Как работает механическая коробка передач

Механическая коробка передач помогает автомобилю достичь желаемой скорости за счет использования шестерен, сцепления и переключателя передач. Это работает следующим образом: когда водитель хочет переключить передачу, он или она выжимает педаль сцепления, одновременно отпуская…

Механическая коробка передач помогает автомобилю достичь желаемой скорости за счет использования шестерен, сцепления и переключателя передач. Это работает следующим образом: когда водитель хочет переключить передачу, он или она выжимает педаль сцепления, отпуская газ. Это отключает сцепление в трансмиссии, позволяя водителю переключаться на более высокую или более низкую передачу.

Задняя передача представляет собой еще один вариант, используемый, когда автомобиль не находится в движении. Подключенная к двигателю через сцепление, трансмиссия вращается с той же скоростью, что и двигатель, в основном за счет маховика. Нажимной диск прижимает диск сцепления к маховику, блокируя двигатель и коробку передач, гарантируя, что они останутся на одной скорости.

Так что насчет преимуществ? Некоторые из преимуществ механической коробки передач по сравнению с автоматической версией включают улучшенную экономию топлива, долговечность и стоимость. Некоторые из недостатков включают более сложную кривую обучения, более медленные скорости переключения передач и большую концентрацию, необходимую для вождения, особенно при управлении транспортным средством в холмистой местности.

Пятиступенчатая коробка передач

Также называемая бесступенчатой ​​​​трансмиссией (CVT), концепция механической коробки передач заключается в том, чтобы поддерживать обороты двигателя на достаточно низком уровне, чтобы он не сгорел, а также поддерживать желаемую скорость. Так как же трансмиссия достигает этого? Он контролирует скорость автомобиля за счет использования шестерен по отношению друг к другу. Называемые передаточными числами, каждая передача на рычаге переключения передач имеет соответствующее передаточное число, а также диапазон оборотов.

Подумайте об этом следующим образом: возьмем пример с пятиступенчатой ​​коробкой передач: обороты двигателя увеличиваются по мере того, как автомобиль набирает скорость. Как только обороты достигают определенного уровня, водители нажимают на педаль сцепления, отпуская газ, переключая передачу при отключении сцепления. Это, в свою очередь, переводит трансмиссию на следующую более высокую передачу, уменьшая производимые обороты и запуская процесс снова, когда двигатель переходит на следующую передачу.

Чаще всего водители осуществляют переключение на пониженную передачу нажатием на педаль сцепления и переключением на нужную передачу, причем не обязательно в обратном порядке. Например, водитель может при желании переключиться с третьего на первое без особых нежелательных эффектов, хотя ему следует избегать этого.

Шестерни и обороты

Передачи в большинстве автомобилей с механической коробкой передач включают первую, вторую, третью, четвертую и заднюю передачу, а в некоторых высокопроизводительных автомобилях — вплоть до пятой или шестой передачи. В нейтральном положении сцепление не включено, поэтому водителю необходимо включить стояночный тормоз, чтобы автомобиль не катился во время стоянки. По мере того, как водитель переключает передачи, двигатель выдает увеличивающееся количество оборотов в минуту, также известное как количество оборотов в минуту.

Но насколько важны обороты для оптимальной работы автомобиля? Число оборотов двигателя автомобиля представляет собой количество оборотов коленчатого вала в течение одной минуты. Чем выше обороты, тем быстрее движется автомобиль и тем интенсивнее работает двигатель. Если бы двигатель работал на максимальных оборотах в течение длительного времени, двигатель вскоре изнашивался бы из-за производимого тепла и напряжения. Шестерни в трансмиссии вместе со сцеплением замедляют обороты при каждом переключении на повышенную передачу, так что двигатель не работает постоянно на высоких оборотах.

Водители должны переключать каждую передачу, когда она достигает верхних оборотов своего диапазона. Проехав некоторое время, водители обычно могут сказать, когда им нужно переключиться. Чем выше передача, тем выше ее максимальные обороты, при этом первая передача колеблется от 1200 до 1300 об/мин, а пятая передача достигает 3,000 об/мин.

Рычаг переключения передач управляет тремя стержнями, толкающими три вилки, которые включают различные передачи. Когда водитель перемещает рычаг переключения передач влево и вправо, вилки перемещают муфты, которые включают каждую передачу. В промежутках между передачами рычаг переключения передач остается в нейтральном положении, а сцепление внутри коробки передач остается выключенным.

Промежуточная шестерня и синхронизаторы

Некоторые основные маневры вождения, такие как переключение автомобиля на заднюю передачу, требуют, чтобы автомобили с механической коробкой передач использовали небольшую шестерню, называемую промежуточной шестерней. При переключении на задний ход вилка толкает кольцо, перемещая большую шестерню в контакт с шестерней высшей передачи и промежуточной шестерней, позволяя автомобилю двигаться задним ходом. Для предотвращения включения заднего хода при движении автомобиля вперед задняя передача вращается в направлении, противоположном другим передачам. Это гарантирует, что зубья собачки не зацепятся при этом, что исключает возможность повреждения трансмиссии.

В прошлом водители транспортных средств следовали практике, называемой двойным сцеплением. Этот маневр включал в себя перевод коробки передач в нейтральное положение и использование моторного тормоза, чтобы соответствовать скорости двигателя. Затем водитель снова включил сцепление, чтобы переключиться на нужную передачу. Современные автомобили используют синхронизаторы, чтобы исключить необходимость в этой практике. Синхронизатор позволяет кольцу фрикционно контактировать с собачками шестерни. Таким образом, ошейник и снаряжение синхронизируются. Это обеспечивает более плавное переключение без необходимости заранее переводить трансмиссию в нейтральное положение.

Коленчатый вал и сцепление

Эффективная работа механической коробки передач включает в себя такие детали, как коленчатый вал и сцепление. Коленчатый вал находится внутри двигателя транспортного средства и вращается в зависимости от работы камер. Чем больше камер или цилиндров содержит двигатель транспортного средства, тем больше мощности в виде крутящего момента он производит. Коленчатый вал передает этот крутящий момент или силу вращения на трансмиссию, которая соединяется с двигателем в корпусе колокола. Трансмиссия, в свою очередь, передает этот крутящий момент на карданный вал и на дифференциал. Дифференциал содержит простую планетарную передачу, которая помогает постепенно передавать мощность, вырабатываемую двигателем, на колеса, обеспечивая движение автомобиля вперед.

Сцепление играет важную роль во всем этом процессе. Когда водитель включает передачу и убирает ногу с педали сцепления, автомобиль начинает двигаться вперед. Когда водителям нужно остановиться, они выжимают педаль сцепления вместе с тормозом, при этом отпуская газ. Это отключает сцепление и останавливает вращение трансмиссии, позволяя автомобилю остановиться.

Как работают передаточные числа

Шестерни в механической коробке передач являются жизненно важной частью работы автомобиля. Шестерни включаются синхронно с двигателем. Колодка сцепления работает синхронно с маховиком, следите за тем, чтобы двигатель и трансмиссия оставались заблокированными, чтобы предотвратить проскальзывание шестерен. Используемые передачи зависят в первую очередь от конкретной передачи, на которой в данный момент находится автомобиль. Передачи варьируются от первой до четвертой и пятой, а иногда и до шестой передачи на высокопроизводительных автомобилях.

Шестерни в трансмиссии соответствуют количеству оборотов в минуту, необходимому для этой конкретной передачи и скорости. Передаточное отношение — это разница в размерах различных шестерен друг относительно друга и в количестве зубьев, которые содержит каждая шестерня.

Синхронизированная и несинхронизированная трансмиссии

Чтобы получить еще более глубокое представление о том, как работают механические коробки передач, давайте рассмотрим коробки передач с синхронизаторами и без них. В то время как многие автомобили меньшего размера имеют синхронизированную трансмиссию, большегрузные грузовики и другая техника ее не имеют. Вместо этого они содержат несинхронизированную трансмиссию.

В трансмиссии с синхронизатором используются синхронизаторы для согласования скорости передачи с частотой вращения двигателя путем трения втулки о небольшую латунную муфту на шестерне. Несинхронизированная трансмиссия не обладает этой способностью, поэтому водителям требуется двойное сцепление, чтобы снизить скорость двигателя, чтобы она соответствовала скорости, на которую переключаются водители на более высокой передаче. Трансмиссии без синхронизаторов не так сильно изнашиваются, как версии с синхронизаторами, а переключение передач версий без синхронизаторов работает намного быстрее.

Уход за механической коробкой передач, в том числе замена жидкости в соответствии с графиком технического обслуживания, гарантирует, что она останется в исправном состоянии на долгие годы. Со временем сцепление обычно изнашивается, и в конечном итоге его необходимо заменить. В этом случае попросите механика выполнить необходимый ремонт и техническое обслуживание и как можно скорее вернитесь в путь.

Распространенные проблемы и симптомы проблем с механической коробкой передач

При определении проблем с механической коробкой передач помните об этих распространенных проблемах и симптомах:

• Пробуксовывающая муфта означает, что диск сцепления не отсоединяется от маховика. Когда это происходит, трансмиссия и сцепление продолжают вращаться с той же скоростью, что затрудняет или делает невозможным переключение передач. В этом случае механик проведет осмотр и даст рекомендации по ремонту коробки передач.
• Проскальзывание передач означает, что коробка передач включает и выключает передачу. Вы можете отнести это к изношенному или сломанному рычажному механизму, удерживающему шестерню на месте.
• Автомобиль, который трет и трясет, может иметь неисправную коробку передач. Причина варьируется от плохого сцепления до изношенных или поврежденных шестерен и синхронизаторов.
• Горящая лампа Check Engine также может указывать на проблему с механической коробкой передач. Попросите механика выполнить диагностику, чтобы сначала определить проблему; затем попросите их исправить это, если это необходимо.