Какие бывают коробки передач на автомобилях

Какие бывают коробки передач на автомобилях

Обзор коробок передач — их плюсы и минусы

С какой коробкой передач выбрать автомобиль?

При покупке автомобиля, как нового, так и подержанного, каждый автолюбитель непременно задумывается над тем, какую коробку передач лучше выбрать. Действительно, выбор коробки передач – очень немаловажный момент. Ведь каждому из нас хочется ездить комфортно и маневренно, и при этом иметь минимальный расход топлива. Поэтому рассмотреть вопрос выбора коробки передач стоит подробно и заранее, уделив ему время. Изучение этого вопроса существенно сэкономит в дальнейшем ваши нервы и деньги.

Выбираем коробку передач

В данной статье мы поговорим о том, что такое коробка передач, каково ее назначение, какие бывают виды КП, преимущества и недостатки каждого вида и дадим ответ на вопрос, как же сделать правильный выбор? Поговорим об этом профессионально, но доступно, чтобы вы, независимо от уровня технической подготовки, могли понять суть вопроса и определиться, какая трансмиссия подойдет лично вам.

Все мы живем в условиях постоянной нехватки времени. Именно поэтому мы проделали большую работу по сбору и анализу необходимой информации по данному вопросу, и подготовили для вас этот материал.

Смотрите видео о МКП и АКП

ЧТО ТАКОЕ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ? ЕЕ НАЗНАЧЕНИЕ

Коробка передач (коробка скоростей, коробка переключения передач) – это элемент трансмиссии транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Ее основное назначение – изменение частоты и крутящего момента, который передается от двигателя к ведущим колесам, в более широких пределах, чем может обеспечить двигатель. КП обеспечивает возможность движения авто задним ходом, а также позволяет отсоединить двигатель от трансмиссии при стоянке автомобиля и при движении по инерции (накатом).

ВИДЫ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

На сегодняшний день существует четыре основных вида трансмиссий: механическая, автоматическая, роботизированная и вариаторная. Есть также подвиды. Рассмотрим существующие виды и подвиды, их описание, отличия коробок передач, а также разберем плюсы и минусы каждого вида.

Механическая коробка передач

Механическая коробка переключения передач (МКПП) с ручным переключением подразумевает следующую схему работы. Под капотом есть двигатель, коробка передач, между ними – узел сцепления. Когда вы нажимаете на педаль сцепления, двигатель и трансмиссия полностью разъединяются. Пока педаль сцепления нажата, мотор и трансмиссия ничем не связаны. В это время вы можете включить любую необходимую вам передачу (какую именно, определяете по условиям движения). Также необходимо отсоединять трансмиссию от двигателя, когда вы трогаетесь с места или тормозите.

Сама по себе механическая трансмиссия – это коробка (корпус, картер), внутри которой расположены передачи. Передача представляет из себя два зубчатых колеса (шестеренки) разных размеров. Одно колесо вращается двигателем, а другое передает вращение колесам.

Принцип работы следующий. Если двигателем вращается маленькое колесо, а вращение колесам передает большое колесо, крутящий момент (усилие) увеличивается, скорость уменьшается. Ни момент, ни скорость не меняются, если зубчатые колеса одинаковые по размерам. Если со стороны двигателя большое колесо, а со стороны колес маленькое – скорость увеличивается при потере силы.

Передачи переключаются рычагом. При этом первая передача имеет самый большой крутящий момент и самую маленькую скорость.

МКПП может быть реализована в двух схемах:

  • заднеприводное авто;
  • переднеприводное авто.

На заднеприводном авто двигатель расположен продольно. Трансмиссия заднеприводного авто состоит из трех валов: ведущий, промежуточный, ведомый. Ведущий и ведомый вал располагаются друг напротив друга, промежуточный – параллельно этим двум.

Крутящий момент передается от двигателя через сцепление сначала на ведущий вал, с ведущего на промежуточный, с него – на ведомый. На промежуточном и ведомом валах расположены шестерни разных размеров. Для включения нужной передачи необходимо муфтой соединить нужную шестерню с валом. Величина крутящего момента на выходе будет зависеть от того, через какую пару шестерен он передается.

На переднеприводном авто двигатель расположен поперечно. В такой коробке передач есть только два вала: входящий и выходящий. На обоих валах есть шестерни, которые постоянно находятся в зацеплении. Для включения передачи тоже необходимо соединить нужную шестерню с валом.

  1. Самый дешевый вариант КПП;
  2. Простота конструкции;
  3. Низкий расход топлива, высокий КПД;
  4. Высокая динамика, позволяющая активно драйвануть (за что механику и любят ассы дорог).
  1. Неудобство управления, особенно в бесконечных пробках больших городов, когда требуется постоянная работа педалями и рычагом. Нужно уметь плавно пользоваться сцеплением и правильно выбирать передачу по условиям движения.

Автоматическая коробка передач

Автоматизированная механика (обычный автомат) – это механическая коробка передач, оснащенная механизмом, который автоматически переключает передачи и выжимает сцепление. Оснащена гидротрансформатором (по типу масляной турбины) и набором зубчатых и планетарных механических передач.

Типичные режимы работы на автомате:

Переключение режимов осуществляется рычагом выбора диапазонов (РВД). Механизмы АКПП могут быть разные.

Самых больших успехов в автоматизированной механики достиг BMW. Инженеры концерна спроектировали трансмиссию SMG, которая установлена на седанах серии М. В ее основе 6-ступенчатая МКПП, которой заведует гидравлика с электронным управлением. Смена передач гидравлической АКП происходит мгновенно, за 0,08 секунд. Это даже быстрее, чем моргнуть глазом.

Гидротрансформаторная КПП – на сегодня самая распространенная трансмиссия в мире. Гидротрансформатор не является частью КПП, он выполняет роль сцепления. При высоких оборотах на скорости он блокируется муфтой, что позволяет сократить расход топлива. Гидротрансформатор отлично гасит колебания, увеличивая ресурс двигателя и трансмиссии.

Крутящий момент в гидротрансформаторных КПП передается с помощью трансмиссионного масла, циркулирующего в замкнутом круге под высоким давлением. За переключение передач отвечает гидроблок, которым в современных моделях управляет электроника. Это позволяет работать трансмиссии в разных режимах: экономичном, стандартном или спортивном.

Механическая часть гидротрансформаторной АКП ремонтопригодна и достаточно надежна. Самое уязвимое место – гидроблок (удары при переключении говорят о неисправной работе клапанов). Большое значение имеет трансформаторное масло, хотя сегодня уже есть коробки автомат, не требующие его замены.

Ездовые характеристики сильно зависят от управляющей электроники (мозгов). Плавность переключения, динамика и экономия топлива во многом зависят и от количества передач трансмиссии (от четырехступенчатой до восьмиступенчатой АКП).

Гидротрансформаторной АКПП оснащены Opel Astra, Insignia, Meriva, Mazda 3, 5, 6, Peugeot и Citroen C4, C5, 308, 3008.

  1. Удобство управления и комфорт: сама едет, сама переключается, нет необходимости выбирать нужную передачу;
  2. АКПП способна менять передачу на полной мощности двигателя;
  3. При трогании с места на ровной плоскости нет откатывания;
  4. Двигатель и ходовая часть благодаря гидротрансформатору защищены от поломок и перегрузок из-за непрофессионального включения передач, что увеличивает их ресурс;
  5. Авто с АКПП оборудовано системой пассивной безопасности, предотвращающей самостоятельное движение авто на неровной площадке.
  1. Повышенный по сравнению с механикой расход топлива и более низкий КПД из-за потерь в трансформаторе. Хотя при некоторых режимах движения современные АКП достигают более высокой экономичности благодаря интеллектуальному управлению;
  2. Более высокая цена;
  3. Более высокая стоимость ремонта и обслуживания;
  4. Хуже динамика, рывки при старте (не на всех моделях);
  5. Задержки в переключении передач;
  6. Заводится только с помощью стартера;
  7. При трогании на склоне автомобиль скатывается назад.

Роботизированная коробка передач

Есть простая роботизированная механика и продвинутая.

Простая роботизированная механика (МТА) – это механика по строению и автомат по управлению. Т.е. механическая КПП, в которой передачи переключаются роботом (электроникой). Следовательно, нет педали сцепления. При переключении передач происходит разрыв потока крутящего момента, как следствие, ощутимы провалы при разгоне.

Коробка весит меньше классического автомата, и меньше стоит. Как правило, устанавливается на недорогие модели. Есть возможность переключения передач в ручном режиме. Самый простой удешевленный робот с одним сцеплением (Альфа Ромео, Тойота, Опель, Сузуки) тратит на переключение 1-2 секунды.

Усовершенствованный тип трансмиссии, пришедший из спорта – преселективная КПП. Это роботизированная механика с двумя сцеплениями и с прямым включением. Одно сцепление обслуживает четные передачи, другое – нечетные. Разгон плавный и быстрый, переключение происходит за доли секунды. Этот тип трансмиссии сочетает в себе динамику и экономичность МТ и удобство классического автомата.

У каждого производителя есть свое название продвинутого робота, самое распространенное из них — DSG от Фольксвагена. Некоторые модели с преселективной коробкой: Фольксваген Гольф DSG, Ауди А4TDI S-Tronic, SeatIbiza 1.6 DSG и др.

  1. Высокая экономичность: роботы экономнее механики либо на одном уровне с ней;
  2. Робот дешевле, чем АКП;
  3. Имеет небольшой вес;
  4. Некоторые модели авто оснащены подрулевыми лепестками, позволяющими переключать передачи очень быстро. А следовательно, у авто отличная динамика.
  1. Весьма ощутимы моменты переключений, плавность работы оставляет желать лучшего;
  2. Задержка переключения передач;
  3. Толчки и рывки при переключениях;
  4. Небольшой откат в начале движения;
  5. При каждой остановке от нескольких секунд робот требует выключения в нейтрал;
  6. Не любит пробуксовок.

В целом, роботизированные трансмиссии первого поколения имеют больше недостатков, чем достоинств. Что касается преселективных коробок, они тоже имеют свои минусы: сложную конструкцию, высокую стоимость агрегата и его ремонта.

Вариаторная АКП

Рост цен на топливо, забота об экологии и необходимость большего комфорта обусловили появление вариаторной АКП. Вариатор (CVT) – бесступенчатая трансмиссия, в которой нет передач как таковых. Вариатор состоит из двух пар конусообразных шкивов (ведущий и ведомый), между которыми вращается ремень по изменяемому радиусу. Изменение передаточных чисел идет постоянно, независимо от разгона или замедления автомобиля. Это обеспечивает абсолютную плавность работы КП, полный комфорт и отсутствие каких-либо ударов и толчков. Правда, в некоторых моделях есть имитация передач (типтроник), которая переключает режимы работы вариатора.

Читать еще:  Как же правильно выбрать масло в кпп газель: объем, подбор и замена

Вариаторы оснащены соответствующей микроэлектроникой (системой управления). Управляющий компьютер анализирует все условия движения, подбирает более подходящее передаточное отношение и согласовывает действия трансмиссии и двигателя.

Примеры авто с вариатором: Renault Scenic 2.0, Mitsubishi Lancer 1.8, Audi A4 2.0 Multitronic.

  1. Двигатель все время работает в оптимальном режиме;
  2. Максимальный уровень комфорта и плавность движения;
  3. Экономичность (средний расход топлива: больше, чем МКПП, менше, чем автомат);
  4. Динамичный разгон;
  5. Простая конструкция;
  6. Быстрота работы (не тратится время на переключение передач. При разгоне пик крутящего момента достигается сразу, обеспечивая тем самым максимальное ускорение автомобиля).
  1. Высокая цена;
  2. Дорогой ремонт и обслуживание;
  3. Категорически не любит пробуксовок;
  4. Несовместимость с мощным двигателем из-за недолговечности ремней;
  5. Для заднего хода и трогания необходимы дополнительные механизмы;
  6. Вариатор боится перегрева, поэтому для эксплуатации необходимо специальное очень дорогое масло с необходимостью замены каждые 50-60 000 км пробега. После 100 000, как правило, требуется замена ремня;
  7. В первых моделях авто с вариатором – однообразное гудение мотора, которое трудно выдержать психологически;
  8. Меньшая динамика по сравнению с МКПП.

КАКУЮ КОРОБКУ ПЕРЕДАЧ ВЫБРАТЬ?

Очевидно, что идеальной коробки передач не бывает. Если вы активный драйвер, любите маневры и скорость – вам подойдут механика или робот. Если вы хотите комфорта в городе, но нередко выбираетесь и за город не только на шоссе – вам подойдет внедорожник с традиционной гидромеханической АКП. Простой робот устроит спокойного водителя, который выбирает экономичность и ровные дороги. Вариатор же хорош для любителей комфорта и предельной плавности хода.

Итак, выбор коробки передач полностью зависит от ваших личных приоритетов. Определитесь, что для вас важнее: динамика, цена, экономичность или комфорт? И сделайте свой правильный выбор.

