За что отвечают передачи в автомобиле

Техника переключения передач автомобиля.

• В непрофессиональных кругах, да и частенько в профессиональных, существует очень много заблуждений по поводу переключения передач. Цель этой статьи — рассказать, как это делается правильно. Мы не ставим перед собой задачу покрыть все аспекты и рассказать про все тонкости переключения передач, например, как и в каких случаях можно переключать, не используя сцепление. Мы хотим объяснить правильную базовую технику. вк.ком/карс.бест Это ответит на практически все Ваши вопросы и развеет неясности, позволит уверенно и правильно переключать передачи как на трэке, так и на улице.

• Статья пишется с учетом ручной коробки передач с синхронизаторами, т.е. обыкновенной “ручки”, которую ставят на практически все автомобили от Девятки до Зонды. Материалы для этой статьи собраны из многих источников профессионального уровня.

• Итак, мы надеемся, что все, читающие эту статью, понимают, зачем нужно переключать передачи — чтобы удерживать машину в желаемом диапазоне мощности двигателя.

• Работа со сцеплением и газом
При правильной технике переключения передач работа с педалью сцепления всегда выглядит так — нажали, отпустили. За исключением трогания с места, педаль никогда не отпускается (и, разумеется, не нажимается) медленно. Она быстро выжимается (желательно в пол, особенно при переключении вниз) и быстро отпускается. При этом не надо бить по педали или бросать ее. Все делается плавно, но быстро, как, впрочем, и со всеми другими элементами управления автомобилем. Педаль газа при переключении передач отпускается, чтобы снять нагрузку с коробки передач.

• Переключение на пониженную передачу
Для “продвинутых” водителей сразу разъясним, что переключение на пониженную передачу происходит только для того, чтобы поддерживать мощность. Для торможения используются тормоза, а не двигатель. Колодки стоят копейки и обойдутся дешевле, чем бензин и сцепление. Особенно актуально не заниматься ерундой на скользкой/оледеневшей дороге — невыполненная (или неправильно выполненная) подгазовка может привести к заносу (сносу на переднеприводных автомобилях) и последующему кювету, и никакой abs не спасет.

• Сначала мы объясним, что такое подгазовка и зачем она нужна. Представьте, что Вы едете 60 км/час… Вдруг к Вам слева “подлетает” навороченный Скай с неоновой подсветкой и начинает сигналить, газовать. Разумеется, Ваши действие — дальше еду и никуда не тороплюсь. Но предположим, Вы все же решили ответить на “вызов”. Вам нужно переключиться с 5-ой передачи на 2-ую. Если Вы просто выжмете сцепление, включите 2-ую передачу и отпустите сцепление, то машину очень сильно дернет, да и сцеплению с коробкой передач придется не сладко. Почему так происходит?

• Отпускаете газ, нажимаете на педаль сцепления и переключаете передачу. Обороты двигателя падают до холостых, а скорость вращения сцепления увеличивается, т.к. скорость вращения колес осталась прежней, а передаточное число увеличилось.

• Теперь разница между скоростью двигателя и коробки передач 4000 об/м. Если Вы отпустите сцепление, то двигателю и колесам придется сравняться в скоростях очень быстро. Двигатель резко раскрутится до 5000 об/м и передаст большой стресс на колеса (равносильно резкому кратковременному нажатию на тормоз), которые в этом случае могут потерять сцепление с дорогой, если на них действуют сильные боковые силы или же если дорога просто скользкая. Если сцепление отпускать медленно, то стресс будет намного меньше, но тогда подпалится сцепление.

• Чтобы этого избежать, необходимо сделать подгазовку, т.е. немного нажать на газ перед тем, как отпустить сцепление. Делается это очень быстро: нога ударяет по педали газа, в нашем случае довольно глубоко, почти до пола, и мгновенно его отпускает. Тут же отпускается сцепление, и правая нога опять втапливает газ, но на этот раз уже для ускорения. Цель подгазовки в данном случае — поднять обороты двигателя до 5000 об/м или чуточку выше. Если все выполнить правильно, а потом быстро отпустить сцепление, то Вы вообще ничего не почувствуете, и машина начнет плавно ускоряться с повторным нажатием на газ.

