Скорости в механической коробке переключаются только с помощью нажатия на педаль сцепления, так как необходимо прервать поток мощности, который идет от двигателя внутреннего сгорания.
Движение автомобиля с МКПП всегда начинается только с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики - там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение.
Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.
Рассмотрим существующую классификацию механических коробок передач:
1) в зависимости от количества входных и выходных шестерен в коробке передач существуют следующие виды МКПП:
1. Четырехступенчатая МКПП
2. Пятиступенчатая МКПП
3. Шестиступенчатая МКПП
Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия - 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.
2) в зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:
1. Двухвальные механические трансмиссии.
Данный вид устанавливается на легковые автомобили с передним приводом.
2. Трехвальные механические трансмиссии.
Применяются на грузовых автомобилях и на легковых с задним приводом.
Конструктивное устройство механической коробки переключения передач значительно отличается от других видов КПП.
На рисунке 3 показано конструктивное устройство МКПП.
Рисунок 3 Конструктивное устройство механической коробки переключения передач
Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:
- ведущий или первичный вал;
- ведомый или вторичный вал; промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
- шестерни первичного и вторичного валов;
- механизм выбора передач; муфты синхронизаторов (синхронизаторы); картер;
- главная передача;
- дифференциал.
При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.
Рассмотрим устройство данных видов механической трансмиссии наиболее подробно.
Двухвальная коробка передач наиболее распространена, нежели трехвальная.
На рисунке 4 показано устройство двухвальной коробки передач.
Рисунок 4 Схема двухвальной коробки передач
Крутящий момент с помощью муфты сцепления от двигателя внутреннего сгорания передается на первичный план. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются.
На каждом валу расположены синхронизаторы. Шестерни первичного и вторичного валов сцеплены между собой постоянно. Для того чтобы понять, какие шестерни вращаются, а какие нет, - необходимо посмотреть на расположение данных шестерен.
Шестерня возле синхронизатора всегда вращается, а вот шестерня главной передачи очень жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент к колесам от вторичного вала передается с помощью главной передачи и дифференциала.
Дифференциал позволяет обеспечить вращение колес с различной угловой скоростью.
Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.
Работает двухвальная трансмиссия по следующему принципу: крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается, пока рычаг переключения передач находится в нейтральном положении, шестерни на валах свободно прокручиваются.
При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичный. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.
На рисунке 5 представлены схемы передачи крутящего момента.
Рисунок 5 Схемы передачи крутящего момента при двухвальной коробке передач
Рассмотрим особенности устройства и работы трехвальной механической коробки передач.
Трехвальная МКПП отличается от двухвальной тем, что в ее составе находится три вида валов: ведомый, ведущий и промежуточный (рисунок 6).
Рисунок 6 Устройство трехвальной МКПП
Первичный вал передает крутящий момент на промежуточный. Все валы находятся в постоянном зацеплении друг за друга за счет передачи крутящего момента через соответствующую шестерню.
Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы. На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал.
При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.
Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.
Механизм переключения в трехвальной МКПП в отличии от двухвальной располагается на корпусе коробки и представляет собой рычаг управления и штоки с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.
Таким образом, механическая трансмиссия автомобилей от остальных отличается за счет конструктивной особенности строения коробки переключения передач.
3. Преимущества и недостатки механической трансмиссии
Механическая трансмиссия является самой распространенной среди автомобилей, так как она обладает рядом преимуществ:
- надежная и долговечная;
- легко поддается ремонту;
- имеет высокий КПД;
- обладает небольшим весом и размером;
- имеет простую конструкцию.
Недостатки механической трансмисии:
- резкое переключение передач, что приводит к нерациональному использованию мощности мотора;
- сложность управления.
Заключение
Таким образом, сегодня существует большое многообразие трансмиссий, которыми оснащаются автомобили.
Самой распространенной трансмиссией является механическая трансмиссия, которая отличается от остальных видов своими конструктивными особенностями устройства коробки передач.
Механическая трансмиссия имеет ряд преимуществ перед другими, основными из которых является долговечность и высокий КПД.
Однако за счет сложности управления (особенно начинающим водителя) сегодня все большее количество автолюбителей предпочитают автоматические трансмиссии.
Список использованной литературы
1. Громаковский А., Бранихин Г. Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей; Питер - Москва, 2010. 532 c.
2. Карягин, А.В.; Соловьев, Г.М.; Крузе, И.Л. Устройство и эксплоатация автомобиля; М.: Воениздат. Москва, 1995. 584 c.
3. Митронин В. П., Агабаев А. А. Контрольные материалы по предмету "Устройство автомобиля"; Академия. Москва, 2012. 171 c.
4. Шестопалов К. С., Чиняев В. Г. Устройство и эксплуатация автомобиля; Издательство ДОСААФ СССР. Москва, 2000. 288 c.
5. Шестопалов С. К. Устройство легковых автомобилей. В 2 частях. Часть 2. Трансмиссия, ходовая часть, рулевое управление, тормозные системы, кузов; Академия - Москва, 2013. 400 c.