Как трансмиссия соединяется с двигателем

Как переключать передачи в автомобиле с МКПП

Каждый опытный автомобилист когда-то проходил через этап обучения вождению. И если с теорией еще можно как-то разобраться, то на практике не у всех все проходило гладко. Самый сложный маневр, который дается не всем новичкам за рулем — правильное переключение передач. При любых обстоятельствах нужно всегда иметь контроль над дорогой. Кроме того, даже обычное трогание с места — это сложная для многих задача, которая требует определенных навыков.

Как переключать передачи в автомобиле с МКПП

Несмотря на то, что на автомобильном рынке России уже давно распространены транспортные средства с автоматической коробкой передач, МКПП по-прежнему встречается на каждом углу. Именно на таких машинах чаще всего водители сталкиваются с проблемами при переключении скоростей. Чтобы не возникла необходимость тратить большие деньги на капитальный ремонт, нужно выбрать правильную тактику переключения передач.

Механическая коробка передач нужна для плавного распределения крутящего момента, который вырабатывается мотором. Как правило, МКПП включает от 4 до 6 передач, на современных машинах — 5. В учет не берется задняя скорость. Сцепление — элемент, который связывает коробку передач и двигатель. С его помощью узлы разъединяются и соединяются.

Скоростные интервалы. Первым делом, нужно запомнить, что любое переключение передачи должно сопровождаться выжатым сцеплением. Педаль можно опустить только после того, как будет включена определенная скорость. Новички при выполнении этого действия очень часто теряют контроль за дорогой. Чтобы менять передачи было проще, специалисты разработали шкалу скоростных интервалов. По этим данным можно лишь ориентироваться, но не принимать их как должное, так как каждый автомобиль имеет свои свойства:

Как переключать передачи в автомобиле с МКПП 3

1 передача — 0-20 км/ч;

Как переключать передачи в автомобиле с МКПП 4

2 передача — 20-40 км/ч;

3 передача — 40-60 км/ч;

4 передача — 60-80 км/ч;

5 передача — 80+ км/ч.

Вышеуказанные параметры относятся к тем транспортным средствам, которые не загружены вещами и эксплуатируются на обычном дорожном покрытии. Если же машина перегружена или едет в условиях бездорожья, переключать скорость нужно немного позже.

Ошибки новичков. Есть некоторые рекомендации, которые позволяют понять, при каких условиях можно использовать ту или иную передачу. Первая нужна для того, чтобы автомобиль приступил к движению, вторая для разгона, а третья для обгона. Четвертую применяют, если нужно передвигаться по городской дороге, пятую — по трассе.
Начинающие водители совершают одни и те же ошибки. Некоторые не понимают на слух, в какой момент следует переключать передачу. Из-за этого мотору приходится работать в усиленном режиме при максимальных оборотах. Кроме того, могут возникать проблемы при начале движения, так как не все могут работать одновременно сцеплением и педалью газа. В результате, автомобиль начинает трястись и глохнет. Сразу после переключения передачи нужно отпускать сцепление и применять его только при необходимости.
А теперь представим, как нужно правильно переключать передачи:

Выжать до упора сцепление, газ отпустить;

Перевести рычаг МКПП в нужное положение;

Убрать ногу со сцепления, прибавить газ.

Очень важно научиться слышать коробку передач и работу двигателя. Первое время в качестве помощника может выступать тахометр. Для бензинового двигателя нормальное значение находится в интервале 2000 — 3000 оборотов в минуту. Если стрелка уходит за пределы, самое время переключать передачу. Для моторов на дизеле этот показатель немного меньше — 1500 — 2000 оборотов.

Итог. Начинающий автомобилист испытывает трудности во время переключения передач. Для этого нужно запомнить определенные правила.

Как это работает: механическая коробка передач

Как это работает: механическая коробка передач, фото 1

Механическая коробка переключения передач (МКПП) — в английском языке, на котором она именуется как Manual Gearbox (ручная коробка передач), принцип ее работы передается яснее, ведь и роботизированные, и автоматические коробки также состоят из механизмов, а значит, тоже могут считаться механическими. Основное различие заключается как раз в принципе переключения передач, который в механике осуществляется в прямом смысле руками.

Перед тем как приступить к инженерной «каше» из шестеренок, валов, муфт да синхронизаторов обратимся к основам. Итак, коробка переключения передач — механизм связывающий двигатель и ведущие колеса. Конечно, двигатель и колеса можно соединить напрямую, но идея эта, мягко говоря, не совсем удачная.

Во-первых, в реальных условиях приходится ездить не только передом, но и задом, а значит, нужно как-то управлять направлением вращения колес. Во-вторых, основными характеристиками двигателей внутреннего сгорания являются максимальная мощность и пиковый крутящий момент, которые вовсе не сидят и ждут, чтобы по нажатию педали газа отдаться первому водителю. Коробка передач как раз и является тем сачком, которым отлавливаются и необходимая мощность, и необходимая тяга двигателя. В-третьих, диапазон частоты вращения оборотов двигателя может колебаться от 500 до 9000 об/мин, а вот частота вращений ведущих колес — от 0 до 1800-2000 об/мин. Получается, из-за разницы в оборотах их напрямую и не соединишь вовсе. Вот для этого-то и нужна коробка переключения передач.

Как это работает: механическая коробка передач, фото 2

Первую так называемую «зубчатую» (с зацепляющимися шестеренками) коробку передач создал французский инженер Эмиль Левассор. В 1891 ее установили на автомобиль Panhard et Levassor. Но по-настоящему популярной коробку передач сделал другой француз, Луи Рено, который 24 декабря 1898 года на спор взобрался на своей модели Voiturette (на фото) вверх по крутой парижской улице на Монмартре, умело управляя не только колесами, но и коробкой передач. В тот же день он получил первые 12 заказов на автомобиль и коробка передач, что называется, пошла в серию.

Теперь рассмотрим, а что же скрывается за самим понятием «передача»? Мы уже выяснили, что в общем и целом речь идет о передаче крутящего момента двигателя на колеса. Но тогда возникает закономерный вопрос: а зачем этих самых передач делают не одну, а четыре, пять и даже шесть?

Все дело в несовершенстве самих двигателей внутреннего сгорания, которые за полтора века обзавелись уже и инжекторами, и системами изменения фаз газораспределения, и турбонагнетателями, но все равно по принципу троллейбуса работать не хотят. Другими словами, если передаваемое двигателем усилие на колеса было бы постоянным, то всегда приходилось бы чем-то жертвовать: или динамикой разгона, или максимальной скоростью. Эту дилемму как раз и решают многоступенчатые коробки, которые по сути представляют собой набор разных передаточных чисел. И вот тут-то мы и подошли к устройству механической коробки передач.

В принципе, ничего сложного в ее конструкции нет, а если использовать наглядное схематическое изображение, то все становится и вовсе проще паренной репы. Механика состоит из двух валов, на каждом из которых крепятся шестерни. Первый вал (ведущий) через сцепление соединяется с двигателем, а второй (ведомый) — с колесами.

Как это работает: механическая коробка передач, фото 3

В упрощенном варианте все выглядит примерно так: шестеренки ведущего вала постоянно крутятся вместе с ним, то есть закреплены к валу намертво. Шестерни же ведомого вала в обычном (нейтральном) состоянии прокручиваются относительно его оси, оставляя при этом сам вал недвижимым. Для того, чтобы вторичный вал начал крутиться и передавать крутящий момент на колеса, на него крепятся зацепляющие муфты, которые нередко называют синхронизаторами, поскольку помимо блокировки шестерни они также уравнивают крутящие моменты между шестеренкой и валом, делая переключение передачи плавным и безболезненным для механизмов.

Муфты крепятся к ведомому валу с помощью внутренних шлиц, которые позволяют им двигаться вдоль вала. Каждая муфта в свою очередь крепится на вилке, а последняя — на ползуне. Рычаг коробки передач, как известно, двигается влево/вправо, вперед/назад. Вот и получается, что поперечным перемещением мы выбираем нужную вилку ползуна, а продольным — перемещаем муфту и выбираем нужную передачу, то есть блокируем шестерню вторичного вала, которая и начинает его раскручивать.

Читайте также  Как залить масло в трансмиссию скутера

Как это работает: механическая коробка передач, фото 4

В большинстве автомобилей с механикой применяются селекторные коробки передач, в которых рычаг переключения перемещается по Н-алгоритму, но сами передачи могут находится в разных местах — тут автопроизводители пока разошлись во мнениях. Центральное положение рычага фиксируется с помощью пружин и соответствует нейтральной передаче. К примеру, для того, чтобы выбрать первую передачу, необходимо предварительно выжать сцепление, перевести рычаг в крайнее левое положение, затем переместить его вперед. Зачастую в этой же плоскости (на этой же вилке) находится и вторая передача, для включения которой рычаг необходимо просто перевести в левое нижнее положение. Обычно схема переключения нарисована на набалдашнике рычага. Удобство Н-алгоритма переключения заключается в том, что водителю удобно перескакивать передачи. Он может, например, с четвертой перейти сразу на вторую или с третьей — на пятую.

Первую передачу можно сравнить со спринтером, а пятую — с марафонцем. Другими словами, первой передаче хватит силенок тронуть машину с места и очень быстро разогнать ее, но уже где-то на отметке в 35 км/ч стрелка тахометра упрется в красную зону, то есть мотор раскрутится до максимальных оборотов. С пятой передачей все в точности до наоборот: тронуться и быстро ускоряться на ней не получится, зато именно на ней можно достичь максимальной скорости. Тут инженерам главное правильно подобрать передаточные числа, которые определяются количеством зубьев на соединенных шестеренках первичного и вторичного вала. Например, если на ведущей шестеренке 20 зубьев, а на ведомой их 60, то вторичный вал будет крутиться в три раза медленней (60:20=3). Но в то же время крутящий момент в таком случае будет увеличен в три раза, а значит на столько же будет улучшена и тяговитость.

А если сделать все наоборот: на ведущей шестеренке количество зубьев увеличить до 60, а на ведомой уменьшить до 20? В таком случае вторичный вал, передающий крутящий момент на колеса, будет крутиться в три раза быстрее первичного вала, получающего через сцепление крутящий момент от двигателя, но и тяговитость окажется в три раза хуже.

Вот и получается, что если на первой передаче достигнуть ее предельной скорости получится буквально за несколько секунд, то на пятой этот процесс растянется на десятки секунд. Конечно, не стоит принимать приводимые примеры буквально, ведь время разгона зависит от пикового крутящего момента, который у разных моделей тоже разный.

Как это работает: механическая коробка передач, фото 5

В переднеприводных машинах применяются двухвальные коробки передач, но в заднеприводных могут устанавливаться и трехвальные, структура которых изображена на рисунке. Как видим, на самом деле «суповой набор» коробки передач гораздо сложнее, чем мы его представили в упрощенной иллюстрации, и помимо валов, шестеренок и муфт включает также разные подшипники, втулки и уплотнители. Набор «специй» у каждого производителя отличается, но принцип работы от этого не меняется.

Альтернативой механическим (ручным) коробкам передач являются автоматизированные, в которых непосредственным переключением передач заведует не человек, а специальные механизмы. Все они делятся на следующие виды:

  • гидротрансформаторные;
  • роботизированные;
  • вариаторные.

Существование и популярность автоматизированных коробок (например, в США автоматы выбирают около 90% автомобилистов) говорит о том, что у «механики» есть не только достоинства, но и недостатки. Примечательно, что и к первым и ко вторым относится сам процесс переключения. Ведь для того, чтобы сменить передачу, вначале необходимо выжать педаль сцепления, а затем нужно оторвать руку от руля и перевести рычаг к передаче. Для опытных водителей ничего сложного, но у начинающих могут возникать трудности. Да и в пробке постоянно переключаться с нейтральной передачи на первую и наоборот — тоже весьма сомнительное удовольствие.

Кто в масле катается

Недавно европеец Оскар Ван Девентер напечатал на 3D-принтере редуктор с экстремально высоким передаточным числом — 11373076. В этом механизме изобретатель соединил два планетарных редуктора. При увеличении количества зубцов шестеренок, использованных в механизме, передаточное число можно увеличить и до 1141624705. Чем такой редуктор может быть полезен, Ван Девентер не объяснил, рассказав только, что при его помощи обычной стоматологической бормашиной можно сдвинуть локомотив. Правда, с очень небольшой скоростью. Вдохновившись разработкой европейца мы решили разобраться в основных типах механических редукторов.

Редуктор представляет собой механизм, позволяющий передавать и преобразовывать крутящий момент с одного вала на другой. Если такой механизм преобразует высокую угловую скорость ведущего вала в более низкую ведомого, его называют демультипликатором, а если наоборот — мультипликатором. Впрочем, так сложилось, что термин демультипликатор используется крайне редко, а устройство, понижающее угловую скорость, называют просто редуктором. В зависимости от типа такой механизм может состоять из нескольких типов шестерен, червяков и валов.

Основными характеристиками редукторов являются передаваемая мощность, угловые скорости и количество валов, а также передаточное число. Любые редукторы уменьшают передаваемую мощность за счет потерь на механическую передачу крутящего момента — из-за трения, массивности конструкции, нагрузок на валах. Угловые скорости на ведущем валу и ведомом могут различаться в десятки, сотни и тысяч раз благодаря передаточному числу редуктора.

Передаточным числом называется соотношение количества зубьев шестеренки на ведущем валу к их числу у шестеренки на ведомом. Оно записывается целым или дробным числом и фактически обозначает, сколько именно раз должен провернуться ведущий вал, чтобы ведомый совершил один полный оборот. В случае с редуктором Ван Девентера, ведущий вал необходимо повернуть 11 миллионов 373 тысячи 76 раз. Только тогда ведомый вал совершит один полный оборот.

В целом редукторы позволяют увеличить усилие на ведомом валу, при этом потратив часть мощности на ведущем и уменьшив скорость вращения. Эту особенность используют тогда, когда необходимо работать с большими нагрузками, например, при помощи относительно маломощного мотора приводить в движение большой по массе транспорт. Например, двигатель седельного тягача КамАЗ-65225 мощностью 400 лошадиных сил может через коробку передач (многоступенчатая разновидность редуктора) сдвигать автопоезд полной массой до 75 тонн.

Сегодня редукторы используются во многих отраслях: на автомобилях, в самолетах и вертолетах, в поездах, станках, велосипедах, то есть везде, где нужно передавать вращательный момент с одного агрегата на другой. Механизмы, позволяющие передавать крутящий момент с одного вала на другой, принято делить на пять наиболее распространенных основных классов: цилиндрические, конические, червячные, планетарные и комбинированные. В последних могут сочетаться несколько типов редукторов.

Иллюстрация: Чабанный Александр / edu.ascon.ru

Цилиндрический редуктор представляет собой механизм, в котором ведущий вал и ведомый находятся в параллельных плоскостях. Передача в них осуществляется с большей шестеренки с прямыми или косыми зубцами на меньшую, по своей форме напоминающую цилиндр. Такие редукторы делятся на несколько подтипов: вертикальные (валы находятся друг над другом) и горизонтальные. Цилиндрические редукторы бывают одно-, двух-, трех- и четырехступенчатыми в зависимости от количества шестерен, установленных между ведущим и ведомым валами.

Цилиндрические редукторы имеют очень высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 98 процентов, то есть потеря мощности при передаче вращательного момента с одного вала на другой будет относительно небольшой. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия в цилиндрических редукторах практически отсутствует эффект рассеивания передаваемой энергии, а значит рабочие элементы редуктора практически не нагреваются.

