Учимся правильно переключать передачи на механике, избегая ошибок во время движения

Устройство механической коробки передач

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;
• .

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Этот тип коробки является наиболее распространенным. 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 . 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 . 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:

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.

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.

Как правильно переключать передачи на механике во время движения

При езде на автомобиле для снижения расхода топлива, оптимальной динамики движения и предотвращения поломок трансмиссии, очень важно понимать момент переключения передачи. Стандартные рекомендации, которые даются для всех типов машин, где каждая передача привязана к своей скорости движения, не совсем верна, так как все авто обладают своими передаточными числами КПП и мощностью двигателя

Переключение передачи с низшей на высшую и наоборот выполняют в зависимости от скорости движения машины. Опытный водитель переключает передачи на уровне рефлекса, что достигается во время практической езды. Неопытный водитель должен помнить об определенных правилах переключения: после достижения необходимой скорости нога с педали газа убирается, одновременно выжимается сцепление, далее рычаг переключения передач переводится в следующее положение, выждав секунду на нейтральной скорости.

Такая пауза необходима для выравнивания скорости вращения шестерен коробки передач. Когда рычаг переведен в нужное положение, плавно отпускают педаль сцепления и выжимают педаль акселератора, увеличивая подачу топлива в двигатель. При этом скорость машины должна возрасти. Далее продолжают движение на этой же передаче, или ускоряются для переключения на следующую.

Кроме набора скорости, не нужно забывать и об обратном действии переключения передач, то есть о переходе с более высокой на низкую. Это необходимо при быстром торможении, для чего нужно отпустить «газ», притормозить, выжать сцепление, включить пониженную передачу и отпустить сцепление. Выполняя такое переключение, нужно учитывать, что более низкая передача предполагает более плавное отпускание сцепления, чтобы не вызвать занос машины, особенно опасный на скользкой дороге.

Тормозим мотором и коробкой

Этот прием в большей степени пригодится при езде на зимних дорогах и при спусках с горок. В этом случае не используется тормозная система, авто тормозит двигателем за счет передачи крутящего момента с ведущих колес через коробку на движок. В обычных условиях происходит наоборот. Можно использовать этот метод в связки с тормозами – это увеличить эффективность торможения, вы быстрее и безопаснее снизите скорость.

Чтобы начать тормозить мотором, достаточно отпустить педаль акселератора. Передача остается включенной. ДВС не получает топливо, обороты должны снижаться, но коробка не дает это сделать быстро. Она передает скорость вращения колес на коленчатый вал. За счет этого и происходит замедление.

Устройство КПП

В зависимости от модели авто, на новом КамАЗе схема управления и расположения передач трансмиссии может отличаться. Отечественные грузовики могут оборудоваться двумя типами коробок передач. Разница в том, что одни трансмиссии имеют пять ступеней переключения, а другие — десять. Эти модели называются 14 и 15. Пятиступенчатые трансмиссии обычно устанавливаются на автомобили, которые используются как индивидуальные машины. Десятиступенчатыми коробками обычно оснащаются грузовые транспортные средства, относящиеся к категории автопоездов.

Схема привода управления камазовским делителем

По конструкции десятиступенчатая трансмиссия — коробка с пятью ступенями, дополненная редуктором-делителем. Благодаря устройству транспортное средство может использовать 10 передних передач, а также две задние. Когда было начато производство КамАЗов, рассчитывалось, что эти авто будут работать в условиях высокой грузоподъемности. Инженеры автомобильного концерна создали новую модель трансмиссии, которая получила название 152.

Ниже перечислены основные отличия КПП 152 и доработки, которые включает в себя эта модель коробки:

• трансмиссия стала оснащаться усиленным синхронизатором делителя;
• усилены шлицы, из коробки убраны их крепления;
• реализован другой метод фиксации шестеренок трансмиссии;
• высота зубьев КПП увеличена.

Правильное использование этого узла в ходе управления коробкой передач чрезвычайно важно. Не менее важно, что техническое обслуживание, проверка агрегата на предмет поломок, его ремонт и сборка компонентов производились профессионалами

Этот процесс должен осуществляться с использованием специализированного оборудования и инструментов. Рассмотрим основные элементы, которые входят в конструкцию камазовской трансмиссии:

1. Картер. В этом узле установлены три вала — промежуточный, первичный и вторичный.
2. Блок с шестеренками. Они предназначены для включения задней передачи.
3. Верхняя крышка агрегата.
4. Механизм переключения передач. Этот узел считается сборно-разборным.
5. Мотор. Монтируется на передней части картерного устройства.

Видео про коробку передач ZF на КамАЗе 6520 снял и опубликовал пользователь Олег Копаев.

С делителем

Одной из особенностей трансмиссии отечественных грузовиков является возможность работы при пониженном либо повышенном режиме. Инженеры автоконцерна разрабатывали эти варианты, чтобы минимизировать нагрузку на автомобильный двигатель

Причем не важно автомобиль движется с грузом или пустой. В соответствии со схемой коробки передач, делитель представляет собой механический редуктор

Главное его предназначение заключается в увеличении передаточных отношений основной трансмиссии.

Устройство делителя включает в себя:

1. Золотниковый кран, который применяется для управления редукторным устройством. Он устанавливается на опоре рычага переключения. Работает в режимах прямой и пониженной скоростей.
2. Редукционный клапан. Применяется для отбора сжатого воздушного потока из пневматического узла. Этот клапан стравливает воздух при слишком высоком давлении в системе. От данного устройства воздух поступает на управляющий кран, а также клапан включения делительного устройства. Это приводит к появлению одновременно двух контуров в системе управления ДВС.
3. Клапан включения делителя. Выполняет подачу сжатого воздушного потока на устройство, когда водитель отключает сцепление. Это дает возможность активировать и отключить пониженную скорость параллельно переключению передач на основной коробке.
4. Делительный механизм. Включает в себя поршень, установленный внутри цилиндра. Шток поршня подсоединяется к рычагу, установленному на валике вилки узла. Когда в устройство попадает сжатый воздух, это приводит к смещению поршня в определенном направлении. Его смещение способствует изменению режима работы.
5. Воздухораспределительный патрубок делительного механизма. Применяется для подачи воздушного потока в цилиндр узла.

Галерея «Схемы устройства КПП»

Ознакомьтесь с фото схем переключения скоростей камазовской трансмиссии.

1. Схема переключения передач для моделей КПП 142 и 144

2. Схема переключения передач для моделей КПП 152

Схема переключения

На схеме указаны: на светлом фоне включение II-й ступени редуктора и соответствующие ей передачи (2,6,7,8,9 и 2-я задняя), на тёмном – включение I-й ступени и соответствующие передачи (1,3,4,5 и 1-я задняя). Предварительное включение  выбранной ступени дает возможность включать соответствующие ей передачи.

Схема включения передач трактора «Беларус»

Порядок переключения

• Среднее свободное положение рычага соответствует нейтральному положению (указан буквой «Н»), при этом рычаг переключения свободно перемещается перпендикулярно оси движения трактора.
• В крайнем левом положении рычага, перемещением вперед, включается II-я ступень редуктора, при перемещении рычага назад, в том же крайнем левом положении, включается I-я ступень.
• Крайнее правое положение даёт возможность, при перемещении в перёд, включить 1-ю или 2-ю передние скорости (в зависимости от выбора ступени). Движением рычага назад, в крайнем правом положении, включается 1-я или 2-я задние скорости соответственно включённой предварительно ступени редуктора.
• В среднем правом положении: движением в перёд включают 9-ю передачу при включённой I-й ступени редуктора, движением рычага назад, в этом же положении, включается 3-я или 6-я передача соответственно выбранной ступени.
• Средне левое положение даёт возможность движением вперед включить 4-ю или 7-ю передачу и движением назад, в том же положении рычага, включить 5-ю или 8-ю передачи в соответствии с предварительно выбранной ступенью.

Правильное переключение передач

Производя переключение следует понимать, что при соединённом сцеплении с двигателем, вращение идет непрерывным потоком на первичный вал кпп и для любого переключения следует прерывать поток, выжимая педаль сцепления, тем самым приостанавливая движение всех деталей кпп. Это создаёт условия синхронизации вращения деталей для комфортного ввода в зацепление передвигаемых зубчатых колёс.

Перед переключением следует сбросить обороты двигателя, затем выжимается педаль сцепления до упора, рычаг переключения выводится в нейтральное положение и затем из нейтрального положения переводится в режим включения выбранной передачи, после педаль сцепления плавно отпускается. Переключение не должно сопровождаться скрежетом механизма. При затруднительном включении передач, в следствии износа деталей кпп, нужно применять технику двойного выжима сцепления. То есть, педаль сцепления выжимается при переводе рычага в нейтральное положение, затем отпускается и вжимается второй раз перед включением выбранной передачи. После включения педаль так же плавно отпускается, причем, плавно не значит медленно.

Коробка передач трактора МТЗ-80, МТЗ-82 является сложным и дорогостоящим механизмом. Конструктивное расположение этого узла трактора усложняет и затрудняет его ремонт. Для замены одной детали, зачастую, в прямом смысле, требуется разобрать пол трактора. Ремонт требует колоссальных трудозатрат и квалификации специалистов. Поэтому, при эксплуатации трактора рекомендуется строго придерживаться требований и рекомендаций производителя. Выполняя работы нужно соблюдать скоростные режимы согласно разработанных технологических карт, исключая перегрузку механизмов и деталей КПП.

Как правильно тормозить двигателем

Существуют ситуации когда возникает необходимость использования двигателя и коробки передач для эффективного торможения. Снижение скорости транспортного средства за счёт использования возможностей двигателя используется при крутых спусках, отказе тормозной системы, неисправности тормозной системы и скользком дорожном покрытии.

Действия при торможении двигателем следующие:

1. Отпустить педаль газа;
2. Выжать сцепление и включить низшую передачу;
3. Плавно снять ногу с педали сцепления.

