Как работает механическая коробка передач [МКПП]

У водителя автомобиля с механической коробкой, часто возникают вопросы:

• Что происходит внутри коробки, когда двигается ручка переключения скоростей?
• Когда путаешь передачи (скорости), то слышен ужасный скрежет, что это там так скрипит?
• Что произойдет, если включить заднюю скорость, двигаясь на машине вперед?

В статье разберемся, как работает механическая коробка передач, параллельно ответив на все вопросы.

Для чего машине трансмиссия

Автомобилю коробка передач (трансмиссия) необходима из-за особенностей работы двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, каждый двигатель имеет предельную допустимую частоту оборотов – максимальное значение оборотов в минуту, превысив которое он просто взорвется. Во-вторых, двигатели имеют узкий диапазон оборотов, при которых крутящий момент и мощность находятся на максимуме. Например, двигатель может выдавать максимальную мощность при 5500 оборотах в минуту. Коробка передач изменяет передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами во время ускорения и замедления автомобиля. Переключая передачи, вы разгружаете работу двигателя, который не достигает предельно допустимой частоты оборотов.

Коробка связана с двигателем через муфту, поэтому входной вал коробки делает столько же оборотов, сколько и двигатель.

Пятиступенчатая МКПП применяет одно из пяти передаточных чисел к входному валу, чтобы произвести различное значение количества оборотов на выходном валу. Вот несколько типичных передаточных чисел:

ПЕРЕДАЧА	ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО	КОЛИЧЕСТВО ОБОРОТОВ В МИНУТУ НА ВЫХОДНОМ ВАЛУ С ДВИГАТЕЛЕМ В 3000 ОБОРОТОВ
1-ая	2.315:1	1,295
2-ая	1.568:1	1,913
3-яя	1. 195:1	2,510
4-ая	1.000:1	3,000
5-ая	0.915:1	3,278

Сколько скоростей нужно МКПП для эффективной работы, читайте тут.

Основы конструкции трансмиссии на примере двухступенчатой МКПП

Чтобы понять основную идею стандартной КПП, на рисунке приведен пример двухступенчатой коробки в нейтральном положении.

Рассмотрим каждую часть, изображенную на рисунке, чтобы разобраться в том, как они взаимодействуют.

• Вал (ось) зеленого цвета идет от мотора машины через сцепление. Зеленая зубчатая передача и зеленая ось соединены в единое целое. Сцепление представляет собой устройство, соединяющее/рассоединяющее двигатель с коробкой. Когда выжимается педаль сцепления, двигатель машины с коробкой рассоединяются, так, двигатель может продолжать работу, даже если автомобиль никуда не движется. Когда вы убираете ногу с педали сцепления, мотор и зеленая ось напрямую связываются друг с другом. Зеленая ось и зубчатая передача вращаются с тем же значением количества оборотов в минуту, что и двигатель.
• Красная ось и зубчатые передачи называются промежуточным валом. Они также связаны между собой образуя единое целое, поэтому все зубчатые передачи промежуточного вала и сам промежуточный вал вращаются как единое целое. Зеленый и красный оси связаны между собой через зацепляющие шестерни, поэтому, если вращается зеленый, то вращается и вал красного цвета. Так, вал промежуточного звена получает питание непосредственно от двигателя автомобиля при включенном сцеплении.
• Желтый вал – шлицевой (вторичный, ведомый) вал, который подключен непосредственно к ведущему валу через дифференциал и к ведущим колесам автомобиля. Если вращаются колеса, с ними вращается желтый вал.
• Синие зубчатые передачи (или ведомые шестерни) вращаются на желтом валу на подшипниках, поэтому не зависимы от него. Если двигатель выключен, но автомобиль движется по инерции, желтый может крутиться внутри шестерен синего цвета, но сами синие шестерни и промежуточный вал останутся неподвижными.
• Маховик (муфта включения передач) связан в единое целое с желтым валом вращаясь вместе с ним. Роль маховика в подключении к одной из синих зубчатых передач, чтобы передавать их инерцию колесам машины.  Чтобы присоединиться к синей шестерне, зубчики маховика, называемые «собачьими зубами», входят в специальные отверстия по бокам шестерни.