Читайте также  Какие жидкости есть в трансмиссии

Такие механизмы используются преимущественно в различных металлорежущих станках, станках для обработки древесины, измельчителях и бетономешалках, на мельницах. Цилиндрические редукторы малочувствительны к рывковым нагрузкам, выдерживают большое количество пусков и остановок. При этом они лишены самоторможения, то есть, приложив определенное усилие на ведомый вал, можно провернуть ведущий. При этом конструкция таких редукторов достаточно шумная, а сами они обладают низким передаточным числом.

Иллюстрация: Manuel Neuer / grabcad.com

Конический редуктор используется для передачи вращательного момента с ведущего вала на ведомый в случае, если плоскости их осей пересекаются. В них используются конические шестеренки. Такие механизмы имеют меньшую надежность по сравнению с цилиндрическими, но обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия, который может достигать 95 процентов. Благодаря конической конструкции шестерен таких редукторов, они могут иметь несколько выходных валов, оси вращения которых, например, можно расположить в виде креста.

В современных конических редукторах как правило используется колесное соединение — внутри них на концах валов установлены конические шестеренки, которые своими конусами опираются на другую шестеренку. Плоскость последней находится в одной плоскости с плоскостями осей валов. В этом случае, если колесное соединение одно, ведомый и ведущий валы будут вращаться в одном направлении. Конические редукторы нередко используются для изменения направления передачи.

Как правило диапазон передаточных чисел в конических редукторах составляет от одного до пяти, но углы наклона оси ведомого вала к ведущему могут быть самыми разнообразными. Такие механизмы, как и цилиндрические, чаще всего используются в различных станках, например, сверлильных. Как и цилиндрические, конические редукторы обратимы, то есть вращая их ведомый вал, можно провернуть ведущий. Однако, из-за особенностей своей конструкции, конические редукторы могут иногда заедать.

Иллюстрация: Исаков Сергей / edu.ascon.ru

Червячные редукторы получили название от типа используемой в них передачи. В самом простом исполнении эти механизмы состоят из червячного колеса (шестеренки с косыми зубцами) и самого червяка. Последний представляет собой цилиндр с нанесенной на него резбой, которая при вращении напоминает червяка. В таком редукторе ведущий вал приводит в движение червяка, резьба которого сдвигает косые зубья червячного колеса, заставляя его вращаться.

Редукторы с червячной передачей придумали как альтернативу механизмам с обыкновенной зубчатой передачей, например, цилиндрическим. Они обладают гораздо меньшими размерами, но имеют большее передаточное число. Например, при двухзаходном червяке (имеет две параллельных резьбы) и червячном колесе с сотней зубьев передаточное число составит 50. Это означает, что ведущий вал должен будет совершить 50 полных оборотов, чтобы ведомый вал повернулся один раз.

Червячные редукторы имеют очень высокий коэффициент самоторможения. Это означает, что приложив усилие к ведомому валу провернуть ведущий скорее всего не удастся. Кроме того, червячные редукторы имеют относительно невысокий коэффициент полезного действия (от 70 до 92 процентов) и крайне чувствительны к смазке. Их используют для передачи малой мощности в условиях, когда нет достаточного места для размещения цилиндрического или конического редукторов. Чаще всего червячные редукторы используют для привода конвейеров или ворот.

Иллюстрация: Филимонов Илья / edu.ascon.ru

Планетарный редуктор — это уже более сложное механическое устройство, получившее свое название из-за способа размещения ведущей, передаточных и ведомой шестерен. Механизм состоит из солнечной шестерни, расположенной в центре конструкции, сателлитов (меньших шестеренок) и эпицикла (коронной шестерни), расположенной на периферии. Вращение коронной шестерни осуществляется солнечной через сателлиты. Последние механически соединяются водилом, кольцом со штырями, на которые и крепятся сателлиты.

Особенностью планетарного редуктора является то, что вращение можно подводить к любому из его элементов и снимать с любого другого. При этом третий элемент необходимо остановить. Например, вращение можно подвести к одному из сателлитов, а снимать его с коронной шестерни. В этом случае солнечная шестерня должна быть неподвижной. При подведении вращения к солнечной шестерне и снятия его с коронной в редукторе неподвижным остается водило. В некоторых редукторах водила нет.

