Все статьи рубрики “Трансмиссия (коробка передач)”

Коробка передач МАН ТГА: схема переключения КПП MAN

Компания MAN SE — машиностроительная фабрика Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg SE. Главный акционер компании Volkswagen AG. Штаб-квартира компании находится в Мюнхене.

В настоящее время компания занимается производством грузовиков среднего и тяжелого класса, малотоннажных машин, а также грузовиков для вооруженных сил и гражданских автобусов разных типов.

В этой статье мы более подробно остановимся на тягачах MAN TGA, рассмотрим, что представляет собой коробка передач MAN TGA, схема переключения передач MAN TGA и т.д.

MAN TGA КПП: особенности КПП и схема переключения

Основная модель компании MAN – тягач TGA, который стал базой для другой новой серии МАN ТGХ. Кстати, маркировка автомобилей MAN присваивается тягачу в зависимости от его грузоподъемности. Существуют такие серии:

• TGM, TGL;
• TGA — базовая модель;
• TGS TGX — тяжеловесы;
• TGM — среднетоннажники;
• TGL — малотоннажники.

Читать дальше: Рынок шин в россии 2018 Маркировка TG «Trucknology Generation» подразумевает под собой комбинацию высоких технологий автомобилестроения, «разумного» управления и безупречного комфорта, а последняя буква «А» указывает на класс грузоподъемности тягача (данный параметр равен 18 тоннам).

На тягачи этой серии в основном устанавливаются шестицилиндровые двигатели собственного производства с объемом от 10,5 до 12,8 литров, мощность которых может варьироваться от 310 до 530 лошадиных сил, что зависит от комплектации автомобиля.

Эти двигатели могут агрегатироваться 12-ступенчатой автоматической коробкой передач, 16-ступенчатой механической ZF ComfortShift с системой (HGS) гидростатического переключения передач ServoShift с сервоприводом, 16-ступенчатой механической коробкой ZF 16 S NEW ECOSPLIT и т. д. Давайте на примере механической коробкой ZF 16 S NEW ECOSPLIT рассмотрим основные особенности и схему переключения.

Особенности МКПП автомобиля MAN TGA ZF 16 S NEW ECOSPLIT

Итак, MAN TGA КПП ZF 16 S NEW ECOSPLIT в зависимости от комплектации бывают трех видов:

• КПП с NMV(механизм отбора мощности от ДВС) и интардером (гидродинамический не изнашиваемый тормоз-замедлитель с интенсивным теплообменом);
• КПП с интардером (гидродинамический не изнашиваемый тормоз-замедлитель с интенсивным теплообменом);
• КПП без интардера.

Основные общие составляющие всех трех типов КПП MAN TGA КПП ZF 16 S NEW ECOSPLIT:

Коробка передач MAN TGA: схема переключения

Базовая схема переключения КПП MAN на первый взгляд может показаться достаточно сложной, поскольку имеет шестнадцать передач переднего хода и две передачи заднего хода. Но это только на первый взгляд. Привыкнуть управлять такой коробкой можно очень быстро. Изучив все нюансы и особенности, удается оценить массу достоинств.

Например, благодаря пневмоусилителю передачи переключаются плавно и легко. А особенности конструкции коробки позволяют во время включения создавать минимальный шум.

Еще на MAN TGA КПП схема переключения реализована так, чтобы оптимально использовать мощность ДВС автомобиля в начале движения, при ускорении или торможении практически до полной остановки. Есть еще один плюс КПП – это возможность присоединения разных коробок отбора мощности.

Схема переключения передач MAN TGA состоит из трех основных частей:

• основная часть с четырьмя передачами;
• двухступенчатый делитель (с помощью расположенного на рычаге КПП делителя можно выбрать медленную или быструю группу (группы активируются, когда водитель выжал сцепление и переключает рычажок);
• демультипликатор (автоматическое переключение при переходе из 3-4 ряда в 5-6 ряд).

