В данной работе рассматриваются два типа коробок передач: механическая и автоматическая. Каждая и них имеет отличия друг от друга. Из-за различных механизмов переключения передач им уделяется большее внимание в проектной работе. Рассматривается строение и принцип работы каждой из коробок. В работе также представлены схемы и чертежи коробок передач. Выполнено построение вала механической передачи в программе "КОМПАС 3D".

Введение

Я выбрал данную тему, потому что я увлекаюсь техникой, и мне хотелось бы узнать что-нибудь новое, расширить свои знания.

Цели:

1) Сравнить и исследовать механическую и автоматическую коробку передач.

2) Показать строение механической и автоматической коробки передач.

Задачи:

1) Приобщиться к инженерному творчеству.

2) Рассказать принцип работы механической и автоматической коробки передач.

3) Рассказать о плюсах и минусах механической и автоматической коробки передач.

Проблема:

Многие начинающие автолюбители порой затрудняются в выборе между автомобилем с механической и автоматической коробкой передач, так как не все знают их особенности.

Строение и принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач — механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором (водителем) вручную. Кратко, принцип работы механической КПП традиционного типа заключается в том, что зубчатые шестерни в её корпусе могут поочерёдно зацепляться в различных комбинациях, образуя несколько передач с разным передаточным числом. МКПП обычно работает в паре со сцеплением. Сцепление служит для временного разобщения двигателя и трансмиссии. Разобщение необходимо для переключения передачи в МКПП, так как, когда двигатель и валы КПП не разобщены и двигатель работает, через коробку передач проходит большой крутящий момент, и переключать передачи невозможно. В прошлом существовали МКПП, работающие в паре с гидромуфтой или гидротрансформатором. При этом, сцепление обычно также присутствовало (располагалось после гидромуфты и используя внешнюю поверхность его турбинного ротора вместо маховика), так как гидравлический привод не позволяет полностью разобщить двигатель и трансмиссию. С гидравлическим элементом в обычной механической трансмиссии, водитель может плавно трогаться и разгоняться, реже переключать передачи, останавливать машину, не выключая передачи, и после этого возобновить движение просто отпустив тормоз и нажав на газ. Сцепление может иметь как обычный (механический тягами, гидравлический или тросиком), так и автоматический электропневматический привод. Любая коробка передач традиционного типа представляет собой набор расположенных в едином корпусе (называемом картером) и вращающихся вокруг параллельных осей валов с расположенными на них шестернями. В современных МКПП вместо простых муфт включения используются синхронизаторы, уравнивающие окружную скорость шестерни и муфты включения и не дающие муфте заблокировать шестерню, пока их скорости не сравняются — что занимает время порядка миллисекунд, и без применения специальных приборов обнаружить блокировку при переключении передач невозможно.

Строение и принцип работы автоматической коробки передач

Автоматическая коробка передач — разновидность коробки передач автомобилей, обеспечивающая автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов.

С чисто технической точки зрения, «автоматической» является любая разновидность коробки передач, в которой переключение передач осуществляется автоматически, без участия водителя. Однако исторически название «автоматическая коробка передач» закрепилось за одной разновидностью таких коробок передач — гидромеханической планетарной трансмиссией. Согласно принятой инженерной терминологии, автоматическая коробка передач вместе с гидротрансформатором образует автоматическую передачу — таким образом, «автоматической коробкой передач» именуется только планетарная часть агрегата, непосредственно осуществляющая переключение передач. При этом автоматическая коробка передач всегда действует в паре с гидротрансформатором, без которого её нормальная работа невозможна, поэтому в обиходе часто «автоматической коробкой передач» именуют весь трансмиссионный агрегат, включая и гидротрансформатор, что является не вполне точным — гидротрансформатор непосредственно в переключении передач не участвует, а лишь подаёт заданное значение крутящего момента на входной вал автоматической коробки и обеспечивает гашение толчков при переключении передач.

