マニュアルトランスミッション – 長年にわたって実証されてきた信頼性。マニュアルトランスミッション（マニュアルトランスミッション）の仕組み

18.07.2023

体

メカボックス(切り替え) 装備（マニュアルトランスミッションまたはマニュアルトランスミッション） - ギアボックスの一種で、ギア比を段階的に変更するように設計された機構で、ギアの選択はオペレーター（ドライバー）が手動で行います。この名前は、その主要な機能のすべてが、油圧要素や電気要素を使用せずに機械装置のみによって実装されるためです (油圧機械式トランスミッションや電気機械式トランスミッションの設計にはそれぞれ油圧要素と電気要素が含まれています)。

段付きシンプルギアボックスは、設計がシンプルで動作の信頼性が高いため、車両のトランスミッションに広く使用されています。このタイプのギアボックスには次の要件が課されます。

車両の高いトラクションとダイナミックな品質
高い強度、剛性、信頼性、耐久性
特に最もよく使用されるギアでの高効率
制御の容易さと静かな動作
噛み合った歯車と切り離された歯車を確実に固定し、2 つの歯車が同時に噛み合うことを防ぎます。
小さいサイズと重量

これらの要件によって、ギアボックスとその個々の部品の合理的な設計が決まります。

研究された車輪付き車両のほとんどには、5 速 3 ウェイのシンプルなギアボックス (前進 5 つと後進 1 つ) が取り付けられています。ギアボックスの「移動」の数は、特定のギアの組み込みを実行する可動要素の数に対応します。

5 速ギアボックスには 3 つのシャフトがあります。

先頭7、クラッチを介してエンジンのクランクシャフトに接続
ドリブン 5、ドライブシャフト 7 と同軸に取り付けられ、ドライブラインに接続されています。
ギアが取り付けられた中間シャフト 6

シャフトはクランクケース内の転がり軸受に取り付けられており、同時に充填穴、制御穴、排水穴、換気装置を備えたオイルリザーバーとしても機能します。車軸はクランクケースに固定されており、7 つのギア ZX のブロックがベアリングに取り付けられています。ギア１７はドライブシャフトと一体に作られ、中間シャフトの対応するギア１６と常に噛み合っており、その結果、中間シャフトは一定のギア比でドライブシャフトから回転を受ける。このギア比は、被動歯車の歯数と駆動歯車の歯数の比。従動軸の歯車（1速ギヤとZXの歯車を除く）は、対応する中間軸の歯車と常に噛み合っていますが、従動軸には自由に取り付けられています（軸に対して回転できますが、回転はできません）。それに沿って移動します）。したがって、エンジンが回転し、クラッチが接続されているときは、中間軸は回転しますが、従動軸には回転が伝達されず、推進装置の駆動輪には回転が伝達されません（中立位置）。

米。 5 速ギアボックスの図

ギアは、スプライン上の被動シャフトに取り付けられ、シャフトに沿って移動できる 2 つのシンクロナイザー (1 速ギアと ZX の 2 と 3、およびギア 4) によってオンにされます。ギアチェンジ機構は、コントロールレバー、シンクロナイザーとキャリッジを移動するフォークを備えたローラー（ロッド）4、ラッチ、およびギアボックスカバーに取り付けられた安全ロック装置で構成されています。シンクロナイザーにはギアリムがあり、ギアが噛み合うと、常に噛み合うギアの対応するギアリムと噛み合い、従動シャフト、さらには推進ユニットの駆動輪にトルクが確実に伝達されます。中間シャフトと従動シャフトの間のギヤ比は、中間シャフトギヤの歯数に対する従動シャフトギヤの歯数の比によって決まります。駆動軸と従動軸の間のギア比、つまりギアボックスの合計ギア比は、2 つのギア比の積であり、1 つは駆動軸と中間軸の間、もう 1 つは中間軸と従動軸の間です。

ギアボックスのギア比が大きくなると、同じエンジントルクでも駆動輪に伝達されるトルクが大きくなり、それに応じて車両の速度が遅くなります。ギア比が最も大きい 1 速では、通常、車両が発進して初期加速が行われるほか、特に困難な状況での移動が行われます。 1 速ギヤの組み込みは、ギヤ 4 を前方に移動し、中間シャフトのギヤ 8 と噛み合わせることで確実に行われます。運転条件が改善すると、駆動輪の牽引力を大幅に増加する必要がない場合、より小さなギア比のより高いギアがオンになり、車両の速度が増加します。

上図の最も高いギアは V ギアで、ドライブシャフトとシンクロナイザー 2 のギアリムを使用してドライブ 1 シャフトとドリブン 5 シャフトを接続することによって得られます。この場合のギア比は 1 です (ダイレクトトランスミッション)。

車両がダイレクトギアで走行しているとき、ギアボックスの中間シャフトは空転します。

後進は、ギア 4 を後方に移動し、ブロック 7 3X の 1 つのギアと係合することによって提供されます。ブロックの他方の歯車は歯車 11 と常に噛み合い、中間シャフトにしっかりと接続されています (キーで固定されています)。

トルクはドライブシャフトから以下の部品を介してドリブンシャフトに伝達されます。

1速をオンにするとき - ギア16、17、8、4を介して
II - ギア 16、17、9、10 およびシンクロナイザー 3 を介して
III - ギア 16、17、12、13 およびシンクロナイザー 3 を介して
VI - ギア 16、17、14、15 およびシンクロナイザー 2 を介して
V - ギア 16 およびシンクロナイザー 2 を介して
ZX - ギア 16、17、11、ギアブロック 7、ギア 4 を介して

よりスムーズな噛み合いとより静かな動作を実現するために、常時噛み合いギアは通常、ヘリカル状に作られています。異なるギア対の歯の角度と傾斜方向は、シャフトにかかる軸方向の力が最小になるように選択されます。これらの軸方向の力は通常、シャフトの一端に取り付けられた深溝玉軸受によって受け止められます。シャフトの他端は円筒ころ軸受の上にあります。これにより、シャフトの熱伸びの結果としてベアリングに追加の応力が発生するのを防ぎます。ベアリングシートはシールガスケット付きのカバーで密閉されています。万が一、軸端が抜けた場合でも、カバー内にシールが設けられており、潤滑剤の漏れを防ぎます。これは、シャフトの油絞り溝によっても促進されます。

ギヤボックス内の部品の潤滑は、ギヤ回転時の噴霧やオイルポンプを使用して行われます。潤滑には専用ギヤオイルを使用しております。

ギアボックスは通常、クラッチハウジングに取り付けられ、エンジンとともにフレーム上の弾性マウントに取り付けられます。

たとえば、図はKamAZ車のギアボックスの縦断面図を示しています。

最近では、困難な作業条件向けに設計された大型車両に、減速または加速 (場合によっては両方を同時に) する追加のギアボックスを搭載して設置する傾向があります。通常、同じクランクケース内のメインギアボックスの後ろに取り付けられる追加の減速ギアボックスの存在により、メインギアボックスのすべてのギアで走行するときに、エンジンと駆動輪の間の合計ギア比を高めることができます。加速用追加ギアボックスは、通常、同じクランクケース内のメインギアボックスの前に取り付けられ、車両の速度を上げ、メインギアボックスのシャフトにかかるトルクを減らすことができます。また、主変速機に中間軸を2本設け、常に噛み合う歯車を平歯車とすることで、変速機の小型軽量化を実現しました。

米。 KamAZ 車のギアボックス (縦断面):
1 - ドライブシャフト; 2 - ドライブシャフトの後部ベアリングのカバー。 3 - 調整ガスケット; 4 - レバーロッド; 5 - ロッドサポート。 6 - 春。 7 - ギアレバーサポート。 8 - ギアブロックZXの軸。 9 - ギアブロックZX; 10 - ローラーベアリング; 11 - トップカバー。 12 - 従動シャフトの後部ベアリングのカバー。 13 - ドリブンシャフトの後部ボールベアリング。 14 - ブッシング。 15 - カルダンシャフトを固定するためのフランジ。 16 - ベアリングカバー。 17-自動調心ころ軸受; 18 - 中間シャフト。 19 - ギアボックスハウジング。 20 - ドリブンシャフト。 21 - 中間シャフトの前部ベアリングのカバー。 22 - クラッチハウジング。 23 - クラッチレリーズフォーク。 24 - クラッチレリーズフォークシャフト。 25 - クラッチレリーズクラッチ

オートマチックトランスミッションの普及により、そのような車で学ぶことを好む初心者ドライバーが増えています。しかし、本物のドライバーは、どのようなトランスミッションを備えた車両でも操作できなければなりません。
マニュアルトランスミッションの車でよりよく学ぶことができます。さらに、マニュアルギアボックスには、「オートマチック」ギアボックスに比べて多くの利点があります。これにより、機械をより詳細に制御できるようになり、動作時の燃料費が削減され、さらにシンプルなギアボックスのおかげで、
デザインに優れているため、購入と維持の両方が安価になります。唯一のマイナス点は、初心者にとってマニュアルギアボックスでのギアの切り替えが難しいように思えるかもしれないということですが、これは経験を積めば確実に乗り越えられます。

練習を開始する前に、メカボックスに関するある程度の知識を得る必要があります。ほとんどのマニュアルトランスミッションには 4 つまたは 5 つのギアと 1 つのリバースがあり、ニュートラルのままですが、オンにするとトルクは車輪に伝達されません。ニュートラル位置から、リバースを含む任意のギアにシフトできます。運転中にシフトレバーを見なくて済むように、ギアの位置をしっかりと覚えておきましょう。 1速は発進時や駐車時によく使われます。後部の場合は注意が必要です。前部よりも速度範囲が広く、長時間使用するとボックスが損傷する可能性があります。

したがって、動き始めるには、クラッチペダルを完全に踏んで 1 速ギアをオンにし、次にクラッチペダルをゆっくりと放し、アクセルペダルもゆっくりと押す必要があります。ある時点で、車が動き始めるのを感じ、クラッチをしばらく所定の位置に保持してから、ゆっくりと完全に放します。車を20〜25 km / hの速度に分散したら、2番目のペダルに切り替えてからアクセルペダルを放し、クラッチを最後まで押し、2番目のペダルをオンにしてクラッチを放す必要があります。 3速以降も同様の方式で移行します。ギアをジャンプさせないでください。速度が不十分な場合、エンジンが対応できない可能性があります。ストールするか、単に速度が低下し始める可能性があります。次のギアへの変更は約 25 km/h ごとに行われますが、コストがかかります
車種によってはシフトレンジが異なる場合があることに注意してください。それらはエンジン出力とギア比によって異なります。少し経験を積むと、次の点に焦点を当てて、時間内にギアをシフトする方法を学ぶことができるようになります。
エンジン音。