Что в итоге

Коробка MAN TGA долговечна в эксплуатации при квалифицированном техническом обслуживании (замена масла с использованием качественной смазывающей жидкости, своевременная замена изношенных деталей коробки и т. д.).

Читать дальше: Сделать именной номер на машину

Передаточные числа (ряд)

Это шестерни каждой передачи, которые тоже имеют свой размер.

Они характеризуют скоростные показатели автомобиля на той или иной передаче. В стандартном ВАЗ применяются следующие числа:

Передаточные числа КПП:
I	3,636
II	1,95
III	1,357
IV	0,941
V	0,784
задний ход	3,53

Выше приведены характеристики со стандартными параметрами.

Стандартный ряд на 2114 далеко не идеален. Первая передача слишком короткая, вторая — длинная. За счет этого наблюдается резкий провал динамики при переключении с первой на вторую. Мало того, что наблюдается провал, так же при резком переключении потихоньку умирает синхронизатор второй скорости.

Поэтому существуют спортивные ряды, где убран провал между 1-й и 2-й, и не только: спортивные ряды подбираются по типу двигателя. Это может быть просто хороший городской мотор, либо спортивный, либо заточен под гонки на 402 метра. Также существуют и «турбовые» передачи, рассчитанные под турбо мотор.

Синхронизаторы

Это важная составляющая любой механической трансмиссии. Служат синхронизаторы для сглаживания скорости вращения шестерни и вала. Переключение передач благодаря синхронизаторам происходит быстро и мягко. В устройство входит:

• Блокировочное кольцо.
• Ступица.
• Шестерня, имеющая фрикционный конус.
• Муфта включения.

Ступица – это главный элемент узла. Она имеет два шлица (наружные и внутренние). За счет них механизм соединяется с валом трансмиссии, двигаясь по нему в разную сторону. Благодаря наружному шлицу элемент соединяется с муфтой включения. Также устройство ступицы предполагает наличие трёх пазов. Каждый установлен под углом в 120 0 относительно друг друга. Данные пазы служат для установки «сухарей». Что это такое? Это подпружиненные элементы, фиксирующие муфту в положении «нейтраль». При такой установке муфты синхронизатор коробки не работает. Маховик свободно вращается, не передавая момент на коробку. Сама муфта соединяет шестерни с валом коробки. Деталь устанавливается на ступице. С внешней стороны она соединяется с вилкой КПП.

Для выравнивания угловых скоростей используется блокировочное кольцо. Сглаживание вращения происходит за счёт трения. Кольцо не дает муфте замкнуться, пока шестерня и вал не будут иметь равные обороты вращения. Внутренняя часть блокировочного кольца обладает конусной формой.

Как работает синхронизатор в МКПП:

• Муфта при нерабочем состоянии находится в среднем положении. Шестерни на валах трансмиссии свободно вращаются.
• При выборе водителем передачи, муфта двигается к шестерне посредством вилки. При этом муфта двигает блокировочное кольцо. Последнее прижимается к конусу шестерни.
• Кольцо прокручивается и блокирует последующее движение муфты.
• За счет трения, обороты вала и шестерни выравниваются.
• Муфта зацепляет вал и шестерню КПП.
• Передается крутящий момент от маховика ДВС.

Подробнее о том, что представляет собой «механика»

Как работает механическая КП? Что она из себя представляет? Давайте разберемся. Механическая коробка передач выполняет простую и понятную функцию: смена передаточного отношения скорости вращения колесам от мотора. Важная составляющая часть её – передаточный механизм зубчатого (чаще всего) вида. Мы уже выяснили, что функционирует механическая КП путем манипуляций водителя, который самостоятельно решает, какое в настоящий момент значение передаточных чисел требуется для корректной работы всего авто.Отсюда и название – механическая, что предполагает полностью ручное управление.