• Легко и просто. Не тут-то было. Почти всегда включать пониженную передачу нужно перед поворотом, т.е. тогда, когда тормозишь. А когда тормозишь, то нога не на газе, а на тормозе…

• Конечно, можно предположить, что в этом случае нужно оттормозиться заранее, потом прям перед поворотом переключить передачу с перегазовкой и в поворот… Думаем, не надо объяснять, что речи о какой-либо конкуренции в этом случае не идет вообще. Чтобы ехать действительно быстро, надо оттормаживаться вплотную перед поворотом и в начале поворота. А потом уже должна быть включена нужная передача, чтобы начать ускорение перед апексом.

• Теперь задача — включить пониженную передачу во время торможения, не меняя усилие на педаль тормоза и не вызывая стресс. По сути, все происходит также, как описано выше, только подгазовка выполняется по-другому. Давайте пошагово рассмотрим, как это делается на примере стандартного поворота…

— 1. Когда передачу нужно переключить так, чтобы не попасть за красную линию оборотов двигателя, но перед тем как начнется ускорение. Переключать передачу можно в любом месте между А и В, но, естественно, на прямом участке это делать менее рискованно.

*Под “началом ускорения” подразумевается не начало ускорения автомобиля, а начало нажатия на газ.

— 2. Перед поворотом. Полный газ или по желанию.

• Когда приближаемся к тормозной точке, правая нога плавно отпускает газ и плавно нажимает на тормоз.

— 3. Во время поворота. Правая нога продолжает держать педаль тормоза и поддерживает постоянное давление. Выжимаете сцепление и начинаете переключать передачу. Ступня немного поворачивается вокруг педали тормоза и пятка касается педали газа. Делается подгазовка так же, как описывалось выше.

• Сцепление отпускается, и нога убирается с педали газа.

• Плавно ослабляете тормозное усилие и нажимаете на газ.

• Так делается heal and toe. Прием совершенно необходим на трэке и при быстрой уличной езде. Сразу хотим отметить: чтобы неплохо его освоить, нужно очень много практиковаться. За день-два, даже неделю, вряд ли сможет получаться что-то толковое. Это сложно, но результат бесспорно того стоит. Не стоит заниматься практикой на дорогах, особенно на начальном уровне, особенно если сзади кто-нибудь едет. Рекомендуем найти пустой паркинг и начинать там. Сначала все проделывать на месте. Когда начнет что-то получаться, можно начать двигаться…

— Переключение на более высокую передачу.

• Отпуская газ, выжимаете сцепление (необязательно до пола), переключаете передачу, отпускаете сцепление, нажимаете на газ. Все делается быстро, но плавно. Обороты падают сами, поэтому никаких специальных приемов здесь не надо.

Источник

Как правильно переключать передачи

Для начала нужно запомнить главный принцип переключения передач: при переходе с низкой на высокую передачу или наоборот необходимо выжимать сцепление. Иными словами, рычаг КПП и сцепление должны идти в тесной связке, словно альпинисты, штурмующие опасный траверс Эвереста. Если вы не будете соблюдать это правило, тогда заранее отложите определенную сумму денег, которая понадобится вам на покупку новой коробки передач.

Что нужно знать о переключении передач

Нужно учесть тот факт, что техники переключения разных передач отличаются друг от друга. Общей для них является схема «выжать сцепления – переключить передачу — отпустить сцепление».

Если вы новичок, то для вас может стать новостью, что во время переключения передач автомобиль теряет скорость, превращаясь в «тело», которое движется по инерции. Именно по этой причине переключать передачи нужно плавно, но при этом довольно быстро, чтобы не тормозить машину.

Когда нужно переключать передачу

Существует точный расчет усредненного скоростного диапазона использования передач, который мы приведем в нижеследующей таблице.

Естественно, эти расчеты схематичны, потому как нужно учитывать другие факторы, которые могут влиять на езду. Как бы там ни было, но данная схема применима к негруженным автомобилям, которые движутся по дороге, на которой отсутствуют какие бы то ни было сопротивления. Если таковые имеются, к примеру, автомобиль едет по глубокому снегу, вязкому песку или взбирается на крутой подъем, то переключение передач следует осуществлять несколько позже — то есть выше озвученных скоростных режимов.

Как переключаются передачи

Итак, для переключения передач нужно осуществить определенные действия:

Никаких жестких условий на счет последовательности переключения передач нет: вы можете включать их не по порядку – с первой переходить прямо на третью, со второй перескакивать на пятую и так далее. Однако при этом на разгон тратится больше времени, а обороты существенно упадут.

Ошибки, которые допускают новички

Среди наиболее характерных ошибок, которые допускают начинающие водители, следует отметить то, что они неслаженно работают рычагом КПП, из-за чего автомобиль теряет скорость. При этом переключение, как правило, рассеянное и резкое, что становится причиной повреждения некоторых узлов коробки.

При трогании новички часто резко отпускают педаль сцепления, что заставляет авто дергаться, а трансмиссию — приходить в негодность.

Типична ситуация, когда новичок при необходимости переключения со второй на третью передачу говорит, что он не собирается ехать больше 40 км/ч. А кто сказал, что повышенная передача предусматривает обязательно повышение скорости? На третьей можно смело ехать не быстрее 40 км/ч. Все дело в том, что повышенные передачи дают возможность ехать быстрее, но вас никто не заставляет пользоваться этой возможностью.

Еще один момент, который характерен для начинающих водителей — это запоздалое включение второй передачи. В сознании «чайника» (извините за прямоту) укореняется учебная схема: первая передача, разгон до 20 км/ч, а потом переключение на вторую. При этом не учитывается то, что эта скорость достигается уже тогда, когда вы отпустите сцепление после трогания. Это становится причиной того, что начинающие автолюбители запаздывают с включением второй.

Правильное переключение передач

Важно сразу отрегулировать сидение, чтобы доставать до рычага КПП без наклонов туловища. Зачастую в этих целях регулируют также сам рычаг.

При переключении передач очень важно переносить левую руку, которая остается на руле, из положения «без пятнадцати три» в верхний сектор рулевого колеса. Это позволит в случае необходимости совершить экстренный маневр. Что касается начинающих водителей, то при переключении передачи у них довольно часто наблюдается непроизвольный поворот руля влево, если рука находится не на верхней его дуге.

На первых порах момент переключения передачи будет подсказывать тахометр, потом достаточно будет слушать двигатель. Тахометр дизельного автомобиля должен показывать 1500-2000 оборотов в минуту, а частота вращения коленчатого вала у бензиновых машин должна составлять 2000-2500 оборотов в минуту.

Источник

Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

Коробка переключения передач (КПП) — элемент трансмиссии автомобиля, который передает мощность от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на ведущие колеса, при этом расширяя диапазон частоты вращения и крутящего момента мотора. Этот узел отвечает за эффективную работу мотора, влияет на динамику движения и расход топлива. Базовым для КПП считается предустановленный набор передаточных чисел — это коэффициент, на который увеличивается или уменьшается крутящий момент, поступающий от двигателя.

Передача, а в современных авто их может быть от 5 до 10, помогает работе двигателя в каждом из диапазонов скоростей. Для старта обычно применяется 1-я передача, но реже — 2-я (например, на грузовиках).

В зависимости от степени участия водителя, «коробка» может быть с ручным управлением (механическая) или автоматическая, где выбор передачи выполняет электроника. К таким агрегатам, как правило, относят не только классическую гидромеханику, но также «роботов» и вариаторы [1]. Отдельный класс — секвентальные КПП, которые чаще всего используют для гоночных автомобилей. Разбираемся в устройстве каждой из них и в том, как они работают.

Механическая

Самый простой и надежный в эксплуатации тип трансмиссии. Визуально определить МКПП несложно: по третьей педали (это педаль сцепления) и рычагу переключения передач. В современных автомобилях ступеней может быть 5, 6 или даже 7, плюс нейтральное положение и режим заднего хода.

Основные рабочие элементы механической коробки, в самом упрощенном варианте, это:

Все они расположены на валах, которых может быть два или три.

Первичный или ведущий вал напрямую связан с двигателем через сцепление. Это сделано для возможности «отсоединять/присоединять» трансмиссию к ДВС. Для передачи крутящего момента на конце входного вала жестко зафиксирована шестерня, которая вращает следующий, промежуточный вал.

На нем равно числу передач установлены разноразмерные ведущие зубчатые шестерни. Каждая работает в сцепке с шестеренками (ведомыми) на вторичном или выходном валу. На нем шестерни, в отличие от первых двух валов, свободно вращаются на оси. Образованные зубчатые пары отвечают за передаточное число и динамические характеристики передачи («короткая», «длинная» итд).

В МКПП переключение происходит в ручном режиме. Переводя в салоне рычаг в нужное положение, водитель двигает в сторону соответствующей зубчатой пары муфту. Чтобы избежать удара при смыкании, нужно выровнять частоты вращения валов — для этого применяются синхронизаторы.

Плюсы: долгий опыт эксплуатации в автопроме, простое устройство и ремонт, возможность вручную влиять на динамику авто.

Минусы: утомительное «втыкание» передач и нажатие педали сцепления в плотном трафике, ограниченный набор передач.

Автоматическая

Под классической АКПП, как правило, подразумевают гидромеханическую коробку переключения передач. В этом случае у водителя всего две педали, а вместо рычага КПП — селектор, который может быть выполнен в виде шайбы или кнопок, или подрулевой переключатель режимов: P — парковка, D — движение, N — нейтральная и R — задний ход.

В отличие от «механики» передача крутящего момента здесь сложнее, а электронный блок управления (ЭБУ) отвечает за выбор передачи. В современных автоматических трансмиссиях их может быть до 10 включительно.

Принцип работы строится на силе давления трансмиссионной жидкости, отсюда и слово «гидро» в названии. Главные рабочие элементы — гидротрансформатор и планетарная КПП [2].

Плюсы: за редким исключением — надежный и проверенный временем агрегат; обычно обеспечивает плавную и тихую езду.

Минусы: очень привередлив к качеству трансмиссионной жидкости, простые агрегаты могут быть «задумчивыми», дорогой и сложный ремонт в случае поломки.

Бесступенчатая

CVT или вариатор — это кардинально другой в техническом плане тип КПП [3], который, по большому счету, даже нельзя называть коробкой передач, так как передач в нем как раз-таки нет.

В отличие от классического «автомата» или «механики», он не имеет фиксированного количества предустановленных передач и выдает по сути неограниченное количество передаточных чисел. Такая гибкость достигается за счет работы двух противоположных шкивов конической формы, которые соединены цепью или ремнем.

В бесступенчатой коробке один конус соединен с валом двигателя, а другой — направляет мощность на ведущие колеса. Передаточные числа изменяются по мере того, как шкивы перемещаются все ближе и дальше друг от друга. Решение, на сколько сдвинуть шкивы, принимает электроника.

Эти изменения теоретически происходят все время, чтобы двигатель работал на наиболее эффективных оборотах. Однако современные CVT умеют имитировать фиксированные ступени, так как такое поведение более привычно водителям.

Плюсы: теоретически вариаторы считаются более капризными, чем классические «автоматы», однако наиболее удачные варианты по сроку службы не уступают гидромеханическим КПП.

Минусы: вариаторы не любят пробуксовки и заезда на высокие препятствия, от чего цепь (или ремень) стачивает поверхность шкивов.

