Коробка переключения передач (КПП)

Основное предназначение коробки переключения передач — изменение крутящего момента по величине и направлению и передача его от двигателя к ведущим колесам. Таким образом, с помощью КПП при постоянной мощности двигателя осуществляется изменение силы тяги на ведущих колесах автомобиля. Коробка передач позволяет включить движение задним ходом, а также обеспечить разъединение двигателя и ведущих колес автомобиля.

На современных автомобилях устанавливаются механические или автоматические КПП.

Основными составными элементами механической коробки передач являются (рис. 4.4):

• картер;
• первичный, вторичный и промежуточ-
• ные валы с шестернями;
• дополнительный вал;
• шестерни заднего хода;
• синхронизаторы;
• механизм переключения передач;
• замковое устройство;
• блокировочное устройство;
• рычаг переключения передач.

Рис. 4.4. Коробка переключения передач с рычагом

Все содержимое КПП расположено в картере. Он закреплен на картере сцепления. Половину объема картера коробки передач занимает специальное трансмиссионное масло: необходимость его обусловлена тем, что детали работают при больших нагрузках и должны хорошо смазываться. На некоторых автомобилях в коробку передач можно заливать обычное моторное масло. Как правило, замена масла в КПП производится редко, а во многих современных машинах масло, залитое при изготовлении автомобиля, используется на протяжении всего срока эксплуатации.

Для обеспечения бесшумного и плавного переключения передач используются специальные приборы, называемые синхронизаторами. Они уравнивают угловые скорости враща ющихся шестерен.

Механизм переключения передач является основным узлом КПП и предназначается для смены передач. Данным механизмом управляют с помощью рычага переключения передач, установленного в салоне автомобиля между передними сиденьями. В некоторых автомобилях (например, «Волга» ГАЗ-21) рычаг переключения передач установлен на рулевой колонке.

Чтобы исключить возможность включения сразу двух передач (это чревато печальными последствиями), предусмотрено специальное замковое устройство. Для предотвращения самопроизвольного выключения передач в КПП используется блокировочное устройство.

Принцип работы коробки передач заключается в том, что на разных шестернях имеется разное количество зубьев. Например, коленвал двигателя вращается со скоростью 2000 оборотов в минуту и передает этот крутящий момент на первичный вал с шестерней, которая входит в зацепление с другой шестерней, большей по размеру и имеющей в два раза больше зубьев. Вал, на котором установлена эта вторая шестерня, будет вращаться с в два раза меньшей скоростью, то есть 1000 оборотов в минуту. При использовании разных сочетаний входящих в зацепление шестерен (установленных на разных валах) этот принцип позволяет получать и передавать на ведущие колеса разный крутящий момент. В результате при вращении коленвала со скоростью 2000 оборотов в минуту ведущие колеса при включении соответствующих передач могут вращаться, например, со скоростью 1000 или 500 оборотов в минуту и т. д.

Чтобы автомобиль мог двигаться задним ходом, предусмотрено использование задней передачи. При этом вторичный вал КПП вращается в обратную сторону, что достигается за счет использования нечетного количества входящих в зацепление шестерен (в этом случае направление крутящего момента меняется на противоположное). «Нечетная» шестерня установлена на дополнительном валу коробки передач.

Водитель автомобиля самостоятельно переключает передачи с помощью рычага, в зависимости от условий езды, режима работы двигателя, его возможностей, а также иных факторов. На современных легковых автомобилях чаще всего устанавливается пятиступенчатая КПП: это означает, что машина имеет пять передач для движения вперед и одну передачу для движения назад.

В каждом легковом автомобиле действует такой принцип: чем ниже передача, тем она мощнее, но в то же время медленнее. Поэтому самыми сильными передачами, предназначенными для трогания с места и движения на малой скорости, являются первая и задняя.

При их включении двигатель легко крутит колеса, однако с большой скоростью на них не поедешь: мотор будет работать на больших оборотах, громко реветь, но быстрее примерно 10–20 км/ч машина не поедет.

После того как автомобиль тронулся с места и немного разогнался, следует переключиться на вторую передачу — менее мощную, но зато более скоростную. На ней уже можно разогнать автомобиль еще больше, чтобы переключиться на третью передачу — еще более скоростную и менее мощную, и т. д.

На низких передачах двигатель потребляет больше топлива, чем на высоких. То есть чем выше передача, тем более экономичная езда.

В процессе езды водителю приходится не только повышать передачи, но и иногда переходить на пониженные. Например, при движении в гору мощности пятой или четвертой передачи может не хватить и необходимо перейти на более мощную пониженную передачу.

Коробка передач является довольно надежным агрегатом, исправно работающим на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Достаточно лишь следить за уровнем масла и подливать его либо менять. Чаще всего КПП выходит из строя по причине того, что водитель слишком неаккуратно пользуется рычагом переключения передач (резко дергает его, пытается переключить передачи при не полностью выключенном сцеплении и т. п.).

При переключении передач рычаг (рис. 4.5) должен двигаться плавно, без рывков и резких движений, причем при прохождении нейтральной позиции следует делать маленькие (в пределах секунды) паузы. Это позволит своевременно сработать синхронизаторам, призванным предотвратить поломку шестерен.

Рис. 4.5. Рычаг механической коробки передач

Что касается автоматической коробки передач, то она является более удобной для начинающих и малоопытных водителей, поскольку избавляет от необходимости выжимать сцепление, вручную переключать передачи и отпускать сцепление. Однако и у автоматической КПП имеется рычаг переключения, который называется рычагом селектора. У стандартного автомобиля он может принимать четыре основных положения: P, R, N и D.

Р — это режим парковки. Его можно включать только после того, как автомобиль полностью остановлен и поставлен на ручной тормоз. Заводить мотор при данном положении рычага разрешается.

R — данное положение предназначено для движения задним ходом. Его можно включать только при нажатой педали тормоза и лишь после того, как автомобиль полностью остановился.

N — это нейтральное положение, которое имеется и у механической коробки передач. В данном положении ведущие колеса отключены от двигателя, крутящий момент на них не передается, поэтому можно заводить мотор. Категорически запрещается устанавливать рычаг в данное положение во время движения, так как коробка передач выйдет из строя.

D — это положение движения автомобиля. Именно при нем осуществляется езда в обычных условиях, причем в данном режиме без участия водителя происходит переключение еще нескольких передач (это можно почувствовать в процессе езды по едва заметным толчкам). Эти передачи переключаются автоматически, в зависимости от скоростного режима, условий езды и иных факторов.

На некоторых современных автомобилях c автоматической коробкой передач могут присутствовать дополнительные режимы разгона (нормальный, экономичный и спортивный), выбор которых осуществляется соответствующим положением рычага селектора.