Коробки переключения передач. Назначение, типы, общее устройство и работа ступенчатой КП

(2 часа)

План лекции

1. Назначение и типы коробок передач;

2. Понятия: передаточное число; понижающая, повышающая, прямая передача КПП.

3. Устройство и работа трехвальной 4х ступенчатой КПП автомобиля ГАЗ – 53 - 12.

4. КПП автомобиля МАЗ – 5335 (для самостоятельной работы).

Назначение и типы коробок передач

Автомобилю приходится работать в условиях широко меняющихся сопротивлений, требующих различных тяговых усилий. Для движения по горизонтальному участку с твердым покрытием тяговой силы требуется меньше, чем при движении по крутому подъему; тяговые усилия при трогании с места и при движении с установившейся скоростью абсолютно разные. Зависимость тягового усилия (крутящего момента) двигателя от подачи топлива неспособна удовлетворить всем условиям эксплуатации автомобиля, поэтому, чтобы значительно изменять тяговые усилия ведущих колес, на автомобиле устанавливают коробку передач.

Коробка перемены передач (КПП) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля путем уменьшения или увеличения передаточного числа, а также для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).

Разнообразие современных КПП можно представить в виде расширенной классификации:

- по характеру изменения передаточного числа:

а. ступенчатые;

б. бесступенчатые;

в. комбинированные.

- по характеру связи между ведущим и ведомым валами КПП:

а. механические;

б. гидравлические;

в. электрические;

г. комбинированные.

- по способу управления:

а. непосредственно водителем (ручной способ);

б. полуавтоматический способ;

в. автоматический способ.

На основании вышеприведенной классификации выделяют основные типы коробок передач:

а. механическая коробка (МКПП);

б. автоматическая коробка (АКПП);

в. роботизированная коробка (РКПП);

г. вариативная коробка.

МКПП является самым распространенным типом коробки передач. МКПП представляет собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором предусмотрено ручное переключение передач.

В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатую, пятиступенчатую, и более коробки передач. В зависимости от числа валов различают трёхвальные и двухвальные МКПП.

Основными преимуществами механической коробки передач являются простота конструкции, надежность, возможность ручного управления во всех режимах движения.

Из недостатков стоит отметить утомляющее водителя переключение передач (особенно в городском цикле и движении в пробках), необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков, ступенчатое изменение передаточного отношения; малый ресурс сцепления.

АКПП по характеру изменения передаточного числа использует комбинированный принцип действия. Классическая АКПП включает гидротрансформатор (заменяющий сцепление и обеспечивающий бесступенчатое регулирование крутящего момента) и механическую коробку передач (обычно планетарный редуктор).

Коробка-автомат обеспечивает плавное переключение передач и высокую надежность работы. При этом АКПП, как правило, имеет повышенный расход топлива и низкую разгонную динамику.

РКПП представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач.

Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем. К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.

К недостаткам относится плавность её работы, которая оставляет желать лучшего, т.к. передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме резкого перехода от малых нагрузок к максимальным, появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, т.к. сцеплением все равно управляет электроника. В четкости переключений РКПП уступает АКПП.

Вариативная коробка представляет собой бесступенчатую коробку передач. Её главные детали - два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму. Вместо ремня может применяться цепь. При трогании автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Главным преимуществом вариатора является то, что ДВС постоянно работает в оптимальном режиме, по сравнению с АКПП более экономичный, имеет более плавный ход и динамичный разгон, проще по конструкции.

Однако, по сравнению с МКПП, вариаторы имеют меньшую экономичность и динамику. Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах при трогании и движения задним ходом, высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт.