Сколько видов коробок передач автомобилей

Виды коробок передач

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

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

Автоматические и полуавтоматические коробки передач

Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.

Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно. Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.

КПП: функции и основные типы

Коробка передач автомобиля предназначена для преобразования и распределения крутящего момента двигателя для последующего доведения его до ведущих колес, а также для изменения объема тяговых усилий при различных условиях движения транспортного средства. Кроме того, она призвана обеспечить разобщенную работу ведущих колес и двигателя (например, при прогреве двигателя или его работе на нейтральной передаче).

На данный момент существует четыре основных типа коробки:

  1. механические;
  2. роботизированные;
  3. автоматические;
  4. вариатор.

Механическая КПП («механика», МКПП) имеет самый простой принцип работы. Она представляет собой цилиндрический редуктор, для которого предусматривается ручной способ переключения передач.

Роботизированная коробка передач («робот») – это обычная «механика», в которой функции включения и выключения сцепления, переключения скоростей полностью автоматизированы. Управление данными процессами осуществляется специальными сервоприводами, которые контролируется электроникой.

Автоматическая КПП («коробка-автомат», АКПП) включает в себя гидротрансформатор, который заменяет сцепление и обеспечивает функцию регулирования крутящего момента, и механическую коробку передач (чаще всего, планетарный редуктор).

Вариатор – это бесступенчатая коробка передач, в которой используется гидравлический или механический принцип работы при преобразовании крутящего момента. Для вариатора, вообще, не существует понятия «передача»; он выдает их бесчисленное множество.

В настоящий момент и вариатор, и «робот», и «автомат» объединяют одним понятием — автоматическая коробка передач, которая в споре с «механикой» начинает постепенно одерживать верх. Однако до сих пор самой популярной остается МКПП. Это обусловлено следующими факторами:

  1. максимальной простотой конструкции;
  2. надежностью деталей и узлов к механическому воздействию и перегрузкам;
  3. относительной дешевизной обслуживания и ремонта (даже капитального).

Благодаря данным качествам, механическая КПП – это самый распространенный тип коробки передач. Поэтому, не зря, современные автоматические АКПП снабжают функцией ручного переключения передач (например, типтроник).

Классификация

Трансмиссия автомобиля может оборудоваться коробками, которые существенно отличаются по своему принципу действия, способу передачи заданного крутящего момента, конструкционным особенностям, включая способ взаимодействия между собой валов.

Принцип работы и варианты передачи необходимого крутящего момента

По своему принципу действия коробка передач (КПП) бывает ступенчатой и бесступенчатой, третий вариант – комбинированные коробки, используется очень редко.

По способу передачи определенного крутящего момента на легковых машинах применяется несколько основных решений:

  • Механическая коробка передач (МКПП, жаргонно механика, на английском МТ (расшифровывается как Manual Transmission));
  • Автоматическая коробка передач (АКПП, жаргонно автомат, на английском AT (расшифровывается как Automatic Transmission);
  • полуавтоматическая, она же роботизированная коробка передач (РКПП, АМТ, жаргонно робот, на английском MTA (расшифровывается как Manual Transmission Automatically Shifted));
  • вариаторная коробка передач (чаще используется название вариатор (CVT), с английского языка расшифровывается как Continuously Variable Transmission).

Механика, робот и автомат это ступенчатые коробки передач, вариатор – бесступенчатая. Есть еще один вид ступенчатых коробок – комбинированная, она же секвентальная, по принципу устройства механика, по способу переключения робот, по способу управления – автомат.

Видео: Как выбрать автомобиль, какая коробка лучше: автомат, вариатор, робот, механика

Видео: Урок 6 — трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариатор

Механическая коробка передач

Короба передач механическая (ещё можно встретить аббревиатурное название МКПП или просто — механика) состоит из многоступенчатого цилиндрического редуктора, где переключать передачи необходимо вручную. Смотря сколько автомобиль имеет передач, коробка бывает: четырёхступенчатая, пятиступенчатая, шестиступенчатая, семиступенчатая и больше. Смотрите пример МКПП — схема коробки передач ВАЗ 2110 .

Механическая трансмиссия является самой распространённой во всём мире. Этому способствует простая конструкция и надёжная, а также то, что во время различных манипуляций при езде на автомобиле применяется ручное управление. Кроме надёжности и полного контроля водителем переключения передач она ещё и экономичнее в плане расхода топлива по сравнению со своим автоматическим аналогом. Но для простоты вождения всё больше людей хотят иметь автомобиль с автоматической коробкой передач.

Механическая КП относится к ступенчатым видам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерён. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определённой угловой скоростью или, другими словами, имеет своё передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени КП имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень — наименьшее.

Видео про принцип работы:

Видео: Чем отличается механическая коробка передач, автомат, вариатор и роботизированная

Механические КПП

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

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

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

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

Механическая коробка передач.

История.

МКПП – самая древняя из всех коробок, появилась первой благодаря женщине. Шел 1888 год. Берта Бенц после того, как проехалась, используя автомобиль Motorwagen, по Германии, рассказала своему мужу Карлу Бенцу все, что о нем, о его изобретении думает. Супруг исправился быстро, уже через пять лет (1893 год) появилась модель Benz Velo с двухступенчатой планетарной механической коробкой передач.

Далее эволюция пошла своим путем. 1910 год – появилась механика с тремя ступенями, такая схема использовалась до 60-х годов. Четырехступенчатые КПП пришли чуть позже, но без синхронизаторов использовать их было трудно. 60-х годы – появились первые синхронизаторы. Тогда же изобрели пятиступенчатый вариант, с повышающим «овердрайвом», но массово они стали устанавливаться лишь к 80-м годам. 90-е годы – представлены шестиступенчатые узлы, имеющие два повышающих овердрайва. 2000-е годы – разработаны семиступенчатые МКПП, оборудованные пятью основными, двумя повышающими передачами.

Принцип работы.


Схема работы достаточно простая. Есть три основных элемента – силовой агрегат, МКПП, сцепление (промежуточное звено между двумя первыми). Если нажать педаль сцепления, то связь между двигателем и трансмиссией прервется. Тогда включается нужная передача, педаль сцепления отпускается, связь между ними восстанавливается. Сцепление выжимается также при движении с места, а также «торможении двигателем». Используется механический зубчатый (через шестерни) способ взаимодействия (планетарные МКПП на легковых автомобилях сейчас редкость) крутящего момента, двух-, трехвальная схема, реже многовальная.

Первая передача это когда со стороны двигателя вращается самая маленькая шестерня, а со стороны колес самая большая. При таких условиях крутящий момент наибольший, а скорость наименьшая. Если наоборот, то это будет наивысшая передача, когда крутящий момент наименьший, а скорость наибольшая.

Переключение производится механически при помощи рычага МКПП. Он может располагаться:

  • на крышке КП (сверху или сбоку), сейчас эта схема используется редко, свойственна внедорожникам;
  • дистанционно (на рулевой колонке, центральной консоли или центральном тоннеле), рычаг с коробкой связан системой тяг (они называются кулисы), валиков или тросов Боудена.

Дистанционное переключение может реализоваться по другим схемам, без муфт, через гидравлический или электромеханический привод.

3). Миф: Чем больше передач в АКПП, тем чаще коробка переключается

Я знаю, что большинство современных инновационных автоматических трансмиссий с большим количеством передач, как правило, адаптивные и умеют подстраиваться под стиль вождения водителя. Таким образом, эта коробка начинает работать в более эффективном режиме и учитывать стиль вождения владельца. Но это совсем не означает, что такая АКПП будет переключать меньшее число передач.

Дело в следующем, любая автоматическая коробка во время движения автомобиля на разных его скоростях постоянно переключает соответствующие передачи. И чем больше коробка имеет передач, тем чаще она переключает скорости.

Возьмите к примеру, тот-же 5-ти ступенчатый старый классический «автомат». Он также частенько раздражает водителей своим постоянным переключением передач. Например, на многих автомобилях достаточно лишь того чтобы изменился уклон дороги и коробка может автоматически переключится на другую передачу, если не изменять обороты мотора, поскольку начнет меняться скорость машины. Иногда это сильно раздражает.

А теперь представьте себе, как часто будет переключаться автоматическая коробка с 9-ю передачами…

И не надо быть инженером, чтобы понимать, что частое переключение передач не идет на пользу всем внутренним компонентам трансмиссии. Тут все понятно и так. Чем чаще и больше деталей перемещается и вращается внутри, тем большему износу они подвергаются.

Подумайте друзья об этом. Особенно на тот момент, когда коробка передач в вашей машине при старте со светофора и до тех пор пока ваш автомобиль не наберет определенную скорость, переключится где-то 8 — 9 раз. Сами понимаете, что при таких нагрузках ресурс АКПП будет не таким долгим.

