Виды коробок передач: особенности и отличия

КПП – коробка переключения передач автомобиля: основные виды и их особенности.

Коробка переключения передач – один из важнейших механизмов автомобиля. Именно этот узел отвечает за передачу крутящего момента от центрального силового агрегата – двигателя – к колесам, играющим роль ведущих.

Разновидностей коробок переключения скоростей различают несколько. Использование каждой из схем зависит от предназначения автомобиля и предполагаемых условий его эксплуатации. К примеру, коробка КамАЗ по своей конструкции и функциям будет отличаться от КПП той же ГАЗели.

Рассмотрим наиболее распространенные виды коробок передач, их конструктивные особенности, достоинства и недостатки.

Разновидности КПП: от механики до вариатора

Надежная механика или все о МКПП

К одному из самых проверенных видов КПП относится механическая коробка. История ее создания соотносится с появлением первых авто. Правда, за последнюю сотню лет двигатели, как и сами машины, претерпели немало изменений. Менялась и механическая трансмиссия: с 3-х скоростей она «доросла» до целых 6-ти плюс одна задняя.

Популярность МКПП с годами не угасает. Многим автовладельцам электроника может показаться удобнее. Это действительно так – до первой разбитой дороги, труднопроходимой размытой «грунтовки» и прочих препятствий, которые приводят к пробуксовке колес. В этом случае не исключен риск перегрева отдельных элементов. С механикой водитель полагается на свой опыт и может контролировать состояние машины.

Основная цель механической коробки – ступенчатое изменение передаточного отношения – достигается путем выбора водителем требуемой «скорости» вручную. Как видно из названия, в конструкции механизма отсутствуют гидравлические или электрические компоненты, в отличие от других видов трансмиссий.

По своему устройству МКПП бывает трёхвальной и двухвальной. В первом случае ведущий вал посредством сцепления соединяется с двигателем, промежуточный передает вращение от первичного вторичному валу, который жестко сцеплен с карданным валом. Пример такого устройства – коробка на УРАЛе. В двухвальной КПП валов всего два, и перенос крутящего момента осуществляется от одного к другому через шестерни.

Из достоинств механической КПП можно выделить следующие:

• доступная цена;
• облегченный запуск в холодное время года;
• допускается езда «накатом»;
• меньший расход масла;
• не слишком большой вес;
• отсутствие необходимости установки охлаждающей системы;
• максимальное использование КПД мотора;
• высокая динамика разгона;
• экономия топлива;
• простота конструкции и обслуживания;
• возможность разобщения двигателя и трансмиссии.

Есть у популярной механики и недостатки

• необходимы определенные навыки вождения, особенно в части управления и работы со сцеплением;
• наличие дополнительного узла (сцепление);
• риск перегрузки мотора из-за неумелого переключения передач;
• небольшое увеличение времени на переключение скоростей по сравнению с «автоматом»;
• меньший уровень комфорта, поскольку требуется внимание и концентрация;
• необходимость обслуживания узла сцепления, срок службы которого не слишком продолжителен.

Несмотря на обилие недостатков, МКПП активно используется в разных видах транспорта. Особенно целесообразно использование механической трансмиссии на грузовиках. Так, коробка раздаточная КамАЗ обеспечивает повышенную проходимость авто за счет распределения крутящего момента между ведущими мостами и увеличивает момент силы на ведущих колесах.

Коробка-робот и ее основные характеристики

Современный автопром нередко оборудует трансмиссию более «продвинутым» вариантом механической КПП – роботизированной коробкой. Этот механизм представляет собой симбиоз проверенной механики и электронных составляющих.

В общем виде РКПП оборудуется помимо уже знакомой коробки специальной системой, которая управляет сцеплением и «скоростями». Роль водителя здесь состоит в формировании задачи, а управление переключением берет на себя «умный» блок. Кому-то может показаться, что разницы между «роботом» и «автоматом» нет, но это не так. Данные виды коробок передач отличаются по принципу построения, а главное – в современных РКПП присутствуют целых два сцепления. Такой подход помогает обеспечить передачу крутящего момента по назначению и при этом не разрывать поток мощности.

В качестве главных компонентов и узлов коробки-робота выступают:

• сам узел переключения скоростей, почти такой же, как МКПП. В конструкции также присутствуют два вала, только расположенных не поочередно, а один внутри другого. На внешнем, вторичном валу располагаются шестерни привода четных передач, от 2-й до 6-й, а на внутреннем (первичном) – шестерни пары передач 1, 3, 5 и задней;
• актуаторы или исполнительные устройства – электрические или гидравлические элементы системы автоматического управления. В задачи этих сервоприводов входит передвижение синхронизаторов КП, включение сцеплений и их выключение;
• блок управления, ядром которого выступает микропроцессор. Этот узел, как правило, совмещают с бортовым компьютером. К нему же могут подключаться различные датчики от ДВС, системы ABS и прочее. А чтобы блок управления «знал», как ему обработать ту или иную информацию, применяют постоянное запоминающее устройство, «прошитое» в соответствии с назначением.

Достоинства РКПП сходны с традиционной механикой

• экономия топлива;
• отсутствие особых рисков при буксировке;
• возможность езды накатом.

А в качестве бонуса – больше не нужно думать о сцеплении, что значительно упрощает задачи водителя.

Недостатки тоже имеются

• увеличенное время реакции при переключении скоростей;
• невозможность перепрограммирования агрегата;
• необходимость переключения на ручное управление при передвижении по городским улицам или неровной местности (во избежание износа сцепления);
• ощутимые рывки при изменении режима;
• высокая вероятность перегрева при подъеме на горку – с последующим размыканием сцепления.

В целом, роботизированная КПП – неплохая попытка обеспечить комфорт управления автомобилем наряду с надежностью и экономичностью. Но данный вид трансмиссии нуждается в существенной доработке, поскольку не всегда можно предсказать, как поведет себя машина в тех или иных условиях. Для грузовых автомобилей сегодня все же надежней проверенная временем и отечественными дорогами «механика». КПП КамАЗ 43118 с делителем зарекомендовала себя при работе тягачей в составе автопоезда, а применение делителя не только облегчило управление, но и улучшило тягово-экономические качества транспортного средства.

Удобный «автомат»

Водители современных авто, особенно новички, предпочитают выбирать модели, укомплектованные автоматической коробкой. Простота эксплуатации и отсутствие необходимости работы со сцеплением подкупают многих. Но так ли велик вес этих достоинств по сравнению с недостатками АКПП?

Все виды коробок передач, по сути, нацелены на одно: принять, преобразовать, передать и изменить направление крутящего момента. АКПП не исключение, и разновидностей их бывает несколько. Для примера возьмем классику: трехступенчатую КП, снабженную гидравлическими приводами и гидротрансформатором.

Итак, основные элементы АКПП:

• гидротрансформатор, «симбиоз» сцепления и гидромуфты. Именно этот механизм отвечает за преобразование и передачу момента силы, а рабочим элементом при этом выступает жидкость (трансмиссионное масло);
• планетарный редуктор – главный узел АКПП. Основой его выступает планетарная передача и три основных звена: солнце, водило и эпицикл. В качестве ведущего может быть выбрано любое из звеньев, в зависимости от задумки конструктора.
• гидравлическая система управления. Цель работы данного механизма – управление планетарным редуктором.

По своему строению АКПП подразделяются на адаптивные и регулируемые. В первом случае коробка передач «запоминает» манеру вождения водителя и переключает скорости в соответствующем режиме. Регулируемый тип автоматов зависит от действий водителя. Такие коробки могут функционировать в нескольких заданных режимах, которые можно переключать вручную.

Достоинства АКПП

Среди главных достоинств АКПП обычно указывают простоту и удобство вождения, а также отсутствие рычага сцепления. Но есть и еще несколько положительных моментов:

• автоматические коробки просты и неприхотливы;
• АКПП обеспечивают более высокий уровень безопасности;
• отсутствует риск перегрузки мотора;
• работа автомата плавная, без рывков;
• снижается риск ДТП, особенно по скользкой дороге, поскольку автоматические КП оснащаются разными удобными функциями, обеспечивающими лучшие условия передвижения.

