Как устроены "механика" и "автомат"

Коробка передач

В транспортных средствах (велосипеды, автомобили всех марок и размеров, автобусы и т.п.) предназначена для изменения частоты и крутящего момента в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Здесь имеются в виду, как правило, двигатели внутреннего сгорания, которые имеют недостаточную приспособляемость.

Диапазон скоростей вращения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) составляет обычно от 500 до нескольких тысяч оборотов в минуту (об/мин). Эта скорость чаще всего не совпадает со скоростями вращения колёс автомобиля (обычно от 0 до 1800 об/мин).

Ещё одна особенность ДВС в том, что максимальные значения крутящего момента достигаются в сравнительно небольшом интервале, расположенном приблизительно посередине между максимальными и минимальными оборотами. Максимальная же мощность развивается на максимальных оборотах.

Возможно кого-то это удивит, но транспорт с паровыми или электрическими двигателями - трамваи и троллейбусы, например, характеризуется более высокой приспособляемостью и установленные на них двигатели обеспечивают изменение частоты вращения и крутящего момента в более широких пределах, чем двигатель внутреннего сгорания, а потому коробки передач на них не ставят.

Помимо этого, коробка передач предназначена для обеспечения движения транспортного средства задним ходом и длительного отключения двигателя от движителя при пуске двигателя и работе его на стоянках.

"Механика"

Этот тип коробки передач (КП) предназначен для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором или водителем вручную.

Если описывать принцип работы механической КПП традиционного типа кратко, то заключается он в том, что зубчатые шестерни в корпусе коробки передач могут поочерёдно зацепляться в различных комбинациях, образуя несколько передач с разным передаточным числом.

Передаточное число, в свою очередь, рассчитывается как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни, а также, как отношение длин окружностей в сечении (или радиусов окружностей в сечении) в точке зацепления, ведущего вала по отношению к ведомому в ремённой или фрикционной передаче.

Механическая коробка передач обычно работает в паре со сцеплением, которое служит для временного разобщения двигателя и трансмиссии. Разобщение необходимо для переключения передачи в МКП, так как, когда двигатель и валы КП не разобщены и двигатель работает, через коробку передач проходит большой крутящий момент, и переключать передачи невозможно.

Любая коробка передач традиционного типа представляет собой набор расположенных в едином корпусе и вращающихся вокруг параллельных осей валов с расположенными на них шестернями. Разбираем устройства механической КП на примере трёхвальной коробки передач. В таких механических КП присутствуют три вала:

• Первичный (ведущий) - через сцепление соединяется с маховиком двигателя.
• Вторичный (ведомый) - жёстко соединён с карданным валом, или непосредственно с главной передачей.
• Промежуточный - служит для передачи вращения от первичного вала к вторичному.

Между шестернями ведомого вала расположены муфты включения передач (или шлицевые муфты). В отличие от шестерней передач, они закреплены на своём валу и вращаются вместе с ним, но могут двигаться в продольном направлении (вперёд-назад).

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

Когда водитель передвигает рычаг переключения передачи, через ползуны при помощи специального привода приводятся в движение вилки переключения передач. Эти вилки могут передвигать муфты включения в продольном направлении. Специальный блокирующий механизм (замок) при этом не допускает одновременное включение двух передач. Замок фиксирует два ползуна в нейтральном положении при движении третьего, исключая 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 карданный вал и далее — на колёса.

Соответственно, когда ни одна муфта включения не блокирует ни одной шестерни, коробка передач находится на нейтральной передаче и двигатель с трансмиссией разобщены.

Коробка "Автомат"

С этой коробкой передач управляться отчасти проще: она обеспечивает автоматический выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа. От механики отличается автоматическим переключением передач. Традиционные "автоматы" состоят из гидротрансформатора, планетарных редукторов, фрикционных и обгонных муфт, соединительных валов и барабанов.

Также иногда применяется тормозная лента, затормаживающая один из барабанов относительно корпуса коробки передач при включении той или иной передачи. Наиболее распространённый тип автоматической коробки отличается также иным принципом действия механической части, а именно использованием планетарных механизмов и гидромеханического привода вместо чисто механического.

Гидротрансформатор заменяет сцепление, необходимое для нормальной работы механической коробки передач. Как раз по этой причине, гораздо более верным будет говорить об "автоматической трансмиссии", а не об "автоматической коробке".

Единого мнения автомобилистов по поводу того, какая коробка передач лучше - нет. Кто-то хвалит и любит автомат, кому-то милее и роднее, а также удобнее, - механика. В любом случае, начинать вождение рекомендуют как раз на автомобилях с механической коробкой передач.