Роботизированная

РКПП или просто «робот» — это гибрид автоматической и механической коробки передач. Для начала движения водитель, также как и на «автомате», выбирает один из режимов (D, P, N, R).

Механическая схема в ней аналогична МКПП, но для переключения передач и смыкания/размыкания сцепления здесь отвечают сервоприводы. Момент выбора нужной ступени контролируется электроникой.

Проще говоря, вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.

Плюсы: недорогая в обслуживании; освобождает водителя от необходимости переключать передачи вручную

Минусы: электронике нужно время, чтобы понять действия водителя и включить передачу, из-за этого разгоны происходят с характерными провалами потока мощности; высокая стоимость актуаторов.

Преселективная

По сути это та же роботизированная коробка переключения передач. Главное ее отличие в количестве сцеплений — их два [4]. Этот тип трансмиссии относительно новый — активно внедрение началось с 2003 года. Сегодня их ставят на все классы автомобилей: от небольших хэтчбеков до спорткаров.

Принцип работы такой коробки заключается в том, что каждое из сцеплений управляет своим набором передач: четными и нечетными. В итоге, когда автомобиль работает на одной передаче, следующая уже выбрана и готова к включению.

Например, машина едет на второй передаче и ускоряется. В этот момент электроника подает сигнал, и автоматика двигает муфту к следующей, 3-й передаче. Когда приходит время муфта, которая была включена для 2-й передачи, отключается, и теперь включается та, на которой была предварительно выбрана 3-я передача. В это время освободившееся сцепление уже выбирает 4-ю передачу.

Плюсы: быстрое переключение передач; высокая экономичность.

Минусы: инженерам не сразу удалось сделать этот тип КПП надежным, из-за чего автомобилисты часто избегают таких коробок; «преселективы» не всегда аккуратно работают на низких скоростях — в пробках могут чувствоваться толчки.

Секвентальная

Секвентальная или последовательная коробка передач — это разновидность механической трансмиссии, которая чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях.

В отличие от классической «механики», где переключение происходит по Н-образной схеме, здесь «движение» возможно только последовательно [5]. То есть водитель не может стартовать со 2-й и сразу уйти на 4-ю передачу. В случае с «секвенталкой» ему понадобится пройти все передачи по очереди: от 1-й до 4-й.

Техническое устройство такой коробки схоже с классической «механикой», но есть ряд существенных отличий:

Плюсы: очень высокая скорость переключения между передачами; нет потери мощности в момент смены; экономия топлива.

Минусы: высокий износ деталей; дорогая в ремонте.

Неисправности коробки переключения передач

Как и любой рабочий элемент, КПП подвержены износу и поломкам. Хотя при бережном уходе некоторые «коробки» готовы служить по несколько сотен тысяч километров. Причину неисправности и особенно ремонт данного узла лучше доверять проверенным мастерам, например, официальным дилерам или специалистам в клубных сервисах.

Источник

Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно.

Какой автомобильный агрегат приходит на ум сразу после двигателя? Что внушает ужас и трепет ученикам автошкол, но вызывает довольную улыбку на лицах водителей со стажем? С каким механизмом многие из нас работают по несколько часов в день, порой даже не подозревая о принципе его внутреннего устройства? Да, ответ лежит на поверхности: это механическая коробка передач. Рассказав об основных проблемах, возникающих с автоматическими коробками передач, разобравшись с мифами и слухами о бесступенчатых трансмиссиях, мы решили: хватит незаслуженно обделять вниманием самую главную, простую и, несмотря ни на что, популярную вариацию механизма, превращающего мотор из котла для сжигания топлива в сердце автомобиля.

Наглядное пособие
Специально для этого материала компания «PacPac» предоставила конструктор «FischerTechnik», схематично показывающий принцип работы механической коробки передач, и мы даже смогли его собрать. Обратим особое внимание на то, что он передает лишь самые базовые свойства, совершенно не учитывая ряд явлений, происходящих в реальной автомобильной КПП: в нем нет ни муфт, ни вилок, ни синхронизаторов, а выбор передачи реализуется посредством перемещения собственно первичного вала. Если бы это была реальная металлическая «механика», она прожила бы совсем недолго, разлетевшись уже после нескольких десятков переключений. Тем не менее, взглянув на эту маленькую бесстрашную «коробочку передачек», лихо подтыкающую их без синхронизации в неподвижный вторичный вал, можно увидеть и понять основное предназначение агрегата: давать возможность менять передаточное отношение при помощи шестерней различного размера. А это уже что-то.

Изобретая велосипед
Начиная повествование о коробке передач, стоит вкратце разобраться – а зачем вообще она нужна? Ведь всем известно, что главное в машине – двигатель, так неужели нельзя напрямую передать выполняемую им работу на колеса, не выдумывая сложных схем с кучей шестерней, третьей педалью в салоне и рычагом, который надо постоянно ворочать? К сожалению, нет.

Для ответа на этот очевидный вопрос лучше всего посмотреть на велосипед, точнее, его эволюцию. Простейший вариант представляет собой две звездочки, связанные цепной передачей. Вращая одну – ведущую – звездочку при помощи педалей, наездник приводит в движение вторую – ведомую, связанную непосредственно с колесом, таким образом вращая его. Велосипед движется вперед, все счастливы и довольны. По крайней мере, были до определенного момента – до тех пор, пока велосипед служил для перемещения по относительно ровным и горизонтальным поверхностям. Внезапно выяснив, что порой на пути встречаются подъемы, рыхлые грунты и прочие неудобства, люди задумались об усовершенствовании конструкции. Результатом стало как раз то, что можно назвать прообразом механической коробки передач – наборы звездочек спереди и сзади, позволяющие изменять передаточное отношение.

Передаточное отношение – частное, получаемое при делении скорости ведущей звезды на скорость ведомой, то есть количества их оборотов. Оно обратно передаточному числу, которое рассчитывается как отношение числа зубьев на ведомой звездочке к их числу на ведущей. Проще говоря, чем меньше ведущая звезда и больше ведомая, тем легче будет ее вращать и тем медленнее она будет двигаться. Снова вспоминаем старые велосипеды: спереди педалями приходилось вращать большую звезду, в то время как звездочка на задней втулке была маленькой. В результате, пытаясь в детстве тронуться на каком-нибудь «Урале», приходилось всем весом налегать на педали, чтобы провернуть заднее колесо. Ну а сейчас магазины изобилуют россыпью двухколесников, даже самые бюджетные из которых имеют по несколько звезд сзади и спереди. Благодаря этому можно, например, изменить набор: ведущая звездочка будет маленькой, а ведомая – большой. Тогда педали будут вращаться очень легко, но особо разогнаться не получится. Зато в горку можно будет ехать, а не тащить.

От велосипеда к автомобилю

К чему относился весь этот подробный велоликбез? Как раз к тому, зачем нужна коробка передач вообще: ведь характеристики источника энергии, будь то велосипедист или двигатель внутреннего сгорания, постоянны. Первый развивает определенную мышечную силу, ограниченную физическими возможностями, а для второго возможности выражаются количеством развиваемых оборотов. Дело в том, что в их рабочем диапазоне просто нельзя подобрать такое передаточное отношение, которое позволит и уверенно тронуться с места, и разогнаться до 150 и более километров в час. Ситуация усугубляется тем, что если у велосипедиста максимальный «крутящий момент» доступен практически «с холостых оборотов», то с ДВС ситуация иная: для его достижения обороты должны быть довольно высокими. Да и максимальная мощность, тоже немаловажная для движения, появляется в верхнем их диапазоне.

Какой из этого следует вывод? Придется прибегать к тому же приему, что и на велосипеде: изменять передаточное отношение. Между чем и чем? Сейчас разберемся.

А теперь – к самой коробке передач
Принципиально от велосипедной трансмиссии автомобильная коробка передач отличается типом привода: если в первой используется цепь, то вторая имеет в своей основе шестеренный механизм. В целом же суть у них одна: и там, и там шестерни (звезды) имеют неодинаковые размеры, обеспечивая разное передаточное отношение. Кстати, изначально, в ранних КПП они были простыми прямозубыми, а позже стали косозубыми, так как в этом случае обеспечивается более тихая их работа.

В общем виде механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни. Их задача – передать крутящий момент с маховика двигателя на колеса. В классическом случае для этого используется либо два, либо три вала. Рассмотрим трехвальный вариант, от которого будет проще перейти к двухвальному.

Итак, в трехвальном исполнении в КПП есть первичный, вторичный и промежуточный валы. Первые два при этом расположены на одной оси, являясь будто продолжением друг друга, но независимы и вращаются отдельно, а третий физически располагается под ними. Первичный вал короткий: одним концом он через сцепление соединен с маховиком двигателя, то есть принимает с него крутящий момент, а на втором конце расположена одна-единственная шестерня, передающая этот момент дальше, на промежуточный вал. Он, как мы помним, находится ниже ведущего и представляет собой уже длинный стержень с шестернями на нем. Их количество совпадает с количеством передач, плюс одна для соединения с первичным валом.

Закреплены шестерни на промежуточном валу жестко, зачастую они вытачиваются из единой металлической заготовки. Их можно назвать ведущими (хоть и приводятся в движение они через первичный вал). Постоянно вращаясь, они передают крутящий момент на ведомые шестерни вторичного вала (их здесь, кстати, уже ровно столько же, сколько передач). Этот третий вал схож с промежуточным, но главное отличие в том, что шестерни на нем являются подвижным элементом: они не связаны с валом жестко, а нанизаны на него и вращаются на подшипниках. Их продольное перемещение при этом исключено, они расположены строго напротив шестерней промежуточного вала и вращаются вместе с ними (хотя существует и другой вариант, когда шестерни могут двигаться вдоль вала). Одним концом вторичный вал, как мы помним, обращен к первичному, а второй служит уже непосредственно для передачи крутящего момента на колеса – например, через кардан и редуктор заднего моста.

Итак, мы получили конструкцию, где первичный вал при сомкнутом сцеплении вращает промежуточный, а тот – одновременно все шестерни на вторичном валу. Однако сам вторичный вал по-прежнему неподвижен. Что нужно сделать? Включить передачу.

Включаем передачу
Включение передачи означает соединение одной из шестерней вторичного вала с ним самим, чтобы они начали вращаться вместе. Осуществляется это так: между шестернями располагаются специальные муфты, которые могут перемещаться вдоль вала, но вращаются вместе с ним. Они выполняют роль «замков», при помощи зубчатых венцов на своих соприкасающихся торцах жестко соединяющих вал с шестерней, к которой примыкает муфта. Она приводится в движение вилкой – этакой «рогаткой», которая, в свою очередь, соединена с рычагом КПП – тем самым, которым орудует водитель. Привод КПП может быть разным: рычажным (с использованием металлического вала), тросовым и даже гидравлическим (такой используют на грузовиках).

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача

Теперь картинка более-менее сложилась: передвинув муфту к одной из шестерней вторичного вала и замкнув их, мы добиваемся вращения вала и, соответственно, передачи крутящего момента на колеса. Но тут есть еще несколько «фишек», о которых нужно упомянуть.

