Основные виды мкпп, их особенности

Техническое обслуживание

МКПП, при правильной эксплуатации, очень надёжный агрегат, требующий, как любые другие механические редукторы, единственного вида обслуживания — замены масла.

Для смазывания применяются трансмиссионные масла, имеющие, кроме высокой вязкости, специфические противозадирные и противоизносные свойства, температурную стабильность, прочность масляной плёнки на сжатие и низкий коэффициент поверхностного натяжения, не позволяющий жидкости стекать со смазанных поверхностей. Кроме того, трансмиссионное масло должно быть нейтральным по кислотности, предохраняя от эрозии детали редуктора, изготовленные из цветных металлов.

Марка трансмиссионного масла и интервал между заменами указаны в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Коробка передач — дорогой агрегат, при её обслуживании пользуйтесь только рекомендованным маслом.

При работе трансмиссионное масло уменьшается в объеме только за счёт испарения, не выгорает и не улетает «в трубу» как моторное, но загрязняется продуктами трения и темнеет при старении.

МКПП устройство и принцип работы механики

МКПП состоит из муфт, синхронизаторов, шестеренок и валов. Двигатель и КПП связаны узлом сцепления. Для их разъединения необходимо выжать педаль сцепления. Именно в этот момент и следует включать требуемую передачу.

При выборе передачи грамотный водитель ориентируется на текущую дорожную обстановку и скорость движения автомобиля. Это довольно удобно для тех, кто предпочитает активную, маневренную езду — для резкого ускорения есть возможность включить пониженную передачу.

Однако есть и один значительный недостаток. Представьте только, вы в центре города, час пик, вы попадаете в очередную пробку и вам все время приходится дергать рычаг КПП.

Ключевые конструктивные преимущества МКПП:

1. Простота обслуживания и эксплуатации.
2. Надежность.
3. Небольшой вес.
4. Высокий КПД.
5. Компактность.

Интересно, что в устройстве автомобилей для раллийных и шоссейных гонок также предусмотрена «механика», однако вместо рычага переключения применяют специальные кнопки на рулевой колонке — подрулевые «лепестки», позволяющие значительно сократить длительность переключения передач.

Чтобы добиться максимальной плавности движения автомобиля с МКПП, нужен опыт. Помимо этого, у каждого автомобиля свои особенности работы сцепления и ПП, к которым нужно привыкнуть.

Признаки неисправности

Существует несколько признаков необходимости ремонта коробки передач грузового автомобиля:

•  Скорости движения меняются самопроизвольно.
•  Передача не включается (как правило, случается это из-за износа механизмов привода переключателей шестеренок).
•  Переключить скорость становится все сложнее, для этого приходится прикладывать усилие. В таких случаях необходимо срочно обратиться на СТО, т.к. подобный признак может свидетельствовать о поломке шлица первичного вала.
•  В процессе езды появляются посторонние звуки и вибрации, которые являются свидетельством разрушения подшипников. 

Устройство раздаточной коробки

• картер;

• ведущий вал со свободно сидящими зубчатыми колесами включения прямой и понижающей передач, между которыми имеется синхронизатор их включения;

• промежуточный вал с жестко сидящими на нем зубчатыми колесами включения прямой и понижающей передач;

• межосевой шестеренчатый дифференциал, на шлицах которого расположена муфта включения блокировки;

• вал привода переднего моста с жестко сидящим зубчатым колесом блокировки дифференциала;

• вал привода заднего моста;

• механизм управления.

Привод включения передач раздаточной коробки механический. Рычаг включения передач шарнирно установлен в проушинах кронштейна на оси. Нижний конец рычага входит в паз штока и уплотнен в нем фигурной пружиной. Вилка включения крепится к штоку (ползуну) и входит в паз зубчатой муфты синхронизатора. В нейтральном и включенном положениях шток удерживается шариковым фиксатором с пружиной.Муфта блокировки дифференциала расположена на шлицевой части корпуса дифференциала. При блокировке дифференциала она соединяет вал привода переднего моста с корпусом дифференциала. В паз зубчатый муфты заходит вилка, закрепленная на штоке болтом. Шток вилки блокировки дифференциала фиксируется аналогично со штоком включения передач.

Конструкция раздаточной коробки:

1 — картер привода переднего моста; 2 — вал привода переднего моста; 3 — фланец; 4, 10 — зубчатые колеса; 5 — муфта блокировки дифференциала; 6 — ведомое зубчатое колесо привода спидометра; 7 — ведущее зубчатое колесо привода спидометра; 8 — корпус привода спидометра; 9-  ведущий вал; 11— крышка переднего подшипника ведущего вала; 12 — упорное кольцо подшипника; 13 — передняя крышка; 14 — зубчатое колесо высшей передачи; 15 — муфта включения передач; 16— ступица муфты; 17— зубчатое колесо низшей передачи; 18 — втулка зубчатого колеса; 19 — картер; 20 — задняя крышка; 21 — гайка; 22 — промежуточный вал; 23 — вал привода заднего моста; 24 — зубчатое колесо привода заднего моста; 25 — сателлит; 26 — ось сателлитов; 27 — ведомое зубчатое колесо; 28 — рычаг переключения передач; 29 — рычаг блокировки дифференциала; 30 — выключатель контрольной лампы блокировки дифференциала; 31 — крышка картера привода переднего моста; 32 — ось крепления кронштейна подвески; 33 — пробка сливного отверстия; 34 —пробка заливного отверстия.

Ступени в коробке

Исходя из числа ступеней, можно выделить несколько разновидностей МКПП:

• двухступенчатые: первые машины, запущенные в серийное производство, иногда снабжались КПП с 2 передними скоростями и 1-2 задними, как это было у Ford T;
• трёхступенчатые: в конце 50-х – начале 60-х годов прошлого века большая часть машин оснащалась тремя ступенями, а на советских дорогах даже выставлялись знаки, требовавшие от автомобилиста, подъезжающего к пересечению с железной дорогой, переходить с 3 на 2, а затем и на 1 передачу;
• четырёхступенчатые: в США они долгий период считались спортивным элементом, а в Европе с начала шестидесятых ими стали оснащать большую часть машин;
• пятиступенчатые: МКПП с 4 основными передними скоростями и дополнительной 5, повышающей, появились в 60-е годы прошлого века, а в 80-е получили широкое распространение;
• шестиступенчатые: в девяностые появились МКПП с шестью скоростями, среди них могли оказаться одна-две повышающие;
• семи- и более ступенчатые: такие МКПП вошли в обиход уже в нашем веке.

Полуавтоматизированные трансмиссии с электронным переключением скоростей просто по направлениям вверх-вниз, как на Bugatti Veyron, предлагают для использования практически неограниченное количество ступеней, предоставляя автомобилисту возможность комфортного управления ими. И всё же, популярные современные легковые машины в основном довольствуются 5-6.

Устройство МКПП

Механическая трансмиссия состоит из корзины сцепления и собственно из самой коробки.

В силовой агрегат входят:

• картер (корпус);
• первичный, вторичный и промежуточные валы;
• устройство выбора ступеней;
• ведомые и ведущие наборы шестеренок;
• синхронизаторы;
• подшипники, муфты и сальники.

Все эти компоненты находятся в корпусе и взаимодействуя друг с другом передают вращательный момент.

 Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Если утрировать — сцепление отключает крутящий момент, при этом и мотор, и колеса машины крутятся в холостую.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с мотором машины, второй — с колесами транспорта. Передача вращательного момента осуществляется через первичный вал трансмиссии.

Управлением включением (отпускание) и выключением (выжимание) сцепления осуществляется через педаль.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.

Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Перемещение и выбор необходимой пары шестерен для раздачи соответствующего условиям передвижения крутящего момента выполняется вилками переключения посредством двухстороннего механизма управления.

Шток переключения ступеней состоит из замка, муфты переключения ступеней, приводов, ползунов с вилками, которые передвигаются вдоль и поперек при помощи рукоятки КПП, находящейся в салоне машины, и привода.

Механизм выбора передач может располагаться как в корпусе трансмиссии, так и располагаться на кузове автотранспорта и в редких случаях на рулевой колонке. В большинстве случаев используется кулисное устройство привода штока передач.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Не оснащаются синхронизаторами спецтехника и некоторые спортивные автомобили.

Автоматика

Представляет собой механику с добавочным механизмом, который сам, без участия водителя осуществляет процесс переключения передач. Чем не круто? Существуют следующие возможные режимы: паркинг, обычно обозначается буквой P; нейтральное положение (соответственно, N); задняя, что обозначается буквой R и, конечно, режим езды или буква D. Выбрать режим можно, двигая простой рычаг в нужном направлении. С ним многие, как и с МКПП, знакомы не понаслышке. Наибольшего прогресса в производстве автоматов достигли концерны известной всем марки BMW.

автоматическая коробка передач

Их инженеры создали проект под названием «SMG», которая преимущественно устанавливалась на М-серию. В основе системы лежит МКПП в шесть ступеней, ею правит гидравлика с электронным компьютером. В таком режиме передачи меняются молниеносно – за доли секунды, если ещё точнее, то приблизительно за восемь сотых. Разновидностью таких коробок является гидротрансформаторные коробки передач, которые являются наиболее распространенными в мире.

Сам по себе гидротрансформатор – не часть коробки, но он выполняет роль классического сцепления. На высоких оборотах происходит его блокировка посредством муфты, это позволяет экономить бензин или дизельное топливо. К тому же гидротрансформатор прекрасно погасит любые колебания, сохраняя ресурсы «движков» и непосредственно трансмиссии. Крутящие моменты в гидротрансформаторных коробках передач передаются посредством применения специальных трансмиссионных масел, которые циркулируют в замкнутом контуре при высоком давлении. Переключение передач находится под ответственностью гидроблока, который в новейших моделях управляется электроникой.

гидромеханическая коробка передач

Такой подход к конструкции дает возможность работать коробке передач в разных режимах: в режиме экономии, режиме «спорт» или в стандартном режиме. Механическая часть гидротрансформаторной коробки может ремонтироваться и при этом обладает завидной надежностью. Наиболее уязвимым местом является гидроблок. Также немаловажную роль играет масло (то самое, трансформаторное), хотя автоматика позволяет его не менять.

Характеристики езды при этом будут в сильной зависимости от так называемых «мозгов» (то есть электронных элементов). Свою роль сыграет количество передач трансмиссии (их может быть от 4 до 8).В зависимости от марки автомобиля, может отличаться следующими плюсами:

• легкость в управлении машиной, комфорт езды;
• акпп позволяет тронуться на ровной поверхности без явления отката;
• исключение возможности переключения передач неверно и, соответственно, дополнительная защита от «травм» механизмов;
• в таких машинах с автоматикой имеется специальная система, что не даст автомобилю самостоятельно двигаться по неровной поверхности (скат, горка).

К минусам относят следующие:

• в отличие от МКПП расходует больше дизельного топлива или бензина;
• дорогая коробка передач, в обслуживании тоже;
• некоторые «тормоза» при переключении;
• наличие стартера.

Гидротрансформатор

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП 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.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной 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.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. 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.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

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.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

• сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
• низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
• сложность в проведении ремонтных работ

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором – повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев – тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная – максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается 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.

Типы трансмиссий

Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Задний привод

Устройство системы заднего привода

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• карданную передачу,
• главную передачу,
• дифференциал,
• полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями – межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Передний привод

Устройство системы переднего привода

В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• главную передачу,
• дифференциал,
• валы привода передних колес.

Полный привод

Устройство системы полного привода

Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.

a. Полный привод, подключаемый водителем. В такой схеме трансмиссии обязательно есть раздаточная коробка, при этом на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между передней и задней осями (мостами).

б. Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) – передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.

в. Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.

Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги – на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

Читать далее: Колеса на фольксваген Поло седан — размеры дисков и шин какие выбрать секретки

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье Устройство и принцип работы синхронизатора КПП.

Пятиступенчатая коробка передач

Пятиступенчатая коробка передач устанавливается на автомобилях ЗИЛ. Пять передач предназначены для движения вперед и одна передача для движения назад. Коробка передач пятиступенчатая трехходовая, имеет два синхронизатора для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач. Валы и шестерни расположены аналогично четырехступенчатой коробки передач, но на ведомом мосту и промежуточном добавлено по одной косозубой шестерне постоянного зацепления. Шестерни всех валов, кроме шестерен первой передачи, находятся в постоянном зацеплении. На промежуточном валу все шестерни закреплены шпонками, кроме шестерен первой передачи. Первую передачу включают перемещением вперед прямозубой шестерни 7.

