Участник:Участник 11926/Черновик

ЧЕРНОВИК

Работа 5-ступенчатой (+5;–1) МКП трёхвальной механической схемы на шестернях постоянного зацепления с включением передач блокировочными муфтами. Передаточное отношение каждой передачи кроме прямой (4-я в данном случае) формируется двумя парами зацепления.
Работа 4-ступенчатой (+4) МКП трёхвальной механической схемы на шестернях постоянного зацепления с включением передач блокировочными муфтами. Данная МКП является двухходовой по числу подвижных штоков включения передач.
Работа 3-ступенчтой (+3;–1) МКП трёхвальной механической схемы на скользящих шестернях. Прямая передача (3-я в данном случае) включается блокировочной муфтой.]

Принцип работы механической КПП сводится к кинематическому соединению на различных ступенях входного и выходного валов различными комбинациями шестерен с разными передаточными числами.

Любая коробка передач представляет собой набор расположенных в едином корпусе (называемом картером) параллельных валов с расположенными на них шестернями.

В трёхвальной коробке передач имеются первичный, вторичный и промежуточный валы.

• Первичный (ведущий) вал через сцепление соединяется с маховиком двигателя.
• Вторичный (ведомый) вал жёстко соединён с карданным валом.
• Промежуточный вал служит для передачи вращения от первичного вала вторичному.

Первичный и вторичный валы расположены последовательно, вторичный опирается при этом на подшипник, установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен под первичным и вторичным валами параллельно им, нередко со смещением вбок. На валах находятся блоки шестерён. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми.

На первичном валу находится ведущая шестерня, приводящая промежуточный вал в движение. На промежуточном валу расположен блок промежуточных шестерён, шестерни которого как правило жестко соединены с промежуточным валом и часто изготавливаются как единое целое с ним. На вторичном валу расположены ведомые шестерни, которые могут либо находиться на продольных шлицах вала и свободно перемещаться по ним в продольном направлении (скользящие шестерни), либо свободно вращаться на нём (шестерни постоянного зацепления), в этом случае их продольное перемещение исключено, а передача включается путём присоединения шестерни к валу скользящей на его шлицах муфтой включения передач, часто снабженной механизмом, выравнивающим угловые скорости вала и шестерни — синхронизатором. В несинхронизированных КП спортивных автомобилей или спецтехники для этой же цели часто используются кулачковые муфты.

В двухвальной коробке передач имеются только первичный (ведущий) и вторичный (ведомый) валы, а крутящий момент передаётся непосредственно с шестерён первичного вала на шестерни вторичного. Скользящие шестерни и/или шестерни постоянного зацепления со скользящими муфтами включения (зубчатыми либо кулачковыми) могут располагаться как на первичном, так и на вторичном валу.

Изредка для передачи вращения с первичного или промежуточного вала на вторичный вместо пар шестерён могли использоваться многорядные бесшумные зубчатые цепи Морзе или Рейнольда, что особенно широко практиковалось на дорогих автомобилях до повсеместного введения малошумных косозубых шестерён постоянного зацепления. При этом одна из звёздочек цепного привода выполнялась как единое целое с валом, а связанная с ней цепью вторая (обычно — расположенная на вторичном валу) могла быть зафиксирована на своём валу при помощи зубчатой либо кулачковой муфты, при этом цепь начинала передавать крутящий момент.

Между шестернями ведомого вала расположены муфты включения передач (или шлицевые муфты). В отличие от шестерен, они закреплены на валу и вращаются вместе с ним, но могут двигаться вдоль его оси (вперёд-назад).

По числу муфт включения (или скользящих шестерён, если они использованы в конструкции вместо муфт) разделяют коробки передач двухходовые, трёхходовые, и так далее. Так, у трёхходовой коробки передач имеются три муфты включения, каждая из которых может блокировать на валу по две шестерни, соответствующие определённой передаче — то есть, у трёхходовой коробки передач может быть от 4 до 5 передач переднего хода (плюс задний ход). Четырёхходовая коробка может иметь 6, 7 (плюс задний ход) или 8 передач (без заднего хода) — последний вариант обычно применяется в сельхозтехнике, где задний ход обеспечивается отдельным реверс-редуктором.

На сторонах шестерён вторичного вала, обращённых к муфтам включения передач, имеются зубчатые венцы. Такой же венец имеет задний торец ведущего вала. Ответные зубчатые венцы находятся на муфтах включения.

При движении рычага переключения передач, при помощи специального привода через ползуны приводятся в движение вилки переключения передач, которые могут перемещать муфты включения в продольном направлении. Специальный блокирующий механизм (замок) при этом не допускает одновременного включения двух передач. Замок фиксирует два ползуна в нейтральном положении при движении третьего (в трехходовой КП), что исключает одновременное включение двух передач.

Когда муфта включения движется в направлении шестерни нужной передачи, их зубчатые венцы встречаются, и муфта включения, которая вращается вместе с валом, соединяется с шестернёй передачи, блокируя её. После этого они вращаются вместе, и коробка передач начинает передавать вращение от двигателя на главную передачу через карданный вал.

Для безударного включения передач в КП используются синхронизаторы, уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются. Так как этот процесс занимает время порядка миллисекунд, без применения специальных приборов обнаружить сопротивление синхронизатора перемещению муфты при переключении передач невозможно — водитель его просто не успевает ощутить (см. также раздел «Синхронизированные и несинхронизированные МКП»).

Ниже схематично рассмотрена работа трёхвальной, трёхходовой четырёхступенчатой МКП заднеприводного легкового автомобиля, с шестернями постоянного зацепления и синхронизаторами на передачах переднего хода и скользящей шестернёй заднего хода. 1, 2, 3, 4, R — шестерни соответствующих передач, неподвижно закреплённые на промежуточном валу.

Цвета:

• Ведущий (первичный) вал — оранжевый
• Ведомый (вторичный) вал — жёлтый
• Промежуточный вал — серый
• Вал заднего хода и соответствующий ползун — зелёный
• Ползун включения III—IV передач — фиолетовый
• Ползун включения I—II передач — голубой

Нейтраль (N)
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
Задний ход (R)

• 
  НЕЙТРАЛЬ
  Ни одна из муфт не зацеплена ни с одной шестернёй, первичный и промежуточные валы вращаются, вторичный в покое
• 
  ПЕРВАЯ ПЕРЕДАЧА
  Муфта первой-второй передач блокирует шестерню первой передачи на вторичном валу. Мощность передаётся через две пары зацепления: единственной шестернёй первичного вала на ведущую шестерню промежуточного, и с шестерни первой передачи промежуточного вала на ведомую шестерню первой передачи вторичного вала.
• 
  ВТОРАЯ ПЕРЕДАЧА
  Муфта первой-второй передач блокирует шестерню второй передачи на вторичном валу. Мощность передаётся через две пары зацепления: единственной шестернёй первичного вала на ведущую шестерню промежуточного, и с шестерни второй передачи промежуточного вала на ведомую шестерню второй передачи вторичного вала.
• 
  ТРЕТЬЯ ПЕРЕДАЧА
  Муфта третьей-четвёртой передач блокирует шестерню третьей передачи на вторичном валу. Мощность передаётся через две пары зацепления: единственной шестернёй первичного вала на ведущую шестерню промежуточного, и с шестерни третьей передачи промежуточного вала на ведомую шестерню третьей передачи вторичного вала.
• 
  ЧЕТВЁРТАЯ ПЕРЕДАЧА
  Муфта третьей-четвёртой передачи блокирует торцы первичного и вторичного валов. Включена так называемая «прямая» передача. Мощность передаётся напрямую с первичного вала на вторичный, промежуточный вал в работе не участвует.
• 
  ЗАДНИЙ ХОД
  Муфты первой-второй и третьей-четвёртой передач находятся в нейтральном положении. Скользящая промежуточная шестерня заднего хода вводится в одновременное зацепление с ведущей и ведомой шестернями заднего хода. Мощность передаётся две пары зацепления: единственной шестернёй первичного вала на ведущую шестерню промежуточного, и с шестерни заднего хода промежуточного вала на ведомую шестерню заднего хода вторичного вала.