Какие бывают коробки передач на автомобилях: Виды коробок передач: особенности и отличия
На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач — и речь не только об автоматических коробках — даже такие простые по конструкции «ручки» сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!
Как работает КПП?
Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) — это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от двигателя колёсам — то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой — КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами — это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины… Как правило.
Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы — рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя — Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!». Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот — чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).
На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде — даже внутри нас — наши челюсти, ряд изгибов тела — всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок — даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.
Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку, потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот «чугунный» велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.
А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше — роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор — как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) — также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.
Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот — проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот — выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.
Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде — имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач — обычно от 4 до 8 — чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач — речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач — точнее, их число у автомобиля бесконечно — речь идёт о вариаторе.
Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.
Механическая коробка передач
Также известная как «ручка» или «механика», как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок — в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.
В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.
Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.
При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.
Автоматическая коробка передач
Разработанной ещё в далёком 1920 году и сильно модернизированной с тех пор, автоматической КПП снабжается большинство автомобилей, продаваемых на сегодняшний день. И легко понять, почему: на самом деле это из-за высочайшего удобства по сравнению с механической КПП. Просто переместите рычаг в положение «Драйв», и Вы едете вперёд, поставьте рычаг в режим «Rear», и Вы поедете назад. Но работа автоматических коробок передач крайне сложна — намного сложнее принципа работы МКПП и может стоить Вам значительно дороже в случае ремонта, дополнительные несколько десятков килограмм лишнего веса и немного увеличенный показатель расхода топлива из-за наличия в автомате гидротрансформатора. Более подробно о работе АКПП предлагаем почитать в специальной статье об этом.
Типичная автоматическая коробка передач
В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы — редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.
Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе «мозги», которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.
Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь давайте рассмотрим менее распространённые виды КПП — некоторые из них набирают популярность, другие — напротив, теряют её.
Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)
Так как компьютеры с каждым днём всё глубже проникают в каждую систему в автомобиле, автоматической коробке передач были даны новые способности. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы теперь имеют до восьми передач, и время и условия, когда включать ту или иную передачу, выбирается компьютером, а человека в общем-то никто и не спрашивает, что для многих водителей является огромным минусом, особенно, в условиях спортивного и/или зимнего вождения. В то же время во время спокойного расслабленного вождения по городу автомат наиболее предпочтителен. Для объединения лучшего из этих обоих миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своём авто гибридный вариант КПП, который даёт возможность контролировать переключение передач вручную, используя для этого либо специальный селектор с двумя нефиксируемыми позициями рычага переключения: плюс и минус, каждая из которых отвечает за переключение передачи на одну выше или на одну ниже соответственно; либо с помощью «лепестков» на руле: справа и слева, каждая из которых отвечает за ту же функцию. Лепестки (или «вёсла») являются наиболее распространёнными в спортивных автомобилях, но и в обычных появляются всё чаще.
«Лепестки» ручного переключения передач и кнопочная система режимов коробки передач автомобиля Lotus Evora
Следует иметь в виду, что водители всегда были в состоянии контролировать автоматическую КПП в некоторой степени с помощью так называемых «пониженных» передач, но это в действительности не было полным контролем над переключением по двум причинам:
- Даже если Вы поставите рычаг АКПП в режим «L» — не переключаться выше первой передачи, автомат всё же переключится, если обороты машины поднимутся слишком высоко (например, если автомобиль съезжает с крутой горки — для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в автомате), чтобы не повредить коробку.
Классический автомат с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)
Теперь в типтронике компьютер контролирует в значительной степени механическую коробку, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление, но в то же время водитель этот всегда сможет переключиться на полностью автоматический режим переключения.
Вариатор (CVT)
Если Вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то Вы знакомы с вариатором или бесступенчатой коробкой передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимо с достаточно мощными двигателями). По существу, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнём (прямо как на велосипеде из описания в начале статьи, но вместо шестерёнок — шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут изменить свой размер и, таким образом, изменить передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определённого количества «шестерёнок», потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между его самой низкой и самой высокой передаточными числами. Таким образом, можно легко «ползать» на автостоянке или динамично ехать по шоссе. Более подробно о работе вариатора Вы можете прочитать в специальной статье на сайте HowCarWorks.ru.
Анимация работы вариатора
Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождения с автоматической КПП, кроме того, что Вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто набирает обороты плавно вверх и вниз. Вы надавливаете на педаль акселератора, и двигатель автомобиля набирает обороты до определённой величины, а затем просто остаётся работать на этих оборотах, в то время как машина едет всё быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач изменяют свои размеры. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к вариатору из-за несколько странного звука и принципа работы CVT. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с подрулевыми переключателями, которые имитируют автоматическую или механическую коробку передач.
CVT с каждым годом набирает всё бóльшую популярность, появляясь на всё большем числе новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая эффективность работы, если Вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если Вы любите ездить быстро или хотите высокопроизводительную машину, то это вариант, к сожалению, Вам не подойдёт, так как очень быстро износится.
Казалось бы, что CVT будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее, заняло очень много времени, чтобы этой технологии созреть — особенно прочность ремня этой трансмиссии — есть большая разница между тем, какая нагрузка приходится на этот ремень в скутере, а какая в большом пассажирском автомобиле.
Кроме того, есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически сводит на «нет» все его преимущества — он ломается… Ломается практически у всех — есть мнение, что такая коробка в среднем отъезжает пробег примерно в 100 тысяч километров, а потом её нужно менять, а стоит она нередко треть стоимости всего автомобиля.
Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)
Широко известная аббревиатурой DCT (благодаря компании Porsche) и некоторыми другими, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передача с двойным сцеплением является в сущности своего рода хай-тек коллажем из автоматической, механической коробок передач и компьютера.
Как следует из названия, система использует две муфты переключения передач. Коробка может быть использована в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера определяя время и условия переключения передач, или в качестве механики, с возможностью ручного переключения передач водителем с помощью всё тех же лепестков на руле или кнопок переключения передач. Кроме того, управление компьютером моментами переключения, как правило, также может быть скорректировано водителем так, чтобы переключать трансмиссию согласно Вашему личному стилю вождения.
Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением
Передачи в DCT могут переключаться со скоростью молнии — как правило, за долю секунды — и делать это очень гладко, благодаря автоматизированному контролю, что делает его отличным вариантом для гоночных и высокопроизводительных машин. В то время как DCT обычно встречается в очень дорогих спортивных автомобилях, он может быть достаточно компактен — да настолько, что Honda также устанавливает его в качестве опции на несколько своих мотоциклов.
Односкоростная коробка передач
Электрические транспортные средства, в отличие от своих шумных собратьев, имеют несколько иные требования к коробке передач и, как таковые, они имеют свои собственные типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.
Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эпох и по сути своей представляла собой прямое подключение двигателя к колёсам либо непосредственно, либо почти непосредственно (шестерни требовались просто для того чтобы число оборотов колёс было меньше числа оборотов двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобильную промышленность в отрасль электроавтомобилей. И дело здесь в самой природе электродвигателя — он, в отличие от бензиновых и дизельных, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и на одном обороте в секунду, к примеру. Если Вы имели возможность оседлать Tesla Model S Вы, вероятно, поняли, что автомобиль может ускоряться молниеносно практически на любой скорости, и ему практически не нужно более одной передачи.
Тем не менее, ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.
Полуавтоматическая коробка передач
Полуавтоматическая коробка передач — это очень продвинутая система, которая использует старое-доброе сцепление для выполнения непосредственно переключения передач вместо гидротрансформатора в классическом автомате. В отличие от механической коробкой передач сцепление контролируется компьютером. Это не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но также упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скат, когда автомобиль находится на стоянке. Также как и типтроник, полуавтоматическая коробка передач может быть переключена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Два типа наиболее распространённых полуавтоматических трансмиссий — это уже описанная выше коробка передач с двойным сцеплением и электрогидравлическая коробка передач (секвентальная коробка передач).
Коробка передач IVT
IVT по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает в себя не только бесконечное число соотношений передач, но и «бесконечно» максимальные передаточные числа. IVT относится к такому виду вариаторов, которые способны включать в себя «нулевой коэффициент» передаточных числе, где входной вал может вращаться вовсе без какого-либо вращения выходного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом замкнутым в передаче. Конечно, передаточное отношение в этом случае не является «бесконечным», но вместо этого оно «не определено».
Какие бывают коробки передач
Механические
КОРОБКИ передач появились на заре автомобильной эры. Конструкция “механики” постоянно совершенствовалась и сейчас отработана до мелочей. Есть несколько видов МКПП. На машинах с продольным расположением двигателя обычно применяют трехвальные коробки. Главная их особенность – при включении прямой передачи (как правило, это четвертая ступень) входной и выходной валы жестко соединяются между собой. То есть потери мощности не происходит и экономичность автомобиля при равномерном движении улучшается. Но это преимущество сошло на нет с появлением в КПП повышающей передачи. Таким образом на сегодняшний день кроме удобства компоновки других достоинств у трехвальных коробок не осталось.
На моделях с поперечным расположением мотора используются так называемые двухвальные КПП. Такая конструкция проще и дешевле в производстве. Правда, при условии, что передач в коробке не более пяти. Однако инженеры стремятся как можно полнее использовать возможности двигателя. Поэтому на современных моделях можно встретить и шестиступенчатую “механику”. Построить ее по традиционной двухвальной схеме в силу компоновочных и технологических причин не всегда получается. Вот и приходится создателям дополнительно усложнять конструкцию. Но игра стоит свеч – такие коробки получаются компактными и позволяют поперечно разместить в подкапотном пространстве даже рядные шестицилиндровые моторы (как, например, у “Volvo S80”), но о простоте и дешевизне речи уже не идет.
Однако, в любом случае “механика” сохраняет свои главные преимущества – достаточно высокий коэффициент полезного действия и небольшую массу. Поэтому автомобили с МКПП более экономичны и обладают хорошей динамикой разгона.
“При обычной езде трансмиссия моего автомобиля работает достаточно тихо. Но если двигаться задним ходом, салон наполняется гулом. Причем чем выше скорость, тем громче шум. Кроме того, я обратил внимание, что иногда задняя передача включается с характерным хрустом. Так и должно быть или моя машина неисправна?
К. Сараев, Махачкала”.
– Скорее всего с вашей машиной все в порядке. Дело в том, что в механических КПП задняя передача обычно не синхронизирована. Поэтому автопроизводители разрешают включать ее только через 10-15 с после полной остановки автомобиля. Если же слышен хруст, значит, вы не выдержали требуемую паузу и при соприкосновении шестерен произошел удар.
