Содержание
Введение
1.Виды коробок передач
2.Устройство трехвальной механической коробкапередач
3.Устройство двухвальной механическойкоробки передач
4.Рекомендации по эксплуатации МКПП
Заключение
Список использованных источников
Введение
Независимо от модели автомобиля, для того, чтобы онработал, необходимо иметь сцепление и трансмиссию. Сцепление позволяетэффективно передавать вращение от вала двигателя и отсоединять его оттрансмиссии (и в свою очередь, от ведущих колес) и поэтому автомашина можетспокойно стоять без движения во время остановки. Задача трансмиссии заключаетсяв том, чтобы обеспечить широкий передаточный диапазон коробки скоростей дляобеспечения обычного диапазона скоростей во время движения.
Коробка передач– механизм, передающий крутящий моментот двигателя к колесам, в результате чего автомобиль приводится в движение.Современные технологии в автомобилестроении позволяют выбирать между четырьмявидами КПП – механической, автоматической, роботизированной и вариаторной.
Основноепредназначение коробки переключения передач — изменение крутящего моментапо величине и направлению и передача его от двигателя к ведущим колесам. Иначеговоря, с помощью коробки передач при постоянной мощности двигателяосуществляется изменение силы тяги на ведущих колесах автомобиля. Кроме того,коробка передач позволяет включить движение задним ходом, а также нанеограниченное время (в отличие от сцепления) разъединять двигатель и ведущиеколеса автомобиля.
Механическаякоробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самымраспространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Своеназвание коробка получила от механического (ручного) способа переключенияпередач. Все вышесказанное обусловило актуальность данной темя курсовой работы.
1.Виды коробок передач
Самая первая коробка, появившаяся на свет, быламеханической. Главное ее достоинство – высокий КПД и легкий вес.Автомобили с «механикой» разгоняются динамичнее и потребляют меньше топлива. Механическаякоробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в нейизменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется паравзаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение сопределенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточноечисло.
Передаточным числом называется отношение числа зубьевведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробкипередач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшеепередаточное число, высшая ступень – наименьшее.
Скорость автомобиля при движении на передаче сзаданным передаточным числом i определяется по формуле:
/>,
где: Va — скорость автомобиля; N — число оборотовдвигателя; />—радиус качения колеса; S — путь, пройденный автомобилем; nk — число оборотовколеса на определённом отрезке пути; i0 — передаточное число главной передачи.
В зависимости от числа ступеней различают следующиеконструкции:
· четырехступенчатая коробкапередач;
· пятиступенчатая коробка передач;
· шестиступенчатая коробка передач;
· и выше.
Наибольшее распространение на современных автомобиляхполучила пятиступенчатая коробка передач.
Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделитькоробки двух основных видов:
· трехвальная коробка передач;
· двухвальная коробка передач.
Существуют синхронизированные и несинхронизированныемеханические коробки передач.
В несинхронизированной МКПП включение передачосуществляется полностью водителем вручную. Так как при переключении передачискорость шестерён различна, муфта переключения не может просто перейти с однойиз них на другую. Поэтому водителю приходится ждать момента, когда окружныескорости шестерён сравняются. Для этого служит способ, называемый «двойнымвыжимом»: для переключения между низшей и высшей передачей сначала нажимаютпедаль сцепления, выключают передачу, отпускают сцепление, затем снова нажимаютна его педаль и включают нужную передачу. При переключении с высшей передачи нанизшую применяют «двойной выжим с перегазовкой» — тот же процесс, но когдакоробка находится в нейтрали производят «перегазовку» — нажимают на педальакселератора. Все эти меры нужны для грубого выравнивания окружных скоростейшестерён и облегчения переключения передач.
В синхронизированной МКПП, включение всех передач (илинекоторых) в определённом смысле частично автоматизировано. Специальныеустройства — синхронизаторы — не дают включающей муфте перейти с одной шестернина другую, пока их скорость не выравняется (что также выполняетсясинхронизатором). У большинства современных легковых автомобилейсинхронизированы все имеющиеся передачи, иногда — все передачи переднего хода. Убольшинства отечественных автомобилей передача заднего хода не имеетсинхронизатора.
В крупных городах, отягощенных пробками, автомобилистывсе чаще отдают предпочтение автоматическим коробкам передач. Помимо простотыиспользования в плюсы «автомата» можно добавить увеличение срока работынекоторых запчастей и плавность хода во время переключения, отсутствиеоткатывания во время трогания с места. Такая коробка переключения передач имеетнизкий КПД. Заменой сцепления в АКПП является гидротрансформатор, который можетработать неэффективно, в таком случае резко увеличивается расход топлива иухудшается динамика разгона.
Роботизированная коробка передач представляет собойнечто среднее между МКПП и АКПП: от первой она унаследовала механизмустройства, а от второй – простоту использования. Принцип работы такойкоробки состоит в выжимании сцепления сервоприводами по команде электроники,вследствие чего переключается передача. Автомату она уступает в четкостипереключений, поэтому роботов обычно ставят на недорогие модели. За исключениемэлитных суперкаров, в которых электроника настроена на таком уровне, чтопередачи переключаются не хуже, чем на МКПП, совершенно без усилий со стороныводителя.