Включим первую скорость

На рисунке ниже показано как маховик присоединяется к синей шестерне, расположенной справа, на первой скорости.

На иллюстрации ось зеленого цвета, подключенная к двигателю, вращает ось промежуточную, которая крутит шестерню синего цвета, расположенную справа. Эта шестерня через маховик передает свою энергию желтому валу вращая его. Тем временем, синяя шестерня, находящаяся слева, свободно вращается на подшипниках, никак не влияя на желтую ось.

Когда маховик находится между двумя синими шестернями (как показано на первом рисунке), трансмиссия пребывает в нейтральном положении, а обе шестерни свободно вращаются вокруг ведомой оси, при этом с разной скоростью.

Когда вы делаете ошибку при переключении скоростей и слышите ужасный скрежет, неприятный звук издают «собачьи зубы», которые напрасно пытаются найти отверстия, для присоединения к синей шестерне, так как она вращается быстрее, чем крутятся колеса машины и как следствие маховик не может захватить шестерню. В коробке, показанной выше, нет синхронизатора (о нем позже), поэтому при работе на такой коробке сцепление выжимается дважды. Двойное сцепление было распространено в старых автомобилях и все еще используется в некоторых гоночных авто, но в уже усовершенствованной форме. При двойном сцеплении выжимается педаль сцепления первый раз, чтобы отсоединить двигатель от коробки. Это уберет давление с собачьих зубцов, чтобы перевести маховик в нейтральное положение. Затем вы убираете ногу с педали сцепления и увеличиваете число оборотов двигателя до «правильной скорости». Понятие «правильная скорость» – это значение количества оборотов в минуту, при котором двигатель будет работать на следующей скорости. Идея состоит в том, чтобы скорость вращения синей шестеренки следующей передачи и маховика совпадали для облегчения вхождения собачьих зубцов в нужные отверстия (т.е. что бы не было того самого скрежета). Затем вы выжимаете педаль сцепления во второй раз попадая «собачьими зубами» в следующую передачу. При каждом переключении передач нужно выжать сцепление два раза, отсюда понятие «двойное сцепление». Малые линейные движения ручки переключения передач меняют скорость автомобиля. Ручка переключения движет стержень, который соединен с вилкой. Вилка двигает маховик по желтой оси, чтобы тот присоединил одну из двух передач.

Конструкция классической 5 ступенчатой МКПП

В пятиступке механизм переключения скоростей немного сложнее. В ней стоят три вилки управляемые стержнями, которые, в свою очередь, управляются рычагом переключения скоростей. Если смотреть на смещение стержней сверху, то скорости идут в обратном порядке. Вот, что мы имеем в виду:

Передвигая рычаг влево-вправо, вы привлекаете к процессу разные вилки (соответственно и разные маховики). Двигая рычаг вперед-назад, вы передвигаете один и тот же маховик, но только присоединяете его к шестеренкам разных передач.

Задняя скорость включается маленькой промежуточной шестеренкой (на рисунке изображена фиолетовым цветом). Синяя шестеренка, изображенная на рисунке, постоянно движется в противоположном ко всем остальным синим шестеренкам, направлении. Вот ответ на вопрос — невозможно переключить трансмиссию автомобиля на заднюю скорость, когда автомобиль движется вперед.

Синхронизаторы для МКПП

Чтобы не использовать двойне сцепление, в МКПП ставят синхронизаторы. Цель синхронизатора заставить маховик вступить во фрикционный контакт с синей шестеренкой, до того, как собачьи зубцы присоединятся к шестеренке. Это позволяет маховику с синей шестерёнкой синхронизировать скорость вращения, до вовлечения в процесс собачьих зубцов.

Конус на синей шестеренке соответствует конусообразному углублению в маховике, так, трение между конусом шестерни и маховиком синхронизирует скорость вращения синей шестерни и маховика. Затем, внешняя часть маховика цепляется к нужной передаче собачьими зубцами.

Каждый производитель реализует синхронизацию своим способом, но мы описали главный принцип работы этого механизма.

О том, что лучше, автоматическая или механическая коробка, читайте здесь.

Теперь, для закрепления, взглянем, как работает МКПП в этом видео — ролике

Все о механической коробки передач: виды, конструкция, принцип работы

Название «механическая коробка передач» было дано агрегату из-за использования данного способа переключения. Новичкам часто достаточно сложно научиться быстро управлять автомобилем с МКПП в отличие от «автомата». Однако трансмиссии этого типа отличаются надежностью. «Механика» имеет довольно простую конструкцию, также можно выделить ее ремонтопригодность. При этом в автомобилестроении механическая коробка передач сегодня утратила лидирующие позиции.

Принцип работы

Используемый в работе МКПП принцип заключается в передаче на первичный вал крутящего момента. Передача осуществляется от двигателя через сцепление. В конструкции механической коробки передач есть пары шестерен, которые между собой взаимодействуют. С помощью этих пар (ступеней) крутящий момент преобразуется для последующей передачи на колеса. Ступени имеют свое передаточное число. Так происходит преобразование скорости вращения и крутящего момента коленчатого вала ДВС. Различают понижающие и повышающие передачи. Первые крутящий момент увеличивают, при этом происходит уменьшение скорости вращения. Включение повышающей передачи, наоборот, уменьшает крутящий момент.

Пары состоят из двух шестерен, входной и выходной. Передаточное число зависит от количества зубьев. Понятно, что у шестерни большего диаметра и количество зубьев будет больше, здесь существует прямая зависимость. В качестве примера можно привести первую передачу с самым большим передаточным числом. У этой пары шестерен минимальный размер имеет входная, расположенная на первичном валу. Максимальный размер имеет выходная шестерня первой передачи. Поток мощности, который передается от мотора, при переключении скоростей МКПП нужно прервать. Для этого водитель нажимает педаль сцепления. Автомобиль с механической коробкой передач начинает движение с включения первой передачи.

Примечание: некоторые модели тяжелых грузовых автомобилей могут начинать движение со второй передачи.

Водитель рукой устанавливает селектор рычага переключения передач в нужное положение. Дальнейшее переключение на повышенные передачи выполняется водителем последовательно. Необходимо учитывать скорость автомобиля и показания тахометра. Это связано с тем, что каждому диапазону оборотов двигатель соответствует определенная передача.

Разновидности МКПП

Механические КПП различают по количеству передач. К числу основных относятся коробки с 4, 5 и 6 ступенями. Большинство автомобилей с механикой в мире выпускается с трансмиссией 5МТ, другими словами, с 5-ступенчатой МКПП.

Выпускаются механические коробки передач с двухвальной и трехвальной конструкцией. Первые предназначены для легковых автомобилей с передним приводом. Вторые устанавливают на грузовики и легковые автомобили с задним приводом.

Особенности конструкции

Конструктивно отличаются друг от друга двухвальная и трехвальная коробки передач. Есть различия и в принципе работы. Двухвальная трансмиссия состоит из первичного и вторичного валов. Эти валы также называют ведущим и ведомым. Отличием конструкции трехвальной МКПП является промежуточный вал. В агрегате также есть шестерни первичного и вторичного валов. Остальные детали конструкции коробки передач: картер, главная передача, синхронизаторы, механизм выбора передач, дифференциал.

Особенности конструкции двухвальной МКПП

В двухвальных коробках передач, которые относятся к самым распространенным, на первичный вал агрегата крутящий момент поступает от мотора через муфту сцепления. В разных конструкциях механических КПП некоторые из шестерней жестко закрепляются на двух валах. Остальные шестерни свободно вращаются.

Важно:

по меньшей мере один синхронизатор устанавливается как на первичном, так и вторичном валах.

Постоянным является зацепление шестерен двух валов. Для понимания, находится ли шестерня в зафиксированном положении, надо просто посмотреть на них ― свободно вращаются шестерни, находящиеся около синхронизаторов.