Виды коробок передач

Одним из ключевых агрегатов любого автомобиля является коробка переключения передач (КПП). Выбор типа КПП зависит от многих факторов. Различные виды коробок передач имеют как свои достоинства, таки и недостатки. На автомобилях используют четыре основных вида КПП. Это механика, классический автомат, роботизированная коробка или робот, а также вариатор.

Основное предназначение любой автомобильной коробки переключения передач является изменение крутящего момента, передаваемого от двигателя к колесам, изменение скорости движения и изменение направления движения (вперед/назад). Некоторые типы коробок предусматривают также отключение двигателя от колес, в других КПП эту роль выполняет дополнительный узел, называемый «сцепление».

Механические КПП

Механические КПП предназначены для ручного переключения передач. По принципу действия это многоступенчатый цилиндрический редуктор. В новых легковых автомобилях чаще всего используют 5 и 6 ступенчатую коробку, а в автоклассике применялись 4-ступенчатые.

Ступенчатая система переключения передач подразумевает конкретный коэффициент передачи для каждой пары шестеренок. Вычисляется передаточное число как соотношение количества зубьев на ведущей и ведомой шестеренке. Для первой передачи это соотношение самое большое. Это означает, что ведущая шестеренка самая маленькая, а ведомая – самая большая.

Механические коробки бывают двух вальные и трех вальные. Трех вальные используются, как правило, на более мощных легковых автомобилях, грузовиках и спецтехнике. Двух вальные часто устанавливают на автомобили с передним приводом.

Многим автомобилистам знаком особый звук, который издает автомобиль при движении на задней передаче. Его не спутаешь ни с чем и он похож практически у всех автомобилей. Происходит это потому, что зубья на передних и задней передаче разные. На задней передаче используются шестеренки с прямыми зубьями. Это дает возможность передавать больший крутящий момент, но расплачиваться приходится повышенным шумом. На передних передачах используются косозубые шестеренки – они работают более тихо, так как сцепление зубьев происходит постепенно, однако их КПД меньше.

Коробка автомат

Автоматическая коробка, в ее классическом понимании, имеет большую популярность среди автолюбителей. Её бесспорное преимущество является в том, что водителю не требуется отвлекаться на переключение передач. Для начала движения не нужно иметь особых навыков – просто поставил «D» и отпустил тормоз. А еще, в салоне на одну педаль меньше. За такой комфорт приходиться расплачиваться более высоким, по сравнению с механикой коробкой, расходом топлива.

Рабочим элементом в АКПП является три набора шестеренок планетарной передачи. Название «планетарная передача» означает, что меньшие шестеренки вращаются вокруг большей центральной шестерни. Первый набор шестеренок называется «главной передачей». Он согласует скорость двигателя и скорость езды. Другие два набора называются «входным редуктором» и «обратным редуктором». Далее следует набор муфт и рычагов, блокирующих различные части автоматической коробки, что дает возможность изменять скорость движения автомобиля или включать реверс.

Переключение передач происходит благодаря компьютеру, который включает нужные гидравлические клапаны, что приводит в движение соответствующие муфты планетарных шестеренок.

Автоматическая КПП позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне мощности. Благодаря различным датчикам, компьютер определяет, когда необходимо включить ту или иную передачу или остановить автомобиль. Так что водителю не стоит беспокоиться об оптимальном режиме работы двигателя, а можно сосредоточиться исключительно на вождении.

Раз компьютер выбирает оптимальный режим работы мотора, и на его работу не влияет настроение или навыки водителя, то возникает закономерный вопрос: почему тогда расход топлива увеличивается? Ответ на этот вопрос кроется в гидротрансформаторе – устройстве, которое передает мощность от двигателя на автоматическую трансмиссию. В автоматической коробке передач он играет роль сцепления. Большое преимущество такой системы в плавности передачи усилия. Однако КПД гидротрансформатора значительно ниже, чем у зубчатых передач, что и вызывает дополнительный расход топлива.

Читайте также: Коробка передач АМТ — что это такое?

Роботизированная КПП

Трансмиссии с роботизированным переключение передач, или «роботы», как их иногда называют, объединяют два предыдущих вида коробок. По своей сути, это механическая коробка переключения передач с двумя валами и сцеплением, которыми управляет компьютер. Таким образом, КПД такой коробки выше, двигатель всегда работает в оптимальном режиме, что позволяет получать максимум комфорта от езды.

Недостатком такой коробки может являться то, что к ней нужно привыкнуть. При классическом ручном переключении передач водитель сам может сглаживать плавность хода автомобиля благодаря плавному выжиманию сцепления, и добавлению оборотов. При езде с роботизированной коробкой в момент включения передачи может ощущаться небольшой рывок. Чтоб его компенсировать, производители придумали РКПП с двумя сцеплениями. Его суть такова: в момент переключения передач, компьютер одновременно готов подключить передачу на одну больше и на одну меньше. Благодаря этому переключение происходит практически мгновенно без рывков.

Вариатор

Вариатор — это бесступенчатая коробка переключения передач. Такая трансмиссия достаточно простая. Крутящий момент изменяется плавно, что обеспечивает абсолютную плавность хода. КПД такой коробки довольно высокий, так как отсутствуют дополнительные механизмы и шестерни.

Вариатор состоит из двух шкивов, способных менять свой размер, и соединенных специальным ремнем, что позволяет подбирать наилучшее соотношение передаточных чисел.

Недостатком вариатора является его ограниченная применяемость, связанная с невозможностью использовать на достаточно мощных двигателях. Так что основная сфера применения такой системы переключения передач – городские малолитражные автомобили и скутеры.

Читайте также: Подробно о том, что такое вариаторная коробка передач .

Видео на тему


PsihNaMashine › Блог › Коробка передач. Виды КПП и принцип действия.

Говоря сухим техническим языком, коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).

А теперь с точки зрения новичка давайте разберемся — зачем вообще нужна коробка передач на автомобиле, и для чего нужно переключать передачи? Переключение передач — необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента ДВС. Сравним для примера ДВС и электродвигатель.

Основное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент. У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает. Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент. А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше. Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы. У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется. График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается — двигатель глохнет. Как видим, тяговая характеристика двигателя внутреннего сгорания совершенно неудовлетворительна. Но силовая установка с таким мотором по своей легкости, экономичности и другим качествам пока превосходит электромотор. Поэтому конструкторам пришлось примириться с недостатками ДВС и для их преодоления поставить на автомобиль коробку передач, которая изменяет передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них. На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.

Читать еще:  Как заменить крестовину и подвесной подшипник на ниссан икс трейл и кашкай

А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом. Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив — выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.
Для получения различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).
Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.
В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).
При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью — необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне — высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.
Для равномерного движения на высокой скорости необходимо обеспечить большую частоту вращения колёс, поддерживая обороты двигателя в оптимальном диапазоне. Для этого служат высшие передачи (от четвертой и выше), имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими. При этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя. Однако на высших передачах автомобиль не может двигаться с небольшой скоростью и, тем более, трогаться с места, так как двигатель не сможет развить крутящего момента, необходимого для того, чтобы сдвинуть автомобиль с места, и заглохнет.
Передача с передаточным отношением, равным 1, называется прямой (как правило, четвертая). Если передаточное число меньше единицы, такая передача называется ускоряющей (от пятой и выше). Ускоряющая передача включается при движении автомобиля в хороших дорожных условиях, когда не требуется большой силы тяги на ведущих колесах. Давая возможность двигателю работать с пониженными оборотами, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и экономии топлива
С понятием передаточного числа связано выражение «длинная коробка» и «короткая коробка». Речь идёт о разнице в передаточных числах разных передач – в «длинной» коробке она больше. Рассмотрим два автомобиля, одинаковых во всём, кроме коробок передач. Водитель авто с «короткой» коробкой, поддерживая высокие обороты мотора, разгонится быстрее и быстро наберёт максимальную скорость. Водитель на машине с «длинной» коробкой разгоняться будет дольше, но до более высокой скорости. Таким образом, выбор коробки зависит от темперамента водителя. С «короткой» коробкой автомобиль более динамичен, но чаще приходится переключаться. С «длинной» – не такой резвый, но диапазон скоростей на одной передаче больше, то есть, можно добраться до высшей передачи и кататься на ней со скоростью от пятидесяти до ста с лишним, изменяя её только газом и тормозом. Любители агрессивного «спортивного» стиля предпочтут «короткую» коробку, люди спокойные – длинную.

Современные автомобили могут оснащаться одним из четырех видов КПП – механической, автоматической, роботизированной или вариаторной.
Механическая коробка передач с ручным переключением состоит из набора шестерен. Изменение передаточного числа осуществляется путем введения их в зацепление в различных сочетаниях. К плюсам данной коробки следует отнести высокий КПД, простоту, низкую цену, высокую динамику и наименьший расход топлива по сравнению с остальными коробками. Из недостатков следует отметить неудобство управления, особенно при движении в городе.

Автоматическая КПП – планетарная коробка передач с автоматическим переключением. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, называемых планетарными или сателлитами, вращающихся вокруг центральной (или солнечной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. В современных коробках используются несколько планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел.
К преимуществам автоматической коробки следует отнести, прежде всего, удобство управления и комфорт. АКПП способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо в МКПП. В плюсы «автомата» можно добавить плавность хода во время переключения, отсутствие откатывания при трогании с места, защищенность двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок и поломок из-за неправильного включения передач, увеличенный ресурс.
К недостаткам АКПП обычно относят более низкий КПД, более высокую цену, а также стоимость ремонта и обслуживания, повышенный расход топлива, ухудшение динамических качеств автомобиля, задержки в переключении передач. Однако с каждым годом эксплуатационные свойства автоматических коробок улучшаются, а число поклонников АКПП уверенно растет.

Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапециедальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Вместо ремня может применяться цепь, набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.
Главным преимуществом вариатора является то, что двигатель постоянно работает в оптимальном режиме. Как бесспорные плюсы вариатора (по сравнению с АКПП) выступают: экономичность, более плавный ход и динамичный разгон. Вариатор проще по конструкции, чем обычный «автомат». Однако по сравнению с МКПП вариаторы имеют меньшую экономичность и динамику.

Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах для режимов трогания и заднего хода, высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт.
Роботизированная коробка – это обычная механическая коробка передач. Для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии также используется стандартное «сухое» однодисковое сцепление. Отличие состоит в том, что процессы включения-выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем, освобождая от необходимости переключать передачи вручную и задумываться о том, какую именно передачу включить в данный момент. К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.

Этот тип коробки имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь это касается плавности его работы, которая оставляет желать лучшего. Передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме «газ в пол» появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, сцеплением ведь все равно управляет электроника. В четкости переключений «робот» уступает даже простому «автомату». К тому же, «роботу» свойственен небольшой откат при начале движения. Такой тип коробки обычно ставят на недорогие модели.
Более совершенной является роботизированная коробка с двойным сцеплением. В такой коробке одно сцепление включает нечетные передачи, а другое — четные. Во время езды крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут. В то же время диск второго сцепления разомкнут, но в самой коробке следующая передача уже включена. Когда электроника «чувствует», что надо переключаться на другую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Это позволяет избавиться от рывков при переключениях и обеспечивает непрерывный поток мощности от двигателя к колёсам, что недостижимо для обычной механической коробки с одним сцеплением. Режим переключения – как ручной, так и автоматический. Технически это довольно сложный вид коробки (а значит, и недешевый), но по динамике и экономии топлива он превосходит даже простую механику.

Читать еще:  Что делать если «закипел» двигатель

Как и на любой риторический вопрос, на него нет однозначного ответа. Какой вид КПП выбрать – дело личное, зависящее от приоритетов конкретного человека. Определитесь, что для вас важнее (цена, динамика, комфорт)- и тогда выбор КПП не составит для вас никакого труда!

Виды и типы коробок переключения передач

Каждый уважающий себя водитель должен понимать принцип работы коробки передач автомобиля. КПП считается одной из самых важных составляющей частей трансмиссии транспортного средства. Главная ее задача – изменение скорости крутящего момента и его передача от вала двигателя к колесам, прерывание связи между силовым агрегатом и всей трансмиссией. Существует несколько типов КПП, которые определяют вид трансмиссии автомобиля.

Что такое коробка передач, роль, значение, принцип работы

После сцепления, основным узлом транспортного средства является коробка передач. В большинстве автомобилей она наделена зубчатыми шестеренками, а число передач варьируется около 4–6, без учета заднего хода. Процесс переключения передач происходит за счет сцепления шестерен между собой в определенном порядке, возможно при помощи синхронизаторов или блокировкой шестеренок вала. Синхронизаторы служат для выравнивания скорости вращения и фиксации валом работы одной из ведомых.

Преимущественная функция КПП – достижения оптимального показателя крутящего момента между двигателем и колесами. Основными ее составляющими являются:

  1. Картер. Включает в свою конструкцию все основные детали и узлы КПП. Установлен на картере сцепления, который контактирует с двигателем транспортного средства. Полость картера на 50% заполнена трансмиссионным, или в редких случаях моторным, маслом. Поскольку все шестерни подвергаются сильным нагрузкам и трениям, большое количество смазывающего материала помогает снять нагрузку с деталей и предотвратить их быстрый износ.
  2. Синхронизаторы. Предназначены для плавного соединения шестерней, безударного переключения передач за счет уравнивания угловых скоростей движения шестеренок.
  3. Механизм переключения. Имеет рычаг в салоне автомобиля, который непосредственно служит управлением начала работы всей системы. Имеет замковый и блокировочный механизмы. Первый не позволяет включаться двум передачам одновременно, а второй, в свою очередь, препятствует произвольному выключению передачи.
  4. Валы. Первичный или ведущий, вторичный или ведомый и промежуточный. Выполняют вращение в подшипниках картера; имеют различное количество зубчатых шестерен. В зависимости от типа КПП может быть разное количество валов, которые предполагают разные конструкции для передачи крутящего момента.

Классификация видов КПП

Опытные автомобилисты привыкли классифицировать коробки переключения передач по нескольким признакам. К ним можно отнести:

  • Вариант передачи оттока мощности (механические КПП, планетарные, с соосными валами, вариатор, гидромеханические);
  • Количество валов (двухвальные, трехвальные, многовальные с различным числом зацеплений);
  • По способу управления (автоматические, роботизированная, ручное включение).

Самая распространенная классификация разделяет КПП по принципу действия:

  1. Механические КПП. Прославились высоким КПД при минимальном весе. Считается, что механическая коробка обеспечивает лучший динамичный разгон транспортного средства при относительно экономичном расходе топлива.
  2. Автоматические. Отличаются простотой в эксплуатации. Тем не менее отмечается, что во многих случаях увеличивают расход топлива автомобиля и неспешно переключают передачи.
  3. Роботизированные КПП. Являются симбиозом механики и автомата. Если простым языком, то роботизированная коробка очень схожа с механической КПП, но с электронным управлением работы сцепления. Отзывы говорят, что подобный вариант значительно уступает автоматической коробке.
  4. Вариаторы или бесступенчатые КПП. Относительно новый тип коробки передач, отличается непосредственным отсутствием передач. Передаточное число в вариаторе меняется плавно, без динамичных ступеней. На сегодняшний день вариаторы только приобретают широкое распространение, поскольку особенности конструкции бесступенчатых КПП не совершенны. Во многих случаях ремень передачи не способен выдержать мощность двигателей современных автомобилей, что быстро выводит систему из строя.

Характеристика механической КПП

Устройством МКПП предусмотрено ручное управление переключением передач, за счет перемещений рычага. Происходит ступенчатая передача крутящего момента. Механическая коробка подразумевает наличие передаточного числа. Показатель у пары определяется пропорцией количества зубьев действующих элементов трансмиссии.

Механические коробки разделяют по количеству ступеней. Самое большое распространение имеет пяти ступенчатая МКПП.

Отдельно механику разделяют по количеству внутренних валов: двухвальная и трехвальная МКПП. Первая больше предназначена для легковых переднеприводных транспортных средств, а последняя чаще используется для большого тяжелого транспорта и может быть применима для автомобилей с любым типом привода.

Особенности двухвальной и трехвальной МКПП

В случае трехвальной МКПП диск сцепления способствует передаче крутящего момента на первичный вал. После этого вращение переходит к промежуточному валу, который запускает элементы ведомого вала.

После того как была включена определенная передача, выбирается необходимая вилка и начинается продольное движение рычага. Вилка перемещается относительно вала и запускает синхронизатор. Зубчатый венец работает после того, как синхронизатор сравняет угловую скорость. Венец соединяет ведомый вал и необходимую шестеренку, и момент вращения направляется на хвостовик КПП и через кардан к заднему мосту.

Обычно в трехвальных КПП применяется прямая передача – благодаря синхронизаторам два вала связаны напрямую. В таком случае коэффициент передачи равен 1. Если применять разное количество зубьев на шестернях, то передаточное число можно варьировать. Тем не менее система передачи потеряет смысл, когда обороты мотора сравняются с оборотами вала. В МКПП используются косозубые шестеренки. Благодаря такой конструкции удается достичь плавного включения необходимой передачи.

В МКПП используются косозубые шестеренки. Благодаря такой конструкции удается достичь плавного включения необходимой передачи.