低速に切り替えるには、アクセルペダルを放し、車が希望の速度まで減速するまでブレーキを踏み、その後クラッチを踏んで希望の速度に切り替え、クラッチを放してアクセルペダルを踏みます。
車を下げるときは、必ず車の速度を下げてください。高速で低いギアに入れると、車が急ブレーキをかけ、横滑りする可能性があります。また、変速の際は必ず最後まで握ってください。
クラッチ - そうしないと、ボックス内で特徴的なガタガタ音が聞こえ、時間が経つと完全に故障します。

メカボックスのギアを切り替える方法がわかれば、練習を始めることができます。最初は、クラッチをスムーズに解放して適切なギアに切り替えるなど、多くのことがうまくいかない可能性があることを理解する必要があります。
最初はスムーズにスタートすることが最も難しいため、空いているエリアで十分な時間をかけてトレーニングする価値があります。

ギアシフトは、内燃エンジンを搭載したすべての車に必要なデバイスです。この機構が必要なのは、どのエンジンでもトルクとパワーが最大に達する速度範囲がかなり狭いという事実によるものです。さらに、各エンジンにはいわゆる「レッドゾーン」があり、エンジンの故障を避けるために超えてはならない速度制限です。

この記事では、チェックポイントの主題、つまりその機械の種類 (マニュアルトランスミッション) について完全に取り上げます。結局のところ、「経験豊富な」ドライバーと初心者の運転手の両方が、マニュアルギアボックスの装置とその動作原理を知る必要があります。また、この記事ではマニュアルトランスミッションのグラフィック図を示し、その主な故障について考察し、車にとってこの重要な機構の適切な動作についてのアドバイスを提供します。

ギアボックスの種類

機械式に加えて、CVT やオートマチックなど、他のタイプのギアボックスもあります。

CVTギアボックスは無段階です。バリエーターの最も重要な部品は、滑りプーリー (2 つあります) とそれらを接続するベルトです。接続ベルトの断面形状は台形である。バリエーターの主な利点は、車のエンジンが最適モードで常に動作することです。さらに、加速のダイナミズム、動きのスムーズさ、経済性などの利点もあります。「オートマチック」（オートマチックトランスミッション）と比較すると、バリエーターは非常にシンプルな設計となっています。しかし、マニュアルギアボックスと比較すると、バリエーターはダイナミクスと効率の点でまだ劣っています。

さらに、ベルトの脆弱性により、CVT ギアボックスを強力なモーターと組み合わせるのはほとんど不可能です。バリエーターのメンテナンスと修理は非常に高価な楽しみですが、ギアボックスを交換する方が簡単で安価です。そしてもう 1 つのマイナス点は、後退と発進のための追加の機構が必要なことです。

ロボットギアボックスは機械式ギアボックスとほとんど変わりません。トルクも、古典的な「乾式」単板クラッチを使用してエンジンからトランスミッションに伝達されます。しかし、それでもそのようなニュアンスはあります。ロボットボックスでは、ギアシフトとオン/オフのプロセスが自動化されています。クラッチ。したがって、「ロボット」は車両の運転プロセスを大幅に簡素化することができます。手動で、貴重な時間を無駄にして、特定の瞬間にどのギアをオンにするかを考える必要はありません。また、「ロボット」ボックスの利点として、比較的安価、効率的、軽量であることが挙げられます。

ただし、デメリットもあります。ロボットのギアボックスはあまりスムーズに動作せず、ギアシフトが大幅に遅れて行われます。さらに、高速では、「ロボット」は切り替えにガクガクと反応する可能性があります。同じ電子機器がクラッチに「指令」を与えるため、ここではマニュアルモードは役に立ちません。ロボットボックスを単純なオートマチックトランスミッションと比較した場合、「ロボット」の切り替えの明瞭さは「オートマチック」に比べてはるかに劣ります。また、ロボットボックスを搭載した車は動き始めると少し後退することにも注意してください。これらすべての欠点に基づいて、マニュアルトランスミッションは伝統的に最も「予算の高い」車種に搭載されています。

マニュアルトランスミッション装置

さて、この資料を捧げる「この機会のヒーロー」に移りましょう。ご存知のとおり、マニュアルトランスミッションはエンジンのフライホイールからのトルクを伝達、変換、方向転換する機構です。「メカニクス」では、ギアレバーを動かすことで、ステップがそれぞれ機械的に切り替えられます。トルクは最初に出力シャフトに伝達され、次に車輪駆動装置に伝達されます。

「ステップ伝達」とは何を意味しますか？伝統的に、シャフトの相互作用するギア、つまり駆動ギアと被駆動ギアの間の安定した伝達係数 (いわゆるギア比) が決定されます。この「機構」は、たとえば、前述の係数がギア比に関連付けられておらず、変動しているバリエーターとは異なります。言い換えれば、ドリブンギヤの歯数とドライブギヤの歯数の比がギヤ比になります。これらの数値はチェックポイントのさまざまな段階で異なります。最も低い段では最大のギア比が得られ、最も高い段では逆に最小のギア比が得られます。

一般に、マニュアルトランスミッションの動作原理は非常に単純で、部品のセットは少ないです。

マニュアルトランスミッションは比較的単純だと言えます。マニュアルトランスミッションパッケージには以下が含まれます。

ギア付きシャフト（一次、中間、二次）。
リバースギア付きの追加シャフト。
クランクケース;
シンクロナイザー。
直接ギアシフト機構を備え、ブロックおよびロックのための装置が装備されています。
シフトレバー。

クランクケースにはベアリングが取り付けられており、その中でギアボックスのシャフトが回転します。シャフトには、異なる歯数のギアのセットが装備されています。騒音をなくし、スムーズなギアシフトを実現するために、シンクロナイザーが使用されています。シンクロナイザーは、回転中のギアの角速度を均一にします。ギアシフト機構の操作はギアを変更することであり、ドライバーがレバーを使用して制御します。ロック装置により、トランスミッションが不要な自己停止から保護されます。ロック装置は、2 つのギアが同時にオンになるのを避けるように設計されています。

ステージとシャフトのマニュアルトランスミッション

上で述べたように、ギア比は相互作用するギアの歯数の比率によって決まります。例: 1 速ギア = 低いギア = 最も高いギア比。マニュアルトランスミッションはすべて段数に応じて種類に分けられます。 4速、5速、6速マニュアルトランスミッションがあります。現在、最も一般的な「5 段」は 5 速ギアボックスですが、4 速ギアボックスは非常にまれです。

マニュアルトランスミッションは段数のほかに、軸の数によってもタイプに分けられます。 3軸ボックスと2軸ボックスがあります。 3軸変速機は後輪駆動車（大型トラックを含む）に搭載され、2軸変速機は主に前輪駆動の乗用車に搭載されることが多いです。

三軸変速装置

3 シャフトギアボックスのパッケージには以下が含まれます。

ドライブシャフト、プライマリとも呼ばれる、およびそのギア。
ギアブロックを備えた中間シャフト。
セカンダリシャフト (ドリブン)、これもギアブロック付き。
クランクケースと呼ばれるギアボックスのハウジング。
シンクロナイザークラッチ。
ダイレクトギアシフト。

3 シャフトギアボックスでは、その名前が示すように、ドライブ (プライマリ)、中間、ドリブン (セカンダリ) の 3 つのシャフトが機能します。ドライブシャフトは中間シャフトにトルクを伝達し、ギアを使用して中間シャフトに接続されます。中間シャフトにもギヤブロックが装備されています。セカンダリ (従動) シャフトはプライマリシャフトとは独立して回転しますが、プライマリシャフトと同じ軸上に位置し、ギアのブロックも備えています。

マニュアルトランスミッションのボディは軽金属製です。ギアボックス機構全体がケースの内側に取り付けられており、そこに潤滑剤が注がれます（ほとんどの場合、ギアオイルが使用されますが、古いソビエトスタイルのモデルにはニグロールが使用されていました）。

シフトレバーの位置はさまざまで、レバーがボックス内に直接配置されている場合もあれば、ボディに取り付けられている場合もあります。遠隔ギアシフトを担当するメカニズムは口語的に「シーン」と呼ばれます。

二軸変速装置

2 軸ギアボックスのパッケージには以下が含まれます。

ギアブロックを備えたドライブ（プライマリ）シャフト。
ドリブン（セカンダリ）シャフト、これもギアブロック付き。
ギアシフト機構。
メインギア。
シンクロナイザークラッチ。
差動;
ギアボックスハウジング。

つまり、このタイプのマニュアルトランスミッションにはシャフトが2本しかありません。一般に、2 軸ボックスの部品の位置と目的は 3 軸ボックスと同様です。違いは、シャフトの配置（それらは平行に立っています）とトランスミッションの作成原理にのみあります。3 シャフトでは 2 組のギアによって作成されますが、2 シャフトでは 1 組のギアが機能します。 2軸マニュアルトランスミッションにはダイレクトトランスミッションはありません。また、2 軸ボックスでは、1 つではなく複数の従動軸を同時に使用できます。

2 軸ボックスと 3 軸ボックスの両方の後退ギヤには、追加のシャフトと中間ギヤが使用されます。ギアを噛み合わせた状態に保つために (すべてのタイプのギアボックスでも)、クランプが使用されます。 2 つのギアが同時に噛み合うのを防ぐために、ブロック装置が設けられています。

ギアボックスのシンクロナイザーは、ギアとシャフトの角速度を等しくすることで、静かにギアを噛ませるために使用されます。シンクロナイザーの標準パッケージには、2 つのブロッキングリング、カップリング、クラッカー、およびワイヤーリングが含まれています。シンクロナイザーを使用すると、セカンダリ (従動) シャフトの 2 つのギアを交互にオンにすることができます。

ギアボックスの主な故障とその原因

油漏れ。ほとんどの場合、シールやシールの損傷に関連している可能性があります。また、ハウジングカバー（クランクケース）の締め付けが緩んでいることも原因の可能性があります。漏れをなくすには、シールやガスケットを新しいものに交換したり、カバーを締めたりする必要があります。
検問所は騒がしい。おそらく、ボックスのノイズはシンクロナイザーの故障に関連しています。また、ギア、スプライン、ベアリングの磨耗が原因で発生することもあります。この場合、摩耗部品を特定して交換する必要があります。
ギアボックスが入りにくい。これは、スイッチ機構の一部の部品の故障が原因である可能性があります。ギアやシンクロナイザーの摩耗も考えられます。これらの部品を確認し、必要に応じて交換してください。
転送は自動的にオフになります。ほとんどの場合、これはロック装置の誤動作、およびシンクロナイザーやギアの深刻な磨耗が原因で発生します。トラブルシューティングの方法は同じで、ブロッキングデバイス、ギア、シンクロナイザーを交換しますが、故障がそれらのどれに関連しているかに応じて異なります。

チェックポイントを長期間忠実に使用するために、適切に扱ってください。シフトレバーを使用する際の主なアドバイスは、このプロセスを読み書きできるようにすることです。また、クランクケース内のオイルも定期的に交換することを忘れないでください。これらの簡単なポイントに従えば、ギアボックスは故障を思い出すことなく、車自体と同じくらい長く使用できます。

ギアボックスの故障の主な部分は、正確にはコントロールレバーの誤った取り扱いに関係しています。素早く鋭い動きでレバーを引かないでください。スイッチング機構とシンクロナイザーがすぐに故障するため、このような難しい操作は最終的にボックス全体の大規模なオーバーホールにつながる可能性があります (実際、同じことがギア付きシャフトにも当てはまります)。

レバーをスムーズに動かし、ニュートラル位置で少し停止すると、シンクロナイザーが作動し、ギアの破損を防ぎます。

クランクケース内のオイルレベルを定期的にチェックすることを忘れないでください。必要に応じて補充してください。また、やがて完全なオイル交換が必要になります。その条件は機械の取扱説明書に記載されています。

ビデオ - マニュアルトランスミッションの動作原理マニュアルトランスミッション

結論！

そしてもちろん、古典的で常に適切なアドバイス：車の音に耳を傾けてください！優れたドライバーは常に自分の鉄の友人を感じ、注意深く扱います。このアプローチを使用すると、車のギアボックスやその他のデバイスを修理する必要がなくなります。

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今日は、マニュアルトランスミッションの装置、そのプラス面とマイナス面、および最も一般的な故障について検討します。オートマチックトランスミッションを備えた車の選択肢は非常に広いにもかかわらず、マニュアルトランスミッションを備えた車も依然として重要です。これは、メカニックの信頼性とリソースの確保が自動アナログ車よりもはるかに高いという事実によるものであり、さらに、メカニック付きの車はより活発であり、その制御には運転中にドライバーのより多くのアクティビティが必要です。

写真 - 7速ギアボックスのハンドル

トランスミッションは、内燃機関から伝達されるトルクの周波数を変更するように設計されています。マニュアルユニットでは、ドライバー自身が特定の状況でどのギア比を含めるべきかを決定します。

現代の乗用車には通常、ベース 4 速とオーバードライブ 1 速の 5 速トランスミッションが装備されています。これはおそらく、ほとんどのドライバーにとって最良のオプションです。これらのモデルには、国産車や多くの輸入車が含まれます。ただし、ステップ数が多いモデルもあります。 6 つまたは 7 つのギアを備えたマニュアルトランスミッションには、通常 5 つのベースステージと 2 つまたは 1 つのオーバードライブがあります。

オーバードライブ、またはオーバードライブのギア比は 1 未満です。言い換えれば、オーバードライブが作動すると、ドリブンシャフトはドライブシャフトよりも速く回転します。

より高価な車両には 6 速または 7 速マニュアルが装備されています。たとえば、ギアボックスには 6 つのギアポジションがあり、最新世代のポルシェ 911 には 7 速マニュアルが装備されています。

たとえば、Kia Rio や Hyundai Solaris 2016-2017 などの低価格モデルには、すでに 6 速ギアボックスが装備されていることは注目に値します。

6速トランスミッションのメリット

当然のことながら、6 速または 7 速ギアボックスは 5 速ユニットに比べて優れています。まず第一に、ある速度モードから別の速度モードへの移行がよりスムーズになるため、切り替えプロセスによる内燃エンジンのリソースの消費が大幅に少なくなるということは注目に値します。さらに、6 速マニュアルトランスミッションの燃料消費量は、特に都市部外の走行サイクルでは若干低くなります。ギアが短いという事実により、加速ダイナミクスははるかに高くなります。

6 速マニュアルを装備した現代のすべての車には、シフトの必要性をドライバーに通知する電子機器が装備されています。 5 速ギアボックスを備えた車にも同様のことがありますが、常にそうとは限りません。

マニュアルトランスミッション装置

車のトランスミッションは多段ギアボックスであり、その動作原理は個々のギアペアが交互に噛み合うことです。

クラッチ

機構において、あるギアから別のギアへの切り替えがスムーズになるのは、クラッチアセンブリの存在によって実現されます。切り替え時にパワーユニットとのトランスミッションの接続を中断することができます。そのメカニズムは、車のエンジンとギアボックスの間の中間リンクです。クラッチアセンブリは、スムーズなシフトを保証するだけでなく、内燃エンジンから伝わる振動を低減します。

クラッチは設計の種類により摩擦式、油圧式、電磁式の3種類に分けられます。

摩擦タイプが最も一般的で、シングルディスク、ダブルディスク、マルチディスクがあります。

現在の車両には通常、シングルディスクモデルが装備されています。

ノードの動作原理は非常に単純です。内燃機関のクランクシャフトに取り付けられたフライホイールは駆動ディスクとして機能します。ドリブンディスクはプレッシャープレートの助けを借りてドリブンディスクに押し付けられ、クラッチを押すとこの接続が弱まります。ダイヤフラムスプリングは、フライホイールを備えたドリブンディスクの最適な圧縮を実現します。

ダイヤフラム付きプレッシャープレートはクラッチバスケットと一体設計です。バスケットにはプッシュとプルの両方がありますが、最初のタイプが最も一般的です。

スプラインの助けを借りて、ドリブンディスクはマニュアルトランスミッションの主軸に結合されます。トランスミッションのスムーズさはディスクハブに配置されたダンパースプリングによるものです。さらに、スレーブには、クラッチが接続されているときに短時間の高温に耐えることができる摩擦ライニングが装備されています。

ギアシフト

各ギアボックスでは、シャフトが平行に配置されており、その上にギアが配置されています。トランスミッションには3軸と2軸があります。軸は駆動（プライマリ）、従動（セカンダリ）と呼ばれ、3軸タイプには中間のものもあります。

3軸タイプ

入力シャフトは内燃エンジンからの回転を受け、その軸からドライブシャフトギアとの堅固な係合を利用して回転が中間シャフトに伝達されます。セカンダリアクスルとプライマリアクスルは同一平面上にあり、ベアリングによって結合されています。このため、それらの回転は完全に独立して、または中間シャフトを介して発生します。セカンダリシャフトのギアはしっかりと固定されておらず、シャフトにしっかりとフィットするシンクロナイザーによって互いに分離されていますが、スプラインの助けを借りて軸に沿って歩くことができます。シンクロナイザーの端面にはギアリムがあり、ギアホイールの同様のリムと噛み合うことができます。

ニュートラル位置では、ホイールはシャフト上で自由に回転し、シンクロナイザーは開いています。ギアが接続されると、フォークがクラッチを移動させて特定のギアに接続します。

二次軸から、前輪駆動車の場合は、または、およびに回転します。リバースギアを有効にするには、ギアボックスに中間ホイールが取り付けられ、中間車軸からの回転がその逆に変わります。

3 軸ユニットは最も人気があり、ほとんどすべての現代の車に搭載されています。

二軸タイプ

2 軸ユニットの入力軸には 1 つではなく、多数のギアが含まれています。中間車軸がないため、その代わりに、シンクロナイザーカップリングとギアが取り付けられた被駆動車軸が配置されます。概して、違いは、各ステージの車軸間の係合が 2 組ではなく 1 組のみ存在することです。

切り替えも同様の方法で行われます。ロッドを使用したシフトノブによって制御されるフォークが、セカンダリシャフトに沿ってクラッチを適切な位置に移動させます。

2軸タイプは高効率が特徴ですが、高減速比化に限界があり、採用されることは極めて少ないです。ギアボックス、クラッチアセンブリ、内燃エンジン自体を単一のユニットに組み合わせることができるため、ほぼすべての小型車にこの特定のタイプのトランスミッションが装備されています。フロントにパワーユニットを搭載した車に 2 軸機構を使用した例としては、シトロエン C3 が考えられます。

覚えておくことが重要です!

リバース出力軸を逆回転させる中間ギヤにはシンクロナイザーが装備されていないため、リバースギヤは車両が完全に停止した後にのみ接続してください。そうしないと、そのような切り替え後にギアボックスが故障します。

シンクロナイザークラッチ

最新のトランスミッションにはすべてシンクロナイザークラッチが装備されています。これらの存在は、スイッチングモードを簡素化するために重要です。シンクロナイザーがなければ、車軸の速度を等しくするためにシフト操作でダブルクラッチを解除する必要があります。ギアボックスの段数が多い一部のタイプの特殊装置では、カップリングは不可能であるため、使用されません。

ハブの内周にはスプライン溝があり、シンクロナイザーがそれ自体の軸に沿って移動できるようにしています。切り替えるとき、フォークはスプラインに沿ってシンクロナイザーを移動させ、特定のギアの端でシンクロナイザーのペアと噛み合います。ステージを切り替えるとき、ブロッキングリングの 1 つに大きな力がかかります。最終的には、ロックリングが完全に回転します。

写真はシンクロクラッチを外したところ

ステージを切り替えずにシンクロナイザークラッチをさらに移動することはできません。シンクロナイザーがギアリングと噛み合うと、エレメントは確実に固定されます。

メカニックの長所と短所

手動ユニットにはメリットとデメリットの両方があります。

長所:

トランスミッションのメンテナンスコストが削減されます。

高効率。

別途冷却する必要はありません。

マニュアルトランスミッションを搭載した車は、あまり貪欲ではなく、より優れたダイナミクスを備えています。

機構の簡素化により、ユニットの信頼性が大幅に向上します。

走行モード選択の幅が広がります。

車両の牽引は許可されています。

マイナス点:

スムーズな発進と変速には、時間の経過とともにしか得られない運転スキルが必要です。

クラッチアセンブリの小さなリソース。

長距離旅行中、整備士がいる車のドライバーは、オートマチックトランスミッションを備えた車のドライバーよりもはるかに疲れます。

段数が限られているため、スムーズに変速比を変更することができません。

考えられる問題

シンプルなデザインにもかかわらず、ユニットが壊れる可能性があります。ギアボックスの異常な動作が検出された場合は、できるだけ早くカーサービスに連絡することをお勧めします。自分で問題を解決することもできますが、それには適切なツールと特定のスキルの両方が必要です。

まず注意すべき点は、ニュートラルギアをオンにしたときの異音の発生です。これは、ボックス内のオイルが長い間その資源を使い果たしているか、まったく残っていない場合に発生する可能性があります。通常、ドライバーが交換することはほとんどありませんが、トランスミッションが正常に動作しない場合、最初に注意すべきことはオイルの状態です。

また、シールやガスケットの状態が悪いと漏れる可能性もあります。この場合、オイルを交換する際には、他の欠陥要素も交換する必要があります。ただし、ベアリングやギアの磨耗、シャフト軸のずれなどがこの問題の原因となる場合もあります。この場合、ボックスを解体して完全に整理し、摩耗した構造要素を交換する必要があります。

ドライバーがギアを変更するために通常よりも多くの努力をしなければならない状況があります。切り替え機構自体の故障やクラッチの切れ込みが原因である可能性があります。ただし、ステムレバーの損傷が問題の原因である可能性があります。これを解消するには、シフト機構やクラッチ機構の調整が必要になるほか、破損したエレメントの交換が必要になる場合もあります。