Для этих целей используются детали, именуемые – внезапно – синхронизаторами. Принцип их работы прост настолько же, насколько и их название. Для синхронизации скоростей двух вращающихся узлов используется самое простое решение: сила трения. Перед тем, как войти в зацепление с шестерней, муфта подходит к ней вплотную. Контактная часть шестерни имеет коническую форму, а на муфте расположен ответный конус, на котором установлено бронзовое кольцо (или несколько колец, так как эти детали, как можно понять, подвергаются основному износу). Прижимаясь к зубчатому колесу через эту «прокладку», муфта разгоняет или тормозит его до своей скорости. Далее все идет уже как по маслу: поскольку теперь две детали неподвижны относительно друг друга, муфта легко, плавно, без рывков и толчков входит в зацепление с шестерней посредством зубчатых венцов, расположенных в зоне сопряжения, и они продолжают движение вместе.

Прямая и повышающая передачи
Переходим к следующему пункту. Представим себе, что, постепенно разгоняясь, мы достигли такой скорости движения автомобиля, при которой двигатель в состоянии обеспечить то, о чем мы говорили в самом начале, – непосредственное вращение колес без помощи дополнительных шестерней. Какое решение этой задачи будет наиболее простым? Вспоминая, что первичный и вторичный вал в трехвальной КПП располагаются на одной оси, мы приходим к простому выводу: нужно соединить их напрямую. Таким образом мы добиваемся желаемого результата: скорость вращения маховика двигателя совпадает со скоростью вращения вторичного вала, непосредственно передающего крутящий момент на колеса. Идеально! При этом передаточное отношение, очевидно, составляет 1:1, поэтому такая передача называется прямой.

На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача

Прямая передача является весьма удобной и выгодной: во-первых, минимизируются потери энергии на вращение промежуточных зубчатых колес, а во-вторых, сами колеса гораздо меньше изнашиваются, так как на них не передается никакого усилия. Однако мы помним, что шестерни промежуточного и вторичного валов всегда находятся в зацеплении, и оно никуда не пропадает, так что они продолжают вращаться, но уже «вхолостую», не передавая крутящий момент.

А что если пойти еще дальше и сделать передаточное число меньше единицы? Нет проблем: это практикуется уже давно. На деле это означает, что ведомая шестерня будет меньше ведущей, а, следовательно, двигатель при той же скорости, что и на прямой передаче, будет работать на меньших оборотах. Преимущества? Снижаются потребление топлива, шум и износ двигателя. Однако крутящий момент в таких условиях будет далеко не самым высоким, и для передвижения нужно поддерживать большую скорость. Повышающая передача (ее еще называют овердрайв) служит в основном для поддержания этой скорости при постоянном движении, а при обгоне вам, скорее всего, придется переключиться на пониженную.

Задний ход
Ну вот, с тем, как ехать вперед, мы разобрались, а как же реализовать задний ход? Ведь вращение маховика не изменишь, а значит, и первичный вал будет всегда вращаться строго в одном направлении. На самом деле, здесь все еще проще.

На видео: коробка передач FischerTechnik, задняя передача

Имея ведущую и ведомую шестерни и необходимость изменить направление вращения последней, достаточно просто расположить между ними третью – промежуточную. Вопрос решен! Задний ход в автомобилях, как правило, выполнен именно так. Соответственно, ведущая и ведомая шестерни по-прежнему располагаются на своих местах, а вторичный вал при этом вращается в обратную сторону – противоположную первичному.

Двухвальные коробки передач
Как мы и обещали, от трехвальной КПП перейдем к двухвальной. На самом деле различий в их устройстве и работе – минимум. Главное заключается в том, что промежуточный вал отсутствует, а его роль в полном объеме берет на себя первичный. На нем располагаются неподвижные шестерни, и он же напрямую передает крутящий момент на вторичный вал.

Также из несоосного расположения вторичного вала относительно первичного проистекает второе отличие двухвальной КПП: отсутствие прямой передачи в силу банальной физической невозможности жестко соединить напрямую эти два вала. Это, конечно, не мешает подобрать передаточное отношение повышенных передач таким образом, чтобы оно стремилось к значению 1:1, но привод в любом случае будет осуществляться через шестерни со всеми сопутствующими этому потерями.

Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.

Вместо заключения
Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать раллийного гонщика с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.

Источник