Як працює механічна коробка передач : детально і наочно | Автомобіль і я - вірні друзі!

Як працює механічна коробка передач : детально і наочно

Посетители на Ваш сайт

Depositphotos_45310411_original.jpgЯкий автомобільний агрегат спадає на думку відразу після двигуна? Що вселяє жах і трепет учням автошкіл, але викликає задоволену посмішку на лицях водіїв із стажем?

З яким механізмом багато хто з нас працює по декілька годин в день, іноді навіть не підозрюючи про принцип його внутрішнього устрою? Так, відповідь лежить на поверхні: це механічна коробка передач.

Розповівши про основні проблеми, що виникають з автоматичними коробками передач, розібравшись з міфами і чутками про безступінчаті трансмісії, ми вирішили: досить незаслужено обділяти увагою найголовнішу, простішу і, не дивлячись ні на що, популярнішу варіацію механізму, що перетворює мотор з котла для спалювання палива в серці автомобіля.

Наочний посібник

Спеціально для цього матеріалу компанія “PacPac” надала нам конструктор “FischerTechnik”, схемний показуючий принцип роботи механічної коробки передач, і ми навіть змогли його зібрати.

Звернемо особливу увагу на те, що він передає лише самі базові властивості, абсолютно не враховуючи ряд явищ, що відбуваються в реальній автомобільною КПП : в нім немає ні муфт, ні вилок, ні синхронізаторів, а вибір передачі реалізується за допомогою переміщення власне первинного валу.

Якби це була реальна металева “механіка”, вона прожила б зовсім недовго, розлетівшись вже після декількох десятків перемикань. Проте, поглянувши на цю маленьку безстрашну “коробочку передачек”, що хвацько підтикає їх без синхронізації в нерухомий вторинний вал, можна побачити і зрозуміти основне призначення агрегату : давати можливість міняти передатне відношення при допомозі шестернею різного розміру. А це вже щось.

Винаходивши велосипед

Починаючи оповідання про коробку передач, варто коротко розібратися – а навіщо взагалі вона потрібна? Адже усім відомо, що головне в машині – двигун, так невже не можна безпосередньо передати виконувану ним роботу на колеса, не вигадуючи складних схем з купою шестернею, третьою педаллю в салоні і важелем, який потрібно постійно ворочати? На жаль, немає.

Для відповіді на це очевидне питання краще всього подивитися на велосипед, точніше, його еволюцію. Простий варіант є двома зірочкою, пов’язаною ланцюговою передачею. Обертаючи одну – ведучу – зірочку за допомогою педалей, наїзник приводить в рух другу – ведену, пов’язану безпосередньо з колесом, таким чином обертаючи його. Велосипед рухається вперед, усі щасливі і задоволені.

Принаймні, були до певного моменту – до тих пір, поки велосипед служив для переміщення по відносно рівних і горизонтальних поверхнях. Несподівано з’ясувавши, що іноді на шляху зустрічаються підйоми, рихлі грунти і інші незручності, люди замислилися про удосконалення конструкції.

Результатом стало якраз те, що можна назвати прообразом механічної коробки передач – набори зірочок спереду і ззаду, що дозволяють змінювати передатне відношення. Передатне відношення – частка, що отримується при діленні швидкості провідної зірки на швидкість веденої, тобто кількості їх оборотів. Воно назад передатному числу, яке розраховується як відношення числа зубів на веденій зірочці до їх числа на ведучій.

Простіше кажучи, чим менше провідна зірка і більше ведена, тим легше її обертатиме і тим повільніше вона рухатиметься. Знову згадуємо старі велосипеди: спереду педалями доводилося обертати велику зірку, тоді як зірочка на задній втулці була маленькою.

В результаті, намагаючись в дитинстві рушити на якому-небудь “Уралі”, доводилося усією вагою налягати на педалі, щоб провернути заднє колесо. Ну а зараз магазини рясніють розсипом двухколесников, навіть самі бюджетні з яких мають по декілька зірок ззаду і спереду.

Завдяки цьому можна, наприклад, змінити набір: провідна зірочка буде маленькою, а ведена – великий. Тоді педалі обертатимуться дуже легко, але особливо розігнатися не вийде. Зате в гірку можна буде їхати, а не тягнути.

Від велосипеда до автомобіля

До чого відносився увесь цей детальний велоликбез? Якраз до того, навіщо потрібна коробка передач взагалі : адже характеристики джерела енергії, будь то велосипедист або двигун внутрішнього згорання, постійні. Перший розвиває певну м’язову силу, обмежену фізичними можливостями, а для другого можливості виражаються кількістю оборотів, що розвиваються.

Річ у тому, що в їх робочому діапазоні просто не можна підібрати таке передатне відношення, яке дозволить і упевнено рушити з місця, і розігнатися до 150 і більше кілометрів на годину. Ситуація посилюється тим, що якщо у велосипедиста максимальний момент”, що “крутить, доступний практично “з неодружених оборотів”, то з ДВС ситуація інша: для його досягнення обороти мають бути досить високими.

Та і максимальна потужність, теж важлива для руху, з’являється у верхньому їх діапазоні. Яке з цього слідує виведення? Доведеться прибігати до того ж прийому, що і на велосипеді: змінювати передатне відношення. Між чим і чим? Зараз розберемося.

А тепер – до самої коробки передач

Принципово від велосипедної трансмісії автомобільна коробка передач відрізняється типом приводу : якщо в першій використовується ланцюг, то друга має у своїй основі шестерінчастий механізм. В цілому ж суть у них одна: і там, і там шестерні (зірки) мають неоднакові розміри, забезпечуючи різне передатне відношення.

До речі, спочатку, в ранніх КПП вони були простими прямозубыми, а пізніше стали косозубыми, оскільки в цьому випадку забезпечується тихіша їх робота. У загальному вигляді механічна коробка передач є набором паралельних валів, на яких “нанизані” шестерні. Їх завдання – передати момент, що крутить, з крутня двигуна на колеса. У класичному випадку для цього використовується або два, або три вали.

Розглянемо тривальний варіант, від якого буде простіший перейти до двохвального. Отже, в тривальному виконанні в КПП первинний, вторинний і проміжний вали. Перші два при цьому розташовані на одній осі, будучи ніби продовженням один одного, але незалежні і обертаються окремо, а третій фізично розташовується під ними.

Первинний вал короткий : одним кінцем він через зчеплення сполучений з крутнем двигуна, тобто приймає з нього момент, що крутить, а на другому кінці розташована одна-єдина шестерня, передавальна цей момент далі, на проміжний вал.

Він, як ми пам’ятаємо, знаходиться що нижче веде і є вже довгий стержень з шестернями на нім. Їх кількість співпадає з кількістю передач, плюс одна для з’єднання з первинним валом. Закріплені шестерні на проміжному валу жорстко, частенько вони виточуються з єдиної металевої заготівлі. Їх можна назвати ведучими (хоч і наводяться в рух вони через первинний вал).

Постійно обертаючись, вони передають момент, що крутить, на ведені шестерні вторинного валу (їх тут, до речі, вже рівно стільки ж, скільки передач).

Комментарии закрыты.