При торможении двигателем необходимо соблюдать меры предосторожности, так как неправильные действия могут привести к поломке механической коробки передач

Работа с педалью сцепления

Как мы уже сказали ранее, сцепление важно уметь правильно отпускать. Поэтому для начала следует немного потренироваться с этой педалькой

Управляется сцепление левой ногой. При этом пятка должна находиться на полу салона, а подошва (передняя ее часть) управлять нажатием.

После того как вы выжали сцепление «в пол», переключите ручку КПП на одну из скоростей. Далее под воздействием пружины педаль автоматически возвратится в свое первоначальное положение. Но бросать сцепление категорически не рекомендуется. После включения передачи следует очень плавно отпустить педаль. При этом нельзя допускать рывков. Так следует проделать несколько раз или до того момента, пока у вас не разработается мышечная память на плавное отпускание педали.

Как правильно тормозить

Управление автомобилем с МКПП включает в себя умение правильно снизить скорость и остановиться при движении. В автошколах учат, что движение транспортного средства при нейтральном положении рычага нужно исключить из практики каждодневной езды, особенно на мокрой и скользкой дороге. Для этого используются следующие типы торможения:

1. Двигателем. Предназначается для снижения оборотов и остановки в тяжелых метеоусловиях, для чего необходимо:

• Отпустить «газ»;
• Медленно нажать на педаль тормоза;
• Перед полной остановкой машины выжать сцепление, чтобы не дать мотору заглохнуть;
• Переключиться на нейтральную передачу.

2. В сухую погоду. Помогает резко затормозить на сухой дороге:

• Отпустить «газ»;
• Выжать сцепление;
• Нажать на тормоз и придерживать педаль, пока авто полностью не остановится;
• Включить нейтральную скорость и стояночный тормоз.

3. Плавное торможение. Применяется для снижения скорости движения автомобиля:

• Отпустить «газ»;
• Не касаясь педали сцепления, плавно нажать на тормоз;
• При сбавлении скорости до необходимого значения, выжать сцепление и перейти на нужную передачу.

Ознакомление с местом водителя

Как известно, водительское место оснащено тремя педалями:

• левая — сцепление. Нажатие на нее дает возможность переключать скорости.
• лентральная — тормоз. Служит для торможения и остановки машины.
• лравая — газ. Необходима для разгона.

Со сцеплением работает левая нога, остальные две педали управляются правой.

Справа от сиденья расположен рычаг переключения передач. На его ручке, зачастую, обозначены цифры, соответствующие скоростям: арабские или аналогичные римские. Задний ход, как правило, обозначается буквой R.

Расположение переключаемых передач неодинаково на автомобилях разных марок. Перед началом движения следует ознакомиться со схемой переключения передач.

На панели приборов автомобиля находится тахометр. Начинающим водителям он поможет определить момент переключения передачи.

Устройство

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.

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.

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

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.

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.

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

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

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.

Механизмы управления

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

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.

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.

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.

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

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

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

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.

Конструкция реверс-редуктора МТЗ-80 и МТЗ-82

Между корпусом сцепления и КПП располагается реверс-редуктор. Этот узел отвечает за быстрое изменение направления движения с переднего на задний.

Реверс-редуктор состоит из двух узлов: блока валов и шестеренок, а также узла управления редуктором. Чертёж реверс-редуктора можно увидеть на рисунке ниже:

Цифрами на рисунке обозначены:

1. крышка реверс-редуктора;
2. синхронизатор;
3. рычажок;
4. валик с вилкой;
5. шарик фиксатора;
6. стакан;
7. втулка;
8. первичный вал КП;
9. ведомая шестерня;
10. коробка передач;
11. гнездо переднее;
12. корпус сцепления;
13. промежуточная шестерня;
14. ось сателлита;
15. штифт;
16. сателлит;
17. шарикоподшипник;
18. силовой вал;
19. ведущая шестерня;
20. крышка;
21. механизм параллелограмма;
22. рычаг управления реверс-редуктором.

Как переключать скорость на машине?

1. Первоначальное положение — рычаг стоит на нейтрале, автомобиль не заведен.
2. Заводится машина ключом.
3. Выжимается сцепление до упора.
4. Переключается рычаг на 1 передачу.
5. Плавно отпускается сцепление и чуть задерживается, когда автомобиль немого трогается. Как только началось движение, нажимается педаль газа.
6. При развитии скорости выжимается сцепление и переключается вторая передача. Плавно отпускается сцепление.
7. Добавляется газ до достижения скорости движения 20 км/ч. Выжимается сцепление и переключается следующая передача и т.д. Снижать их можно резко. Например, с 4 на 2, или с 3 на 1, притормаживая до нужного километража на спидометре.
8. Если необходимо остановиться, то нажимается плавно тормоз и перед самой остановкой выжимается сцепление. Переключается рычаг на нейтральное положение и отпускаются все педали. При покидании автомобиля нужно поставить его на ручной тормоз.