачу только, когда автомобиль полностью остановился;
• Выжимать сцепление быстрым движением ноги и до конца;
• Отпускать педаль плавно и аккуратно, без рывков и резких движений;
• На свободной дороге, по возможности, снижать скорость двигателем, переходя на пониженные передачи;
• Не держать постоянно ногу на педали сцепления в движении и во время остановки, например, на светофоре. Особенно не следует делать это при езде по скользкой или мокрой дороге;
• Не пытаться двигаться накатом под горку. Топлива это не сэкономит, зато может привести к ДТП;
• Не переключать передачи в повороте. Делать это нужно до того, как собираетесь поворачивать, или по завершении манёвра;
• Не эксплуатировать машину с неисправными элементами трансмиссии.

Масло

Масло в данном узле нуждается в регулярной замене. Менять его нужно обычно каждые 50000-100000 километров пробега в зависимости от модели авто. Точные сроки можно найти в руководстве по эксплуатации машины. Там же указаны характеристики и рекомендуемые бренды трансмиссионной жидкости. Её следует выбирать, исходя из погодных и иных условий. Заменить масло можно самостоятельно или в автосервисе.

Необходимо регулярно проверять уровень и состояние жидкости в КПП. Это делается щупом. Если коробка не оснащена им, то масло обычно должно находиться на одном уровне с крышкой или чуть ниже. Если трансмиссионка изменила цвет или в ней появились примеси, следует заменить её, даже если регламентный срок замены не подошёл. Внеплановая замена нужна и при подозрении на низкое качество масла или после ремонта агрегата. Эксплуатировать машину при отсутствии трансмиссионной жидкости или её недостатке запрещено. Нельзя применять химию с иными свойствами, чем указано в сервисной книжке. При недостаточном количестве масла его нужно долить до положенного уровня. Не использовать трансмиссионку сомнительного качества или происхождения.

Плюсы и минусы механической коробки передач

• Разрешается буксировка машины разными способами на любое расстояние. Буксировать авто можно, даже если его мотор запустить невозможно;
• Допустима попытка запуска силовой установки методом толкача при сильном разряде аккумуляторной батареи или некоторых поломках. Но, если двигатель после нескольких попыток не заработал, перестать пытаться завести авто до устранения неисправности;
• Относительно небольшой вес и габариты, в отличие от других трансмиссий;
• Надёжность;
• Значительный ресурс;
• Отличная динамика автомобиля;
• Возможность ездить в удобной манере;
• Максимальное использование всех возможностей мотора. При этом нужно следовать рекомендациям автопроизводителя и избегать излишних нагрузок на силовой агрегат или неправильного выбора передач;
• Быстрый разгон машины;
• Экономичность. При правильном использовании МКПП можно добиться заметного снижения расхода топлива;
• Отличные возможности для автоспорта или экстремального вождения. Они зависят от мощности двигателя и модели авто;
• Большие, по сравнению с другими типами трансмиссий, возможности на бездорожье или глубоком снегу;
• Простое и понятное устройство. Диагностировать и устранить неисправности узла можно самим при наличии опыта;
• Доступная стоимость обслуживания, ремонта и запасных частей. На цену влияет модель и бренд транспортного средства. Но обычно она ниже, чем для других трансмиссий. На большинство МКПП запчасти продаются во многих магазинах или быстро доставляются на заказ;
• Возможность самостоятельного ремонта или обращения в неофициальные мастерские. Многие виды автоматов, роботов или вариаторов можно восстановить только в дилерских центрах или крупных профильных СТО. Стоимость работ там завышена;
• Невысокая цена подержанной или даже новой коробки. Поэтому при значительных дефектах многие водители не ремонтируют, а меняют её. Для авто с АКПП, вариатором или роботом такая замена бывает дорогостоящей.

• Определённые сложности управления. Особенно часто испытывают трудности начинающие автолюбители или женщины-водители;
• Сцепление требует бережного обращения. Его можно повредить при неумелом использовании или частом застревании в грязи или снегу;
• Возможность повреждения деталей узла при неправильном включении задней передачи;
• Необходимость следить за оборотами мотора и вовремя включать нужную скорость. АКПП это делает автоматически. Если своевременно не переключаться, мотор будет быстро изнашиваться. Его ремонт может потребоваться даже на небольшом пробеге;
• При неправильном переключении теряется мощность силовой установки. Иногда авто может заглохнуть в неподходящий момент;
• Быстрая утомляемость водителя, особенно при недостаточном опыте или езде по городским пробкам. На автомобилях с механикой ему приходится постоянно контролировать действия, выжимать сцепление и переключать скорости.

Основные неисправности и их признаки

Механическая КПП надёжная. Она может прослужить без капитального ремонта 300000 и более тысяч километров. А сцепление на некоторых моделях авто «ходит» 200000-250000 км. Но даже такой долговечный узел может сломаться. Часто это происходит на большом пробеге или при неправильной эксплуатации и несвоевременном обслуживании. Признаками поломки являются:

1. Неприятные звуки, вой во время езды или переключения передач, а также на холостом ходу. Если они возникают при использовании нейтрали, то это указывает на низкий уровень масла или сильный износ подшипника ведущего вала. Появление звуков при переключении говорит о повреждении блокираторов механизма выбора передач, дефекте синхронизаторов, неполном выжимании или износе сцепления, а также о ненадёжном креплении узла. Когда шум появляется в движении, это указывает на недостаток трансмиссионки, износ синхронизаторов или подшипников.
2. Не включаются все или одна из передач.
3. Трудности при включении нужной ступени. Эти две проблемы связаны с износом синхронизаторов или шестерёнок, поломкой механизма переключения, износом или неполным выжиманием сцепления или повреждением тяг механизма, отвечающего за переключение скоростей.
4. Произвольное выключение передачи вызывается повреждением синхронизаторов, вилок, механизма переключения, шестерен или подшипников. Эта проблема проявляется при износе подушек мотора, неисправности тяг или слабом креплении коробки.
5. Течь масла из КПП возникает при слабом закручивании сливной пробки, повреждении корпуса трансмиссии, износе сальников и прокладок. Иногда жидкость течёт из-за неправильно вставленного щупа.

Иногда проблемы связаны с неисправностью сцепления. На это указывают следующие симптомы:

• Гул, скрежет и иные посторонние звуки при выжимании педали;
• При нажатии на газ обороты увеличиваются, а автомобиль не ускоряется или делает это слишком медленно;
• Педаль сцепления проваливается;
• Вибрация при переключении скоростей или во время трогания;
• При выжимании педали чувствуется сильный запах палёной резины. Иногда это связано не с поломкой, а с неаккуратным обращением со сцеплением.

При возникновении неполадок в работе МКПП следует провести диагностику и ремонт узла. Для этого нужно обратиться в сервис, оказывающий такие услуги. Но некоторые водители ремонтируют коробку самостоятельно. Своими руками при наличии гаража можно заменить сцепление или его элементы, отремонтировать рукоятку переключения передач и даже выполнить капитальный ремонт всего узла. В физических и Интернет-магазинах обычно несложно найти запчасти для механики авто любой марки и модификации.

Механическая трансмиссия, вопреки мнению некоторых автомобилистов и экспертов, вовсе не изжила себя. Она имеет достоинства, которых нет у агрегатов иных видов. А при умелом использовании МКПП позволяет получить истинное наслаждение от вождения или покорить крутое бездорожье. Она дарит водителям драйверские эмоции и ощущение полного контроля над машиной. При этом коробка проста и дешева в обслуживании. Поэтому говорить о её неактуальности ещё очень рано.

• 0 комментариев

https://imazda.ru/poleznaya-informaciya/mexanicheskaya-korobka-peredach-chto-eto-takoe-vidy-ustrojstvo-i-princip-raboty.html