Благодаря изменению схемы подвода и снятия вращения можно не меняя сам редуктор изменять его передаточные числа в очень широком диапазоне. Именно по этой причине, планетарные редукторы, пожалуй, могут иметь наибольшие передаточные числа среди таких механизмов других классов. Коэффициент самоторможения у планетарных редукторов зависит от их передаточного числа, но при вращении ведомого вала все же можно добиться и вращения ведущего.

Планетарные редукторы коробки переключения передач во втулке заднего колеса велосипеда.

Коробки передач

Коробки передач

Зубчатые коробки передач предназначены для ступенчатого изменения частоты вращения выходного вала. Коробки передач классифицируют по способу переключения передач, по числу ступеней и валов. Различают коробки с передвижными зубчатыми колесами, муфтами, сменными зубчатыми колесами, двухвальные и многовальные.

Основные требования, предъявляемые к коробкам передач — обеспечить заданный ряд частот вращения ведомого вала, высокий КПД, малые габариты, легкость управления, сборки и регулировки.

Классификация коробок передач

Коробки передач классифицируются по нескольким признакам.

По способу передачи потока мощности

  • Механические — коробки передач, в которых используются механические передачи (как правило — зубчатые).
  • С соосными валами — выполнены с использованием цилиндрических и конических зубчатых передач.
  • Планетарные — выполнены с использованием планетарных рядов.
  • Гидромеханические — коробки передач, в которых механические передачи (как правило, планетарные ряды) используются в сочетании с гидравлической передачей (гидромуфта, гидротрансформатор).
  • Вариаторные в основе имеют бесступенчатую механическую фрикционную передачу — вариатор, часто в сочетании с гидромуфтой и планетарными или простыми шестеренчатыми передачами.

Классификация коробок передач с соосными валами

По числу основных валов с шестернями:

  • двухвальные с одной ступенью зацепления оси — наиболее просты, но не имеют прямой передачи (большинство переднеприводных и некоторые заднемоторные автомобили)
  • трёхвальные с двумя ступенями зацепления:
    • соосные — первичный и вторичный вал соосны — имеют прямую передачу, характеризуются уменьшенным поперечным габаритом, но увеличенным (несущественно) продольным (большинство заднеприводных автомобилей), позволяют получить в тех же габаритах больший диапазон редуцирования за счёт последовательного преобразования момента
    • с несоосными валами — не имеют прямой передачи (раздаточные коробки полноприводных автомобилей, КПП тракторов)
    • соосные безвальные КП
    • несоосные безвальные КП

    По числу ходов (подвижных шестерён-кареток или муфт): двух-, трёх-, четырёх- и пятиходовые.

    По способу переключения ступеней:

    • с подвижными шестернями-каретками (только прямозубые). Применяются там, где переключение осуществляется при остановленных валах (станки, понижающие редукторы тракторов);
    • с торцевыми кулачковыми муфтами и шестернями постоянного зацепления (старые типы тракторов, мотоциклы, многоступенчатые КПП спортивных автомобилей)
    • с постоянным зацеплением шестерён и переключением с помощью зубчатых муфт:
      • без синхронизаторов (раздаточные коробки современных автомобилей)
      • с синхронизаторами

      Классификация планетарных коробок передач

      По числу степеней свободы при выключении всех фрикционных устройств:

      • с двумя степенями свободы;
      • с тремя степенями свободы;
      • с четырьмя и более степенями свободы.

      По типу используемых планетарных рядов: КП с эпициклическими и с присоединёнными планетарными рядами внешнего или внутреннего зацепления.

      Принцип работы

      Принцип работы механической коробки передач сводится к кинематическому соединению на различных ступенях входного и выходного валов различными комбинациями шестерен с разными передаточными числами.

      Валы и шестерни

      Любая коробка передач представляет собой набор расположенных в едином корпусе параллельных валов с расположенными на них шестернями.

      В трёхвальной КП автомобиля классической компоновки имеются первичный, вторичный и промежуточный валы.