Что касается нарастающего гула при езде задним ходом, то это тоже особенность “механики”. Как правило, ради упрощения и удешевления конструкции КПП шестерни задней скорости делают прямозубыми. Такая передача при работе издает сильный шум. Но поскольку задним ходом машина передвигается недалеко и достаточно редко, то инженеры обычно не обращают внимания на этот недостаток.
Автоматические
“Lexus LS460” первым в мире получил восьмиступенчатый “автомат”.
ТАКИЕ КПП стали широко применяться с середины прошлого века как альтернатива тогда еще неудобным в управлении механическим трансмиссиям. С тех пор с каждым годом автоматические коробки передач становятся все популярнее. Причем сегодня для многих престижных моделей МКПП не предусмотрена в принципе.
Такие коробки полностью избавляют водителя от заботы переключать передачи и нажимать педаль сцепления и тем самым сильно упрощают процесс управления автомобилем. Об этом главном преимуществе АКПП знают все. Но вдобавок “автомат” повышает долговечность других деталей и узлов трансмиссии, поскольку передачи переключаются плавно, без рывков и ударов. Да к тому же – без разрыва потока мощности, благодаря чему автомобиль стабильнее ведет себя на дороге.
Но за удобство надо платить. Конструкция автоматических коробок передач такова, что они изначально обладают множеством недостатков. Основной из которых – низкий коэффициент полезного действия. Дело в том, что гидротрансформатор, заменяющий у АКПП сцепление, способен эффективно работать лишь при определенных условиях. Стоит коробке выйти из этого оптимального для нее режима, как расход топлива у машины возрастает, а динамика разгона соответственно падает. С этой проблемой борются увеличением числа передач. Например, если еще недавно четыре ступени считались нормой, то сегодня “автомат” на автомобиле “Lexus LS460” имеет уже восемь передач.
Увеличение количества ступеней неизбежно влечет за собой усложнение управляющий электроники и гидравлики. А значит – растет стоимость и без того недешевой коробки. Кроме того, некоторых водителей раздражает своенравность “автомата”, который переключает передачи по своему усмотрению, да к тому же с заметной задержкой. Даже современная электроника, умеющая подстраиваться под стиль вождения, и “автоматы” с режимом “ручного” управления смогли побороть эти недостатки лишь отчасти.
Кроме того, АКПП требует грамотного обслуживания и бережного отношения. Несоблюдение правил ее эксплуатации может привести к дорогостоящему ремонту.
Тем не менее покупатели готовы платить за комфорт. Поэтому “автоматы” постепенно вытесняют МКПП. В частности, на рынке США львиная доля продаж приходится на машины с АКПП. “Механика” для заокеанских водителей – экзотика.
“Летом поехали с друзьями на пляж. Я случайно заехал на песок. При попытке тронуться с места ведущие колеса закопались и остановились. Двигатель продолжал работать, и при нажатии на педаль газа его обороты росли, но машина все равно не двигалась. Приятели сказали, что это особенность большинства “автоматов”. Они правы?
А. Антонов, Москва”.
– ПРАВЫ. В отличие от автомобилей с механической коробкой передач на моделях с “автоматом” нет жесткой связи между двигателем и колесами. Функции сцепления на таких машинах выполняет гидротрансформатор. Он напоминает полый внутри бублик, заполненный специальной жидкостью. Внутри у него три колеса с лопастями. Первое (насосное) связано с мотором, второе (турбинное) – с КПП, а третье (реактор) – неподвижно (оно перенаправляет поток масла). Когда двигатель работает, насосное колесо крутится, жидкость циркулирует внутри гидротрансформатора и, ударяясь о лопатки турбинного колеса, заставляет его тоже вращаться. Если же колеса встретят очень большое сопротивление (как в вашем случае), то турбинное колесо просто остановится и двигатель начнет крутить насосное колесо вхолостую.
Роботизированные
Роботизированные коробки передач обычно ставят на компактные доступные модели типа “Peugeot 107”.
ПОДОБНЫЕ устройства – это компромисс между механическими и автоматическими коробками передач. От первых “роботы” позаимствовали техническую “начинку”, от вторых – удобство управления. По су ти, это обычные МКПП, в которых по команде электроники сервоприводы выжимают сцепление и переключают передачи.
В итоге роботизированные КПП получаются проще и дешевле традиционных “автоматов”, но сравниться с ними по плавности и четкости работы, особенно при активной езде, тем не менее не могут. Поэтому сегодня “роботов” применяют в основном на недорогих массовых моделях (например, “Peugeot 107”). Исключение – эксклюзивные суперкары, например “Bugatti EB 16.4 Veyron”. Управляющая электроника на таких моделях справляется с переключением передач лучше иного опытного водителя. Но стоят подобные устройства очень дорого.
Особняком среди роботизированных коробок передач стоит трансмиссия DSG (“Direct Shift Gearbox”) фирмы “Borg Warner”, которую использует концерн “Volkswagen” на многих своих моделях. Подробно об этой КПП мы недавно рассказывали, поэтому лишь напомним, что она переключает передачи так же плавно и быстро, как “автомат”, сохраняя при этом хорошую топливную экономичность и динамику разгона. Но высокая стоимость такой коробки не позволяет применять ее на недорогих моделях.
