Двигатели внутреннего сгорания работают на высоких скоростях, поэтому им требуется понижающая передача, чтобы передавать энергию колесам, которые вращаются гораздо медленнее.
Коробка передач позволяет выбрать передачу для различных условий - старта с нулевой скорости, подъема в гору или перемещения по горизонтальной поверхности. Чем ниже передача, тем медленнее вращаются колеса по отношению к частоте вращения двигателя.
Коробка с постоянным зацеплением и четырьмя скоростями
Передачи выбираются с помощью рычагов управления коробкой передач. Энергия передается от ведущего вала к промежуточному валу, а затем - к ведомому валу, за исключением прямой передачи, когда ведущий и ведомый вал сцепляются.
Коробка с постоянным зацеплением
Наряду со сцеплением, коробка передач является одним из компонентов трансмиссии. Как правило, она располагается позади двигателя. Между коробкой и двигателем находится сцепление.
В современных автомобилях с механической коробкой передач предусмотрено четыре или пять скоростей, а также нейтральное положение рычага.
Синхронизатор коробки передач отключен
Передачи свободно вращаются под действием сцепленных шестерней на промежуточном вале. Синхронизатор соединяется с валом при помощи внутренних шлицев.
Синхронизатор коробки передач отключен
Вилка передвигает синхронизатор к выбранной передаче. Трение поверхностей синхронизирует скорости вращения валов.
Рычаг переключения передач подключен к набору штоков, расположенных в верхней или боковой части коробки. Штоки размещаются параллельно валам с шестернями.
В современных моделях чаще всего используются коробки с постоянным зацеплением. В такой коробке находятся три вала (ведущий, ведомый и вспомогательный), которые управляют подшипниками в корпусе.
Кроме того, в ней есть вал, на котором вращается шестерня заднего хода.
Двигатель вращает ведущий вал, который, в свою очередь, вращает промежуточный вал. Промежуточный вал перемещает шестерни на ведомом вале. В отсутствие синхронизатора, прикрепленного к валу с помощью шлицев, шестерни вращаются свободно.
Фактически, синхронизатором управляет водитель, который посредством штока с вилкой двигает синхронизатор к нужной шестерне.
Последним компонентом современных синхронизаторов является блокирующее кольцо. Оно препятствует движению шестерен до тех пор, пока скорости вращения валов не синхронизируются.
В некоторых автомобилях присутствует дополнительная (повышающая) передача. Она обеспечивает более быстрое движение, чем верхняя передача, и уменьшает нагрузку на двигатель.
Что такое передаточное отношение
Нейтральное положение (нейтраль)
Все шестерни, кроме тех, что требуются для заднего хода, постоянно сцеплены. Шестерни на ведомом вале свободно вращаются вокруг него, шестерни на промежуточном вале блокируются. Энергия не передается.
Первая передача
На первой передаче шестерня с наименьшим количеством зубьев, расположенная на промежуточном вале, блокируется, передавая энергию большой шестерне на ведомом вале, обеспечивая крутящий момент и низкую скорость для старта с места.
Вторая передача
На второй передаче разница в диаметрах шестерен, расположенных на двух валах, уменьшается, а скорость увеличивается. Эта передача подходит для подъема по наклонной поверхности.
Третья передача
На третьей передаче неподвижная большая шестерня на промежуточном вале дает еще больший прирост к скорости, уменьшая крутящий момент. Третья передача подходит для небольших подъемов и маневренной езды по городским улицам.
Четвертая передача
В этом случае ведущий и ведомый валы сцеплены и обеспечивают т.н. "прямую передачу", т.е. карданный и коленчатый валы вращаются с одинаковой скоростью. Усиление крутящего момента отсутствует.
Задний ход
Промежуточная шестерня располагается между шестернями двух валов, в результате чего ведомый вал вращается в обратном направлении. Как правило, обратная передача не синхронизируется.
Синхронизация передач
Синхронизатор представляет собой кольцо с зубьями по внутреннему краю, которое крепится к зубчатой втулке со шлицами.
Когда водитель выбирает передачу, конусная поверхность на кольце совмещается с нужной шестерней. Втулка передает энергию от вращающейся шестерни на вал, выравнивая скорость вращения.
При последующем движении рычага передачи кольцо продвигается вперед до тех пор, пока его зубья не сцепятся с зубьями шестерни, образуя неподвижную конструкцию.
В современных синхронизаторах присутствуют блокировочные кольца, расположенные между поверхностями трения. Блокировочное кольцо также снабжено скошенными зубьями, однако его изготавливают из более мягкого металла и крепят к валу свободнее, чем сам синхронизатор.
Блокировочное кольцо удерживается в нужном положении лепестками до тех пор, пока его зубья не сцепятся с зубьями синхронизатора.
К тому времени валы синхронизируются, исключая грубое зацепление. Именно поэтому синхронизатор считается крайне надежным устройством.
В современных автомобилях синхронизаторы устанавливаются на всех передних передачах. В более старых моделях синхронизаторы первой передачи отсутствуют.
Опубликовано пользователем Valeratal