Видео: Виды коробок передач автомобиля. Просто о сложном

Разновидности АКПП

Структуры различных трансмиссий схожи, однако есть определенные различия сборки. Их можно разделить на некоторые типы, отличающиеся способом управления и проверкой эксплуатации. Одни управляются гидравлическим прибором, а другие – электронным распределителем.

Традиционный вариант – гидроавтомат

Самая простая коробка, которая ликвидирует непосредственное сообщение между колесами и движком. Крутящий момент посылается рабочей жидкостью путем функционирования 2-х турбин. В последующем механизм был усовершенствован с помощью электронного устройства, что дало возможность добавить режимы «спорт», «экономичная езда» и «зима», а так же «ручной режим», позволяющий выполнять самостоятельное переключение передач водителем (Tiptronic).

Вариаторная коробка

В ней нет определенного передаточного числа. Нормально функционирующий вариатор мягко меняет крутящий момент, за счет чего звук работы двигателя не меняется и остается ровным. Такой процесс исключает возможность отслеживать на слух момент переключения с одной передачи на другую.

Роботизированная трансмиссия

Иначе называемая «робот DSG», наиболее похожа на механическую коробку, но управление схоже с автоматической. Несмотря на это, весит она намного меньше стандартной автоматической коробки, стоит дешевле, а главное – изрядно экономнее механики по расходу топлива.

Как и остальные, такие виды коробки имеют свои минусы. Одним из них является повышенная чувствительность к быстрой агрессивной езде. В отличие от других автоматов, при сильном нажатии на педаль газа передачи переключаются как-то неправильно и появляются резкие толчки. Подобная эксплуатация приводит к повреждениям деталей, а в результате полный выход из строя всего механизма.

Бесступенчатые КП

Для лучших характеристик автомобиля в бесступенчатых коробках передач применяют вариатор (ещё его называют вариаторной коробкой передач). В таких видах происходит преобразование механического или гидравлического крутящего момента, что помогает передаточному числу изменяться плавно, чего нет в ступенчатых коробках. Но также в вариаторных коробках передач существуют и недостатки — величина передающего крутящего момента имеет ограничения. Также некоторыми моделями вариаторов недовольны их надёжностью и сроком эксплуатации. Вариаторные виды применяются у таких производителей, как Nissan, Subaru и Honda (японские марки автомобилей). Из них самые известные марки — это Экстроид и Мультитроник.

Видео, про принцип работы бесступенчатой КП :

Коробка автомат

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

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

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

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

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

Читайте также: Коробка передач АМТ — что это такое?

Вариатор

В мире автомобилей это относительно новое понятие, тип трансмиссии, который, однако, нашел много приверженцев. Ее также принято называть бесступенчатой. Это обусловлено особенностями конструкции, ключевую функцию работы в которых возложено на блок управления. Этот тип коробки перед более экономичный, по сравнению с классическим «автоматом», этот тип оборудования дарит водителям плавность во время движения. К недостаткам следует отнести высокую стоимость вариатора и обслуживания. Благодаря тому, что система управления вариатора эффективно использует мощность силового агрегата, согласовывая обороты коленчатого вала с нагрузкой на автомобиль, достигается хорошая топливная экономичность, что, пожалуй, следует назвать одним из главных преимуществ этой КПП. Вот несколько особенно полюбившихся автолюбителям моделей, оснащенных вариатором: SubaruImpreza, Toyota Yaris,Honda Jazz, Nissan Teana, Mitsubishi ASX.

Основные виды МКПП

Акцентируем внимание на «механике». Это будет наиболее оптимальным хотя бы потому, что знание МКПП позволит при определенных навыках и умениях осуществить ее текущее обслуживание и даже ремонт.

«Механика» — это ступенчатая коробка передач. Иными словами, принцип работы механики заключается в следующем: крутящий момент двигателя изменяется ступенями — парами взаимодействующих друг с другом шестерен. У каждой ступени определенное передаточное число, преобразовывает скорость вращения коленвала двигателя и обеспечивает вращение с необходимой угловой скоростью.

Число ступеней, которыми комплектуется коробка передач, лежит в основе классификации механических КПП. Так, выделяют:

  1. четырехступенчатые;
  2. пятиступенчатые;
  3. шестиступенчатые и более.

Наиболее оптимальным вариантом у специалистов считается пятиступенчатая КПП, которая и является наиболее распространенной в среде «механики».

Вторым критерием классификации механической коробки является количество валов, используемых при преобразовании и распределении крутящего момента двигателя. Существуют трехвальные КПП (используемые преимущественно на заднеприводных транспортных средствах) и двухвальные (применяемые на переднеприводных автомобилях).

Related Posts

Добавить комментарий