Соединяет нужные элементы коробки для выбранной передачи.
Механизм выбора передач: устройство и принцип работы
Механизм выбора передач — часть системы «Коробка передач». Входной вал получает вращение через сцепление. Муфта синхронизатора соединяет выбранную шестерню с валом: пара шестерён задаёт передаточное число. На нейтрали связь с выходным валом разомкнута.
Вилки, штоки и фиксаторы в модели «Механическая коробка передач»
Три штока с вилками двигают муфты на 14 мм в каждую сторону. Палец выбора заходит в паз нужного штока, подпружиненные шарики фиксируют шток в трёх положениях.
Признаки неисправности
Передача выскакивает, туго включается или включаются сразу две передачи (сломан замок).
Неисправности, связанные с деталью
Выбивает передачу. Признаки: на третьей при сбросе или добавлении газа рычаг сам возвращается в нейтраль, обороты подскакивают, тяга пропадает. Водители держат рычаг рукой. Что происходит внутри: на зубьях муфты и венца шестерни стёрся обратный (запирающий) скос, который удерживает муфту в зацеплении, а пружина фиксатора штока ослабла. Осевая сила от косозубого зацепления постепенно выталкивает муфту, и шарик фиксатора уже не держит её. Что проверить: опоры двигателя и коробки (качание агрегата тоже выбивает передачу), зубья муфты и венца, пружину и шарик фиксатора, люфт вилки в пазу муфты (не больше 0,5 мм).
Разбит привод переключения. Признаки: рычаг болтается, передачи приходится «искать». Вместо первой включается третья, машина трогается тяжело и почти глохнет. Иногда передача не включается до конца. Что происходит внутри: изношены втулки рычага и шаровые наконечники тросов. Поперечный ход рычага не доводит палец выбора до штока 1–2, и он попадает в паз штока 3–4. Что проверить: люфт рычага в нейтрали (поперечный больше 10 мм — износ), наконечники и втулки тросов, регулировку тросов на коробке.
Тугое переключение. Признаки: передачи включаются с большим усилием, особенно на холоде, рычаг будто вязнет. Переключение растягивается, бывает хруст при включении первой с места. Что происходит внутри: загустевшее или не того типа масло мешает кольцу продавить плёнку на конусе — трение падает вдвое, а вязкое сопротивление первичного вала растёт втрое. Шток с задиром тяжело ходит в отверстии картера. Что проверить: тип и состояние масла (заменить на рекомендованное), полный выжим сцепления, штоки и вилки на задиры, смазку и регулировку тросов.
Как коробка меняет силу на скорость
Двигатель тянет хорошо только в узком диапазоне оборотов, а машине нужна скорость от нуля до 200 км/ч. Коробка подбирает, во сколько раз замедлить вращение колёс относительно мотора.
Пары зубчатых колёс. Маленькая шестерня крутит большую: обороты падают во столько раз, во сколько больше зубьев, а момент во столько же раз растёт. 39 : 11 = 3,55 — это первая передача.
Все шестерни всегда в зацеплении. Ведомые шестерни свободно крутятся на вторичном валу. Передачу включает не шестерня, а муфта синхронизатора: она сцепляет одну шестерню с валом через зубчатый венец.
Синхронизатор выравнивает обороты. Перед включением шестерня и вал крутятся с разной скоростью. Латунное кольцо трением о конус выравнивает их за доли секунды, и пока разница есть, кольцо не пускает муфту дальше.
Главная пара и колёса. Вторичный вал крутит дифференциал ещё через пару 17/69 (4,06). Скорость = обороты ÷ (передача × 4,06) × длина окружности колеса: 3000 об/мин на 5-й — это около 103 км/ч.
Упрощения модели
Ход муфты синхронизатора и смещение блокирующего кольца увеличены, иначе их не видно. Вращение на экране замедлено в 250 раз, соотношения скоростей валов — точные. Цветные полосы на валах — только метки, чтобы было видно вращение гладкого вала.
Разгон машины упрощён: сцепление при трогании не моделируется, двигатель держит заданные обороты, а машина разгоняется с ускорением, которое позволяет момент на колёсах.
Реальные коробки бывают с синхронизаторами 3–4 и 5 на первичном валу и со скользящей паразитной шестернёй заднего хода; принцип тот же.
Шлицы ступиц, игольчатые подшипники и сапун показаны условно.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.