Сравнение механической и автоматической коробки передач

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач требует от водителя намного большего опыта управления автомобилем, но и возможности механической трансмиссии больше. Главные преимущества механической коробки передач являются простота конструкции, надежность, возможность ручного управления во всех режимах движения. Механическая коробка передач в отличие от автоматической – самая простая разновидность, которая предъявляет максимальные требования от водителя. Но умелый пользователь может добиться максимальной скорости, быстрого разгона и меньшего расхода топлива. Крутящий момент, который передаётся МКПП без потерь на проскальзывание, благодаря жесткой связи между двигателем и колёсами. В этом основные отличия между АКПП от МКПП.

Преимущества и недостатки механической трансмиссии

Преимущества:

минимальные потери при передаче энергии вращения двигателя к ведущим колесам;
простота ремонта и обслуживания;
меньшая масса по сравнению с автоматической коробкой передач;
наименьшая стоимость изготовления;
отсутствие необходимости в системе охлаждения в отличие от АКПП;
высокая надежность (срок службы МКПП и автомобиля в целом, приблизительно одинаковы, только сцепление требует относительно частой замены);
доступность и дешевизна запчастей и расходных материалов;
шире диапазон возможностей вождения автомобиля;
возможность запуска автомобиля «с наката»;
возможность буксировки на любые расстояния.

Простота и надежность конструкции механической трансмиссии дает возможность экономить на ремонте, проводя его самостоятельно.

Недостатки:

сложность выбора оптимальной передачи для новичка;
риск перегрузки трансмиссии и двигателя;
в отличие от АКПП в МКПП ниже уровень комфорта при вождении;
невозможность плавного изменения передаточного отношения.

Автоматическая коробка передач

Немалый расход топлива и меньшая максимальная скорость вместе с высокой стоимостью это есть те недостатки, с которыми нужно мириться за удобства, присущие «автомату». Причиной этого гидротрансформатор (два лопастных колеса в масляной ванне), которые устанавливаются вместо классического сцепления, этот гидротрансформатор позволяет двигателю работать при заторможенных колёсах, а также обеспечивает плавный старт с места и легкое почти незаметное переключение передач. Именно проскальзывание этих лопастных колес относительно друг друга снижает КПД силового агрегата. Отличия коробок передач весьма существенны.

Преимущества и недостатки автоматической коробки передач

Преимущества:

◦легкость и комфортность управления в любых режимах движения (особенно для начинающих водителей);

◦оптимальный режим работы двигателя, отсюда отсутствие возможности перегрузки двигателя;

◦быстрота привыкания к стилю вождения.

Недостатки:

◦больший расход топлива автомобиля с автоматической трансмиссией по сравнению с автомобилем оборудованным МКПП;

◦динамика разгона автомобиля с АКПП хуже чем с МКПП;

◦потеря мощности;

◦невозможность торможения двигателем;

◦высокая стоимость обслуживания;

◦сложность конструкции;

◦медленное переключение передач;

◦сложность внедорожной эксплуатации;

◦абсолютно невозможно починить автоматическую трансмиссию самостоятельно;

◦транспортировка только эвакуатором;

◦чувственность к неровностям дороги.

Итог

Одним из главных итогов работы стало создание детали из механизма механической коробки передачи в программе "КОМПАС 3D".

Построение шестерёнок с помощью библиотек в "КОМПАС 3D".

Выполнение сборки подшипника.

Выполнение сборки вала механической передачи.

Также в результате проведённой работы я разобрался в строениях и принципах работы механической и автоматической коробки передач и, изучив преимущества и недостатки исследуемых коробок, сделал вывод о каждой из них.

Литература и интернет-ресурсы

Шестопалов, К. С. Легковой автомобиль: Учеб. пособие для подготовки водителей ТС категории "В". — 2-е, испр. и доп. — М.: Издательство ДОСААФ, 1980.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BA%D0%B0_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87
https://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E5%F5%E0%ED%E8%F7%E5%F1%EA%E0%FF_%EA%EE%F0%EE%E1%EA%E0_%EF%E5%F0%E5%E4%E0%F7
http://avtomotospec.ru/sovety/otlichiya-preimushhestva-i-nedostatki-mexanicheskoj-i-avtomaticheskoj-korobki-peredach.html

Приложение.

Схемы и чертежи автоматической и механической коробки передач, 3D-модель вала механической передачи.

Схема и чертёж механической коробки передач.

Схема автоматической коробки передач.

3D-модель вала механической передачи.