Устройство автоматической трансмиссии

Автоматическая трансмиссия обеспечивает переключение передач в автоматическом режиме. Это означает, что человеку, управляющему автомобилем, не нужно выжимать сцепление и переключать рычаг КПП. Коробка-автомат была разработана еще в начале XX века, основные принципы ее работы сохранились с того времени.

Классическим вариантом автоматической трансмиссии является гидротрансформаторная КПП, состоящая из следующих узлов:

• гидротрансформатора;
• планетарного механизма.

Последний включает в себя следующие детали

• гидравлический или электронный блок управления АКПП;
• фрикционную муфту;
• обгонную муфту;
• ленточный тормоз;
• масляный насос.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента от силового агрегата и по своей сути заменяет сцепление. Передача крутящего момента осуществляется за счет накопления и использования кинетической энергии жидкости, находящейся внутри корпуса гидротрансформатора. Также он обеспечивает гашение толчков, возникающих при переключении передач, из-за отсутствия жесткой кинематической связи между своими элементами.

Планетарный механизм обеспечивает выбор скорости и передачу крутящего момента от гидротрансформатора к приводам колес. В планетарном механизме осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, что определяет выбор передаточного числа. Управление коробкой осуществляет гидравлический или электронный блок управления, собирающий сведения от различных датчиков и определяющий необходимый режим работы.

Классическая автоматизированная трансмиссия имеет множество достоинств: она обеспечивает комфортность управления автомобилем, имеет большой ресурс, зачастую превосходящий механическую трансмиссию, предотвращает банальные ошибки водителя при переключении передач. Разумеется, имеются и минусы: автомат достаточно дорог, поэтому им редко оснащаются автомобили эконом-класса. Также трансмиссия подобного типа увеличивает вес авто, снижает динамику и максимальную скорость, повышает расход топлива и требует тщательного ухода. В случае поломки ремонт автоматической трансмиссии обойдется владельцу авто в немаленькую сумму.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

• картер;
• входной, выходной и промежуточный валы;
• синхронизаторы;
• ведущих и ведомых шестерней;
• механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые

При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

• подвижно на шлицах;
• фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• рычага;
• приводов;
• ползунов;
• вилки;
• замка;
• муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передачво многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП

Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство  и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Обороты двигателя и переключение передач

Тахометр

Тахометр на приборной панели, если он есть, является одним из самых наглядных «помощников» правильного переключения передач на механике. Главное знать основные принципы, как по нему ориентироваться. Для этого условно разделим шкалу тахометра автомобиля со стандартным бензиновым мотором на следующие зоны:

1. 0-850 об/мин — в этом диапазоне двигатель либо не работает вовсе, либо делает это неустойчиво, с перебоями, задыхаясь и кашляя.
2. 850-950 об/мин — так называемые холостые обороты, которые нужны, чтобы прогревать двигатель, диагностировать его, стоять в пробке или на перекрёстке и так далее.
3. 950-2000 об/мин — низкие обороты, на которых крутящий момент вырабатывается крайне низкий, а потому ездить на них не стоит.
4. 2000-3500 об/мин — оптимальный диапазон для езды, причём, верхний предел является точкой максимально возможного крутящего момента.
5. 3500-∞ об/мин — высокие обороты, при которых крутящий момент уже не растёт, а расход топлива ещё как.

Стоит уточнить, что в зависимости от марки и модели автомобиля верхний предел оптимального для езды диапазона — немного разный. К примеру, на отечественных автомобилях ВАЗ это 3000 об/мин, а на некоторых иномарках доходит до 4500 об/мин. У дизелей показатели поскромнее. Для своей машины эту цифру можно узнать из технических характеристик. В пункте, в котором указано, при каких оборотах конкретный силовой агрегат развивает максимальный крутящий момент. Далее в примерах будет фигурировать цифра 3000 об/мин, так как она актуальна для большинства легковых машин с бензиновыми двигателями.

Из рассмотренного списка следует, что правильным переключением передач будет такое, при котором обороты двигателя не будут выходить за пределы оптимального диапазона. То есть, примерно так. Включили первую передачу, тронулись и разгоняемся до тех пор, пока двигатель раскрутится до 3000 об/мин. Это самое время, чтобы переключиться на следующую, то есть, на вторую передачу. Дальше ускоряемся по аналогичному принципу.

Чтобы замедлиться, действуем ровным счётом наоборот. Допустим, едем мы на пятой передаче и на тахометре 2800 об/мин. Сбрасываем «газ» до тех пор, пока стрелка не опустится до 2000 об/мин. Это самое лучшее время, чтобы включить передачу пониже, то есть, четвертую. Если же нам надо сбросить скорость до какой-то минимальной, то четвёртую включать необязательно. При замедлении передачи вполне можно, и даже нужно, перескакивать, сопоставляя с ними скорость движения.

Кулиса

На современных автомобилях, в том числе и на новых Грантах, Калинах, Приорах устанавливаются КПП с тросовым приводом передач, благодаря чему переключение передач становится легкой и четкой. На Самарах же: 2114 -2113-2115 привод передач осуществляется не за счет тросика, а за счет кулисы.

Кулиса

Кулиса — разработка 80-х, поэтому передачи могут не включаться с первого раза, плохо заходить и т. д.

На спортивных тюнингованных автомобилях часто ставят «короткоходную» кулису.

Суть короткоходной кулисы в том, что путь рычага КПП от нейтрали до передачи становится короче, чем был. Проще говоря: передачи включаются легче, ход рычага меньше, что дает существенное преимущество при переключении.

Устройство трансмиссии типа вариатор

Вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission), это разновидность бесступенчатой автомобильной трансмиссии. Вариатор способен плавно изменять коэффициент передачи во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий, поэтому в процессе работы такой трансмиссии не наблюдается характерных толчков при переключении передач, свойственных другим видам трансмиссии.

На современных автомобилях самым распространенным видом является вариатор, основанный на работе клиноременной передачи. В нем передаточное число передается от ведущего шкива, соединенного с мотором, к ведомому, связанного с приводами колес. Между собой валы соединяются ремнем.

Принцип работы вариатора основан на изменении диаметра ведомого и ведущего шкивов при уменьшении или увеличении частоты оборотов двигателя. При трогании автомобиля, когда необходимо максимальное тяговое усилие, диаметр ведущего шкива минимален, ведомого максимален, что повышает коэффициент передачи. С набором скорости и увеличением оборотов силового агрегата диаметр ведущего шкива возрастает, а ведомого — падает, что уменьшает коэффициент передачи. Таким образом регулируется тяговое усилие, передаваемое на приводы колес. Как и на любых современных автомобилях, за регуляцию диаметра шкивов отвечает электроника, получающая команды из электронного блока управления.

Второй вариант бесступенчатой трансмиссии — тороидальный вариатор, встречающийся гораздо реже клиноременной схемы. При таком варианте передача крутящего момента регулируется роликами тороидальной формы, зажатыми между валами. Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения или уменьшения площади контактных поверхностей соприкосновения роликов и валов. Для максимальной тяги роликовые зажимы поворачиваются в сторону ведомого вала, что увеличивает площадь соприкосновения и трение между ведомым валом и роликом. При увеличении скорости ролики поворачиваются в обратную сторону. Тороидные вариаторы более надежны и износостойки, однако дороже в производстве.

Плюсы бесступенчатой трансмиссии типа вариатор очевидны: она более динамична и эффективна, чем автомат, полностью отсутствуют рывки, выигрывает она и в экономичности по сравнению с автоматом. Однако и минусы вариатора также ярко выражены: ненадежность, относительно малый ресурс, дорогостоящий ремонт и необходимость дополнительного обслуживания (нужно покупать специальное трансмиссионное масло).