Устройство и принцип работы механической коробки переключения передач (МКПП)

Что лучше: механика или автомат?

Машины с АКПП медленно, но уверенно вытесняют автомобили с механической трансмиссией. Высокий спрос в автошколе “Вектор” на обучение вождению на автомате — яркое тому доказательство. Тем не менее производство транспорта с МКПП не останавливается, а продажи хоть и уменьшаются, но не прекращаются. Немало водителей делают выбор в пользу механики, которая так же, как и автомат, имеет свои преимущества.

Расшифровка аббревиатур

Прежде чем разбираться в вопросе, стоит расшифровать аббревиатуры, используемые далее в тексте.

• МТ – Механическая трансмиссия. «Механика», «ручка», «кочерга» – самый простой и надежный тип трансмиссии, где выбор и переключение передач осуществляется водителем.
• АТ – Автоматическая трансмиссия. «Автомат» – подразумевается гидромеханический автомат, автоматически повышающий и понижающий передачи.
• АМТ – Роботизированная трансмиссия. «Робот» – коробка передач с автопереключением скоростей, реализованная как с 1 (старые модели), так и с 2 (новые версии) сцеплением.
• CVT – Вариатор. Бесступенчатый тип трансмиссии, (строго говоря, не коробка), обеспечивающий плавный ход автомобиля без рывков в момент смены скорости.

Принцип работы МКПП и АКПП

Механическая коробка передач работает сугубо за счет ручного управления. Передачи переключаются с помощью специального рычага, без использования электроники. Так управление автомобилем полностью возлагается на водителя. Такой тип трансмиссии встречается преимущественно в машинах бюджетного класса. Механика работает следующим образом: на один из валов, установленных в КПП передается вращательное усилие от двигателя, а другой вал соединяется с карданом.

В процессе переключения передач шестерни меняются — они имеют разный диаметр, поэтому передают разное усилие. Для увеличения тяги маленькая шестеренка на ведущем валу должна соединиться с большой на ведомом. Ситуация меняется лишь на пятой ступени: большая шестерня на ведущем валу задействуется наряду с маленькой на ведомом. Поэтому несмотря на равномерную скорость мотора, за счет изменения положения рычага, получается разная скорость. Он перемещает штоки в коробке, которые толкают муфты, блокирующие шестерни. Автомобиль начинает ехать в тот момент, когда соединяются две шестеренки.

Если водителю важен комфорт, а не самостоятельный контроль вождения, отдать предпочтение лучше автомату. Что отличает АКПП от МКПП:

• работает за счет гидротрансформатора и редуктора;
• при увеличении оборотов двигателя происходит автоматическая смена передачи на следующую;
• при снижении интенсивности работы мотора включается предыдущая передача.

В АКПП переключение происходит плавно, без толчков, чего нельзя сказать о МКПП. Такая мелочь условно делает автоматическую КПП лучше механической.

Плюсы автомобилей с механикой

Неопытные водители редко озадачиваются — лучше автомат или механика, так как в буквальном смысле боятся последней. МКПП сложнее в управлении, а значит требует больше времени для обучения, но освоить ее может каждый. Главное, проявить немного усидчивости и терпения, и все получится. Тем более, обучившись вождению на автомобилях с механикой, пересесть на автомат — раз плюнуть. Те же, кто освоил только АКПП, не смогут управлять машиной с МКПП ни физически, ни по ПДД.

От опытных водителей нередко можно услышать, что механика лучше. Этому утверждению есть несколько аргументов:

• возможность экономии топлива — при спуске со склона можно включить нейтральную передачу (но стоит учесть, что правила дорожного движения это запрещают);
• расход масла в 2-3 меньше, чем в машинах с автоматической трансмиссией;
• сравнительно дешевое обслуживание — несложный ремонт возможен даже в ближайшем гараже собственными силами;
• с механической коробкой передач можно разогнаться быстрее, чем с автоматической;
• зимой не придется долго прогревать машину — небольшое количество масла не создает критического сопротивления;
• в отличие от автомата, на механике можно ехать с пробуксовкой даже зимой, поэтому для дрифтеров во всех отношениях лучше ручное управление.

МКПП практически не имеет недостатков. Она требует постоянного внимания — десятки и сотни переключений передач в течение одной поездки утомляют. Этот минус особенно ощущается в пробке, когда для преодоления 100 метров необходимо повторить одни и те же движения 40-50 раз.

Малоопытным водителям знакома ситуация, когда на низких оборотах двигателя невозможно тронуться с места — машина глохнет. Проблема решается увеличением оборотов мотора, что может привести к сгоранию сцепления. То же вероятно, если резко бросать педаль сцепления или взять на буксир тяжелую технику. В этом случае ремонт автомобиля с механической коробкой обойдется очень дорого.

Преимущества автоматической коробки передач

От некоторых водителей можно услышать, что они принципиально не пересядут на автомобиль с автоматической коробкой передач. Они объясняют свое решение тем, что полноценно управлять транспортом возможно только на механике. И с ними точно согласятся гонщики и дрифтеры. Обычному же владельцу авто просто нужно добраться из одного места в другое, поэтому расширенные возможности в управлении необязательны.

Наиболее значимые преимущества автомата:

• с появлением 5,6 и 8-ступенчатых коробок разгонные характеристики у автомобилей с АКПП и МКПП уравнялись;
• в некоторых моделях расход бензина меньше, чем на машинах с МКПП;
• управление автомобилем сводится к вращению руля и нажатию педалей газа и тормоза;
• исключена вероятность перегазовки, поэтому ресурс двигателя значительно больше, чем на механике.

На фоне весомых преимуществ недостатки автомата могут показаться не столь значимыми. Он требует больше масла и больше топлива (не все модели, но большинство). В холодное время года придется “гонять” двигатель вхолостую, чтобы разогнать загустевшее масло. Если этого не сделать, можно испортить поршневую группу. И главное: если машина оборудуется автоматической коробкой передач, ее стоимость увеличивается.

Сравнение МКПП с АКПП

Каждый водитель делает собственный вывод, что для него лучше — механика или автомат. С решением этого вопроса поможет сравнение основных характеристик:

Критерии сравнения	МКПП	АКПП
Цена автомобиля и его ремонта	Существенно меньше в сравнении с автоматом.	Дороже механики. Со всеми поломками лучше обращаться за профессиональной помощью.
Количество расходуемого топлива	Меньше, чем на автомобилях с АКПП.	Большое за счет гидротрансформатора и необходимости прогрева в холодное время года.
Ресурс коробки передач	Лучше, чем у автомата.	Невысокий — часто требуется обновление шестеренок и фрикционов.
Скорость разгона	Высокая — быстрее, чем позволяет АКПП.	У большинства моделей меньше, чем у механики.
Сложность управления	Тяжело для начинающих водителей. Частые переключения и контроль за сцеплением отвлекают от дороги. Легче ездить по пересеченной местности.	Оптимальный вариант для новичков: не глохнет при старте, не катится при движении в гору. Нужная передача выбирается автоматически.
Буксировка и запуск	Машина с механикой запускается даже при разряженном аккумуляторе. Буксировка возможна на любые расстояния.	Автомобиль нельзя запустить «с толкача», если аккумулятор разряжен. При буксировке возникает «масляное голодание».

Возможно вам будет интересно:

• Сколько в 2020 учатся на права В связи с изменениями в системе обучения будущих водителей, учиться на права теперь нужно дольше. В автошколе «Вектор» 156-часовые учебные программы заменяются на 190-часовые. Ужесточение требований связано с необходимостью улучшения неблагоприятной обстановки на дорогах. В текущем году изменятся не только сроки, но и порядок сдачи экзаменов в ГИБДД. По мнению экспертов, получить права станет сложнее.
• Как проходит обучение в автошколе в 2020 году С 1 января 2020 года Правительство РФ утвердило нововведения, касательно процесса обучения будущих водителей и сдачи экзаменов в ГИБДД. В программах автошколы “Вектор” все изменения учтены. Теперь наши ученики будут выезжать на автомагистрали, ведь нужно уметь водить машину в любых условиях. С октября 2020 года вводится единый экзамен по базовым навыкам вождения и планируется увеличение числа вопросов по ПДД в 2,5 раза. Какими бы сложными ни были требования, мы сделаем все для того, чтобы вы успешно прошли испытания и получили права.
• Сдать экзамен в ГИБДД с первого раза? – Легко! Экзамен в ГИБДД в Краснодаре, как и везде, состоит из трех частей. И у каждой есть свои секреты успеха.
• Сколько занятий нужно? Начнем с того, что научить вождению можно всех. Даже безнадежных)

Устройство и принцип работы механической коробки переключения передач (МКПП)

Двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные, имеют достаточно узкий рабочий диапазон. Механическая коробка передач необходима для обеспечения оптимального режима работы силового агрегата.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Изменения передаточного соотношения осуществляется вручную, обычно переводом рычага из одного положения в другое. Для обеспечения переключений производится разрыв потока мощности при помощи механического сцепления.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Экскурс в историю

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —> adsp-pro-1 —>

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

• обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
• разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
• наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Принцип работы МКПП

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

p, blockquote 15,0,1,0,0 —>

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Устройство

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

• картер;
• входной, выходной и промежуточный валы;
• синхронизаторы;
• ведущих и ведомых шестерней;
• механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые. При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей.

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

• подвижно на шлицах;
• фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• рычага;
• приводов;
• ползунов;
• вилки;
• замка;
• муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

p, blockquote 38,0,0,0,0 —>

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

p, blockquote 41,0,0,0,0 —>

Мягкость работы механической коробки передач во многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

p, blockquote 42,0,0,0,0 —>

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

p, blockquote 43,0,0,0,0 —>

Как переключать скорости на механической коробке передач

p, blockquote 44,0,0,0,0 —>

Эксплуатация автомобилей с МКП и управление ими имеет целый ряд особенностей, которые необходимо знать водителю. Возникает закономерный вопрос: как пользоваться механической коробкой передач? Обучение этому начинается во время обучения в автошколе, начиная от показа инструктором до наработки автоматического навыка в переключении передач.

p, blockquote 45,0,0,1,0 —>

Как переключать скорости на механической коробке передач обычно указано на схеме, нанесенной на наружную поверхность рукоятки рычага. В целом процесс выглядит следующим образом:

• водитель выжимает сцепление левой ногой;
• рукой переводит рычаг из одного положения в другое;
• плавно отпускает педаль сцепления и плавно нажимает на акселератор.

Переключения передач у механической коробки осуществляется в соответствии со схемой, которая указывается в технической документации к автомобилю. Опытные водители рекомендуют придерживаться приведенных ниже правил, которые позволят увеличить ресурс агрегата:

• использование прямой передачи (обычно четвертой) позволит значительно уменьшить потребление топлива;
• переключение скоростей на механической коробке передач следует выполнять строго в соответствии с разработанной производителем инструкцией;
• включение задней передачи производить только после полной остановки автомобиля;
• педаль сцепления выжимается быстро и до упора ее в пол, отпускать же следует плавно без рывка;
• на обледенелой или мокрой дороге движение накатом недопустимо;
• при прохождении поворотов не рекомендуется производить переключений передач;
• эффективным на свободной дороге является приемом торможения двигателем путем последовательного понижения передачи до минимальной;
• периодический контроль уровня масла в коробке и своевременная замена в процессе технического обслуживания обеспечит увеличение ее ресурса.

Видео — советы как переключать скорости на механической коробке передач:

p, blockquote 48,0,0,0,0 —>

p, blockquote 49,0,0,0,0 —>

Освоение приемов управления автомобилем требует постоянной практики. Действия инструктора показаны в мельчайших подробностях, наблюдение за ними позволит сформировать правильные мышечные реакции у начинающего водителя.

p, blockquote 50,0,0,0,0 —>

Масло для механической коробки передач

p, blockquote 51,0,0,0,0 —>

Техническое обслуживание агрегатов трансмиссии производится в соответствии с сервисной книжкой. В большинстве коробок МКПП замена эксплуатационной жидкости осуществляется через каждые 50-60 тысяч км пробега. За этот период в ней накапливаются продукты износа и теряются смазывающие свойства.

p, blockquote 52,0,0,0,0 —>

При ТО следует лить специальное трансмиссионное масло для механической коробки передач, указанное в руководстве по эксплуатации. Особенно это касается машин иностранного производства, применение несоответствующего масла может привести к износу и даже поломке агрегата.

p, blockquote 53,0,0,0,0 —>

Для ответа на вопрос какое масло в МКПП следует ознакомиться с записями в сервисной книжке, где делаются отметке о марке технической жидкости.

p, blockquote 54,0,0,0,0 —>

Специалисты рекомендуют использовать один ее вид при замене, что позволит свести к минимуму негативное воздействие на резиновые сальники. Замена масла в МКПП процедура несложная и может осуществляться самостоятельно без привлечения специалистов из автотехцентров. Это позволит сократить издержки на эксплуатацию автомобиля.

p, blockquote 55,0,0,0,0 —>

Механическая коробка передач отличается простотой конструкции и, как следствие, высокой надежностью. В Европе почти 80 процентов автомобильного парка оснащены МКПП, в нашей стране их доля еще выше.

p, blockquote 56,0,0,0,0 —>

Помимо высокой надежности, водителей привлекают и такие достоинства, как меньший расход топлива при одинаковых характеристиках двигателя. Неудобство, связанное с необходимостью ручного переключения передач, становится незаметным по мере выработки автоматизма действий.

p, blockquote 57,0,0,0,0 —>

Согласно отзывам владельцев Пежо 308, им нравится управлять автомобилем, укомплектованным механической коробкой передач.

Удобно вести поиск запчастей по VIN коду автомобиля (как), но не всегда это происходит в онлайн режиме.

Об автомобиле Renault Sandero Stepway New (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/auto/renault/sandero-stepvej.html) сказано много лестных слов.

p, blockquote 58,0,0,0,0 —>

Видео — как переключать скорости на механической коробке передач:

p, blockquote 59,0,0,0,0 —> p, blockquote 60,0,0,0,1 —>

1 комментарий к “Устройство и принцип работы механической коробки переключения передач (МКПП)”

Не оспариваю удобство езды на авто с автоматической коробкой передач, но всегда добрым словом вспоминаю вторую передачу на механике. Именно со второй передачи трогал автомобиль с места зимой, когда буксовал. Были у меня проблемы с аккумулятором. Ставил машину под уклон, колеса выворачивал к бордюру, чтобы не покатилась. Когда нужно было ехать пускал машину накатом и заводил движок, включая вторую передачу. Механическая коробка передач дает гораздо больше возможностей и шансов на движение при возникновении экстремальных ситуаций. Она более жизнестойкая.

Оставьте комментарий

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

• Нет худа без добра
• Невезучий за рулем автомобиля Рено Логан
• Секретки на колесах доставили неожиданные хлопоты хозяйке машины
• Расследование и поиск краденой Нивы ВАЗ-2121
• Автоледи, пугало и тридцать три несчастья
• Приснился «Ушастый» автомобиль Запорожец ЗАЗ 968
• Твори добро!

Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

МКПП, АКПП, РКПП, CVT, DSG, PDK — аббревиатуры, за которым скрывается один и тот же автомобильный агрегат — коробка переключения передач. Каждая из них состоит их сложных технических механизмов, выполняющих одну задачу

Фото: unsplash
Читайте также

Коробка переключения передач (КПП) — элемент трансмиссии автомобиля, который передает мощность от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на ведущие колеса, при этом расширяя диапазон частоты вращения и крутящего момента мотора. Этот узел отвечает за эффективную работу мотора, влияет на динамику движения и расход топлива. Базовым для КПП считается предустановленный набор передаточных чисел — это коэффициент, на который увеличивается или уменьшается крутящий момент, поступающий от двигателя. Передача, а в современных авто их может быть от 5 до 10, помогает работе двигателя в каждом из диапазонов скоростей. Для старта обычно применяется 1-я передача, но реже — 2-я (например, на грузовиках).

В зависимости от степени участия водителя, «коробка» может быть с ручным управлением (механическая) или автоматическая, где выбор передачи выполняет электроника. К таким агрегатам, как правило, относят не только классическую гидромеханику, но также «роботов» и вариаторы [1]. Отдельный класс — секвентальные КПП, которые чаще всего используют для гоночных автомобилей. Разбираемся в устройстве каждой из них и в том, как они работают.

Механическая

Прообраз «механики» впервые использовал на своем авто Карл Бенц. Сегодня ее ставят на все марки от ВАЗа до Porsche (Фото: Егор Алеев/ТАСС)

• корзина сцепления, что позволяет «соединять/отсоединять» ДВС и трансмиссию;
• пары косозубых шестерен, отвечающих за передаточное число и нужную скорость;
• синхронизаторы, обеспечивающие плавное включение передачи.

Все они расположены на валах, которых может быть два или три.

При выжатой левой педали вал отсоединен от ДВС. Если нога убрана, он соединен, и крутящий момент передается на колеса (Фото: wikipedia commons)

Первичный или ведущий вал напрямую связан с двигателем через сцепление. Это сделано для возможности «отсоединять/присоединять» трансмиссию к ДВС. Для передачи крутящего момента на конце входного вала жестко зафиксирована шестерня, которая вращает следующий, промежуточный вал.

На нем равно числу передач установлены разноразмерные ведущие зубчатые шестерни. Каждая работает в сцепке с шестеренками (ведомыми) на вторичном или выходном валу. На нем шестерни, в отличие от первых двух валов, свободно вращаются на оси. Образованные зубчатые пары отвечают за передаточное число и динамические характеристики передачи («короткая», «длинная» итд).

В МКПП переключение происходит в ручном режиме. Переводя в салоне рычаг в нужное положение, водитель двигает в сторону соответствующей зубчатой пары муфту. Чтобы избежать удара при смыкании, нужно выровнять частоты вращения валов — для этого применяются синхронизаторы.

Плюсы: долгий опыт эксплуатации в автопроме, простое устройство и ремонт, возможность вручную влиять на динамику авто.

Минусы: утомительное «втыкание» передач и нажатие педали сцепления в плотном трафике, ограниченный набор передач.

Автоматическая

Этот тип трансмиссии появился в начале 1940-ых годов и активно вытесняет «ручку» (Фото: pixabay)

Под классической АКПП, как правило, подразумевают гидромеханическую коробку переключения передач. В этом случае у водителя всего две педали, а вместо рычага КПП — селектор, который может быть выполнен в виде шайбы или кнопок, или подрулевой переключатель режимов: P — парковка, D — движение, N — нейтральная и R — задний ход.

В отличие от «механики» передача крутящего момента здесь сложнее, а электронный блок управления (ЭБУ) отвечает за выбор передачи. В современных автоматических трансмиссиях их может быть до 10 включительно.

Принцип работы строится на силе давления трансмиссионной жидкости, отсюда и слово «гидро» в названии. Главные рабочие элементы — гидротрансформатор и планетарная КПП [2].

АКПП — это сложный технический механизм, который состоит нескольких сотен деталей (Фото: wikipedia commons)

1. Гидротрансформатор или «бублик» (неофициальное название из-за тороидальной формы) отвечает за передачу крутящего от двигателя. В его состав входят три лопастных колеса — насосное, турбинное и реакторное. Все элементы заключены в герметичный кожух и погружены в рабочую жидкость. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом КПП. Когда двигатель заведен, масло в «бублике», нагнетаемое насосом, начинается непрерывно рециркулировать, проходя через крыльчатки реактора. В итоге механическая сила от маховика ДВС переходит в гидравлическую, а крутящий момент передается на планетарный механизм.
2. Планетарная КПП — это зубчато-шестерной механизм, состоящий из центральной шестерни, сателлитов и неподвижной коронной шестерни. Вращение происходит в одной плоскости относительно центральной шестерни, подобно ходу планет вокруг Солнца. Сателлиты вращают водило, через которое крутящий момент передается на выходной вал КПП. Чтобы обеспечить смену передаточных чисел, эти шестерни имеют разные размеры, а потому движутся внутри короны каждая со своей скоростью.

Планетарный механизм (Фото: shutterstock)

Плюсы: за редким исключением — надежный и проверенный временем агрегат; обычно обеспечивает плавную и тихую езду.

Минусы: очень привередлив к качеству трансмиссионной жидкости, простые агрегаты могут быть «задумчивыми», дорогой и сложный ремонт в случае поломки.

Бесступенчатая

Принцип работы вариатора придумал еще в XV веке Леонардо да Винчи. Первые автомобили с такой трансмиссией выпустил 1950-ых годах завод DAF (Фото: wikipedia commons)

CVT или вариатор — это кардинально другой в техническом плане тип КПП [3], который, по большому счету, даже нельзя называть коробкой передач, так как передач в нем как раз-таки нет.

В отличие от классического «автомата» или «механики», он не имеет фиксированного количества предустановленных передач и выдает по сути неограниченное количество передаточных чисел. Такая гибкость достигается за счет работы двух противоположных шкивов конической формы, которые соединены цепью или ремнем.

В бесступенчатой коробке один конус соединен с валом двигателя, а другой — направляет мощность на ведущие колеса. Передаточные числа изменяются по мере того, как шкивы перемещаются все ближе и дальше друг от друга. Решение, на сколько сдвинуть шкивы, принимает электроника.

Эти изменения теоретически происходят все время, чтобы двигатель работал на наиболее эффективных оборотах. Однако современные CVT умеют имитировать фиксированные ступени, так как такое поведение более привычно водителям.

Плюсы: теоретически вариаторы считаются более капризными, чем классические «автоматы», однако наиболее удачные варианты по сроку службы не уступают гидромеханическим КПП.

Минусы: вариаторы не любят пробуксовки и заезда на высокие препятствия, от чего цепь (или ремень) стачивает поверхность шкивов.

Роботизированная

РКП применяются как на грузовых, так и легковых автомобилях (Фото: hippopx)

РКПП или просто «робот» — это гибрид автоматической и механической коробки передач. Для начала движения водитель, также как и на «автомате», выбирает один из режимов (D, P, N, R).

Механическая схема в ней аналогична МКПП, но для переключения передач и смыкания/размыкания сцепления здесь отвечают сервоприводы. Момент выбора нужной ступени контролируется электроникой.

Проще говоря, вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.

Плюсы: недорогая в обслуживании; освобождает водителя от необходимости переключать передачи вручную

Минусы: электронике нужно время, чтобы понять действия водителя и включить передачу, из-за этого разгоны происходят с характерными провалами потока мощности; высокая стоимость актуаторов.

Преселективная

Часто все такие коробки называют DSG. Хотя это только товарный знак Volkswagen, такой же как PowerShift для Ford, S tronic у Audi и PDK на авто Porsche (Фото: volkswagenag)

По сути это та же роботизированная коробка переключения передач. Главное ее отличие в количестве сцеплений — их два [4]. Этот тип трансмиссии относительно новый — активно внедрение началось с 2003 года. Сегодня их ставят на все классы автомобилей: от небольших хэтчбеков до спорткаров.

Принцип работы такой коробки заключается в том, что каждое из сцеплений управляет своим набором передач: четными и нечетными. В итоге, когда автомобиль работает на одной передаче, следующая уже выбрана и готова к включению.

Например, машина едет на второй передаче и ускоряется. В этот момент электроника подает сигнал, и автоматика двигает муфту к следующей, 3-й передаче. Когда приходит время муфта, которая была включена для 2-й передачи, отключается, и теперь включается та, на которой была предварительно выбрана 3-я передача. В это время освободившееся сцепление уже выбирает 4-ю передачу.

Плюсы: быстрое переключение передач; высокая экономичность.

Минусы: инженерам не сразу удалось сделать этот тип КПП надежным, из-за чего автомобилисты часто избегают таких коробок; «преселективы» не всегда аккуратно работают на низких скоростях — в пробках могут чувствоваться толчки.

Секвентальная

Секвентальные коробки устанавливют на «заряженные» модели, например, BMW и Mercedes-Benz (Фото: bmwgroup)

Секвентальная или последовательная коробка передач — это разновидность механической трансмиссии, которая чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях.

В отличие от классической «механики», где переключение происходит по Н-образной схеме, здесь «движение» возможно только последовательно [5]. То есть водитель не может стартовать со 2-й и сразу уйти на 4-ю передачу. В случае с «секвенталкой» ему понадобится пройти все передачи по очереди: от 1-й до 4-й.

Техническое устройство такой коробки схоже с классической «механикой», но есть ряд существенных отличий:

• отсутствует педаль сцепления, а за отключение вала отвечает электроника;
• используются прямозубые шестерни (вместо косозубых);
• переключение между передачами осуществляется гидравлическими сервоприводами.

Плюсы: очень высокая скорость переключения между передачами; нет потери мощности в момент смены; экономия топлива.

Минусы: высокий износ деталей; дорогая в ремонте.

Неисправности коробки переключения передач

Как и любой рабочий элемент, КПП подвержены износу и поломкам. Хотя при бережном уходе некоторые «коробки» готовы служить по несколько сотен тысяч километров. Причину неисправности и особенно ремонт данного узла лучше доверять проверенным мастерам, например, официальным дилерам или специалистам в клубных сервисах.

На что стоит обращать внимание в работе КПП:

• Вибрации. Их быть не должно. В противном случае, стоит проверить «подушки» КПП, на которые крепится весь узел. Они не только фиксируют «коробку», но и поглощают часть колебаний от движения валов и приводов.
• Хрусты/хрипы/стуки. Тоже исключены. Если же звуки присутствуют и нарастают, это прямой повод поехать в сервис. В зависимости от типа КПП причины неприятных звуков могут быть разные.
• Пинки и выбивание передачи прямо свидетельствуют о возможной серьезной неисправности. Не следует испытывать судьбу и лучше как можно быстрее заехать на подъемник.
• Стружка в масле. Для исправной работы «коробки» следует регулярно менять масло. Для каждой марки и модели установлены свои правила. Если же при смене масла в нем нашлась металлическая стружка, скорее всего, придется разбирать всю коробку — возможно, стерлись шестерни.

Источник https://vector23.ru/informatsiya/poleznye-sovety/avtomat-ili-mekhanika

Источник https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/avtoustrojstva/transmissiya/mkpp/mehanicheskaja-korobka-peredach.html

Источник https://www.autonews.ru/news/6163f68f9a794722a1b14ef7