Устройство механической коробки передач и как она работает. Устройство основных узлов коробки передач Множественный доступ с контролем несущей и

13 августа 2016

Силовой агрегат автомобиля создает определенный крутящий момент, зависящий от его мощности. Для движения авто необходимо механически передать этот момент ведущей паре колес либо всем колесам сразу. Данную задачу решают несколько агрегатов и узлов, объединенных общим названием – трансмиссия. Она служит посредником, обеспечивающим комфортную езду в различных скоростных режимах и движение задним ходом.

Основные элементы и их назначение

Чтобы понять, что из себя представляет трансмиссия автомобиля и как она функционирует, нужно изучить входящие в нее элементы и разобраться, какие они выполняют функции. Состав трансмиссионных узлов и агрегатов выглядит следующим образом:

• узел сцепления;
• коробка передач (КПП);
• главная передача вкупе с дифференциалом;
• механический привод колес.

Здесь агрегаты перечислены в той последовательности, как они расположены в переднеприводном автомобиле начиная от двигателя. Причем первые 3 элемента помещены в единый корпус КПП. В заднеприводных авто коробку передач и редуктор привода задних колес связывает карданный вал, поскольку они разнесены в разные места.

Задача сцепления – мягко и плавно отсоединять коленвал силового агрегата от первичного вала, входящего в коробку передач. Цель – обеспечить движение с места и возможность переключения скоростей, при котором пары шестерен выходят из зацепления и переключаются на другие. Когда первичный вал вращается двигателем, это сделать практически невозможно.

Коробка передач – это основной агрегат, который также входит в трансмиссию автомобиля. Он преобразует крутящий момент, поступающий от двигателя, в различные скоростные режимы, необходимые для движения авто. Ведь максимальное усилие, развиваемое силовым агрегатом, лежит в узком диапазоне оборотов коленчатого вала. Если предположить, что колеса подключены к нему напрямую без КПП, то автомобиль не сможет нормально двинуться с места, это все равно что трогаться с 4 передачи.

Главная передача, состоящая из двух шестерен с косыми зубьями, распределяет крутящий момент, полученный от КПП, на 2 полуоси, приводящие в движение колеса. Чтобы совершать поворот, во время которого одно колесо проходит больший путь, нежели второе, нужно правильно разделить усилие между полуосями. Этим занимается дифференциал, совмещённый с главной передачей и действующий в автоматическом режиме. Колесо, идущее по внешнему радиусу поворота, получает больший крутящий момент, а второе – меньший.

Принцип работы трансмиссии состоит в том, чтобы передать вращение колесам через механический привод. Таковым являются полуоси, связывающие с ними главную передачу и дифференциал.

В машинах с задним приводом это стальные прямые валы, оснащенные подшипниками. Привод на передние колеса осуществляется полуосями с 2 шарнирами (ШРУС), позволяющими вращать поворачивающиеся колеса.

О принципе работы КПП

Стандартная коробка передач состоит из таких узлов:

• первичный вал, идущий от двигателя;
• вторичный вал, выходящий из КПП и связанный с главной передачей;
• промежуточная ось с набором шестерен;
• дополнительный вал заднего хода.

Чтобы на выходе из КПП получить необходимое число оборотов, к шестерне первичного вала подводится шестеренка промежуточной оси. Одновременно с шестерней вторичного вала входит в зацепление вторая шестеренка промежуточной оси. Поскольку они отличаются размером и числом зубьев (передаточными числами), количество оборотов на выходе из коробки понижается либо повышается. Если нужно перейти в другой скоростной режим, пара шестерен промежуточной оси меняется на другую путем ручного или автоматического переключения.

Движение назад обеспечивается за счет включения между промежуточным и вторичным валом дополнительной шестеренки. Тогда последний начинает вращаться в обратную сторону.

Трансмиссия полноприводных машин

Назначение трансмиссии автомобиля с колесной формулой 4 х 4 - передавать вращение от двигателя на 2 оси, для чего конструкцией предусмотрено введение дополнительного агрегата – раздаточной коробки. Она оснащена собственным межосевым дифференциалом и пониженным рядом скоростей, располагается после КПП и решает такие задачи:

• Распределение крутящего момента на все колеса в разных долях с учетом поворотов.
• Переход на режим повышенной тяги при пониженной скорости авто.
• Дает возможность ездить в тяжелых условиях и по бездорожью.

По принципу работы раздаточная коробка схожа с КПП, разница – в дифференциале, который можно заблокировать. Тогда при вывешивании одной оси будут крутиться оба колеса на другой, что повышает проходимость машины.

Такими узлами являются клавиатура и передатчик. Особенностью клавиатуры ЭТА являются модульность конструкции и отсутствие механических блокировок нажатия клавиши. Блок клавиатуры состоит из двух частей - механической и электронной. В ЭТА применяются клавишные переключатели (датчики нажатия) двух типов - контактные и бесконтактные. На рис. 4.11, а показан принцип действия одной из самых распространенных конструкций клавиши, работающей по контактному принципу. При нажатии на клавишу 1 она опускается. При этом постоянный магнит 2, закрепленный на клавише, проходя мимо геркона 3, вызывает его замыкание. На рис. 4.11,б показан принцип действия одного из бесконтактных клавишных переключателей. При нажатии на клавишу 1 подвижная обкладка конденсатора 2 приближается к неподвижной обкладке 3.

Рис. 4.12. Структурная схема БИС передатчика ЭТА

Емкость резко изменяется (увеличивается с 5 до 70 пФ), что фиксируется специальной схемой.

Для возврата клавиш в исходное положение имеется специальная пружина, не показанная на приведенных рисунках.

Схема управления клавиатурой в ЭТА работает по принципу временного сканирования состояния кодирующей матрицы, в узлы которой подсоединены клавишные переключатели клавиатуры.

Реализацию передатчика ЭТА аппаратным способом можно рассмотреть на примере (отечественного телеграфного аппарата - модель 80). Схема передатчика реализована в виде БИС и показана на рис. 4.12.

Кодовые комбинации параллельного кода от источника (клавиатуры, трансмиттера, автоответчика или ЗУ) поступают на входы буферного регистра БР (число входных цепей определяется используемым кодом). Запись каждой кодовой комбинации в БР осуществляется только при наличии импульса на входе (пусковой импульс). При этом на выходе БРС (выход, определяющий состояние БР - свободен или занят) появляется сигнал занятости (0). Далее записанная комбинация в момент, определяемый тактовой последовательностью С, переписывается через схему ввода в передающий регистр ПР, при этом на выходе ПРС (выход, определяющий состояние ПР - свободен или занят) появляется сигнал занятости (0), а на выходе БРС - сигнал свободен (1), что свидетельствует о готовности БР к записи новой комбинации. С помощью схемы выбора длины комбинации в соответствии с программой, записанной в регистре команд в ПР, формируются стартовая и стоповая посылки.

Рис. 4 13 Структурная схема БИС приемника ЭТА

Образованная таким образом кодовая комбинация последовательно, элемент за элементом, согласно тактовой частоте, соответствующей скорости телеграфирования, поступает на схему формирования проверочного элемента при кодировании с проверкой на четность (для пятиэлементного кода проверочный элемент не формируется). Далее кодовая комбинация через схему выхода поступает на выход БИС. После считывания первого стопового элемента комбинации на выходе ПРС появляется 1, сигнализирующая об освобождении ПР. При поступлении новой комбинации процесс повторяется. Следовательно, передатчик содержит две ступени накопителя - БР и ПР.

Сети с передачей от узла к узлу, напротив, состоят из большого количества соединенных пар машин. В сети подобного типа пакету, чтобы добраться до пункта назначения, необходимо пройти через ряд промежуточных машин. Часто при этом существует несколько возможных путей от источника до получателя, поэтому алгоритмы вычисления таких путей играют очень важную роль в сетях с передачей от узла к узлу. Обычно (хотя имеются и исключения) небольшие, географически локализованные в одном месте сети используют широковещательную передачу, тогда как в более крупных сетях применяется передача от узла к узлу. В последнем случае имеется один отправитель и один получатель, и такую систему иногда называют однонаправленной передачей .

Модемы:

1. предназначенные для работы:

только на выделенных линиях;

только на коммутируемых линиях,

на тех и других.

2. для линий :

Цифровых;

аналоговых.

3. В зависимости от поддерживаемого режима передачи данных :

поддерживающие только асинхронный режим работы;

поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы;

поддерживающие только синхронный режим работы.

4. По исполнению (эта характеристика определяет внешний вид, размеры и размещение мо­дема по отношению к компьютеру):

внутренний модем - вставляется в компьютер как плата расширения. Они, в-добавок, делятся на контроллерные (предназначенных для ISA интерфейса) и безконтроллерные (для PCI интерфейсов (позже-SOFT-модемы)).

настольный модем - имеет отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера.

модем в виде карточки - миниатюрен и подсоединяется к портативно­му компьютеру через специальный разъем (тот, кто видел сетевую карту для ноутбука поймет о чём идет речь).

портативный модем - схож с настольным модемом, но имеет умень­шенные размеры и автономное питание.

стоечные модемы - вставляются в специальную модемную стойку, повышающую удобство эксплуатации, когда число модемов пере­валивает за десяток.

5. По характеру применения:

Обычные - устройства, обычно применяемые конечным пользователем дома или в офисе. Эти модемы используют только телефонные каналы.

Среди обычных модемов можно выделить 3 вида:

устройства для обмена данными (просто модемы);

устройства для обмена данными и документами (факс-модемы);

устройства для обмена данными, документами и приёма голосовых сообщений (голосовые факс-модемы).

Профессиональные модемы - наиболее совершенные и скоростные устройства, преимущественно стоечного исполнения. Используются для интеграции локальных сетей, в модемных пулах, а также для удалённого доступа к ресурсам ЛВС.

6. По типу передающей среды :

модемы для 2-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, ADSL, SR, ER-модемы);

модемы для 4-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, HDSL, ISDN, SR, ER, MR-модемы);

модемы для оптоволоконных линий (FOM, FOM-T1/E1, FOM-T2/E2, FOM-T3/E3);

модемы для радиоканалов (радио-модем, сотовый модем);

кабельные модемы (используют коаксиальный кабель).

127 Каков состав сетевого программного обеспечения компьютерных сетей?

128 В чем состоят особенности сетевых ОС?

Примеры сетевых операционных систем: Novell NetWare; Microsoft Windows (95, NT и более поздние); Различные UNIX системы, такие как Solaris, FreeBSD; Различные GNU/Linux системы; IOS; ZyNOS компании ZyXEL.

Основное назначение. Главными задачами являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда деление:

Сетевые ОС для серверов;

Сетевые ОС для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (Пр.: Windows NT) и обычные ОС (Пр.: Windows XP), которым приданы сетевые функции. Сегодня практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функ

Структура сетевой операционной системы

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 1.1):

Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

129 Нарисуйте архитектуру вычислительной сети с выделенным сервером.

130 Каковы типовые архитектуры компьютерных сетей?

Различают следующие типы архитектуры компьютерных сетей:

Архитектура с выделенным сервером, содержащая клиентов и обслуживающая их серверы;

Одноранговая архитектура, в которой нет серверов и разделяются ресурсы независимых узлов;

Гибридная архитектура – архитектура клиент-сервер с одноранговыми разделяемыми ресурсами.

131 В чем заключается суть модели взаимодействия открытых систем?

Модель взаимодействия открытых систем.

Управление процессом передачи и обработки данных в сети, требует стандартизации следующих процедур:

Выделения и освобождения ресурсов компьютеров и системы телекоммуникации;

Установления и разъединения соединений;

Маршрутизации, согласования, преобразования и передачи данных;

Контроля правильности передачи;

Исправления ошибок и др.

Указанные задачи решаются с помощью системы протоколов и стандартов, определяющих процедуры взаимодействия элементов сети при установлении связи и передаче данных. Протокол - это набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети.

Необходимость стандартизации протоколов важна для понимания сетями друг друга при их взаимодействии.

Протоколы для сетей - то же самое, что язык для людей. Говоря на разных язы-ках, люди могут не понимать друг друга, - также и сети, использующие разные протоколы. От эффективности протоколов, их надежности, простоты зависит то, насколько эффективна и удобна вообще работа человека в сети.

Международной организацией по стандартизации (ISO) разработана система стандартных протоколов, получившая название модели взаимодействия открытых систем (OSI), часто называемая также эталонной семиуровневой логической моделью открытых систем.

Открытая система - система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.

Эта система протоколов базируется на разделении всех процедур взаимодействия на отдельные мелкие уровни, для каждого из которых легче создать стандартные алгоритмы их построения.

Модель OSI представляет собой самые общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов, она же служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования. В настоящее время модель взаимодействия открытых систем является наиболее популярной сетевой архитектурной моделью.

132 Какие существуют разновидности модели архитектуры «клиент-сервер»?

Для современных СУБД архитектура «клиент-сервер» стала фактически стандартом. Если предполагается, что проектируемая информация будет иметь архитектуру «клиент-сервер», то это означает, что прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный характер, т. е. часть функций приложений будет реализована в программе-клиенте, другая - в программе-сервере. Основной принцип технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы:

Функции ввода и отображения данных;

Прикладные функции, характерные для предметной области;

Фундаментальные функции хранения и управления ресурсами (базами данных);

Служебные функции.

Исходя из этого деления любое приложение может состоять из следующих компонентов:

Компонент представления (функции 1-й группы);

Прикладной компонент (функции 2-й группы);

Компонент доступа к информационным ресурсам (функции 3-ей группы и протокол их взаимодействия).

Различия определяются четырьмя факторами:

Какие виды программного обеспечения в логических компонентах;

Какие механизмы программного обеспечения используются для реализации функций трех групп;

Как логические компоненты распределяются компьютерами в сети;

Какие механизмы используются для связи компонент между собой.

133 В чем состоит сущность базовых топологий компьютерных сетей?

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети один относительно одного и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, в первую очередь, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно спрятана от пользователей не слишком важная, потому что каждый сеанс связи может выполняться по своему собственному пути. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. Существует три основные топология сети: 1. Сетевая топология шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем другим компьютерам; 2. Cетевая топология звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются другие периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи 3. Cетевая топология кольцо(ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего компьютера в цепочке, и эта цепочка замкнута в «кольцо» . Рис. 1. Сетевая топология «шина» Рис. 2. Сетевая топология «звезда» Рис. 3. Сетевая топология «кольцо» На практике нередко используют и комбинации базовой топологии, но большинство сетей ориентированные именно на этих три. Рассмотрим теперь коротко особенности перечисленной сетевой топологии.

Сетевой топологии:

· Топология «шина»

· Топология «Звезда»

· Топология «Кольцо»

134 Что такое сетевые протоколы глобальных сетей?

Протокол - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Естественно, все компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

Глобальные вычислительные сети - это компьютерные сети, которые объединяют территориальные, локальные сети и отдельные компьютеры, удаленные друг от друга на большие расстояния. К наиболее известной глобальной сети относится сеть Интернет (составная сеть IP). Глобальная сеть Интернет была создана в 1990 году на базе сети ARPANet. Для передачи данных в сети Интернет используется семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP

135 Какие существуют сервисы Интернета?

Многие автовладельцы задаются вопросом, как работает сцепление, из каких элементов оно состоит, и где находится. На большей части авто, узел установлен между двигателем и коробкой передач, а его назначение - кратковременное отсоединение мотора от КПП, для плавного начала движения и переключения скорости. Но обо всем подробнее.

Как устроено сцепление?

Сцепление состоит из нескольких комплектующих:

• Вилка отключения. Задача детали заключается в разжимании дисков, после нажатия на педаль сцепления.
• Маховик - узел, на который передается момент вращения двигателя. Именно к нему подключена корзина, отличающаяся высокой стойкостью к нагрузке.
• Диски сцепления (ведомый и нажимной, или выжимной). Эти детали тесно взаимодействуют друг с другом. Диски могут расходиться или соприкасаться, в зависимости от позиции педали.
• Первичный вал «коробки» - узел, который получает момент вращения, через сцепление от двигателя автомобиля.

Назначение сцепления

Известно, что коленчатый вал мотора крутится постоянно, а колеса машины - нет. Нажатие на педаль сцепления позволяет перейти на «нейтралку», то есть разъединить двигатель и колеса. В результате, при каждой остановке транспортного средства, не нужно совершать лишних действий и глушить двигатель. В дальнейшем, сцепление работает по обратному принципу, то есть совмещает коробку передач и двигатель, постепенно приближая валы, и обеспечивая плавное начало движения.

«Сухое» сцепление

Схема сцепления различных видов авто, как правило, идентична и состоит из нескольких элементов - картера, подшипника отключения, опорной втулки вала вилки выключателя, самой вилки отключения и нажимной пружины. Также, в составе сцепления, имеется ведомый и нажимной диски, маховик, кожух, первичный вал КПП, тросик, педаль и муфта подшипника отключения. Кроме того, неизменными элементами «сухого» сцепления считается пластина, для объединения кожуха с нажимным диском, демпферная пружина, а также ступица ведомого диска.

Несмотря на общие черты в конструкции, у «сухого» узла имеется ряд особенностей. Так, некоторые производители ставят на машины разные типы сцеплений. Наиболее популярный вариант - фрикционный механизм. Его особенность в том, что передача момента вращения производится, с помощью силы трения, которая действует на ведомый и ведущий элемент конструкции. Происходит непосредственная передача усилий, между коробкой передач и двигателем автомобиля. Этот тип сцепления называется «сухим» и, как правило, монтируется на автомобили с полным приводом.

«Мокрое» сцепление

В автомобильной отрасли применяется еще один тип механизма, который называется «мокрое» сцепление. Главное отличие - присутствие между дисками смазывающей жидкости (гидротрансформаторного масла). Кроме того, в таком узле, нет жесткого сцепления между двумя типами дисков (ведущим и ведомым).

К преимуществам этого вида сцепления можно отнести большую надежность, а также защиту мотора от перегрева. Из недостатков - высокая цена, поэтому, на большей части машин, такая система не применяется.

Функции

Чтобы разобраться, как работает сцепление, важно понять его функциональную нагрузку. Как отмечалось выше, главным назначением узла является обеспечение плавного начала движения, после остановки машины. Если двигатель и КПП будут иметь жесткую связь, то после включения передачи, автомобиль дернется вперед, из-за чрезмерной мощности, передаваемой на КПП. Ошибки в применении сцепления приводят к повреждению деталей, а также к частой остановке мотора, в момент начала движения.

Сцепление работает так, чтобы обеспечить плавное увеличение момента вращения. Благодаря скольжению двух дисков (ведомого и ведущего) усилие возрастает постепенно, что гарантирует плавность и мягкость старта автомобиля.

Вторая функция сцепления - изолирование мотора от КПП, для легкого переключения скоростей, во время движения машины. В чем суть? В процессе поездки, водитель вынужден, время от времени, переходить на более низкую или высокую передачу. Включение сцепления и изолирование трансмиссии от двигателя позволяет безболезненно решить эту задачу. В ином случае, для переключения скорости, пришлось бы потратить больше усилий, с последующим износом КПП и других узлов.

Практика показала, что принудительное переключение передач (без включения сцепления) приводит к росту нагрузки на зубья шестеренок. Задача механизма сцепления - свести к минимуму эту нагрузку и упростить процесс перехода, между различными скоростями. Благодаря работе сцепления, ресурс трансмиссии значительно возрастает и снижается периодичность ее ремонта. Это важно, ведь стоимость некоторых деталей КПП очень высока.

Стоит отметить, что сцепление работает в роли гасителя нагрузок, при резком (экстренном) срабатывании тормоза. Это необходимо, когда авто резко снижает скорость, а частота вращения колес уменьшается к минимуму. Если своевременно не разделить трансмиссию и двигатель, то частота вращения сохраняется, и высок риск повреждения деталей КПП. Что касается самой защиты, в ее основе лежит работа ведомого и ведущего дисков, которые взаимодействуют между собой, с эффектом проскальзывания. Благодаря этой особенности, момент вращения максимально стабилизируется.

Принцип действия

Теперь рассмотрим, как работает сцепление. Принцип действия механизма построен на трении группы дисков, а также плотном сжатии поверхностей корзины и маховика.

Когда трансмиссия находится в рабочем состоянии, то, на диск корзины, действует выжимная пружина. Благодаря ее усилию, обеспечивается плотное прилегание диска к сцеплению и маховику. В этот момент, первичный вал входит в муфту шлицевого типа и получает момент вращения от диска сцепления.

Человек за рулем жмет на педаль и активирует выжимной подшипник, который давит на пружину. В результате, поверхность пружины отходит от диска сцепления, а первичный вал трансмиссии останавливается.

Особенности работы сцепления на АКПП

Стоит отметить, что на машинах с обычной автоматической коробкой передач механизм сцепления не предусмотрен. В свою очередь, на КПП роботизированного и кулачкового типа он присутствует. Интересно, но в кулачковых коробках-автомат сцепление необходимо только в начале движения, после чего оно не применяется.

На многих АКПП установлен многодисковый тип сцепления «мокрого» типа. Особенность механизмов в том, что срабатывание происходит не путем нажатия педали (как в автомобилях с МКПП), а посредством сервопривода или актуатора. Сегодня существует насколько видов таких устройств:

• Гидравлический. Этот вид сервопривода имеет вид гидравлического цилиндра, приводимого в действие специальным гидрораспределителем.
• Электрический. Здесь сервопривод выполнен в виде шагового двигателя, находящегося под управлением ЭБУ.

На авто с роботизированными коробками, применяются оба сцепления, которые работают по очереди. При срабатывании первого, для автоматического перевода скорости - второе ждет приказа, для выжима следующего механизма.

Как продлить ресурс сцепления

Работники СТО в один голос уверяют, что сцепление - наиболее износостойкий элемент, среди всех узлов машины. Если узел сделан качественно, то его ресурс достигает 200 тысяч километров и больше. Но срок службы механизма зависит не только от качества, но и от водителя, который должен знать и соблюдать определенные правила эксплуатации.

Для начала, научитесь правильно давить на педаль сцепления. Помните, что, при нажатии на рычаг, происходит включение механизма, а пружина нажимного диска создает усилие, для подвода ведомого устройства к маховику. В результате, детали плавно притираются друг с другом. Благодаря этому, диск проще проскальзывает, по отношению к маховику. При этом, последний также будет крутиться.

Теперь дайте время сцеплению, и дождитесь выравнивания оборотов. Решение этой задачи производится, путем удержания педали, в средней части свободного хода, в течение 2-3 секунд. Этого достаточно, чтобы число оборотов маховика выровнялось, со скоростью вращения диска. При этом, машина постепенно набирает ход.

Именно так сцепление работает. Но что дальше? Когда оба диска (ведомый и нажимной), а также маховик, начинают самостоятельно крутиться, без проскальзывания и с идентичной скоростью, то передача момента вращения достигает пикового значения. В этом случае, повторно отделять трансмиссию от мотора не нужно. Единственным исключением является экстренное торможение автомобиля.

Как только машина начала движение, а спидометр показывает скорость от 10 км/час и более, педаль можно отпускать. Теперь необходимо, аналогичным образом, переключиться на более высокую скорость, путем перевода селектора, вплоть до пятой скорости (если это разрешено ПДД).

Учтите важный момент . Если, в момент начала движения автомобиля, резко сбросить сцепление, то авто будет ехать рывками, а через несколько секунд, мотор и вовсе заглохнет. Причина в том, что, при резком совмещении дисков, происходит передача момента вращения от мотора - на КПП. В результате, возрастает нагрузка на шестеренки, а ресурс узлов трансмиссии снижается.

Так что, в момент начала движения, бросать педаль сцепления запрещено - ее необходимо опускать максимально плавно. Только после достижения высокой скорости, и переключении от 3-й передачи и выше, допускается «бросание» рычага.

Как избежать «сжигания» устройства

Среди автовладельцев бытует заблуждение, что продолжительное давление на педаль приводит к стабильной работе узла, а сам автомобиль ничуть от этого не страдает. Это не так. При остановке на красный свет светофора, или просто на перекрестке, лучше сразу перейти на нейтральную скорость. Если в течение 30-40 секунд, держать педаль сцепления выжатой, то это приведет к «сжиганию» механизма, уже через 1-2 дня такой эксплуатации.

Если водитель знает, как работает сцепление, и правильно использует его возможности, то диск и корзина служат от 100 000 км и более (это относится к зарубежным автомобилям). Главная сложность для автовладельца - понять, когда можно давить на педаль, а когда ее нужно отпустить. Если продолжительность остановки превышает 5-6 секунд, включите нейтральную скорость. По возможности, сделайте это заблаговременно, к примеру, за 200-300 метров до подъезда к перекрестку. Инерции автомобиля хватит, чтобы доехать до перекрестка накатом. К слову, благодаря этому, можно сэкономить горючее.

Вывод простой. Долго держать педаль сцепления выжатой - плохо, но и сразу бросать ее не нужно. И в первом, и во втором случае, страдает техническое состояние машины.

Теперь вы разобрались, как работает сцепление, знаете особенности взаимодействия его элементов и нюансы конструкции. Помните, что этот узел важен для автомобиля и его механизмов - КПП и двигателя. Так что, следуйте правилам эксплуатации и берегите корзину от «сжигания».

Видео: Как работает однодисковое сухое сцепление

Видео: Принцип работы сцепления

Если видео не показывает, обновите страницу или

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

• первый – ведущий;
• второй – промежуточный;
• третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

Работает синхронизатор таким способом. Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Работа синхронизаторов

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

• простое в конструкционном плане решение;
• обеспечение четкости переключения;
• более долговечная конструкция для эксплуатации.

• нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
• не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

• напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
• на рулевой колонке;
• в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

• комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
• вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
• обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

• меньшая долговечность;
• со временем могут появляться люфты;
• требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
• четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства :

• конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
• в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
• не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
• среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
• простота и инженерная отработанность конструкции;
• высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
• не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
• водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т.д.;
• авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
• есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки :

• для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
• необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
• неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
• невысокий ресурс узла сцепления;
• у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.