Рис. Схема включения передач автомобиля ЗИЛ.1 – первичный вал, 2 – синхронизатор четвертой и пятой передач, 3 и 15 – шестерни четвертой передачи, 4 и 14 – шестерни третьей передачи, 5 – синхронизатор второй и третьей передачи, 6 и 11 – шестерни второй передачи, 7 – подвижная шестерня первой передачи и заднего хода, 8 – вторичный (ведомый )вал, 9 и 12 – малая и большая шестерня блока шестерен заднего хода, 10 – шестерня первой передачи, 13 – шестерня заднего хода, 16 – шестерня постоянного зацепления, 17 – промежуточный вал, 18 – блокирующее конусное кольцо.

Сливное отверстие картера закрыто пробкой с магнитом для улавливания металлических частиц. Сверху коробка передач закрыта крышкой, в которой размещен механизм переключения передач. Первая передача включается перемещением вперед шестерни первой передачи 7 ведомого вала 8. Вторая передача включается перемещением назад муфты синхронизатора 2 и 5 второй и третьей передач. Внутренние зубья муфты входят в зацепление с венцом на шестерне второй передачи, закрепляя ее на ведомом валу. Третья передача включается перемещением вперед муфты синхронизатора. Внутренние зубья муфты входят в зацепление с венцом на шестерне третьей передачи, закрепляя ее на ведомом валу. При включении передних передач конусные блокирующие кольца 18 позволяют уравнять частоту вращения вторичного вала и включаемой шестерни, а затем синхронизатор жестко соединяет эту шестерню с валом. Четвертая передача включается перемещением назад муфты синхронизатора 2 четвертой и пятой передач. Зубья муфты через венец закрепляют шестерню четвертой передачи на ведомом валу. Пятая передача включается перемещением вперед этой же муфты синхронизатора 2. При этом наружные зубья муфты входят в зацепление с внутренними зубьями ведущего вала, жестко соединяя его непосредственно с ведомым валом (прямая передача), промежуточный вал в передаче крутящего момента не участвует. Задний ход включается перемещением шестерни 7 первой передачи по шлицам ведомого вала назад до включения ее с шестерней 9 блока заднего хода. Чтобы заставить вторичный вал вращаться в обратную сторону, между ведущей шестерней промежуточного вала и ведомой шестерней ведомого вала, помещают шестеренку передачи заднего хода. Передача крутящего момента с промежуточного вала на ведомый будет происходить через эту шестеренку, вследствие чего ведомый вал будет вращаться в обратном направлении. Механизм переключения передач смонтирован в крышке картера.Для предотвращения движения назад, при включенных первых передачах, применяют предохранитель 7, который состоит из плунжера с пружиной и расположен в корпусе 10 рычага переключения передач.

Рис. Механизм переключения передач автомобиля ЗИЛ:а – устройство, б – предохранитель включения заднего хода, в – схема переключения рычага передач, 1 – крышка, 2 – ползуны, 3 – рычаг переключения передач, 4 – пружина фиксатора, 5 – шарик фиксатора передачи, 6 – вилки, 7 – предохранитель включения заднего хода, 8 – шарики замка, 9 – штифт замка, 10 – корпус рычага, 11 – промежуточный рычаг включения первой передачи и заднего хода, I-V – передачи, 3Х – задний ход.

Два шарика замкового устройства размещаются в крышке между ползунами 2 и штифтом. Выемки, на ползунах, при нейтральной передаче, располагаются против шариков 8. при перемещении среднего ползуна, два других ползуна оказываются запертыми шариками. В случае перемещения крайнего ползуна, шарик выходит из паза, перемещает соседний шарик, который входит в паз среднего ползуна, перемещает штифт 9, который давит на вторые шарики и запирает средний и другой крайние ползуны. Для фиксации включенной передачи служит фиксатор, состоящий из пружины 4 и шарика 5. При включении передачи шарик под действием силы пружины входит в углубление ползуна 2 и препятствует его передвижению при включенной передаче. Такое замковое устройство механизма переключения передач предотвращает одновременное включение двух передач.

Классификация КП

Существует несколько параметров, по которым производится классификация всех коробок. Таких признаков шесть. В каждом из них крутящий момент на ведущее колесо подается по собственному принципу и имеет различный способ выбора передачи.

По способу передачи потока мощности

В эту категорию вошли такие КП:

• Механическая КП. В такой модификации отбор мощностей производится зубчатой передачей.
• КП с соосными валами. Вращение передается тоже через зубчатую передачу, только ее элементы выполнены в конической или цилиндрической форме.
• Планетарная. Передача вращения производится через планетарный ряд, шестерни которого расположены в одной плоскости.
• Гидромеханическая. В такой трансмиссии механическая передача (в основном планетарный тип) используется совместно с гидротрансформатором или гидромуфтой.
• Вариаторная. Это разновидность КП, в которых не используется ступенчатая передача. Чаще всего такой механизм работает вместе с гидромуфтой и ременчатым соединением.

По числу основных валов с шестернями

При классификации КП по количеству валов различают:

• С двумя валами и одноступенчатым зацеплением оси. В таких трансмиссиях нет прямой передачи. Чаще всего такие модификации можно встретить в машинах с передним приводом. В некоторых моделях с задним расположением моторов также установлена подобная коробка.
• С тремя валами и двухступенчатым зацеплением оси. В этой категории есть модификации с соосными и несоосными валами. В первом случае имеется прямая передача. В поперечном разрезе она имеет меньшие габариты, а в длину немного большие. Такие коробки используются в заднеприводных авто. Вторая подкатегория не имеет прямой передачи. В основном такая модификация используется в машинах с полным приводом и в тракторах.
• С несколькими валами. В этой категории КП валы могут иметь последовательное или непоследовательное число зацеплений. Такие коробки передач используются в основном в тракторах и станках. Это позволяет увеличить количество передач.
• Без валов. В обычном транспорте такие КП не используются. Среди таких моделей бывают соосные и несоосные варианты. В основном они используются в танках.

Классификация планетарных КП

Планетарные коробки передач делятся по таким параметрам:

• Две, три, четыре и более степени свободы, когда все фрикционные элементы отсоединены;
• Тип планетарного ряда, который используется в механизме – эпициклический (основной венец имеет внутреннее или наружное расположение зубьев).

По способу управления

В данной категории имеются такие коробки:

• Ручная. В таких моделях выбор нужной передачи осуществляет водитель. Существует два вида ручных трансмиссий: переключение производится усилиями водителя или через сервопривод. В обоих случаях управление осуществляет человек, только вторая категория КП имеет сервоустройство. Оно получает сигнал от водителя, после чего устанавливает выбранную передачу. В машинах чаще всего используется гидравлический сервопривод.
• Автоматическая. Электронный блок управления определяет несколько факторов (степень нажатия акселератора, нагрузку, поступающую от колес, обороты коленвала и др.) и на основании этого сам определяет, когда включить повышенную или пониженную передачу.
• Робот. Это электромеханичесая коробка. В ней передачи включаются в автоматическом режиме, только ее устройство – как у обычной механики. При работе роботизированной трансмиссии водитель не участвует в переключении передач. Блок управления сам определяет, когда какую передачу включить. При этом переключение происходит практически незаметно.

По числу передач

Данная классификация самая простая. В ней все коробки разделяются по количеству передач, например, четыре, пять шесть и так далее. В эту категорию входят не только ручные, но и автоматические модели.

Типы коробок передач

Самая распространенная классификация – по типу самой коробки:

• Механика. В таких моделях выбор и переключение передач выполняется полностью усилиями водителя. В основном это редуктор с несколькими валами, работа которого осуществляется через шестеренчатую передачу.
• Автомат. Такая трансмиссия работает в автоматическом режиме. Выбор подходящей передачи осуществляется на основании параметров, которые замеряет система управления коробкой.
• Робот является разновидностью механической КП. Конструкция этой модификации практически ничем не отличается от обычной механики: в ней есть сцепление, а передачи включаются через подсоединение соответствующей шестерни на ведомом валу. Только управление выбором передач управляет компьютер, а не водитель. Достоинство такой трансмиссии – максимально плавное переключение.