一部のドライバーはトランスミッションの問題を経験しています。これは、多くの場合、ギア、フォーク、ロッド、従動シャフトまたは中間シャフトのベアリングの摩耗、およびそれらの固定の弱体化に関連しています。かなりの数の理由が考えられるため、マニュアルトランスミッションの故障を取り除くには、欠陥のあるすべての構造要素を交換して完全に解決する必要があります。

クラッチペダルの踏み込みが不完全であったり、半クラッチ状態での走行は組立部品の破損を招く恐れがあります。クラッチディスクの摩耗が急速に進み、ダイヤフラムスプリングの花びらが簡単に折れてしまう可能性があります。また、切り替え時にクラッチが完全に切れないと、すぐにギアのなめりが発生します。

内燃エンジンの作動時にトランスミッションが強い振動を示すということは、2 つのユニットのドッキングが信頼できないことを示していることも言及しておく価値があります。この場合、おそらくボルト締結部の弱体化が原因と考えられます。この場合は、さらに強く締めるだけで十分です。ただし、振動がサポートの破壊に関連している可能性があり、その場合は非常に時間のかかる修理が必要になります。

ギアをシフトするときの不正なノイズの発生は、ほとんどの場合、クラッチの故障に関連しています。出力シャフトのベアリングも原因である可能性があります。

どのようなメカニズムでも慎重に使用することで、その耐久性が保証されます。機械ユニットの気取らないところが車の所有者を魅了します。それでも、マニュアルトランスミッションの使用に関していくつかの推奨事項があります。

まず覚えておいていただきたいのは、ギアを変える前にクラッチペダルを完全に踏むことが重要であるということです。これはおそらく、メカニズムを使用する上で最も重要な瞬間です。また、付属のギアは走行モードに対応している必要があります。さらに、低いギアに切り替える前に速度を下げる必要があることを覚えておく価値があります。

自動機械とは異なり、機械はオイルをまったく使用せずに作業できるという事実にもかかわらず、これは機械の全体的な状態にかなり大きな影響を与えます。 20,000km を超えた後は、潤滑油の量と状態を確認することをお勧めします。ほとんどの経験豊富な車の所有者でさえ、整備工場でオイルをまったく交換しないという事実にもかかわらず、これは依然として完全に間違っています。少なくとも70,000km走行ごとに交換することをお勧めします。

マニュアルトランスミッションは、今日の自動車で使用される最も一般的なタイプのトランスミッションではなくなりました。しかし、その信頼性、設計のシンプルさ、保守性の高さから、依然として高い需要があります。マニュアルトランスミッションの名前は、ギアをシフトする「手動」(または機械的) 方法に由来しています。トランスミッションとは、トルクが段階（歯車）によって変化する有段変速機のことを指します。マニュアルトランスミッションは最も信頼性が高いと考えられていますが、特に初心者のドライバーにとっては管理が最も難しいものでもあります。

マニュアルトランスミッションの動作原理

マニュアルトランスミッション

マニュアルトランスミッションの動作原理は次のとおりです。エンジンからのトルクはギアボックスの入力シャフトを介して伝達され、相互作用するギアのペアを使用して変換され、車輪に伝達されます。ギアの各ペア (ステージ) には、エンジンのクランクシャフトの回転速度とトルクを変換する特定のギア比があります。また、トランスミッションがトルクを増加させると回転速度が減少し、その逆も同様です。前者の場合、トランスミッションはシフトダウンと呼ばれ、後者の場合はシフトアップと呼ばれます。

ギア比は、ペアの出力ギアと入力ギアの歯数の比によって決まります。次に、歯の数は歯車自体のサイズに直接依存します。歯が多いほど、歯車の直径は大きくなります。たとえば、1 速ギヤのギヤ比が最も大きいため、(入力シャフト上の) 入力ギヤが最も小さく、出力ギヤが最も大きくなります。マニュアルトランスミッションのギアシフトは、エンジンから伝達される動力の流れを遮断する必要があるため、を押したときにのみ行われます。

マニュアルトランスミッションを搭載した車の動きは常に1速から始まります。例外は大型トラックです。そこでは2速から行うことができます。これを行うには、レバーセレクターを手動で適切な位置に移動する必要があります。より高いギアへの移行は、次々と順次変速することによって行われます。各ギアは特定のエンジン速度範囲で動作するように設計されているため、速度が切り替わる瞬間はスピードメーターとタコメーターの読み取り値によって決まります。

マニュアルギアボックスの種類

マニュアルトランスミッションは段数により主に以下に分類されます。

4速。
5速。
6速。

最も一般的なメカニズムは 5MT トランスミッションです。 5速ギアボックス。

シャフトの数に応じて、次のタイプのギアボックスが区別されます。

前輪駆動乗用車に搭載される2軸メカニカルトランスミッション。
主に後輪駆動車やトラックなどに使用される3軸マニュアルトランスミッション。

マニュアルトランスミッション装置

構造的には、マニュアルギアボックスは次の要素で構成されます。

ドライブまたはインプットシャフト。
駆動軸または出力軸。
インターミディエイトシャフト（3軸マニュアルトランスミッション用）
プライマリシャフトとセカンダリシャフトのギア。
ギア選択機構。
シンクロナイザークラッチ (シンクロナイザー);
クランクケース;
メインギア。
差分。

同時に、2軸トランスミッションと3軸トランスミッションの装置と動作原理は互いに異なります。

2軸ギアボックス：装置と動作原理

2軸マニュアルトランスミッションの仕組み

このタイプのボックスが最も一般的です。クラッチを介してインプットシャフトに伝達されます。特定のギアボックスの設計に応じて、プライマリシャフトとセカンダリシャフトのギアの一部はしっかりと固定されており、一部は自由に回転します。また、各シャフトには少なくとも 1 つのシンクロナイザーが配置されています。プライマリシャフトとセカンダリシャフトのギヤは常に噛み合っています。どれが固定され、どれが回転するかを理解することは非常に簡単です。シンクロナイザーの近くの歯車は常にシャフト上で回転します。

ファイナルドライブギヤはドリブンシャフトに強固に固定されています。トルクはセカンダリシャフトから車両の車輪に伝達されます。後者は、ホイールが異なる角速度で回転することを保証します。

2 軸ギアボックスのギア選択機構はボックス本体内にあり、可動するフォークとロッドで構成されています。この機構には、2 つのギアの同時噛み合いに対する保護機能が装備されています。

2軸トランスミッションの動作原理は次のとおりです。

ギアレバーがニュートラル位置にある場合、エンジンからのトルクは駆動輪に伝達されず、シャフト上のギアは自由にスクロールします。
レバーを動かすと、ドライバーはケーブルまたはロッドのシステムを通じてシンクロナイザースリーブを対応するフォークとともに動かします。
クラッチは、対応するギアとシンクロナイザーが配置されているシャフトの角速度を同期させます。
シンクロナイザークラッチがギアと噛み合い、トルクがインプットシャフトからセカンダリシャフトに伝達され始めます。
所定のギア比でエンジンから駆動輪にトルクが伝達されます。

後進には、中間後進ギアを備えた追加のシャフトが使用されます。

各ギアのトルク伝達方式:

3 軸ギアボックス: 装置と動作原理

3 軸メカと 2 軸メカの違いは、3 種類のシャフトが使用されることです。ドリブン軸、リーディング軸に加えて中間軸も使用されます。

クラッチに接続された入力軸はトルクを中間に伝達します。トランスミッションは対応するギアを介して行われるため、シャフトは常に噛み合っています。

三軸マニュアルトランスミッション装置

中間シャフトはプライマリシャフトと平行であり、すべてのギアはそれにしっかりと固定されています。

プライマリシャフトと同じ軸上にセカンダリシャフトがあります。出力シャフトを含むドライブシャフトのスラストベアリングがこれに関与します。この場合、被駆動シャフトのギアは自由に回転でき、シャフトにしっかりと固定されていません。出力シャフトのギアはカウンターシャフトのギアと常に噛み合っています。したがって、ギアボックスのニュートラル位置では、入力シャフトからのトルクが中間ギアに伝達され、次に出力シャフトのギアに伝達されます。しかし、それらはシャフト上で自由に回転するため、車は動きません。

セカンダリシャフトのギア間にはシンクロナイザーがあり、その機能は摩擦力によりセカンダリシャフトのギアの角速度をシャフト自体の角速度と一致させることです。

シンクロナイザーはシャフトにしっかりと固定されており、スプライン接続によりシャフトに沿って軸方向に移動できます。

2 シャフトトランスミッションとは異なり、3 シャフトトランスミッションのシフト機構はボックス本体に配置され、コントロールレバーとフォーク付きのロッドで構成されます。この機構には、2 つのギアが同時に噛み合わないようにロック装置も装備されています。

リモコンが付いている場合もあります。この場合、リモートスイッチングメカニズムはリンクまたはヒンジ付きケーブルによって提供されます。

3 シャフトギアボックスのギアシフトの原理は、2 シャフトトランスミッションの動作原理と似ています。

マニュアルトランスミッションシンクロナイザーについて少し

シンクロナイザーは、シャフトとギアの角速度の調整により、ショックのないギアの噛み合いに使用されます。構造的には、シンクロナイザーはクラッチ、2 つのロッキングリング、3 つのクラッカー、および 2 つのワイヤーリングで構成されます。

ギアを接続するプロセスでは、フォークがクラッチを目的のギアに移動し、そこでブロッキングリングが最初に移動します。要素の角速度の違いによって生じる摩擦力により、ブロックリングが停止するまで回転します。シンクロナイザークラッチのさらなる移動と係合は、角速度の調整後にのみ発生します。シンクロナイザーの詳細については、記事をご覧ください。

マニュアルトランスミッションのメリットとデメリット

わかりやすくするために、マニュアルトランスミッションのプラス面とマイナス面を比較表の形で示します。

利点	欠陥
他のタイプのギアボックスと比較して、ボックスのコストと重量が低い	他のギアボックスと比較してドライバーの快適性が劣る
高い加速ダイナミクス、燃費、効率	ドライバーの疲れるシフトプロセス
シンプルな設計による高い信頼性	定期的なクラッチ交換の必要性
メンテナンスが簡単で安価	他のタイプのギアボックスと比較して車の滑らかさが低い
より効率的なオフロード走行の可能性
車を牽引する能力

結論

疑いもなく、マニュアルトランスミッションの操作には多くの利点が伴います。ボックスを使用することの経済的な側面には価値があります。また、トランスミッションの信頼性と、より「ドライバーらしい」運転体験を兼ね備えたマニュアルトランスミッションは、高速走行やオフロード走行の愛好家にとって優れたソリューションです。快適性が最優先でない場合は、マニュアルトランスミッションを選択するのが明らかです。