Четвертый вид трансмиссии – вариатор, главная егоособенность – отсутствие передач. Передаточное число в ней меняется безступеней. Таким образом, работа мотора постоянно происходит в оптимальномрежиме. Благодаря вариаторной КПП снижается расход топлива. Вариаторные коробкипередач пока не очень распространены в автопромышленности – каждыйпроизводитель придумывает собственный способ адаптации вариатора к машине.Основным минусом вариатора является его несовместимость с многолитражнымимоторами. Еще одна проблема бесступенчатой коробки – меньшая экономичность идинамика разгона по сравнению с механической коробкой. По виду вариаторнаякоробка похожа на автоматическую – управление трансмиссией происходит также спомощью рычага, где выбирается необходимый режим езды.
2.Устройство трехвальной механической коробка передач
Трехвальная коробка передач устанавливается, какправило, на заднеприводные автомобили.
Трехвальная коробка передач имеет следующее устройство(рис.1):
· ведущий (первичный) вал;
· шестерня ведущего вала;
· промежуточный вал;
· блок шестерен промежуточного вала;
· ведомый (вторичный) вал;
· блок шестерен ведомого вала;
· муфты синхронизаторов;
· механизм переключения передач;
· картер (корпус) коробки передач.
Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. Навалу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущеговала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жесткомзацеплении.
Промежуточный вал расположен параллельно первичномувалу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жесткомзацеплении.
Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим.Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, вкоторый входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления свалом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного иведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянномзацеплении.
Между шестернями ведомого вала располагаются муфтысинронизаторов (обиходное название синхронизаторы). Работа синхронизаторовоснована на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомоговала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Муфты имеют жесткоезацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направленииза счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которыемогут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестеренведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаютсяна всех передачах.
Механизм переключения трехвальной коробки передачобычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно онсостоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращенияодновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством.Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.
Картер коробки передач служит для размещенияконструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картеризготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.
Принцип работы трехвальной механической коробкипередач. При нейтральном положении рычага управления крутящий момент отдвигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления,соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечиваетсинхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. Послеэтого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни иобеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передачосуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса сзаданным передаточным числом.
Движение задним ходом обеспечивается соответствующейпередачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счетпромежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.
3.Устройство двухвальной механической коробки передач
Двухвальная механическая коробка передач применяетсяна переднеприводных легковых автомобилях.
Двухвальная коробка передач имеет следующее устройство(рис.2):
· ведущий (первичный) вал;
· блок шестерен ведущего вала;
· ведомый (вторичный) вал;
· блок шестерен ведомого вала;
· муфты синхронизаторов;
· главная передача;
· дифференциал;
· механизм переключения передач;
· картер коробки передач.
Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке,обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.
Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал сблоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении сшестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жесткозакреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установленымуфты синхронизаторов.
С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числаступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого валаустанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жесткозакреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с однойведомой шестерней — по сути три главных передачи.
Главная передача и дифференциал передают крутящиймомент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциалпри необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.
Механизм переключения передач двухвальной коробки, какправило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки.Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг илитросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чащеиспользуется в механизмах переключения.
Механизм переключения передач двухвальной коробкиимеет следующее устройство: рычаг управления; трос выбора передач; рычаг выборапередач; трос включения передач; рычаг включения передач; центральный штокпереключения передач с вилками; блокирующее устройство.
Под выбором передачи понимается поперечное движениерычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), подвключением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретнойпередаче).
Основное отличие заключается в особенностях работымеханизма переключения передач.
Движение рычага управления при включении конкретнойпередачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычагауправления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействуетна рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокругоси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.
При дальнейшем продольном движении рычага усилиепередается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач.Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующаявилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокированиешестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущиеколеса.
4.Рекомендации по эксплуатации МКПП
Как правило, коробка передач ― довольнонадежный агрегат, исправно работающий на протяжении всего срока эксплуатацииавтомобиля. Достаточно лишь следить за уровнем масла и при необходимости подливатьего либо менять.
В процессе эксплуатации автомобиля следует правильнопользоваться коробкой передач во избежание поломок и преждевременного износа.
1. Стараться двигаться преимущественно на прямойпередаче, при техническом наличии её на автомобиле, так как при этом путькрутящего момента получается наиболее коротким, и в его передаче незадействованы лишние шестерни (момент передают только первичный и вторичныйвалы, которые на прямой передаче соединяются в одно целое; при этом шестернипромежуточного вала, естественно, продолжают вращаться, но крутящего момента непередают), что увеличивает КПД трансмиссии и уменьшает износ;
2. Переключение передач производить согласноприведённым в инструкции к автомобилю значениям максимальной и минимальнойскорости на каждой передаче;
3. Включение задней передачи при движении автомобилявперёд, даже на небольшой скорости, категорически недопустимо.
4. Не следует допускать длительной езды на скоростивыше 20 км/ч с выжатым сцеплением, особенно на заднеприводных автомобилях, гдеэто может привести к быстрому износу выжимного подшипника сцепления; нажиматьпедаль сцепления следует резко, а отпускать — плавно, но не допускаяпробуксовки и не трогая акселератор, что значительно ускоряет износ;
5. Недопустимо на скользкой дороге двигаться свыключенным сцеплением или коробкой передач на нейтральной передаче;
6. Следует применять приём торможения двигателем —совместно с торможением автомобиля производится поочередное переключениепередач с высшей ступени на низшую. При этом происходит более эффективнаяостановка автомобиля тормозом и двигателем.
7. Недопустимо переключать передачи в поворотах, таккак это может привести к заносу; до начала поворота следует перейти на низшуюпередачу, а по мере его прохождения — слегка нажать на педаль акселератора.
8. Для облегчения работы синхронизаторов, следует:
При переходе с низшей передачи на более высокую —переключение производить в два приёма, с некоторой паузой в нейтрали;
При переходе с высшей передачи на более низкую,переключение производить в один приём.
9. После использования наката при движении под уклон,в конце его необходимо делать «перегазовку» во избежание преждевременногоизноса сцепления и коробки переключения передач. Это нужно для того, чтобыуравнять обороты вращения колес с оборотами вращения коленчатого валадвигателя, который в это время работает на холостом ходу. Надо выжать педальсцепления, довести газом обороты двигателя до предполагаемых для комбинациитекущей скорости и предполагаемой передачи и включить эту повышенную передачу.К примеру после съезда с горки накатом скорость автомобиля 60 км/ч; нужноприкинуть, какая передача лучше всего подойдет для этой скорости, к примеру 4-япередача, а затем — какие обороты разовьет двигатель на 4-й передаче наскорости 60 км/ч (примерно 2000 об/мин), и «перегазовать» двигатель до этихоборотов (опытный водитель делает это «на глазок» на уровне автоматизма).
10. Необходимо постоянно проверять уровень масла вкартере МКПП и своевременно производить его замену, так как при длительнойработе в КПП масло превращается в абразив за счёт повышения содержания частичекметалла, неизбежно отделяющихся от шестерён в процессе их естественного износа,что в свою очередь значительно ускоряет износ.
Заключение
Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующиевыводы о преимуществах и недостатках механической коробки передач.
Преимущества:
1. Небольшие цена и масса.
2. Высокий КПД.
3. Не требует отдельной системыохлаждения.
4. Высокая топливная экономичность идинамика разгона.
5. Относительная простота иотработанность конструкции.
6. Достаточно высокая надёжность.
7. Шире набор специальных техниквождения для водителя.
8. Автомобиль с МКПП легко пускается«с толкача», может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.
9. МКПП допускает полное разобщениедвигателя и трансмиссии.
Недостатки:
1. Утомляющее некоторых водителейпереключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках.
2. Необходимость наличияспецифического навыка для достижения плавного переключения передач без рывков.
3. Переключение передач сопряжено современным разобщением двигателя и трансмиссии, что увеличивает времяпереключения.
4. Как и у любой ступенчатой КПП,невозможно плавное изменение передаточного отношения при разумном количествеступеней.
5. Малый ресурс сцепления.
Поэтому на спортивных автомобилях и автомобилях соспортивным имиджем почти всегда устанавливаются МКПП. Грузовые автомобили и«жёсткие» внедорожники также, как правило, имеют механические коробки передач.
Списокиспользованных источников
1.Зеленин С.Ф., Молоков В.А. Устройство автомобиля. – М:РусьАвтокнига, 2005. — 80 с.
2.Кленников, В. М., Ильин, Н. М., Буралев, Ю. В.Автомобиль категории «В»: Учебник для ПТУ. — 3-е, перераб. и доп… — М.:Транспорт, 1984. — 320 с.
3.Коллектив авторов НИИАТ под ред. Лапшина, В.И. КраткийАвтомобильный Справочник НИИАТ. — 10-е изд. — М.: Транспорт, 1983. —220 с.
4.Передерий В.П. Устройство автомобиля. — М.: ФОРУМ,2008. — 288 с.
5.Шестопалов, К. С. Легковой автомобиль: Учеб. пособиедля подготовки водителей ТС категории «В». — 2-е, испр. и доп… — М.:Издательство ДОСААФ, 1980. — 240 с.
6.Яковлев В.Ф. Учебник по устройству легковогоавтомобиля. Учебная литература. – М.: ИД Третий Рим, 2010. — 80 с.
7.Школа Володина.
8.URL: volodin-school.narod.ru/mech_auto.html
9.http://www.avtotut.ru/repair/equipment/KPP/
10.http://systemsauto.ru/box/mkpp.html
11.http://www.autosecret.net/avtosecret/469-avtomat-mehanika
12.Материалы из Википедии — свободной энциклопедии.