Особенность конструкции ― жесткое закрепление шестерни главной передачи на вторичном валу. Задача главной передачи и дифференциала состоит в передаче крутящего момента к колесам автомобиля. При этом дифференциал придает колесам разную угловую скорость.

В корпусе МКПП находится механизм выбора передачи. Перемещение синхронизатора выполняется с помощью штоков и вилок. Предусмотрена защита от попытки включения двух передач одновременно.

При рычаге переключения передач в нейтральном положении не происходит передачи крутящего момента на ведущие колеса. Это означает, что шестерни на валах не зафиксированы.

Включая передачу, водитель переводит синхронизатор с помощью нужной вилки.

Перемещение осуществляется через систему тяг или тросиков.

Функция муфты заключается в синхронизации угловых скоростей определенной шестерни и вала, на котором муфта установлена.

Передача крутящего момента с ведущего на ведомый вал происходит при зацеплении синхронизатора с шестерней.

Важно: крутящий момент передается от силового агрегата на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Автомобиль может двигаться задним ходом, для этого задействуется дополнительный вал, на котором установлена промежуточная шестерня заднего хода.

Особенности конструкции трехвальной МКПП

Отличительная особенность трехвальной трансмиссии ― наличие в конструкции дополнительного промежуточного вала. Передача крутящего момента происходит с первичного вала, который соединен со сцеплением, на третий вал. Для передачи задействована нужная шестерня.

Важно: зацепление валов не прерывается, оно постоянно. Это обеспечивается жесткой фиксацией шестерен на промежуточном валу, параллельном ведущему валу.

В установленный на первичном валу упорный подшипник входит ведомый вал. Получается, что оба вала, первичный и вторичный, находятся на одной оси. Особенность вторичного вала в том, что его шестерни имеют свободный ход, отсутствует жесткая фиксация с валом. Между шестернями промежуточного и ведомого валов есть постоянное зацепление. При нахождении селектора рычага переключения передач в нейтральном положении происходит передача крутящего момента от ведущего вала на промежуточный. Затем крутящий момент передается на шестерни ведомого вала. Однако свободное вращение этих шестерен не может заставить автомобиль начать движение.

Функция синхронизаторов, жестко закрепленных на валу между шестернями и имеющих возможность зубчатому соединению перемещаться в осевом направлении, состоит в том, чтобы выравнивать угловые скорости шестерен с угловой скоростью ведомого вала. Выравнивание угловых скоростей происходит за счет использования силы трения.

В трехвальной трансмиссии механизм переключения установлен в корпусе КПП. В состав механизма входят штоки с вилками, рычаг управления и устройство, позволяющее блокировать возможность включения сразу двух передач.

Выпускаются механизмы с дистанционным управлением с помощью кулисы или шарнирных тросов.

В двухвальной и трехвальной трансмиссиях используется аналогичный принцип включения передач.

Роль синхронизаторов

Задача синхронизатора заключается в обеспечении безударного включения передач. Это достигается путем выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Элементы синхронизатора: муфта, кольца блокировочные и проволочные (по два), три сухаря.

При включении передачи перемещение муфты к соответствующей шестерне выполняется с помощью вилки. Сначала туда передвигается блокировочное кольцо. Появляется сила трения, благодаря которой происходит поворот блокировочного кольца из-за разности угловых скоростей элементов. Кольцо поворачивается до упора. Затем должны выровняться угловые скорости, после этого муфта двигается дальше и происходит зацепление.

Достоинства и недостатки механической КПП

Среди достоинств МКПП надо назвать:

• меньшую, по сравнению с другими видами трансмиссий, стоимость;
• меньшую массу КПП;
• высокий КПД;
• высокую динамику разгона автомобиля;
• топливную экономичность;
• простоту и ценовую доступность обслуживания.

Важные достоинства механической КПП ― возможность буксировки автомобиля и достаточно эффективное движение в условиях бездорожья.

Однако у МКПП есть и ряд недостатков:

• механические КПП не могут обеспечить такой же уровень комфорта, как другие трансмиссии;
• более сложный и требующий внимания процесс переключения передач;
• плавность хода автомобиля с МКПП хуже, чем у других трансмиссий;
• сцепление требуется периодически менять.

Выводы

Механическая КПП надежна и экономична. Такая трансмиссия отлично подойдет любителям быстрой езды и поездок по бездорожью. Для водителей, готовых «обменять» эти достоинства на меньший в сравнении с другими КПП комфорт, покупка автомобиля с МКПП ― очевидное решение.

Объяснение механической коробки передач — все основы

После рассмотрения всех видов автоматической коробки передач пришло время перейти к механической коробке передач. Эту трансмиссию довольно сложно понять по сравнению с автоматической коробкой передач, поэтому все будет немного запутанно. Не беспокойтесь, мы постараемся сделать его максимально простым для понимания.

Прежде чем мы углубимся в суть дела, нам нужно понять задействованные части и то, как они работают по отдельности. Давай начнем.

Популярное чтение: iMT против AMT | Какая трансмиссия лучше?

Что такое передача?

Связь между двигателем и колесами называется трансмиссией. «Передача силы», отсюда и название. Эта передача мощности включает в себя несколько частей и требует максимальных расчетов, чтобы предотвратить потерю энергии. Механическая коробка передач сравнительно сложнее для понимания, чем автоматическая коробка передач. Теперь мы переходим к задействованным частям и к тому, как они работают.

Детали механической коробки передач

Основными частями механической коробки передач являются выходной вал двигателя (также называемый входным валом), промежуточный вал, выходной вал, синхронизаторы, кулачковые муфты и сцепление. На валах есть шестерни, которые определяют, какой крутящий момент и скорость передаются на колеса.

Сцепление Диск сцепления

Соединение двигателя с первичным валом, работа сцепления заключается либо в подаче вращательного усилия на первичный вал, либо в разрезании его. Он состоит из нескольких частей, которые работают при нажатии на педаль сцепления. Нажатие на педаль сцепления отключает маховик от узла сцепления, что прерывает подачу двигателя к трансмиссии. Это позволяет трансмиссии свободно вращаться от двигателя.

Это действие отключения выполняется следующим образом. После нажатия на педаль сцепления часть, называемая вилкой сцепления, нажимает на нажимной диск сцепления, который непосредственно соединен со сцеплением, а сцепление соединено с маховиком. Это нажатие удаляет соединение между сцеплением и маховиком, таким образом разрезая цепь.

Первичный вал

Этот вал соединен с маховиком через муфту. Он приводит в движение шестерни промежуточного вала с той же скоростью, что и двигатель.

Промежуточный вал 

Промежуточный вал содержит набор различных шестерен, которые приводятся в движение двигателем через первичный вал. Эти шестерни, также известные как шестерни промежуточного вала, находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Нахождение в постоянном зацеплении означает, что эти шестерни всегда связаны друг с другом и все время вращаются. Шестерни промежуточного вала напрямую связаны с самим валом и, таким образом, всегда вращаются со скоростью вала.

Выходной вал

Выходной вал имеет шестерни различных размеров. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются от выходного вала, но в зацеплении они, проще говоря, застревают на вторичном валу. Это означает, что выходной вал будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестернями. Это станет проще, когда мы объясним всю работу позже.

Кулачковые муфты Кулачковые муфты

В отличие от обычных муфт, кулачковые муфты установлены на выходном валу. Когда водитель включает передачу, работа кулачковой муфты состоит в том, чтобы заставить это передаточное число перемещать выходной вал. Без включенного кулачкового сцепления все передачи вращаются свободно, и автомобиль находится в нейтральном положении. Кулачковые муфты могут двигаться внутрь и наружу для включения и выключения при необходимости, позволяя шестерням только вращаться, а не двигаться вперед и назад. Кулачковые муфты постоянно соединены с выходным валом и служат в качестве соединения между валом и незакрепленной шестерней.

Синхронизаторы 

Работа синхронизатора заключается в обеспечении того, чтобы скорость выходного вала и передачи, которая должна быть включена, были одинаковыми. У них есть фрикционные пластины, которые замедляют шестерни с той же скоростью, что и выходной вал, что позволяет легко подключать кулачковую муфту.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Передаточное число и как оно влияет на выходную мощность

Прежде чем мы объясним работу механической коробки передач, нам нужно понять, что такое передаточные числа и как они влияют на выходную мощность двигателя.

Передаточное отношение можно объяснить как отношение зубьев шестерен. В случае трансмиссии это отношение ведомой шестерни к ведущей. Передаточное отношение может помочь нам объяснить, как мы получаем больший крутящий момент на низкой передаче и высокую скорость на более высокой передаче.

Чтобы объяснить, почему более низкая передача получает высокий крутящий момент, нам нужно обратиться к формуле для крутящего момента. Крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. Расстояние в данном случае является радиусом ведомой шестерни. Как мы знаем, ведомая шестерня становится меньше по мере увеличения передаточного числа, поэтому мы получаем больший крутящий момент на более низких передачах.

Что касается того, почему более высокая передача обеспечивает большую скорость, обороты на выходе автомобиля определяются оборотами двигателя, деленными на передаточное число. Более высокие передачи имеют меньшее передаточное число, что позволяет нам получить больше оборотов в минуту.

Чтобы объяснить это на примере. Представьте, что ваши обороты в минуту постоянно равны 1000. Предположим, что ваше первое передаточное число составляет 3: 1, это делает выходное число оборотов в минуту равным 333,3 об / мин. Теперь предположим, что передаточное число вашей высшей передачи составляет 0,5:1, это означает, что ваши обороты на выходе теперь будут равны 2000.0002 Первичный вал приводит в движение шестерню промежуточного вала, которая находится в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала. Вход приводит в движение шестерню промежуточного вала с собственной шестерней. Шестерни промежуточного вала постоянно соединены с промежуточным валом, поэтому промежуточный вал всегда вращается вместе с шестернями. Шестерни на выходном валу свободно соединены с выходным валом, поэтому свободно вращаются вместе с шестернями промежуточного вала и не перемещают выходной вал. При включении передачи мощность от входного вала сначала передается на промежуточный вал, а затем на шестерни вторичного вала.

Отличие здесь в том, что включенная шестерня теперь соединена с выходным валом. Поскольку шестерни не могут двигаться вперед и назад, соединение с валом осуществляется с помощью кулачковой муфты (показана как втулка ступицы шестерни на приведенной выше диаграмме). Кулачковая муфта включенной передачи присоединяется к шестерне и служит соединением между валом и шестерней. Обратите внимание, что кулачковые муфты постоянно соединены с валом и приводятся в движение вилкой, соединенной с коробкой передач. Это заставляет вал вращаться с той же скоростью, что и передаточное отношение шестерни.

Подробнее: Как работает автоматическая коробка передач с гидротрансформатором | Объяснение

При включении другой передачи сцепление отключается от маховика и мощность на валы не передается. Новую передачу выбирает водитель, и теперь синхронизаторы своим фрикционным диском замедляют передачу, чтобы к ней подключилась кулачковая муфта. Шестерня замедляется до тех пор, пока не достигнет той же скорости, что и выходной вал. Это позволяет кулачковой муфте легко включать передачи без столкновения зубьев. После того, как поток мощности снова начинается, новое передаточное число приводит в движение выходной вал.

Работа задней передачи

Работа задней передачи осуществляется следующим образом. Поскольку двигатель не может вращаться в обратном направлении, трансмиссия должна вращать валы таким образом, чтобы автомобиль двигался назад. Это делается с помощью новой шестерни, называемой промежуточной шестерней. Промежуточная шестерня входит между шестерней промежуточного вала и шестерней вторичного вала. Промежуточная шестерня заставляет шестерню выходного вала вращаться в противоположном направлении, заставляя автомобиль двигаться назад.

Поскольку промежуточная передача не имеет кулачковой муфты, перед включением задней передачи необходимо полностью остановить автомобиль. И если вы, как и многие люди, задаетесь вопросом, что происходит, когда автомобиль включается задним ходом, если он уже едет, ответ: он просто не будет двигаться задним ходом. Однако это приведет к столкновению зубьев и повреждению шестерен. Трансмиссии сделаны так, чтобы задняя передача не могла быть включена, когда автомобиль движется вперед. Это все еще действительно повреждает шестерни, поэтому, пожалуйста, не делайте этого.