Недостатки АКПП

Из недостатков автоматики можно выделить:

• дорогое техобслуживание и ремонт;
• запрет на торможение в режиме «драйв» и пробуксовку;
• более медленный разгон по сравнению с МКПП;
• увеличенный расход горючего;
• больший вес коробки.

О целесообразности использования АКПП на большегрузных автомобилях можно спорить. Есть модели (те же Volvo), которые неплохо справляются со своими задачами при условии бережливости водителя, хороших дорог и отсутствия перегруза. Отечественные же реалии требуют от транспорта большей выносливости узлов. Для этих целей оптимально использование КПП ЯМЗ 236 и аналогичных моделей механических коробок.

Вариаторная коробка

Этот вид КП конструктивно отличается от перечисленных выше. Прежде всего, в нем нет передач, поэтому такую коробку называют бесступенчатой.

Главное преимущество вариатора – плавное изменение передаточного отношения. Такой эффект достигается благодаря особому способу передачи вращения посредством трения через ремень, натянутый между шестернями с изменяющимся диаметром.

В современных авто используются три основных вида вариатора: ременной, клиномерный, торовый. Наиболее распространенным для автопрома является первый тип, а последние два – прерогатива спецтехники.

Достоинств у вариатора достаточно:

• плавный и более быстрый разгон;
• легкость управления;
• отсутствие шума;
• экономичность по расходу горючего;
• высокие экологические характеристики.

Недостатки тоже есть:

• дорогостоящий ремонт;
• использование большего количества масла;
• отсутствие возможности буксировки;
• высокий риск перегрева при пробуксовке.

Несмотря на больший комфорт управления, использование вариаторов на грузовиках не оправдано. Гораздо продуктивнее показывают себя ступенчатые КП с большим КПД, например, КПП ЯМЗ 238.

Любая компания, выпускающая транспортные средства, может комплектовать их разными видами коробок передач. Выбор авто с конкретной коробкой, той же КПП на ЯМЗ 236, зависит от цели использования транспорта, стиля вождения, предполагаемых нагрузок и условий эксплуатации.

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.

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.

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 коробок передач

Главным элементом в любом автомобиле является двигатель внутреннего сгорания.

В результате сгорания топлива энергия передается на поршни, которые через шатуны передают вращение на коленчатый вал. Коленвал через маховик связан с трансмиссией — системой распределения крутящего момента на ведущие колеса. Так вот коробка передач как раз и распределяет этот момент вращения, то есть при одинаковом уровне оборотов коленвала автомобиль может передвигаться с разными скоростями, или вообще ехать задним ходом.

Коробок передач есть несколько основных видов:

Механическая коробка передач использовалась еще на заре автомобилестроения. В наиболее простом виде, она представляет из себя два вала — первичный и вторичный, на которые надеты шестерни. Для каждой передачи есть своя пара взаимодействующих шестерен. На первичный вал усилие передается от коленвала, а вторичный вал распределяет этот момент движения на колеса.

Водитель самостоятельно выбирает нужную передачу вручную в зависимости от условий движения с помощью рычага КПП.

Рычаг КПП связан с шестеренками через вилки переключения передач. Выжимая сцепление, водитель отсоединяет КПП от двигателя, как раз в этот момент и происходит переключение передач. Надавливая на рычаг и передвигая его, водитель отключает одну передачу и включает другую — при этом вилка одной передачи отсоединяется от пары шестеренок, а другая вилка задействуется и входит в сцепление с другой парой шестеренок.

Автоматическая коробка передач по своему строению и принципу работы схожа с механической. Вся разница состоит в том, что за сцепление отвечает специальный блок — гидротрансформатор. Водителю не нужно выжимать сцепление, поскольку такой педали в автомобилях с АКПП попросту нет.

Чтобы увеличить скорость, водитель жмет на газ, чтобы уменьшить скорость — на тормоза, а переключение передач происходит в автоматическом режиме.

Переключать передачи нужно только в том случае, если вы желаете включить задний ход, припарковаться или поставить автомобиль на нейтраль. Автоматика пользуется большим спросом, поскольку значительно упрощает процесс вождения, однако для ее бесперебойной работы используется большое количество разнообразных датчиков, анализирующих режим езды и выбирающих оптимальные передачи.

Роботизированная коробка передач — это что-то среднее между механикой и автоматом. Переключение передач происходит с помощью электронного блока, который самостоятельно регулирует режимы поездки, автоматически смыкает и размыкает сцепление. Роль водителя сводится лишь к выбору желаемого режима езды, а автоматика уже сама выбирает нужные передаточные числа и шестерни.

Роботизированные коробки чаще всего выпускаются с двумя дисками сцепления, один из которых отвечает за четные передачи, другой — за нечетные. Такой тип трансмиссии называется преселективным, то есть водитель выставляет нужную передачу, а все остальное делает электроника.

Вариаторная коробка передач — это образец КПП, построенной совершенно по другому принципу. Здесь нет шестеренок, вместо них установлены два конусоподобных шкива, между которыми натянут клиновидный ремень или цепь. Ремень передвигается по шкивам и в результате этого меняется передаточное число. Ход такой коробки передач очень плавный, правда использовано большое количество электроники. Вариатор называют также бесступенчатой трансмиссией.

Водителю не нужно выжимать сцепление и переходить с передачи на передачу. Селектор используется только для включения заднего хода, включение нейтрали и режима парковки.

Любой тип трансмиссии имеет свои подвиды, которые различаются количествами передач, конструкцией, принципами работы. На данный момент все больше людей склоняется к вариаторам и роботизированным КПП, хотя настоящий водитель должен без труда ездить с любой коробкой передач.

Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки

Коробка передач или КПП – это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

«Speed1c» участника Rohloff AG – http://www.rohloff.de/. Под лицензией GNU Free Documentation License с сайта Викисклада – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Speed1c.png#mediaviewer/File:Spe.

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости – трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

• сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
• низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
• сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Разновидности АКПП | Типы автоматических коробок передач

Водителям автомобилей оснащенных механической коробкой переключения передач, время от времени, для того чтобы включить нужную передачу, приходится управлять машиной при помощи лишь одной только руки. В отличие от них счастливые обладатели транспорта с автоматической коробкой переключения передач за рулевое колесо, на протяжении всего движения, могут держаться обеими руками. И сейчас мы рассмотрим основосоставляющие типы автоматических коробок передач.

Краткое содержание :

Разновидности АКПП | Типы автоматических коробок

Классический гидравлический «Автомат» (АКПП) | Гидроавтомат

Ярким примером классической АКПП является именно гидравлический тип акпп, он же гидроавтомат. В отсутствии прямой связи между двигателем и колесами и заключается особенность данного типа акпп. Встает вопрос о том – каким же образом крутящий момент передается? Ответ прост — двумя турбинами и рабочей жидкостью. В последствии дальнейшей «эволюции» такого типа «автомата» роль управления в них взяли на себя специализированные электронные устройства, что позволило добавить в такие АКПП специальные «зимний» и «спортивный» режимы, появилась программа для экономичной езды и возможность переключать передачи «вручную».

В отличии от механической коробки переключения передач гидравлическому «автомату» топлива требуется несколько больше и времени на разгон нужно больше. Но эта та цена, которую приходится заплатить за комфорт. И именно «гидравлика», бросив вызов «механике», одержала уверенную победу во многих странах, кроме «старушки Европы».

Как работает автоматическая коробка передач

Водителями в Европе продолжительное время все разновидности АКПП категорически не принималась. Многое пришлось сделать инженерам прежде чем окончательно адаптировали автоматическую коробку переключения передач для Европы. Но все это в итоге послужило повышению экономичности, появлению таких режимов как «зимний» и «спортивный». К тому же коробка научилась подстраиваться индивидуально под стиль вождения водителя, появилась возможность ручного переключения передач на АКПП — что было немаловажно для европейских водителей.

Каждый из производителей предпочитал по своему называть такие трансмиссии, но самым первым из названий появилось — Autostick. Одним из самых распространенных сегодня по праву считается изобретение фирмы АУДИ — Tiptronic. БМВ, например такую трансмиссию назвали — Steptronic, Вольво же сочли подходящим названием для коробки-автомата Geartronic.

Все же при том что водитель включает передачи сам, ручным полностью он не считается. Это больше полуавтоматика, потому как трансмиссионный компьютер продолжает контролировать работу автомобиля вне зависимости от выбранного режима.

Роботизированная коробка передач | АКПП робот

МТА (Manual Transmission Automatically Shifted) — или так называемый в народе робот DSG, конструктивно, пожалуй, во многом сходен с «механикой», но с точки зрения управления — это ни что иное как АКПП. И хотя расход топлива здесь более умеренный, чем все на той же МКПП, есть и свои нюансы. «Робот» весьма эффективен лишь на весьма умеренном темпе езды.

Чем более агрессивным становится манера езды, тем болезненнее ощущаются переключения передач. Порой при переключениях даже может показаться, что вас как будто кто-то пихает в задний бампер. То есть отличие робота (Дсг) от автомата заключается в принципе работы первого. Однако невысокая стоимость и незначительный вес АКПП вполне компенсируют этот недостаток.

О коробке DSG Видео

Зачем “Роботу” два сцепления?

Volkswagen Golf R32 DSG с 2 сцеплениями

Существующие недостатки серьезно осложняли эксплуатацию роботизированной трансмиссии, особенно остро это отражалось на комфортности движения. Поэтому конструкторы в ходе продолжительных «поисков» пришли в итоге к решению которое решило проблемы — они оснастили «робота» двумя сцеплениями.

В 2003 году компания Фольксваген запустила в массовое производство роботизированную трансмиссию с двумя сцеплениями, впервые установив ее на автомобили Гольф R32. Название ему присвоили DSG (Direct Shift Gearbox). Здесь четными передачами управлял один диск сцепления, а нечетными второй. Работу коробки это существенно смягчило, но тут появился другой солидный недостаток — цена этой АКПП довольно высока. Хотя массовое признание автолюбителями такой трансмиссии сможет решить эту проблему.

Вариатор | Вариаторная коробка передач

Вариаторная трансмиссия (Continuously Variable Transmission) — она крутящий момент изменяет плавно, в этом есть ее особенность. Данная разновидность АКПП не имеет ступеней, фиксированное передаточное число у ее передач отсутствует. И если сравнить ее с «гидравликой» – то работу последней мы можем отслеживать по показаниям тахометра, а вот вариатор очень размеренно подхватывает моменты переключения передач при этом скоростной баланс остается неизменным.

Вариатор | Бесступенчатая трансмиссия

Полезное видео о том, что из себя представляет вариаторная коробка передач

Особенности | Отличия вариатора от АКПП.

Не смогут полюбить такую коробку те водители которые привыкли «слушать» свой автомобиль, потому как подобно троллейбусу, вариаторная акпп не меняет тональности двигателя. Но отказываться от вариатора по этой причине, пожалуй, не стоит. Инженеры нашли выход из этой ситуации, добавив режим, где «виртуальные передачи» можно выбирать вручную. Режим переключения передач имитирует, что позволяет водителю ощущать езду как на обычной автоматической коробке переключения передач.

Как определить какая коробка установлена в автомобиле, вариатор или гидроавтомат:

1. По возможности изучите техническую документацию автомобиля. В большинстве случаев автомат обозначается как AT (Automatic Transmission), вариатор – CVT;
2. Поищите информацию в интернете. Обычно в технических характеристиках на популярных сайтах Вы обязательно найдете ответ;
3. Тест-драйв. Если на автомобиле установлен вариатор – то никаких, даже малозаметных толчков, рывков Вы не почувствуете, разгон схож с набором скорости “троллейбуса”. На классическом автомате ощущаются переключения передач, хотя на исправном они практически незаметны, не “почувствовать” их невозможно.

Что надежнее и лучше: вариаторная коробка, робот или автомат?