С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Типы коробок передач легковых автомобилей

Типы коробок передач легковых автомобилей


Виды и типы коробок переключения передач

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

Что такое коробка передач, роль, значение, принцип работы

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

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

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

Классификация видов КПП

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

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

Самая распространенная классификация разделяет КПП по принципу действия:

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

Характеристика механической КПП

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

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

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

Особенности двухвальной и трехвальной МКПП

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

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

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

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

Роботизированная коробка передач

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

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

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

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

Конструкционные особенности и работа автоматической коробки

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

Состоит автоматическая коробка передач из:

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

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

Типтроник

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

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

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

Особенности работы вариатора

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды коробок передач

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

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

Механическая коробка (МКПП)

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

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

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

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

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

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

Автоматическая коробка (АКПП)

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

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

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

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

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

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

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

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

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

Роботизированная коробка (РКПП)

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

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

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

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

Вариативная коробка (Вариатор)

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

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

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

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

Виды коробок переключения передач. Статьи компании «Автотехцентр»

Зачастую при покупке автомобиля авто владельцы чаще всего задаются вопросом, какую коробку передач выбрать? Этот выбор очень важен, ведь поменять коробку можно только вместе с автомобилем, если Вы конечно не собираетесь вложить кругленкую сумму в переделку машины.

В настоящее время легковые автомобили массового производства оснащаются четырьмя типами коробок передач (КПП):

  1. Механическая
  2. Автоматическая
  3. Роботизированная
  4. Вариаторная

Каждая из перечисленных типов КПП в свою очередь тоже различается по некоторым параметрам и конструктивным особенностям. Мы же остановимся на такой классификации, так как основные принципы работы КПП можно рассматривать, разделив все коробки на эти четыре группы.

В нашей статье мы не будем подробно обсуждать технические тонкости конструкции КПП, а поговорим об отличиях, достоинствах и недостатках разных типов трансмиссии, сосредоточившись на эксплуатационных характеристиках, важных для обычного водителя.

Назначение коробки переключения передач.

Коробка передач – это агрегат, который передает вращение от двигателя к колесам. Наличие коробки передач обусловлено тем, что вал двигателя вращается с очень высокой скоростью, и передавать такое вращение напрямую к колесам невозможно.

Трансмиссия автомобиля, куда и входит коробка передач, обеспечивает следующее: — передача вращения от вала двигателя к колесам; — присоединение и отсоединение двигателя от оси колес;

— оптимальная эксплуатация двигателя на данной скорости движения;

1. Механическая коробка передач

Чтобы понять общий принцип устройства механической коробки передач, вспомните о много скоростном спортивном велосипеде. Конечно же, конструкция КПП автомобиля сложнее, но такая упрощенная аналогия дает новичку понимание, как работает коробка передач.

На МКПП лежит функция изменения скоростей при движении за счет переключения шестерен при использовании водителем управляющего рычага. Разные по размеру шестеренки обеспечиваются разный по значению крутящий момент на колеса.

Первая передача, самая сильная, используется для начала движения автомобиля, при этом работает самая большая шестерня. Затем, про мере увеличения скорости движения, водитель переключает передачу на более высокую, размер шестерен уменьшается с повышением передачи. Так обеспечивается оптимальный расход топлива и бережная эксплуатация двигателя.

2. Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет водителю не переключать передачи на ходу, так как переключением управляет автоматика, а педаль сцепления при этом просто отсутствует. Это обеспечивает максимальный комфорт при управлении автомобилем.

У рычага АКПП есть четыре основных положения: P – стоянка, D – движение вперед, N – нейтраль, R – движение назад. Среди эксплуатационных удобств следует отметить также отсутствие отката автомобиля назад при стоянке под уклоном.

Автоматические коробки передач оснащены электронной системой управления, которая оптимальным образом переключает шестеренки в зависимости от скорости движения автомобиля и оборотов двигателя.

3. Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка это доработанная конструкция механической коробки. В классическую механику включили узлы с электронным управлением, с целью автоматизации управления сцеплением и переключением передач. При этом электроприводы управляют сцеплением и передачами по команде водителя, который выбирает передачу рычагом, в то время как в АКПП выбор скорости и переключение выполняется электронным блоком (компьютером). Проще говоря, электроприводы как бы имитируют работу водителя в части работы педалью сцепления и переключения шестеренок в КПП. Такие коробки получается удобнее механики и дешевле АКПП, но с точки зрения эксплуатации отличаются медленным срабатыванием автоматики.

4. Вариаторная коробка передач

В вариаторной коробке передач отсутствует переключение передачи с одной на другую. Представьте себе шестеренку конусообразной формы, в которой расстояние между зазубринами, за которые цепляется передаточный ремень, увеличивается плавно от одного края к другому. Таким образом вариаторы располагают бесконечным числом передач, и обеспечивают работу двигателя в наиболее выгодных режимах. При езде на вариаторном автомобиле разгон обеспечивается максимально плавно.

Сравнение.

Теперь сравним вышеперечисленные типы трансмиссии по всем важным для водителя критериям:

Комфорт

С токи зрения комфорта АКПП поставим на 1 место, робот, и вариатор на второе, и на третье место — МКПП. Только АКПП гарантирует отсутствие отката назад на уклоне, и полностью автоматизирует управление трансмиссией.

Динамичность и управляемость

С точки зрения скорости динамичности роботизированные коробки на последнем месте — их недостатком является задержка срабатывания приводов. Наилучший разгон и рывок показывают машины с МКПП и вариаторные. АКПП в среднем не отличается высокой динамикой в движении.

В то же время с точки зрения управляемости МКПП удобнее всего: водитель сам управляет сцеплением и передачами, что важно в условиях бездорожья и при буксировке. АКПП предпочтительнее в городских условиях, а МКПП — при частой езде по сельской местности. Буксировка на автомобиле с АКПП производителем как правило запрещается или существенно ограничивается.

Экономичность

1 место — вариатор и МКПП, 2 — роботизированные, 3 — АКПП. Основным недостатком автомобилей с АКПП является относительно высокий расход топлива.

Совокупная стоимость (затраты на покупку, ремонт и обслуживание)

Самым дешевым и недорогим в обслуживании агрегатом является МКПП. Его дешевизна главным образом обусловлена отсутствием электроники и простотой конструкции. При обслуживании и ремонте МКПП затраты минимальны: со специалистами и запчастями практически нет проблем.

Для ремонта и обслуживания роботов, вариаторов и АКПП требуется квалифицированный персонал, более дорогие запчасти. Если делить эти три вида КПП по критерию совокупной стоимости, то роботы и вариаторы будут на последнем месте: найти специалистов по их ремонту и обеспечить запчастями бывает довольно сложно. АКПП в данном плане выглядит намного лучше, но все-таки уступает механике.

Заключение.

Итак, подводя итоги, можно сказать, что вариаторы и роботизированные коробки на сегодняшний день конечно обладают отдельными плюсами, но не имеют существенного перевеса по всем параметрам в сравнении с МКПП и АКПП. Технический прогресс не стоит на месте, и данные типы КПП все время дорабатываются, но к сожалению это сильно сказывается на их совокупной стоимости. Как бы там ни было, данные виды трансмиссии являются своего рода компромиссными решениями, и сегодня актуальны в основном АКПП и МКПП.

Сравнивания автомат и механику, получается, что главным фактором выбора в пользу одного или другого типа трансмиссии является финансовый: больше удобств за дополнительные деньги, или заметная совокупная экономия при меньшем комфорте. Кроме того, еще раз отметим, что МКПП безусловно выигрывает в условиях эксплуатации автомобиля в сельской местности, при езде в гору, по бездорожью, с необходимостью буксировки.

Надеемся, что наш обзор поможет Вам определиться с оптимальным выбором трансмиссии при покупке автомобиля!

Внимание! Содержимое сайта заверено нотариально и охраняется законом об авторском праве. Попытки копирования текста будут преследоваться через суд. О фактах плагиата будут извещены администраторы поисковых систем, и сайт-нарушитель будет исключен из результатов поиска.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости