Принцип роботи і пристрій коробки передач. Ремонт коробки передач

Основним недоліком більшості двигунів внутрішнього згоряння є розбіжність швидкостей обертання коліс і маховика. Додатковим недоліком є той факт, що максимальний крутний момент в силових агрегатах досягається тільки в невеликому проміжку обертів. На максимальних обертах маховика набирається гранична потужність.

Системи трансмісії та її різні види застосовуються для того, щоб двигун міг працювати в оптимальному режимі при різних умовах. У більшості автомобілів використовується механічна КПП, пристрій і принцип роботи якої відомі далеко не кожному автолюбителю.

Принцип роботи коробки передач

У конструкцію коробки перемикання передач входять зубчасті шестерні, які входять і виходять із зачеплення з волі водія, формуючи тим самим передачі з різними передаточними відношеннями.

Механічна коробка передач в автомобілі функціонує тільки разом з системою зчеплення, відповідно, в момент перемикання передач відбувається відключення трансмісії і двигуна. В момент зміни передачі через трансмісію не може проходити великий крутний момент. Таке функціонування досягається за рахунок пристрою коробки перемикання передач.

Зубчасті колеса та вали КПП

Класичні МКПП складаються з набору валів, зібраних в картері або корпусі. За допомогою підшипників відбувається обертання валів коробки передач. Коліщатка кріпляться безпосередньо до валів КПП. Конструкція коробки передач може змінюватися в залежності від кількості встановлених валів і бути двовальною або трехвальной.

Трехвальные системи

Задньопривідні автомобілі оснащуються такими трансмісіями. Загальне пристрій коробок передач такого типу включає в себе спеціальні колеса і пристрої синхронізації укупі з реверсивною шестернею, призначеної для руху заднім ходом.

Обов’язковою деталлю конструкції КПП є вали: первинний, вторинний і розташований між ними спеціальний.

Головний вал з’єднаний безпосередньо з двигуном автомобіля через систему зчеплення; вторинний, або ведений, функціонує з карданом. Енергія обертання ведучого вала на ведений передається завдяки проміжного валу.

Особливості конструкції трансмісії

У більшості випадків первинний і вторинний вали в коробці передач встановлено один за одним. Опора веденого вала виконана на основі підшипника ведучого вала коробки передач, розташованого в хвостовій частині ведучого вала. Жорстка зв’язок між цими валами не передбачається конструкцією коробки перемикання передач, завдяки чому обидва валу можуть функціонувати незалежно один від одного.

Проміжний вал у конструкції трансмісії розміщується між ведучим і веденим валами, кожен з яких оснащений зубчастими колесами. Зубці на таких колесах косі, що дозволяє знизити рівень вібрації і шумів під час роботи системи.

Ведучий вал оснащений тільки однозубчатым колесом, що передає крутний момент проміжного валу. Розташування шестерні вторинного, або веденого, валу дозволяє їм вільно обертатися, однак переміщатися по поздовжній осі вони не можуть. Для включення передачі вони блокуються за допомогою спеціального блокувального пристрою: в такому положенні на них передається енергія обертання від валу.

Шестерінки, встановлені на проміжний вал, розташовуються навпроти кожного з коліс первинного і вторинного валів. Вони на постійній основі знаходяться в зачепленні з іншими шестернями конструкції. На проміжний вал з первинного крутний момент передається завжди. Принцип роботи коробки передач криється у включенні конкретної передачі допомогою підключення певної шестерні, розташованої на веденому валу.

Перемикання передач трансмісії

Пристрій коробки передач не передбачає наявність одних тільки зубчастих коліс і валів: в конструкцію входять спеціальні муфти. Кожна з них має відмінну від зубчастих коліс конструкцію і кріпиться до певного валу, обертаючись разом з ним. При цьому можливе їх переміщення по поздовжній осі.

З боку спрямованих до муфтам шестерень веденого вала розташовуються спеціальні вилки. Аналогічні їм деталі знаходяться безпосередньо на самих муфтах.

При перемиканні водієм важеля передач спеціальним приводом приводяться в дію вилки, рушійні муфти. Замкова система при цьому не дозволяє активувати відразу кілька передач, що цілком можливо за умови включення важелем відразу двох повзунів. Замковий механізм стопорить повзуни в нейтральному положенні в той момент, коли починає рухатися третій повзун. Аналогічним чином виключається одночасна робота відразу двох передач.

Вінці муфти і потрібної для перемикання передачі шестерні з’єднуються, при цьому муфта обертається разом з валом. Після з’єднання з шестірнею відбувається блокування останньою і їх подальше спільне обертання, в результаті чого крутний момент передається від КПП на колісний привід.

Синхронізатори

Крім перерахованих вище компонентів, пристрій коробки передач входять додаткові деталі. Описаний вище принцип роботи КПП супроводжується вібраціями, гучними шумами і ударами укупі з необхідністю для водія самостійно визначати момент роботи муфти і шестерні на однакових оборотах.

В сучасних коробках перемикання передач використовуються спеціальні муфти, іменовані синхронізаторами. Їх основне завдання — зрівняння швидкості обертання муфти і зубчастого колеса і усунення блокування колеса.

Коробки передач двухвального типу

Подібні трансмісії мають ту ж конструкцію, що і трехвальные КПП, за одним винятком: у них відсутній проміжний вал. Такі коробки встановлюються на автомобілі з переднім приводом. Обертання валів здійснюється в паралельних осях, при цьому крутний момент з одного з зубчастих коліс передається на зафіксовану синхронізаторами ведену валом шестірню. Принцип роботи двовальною системи такий же, як і в трехвальной, проте в ній неможлива пряма передача.

Пристрій коробок передач автомобілів ВАЗ

Більшість автомобілів марки ВАЗ комплектуються п’ятиступінчастими механічними трансмісіями з двовальною системою, оснащеної диференціалом. Первинний вал комплектується зубчастими колесами з 1 по 4 передачі, 5-я шестерная передача є знімною. Між собою вони з’єднані веденими шестірнями.

Одним з основних переваг є легкий ремонт коробки передач такого типу, оскільки вона є модернізованою версією чотириступінчастою аналога з уніфікованими деталями.

Від механічної трансмісії до автоматичної

Багато автолюбителів-новачки дотримуються думки, що автоматична трансмісія являє собою коробку перемикання передач і гідротрансформатор.

Гідротрансформатор являє собою систему з двох лопатевих механізмів: турбіни і відцентрового насоса. Між ними розташовується направляючий реактор. Колінвал двигуна жорстко скріплений з колесом насоса. Аналогічна сполука є між турбінним колесом і валом КПП. Реактор може обертатися або бути заблокованим обгінною муфтою залежно від того, в якому конкретно режимі функціонує ДВС.

Автоматична коробка передач має більш складною конструкцією. Велика частина вироблюваної енергії спрямовується на перекачування масла і роботу насоса, що створює тиск масла в каналах. ККД автоматичної трансмісії нижче, ніж механічних.

Олійні потоки передають енергію обертання за допомогою відкидання на турбіну насосом. Лопаті насоса і турбіни мають певну геометрію, що покращує циркуляцію рідини. Оскільки між КПП та двигуном відсутня жорстка зчіпка, мотор можна зупиняти навіть при включеній передачі.

Планетарні передачі

Зміна передавальних чисел відбувається при обертанні одних деталей і жорсткої фіксації інших. Вал гидтротрансформатора передає крутний момент і, відповідно, обертання на планетарні системи.

Основною відмінністю від автомата механіки є те, що включення будь-передачі здійснюється без розриву потоку потужності: при дезактивації однієї передачі відбувається активація іншого. Такий перехід здійснюється без ривків, які можуть відчуватися водієм під час їзди.

Види коробок передач

Крім стандартну механічну трансмісію, існують і інші види КПП — роботизована, варіаторна і автоматична.

  • Варіаторна коробка передач — безступінчата. Основними деталями її конструкції є розсувні шківи і з’єднує їх ремінь, має трапецієподібну форму. Основною перевагою такої трансмісії є підтримання оптимального режиму роботи автомобіля. Як додаткові можна відзначити економічність, плавність руху і динамічність розгону. Якщо порівнювати з автоматичною трансмісією, то конструкція варіатора значно простіше, відповідно, і ремонт коробки передач такого типу легше. Незважаючи на свої переваги, варіаторна КПП поступається механічною в економічності і динаміці. Крім цього, варіатор не сумісний з 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, потрібна установка додаткових механізмів.
  • Пристрій коробки передач — робота практично не відрізняється від механічної: передача крутного моменту до трансмісії від двигуна здійснюється за допомогою однодискового зчеплення. При цьому є і свій нюанс: процеси перемикання передач і включення/вимикання зчеплення в роботизованої трансмісії повністю автоматизовані. Завдяки цьому така КПП значно спрощує процес керування автомобілем водієві не потрібно вручну перемикати передачі. До додаткових переваг можна віднести невелику вагу і економічність. Втім, є у неї і свої мінуси: відсутність плавності роботи і затримка при перемиканні передач. На високій швидкості руху перемикання передач може супроводжуватися поштовхами і ривками. Виправити ситуацію в ручному режимі не вийде, оскільки управління зчепленням повністю автоматизовано і здійснюється електронікою. У чіткості та точності перемикання передач роботизована КПП значно поступається автоматичною. Крім того, автомобілі, оснащені роботизованою трансмісією, при початку руху трохи відкочуються назад. З урахуванням усіх перерахованих недоліків роботизовані коробки найчастіше встановлюються на бюджетні моделі транспортних засобів.
  • Запорукою ефективної роботи трансмісії є оптимальний рівень масла в картері. Визначити його і підказати, як перевірити масло в коробці передач, допоможе фахівець автосервісу або інформація, зазначена в керівництві з експлуатації транспортного засобу.

    Основні несправності і ремонт КП

    Оперативний ремонт трансмісії може знадобитися при діагностиці таких найбільш поширених несправностей: мимовільного відключення і утруднене включення передач, витоку масла, перегріву коробки або сторонніх шумів в роботі.

    Утруднене включення передачі може провокуватися наступними факторами:

    • деформація вилки або важеля перемикання передач;
    • заїдає сферичний шарнір;
    • тугий хід штока через забитих гнізд, що заклинює блокувальні сухарі.

    Передачі можуть самостійно відключатися, причому причини цього можуть бути різними:

    • знос гнізд або кульок штоків;
    • знос кілець синхронізатора або зубців муфти;
    • зниження пружності пружин фіксаторів.

    Знос синхронізаторів, шестерень або підшипників, люфт валів, надто брудне масло або його низький рівень можуть провокувати появу сторонніх шумів при роботі трансмісії.

    Багато власників відзначають витік масла з коробки передач, причиною чого може послужити недостатньо міцне кріплення картерной кришки, знос прокладок або розподільного валів. Низький рівень масла в коробці призводить до її перегріву, що може стати причиною повного виходу трансмісії з ладу.

    Ремонт коробок перемикання передач у всіх перерахованих вище випадках здійснюється або за допомогою спеціальних ремкомплектів, або за допомогою заміни пошкоджених і вийшли з ладу деталей.