Виды коробок передач

Виды коробок передач. Одним из ключевых узлов любого автомобиля является коробка передач (трансмиссия). Выбор типа редуктора зависит от многих факторов. Различные типы редукторов имеют как свои преимущества, так и недостатки. В автомобилях используются четыре основных типа коробок передач. Это механика, классический автомат, коробка-робот или робот, а также вариатор.

Основное назначение коробки передач любого автомобиля – изменение крутящего момента, передаваемого от двигателя к колесам, изменение скорости движения и изменение направления движения (вперед/назад). Некоторые типы коробок передач также предусматривают отсоединение двигателя от колес, в других коробках передач эту роль выполняет дополнительный узел, называемый «сцеплением».

Механические КПП

Механические коробки передач предназначены для ручного переключения передач. По принципу работы это многоступенчатый косозубый редуктор. В новых легковых автомобилях чаще всего используются 5- и 6-ступенчатые коробки передач, а в классических автомобилях использовалась 4-ступенчатая.

Система ступенчатого переключения передач предполагает определенное передаточное число для каждой пары шестерен. Передаточное отношение рассчитывается как отношение числа зубьев на ведущей и ведомой шестернях. Для первой передачи это соотношение наибольшее. Это означает, что ведущее колесо самое маленькое, а ведомое колесо самое большое.

Механические коробки бывают двухвальными и трехвальными. Три оси обычно используются на более мощных автомобилях, грузовиках и спецтехнике. На переднеприводные автомобили часто устанавливают две оси.

Многим автолюбителям знаком особый звук, издаваемый автомобилем при движении задним ходом. Его ни с чем не перепутаешь, и он похож почти на каждый автомобиль. Происходит это потому, что зубья на шестернях переднего и заднего хода разные. В задней передаче используются шестерни с прямыми зубьями. Это дает возможность передавать больший крутящий момент, но за это приходится расплачиваться повышенным шумом. Косозубые шестерни используются в передних передачах — они работают тише, так как зубья постепенно входят друг в друга, но КПД меньше.

Коробка автомат

Автоматическая коробка передач в ее классическом понимании очень популярна среди автомобилистов. Его неоспоримым преимуществом является то, что водителю не нужно отвлекаться на переключение передач. Чтобы начать движение, особых навыков не требуется — достаточно нажать «D» и отпустить тормоз. И еще, в салоне одной педалью меньше. За такой комфорт приходится расплачиваться более высоким расходом топлива по сравнению с механикой в ​​коробке.

Рабочим элементом автоматической коробки передач являются три набора планетарных шестерен. Название «планетарная передача» означает, что меньшие шестерни вращаются вокруг большей центральной шестерни. Первый набор передач называется «последняя передача». Он соответствует оборотам двигателя и скорости езды. Два других набора называются «уменьшение входа» и «уменьшение обращения». Далее следует набор сцеплений и рычагов, которые блокируют различные части автоматической коробки передач, позволяя изменять скорость автомобиля или включать задний ход.

Переключение передач осуществляется компьютером, который активирует соответствующие гидравлические клапаны, приводящие в действие соответствующие планетарные муфты.

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне мощностей. Благодаря различным датчикам компьютер определяет, когда необходимо включить ту или иную передачу или остановить автомобиль. Так что водителю не нужно беспокоиться об оптимальной работе двигателя, а можно сосредоточиться только на вождении.

Поскольку компьютер выбирает оптимальный режим работы двигателя, и на его работу не влияет настроение или навыки водителя, возникает закономерный вопрос: почему увеличивается расход топлива? Ответ на этот вопрос кроется в гидротрансформаторе, устройстве, передающем мощность от двигателя к автоматической коробке передач. В автоматической коробке передач он играет роль сцепления. Большим преимуществом такой системы является плавная передача мощности. Однако КПД гидротрансформатора намного ниже, чем у шестерен, что вызывает дополнительный расход топлива.

Роботизированная КПП

Роботизированные переключатели передач, или «роботы», как их иногда называют, сочетают в себе два предыдущих типа коробок передач. По своей сути это механическая коробка передач с двумя валами и муфтой, управляемой компьютером. Таким образом, КПД такой коробки выше, двигатель всегда работает в оптимальном режиме, что позволяет получить максимальный комфорт при вождении.

Недостатком такой коробки может быть то, что к ней придется привыкать. С классическим ручным переключением передач водитель может выровнять поездку автомобиля, равномерно нажимая сцепление и увеличивая скорость. При движении с роботизированной коробкой передач можно почувствовать небольшой рывок в момент включения передачи. Чтобы компенсировать это, производители придумали механические коробки передач с двумя сцеплениями. Суть в следующем: в момент переключения передач ЭБУ одновременно готов включить передачу на одну передачу больше и на одну меньше. Благодаря этому переключение происходит почти сразу без рывков.

Вариатор

CVT — это бесступенчатая трансмиссия. Такой перенос достаточно прост. Крутящий момент изменяется плавно, что обеспечивает абсолютную плавность хода. КПД такой коробки достаточно высокий, так как отсутствуют дополнительные механизмы и шестеренки.

Вариатор состоит из двух шкивов, которые могут менять размер и соединены между собой специальным ремнем, что позволяет подобрать оптимальное передаточное число.

Недостатком вариатора является его ограниченная применимость, связанная с невозможностью использования на достаточно мощных двигателях. Так что основная область применения такой системы переключения передач — городские малолитражки и скутеры.

Вин предоставляет полную информацию об автомобиле с указанием не только марки и модели, но и элементов ходовой части. Поэтому по VIN можно узнать тип двигателя и тип коробки передач. Эта информация дает представление о ходовых качествах автомобиля. А вот тип коробки передач в ПТС не указывается. В этой статье мы разбираем самую популярную тему, с которой вас знакомит теория вождения с первых уроков — что такое КПП.

Принцип работы КПП

Коробка передач представляет собой ступенчатую систему, которая передает мощность от двигателя к колесам. Редуктор работает на основе рычажной системы, что позволяет использовать рычаг для уменьшения усилия, необходимого для приведения агрегата в действие. Приложенная сила будет обратно пропорциональна длине рычага. Для правильного распределения мощности и передаваемого крутящего момента коробки имеют шестерни разного размера. Работа механизма аналогична переключению передач на горном велосипеде, хотя автомобильные коробки передач имеют более сложную архитектуру.

Важно! Не путайте типы коробок передач с типами раздаточных коробок, необходимых для многорежимного распределения мощности между осями. Это два разных элемента передачи.

Промышленность постоянно развивается, а дизайн модернизируется. Поэтому необходимо знать типы коробок передач, применяемых в автомобилестроении.

Механическая коробка передач

Более известен как «ручка» или «механика». Это первый тип ступенчатой ​​коробки передач. Они требовательны к водителям, так как для ускорения и торможения транспорта необходимо работать педалью сцепления и вручную переключать передачи с помощью рычага, расположенного в центральной панели автомобиля.

Именно эта коробка устанавливалась на самые первые автомобили. Этим объясняется простота механической коробки передач, которая нравится некоторым водителям за возможность полного управления автомобилем. Для плавного движения необходимо правильно работать сцеплением и рычагом.
Компоновка механической коробки передач включает в себя шестерни разного размера, которые соприкасаются друг с другом. При переключении одна передача переключается на передачу другого размера. А сцепление нужно для отключения двигателя от коробки, чтобы при переключении зубья точно входили в пазы.

Автоматическая коробка передач

Более простая в управлении коробка, получившая из-за этого широкое распространение. Для движения просто переведите рычаг в положение «Движение». Но сама конструкция АКПП сложнее принципа работы механической, что напрямую влияет на стоимость ремонта в прямом выражении.

АКПП обязательно имеет «мозги», необходимые для управления автоматикой. Без такой микросхемы машина не умела бы переключаться, даже если бы обороты держались в красной зоне.

Роботизированная коробка передач

Это улучшенная версия автоматической коробки передач. Обычный «автомат» самостоятельно выбирает, когда необходимо изменить передаточное число в зависимости от скорости автомобиля, без учета ходовых качеств, навязываемых типом вождения водителя или погодой.

Чтобы исправить этот недостаток, комфортные «автоматы» были переделаны в гибридные варианты, позволяющие водителю повышать или понижать передаточное число с помощью специального селектора. Возможность переключения реализована в виде «лопастей» или рычага переключения передач с двумя функциями: плюс и минус.

Типтроник позволяет водителю при желании управлять механической коробкой передач без необходимости выжимать сцепление. В остальных случаях при движении селектор даже не нужно трогать.

Вариатор (CVT)

Этот тип коробки передач используется в современных скутерах, когда переключение передач не требуется. Подобные конструкции внедрены в шасси автомобилей, за исключением моделей, оснащенных мощными двигателями, которые не смогут раскрыть свой потенциал в связи с вариатором. Вдобавок к этому, коробка передач быстро изнашивается при агрессивной езде.

Вариатор представляет собой два шкива, способных изменять размер для изменения передаточного числа, соединенных ремнем. Такая конструкция позволяет избавиться от характерного давления при переключении передач.

Тип коробки передач CVT может показаться любителю «классики» необычным из-за принципа работы и странного звука. Автомобиль разгоняется и тормозит более плавно, чем автоматическая коробка передач. Чтобы имитировать стандартную трансмиссию, производители автомобилей интегрируют переключатели CVT.

Единственный минус — ресурс при езде в «гражданском режиме», вариаторы часто ломаются: средний пробег коробки — 100 тыс км.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Такие коробки используются на гоночных и спортивных автомобилях. DCT представляет собой гибрид автоматической коробки передач, механической коробки передач и компьютера. Водитель может доверить всю работу компьютеру или взять управление автомобилем в свои руки, меняя передаточные числа с помощью подрулевых лепестков или кнопок на руле. Для реализации этой возможности механизм снабжен двумя соединительными звеньями. При этом автоматика может быть запрограммирована водителями под их стиль вождения.

DCT переключается за доли секунды — такая скорость привела к установке таких коробок передач на мощные гоночные автомобили. Еще одним преимуществом является компактность, ведь такие коробки передач устанавливаются даже на мотоциклы.

Односкоростная коробка передач

Этот тип коробки передач устанавливался на заре автомобилестроения. Затем коробка передач передавала мощность непосредственно от двигателя на колеса. После изобретения возможности переключения передач технология была забыта, но теперь она вернулась в индустрию электромобилей.

Электродвигатель может работать в любом диапазоне оборотов, автомобиль может разгоняться на любой скорости, пока не достигнет своего максимума. Поэтому можно определить тип коробки передач, если автомобиль не переключает передачи. Но некоторые электромобили реализовали опцию искусственного сцепления, чтобы потребитель мог привыкнуть к экологически чистому личному транспорту.

Полуавтоматическая коробка передач (IVT)

Такая система включает в свою конструкцию классическое сцепление, но которое управляется компьютером. Благодаря этому автомобиль становится мягче и упрощается процесс вождения. По желанию водителя вариатор можно перевести в полностью ручной режим. Представителями этого типа коробок передач являются коробки передач с двойным сцеплением и секвентальные коробки передач.

Назначение и виды коробок передач напрямую зависят от цены автомобиля, его характеристик и класса. Водителю, покупающему автомобиль, следует учитывать, что стоимость ремонта разных коробок передач различна, как и их конструкция. Из этого следует, что механическая коробка передач является наиболее выгодным вариантом, но она не так удобна, как «автомат». Поэтому каждое дизайнерское решение имеет преимущества и недостатки.

Независимо от КПП каждый водитель обязан пройти курсы экстремального вождения в Москве или другом городе. Только так можно почувствовать всю машину и быстрее привыкнуть к ней.

Виды коробок передач автомобилей: МКПП, АКПП, ДСГ, РКП, БС

Автомобильные коробки передач устанавливаются сразу после двигателя и предназначены для изменения общего передаточного отношения коробки передач в широких пределах. При движении с разной скоростью, на подъемах, при разгоне и торможении двигателем скорость должна быть в оптимальных пределах с точки зрения экономичности, динамики и минимального расхода топлива.

Для многих специалистов, упорно изучающих крутящие возможности двигателей, можно добавить, что коробка передач простыми переключениями теоретически меняет его в неограниченном диапазоне.

На практике — ровно столько, сколько требуется машине. Эффект требуемой мощности зависит от двигателя.

Основы устройства и принцип работы всех КПП

Все коробки, кроме бесступенчатых вариаторов, переключают передачи, меняя местами пары задействованных шестерен с разным числом зубьев.

Именно отношение этих ведущих и ведомых величин определяет умножение или деление скоростей вращения. При этом крутящий момент изменяется пропорционально.

В коробках есть:

• входной (первичный) вал, принимающий крутящий момент от двигателя;
• вторичный вал, передающий вращение на дифференциал прямой передачи, раздаточную коробку или ведущий вал заднего моста;
• набор шестерен с наклонным или прямым зубом, цилиндрического, конического или планетарного типа, жестко связанных с валами или вращающихся на подшипниках;
• механизмы сцепления с муфтами, синхронизаторами или фрикционами;
• механизмы управления ручного, электрического или гидравлического типа;
• электронные блоки, клапаны, насосы, гидроцилиндры;
• картер с масляной ванной.

Вариаторы также имеют шкивы переменного диаметра и стальной ременный привод. На входе устанавливаются муфты сухого или мокрого трения, а также гидротрансформаторы турбинного типа.

Виды коробок передач в автомобилях и их отличия

По типу управления коробки делятся на ручные и автоматические, но эти категории во многом пересекаются в разных версиях трансмиссии. Многие машины предусматривают переход на ручное управление.

Наличие ступенчатого (дискретного) выбора передач может быть базовым или искусственно созданным в изначально бесступенчатых коробках передач.

Механическая (МКПП)

Самая старая, но до сих пор актуальная коробка работает с ручным переключением передач рычагом с водительского места. Это бывает при двухосной конструкции или трехосной, где один из валов является промежуточным.

Водитель перемещает рычаг в двух поперечных направлениях и выбирает нужный шаг. Зубчатые муфты с синхронизаторами включают необходимые передачи, изменяя скорость и тягу на вторичном валу.

Для исключения механических ударов перед каждой манипуляцией необходимо выключать (выжимать) сцепление.

Это простая и недорогая конструкция, полезная при скоростной езде. Подготовленный водитель может очень быстро выбрать нужную передачу, а компактность всего набора делает коробку передач очень надежной и долговечной.

Недостаток – постоянное отвлечение водителя на переключение рычага и нажатие на сцепление.

Автоматическая (АКПП)

В классических автоматических машинах муфта управляется гидравлическим блоком, который управляется электроникой через набор электромагнитных клапанов. В зависимости от скорости, степени нажатия на педаль газа и других воздействий АКПП сама выбирает нужный шаг, который может достигать десятка и более.

Используются планетарные передачи, фрикционные многодисковые муфты для управления и давления масла, развиваемого насосом.

На входе находится преобразователь крутящего момента, допускающий скольжение и частично изменяющий крутящий момент. Блокирует на скорости.

Водитель не отвлекается, все происходит автоматически, достаточно выбрать селектором режим движения вперед или назад. Также доступны другие опции, такие как ограниченный выбор передач или полностью ручной режим.

Недостатков практически нет, особенно в современных и наиболее удачных моделях. Можно лишь отметить некоторую сложность и высокую стоимость ремонта.

Полуавтомат

В классическом варианте полуавтоматической коробкой считается коробка передач с переключением передач без необходимости выжимать сцепление. Он работает сам по себе и реагирует на выбросы газа или движение селектора.

Теперь это относительно редкий тип, он был популярен на мотоциклах и автомобилях для инвалидов. С появлением дешевых и надежных машин эти коробки передач устарели, оставшись на автомобилях.

Бесступенчатая (Вариатор)

Если изменить диаметр шкивов в ременной передаче, она будет работать как редуктор, плавно меняя скорость и крутящий момент.

Для передачи большой мощности шкивы выполнены из двух конических половинок, смещенных гидроцилиндрами. Между ними проходит стальной ленточный клиновой ремень с набором звеньев.

Технологически этого оказалось трудно добиться, поэтому вариаторы в автомобилях появились в серии сравнительно недавно. Требовались качественные материалы и специальное масло CVT. Электронное управление и гидроблок аналогичны гидромеханическим АКПП.

В современных вариаторах предусмотрена имитация ступенчатого переключения, чтобы не утомлять водителя работой двигателя на постоянной скорости. Отличить такие коробки от обычных автоматов по ощущениям за рулем невозможно.

Из недостатков — относительная недолговечность и стоимость ремонта. По мере совершенствования они становятся беспринципными, вариаторы постепенно завоевывают рынок.

Роботизированная (РКП)

Роботами принято считать обычные механические коробки передач, но переключаемые автоматом. Она отвечает за сцепление. Самые продвинутые имеют два сцепления и отдельные четные и нечетные валы шестерен, что минимизирует время перехода при разгоне.

Именно в этом направлении (DSG) сейчас развиваются роботы. По управляемости они довольно похожи на другие АКПП, а по динамике превосходят их.

Секвентальная

Секвентальная коробка передач может переключать передачи только путем перемещения рычага вперед и назад, то есть она переключает передачи последовательно. Чтобы быстро сбросить несколько ступеней, несколько раз нажмите на рычаг или клавишу.

Они дают выигрыш в ускорении, поэтому в основном используются в спорте и на мотоциклах. Они могут иметь автоматический режим, превращающий их в автоматические коробки передач. Например, тяжелые грузовики.

Типы автоматических коробок передач

Все больше производителей автомобилей выпускают свою продукцию с АКПП, но неискушенному в ее тонкостях автолюбителю бывает довольно сложно определиться, какой из них предпочесть. В этой статье речь пойдет об их видах, конструктивных особенностях, преимуществах и недостатках.

Типы автоматических коробок передач

Существует три наиболее распространенных типа автоматических коробок передач, которые устанавливаются на автомобили – это так называемая «классика» она же гидравлическая, роботизированная (робот, типтроник) и вариаторная (вариатор, вариатор).

«Классическая» АКПП

Это первый тип коробки, который появляется. Характеризуется полным отсутствием связи между двигателем и колесами. Он состоит из гидротрансформатора (ГТ), редуктора и планетарной передачи. Передаточное число изменяется за счет изменения давления масла и различных соединений шестерен друг с другом. Обрабатывается автоматически.

Существует 5 основных режимов работы этого устройства:

 

• Р — стояночный замок ведущих колес, замок находится в самой коробке и никак не связан с отдельным стояночным тормозом.
• R, в русскоязычной версии Zx — положение заднего хода. Часто запрещается включать этот режим до полной остановки автомобиля.
• Н, по-русски Н — дословно "нейтральный", включение для короткой остановки или короткого расстояния буксировки.
• D, или D — режим движения машины вперед, где используются все ступени, кроме увеличенных.
• L, или PP, или Tx — режим пониженной передачи для движения в сложных дорожных условиях.

 

Направления! Это основные режимы работы, обязательные для всех гидравлических АКПП. Кроме них, в зависимости от производителя, есть еще несколько режимов, облегчающих управление автомобилем в разных условиях.

Роботизированная АКПП

Последняя версия АКПП на момент появления. В основе лежит механическая коробка передач, управляемая роботом, который в соответствии с заданными алгоритмами выключает сцепление и переключает передачи. То есть водитель и транспортное средство предоставляют только поступающие данные, не затрагивая механизм переключения передач.

Роботы для таких ящиков бывают электрические или гидравлические. Гидравлические системы работают с помощью гидроцилиндров, управляемых электромагнитными клапанами. Они достаточно быстрые, но более энергоемкие. Это основной тип роботов для спортивных автомобилей.

Электрические роботы медленнее, но экономичнее. В своей работе они используют серводвигатели и различные механизмы. Чаще всего устанавливаются на бюджетные автомобили.

Сама коробка механическая с фрикционом. Есть роботизированные коробки передач с одинарным и двойным сцеплением.

Направления! Робота легко отличить от «классики» по отсутствию на роботе знака P, что означает режим парковки.

Вариатор

Другое название, по которому можно определить тип коробки по документации на автомобиль – CVT (Continuously Variable Transmission). Он работает по принципу плавной передачи крутящего момента от двигателя к колесам. Как таковых передач в нем нет, а передаточное число меняется либо полностью автоматически, в соответствии с заданной программой, либо в ручном режиме.

Наиболее распространены коробки с клиноременной структурой вариатора. Изменение передаточного числа в них передается между двумя шкивами, каждый из которых состоит из двух конических частей, посредством специального ремня. Ремень еще называют цепочкой из-за того, что основным компонентом являются металлические полоски. Давление, необходимое для перемещения цилиндров, обеспечивает масляный насос, который качает специальную жидкость ATF, выполняющую также функцию смазки.

Второй тип вариатора – тороидальный. В этом случае мощность передается через тороидальные ролики, зажатые между валами и расположенные на одной оси. Этот тип используется редко.

Данная АКПП имеет возможность перехода в режим ручного управления. В этом случае водитель переключается самостоятельно, и это отображается на приборной панели. Но не стоит рассчитывать, что удастся удержать количество оборотов в красной зоне – автоматика этого просто не позволяет, но и остановиться при их недостатке тоже невозможно.

Основные преимущества АКПП

• "Классический»
  1. Гидравлическая АКПП имеет высокий ресурс (от 120 тысяч до 1 миллиона километров пробега), что позволяет ей работать на протяжении всего срока службы автомобиля.
  2. Значительно превосходит механическую коробку передач по экономичности и скорости передачи.
  3. Считается самой комфортной из коробок передач, благодаря плавности и незаметности переключения. При этом двигатель работает в широком диапазоне скоростей, не создавая акустической усталости.
  4. Проблем с заносом во время движения нет.
  5. Нет отката в тот момент, когда вы начинаете свое движение с локации.
  6. Работает одинаково хорошо на всех скоростях.
  7. Из-за отсутствия связи с двигателем на него не передаются удары и вибрации, что увеличивает его общий ресурс.
  8. Можно эффективно использовать торможение двигателем.
  9. Дополнительные режимы значительно расширяют возможности вождения в разных ситуациях и климатических условиях.
• Ящики для роботов
  1. Дешевое производство.
  2. Переключения передач самые быстрые.
  3. Прибыльность.
• Вариатор
  1. Всегда оптимальная работа двигателя.
  2. Обеспечивает максимальный комфорт вождения – никаких рывков, задержек, рывков. Машина хорошо разгоняется.
  3. Более экономична, чем гидравлическая автоматическая коробка передач.
  4. Довольно простой дизайн.

Основные недостатки АКПП

• "Классический»
  1. Высокие производственные затраты, которые влияют на цену автомобиля в целом.
  2. По сравнению с механикой риск поломки выше.
  3. Динамические характеристики автомобиля и его экономичность напрямую зависят от успешности той или иной модификации коробки и года ее создания. Коробки раннего выпуска увеличили расход топлива и снизили динамику.
  4. Завести машину «с толкача» категорически нельзя, так как требуется массовое давление в системе и работающий масляный насос.
• Ящики для роботов
  1. При агрессивной манере вождения ощущается дискомфорт при езде.
  2. Преселективные коробки дороже некоторых других.
  3. Неустойчив к скольжению.
  4. В начале движения будьте готовы к кувырку назад.
  5. Часто случаются задержки смены.
  6. Не работает должным образом с ошибкой во время вождения.
  7. Меньший ресурс, чем у «классического» типа.
  8. При переходе с другого типа коробки передач может потребоваться период регулировки и процесс регулировки стиля вождения.
• Вариатор
  1. Производственные затраты.
  2. Дорогостоящий ремонт и обслуживание.
  3. По сравнению с гидравликой техническое обслуживание необходимо проводить в два раза чаще.
  4. Низкий ресурс главного механизма вариатора, 120 тысяч километров.
  5. Плохо сочетается с мощными и большими двигателями, мощнее 200 лошадиных сил. Увеличивается износ ремня (цепи).
  6. Он может не работать должным образом в случаях проскальзывания или перегрева.
  7. Возможны проблемы с работой компьютерной системы, управляющей переводом.

В целом можно сказать, что выбор АКПП дает автолюбителям возможность подобрать коробку передач под свой автомобиль и стиль вождения. Владельцам машин с прицелом на большой пробег подойдет гидравлический вариант. Водителям бюджетных малолитражек и седанов — вариатор. А для машин спортивного класса идеально подошла бы коробка-робот с двойным сцеплением.