Основним недоліком більшості двигуніввнутрішнього згоряння є розбіжність швидкостей обертання коліс та маховика. Додатковим мінусом є той факт, що максимальний момент, що крутить, в силових агрегатах досягається тільки в невеликому проміжку оборотів. На максимальних оборотах маховика набирається гранична потужність.
Системи трансмісії та її різні види застосовуютьсядля того, щоб двигун міг працювати в оптимальному режимі за різних умов. У більшості автомобілів використовується механічна КПП, пристрій та принцип роботи якої відомі далеко не кожному автолюбителю.
Принцип роботи коробки
У конструкцію коробки перемикання передач входять зубчасті шестерні, які входять і виходять із зачеплення волею водія, формуючи тим самим передачі з різними передатними відносинами.
Механічна коробка передач в автомобіліфункціонує тільки разом із системою зчеплення, відповідно, у момент перемикання передач відбувається відключення трансмісії та двигуна. У момент зміни передачі через трансмісію не може проходити великий момент, що крутить. Таке функціонування досягається за рахунок пристрою коробки перемикання передач.
Зубчасті колеса та вали КПП
Класичні МКПП складаються з набору валів,зібраних у картері чи корпусі. За допомогою підшипників відбувається обертання валів коробки. Шестерні кріпляться безпосередньо до валів КПП. Конструкція коробки може змінюватися в залежності від кількості встановлених валів і бути двовальної або тривальної.
Трихвальні системи
Задні приводні автомобілі оснащуються подібнимитрансмісіями. Загальний пристрій коробок передач такого типу включає спеціальні колеса і пристрої синхронізації разом з реверсивною шестернею, призначеної для пересування заднім ходом.
Обов'язковою деталлю конструкції КПП є вали: первинний, вторинний та розташований між ними спеціальний.
Головний вал з'єднаний безпосередньо з двигуномавтомобіля через систему зчеплення; вторинний, чи ведений, функціонує з карданом. Енергія обертання з провідного валу на ведений передається завдяки проміжному валу.
Особливості конструкції трансмісії
У більшості випадків первинний та вторинний валиу коробці передач встановлені один за одним. Опора веденого валу виконана на основі підшипника ведучого валу коробки передач, розташованого в хвостовій частині ведучого валу. Жорсткий зв'язок між цими валами не передбачається конструкцією коробки перемикання передач, завдяки чому обидва вали можуть функціонувати незалежно один від одного.
Проміжний вал у конструкції трансмісіїрозміщується між провідним та веденим валом, кожен з яких оснащений зубчастими колесами. Зубці на таких колесах косі, що дозволяє знизити рівень вібрації та шумів під час роботи системи.
Ведучий вал оснащений тільки однозубчастим колесом,передаючим момент, що крутить, проміжному валу. Розташування шестірня вторинного, або веденого, валу дозволяє їм вільно обертатися, проте переміщатися по поздовжній осі вони не можуть. Для включення передачі вони блокуються за допомогою спеціального блокувального пристрою: у такому положенні ними передається енергія обертання від валу.
Шестерні, встановлені на проміжний вал,розташовуються навпроти кожного з коліс первинного та вторинного валів. Вони постійно знаходяться в зачепленні з іншими шестернями конструкції. На проміжний вал з первинного крутного моменту передається завжди. Принцип роботи коробки криється у включенні конкретної передачі за допомогою підключення певної шестерні, розташованої на веденому валі.
Перемикання передач трансмісії
Пристрій коробки передач не має на увазінаявність лише зубчастих коліс і валів: в конструкцію входять спеціальні муфти. Кожна з них має відмінну від зубчастих коліс конструкцію та кріпиться до певного валу, обертаючись разом із ним. При цьому можливе їхнє переміщення по поздовжній осі.
З боку спрямованих до муфт шестірня веденого валу розташовуються спеціальні виделки. Аналогічні деталі знаходяться безпосередньо на самих муфтах.
При перемиканні водієм важеля передачспеціальним приводом приводяться в дію вилки, що рухають муфти. Замкова система при цьому не дозволяє активувати відразу кілька передач, що цілком можливо за умови вмикання важелем відразу двох повзунів. Замковий механізм стопорить повзуни в нейтральному положенні в той момент, коли починає рухатися третій повзун. Аналогічним чином виключається одночасно робота двох передач.
Вінці муфти та потрібної для перемикання передачішестерні з'єднуються, при цьому муфта обертається разом із валом. Після з'єднання з шестернею відбувається блокування останньої та їх подальше спільне обертання, внаслідок чого момент, що крутить, передається від КПП на колісний привід.
Синхронізатори
Крім перерахованих вище компонентів,пристрій коробки входять додаткові деталі. Описаний вище принцип роботи КПП супроводжується вібраціями, гучними шумами та ударами разом із необхідністю для водія самостійно визначати момент роботи муфти та шестерні на однакових оборотах.
У сучасних коробках перемикання передачвикористовуються спеціальні муфти, що називаються синхронізаторами. Їх основне завдання - зрівняння швидкості обертання муфти та зубчастого колеса та усунення блокування колеса.
Коробки передач двовального типу
Подібні трансмісії мають ту самуконструкцією, як і тривальні КПП, за одним винятком: у них відсутній проміжний вал. Такі коробки встановлюються на автомобілі із переднім приводом. Обертання валів здійснюється в паралельних осях, при цьому момент, що крутить, з одного із зубчастих коліс передається на зафіксовану синхронізаторами ведену валом шестерню. Принцип роботи двовальної системи такий самий, як і в тривальної, проте в ній неможлива пряма передача.