Здесь описано, как работает механическая коробка передач и как передаточные числа влияют на выходную мощность. Чем больше передач в автомобиле, тем выше может быть мощность. Это одна из наиболее сложных тем, и мы надеемся, что она достаточно ясна, чтобы понять, как работает механическая коробка передач.

Аналогичное чтение: DCT против CVT против AMT | Выберите лучшую коробку передач

Как работает механическая коробка передач

Вы когда-нибудь покупали автомобиль и находили идеальный автомобиль, только чтобы узнать, что у него механическая коробка передач? Похоже, что большинство людей в Соединенных Штатах в наши дни не умеют водить коробку передач. Честно говоря, если у вас никогда не было никого, чтобы научить вас водить машину с механической коробкой передач, это может показаться невыполнимой задачей. Возможно, это поможет узнать, как работает механическая коробка передач.

Обзор механической коробки передач

Механическая коробка передач требует, чтобы водитель нажимал сцепление одной ногой, педаль газа — другой, рулил одной рукой и перемещал механизм переключения передач другой. Это требует некоторой координации и поначалу может сбивать с толку, но с практикой все необходимые движения выполняются практически без раздумий. Во всем мире механические коробки передач являются наиболее популярным типом трансмиссии. Вероятно, это связано с более низкой стоимостью и повышенной надежностью по сравнению с автоматической коробкой передач.

Зачем нужна трансмиссия

Все транспортные средства, как с электродвигателем, так и с двигателем внутреннего сгорания, передают мощность на трансмиссию путем поворота ведущей оси. Это вращательное движение измеряется как значение крутящего момента. Двигатели и двигатели имеют индивидуально уникальные диапазоны оборотов в минуту (RPM), в которых они создают наибольший крутящий момент. Трансмиссии необходимы, чтобы мотор или двигатель могли работать в оптимальном диапазоне оборотов на различных скоростях. На низких скоростях требуется понижающая передача, чтобы двигатель/двигатель не заглох, в то время как на высоких скоростях может быть повышающая передача, чтобы обороты двигателя/двигателя не превышали безопасные диапазоны.

Как работает механическая коробка передач

Один ключевой момент, о котором следует помнить, — понятие передаточного числа. Шестерни имеют зубья, которые входят в зацепление друг с другом. Когда большая шестерня входит в зацепление с маленькой шестерней и приводит ее в движение, маленькая шестерня будет вращаться быстрее, чем большая. Чем больше разница в размерах, тем выше передаточное число.

Шестерни механической коробки передач установлены на валах, которые вращают другие шестерни внутри коробки передач. Селектор переключения передач определяет, какие передачи входят в зацепление. Гипотетические соединители с постоянным зацеплением и синхронизирующие кольца обеспечивают плавное скольжение. Пуск на первой передаче позволяет двигателю работать на оптимальных оборотах для создания крутящего момента, необходимого для перевода автомобиля из неподвижного положения в движущееся состояние. Как только автомобиль находится в движении и достигает верхней границы своего оптимального диапазона оборотов, коробка передач может быть переведена на вторую передачу. Этот более высокий диапазон передач позволит двигателю вернуться к нижнему пределу «наилучшей точки». Продолжайте ускоряться и переключать передачи, пока не будет достигнута желаемая скорость, поддерживая диапазон оборотов, позволяющий двигателю работать эффективно.

Включение передачи заднего хода осуществляется с помощью трехступенчатой ​​системы без синхронизатора. Это означает, что вращение вала коробки передач должно полностью прекратиться перед переключением на передачу заднего хода. Для остановки вращения вала трансмиссии без остановки вращения двигателя требуется разъединение между ними. Это разъединение называется муфтой.

Как работает сцепление

В автомобиле с механической коробкой передач три педали находятся у пола со стороны водителя. С одной стороны — более длинный акселератор, посередине — квадратная педаль тормоза, а затем — педаль сцепления аналогичной формы.