Механическая КПП применяется в автомобилях отечественного и иностранного производства на протяжении многих лет. Первые 2-ступенчатые коробки передач появились еще в начале XX века, а 4-ступенчатые КПП были широко распространены в 1960-х годах. Несмотря на столь солидный возраст, «механика» и сегодня остается наиболее востребованным видом трансмиссий. Особый интерес представляет коробка передач с задним ходом, поэтому не лишним будет знать, как эта конструкция устроена изнутри. Работа механической трансмиссии автомобиля основывается на принципе передаточного отношения, когда входной и выходной валы соединены друг с другом при помощи промежуточного вала. Однако даже в таком простом процессе имеется много «скрытых» нюансов.
Устройство механической КПП
Если рассматривать на примере принцип действия 3-скоростного механизма, то в данном случае, чтобы изменить передаточное отношение, достаточно просто переместить шестеренки в нужное положение. Такой вариант трансмиссии автомобиля называется механической коробкой передач с передвижными каретками. Однако данная модель имеет определенный недостаток: процесс отсоединения от одной шестерни и присоединения к другой не так-то прост, поэтому широкого распространения она не получила. Вместо КПП с передвижными каретками появился альтернативный вариант — коробка передач постоянного зацепления. Здесь зубцы шестеренок всегда находятся в сцеплении друг с другом.
Но есть одна особенность: выходные шестерни взаимодействуют с валом косвенно — между элементами конструкции предусмотрен специальный зазор для обеспечения неплотного соединения. Если же соединить зубчатое колесо с валом жестко, то он будет вращаться со скоростью, выдаваемой этой шестерней. В четвертой передаче входной и выходной валы связаны между собой напрямую. Именно способность гладко замыкать не жестко соединенные шестеренки с валом является главной особенностью работы «механики». В отличие от 3-скоростного механизма, здесь шестерни валов механической трансмиссии имеют специальный синхронизатор с фрикционным конусом и блокирующим кольцом.
Когда муфта, которая может свободно перемещаться по шестерне, соединяется с зубцами синхронизатора, то шестерня и входной вал вращаются синхронно, в результате чего достигается необходимое сцепление. Однако в данном случае вал и шестерня работают с разной скоростью, поэтому инженерам пришлось искать решение этой проблемы. И вскоре оно было найдено. Использование блокирующего кольца синхронизатора позволило привести скорость «ведущей» шестеренки и вала к одинаковому значению. Блокирующее кольцо способно вращаться вместе с шестерней, но при этом может также свободно перемещаться по осевой линии.
От «сухой» теории к практике
Перед началом движения обязательно выжимается сцепление — это необходимо, чтобы сбросить силовой «контакт» передачи. Тогда как при перемещении муфта прижимает блокирующее кольцо синхронизатора. В результате силы трения, которая возникает между кольцом и конусом синхронизатора, скорость вращения шестерни и вала становится одинаковой. После этого муфта может свободно передвигаться дальше, чтобы произвести зацепление. Данный принцип используется для перехода на 1, 2, 3 и 4 передачу. В механической 5-ступенчатой КПП дополнительная пятая передача служит для вращения выходного вала с большей скоростью, чем у входного.
Передача заднего хода в механической трансмиссии задействует устройство из трех шестеренок, одна из которых является промежуточным «звеном». Когда она сдвигается для соединения с двумя основными шестеренками, выходной вал начинает вращаться в обратном направлении. При этом передача заднего хода не имеет механизма синхронизации. Это означает, что перед тем, как тронуться назад, работа КПП должна быть полностью остановлена. Вот так просто и эффективно работает механическая коробка переключения передач постоянного зацепления с задним ходом.
|