Влаштування коробок передач автомобілів ВАЗ
Більшість автомобілів марки ВАЗ комплектуютьсяп'ятиступінчастими механічними трансмісіями із двовальною системою, оснащеною диференціалом. Первинний вал комплектується зубчастими колесами з 1 по 4 передачі, 5-а шестерня є знімною. Між собою вони з'єднані шестеренками.
Однією з основних переваг є легкий ремонт коробки такого типу, оскільки вона є модернізованою версією чотириступінчастого аналога з уніфікованими деталями.
Від механічної трансмісії до автоматичної
Багато автолюбителів-новачків дотримуються думки, що автоматична трансмісія є коробкою перемикання передач і гідротрансформатором.
Гідротрансформатор являє собою систему здвох лопатевих механізмів: турбіни та відцентрового насоса. Між ними розташований напрямний реактор. Колінвал двигуна жорстко скріплений із колесом насоса. Аналогічне з'єднання є між турбінним колесом та валом КПП. Реактор може обертатися або бути заблокованим обгінною муфтою в залежності від того, в якому режимі функціонує ДВС.
Автоматична коробка передач має більшескладною конструкцією. Більшість вироблюваної енергії прямує на перекачування олії та роботу насоса, що створює тиск олії в каналах. ККД автоматичної трансмісії нижче, ніж механічних.
Масляні потоки передають енергію обертанняза допомогою відкидання на турбіну насосом. Лопаті насоса та турбіни мають певну геометрію, що покращує циркуляцію рідини. Оскільки між КПП і двигуном відсутня жорстка зчіпка, двигун можна зупиняти навіть при включеній передачі.
Планетарні передачі
Зміна передавальних чисел відбувається при обертанні одних деталей та жорсткої фіксації інших. Вал гідтротрансформатора передає момент, що крутить, і, відповідно, обертання на планетарні системи.
Основною відмінністю автомата від механіки єте, що включення будь-якої передачі здійснюється без розриву потоку потужності: при дезактивації однієї передачі відбувається активація іншої. Такий перехід здійснюється без ривків, які можуть відчуватись водієм під час їзди.
Види коробок передач
Виключаючи стандартну механічну трансмісію, існують й інші види КПП – роботизована, варіаторна та автоматична.
- Варіаторна коробка передач – безступінчаста.Основними деталями її конструкції є розсувні шківи і ремінь, що з'єднує їх, що має трапецієподібну форму. Основною перевагою такої трансмісії є підтримання оптимального режиму роботи автомобіля. Як додаткові можна відзначити економічність, плавність руху та динамічність розгону. Якщо порівнювати з автоматичною трансмісією, конструкція варіатора значно простіше, відповідно, і ремонт коробки передач такого типу легше. Незважаючи на свої переваги, варіаторна КПП поступається механічною в економічності та динаміці. Крім цього, варіатор не сумісний із потужним двигуном, оскільки його ремінь відрізняється невеликою довговічністю. Обслуговування та ремонт такої трансмісії – дороге задоволення, у зв'язку з чим її простіше замінити. Крім того, для того, щоб рушити з місця і рухатися назад, потрібне встановлення додаткових механізмів.
- Влаштування коробки передач - робота практичноне відрізняється від механічної: передача моменту, що крутить, до трансмісії від двигуна здійснюється за допомогою однодискового зчеплення. При цьому є свій нюанс: процеси перемикання передач і включення/відключення зчеплення в роботизованій трансмісії повністю автоматизовані. Завдяки цьому така КПП значно полегшує процес керування автомобілем: водієві не потрібно вручну перемикати передачі. До додаткових переваг можна віднести невелику вагу та економічність. Втім, є у неї й свої мінуси: відсутність плавності роботи та затримка під час перемикання передач. На високій швидкості руху перемикання передач може супроводжуватися поштовхами та ривками. Виправити ситуацію в ручному режимі не вийде, оскільки керування зчепленням повністю автоматизоване та здійснюється електронікою. У чіткості та точності перемикання передач роботизована КПП значно поступається автоматичною. Крім того, автомобілі, оснащені роботизованою трансмісією, на початку руху трохи відкочуються назад. З урахуванням усіх перерахованих недоліків роботизовані коробки найчастіше встановлюються на бюджетні моделі транспортних засобів.
Запорукою ефективної роботи трансмісії єоптимальний рівень олії в картері. Визначити його та підказати, як перевірити олію в коробці передач, допоможе спеціаліст автосервісу або інформація, зазначена в посібнику з експлуатації транспортного засобу.
Основні несправності та ремонт КП
Оперативний ремонт трансмісії можезнадобитися при діагностиці наступних несправностей, що найчастіше зустрічаються: мимовільного відключення і утрудненого включення передач, витоку масла, перегріву коробки або сторонніх шумів у роботі.
Утруднене включення передачі може провокуватися такими факторами:
- деформація вилки або важеля перемикання передач;
- заїдає сферичний шарнір;
- тугий хід штока через забиті гнізда, що заклинює блокувальні сухарі.
Передачі можуть мимоволі відключатися, причому причини цього можуть бути різними:
- знос гнізд або кульок штоків;
- знос кілець синхронізатора або зубців муфти;
- зниження пружності пружин фіксаторів.
Зношування синхронізаторів, шестерень або підшипників, люфт валів, занадто брудне масло або його низький рівень можуть провокувати появу сторонніх шумів під час роботи трансмісії.
Багато власників відзначають витік олії з коробкипередач, причиною чого може послужити недостатньо міцне кріплення картерної кришки, зношування прокладок або сальників валів. Низький рівень масла в коробці призводить до її перегріву, що може спричинити повний вихід трансмісії з ладу.
Ремонт коробок перемикання передач у всіх вищеперелічених випадках здійснюється або за допомогою спеціальних ремкомплектів, або за допомогою заміни пошкоджених деталей, що вийшли з ладу.
