Насправді це той агрегат, якого всі водії мріють позбутися. Але він все ще залишається найпоширенішим у світі і буде таким, аж доки бензинові та дизельні машини остаточно не замінять «електричками». Йдеться про одну з найстаріших конструкцій сучасного авто – механічну коробку передач. Так-так, саме ту, яку треба перемикати вручну, яку всі хочуть замінити на «автомат» і яку так важко зламати.
Якщо скласти рейтинг найбільш живучих і безпроблемних вузлів та агрегатів автомобіля, механічна коробка передач, певно, посяде одне з перших місць. На багатьох масових моделях власники про неї, як то кажуть, просто забувають. Але саме ця невибагливість може зіграти з коробкою поганий жарт: вона раптом «розсипається», ставлячи водія перед фактом недешевого ремонту.
Тому для власника автомобіля, який не звик розкидатись грошима, важливо знати деякі подробиці про його механічну трансмісію.
Для чого потрібна коробка передач
Буквально в кількох рядках – про те, для чого взагалі потрібна коробка передач. Автомобільний двигун має різну віддачу на різних обертах: є певний діапазон обертів, в якому його слід тримати під час руху. Але швидкість машини водій весь час змінює, і двигун з цього діапазону «випадає». Щоб зберегти при цьому тягу і прийнятну витрату пального, винахідники автомобіля змушені були створити коробку передач.
Коробка передач змінює залежність обертів коліс від обертів двигуна. Тобто на одних і тих самих обертах двигуна на першій передачі машина їде повільно, а на п’ятій – швидко. Досягається це за рахунок шестерень різного діаметра, у кожної передачі – своя пара шестерень зі своїм співвідношенням діаметрів (так зване передавальне число).
Конструкція будь-якої коробки передбачає перемикання потоку потужності між різними парами шестерень – відповідно, на вихідному валу коробки отримуються різні оберти і різний обертальний момент (те, що в народі називається тягою). У механічних коробках це робиться вручну водієм, у різного роду «автоматів» перемикання виконують ті чи інші сервоприводи.
У момент перемикання передач колінчастий вал двигуна і вхідний (первинний) вал коробки передач мають бути роз’єднані. Для цього між коробкою і двигуном стоїть механізм зчеплення. Воно може бути різних типів, але в будь-якому разі забезпечує плавне з’єднання валів.
Як влаштована МКПП
Конструктивно коробки передач є трьох типів: з циліндричними шестернями (усі звичайні МКПП і «роботи»), з планетарними шестернями (класичні гідромеханічні «автомати») і варіатори (CVT). Сьогодні ми говоримо про найпростіший, найбільш надійний і найдешевший тип – чисту механіку.
У міцному корпусі типової МКПП є такі основні деталі: кілька пар шестерень, блокувальні муфти між ними та три вали – первинний, вторинний і проміжний. Вали обертаються на підшипниках, причому проміжний має на собі шестерні, жорстко зв’язані з ним (зазвичай це взагалі одна ціла деталь). Шестерня первинного вала також закріплена жорстко.
Шестерні вторинного вала обертаються на ньому вільно, але кожна пара постійно перебуває у взаємному зчепленні. Саме так – всі шестерні попарно зчеплені постійно. А перемикання передач відбувається за рахунок зчеплення/розчеплення потрібної шестерні з вторинним валом. У цьому допомагають блокувальні муфти, які часто помилково називають синхронізаторами. І ось з цього місця – детальніше.
Як працює МКПП
Вали в типовій механічній коробці розташовані паралельно. Причому первинний (вхідний) і вторинний (вихідний) ще й співвісні, тобто неначе продовжують один одного, хоча зв’язку не мають і обертаються кожен сам по собі. Щоб передати крутний момент з первинного вала на вторинний, служить проміжний вал. Потік потужності з первинного вала через першу пару шестерень передається спочатку на проміжний вал, а потім з нього (через обрану водієм іншу пару шестерень) – на вторинний вал. І далі – через кардан або шарнір рівних кутових швидкостей («ШРУСи») на ведучі колеса.
Ключовий елемент перемикання передач – блокувальна муфта (муфта включення). Це нескладний пристрій, розташований між сусідніми шестернями на вторинному валу. Муфта обертається разом з валом, і водночас може рухатися вздовж нього по шліцах, нарізаних на її внутрішній поверхні і на валу. Подібні зовнішні шліци мають з боків і обидві шестерні обабіч муфти. Коли водій переводить важіль МКПП у положення певної передачі, муфта частково насувається на одну із шестерень, і їхні шліци входять у зчеплення – ці дві деталі робляться немов одне ціле. Таким чином, потрібна шестерня починає обертатися разом із вторинним валом – передачу увімкнено.
У кожній МКПП є так звана пряма передача, найчастіше четверта. Її вмикає муфта, яка з’єднує напряму первинний і вторинний вали, в обхід проміжного. Для задньої передачі є окрема шестерня з власним валом, через неї пускають обертовий момент, щоб змінити напрямок руху вторинного валу.
Синхронізатори
Усі легкові механічні коробки передач сьогодні мають пристрої для полегшення перемикань – синхронізатори. Колись їх могло не бути на окремих передачах, наприклад, на першій. На нинішніх авто вони відсутні хіба що на задньому ході. Якби не було синхронізаторів, при перемиканнях водієві довелося б акуратніше поводитися з педаллю зчеплення та акселератором, а в багатьох випадках не обійшлося б без так званого подвійного натискування і короткої перегазовки в положенні нейтралі.
Фактично синхронізатор – кільце з мідного сплаву, розташоване між блокувальною муфтою та шестернею. Кільце синхронізатора вільно обертається на валу і вільно рухається вздовж нього. Але перед тим як муфта насунеться на шліци шестерні, воно виявляється затиснутим між муфтою і шестернею, і за рахунок сил тертя, прослизаючи в олійній ванні, урівнює їхні оберти. Після цього шліци муфти і шестерні входять у з’єднання без удару і зношення.
МКПП і передній привід
На автомобілях з переднім приводом – а таких сьогодні більшість серед легковиків – у коробці передач розміщено також головну передачу. Подібна схема і на екзотичних як на тепер машинах із заднім розташуванням двигуна.
Головна передача – це ще один набір шестерень, який передає крутний момент від вторинного вала коробки на колеса, при тому розподіляючи його між лівим і правим колесом завдяки механізму диференціалу. На стандартній машині водій ніяк цим механізмом не керує, і безпосередньо роботи МКПП він не стосується. Але коли головна передача виходить з ладу, доводиться демонтовувати та розбирати коробку передач. Більше того, в особливо невдалих випадках зруйновані деталі диференціала потрапляють у шестерні коробки і ламають їх.
Механізм перемикання (куліса)
Насправді цей механізм розташований не в коробці, а в салоні або під його підлогою. Але проблеми куліси водії часто «навішують» на саму МКП, тому є сенс згадати її тут.
Муфти перемикання в коробці переміщуються вилками включення, пов’язаними через тяги або тросики з важелем у салоні. Тросики з часом перетираються і рвуться, але частіше за все провина куліси в нечіткому перемиканні пояснюється спрацьованими шарнірами біля важеля. На жаль, ремкомплекти з новими втулками існують не для всіх моделей авто, і іноді цей механізм доводиться заміняти весь.
Що зношується в коробці
Завдяки відносній простоті і давно відпрацьованій конструкції механічні коробки передач зазвичай без проблем служать більше 150–200 тис. км. І коли щось у них таки ламається, зношеними виявляються більшість деталей. Тобто найчастіше ремонт МКПП – це її капітальний ремонт.
У першу чергу в типовій «механіці» зношуються синхронізатори, і тоді деякі передачі вмикаються або з ускладненнями, або з хрустом. Через зношення шестерень та муфт може «вибивати» передачі – тобто вони самовільно вимикаються на ходу. Звична справа – зношені підшипники, їх недорого замінити; гірше, коли попутно виявляються розбитими їхні посадочні місця в картері коробки. Тоді додатково будуть потрібні зварювальні та верстатні роботи. Слабке місце деяких популярних моделей – недовговічні шестерні диференціала головної передачі.
В абсолютній більшості випадків для ремонту коробки передач її треба знімати з автомобіля. У передньопривідних машинах це сам по собі громіздкий і недешевий процес, пов’язаний з демонтажем інших елементів трансмісії та підвіски. Тому так важливо економити ресурс коробки і не робити нічого, що може прискорити її вихід із ладу.
Як швидко зламати МКПП
- Незважаючи на технічну простоту, скоротити життя «ручної» коробки можна навіть без відвертих знущань над нею. Для цього достатньо:
- Не замінювати оливу в картері. Дуже часто автовиробник заявляє, що МКПП не потребує заміни оливи аж до кінця терміну експлуатації машини. Але якщо ви хочете, щоб трансмісія служила вам без проблем якомога довше, через певний термін оливу треба замінювати. Автомеханіки радять робити це кожні 60–100 тис. км, залежно від моделі.
- Перемикатися на задній хід, коли машина ще котиться вперед, і навпаки.
- Перемикати передачі, не знижуючи оберти двигуна до холостих.
- Перемикати передачі надто швидкими рухами.
- Їздити при низькому рівні оливи в картері. Насправді коробка-«механіка» довго не подає водієві сигналів тривоги, навіть якщо з неї геть вибігла олива, і може проїхати так не одну сотню кілометрів. Але після цього агрегат доведеться або викидати, або серйозно ремонтувати.
- Подовгу тримати руку на важелі перемикання передач – наприклад, під час руху або очікування на світлофорі. У сучасних авто з їхнім комфортними органами керування навіть незначне зусилля, прикладене до важеля, може призводити до переміщення деталей всередині агрегату – а це означає їхнє непотрібне зношення.
- Експлуатувати машину з незвичними проявами в трансмісії: нових шумах, вібраціях на важелі перемикання, ускладненому перемиканні передач тощо.
Важливо
У багатьох моделей авто МКПП є особливим компонентом: ремонтувати коробку може виявитися дорожче, ніж замінити справною, хоча й вживаною. Але тут є два важливих моменти: по-перше, різниця у вартості буде мінімальною, а по-друге, в одному випадку ви отримаєте агрегат з новим начинням всередині, а в іншому – знов таки старий механізм, який хоча і працює зараз, але швидше за все скоро теж зламається. Тобто з інженерної точки зору краще «відкапіталити» зношений агрегат, аніж замінити його вживаним з невідомим залишком ресурсу.
Ігор Широкун