“У меня автомобиль с роботизированной коробкой. В инструкции сказано, что при парковке надо включать нейтральную передачу и ставить машину на “ручник”. Но соседи по стоянке говорят, что зимой так делать не стоит. Мол, тормозные колодки примерзнут, и я не смогу тронуться с места. Как быть в такой ситуации?
И. Фомова, Санкт-Петербург”.
– ДЕЙСТВИТЕЛЬНО, колодки могут примерзнуть. Причем скорее даже не зимой, а в межсезонье, когда днем влажно и относительно тепло, а ночью – заморозки. Однако избежать подобной проблемы очень просто. Приехав на стоянку, надо всего лишь заглушить двигатель при включенной передаче. Но помните, что при таком положении рычага мотор не заведется. Поэтому перед запуском, как и предписывает инструкция, обязательно переведите селектор в режим “нейтраль”.
Вариаторы
Вариаторы пока используют только с относительно маломощными двигателями. Например, на “Audi A8” бесступенчатая трансмиссия предлагается только для версий с шестицилиндровыми моторами.
ЭТО особый вид автомобильных трансмиссий, интересный тем, что в такой коробке передач нет вообще. Передаточное число здесь меняется бесступенчато, в зависимости от нагрузки на двигатель и ряда других параметров. В результате мотор всегда работает в оптимальном режиме. Например, при равномерном движении – на оборотах максимальной мощности. В итоге без ущерба для динамики снижается расход топлива.
Вариаторы уже давным-давно применяются на мотороллерах и другой легкой двухколесной технике, но на автомобилях бесступенчатые трансмиссии стали широко использоваться относительно недавно – в конце прошлого века. Дело в том, что крутящий момент в таких “коробках” обычно передает специальный ремень. “Переварить” большую мощность он просто не может. Ремень начинает проскальзывать по шкивам. Автопроизводители пытаются решить проблему разными способами. Например, “Audi” вместо ремня использует особую цепь, а “Nissan” на некоторых своих моделях применяет тороидный вариатор. Тем не менее для многолитровых моторов бесступенчатая трансмиссия, как правило, не подходит.
И это не единственная проблема вариаторов. Потери мощности в таких “коробках” все же есть, поэтому экономичность и динамика разгона у машин с подобной трансмиссией все же чуть хуже, чем у аналогичных моделей с МКПП. К тому же не всем нравится то, что вариатор всегда поддерживает постоянные обороты двигателя. Ведь при разгоне, вместо того чтобы постепенно раскручиваться, мотор сразу выходит на максимальные обороты и все время работает на них, монотонно гудя. В результате у человека за рулем создается впечатление, будто машина ускоряется недостаточно быстро. Поэтому многие автомобильные компании на свои модели ставят вариаторы с режимом ручного переключения виртуальных передач.
Бесступенчатые трансмиссии очень удобны в управлении. Ведь режимы работы у них выбираются, как и у обычных “автоматов”, – с помощью селектора. При этом по сравнению с АКПП вариаторы относительно просты и недороги. Поэтому в будущем такие трансмиссии скорее всего найдут самое широкое распространение.
“Я знаю, что в случае поломки автомобили с АКПП разрешено буксировать только на небольшие расстояния и с ограниченной скоростью. А распространяются ли подобные требования на машины с вариаторами?
М. Васиков, Сургут”.
– ДА, распространяются. По словам специалистов, к автомобилям с бесступенчатыми трансмиссиями при буксировке применимы все те же требования, что и для моделей с “автоматами”. Причина так же сходна – из-за недостаточного давления в системе смазки возможны перегрев и поломка вариатора. Поэтому перед тем, как тащить неисправную машину на буксире, обязательно изучите ее инструкцию по эксплуатации.
- Автор
- Юрий УРЮКОВ
- Издание
- Клаксон №20 2007 год
- Фото
- фото фирм-производителей
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?
Что такое коробка передач (трансмиссия) и для чего она нужна.
Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.
С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.
Виды трансмиссий
Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:
1. Механическая коробка переключения передач
2. Автоматическая коробка переключения передач
3. Роботизированная коробка переключения передач
4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач
Разберем подробнее каждый тип коробки.
Механическая коробка передач (Механика, МКПП)
Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.
История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.
Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.
Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.
Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.
Плюсы МКПП:
· Простая и надежная конструкция
· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья
· Движение в экономичном режиме
· Недорогое обслуживание
Минусы МКПП:
· Неудобство управления в сложном городском режиме
Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)
Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.
Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.
Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.
Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.
Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.
Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной 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, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.
Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.
Плюсы АКПП:
· Комфорт и удобство управления
· Способность менять передачи при полной мощности двигателя
· Плавность хода во время переключения передач
· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи
Минусы АКПП:
· Стоимость и периодичность обслуживания
· Больший расход топлива
· Низкий КПД
· Меньшая динамика автомобиля
Роботизированные коробки передач (Роботы)
Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.
Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.
В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.
Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.
Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.
В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:
· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.
· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.
Плюсы Робота:
· Плавность переключения и хода
· Высокий КПД
· Экономичный расход топлива
· Высокая динамика
· Возможность выбора режима работы трансмиссии
Минусы Робота:
· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника
· Стоимость обслуживания и ремонта
· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям
Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)
Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.
К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.
Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.
Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.
Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.
Плюсы Вариатора:
· Переключение передач происходит незаметно, без рывков
· Экономичный расход топлива
· Высокая динамика
Минусы Вариатора:
· Несовместимость с мощными моторами
· Стоимость обслуживания и ремонта
· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT
· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке
Итог.
Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.
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:
- механика;
- автомат;
- вариатор;
- роботизированная.
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.
Загрузка…Поделиться в социальных сетях
Вот с науки и начнём, и не с какой-нибудь, а с «Теории автоматического управления», именно она поможет нам разобраться с коробками – основы ТАУ дают студентам практически любой инженерной специальности. Нет-нет, мы вовсе не собираемся грузить читателей принципами работы регулятора Уатта и описанием пропорционально-интегрального закона как одного из принципов автоматического регулирования систем. ТАУ предлагает куда как более простые постулаты, некоторые из которых мы адаптируем для пояснения несложного, казалось бы, и ясного как день вопроса: чем отличается автомобиль с ручной коробкой от автомобиля с автоматической?
С ответом спешить не будем, а уточним, что ТАУ определяет разбивку всех систем по типу управления на следующие: «ручные», «полуавтоматические» и «автоматические». Что это означает в приложении к автомобилю? Это означает, что если водитель:
- А – сам выбирает передачу — скажем, решает, что вот сию секунду нужно перейти с третьей на вторую или с шестой на седьмую, и
- Б – сам переключает ступень с помощью механического привода, на одном конце которого – рука водителя, на другом – каретка синхронизатора…
…то коробка по критерию «тип управления» классифицируется как «ручная».
Сразу перескакиваем на третий случай – «автоматические». Простая логика подсказывает обратное: если электроника думает за водителя по полной программе, при этом
- А – выбирает ступень, то есть, сама решает, куда переключиться в данный момент – вверх или вниз, и
- Б – сама осуществляет это переключение…
…стало быть, перед нами коробка передач, которая по критерию «тип управления» классифицируется как «автомат» или «автоматическая».
Селектор коробки передач автомобиля Opel Insignia Country Tourer 2018С вариантом «полуавтоматическим» сейчас знакомы большей частью гонщики — скажем, управляющие болидами Формулы-1. За водителем в данном случае остаётся только выбор ступени: водитель даёт сигнал – замыкает контакт, а электроника, следуя этому указанию, уже производит сам процесс включения передачи с помощью сервопривода.
Из всего изложенного напрашивается простой вывод: тип коробки передач по критерию «тип управления» не подразумевает ровным счётом никаких конструктивных особенностей той части коробки, в которой трансформируется момент. Это важно, потому что одна и та же коробка, как мы покажем ниже, по критерию «тип управления» будет «автоматической», а по критерию «тип трансформации момента» — «механической». Может ли такое быть?
“Механическая” и “ручная” — это одно и то же?
Да, ещё как может! Только для начала давайте зададимся вопросом, правильно ли называть «ручные» коробки «механическими» — вроде бы, это давно вошло в обиход. Да, мы к этому привыкли, поскольку в 80-е, 90-е и первой половине 2000-х широкий потребитель практически не знал других автоматических коробок кроме гидромеханических, представляющих собой пару гидротрансформатора и планетарного редуктора.
Автоматическая коробка передач 9G-TRONIC Mercedes-BenzЗдесь оговоримся сразу: в рамках настоящего материала мы не рассматриваем эволюцию конструкции коробок. Малой серией порой выпускали такую всячину, что народ недоумевал: зачем? В любом случае, об этом мы напишем отдельную статью, там будет о чём поговорить. Произошедшая подмена «ручные — значит механические» ничего плохого не несёт, тем более, что во многом это отражало потребительскую картину автомобильного мира в три десятилетия до середины двухтысячных.
Механическая коробка передач МТ6 OpelМежду тем, слово «механический» по критерию «тип преобразования момента» означает, что крутящий момент в коробке увеличивается или уменьшается без применения пневматических, электрических или иных устройств, кроме механических. Проще говоря, крутящий момент, поступающий в коробку, меняется за счёт взаимодействия двух любых «железок». Обратите внимание, что мы говорим «железки», а не «шестерёнки»: этот критерий группировки коробок передач уже напрямую увязан с конструкцией агрегата.
Трёхвальные и двухвальные
Итак, конструкция. Начнём с «ручных» коробок, поскольку здесь есть свои особенности. В применении к ним мы часто слышим: «двухвальная» или «трёхвальная». Это очень интересный термин, который поменял значение с течением времени. Когда-то он означал количество валов, участвующих в передаче мощности на ступенях переднего хода. Сейчас он означает количество пар шестерен, через которые передаётся момент на одной передаче переднего хода. У трёхвальных коробок таких пар две: шестерни первой пары размещаются на входном и промежуточном валах, шестерни второй – на промежуточном и выходном. У двухвальных коробок такая пара одна. То есть, количество валов, физически имеющихся в коробке, здесь совершенно ни при чём.
Механическая коробка передач Mercedes-Benz GLAНапомним, что ещё задолго до появления фольксвагеновских DSG, где ведомые шестерни чётных передач размещаются на одном валу, а нечётных – на другом, ручные коробки стали делать с двумя выходными валами – просто для того, чтобы увеличение количества ступеней не влияло на увеличение длины, а проще говоря, чтобы коробку было легче разместить под капотом при поперечной компоновке силового агрегата. Само собой, ни о каком «преселективном» включении ступеней речи здесь не шло.
Трёхвальные коробки – традиционные, от них стали отказываться по мере вытеснения продольной компоновки компоновки подкапотного пространства на легковых автомобилях от А до D класса поперечной. Типичный её признак – наличие передачи с передаточным числом 1,0, когда момент передаётся без участия шестерен: минуя промежуточный вал. Передача эта – компромиссная, поскольку при расчёте это число всегда получается или больше, или меньше единицы. Со временем всё большую территорию стали отвоёвывать двухвальные коробки, которые, с одной стороны, дают меньший габарит, а с другой, инженеры, проектируя их, избавлены от необходимости вынужденного применения передачи 1,0.
«Гидро» без «механики»
Возвращаемся к группировке коробок по критерию «трансформация крутящего момента». Наличие гидравлического звена (гидротрансформатора), в котором на части режимов изменяется момент, автоматически относит коробку к типу «гидромеханических», при этом совершенно неважно, как устроена та часть коробки, которая идёт после гидротрансформатора – это может быть и планетарный редуктор, и… вариатор. Да-да, эпитет «гидромеханический» настолько прочно закрепился за классической конструкцией «автомата», состоящего из гидротрансформатора и планетарного редуктора, что по инерции ни к какой другой коробке мы его уже не применяем. А зря.
Схема передачи крутящего момента коробки передач DSG VolkswagenЭксперты Росстандарта при выдаче сертификата, позволяющего продавать новые автомобили (одобрение типа транспортного средства, ОТТС), обязательно определяют конструктивный тип трансмиссии. Скажем, для версии Nissan Qashqai с вариатором это «гидромеханическая».
Между тем, бывают и коробки передач, сконструированные на базе вариатора, которые нельзя отнести к «гидромеханическим» по той простой причине, что между двигателем и шкивами вариатора нет гидравлического узла, изменяющего момент. А что же там есть? Как правило, это два мокрых многодисковых сцепления, одно из которых отвечает за передний ход, а второе переключает поток мощности на задний. Похожая вариаторная коробка установлена, к примеру, на Lifan X70, у которого в графе «трансмиссия» одобрения типа транспортного средства указано: «механическая».
И вот тут мы подошли к важному моменту: в зависимости от критерия группировки коробок передач, вариаторная коробка без гидротрансформатора может быть одновременно и «механической», и «автоматической». «Механической» она может быть по типу трансформации крутящего момента – в её конструкции отсутствует гидротрансформатор, «автоматической» — по типу управления. А давайте зададимся вопросом: может ли вариаторная коробка быть и «механической», и «ручной»?
Селектор коробки передач автомобиля Jaguar XF Sportbrake 2018Оказывается, может! Водителю для этого понадобится рычаг с приводом, раздвигающим и сдвигающим половинки пары шкивов – ведущего и ведомого, и не более того. Надобности в этом нет никакой, поэтому такого огорода ни один автопроизводитель городить не станет, однако никаких технических препятствий к организации ручного управления вариатором нет.
“Робот” — это “автомат”?
Теперь давайте попробуем самостоятельно определить тип упомянутой коробки концерна Volkswagen, которая для автомобилей марки VW имеет аббревиатуру DSG, то есть, direct shift gearbox. С одной стороны, водитель машины с коробкой DSG не выбирает передачу и не включает её — стало быть, по типу управления, коробка «автоматическая». В конструкции коробки нет гидротрансформатора – на его месте стоят либо два сухих сцепления, либо два пакета фрикционов, работающих в масляной ванне. Стало быть, по типу трансформации крутящего момента DSG – это типичная механическая коробка, что и фиксирует ОТТС на любую из моделей концерна VW с таким агрегатом — скажем, на Skoda Octavia.
Коробка передач DSG VolkswagenУточним, что в потребительской среде российских автовладельцев такие коробки принято называть «роботами». Откуда это пошло? От бездумного перевода западных пресс-релизов и статей. Опять же, если отдельно взятый потребитель представляет себе конструкцию, которую он называет «роботизированной коробкой», то ничего плохого в этом нет, максимум, что может случиться – его не поймут, ведь слово «роботизированный» в применении к трансмиссии не несёт ровным счётом никакого типа конструкции или принципа действия коробки.
Речь может идти как о коробках типа double clutch transmission (то же, что и DSG, только общее название), так и о коробках single clutch transmission, то есть, об агрегатах с одним автоматически срабатывающим сцеплением. Такие коробки были распространены ещё некоторое время назад: например, коробку Easytronic широко применяли в Opel.
Коробка передач Easytronic OpelНаконец, «роботизированными» коробками часто называют и такие, в которых часть функций по включению передачи берёт на себя электроника. Такие агрегаты хотя и не часто, но встречались на рынке. Скажем, коробка Porsche Sportomatic, разработанная ещё в конце 60-х: у машины было две педали – газ и тормоз, при этом сцепление срабатывало автоматически, когда водитель обычным рычагом переключал каретки синхронизаторов из одного положения в другое. Все нагрузки при этом сглаживал гидротрансформатор.
В общем, давайте говорить правильно! А теперь вернёмся к вопросу, с которого мы начали статью: что же отличает автомобиль с ручной коробкой от машины с «автоматом»? Ответ прост: количество педалей. В первом случае их три, во втором – две. Собственно, это и есть главный вывод, который нужно запомнить, остальное – детали…
Опрос
Теперь, когда вы знаете, как правильно — вы будете иначе называть типы коробок передач?
Всего голосов:
:
Коробка передач представляет собой сборку, состоящую из различных зубчатых колес, синхронизирующих втулок и механизма переключения передач, установленных внутри металлического корпуса. Металлический корпус, обычно выполненный из алюминиевого / чугунного литья, вмещает все шестерни в нем. Коробка передач является частью системы «трансмиссии», поскольку шестерни играют важную роль в передаче мощности двигателя на колеса.
5-ступенчатая коробка передачЧто такое трансмиссия?
Все компоненты трансмиссии, которые помогают передавать мощность двигателя на колеса, являются частью системы «Трансмиссия».Из которых коробка передач является неотъемлемой частью. Эти компоненты включают в себя сцепление, коробку передач, муфты, карданный вал, полуоси и дифференциал. В общем, термин «коробка передач» обычно относится к коробке передач автомобиля. Некоторые конструкции автомобилей объединяют коробку передач и дифференциал в единое целое под названием «Трансмиссия» или «Транс-ось».
Что такое передаточное число?
Передаточное число — это отношение входной и выходной передач. Ведущая шестерня и ведомая шестерня в коробке передач определяют передаточные числа.Входные зубчатые колеса получают привод от двигателя, и они вращают выходные зубчатые колеса, которые, в свою очередь, приводят в движение колеса. Отношение числа оборотов выходной передачи к числу оборотов входной передачи называется передаточным числом.
Передаточное число также можно получить по следующей формуле:
Передаточное число = число зубьев выходной передачи / нет. зубьев входной шестерни
Например, если нет. передач на входной (ведущей) передаче = 30, нет. передач на выходной (ведомой) передаче = 105
Тогда передаточное число = 105/30 = 3.5: 1, потому что для вращения выходной (ведомой) шестерни на 1 оборот необходимо вращать ведущую (ведущую) шестерню на 3,5 оборота.
ПРНДЛ на КППCars.com фото
АВТОМОБИЛЕЙ.COM
Q: Что означают цифры и буквы на автоматической коробке передач: 1, 2, D, L, S и т. Д.?
A: Это то, что известно в автомобильном мире как «prindle», произношение, которое инженеры наделили селектором коробки передач, потому что оно обычно содержало буквы PRNDL для парковки, заднего хода, нейтрали, движения и низкого уровня.
Связанный: Вам действительно нужно заменить трансмиссионную жидкость?
Привод, конечно, охватывает все передние передачи — и поскольку автоматическая коробка передач выбирает эти передачи автоматически в зависимости от положения дроссельной заслонки, скорости автомобиля и других факторов, Привод является единственной передачей, которую большинство людей выбирают для движения вперед.
Большинство автоматических коробок передач также позволяют вам выбрать одну или несколько позиций после параметров PRND. В некоторых случаях вы выбираете, по сути, режим, такой как «Движение», который позволяет автоматической трансмиссии делать свое дело, переключаясь с одной передачи на другую, но в пределах определенных параметров: настройка Низкая (L) обычно содержит передача на более низких передачах, чем Drive, для заданных скоростей — как вы и хотели бы для обеспечения торможения двигателем на крутых склонах — но в настоящее время он не ограничивает передачу одной передачей.
Также есть упоминание о S, который может быть спортивным, в котором трансмиссия ведет себя аналогично: переключение на пониженную передачу происходит быстрее, когда вы открываете дроссельную заслонку, чтобы пройти, и удерживаете более низкие передачи для более продолжительного ускорения.
Современные автомобили обычно имеют L или S в конце PRND, но было время, когда автомашины и грузовики обычно следовали за Drive с 321 или даже 4321. Хотя были исключения, цифры редко означали, что автоматическая коробка передач будет служит в качестве руководства, посредством которого водитель может переключиться, скажем, на 2-ю передачу, а трансмиссия будет отказываться переключаться вверх или вниз.Скорее, каждое число просто представляло самую высокую передачу, на которую автоматически переключалась бы передача с рычагом в этом положении.
Например, при четырех скоростях выбор 3 позволил бы автоматической коробке передач переключаться между 1-й, 2-й и 3-й передачами, но 4-я передача блокировалась, и доступ к ней можно получить только при выборе Drive. Зачем? При движении в горах пониженная передача обеспечивает большее торможение двигателем и предотвращает частое переключение передач, что может привести к его перегреву.Только 1 позиция, если она предусмотрена, будет действительно держать этот тип автоматического в одном передаточном числе.
В некоторых автомобилях переключение рычага с D на наибольшее число означает блокировку двух высших передач , а не одной: на некоторых автоматических автомобилях на рычагах или на приборных панелях есть кнопка с надписью «O / D off», которая блокирует редуктор повышенной передачи, который исторически был единственным верхним механизмом. Такая трансмиссия с маркировкой PRND32 на самом деле будет пятиступенчатой, для которой нажатие кнопки выключения O / D ограничивает коробку передач с 1-й по 4-ую передачу, а 3 — на 3-й передаче.
Только в последние годы получили распространение автоматические коробки передач с ручными режимами, которые обычно можно определить по положению плюс и минус на отдельных воротах рядом с рычагом переключения передач и / или по наличию переключателей или кнопок на рулевом колесе. На этих автомобилях ручной режим обычно означает, что переключаться может только водитель, но в некоторых случаях они просто блокируют более высокие передачи, как это делала цифра в нашем старом друге PRND321.
См. Руководство по эксплуатации автомобиля для получения дополнительной информации.Вы можете быть осведомлены о других способах максимизировать производительность или уменьшить нагрузку на трансмиссию, а также о широком разнообразии режимов вождения, предлагаемых современными транспортными средствами, обычно с помощью специальных кнопок, а не ручки.
Редакционный отдел Cars.com — ваш источник новостей и обзоров автомобильной промышленности. В соответствии с давней этической политикой Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от автомобилей.Отдел рекламы, продаж и рекламного контента com.
доля
Исполнительный редактор Джо Визенфельдер, ветеран запуска Cars.com, возглавляет работу по оценке автомобиля. Он владеет Mercedes 300D 1984 года и Mazda Miata SE 2002 года. Написать Джо ,Что такое коробка передач? (с картинками)
Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при одновременном снижении скорости. Крутящий момент — это мощность, создаваемая изгибом или скручиванием твердого материала. Этот термин часто используется взаимозаменяемо с передачей.
Коробка передач.Коробка передач, расположенная в точке соединения приводного вала, часто используется для создания правильного изменения угла в направлении, как это видно на роторной косилке или вертолете. Каждая единица сделана с определенной целью, и используемое передаточное число разработано, чтобы обеспечить необходимый уровень силы.Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после создания коробки. Единственная возможная модификация после этого — это регулировка, которая позволяет увеличить скорость вращения вала и соответствующее снижение крутящего момента.
Передачи от коробки передач без корпуса.В ситуации, когда необходимы несколько скоростей, трансмиссия с несколькими передачами может использоваться для увеличения крутящего момента при замедлении выходной скорости. Этот дизайн обычно встречается в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания ускоряющей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.
Женщина переключает передачи с механической коробкой передач.Ветровая турбина является примером очень большой коробки передач.Турбина движется с низкой скоростью вращения с большим крутящим моментом. Трансмиссия преобразует эту мощность в более высокую, но меньшую скорость вращения электрического генератора. Из-за огромного размера и количества энергии, которую они могут генерировать, ветряные турбины имеют несколько передач и ступеней. Эта функция необходима для обеспечения того, чтобы генератор электроэнергии мог обеспечивать постоянную мощность даже при колебаниях скорости вращения турбины.
Автомобили имеют три типа трансмиссий.В автомобиле существует три типа трансмиссии: автоматическая, механическая или бесступенчатая. Автомобиль с механической коробкой передач — лучший пример простой коробки передач. Как в автоматических, так и в бесступенчатых коробках передач коробки передач представляют собой замкнутые системы, требующие минимального вмешательства человека.
Механическая коробка передач доступна в двух разных системах: скользящая сетка и постоянная сетка. В скользящей сетке используются прямозубые цилиндрические зубчатые колеса. Механизмы вращаются свободно и требуют манипуляции водителя для синхронизации перехода с одной скорости на другую. Водитель отвечает за согласование оборотов двигателя с требуемой скоростью движения.Если переход между зубчатыми колесами не рассчитан по времени, они конфликтуют, создавая громкий шум при столкновении зубьев шестерни.
Система с постоянным зацеплением имеет спирально нарезанные по диагонали или двойные спиральные зубчатые передачи, которые постоянно связаны друг с другом. Конусы трения или синхронизированные кольца были добавлены в шестерни, чтобы создать более плавный переход при переключении передач.Этот тип трансмиссии обычно встречается в гоночных автомобилях и сельскохозяйственной технике.
Ветровая турбина — это огромный тип редуктора.
,Продолжение руководства по коробкам передач и вам, чтобы дать вам советы о том, как разработать эффективные двигатели для большинства ситуаций!
Stormworks: строительство и спасение — полное руководство по коробкам передач
Руководство по коробкам передач, как простым, так и усовершенствованным. Имеет простой учебник по основам. Раздел «Двигатель» перенесен в отдельное руководство. Цель — ответить практически на любой вопрос о том, можете ли вы заставить свою лодку двигаться быстрее или можете ли вы нанять секретаря по часовым механизмам, который будет платить налоги.
Руководство для понимания коробки передач и вас
Intro
Итак, коробки передач. Мы все хотим их иметь, но иногда они не отвечают нам взаимностью. Они смущают нас, они бесят нас, и, что хуже всего, даже не имеют личности. Гид будет стремиться к тому, чтобы глупая глупость юмора папы проскальзывала туда-сюда, чтобы изо всех сил стараться не утомлять читателя.
Если вы не знаете, что такое коробка передач, что она делает, для чего она нужна, и, как правило, полностью запутаны всей концепцией … абсолютно лучшее и наиболее хорошо объясненное видео, которое я нашел, которое объясняет частную жизнь коробок передач где угодно. из 1930-х годов и находится прямо здесь:
Просмотр не требуется, если у вас уже есть подозрения, но я нахожу видео интересным независимо, и рекомендую смотреть его только для этого!
Супер простое и краткое объяснение
Эти пункты более подробно раскрыты в следующем руководстве, это просто для того, чтобы дать информацию о размере укуса о том, что делает коробка передач.Если вы ищете не просто сводку по размеру прикуса, а хотите полное погружение, я рекомендую пропустить эту часть, поскольку она предназначена только для краткого и чрезвычайно простого объяснения.
.