Механічна коробка перемикання передач

Необхідність у наявності коробки передач є одним із головних недоліків двигуна внутрішнього згоряння. Діапазон швидкостей обертання ДВЗ у більшості випадків (зазвичай від 500 до кількох тисяч об/хв) не збігається зі швидкостями обертання коліс автомобіля (зазвичай від 0 до 1800 об/хв). Інша особливість ДВЗ у тому, що максимальні значення крутного моменту досягаються у порівняно невеликому інтервалі, розташованому приблизно посередині між максимальними і мінімальними оборотами. Максимальна ж потужність розвивається на максимальних обертах[1]. Крім цього, коробка передач забезпечує рух автомобіля заднім ходом[1] і дає змогу на тривалий час роз'єднувати двигун і ведучі колеса, що потрібно, коли двигун працює на холостому ходу під час руху автомобіля або на стоянці[2].

Коротко, принцип роботи механічної КПП традиційного типу полягає в тому, що зубчасті шестерні в її корпусі можуть по черзі зачіплятися в різних комбінаціях, утворюючи декілька передач з різним передавальним числом.

Механічна коробка перемикання передач зазвичай працює в парі зі зчепленням. Воно служить для тимчасового роз’єднання двигуна і трансмісії. Це необхідно для перемикання передачі, оскільки коли двигун і вали КПП не роз’єднані і двигун працює, через коробку передач проходить великий обертальний момент, і перемикати передачі неможливо. У минулому існували МКПП, що працюють у парі з гідромуфтою або гідротрансформатором, проте незважаючи на великі переваги, в наш час^[коли?] не використовуються[2].

Будь-яка коробка передач традиційного типу є набором розташованих в єдиному корпусі (картері) паралельних осей (валів) з розташованими на них шестернями.

Далі розглядається тривальна коробка передач задньопривідного автомобіля класичного компонування з синхронізаторами і шестернями постійного зачеплення на передачах переднього ходу і несинхронізованою ковзною шестернею заднього ходу.

У таких механічних КПП присутні три вали: первинний, вторинний, проміжний.

• Первинний (ведучий) вал через зчеплення з’єднується з маховиком двигуна.
• Вторинний (підпорядкований) вал жорстко з’єднаний з карданним валом, або в тренсекслах — безпосередньо з головною передачею.
• Проміжний вал служить для передачі обертання від первинного валу до вторинного.

Зазвичай, первинний і вторинний вали розташовані один за іншим, вторинний спирається при цьому на підшипник, встановлений у хвостовику первинного. Жорсткого зв’язку вони не мають і обертаються незалежно один від одного. Проміжний вал розташований зазвичай під первинним і вторинним. На валах знаходяться блоки шестерень. Щоб зменшити гучність роботи, шестірні зазвичай роблять косозубими.

На первинному валу знаходиться одна шестерня, жорстко на ньому закріплена, і служить для передачі обертання проміжному валу. На вторинному валу розташований блок шестерень, шестірні якого вільно обертаються на валу, але конструктивно їх поздовжнє переміщення виключено. Для включення передачі, вони можуть блокуватися на валу, починаючи обертатися разом з ним.

Напроти кожної шестірні ведучого і веденого валів розташовані жорстко закріплені на своєму валу шестерні проміжного валу, які перебувають з розташованими навпроти шестернями ведучого і веденого вала в постійному зачепленні (Тобто всі шестерні в коробці передач завжди обертаються при русі авто вперед). Оскільки єдина шестерня первинного валу також жорстко закріплена на своєму валу, обертання з первинного вала на проміжний передається завжди. Включення ж потрібної передачі відбувається за рахунок залучення потрібної шестірні, розташованої на вторинному валу.

Саме вибір потрібної шестірні на вторинному валу і введення її в зачеплення з цим валом і є, по суті, вибором потрібної передачі[2].

Між шестернями веденого вала розташовані муфти включення передач (Або шліцьові муфти). На відміну від шестерних передач, вони закріплені на своєму валу і обертаються разом з ним, але можуть рухатися у поздовжньому напрямку (вперед-назад).

На сторонах шестерень вторинного валу, звернених до муфти включення передач, є зубчасті вінці. Також, зубчастий вінець має і задній торець ведучого валу. Відповідні зубчасті вінці знаходяться на муфтах включення.

При русі важеля перемикання передач, за допомогою спеціального приводу через повзуни приводяться в рух вилки перемикання передач, які можуть пересувати муфти включення у поздовжньому напрямку. Спеціальний блокуючий механізм (замок) при цьому не допускає одночасне включення двох передач, що могло б статися, якби важіль перемикання передач зачепив би відразу два повзуна. Замок фіксує два повзуна в нейтральному положенні при русі третього, чим і виключається одночасне включення двох передач.

Коли муфта включення рухається в напрямку шестірні потрібної передачі, їх зубчасті вінці зустрічаються, і муфта включення, яка обертається разом з валом, з’єднується з шестернею передачі, блокуючи її. Після цього вони обертаються разом і коробка передач починає передавати обертання від двигуна на карданний вал і далі — на колеса.

Відповідно, коли жодна муфта включення не блокує жодної шестерні, коробка передач знаходиться в нейтралі, або на нейтральній передачі, при цьому маховик двигуна через муфту зчеплення зв'язаний з вхідним валом, який в свою чергу постійно зчеплений з проміжним валом, що його прокручує, але зв'язок між проміжним і вихідним валами відсутній завдяки нейтральній позиції МКП, а отже двигун не передає крутний момент вихідному валу (а слідом за ним на ведучі колеса автомобіля).

• Автоматична коробка перемикання передач
• Роботизована коробка передач

• Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. — 6-те вид. — К.: Либідь, 2006. — 400 с. — ISBN 966-06-0416-5.
• Сирота В. І. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник для вузів. — К.: Арістей, 2005. — 280 с. — ISBN 966-8458-45-1.
• Боровських Ю. І., Буральов Ю. В., Морозов К. А. Будова автомобілів: навчальний посібник / Ю. І. Боровських, Ю. В. Буральов, К. А. Морозов. — К.: Вища школа, 1991. — 304 с. — ISBN 5-11-003669-1.