      • Первичный (ведущий) вал через сцепление соединяется с маховиком двигателя.
      • Вторичный (ведомый) вал жёстко соединён с карданным валом.
      • Промежуточный вал служит для передачи вращения от первичного вала вторичному.

      Первичный и вторичный валы расположены последовательно, вторичный опирается при этом на подшипник, установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен под первичным и вторичным валами параллельно им, нередко со смещением вбок.

      На первичном валу находится ведущая шестерня, приводящая промежуточный вал в движение. На промежуточном валу расположен блок шестерён, шестерни которого жестко соединены с валом и часто изготавливаются как единое целое с ним. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми. На вторичном валу расположены ведомые шестерни, которые могут находиться на шлицах вала и перемещаться по ним, либо вращаются на ступицах, в этом случае их продольное перемещение исключено, а передача включается путём подключения шестерни к валу скользящей муфтой, часто снабженной механизмом, выравнивающим угловые скорости вала и шестерни — синхронизатором. В несинхронизированных КП спортивных автомобилей или спецтехники для этой же цели часто используются кулачковые муфты.

      Переключение передач

      Для переключения между ступенями коробки передач используется сцепление — фрикционная муфта с управлением от педали (как правило), обеспечивающая полное разобщение коробки передач с двигателем, что прекращает передачу через неё крутящего момента и позволяет водителю с приемлемыми затратами сил сдвинуть с места шестерни или муфты переключения передач, тем самым изменяя передаточное число трансмиссии, а также — плавное, безударное подсоединение коробки передач к двигателю, что также позволяет плавно трогаться с места — скорость первичного вала при этом ниже, чем у коленчатого вала двигателя за счёт проскальзывания сцепления до момента его полного включения.

      Синхронизаторы

      Для безударного включения передач используются синхронизаторы, уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются.

      Скорость автомобиля при движении на передаче с заданным передаточным числом

      Скорость автомобиля при движении на передаче с заданным передаточным числом i определяется по формуле:

      Маховик сцепления

      Маховик сцепления аватомобиля

      Сцепление

      Все знают, что сцепление является важной частью автомобиля. Его назначение — это передача крутящего момента коробке передач. Устройство маховика сцепления не является особо сложным. Эта важнейшая деталь двигателя, решающая достаточно сложные задачи. Эта деталь располагается между двигателем и трансмиссией.

      Маховик (ведущий диск) осуществляет несколько разных функций:

      • Выполняет запуск двигателя со стартера;
      • Обеспечивает равномерное вращение коленвала;
      • Через него крутящий момент передается коробке передач.

      Вдоль окружности маховика расположены особые зубья. С ними при запуске сцепляется с обгонной муфтой стартера (бендикс). После поворота ключа зажигания начинает вращаться электромотор стартера. Бендикс соединяется с маховиком, который с корзиной сцепления установлен на коленвале двигателя. От работоспособности и технического состояния перечисленных частей зависит, способен ли автомобиль двигаться. Обычно все неисправности описываемого механизма имеют ярко выраженные признаки, которые замечают даже малоопытные автолюбители.

      Маховик сцепления аватомобиля

      Маховик сцепления аватомобиля

      Принцип функционирования

      Маховик работает по принципу игрушечного волчка. Они аналогично начинают раскручиваться:

      • Волчек — от руки;
      • Автодеталь — из-за вращения коленвала.

      Волчок крутится, пока не закончится полученная энергия. Маховик приобретенную энергию передает обратно, вращая коленвал.

      Устройство

      Маховик — это диск, диаметр которого варьируется с 30 см до 40 см. С торца он имеет зубья, благодаря чему он способен сцепляться с валом стартера и раскручивать коленвал при пуске двигателя. Деталь располагается на конце коленвала двигателя, его вторая сторона крепится болтами к корзине сцепления.

      По конструкции маховики делятся на 3 группы:

      • Сплошные;
      • Облегченные;
      • Двухмассовые.

      Типы маховиков

      Схема маховика сцепления автомобиля

      Схема маховика сцепления автомобиля

      Сплошной выполняется как чугунный диск со стальными зубьями по внешней поверхности. В автомобилях он устанавливается чаще всего.

      Облегченными маховиками оснащаются тюнинговые автомобили и модели с автоматической коробкой передач. Основным его достоинством является сниженный вес. Масса маховика перераспределяется по диску, поэтому он получается легче где-то на 1.5 кг. Уменьшается инерция, отдача двигателя повышается до 5%. Этот вид устройства конструктивно упрощен. Его назначение — быть шестерней, которую вращает бендикс стартера при запуске.

      Широко распространен двухмассовый (демпферный) маховик. Он гасит вибрации, борется с крутильными колебаниями коленвала, снижает шумы, уменьшает износ синхронизаторов, защищает трансмиссию от перегрузки, а также упрощает переключение передач. Этот тип устройства имеет не такую легкую конструкцию, как простые маховики. Поэтому отдельные производители не ставят их на свои модели.

      Двухмассовый маховик

      Стремительное развитие автомобилестроения привело к тому, что:

      • Устанавливаются более мощные двигатели;
      • Повышаются требования к комфорту для водителей и пассажиров;
      • Уменьшается вес кузова автомобилей;
      • Выполняется аэродинамическая оптимизация;
      • Новые коробки передач стали использовать значительно более жидкие масла.

      Проектирование двухмассового маховика проводилось с целью создания устройства, которое было бы способно максимально гасить крутильные колебания, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Встроенная пружинно-демпферная система двухмассового маховика почти полностью поглощает их. Такая конструкция устройства занимается меньше места.

      Особенности устройства

      Конструктивно двухмассовый маховик имеет два корпуса:

      • Один, на который установлен венец стартера, соединяется с коленчатым валом;
      • На второй установлен узел сцепления.

      Корпусы соединены между собой упорным и радиальным подшипниками скольжения. Они могут вращаться на оси независимо друг от друга. Между корпусами расположена пружинная демпфирующая система. Внутреннее пространство маховика заполнено консистентной смазкой. Она обеспечивает безукоризненное функционирование пакетов пружин, проложенных пластиковыми сепараторами (предотвращают блокировку пружинок).

      Двухмассовый маховик сцепления

      Двухмассовый маховик сцепления

      Двухмассовому маховику характерен ступенчатый принцип функционирования пружинных пакетов:

      • Назначение мягких — создавать условия для безукоризненного запуска (выключения);
      • Жесткие обеспечивают оптимальное демпфирование крутильных колебаний при езде.

      Причины неисправностей

      Чтобы обеспечить надежную и долговечную работу маховика, не рекомендуется:

      • Перегружать автомобиль;
      • Ездить с не выключенным сцеплением;
      • Резко бросать педаль сцепления;
      • Трогаться на повышенной передаче;
      • Часто выполнять сложные маневры.

      Сцепление также должно быть правильно отрегулировано. Пробуксовка дисков ведет к повышенному износу фрикционных накладок. Когда сцепление не выключается полностью (ведет), то появляется хруст при включении скоростей. Позже выходит из строя коробка передач. Чтобы избежать лишних проблем и непредвиденных затрат, следует аккуратно водить автомобиль.

      Зубья бендикса и маховика изнашиваются со временем. О такой неисправности говорит шум при запуске стартера. После его снятия можно рассмотреть зубья венца.

      Перед заменой детали необходимо:

      • Снять КПП;
      • Убрать корзину.

      Появилась возможность открутить болты крепления маховика. Снятую деталь рекомендуется продефектовать. Часто фрикционные диски реально заменить самостоятельно.

      Надежная конструкция двухмассового маховика сцепления гарантирует его долговечность в нормальных эксплуатационных условиях. Но, выполняя замену сцепления, рекомендуется обязательно внимательно оценивать состояние двухмассового маховика.

      Для выполнения тщательного тестирования необходим специальный инструмент. Визуальный осмотр детали позволяет лишь констатировать первоначальные признаки серьезных повреждений:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: