Механическая коробка передач: устройство, эксплуатация, неисправности

Механическая коробка передач - это важный компонент автомобиля, который отвечает за передачу мощности от двигателя к колесам. Она состоит из сцепления, системы передач и подшипников. Механическая коробка передач позволяет выбрать оптимальную скорость и обеспечивает плавную передачу мощности на колеса. Avto.pro решил разобраться в устройстве механической коробки передач, ключевых особенностях ее обслуживания и эксплуатации, а также в неисправностях, с которыми может столкнуться автолюбитель.

Устройство механической коробки передач

Механическая КП конструктивно состоит из картера, валов с шестернями, механизма переключения передач, синхронизаторов и рычага. Типы валов: первичный, вторичный, промежуточный и дополнительный (в трехвальных КП). Связь первичного вала с коленвалом мотора осуществляется через комплект сцепления – пару дисков, маховик и выжимной подшипник.

Механическая коробка передач относится к т.н. ступенчатым коробкам – крутящий момент в ней меняется по ступеням (передачам). Для изменения ступени необходимо взаимодействие пары шестерен. Благодаря такому взаимодействию на ступенях изменяется передаточное число, т.е. обеспечивается изменение угловой скорости и крутящего числа.

Передаточное число – это отношение числа зубьев, находящихся на ведомой шестерне, к числу зубьев на шестерне ведущей. Если передаточное число будет больше единицы, передача является повышающей, а вот если меньше – то понижающей. В случае коробки передач чем больше передаточное число, тем ниже ступень. Если ступень является высшей, то передаточное число будет минимально возможным для данного агрегата. Сегодня наибольшее распространение имеют такие коробки передач:

• Пятиступенчатые (самые распространенные);
• Шестиступенчатые;
• Семиступенчатые.

Существует и агрегаты с меньшим или большим числом ступеней, однако их распространенность невелика. Другое дело – конструкции. Выделяют двух- и трехвальные коробки передач. Двухвальными МКПП оснащают переднеприводный легковой транспорт, тем временем как трехвальными – заднеприводный. К этому мы еще вернемся, а пока предлагаем в подробностях изучить устройство механической коробки передач.

Основные элементы агрегата

Как уже было сказано, механическая коробка передач преобразует крутящий момент. Этот момент передается к колесам. В том, чтобы снимать момент с коленчатого вала и сразу подавать его к колесам нет смысла – скорость вращения вала слишком велика. Для того чтобы автомобиль мог нормально двигаться как на низких, так и на высоких скоростях, нужен агрегат трансмиссии, который возьмет на себя задачу преобразования крутящего момента. В случае механической коробки передач изменение момента происходит наиболее простым способом – посредством взаимодействия шестерен разных конфигураций. К основным элементам такого агрегата относят:

• Картер;
• Первичный и вторичный вал, в тандеме с которыми работает и промежуточный вал с шестернями;
• Дополнительный вал с шестерней заднего хода (часто его называют четвертым валом);
• Несколько синхронизаторов;
• Механизм переключения скоростей с блокировочным и замковым устройствами;
• Рычаг переключения скоростей.

Разберем каждый из элементов подробнее. Картер включает в себя основные элементы трансмиссии. Он имеет связь с картером сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. В силу того, что сцепленные шестерни испытывают значительные нагрузки, их необходимо смазывать – это предотвращает сухое трение и позволяет отвести излишки теплоты. Картер частично заполнен трансмиссионным маслом, которое и выступает в роли смазочного материала. Валы механической коробки передач фиксируются подшипниками, которые установлены в картере. Здесь же находятся шестерни с различным числом зубьев. В тандеме с ними работают синхронизаторы, которые позволяют плавно, быстро и без риска возникновения ударов включать передачу. Это становится возможным благодаря уравниванию скоростей вращающихся шестерен.

Крайне важным является механизм переключения. Именно он меняет передачи, однако управление осуществляется водителем при помощи рычага переключения скоростей, находящемся в салоне автомобиля. Замковое устройство предотвращает одновременное включение сразу двух передач, тем временем как блокировочное устройства не дает передачам выключаться самопроизвольно.

Подробнее о трехвальной коробке передач

Теперь вернемся к вопросу числа валов, который мы затронули в одном из разделов выше. МКПП бывают двух- и трехвальными. Для начала разберем трехвальную «механику», а затем вернемся к двухвальной. К основным элементам агрегата отнесем:

• Первичный (иначе называемый ведущим) вал;
• Промежуточный вал;
• Вторичный (иначе называемый ведомым) вал с блоками шестерен с синхронизаторами;
• Картер, в котором расположены указанные элементы и механизм переключения передач.

Ведущий вал трехвальной МКПП имеет шлицы, обеспечивающие соединение с ведомым диском сцепления. Крутящий момент, получаемый от ведущего вала, передается через соответствие шестерни, которые сцепляются с ним.

Промежуточный вал всегда располагается параллельно ведущему валу. На нем расположен блок шестерен, одна из которых и должно быть сцеплена с параллельно расположенной шестерней ведущего вала. Что касается ведомого вала, то он находится на одной оси в ведущим. Это возможно благодаря использованию торцевого подшипника на ведущем валу, в который также входит ведомый вал. При этом блок шестерен последнего не имеет жесткого крепления и может вращаться свободно. При этом шестерни промежуточного и ведомого вала, так же как и шестерни ведущего, находятся в постоянном зацеплении.

Читатель наверняка догадался, что между шестернями ведомого вала устанавливаются синхронизаторы, иначе называемые муфтами синхронизаторов. Их работы основана на выравнивании угловых скоростей шестерен за счет сил трений. Синхронизаторы закреплены на ведомом валу, однако они могут двигаться по вдоль вала благодаря шлицевому соединению. В современных агрегатах синхронизатором оснащена каждая из передач.

В трехвальной коробке передач механизм подключения находится прямо в корпусе агрегата. Он представляет собой совокупность рычага управления и т.н. ползунов с вилками. В тандеме с этим механизмом работает и устройство блокировки. Управляется все механизмы дистанционно, т.е. посредством манипуляций с рычагом переключения передач, который выведен в салон автомобиля.

Подробнее о двухвальной коробке передач

Запчасти на Proton saloon

Жидкость омывателя лобового стекла

SALOON sedan (01.89 - 12.00)

Запчасти на Mazda 3

Брызговики передние+задние, комплект

3 sedan (BK12) (02.04 - 09.06)

В перечне элементов, входящих в коробку передач в разделе «Основные элементы агрегата», мы перечислили аж три вала, однако в двухвальной МКПП, как можно понять из ее названия, валов должно быть два. Все очень просто: здесь нет дополнительного промежуточного вала, так что пара валов с шестернями «работают» друг с другом напрямую. Главные элементы подобной коробки передач это:

• Первичный вал;
• Вторичный вал с блоками шестерен с синхронизаторами.

В картере агрегата также находится главная передача и дифференциал. О некоторых особенностях последнего мы писали в данном материале – рекомендуем ознакомиться с ним, если вы хотите понять, как в принципе работает этот механизм.

Понятие «двухвальная МКПП» описывает агрегат, который использует только ведущий и ведомый валы. Реально число валов может быть большим чем два, однако речь всегда именно о валах двух типов. Например, ведомых может быть два или три, однако агрегат от этого не перестает быть двухвальным – промежуточный вал (третий тип), выполняющий определенную задачу, в коробке передач все равно не появляется. Увеличения число ведомых валов призвано уменьшить линейные размеры агрегата и увеличить число передач.

Ведущий вал двухвальной МКПП обеспечивает соединение агрегата с автомобильным сцеплением. На нем же жестко закреплен блок шестерен. Параллельно нему располагается ведомый вал с другим блоком шестерен – пары шестерен валов сцепляются, однако вращение шестерен ведомого вала является свободным. Здесь же находится шестерня главной передачи. Между шестернями также располагаются муфты синхронизаторов, которые обеспечивают плавное включение передач. Механизм переключения скоростей в таких коробках передач является дистанционным, т.е. основные элементы такого механизма расположены вне самой коробки передач. Связь с агрегатом реализована с помощью тросов или тяг. Чаще всего встречается тросовое соединение. Сам механизм включает в себя рычаг управления, рычаги выбора и включения, центральный шток, вилки и систему тросов.

Основные неисправности

Все автолюбители знают, что механические коробки передач крайне надежным. Им лишь незначительно уступают автоматы, о которых мы рассказывали в данном материале. Важно понимать, что основной агрегат трансмиссии в принципе является одним из наиболее нагруженных агрегатов автомобиля. Поломка отдельных его элементов – дело отнюдь не редкое. Вот наиболее характерные неисправности:

• Сильный шум при работе и непосредственно при переключении передач;
• Утечка масла;
• Самопроизвольное выключение одной из передач;
• Затрудненное включение одной из передач;
• Невозможность включения одной, нескольких или вообще всех передач;
• Появление вибраций.

Здесь все довольно сложно. Так как коробка передач состоит из множества элементов, неисправность может быть вызвана износом одного из них или сразу несколькими. Разберем некоторые варианты:

• Повышенная шумность агрегата вызвана падением уровня масла, износом подшипника ведущего вала или ведущей шестерни, загрязнение масла;
• Шум на одной из передач может быть вызван износом синхронизатора или нарушением целостности зубьев шестерни, соответствующей проблемной передаче;
• Шум в момент переключения скоростей зачастую обусловлен неправильными манипуляциями со сцеплением или нарушением целостности его элементов, поломкой синхронизатора, отворачиванием крепежных болтов, поломкой блокирующего устройства;
• Самопроизвольное выключение передач может наблюдаться при повреждении синхронизаторов и шестерен, износом штоков вилок, отворачиванием крепежей, разрушением промежуточного или же ведомого вала, износом шлицов, штоков переключения, пружин фиксаторов;
• Сильные вибрации обусловлены нарушением работы ДВС на холостых, отворачиванием болтов, разрушение опор агрегата;
• Утечка масла может наблюдаться при повреждении уплотнителей, отворачиванием болтов крепления, излишком масла в системе, поломкой сапуна, нарушением целостности картера сцепления или привалочных поверхностей МКП;
• Невозможность переключения одной или нескольких передач может быть вызвана чем-то из следующего: нарушением в работе привода (в первую очередь стоит проверить тяги / рычаги), износом синхронизаторов, загрязнением масла, поломкой блокирующего устройства, применением неподходящего масла, заклиниванием шестерен.

Говорить о наиболее часто встречающихся неисправностях и их причинах сложно – в коробке передач может поломаться один элемент, что становится причиной повышенного износа смежного элемента. Таким образом эксплуатация неисправной коробки передач всегда выливается в продолжительный ремонт, который тем сильнее ударит по кошельку автолюбителя, чем дольше проблемы будут игнорироваться. Общие советы: следите за состоянием трансмиссионного масла, элементов сцепления и соблюдайте регламенты замены автохимии и запчастей.

Подробнее об эксплуатации и обслуживании

Значительная часть неисправностей МКПП может быть вызвана неправильной эксплуатацией и игнорированием правил обслуживания агрегата. К примеру, поломки шестерен, валов, подшипников, а также шлицевых соединений, муфт синхронизаторов могут быть вызваны:

1. Использованием неподходящего трансмиссионного масла;
2. Игнорированием регламента замены масла;
3. Применением некачественных запчастей при ремонте;
4. Нерегулярным техобслуживанием;
5. Эксплуатацией агрегата в сверхсложных условиях, как-то при спортивном стиле вождения.

Избежать поломок достаточно просто, хотя и стоит учитывать, что периодически они все равно будут случаться – естественный износ элементов коробки передач никто не отменял. К примеру, рано или поздно геометрия шестерен будет сильно изменена, что скажется на работе всего агрегата. Процесс является необратимым. Грамотному автолюбителю стоит помнить о том, что:

• Не стоит постоянно держать руку на рычаге коробки передач – даже при незначительном давлении в агрегате будут быстрее изнашиваться муфты и вилки;
• Выжимать сцепление стоит лишь тогда, когда действительно нужно тронуться с места – это предотвратит быстрый износ выжимного подшипника;
• Переключение передач должно быть плавным.
• Необходимо грамотно выбирать передачи – зачастую при понижении скорости имеет смысл в искусственном поднятии оборот ДВС для предотвращения толчок коробки передач. Не стоит также сильно повышать обороты на неподходящих передачах – их нужно постоянно переключать;
• Не стоит сильно перегружать автомобиль – у него есть разрешенная масса;
• Сцепление необходимо выжимать полностью.

Механические коробки передач являются лидерами по максимальному сроку службами в сравнении с другими видами агрегатов трансмиссии. Более того, они являются абсолютными лидерами по пробегу от ремонта до ремонта. Само обслуживание коробки и покупка деталей обходится относительно недорого – автолюбители лишь важно обращать внимание на квалификацию и профессионализм ремонтников, которые будут заниматься обслуживанием, а также на качество приобретаемых комплектующих для ремонта.

Последний момент, на котором стоит заострить внимание: выбор и заливка трансмиссионного масла. В подавляющее большинство механических коробок передач заливают масла классов API GL-1 и GL-4. В случае, если автомобиль является грузовым, то подойдет API GL-2 и GL-3. Если трансмиссионный узел имеет большую загруженность, подойдет API GL-5. Отдавать предпочтение стоит маслам от известных производителей. Также сверяйтесь с рекомендациями от автоконцерна и регламентом замены смазочного материала. Стоит внимательно изучить мануал к вашему авто и уже после подбирать трансмиссионное масла. Вместе с заменой масла в коробке передач стоит также заменить и масло в редукторном узле. Помните: в МКПП и АКПП заливают разные масла и они не являются взаимозаменяемыми.

Вывод

Механическая коробка передач является абсолютным рекордсменом по живучести, надежности и эксплуатационному ресурсу среди всех остальных коробок передач. Фактически, в ней нужно менять лишь масло, уплотнители и узлы сцепления, тем временем как в, например, вариаторах нужно регулярно менять ремень. Однако пользоваться МКПП не так удобно, как другими коробками передач. За повышенный ресурс приходится платить комфортом и стоит ли оно того – решать самому водителю.