Роботизированная коробка передач

Роботизированная КПП по принципу действия схожа с механической, но с небольшим усовершенствованием в виде актуаторов для переключения передач. Схожесть с АКПП проявляется только в том, что сцепление расположено в корпусе коробки (на МКПП находится на маховике).

В роботизированной КПП один ведущий вал имеет внутреннюю полость, за счет которой крепится второй вал. Оба вала имеют отдельное сцепление и определенный набор взаимодействующих, при необходимости. Управление сцеплением и синхронизаторами происходит за счет работы сервоприводов. Сервоприводы или актуаторы бывают нескольких типов: электрические или гидравлические.

Управление всем механизмом работы и взаимодействием с другими системами автомобиля берет на себя микропроцессорный блок управления (МБУ). К нему подключаются датчики двигателя, а сам МБУ подсоединен к бортовому компьютеру.

Второе сцепление в РКПП необходимо для уменьшения времени между переключением передач.

Конструкционные особенности и работа автоматической коробки

Автоматическая коробка передач позволяет снизить нагрузку с водителя во время езды и исключает необходимость постоянного пользования рычагом. АКПП делятся на два подвида: на основе работы гидротрансформатора и на основе электроники. Структурно они практически не различимы. Выделяют АКПП для переднего и заднего привода. В первом случае коробка передач более компактна и наделена дифференциалом.

Состоит автоматическая коробка передач из:

  1. Гидротрансформатора. Играет роль сцепления, аналогично механической коробке, но не требует непосредственного управления. Установлен в промежуточном кожухе, подвергается высоким нагрузкам, поэтому обильно смазан трансмиссионной жидкостью. Помимо стандартной роли, гидротрансформатор сглаживает вибрацию силового узла и контролирует давление в системе управления.
  2. Тормозная лента и фрикционы. Служат для непосредственного переключения передач.
  3. Устройство контроля. Состоит из поддона, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.
  4. Планетарный ряд. Если в МКПП чаще используются валы, параллельно расположенные относительно друг друга, то в АКПП используется принцип планетарных передач. Несколько механизмов обеспечивают передачу крутящего момента при помощи фрикционных элементов и других механизмов. Для фиксации элементов планетарной системы используется тормозная лента.

Мнение о том, что можно завести автомобиль с АКПП без использования стартера при помощи разгона – ошибочно. Насос работает исключительно от силового узла, а принудительное вращение карданного вала не обеспечит работу КПП.

Типтроник

Первопроходцами автомобильной промышленности в области Tiptronic стала компания Porshe. В 1990 производитель представил КПП схожую с механикой, но с возможностью электронного контроля. Интеллектуальная коробка предполагает как автоматическое переключение передач, так и ручное.

При автоматическом контроле оборотов, типтроник ведет себя как АКПП с системой DSP. Переход в ручной режим позволит самостоятельно понижать или повышать передачу. Тем не менее блок управления может самостоятельно перейти в автоматический режим при необходимости.

В современных системах предусмотрен режим «спорт», который позволяет значительно увеличить тягу и оценить мощность машины, оставляя частоту оборотов выше. Однако типтроник даже в ручном режиме оставляет задержку переключения передачи на уровне от 0,1 до 0,7 секунды.

Особенности работы вариатора

Вариатор – бесступенчатая КПП, которая позволяет плавно менять показатель передаточного числа. Производятся двух типов: клиноременной и торовый. Первый вариатор имеет стандартные комплектующие АКПП, клиновидный ремень и несколько раздвижных шкивов.

Шкивы подконтрольны блоку управления; они сжимают диски относительно оборотов. Отдельным подвидом являются цепные вариаторы, они, в отличие от вариаторов CVT, оказывают тянущее усилие. Рабочие диски в таком случае сжимают клиновидные звенья цепочки.

Торовый вариатор имеет два клиновидных элемента. Диски делятся по принципу МКПП – на ведущий и ведомый. Переключение передач происходит за счет движения ролика между дисками. Прямая передача практически не применяется в вариаторах подобного типа.

Главным недостатком вариатора является быстрая изнашиваемость ремней и невозможность эксплуатации с мощными двигателями. Даже при бережном и аккуратном отношении ремни придется менять каждые 150 тысяч км.

Понять устройство и принцип работы различных типов коробок переключения передач лучше наглядно. Если в жизни такой возможности нет, то можно просмотреть несколько обучающих роликов, например:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector