С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Виды коробок передач автомобилей и их отличия


Виды коробок передач, рядовых автомобилей, а также их отличия.

Автомобили сейчас шагнули далеко вперед, буквально каждый год мы слышим о нововведениях, которые призваны улучшить ездовые характеристики. Коробки передач в этом не исключение, если на заре была только одна трансмиссия – механическая, то сейчас их насчитывается как минимум четыре. Многие мои читатели просят меня сделать обзорную статью, про их виды, а также «бегло» рассказать об их различиях. Ну что обзорная статья, читайте, будет интересно, кстати, в конце как обычно видео версия …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Как обычно начнем с определения.

Трансмиссия или «коробка передач» (англ. Gear Box) — это узел который предназначается для передачи крутящего момента двигателя к колесам, при помощи специальных механизмов внутри, а также от внешних факторов (поведение водителя) – может повышать или понижать момент.

Сейчас существуют не только механические коробки передач, но и полностью автоматические, где участие человека сведено к минимуму. Можно долго спорить какие лучше или хуже (этим занимались здесь), но современные водители голосуют за автоматы, в России их число растет с каждым годом, причем почти в геометрической прогрессии.

Как я уже писал выше, сейчас существуют 4 общепринятых типа трансмиссий:

  • Механическая (сокращенно МКПП или «механика»)
  • Автоматическая гидротрансформаторная (АКПП или классический «автомат»)
  • Автоматическая вариаторная (Вариатор)
  • Автоматическая роботизированная («Робот» или РКПП)

Если быть до конца честным то сейчас есть разновидности так называемых гибридных трансмиссий, но это тема другой статьи, потому как там, зачастую применяются электродвигатели (статья будет, но немного позже).

А сейчас давайте все же поговорим о наших видах коробок передач, начнем с «механики».

Механическая коробка передач

Была создана практически вместе с первыми автомобилями, ее возраст более 100 лет. Однако при появлении у нее было всего 3 передачи – две вперед и одна назад. С эволюцией моторов появилась необходимость в 3 передачах вперед и одну назад. И лишь только в 70 – 80 годы были введены 4 передачи вперед, кстати они достаточно долго продержались ибо до появления «пятиступок» прошло почти 30 лет.

Сейчас кстати эволюция дошла до 6 «передних» передач (или как их называют скоростей) и одну назад. Как говорят многие конструкторы, что это почти ПИК эволюции механики. ДА и представьте мешалку на 8 «скоростей» водители будут путаться.

Для кого же эта трансмиссия?

У нее достаточно много поклонников, ведь здесь вы полностью контролируете передачу момента на колеса автомобиля, и пока сами не переключитесь, ни какая электроника за вас ничего не сделает. Нужно отметить что многие спортивные машины, будь то это «дрифт» или гонки на пересеченной местности выбирают именно механику, мастерство доходит до таких высот что можно пускать машины в контролируемый занос, например выдавая повышенный крутящий момент на колеса. Полезной она будет и на бездорожье, ведь автоматы при пробуксовки колес могут нагреться и даже выйти из строя, а вот на механике можно буксовать сколько угодно. При определенном мастерстве, переключения передач происходят быстрее — что однозначно положительно сказывается на динамике разгона, так механика почти на секунду быстрее, чем такая же машина с автоматом.

Устройство – механика делится на два вида – это варианты с «двумя» валами и «тремя». Некоторые автомобили в основном используют два вала (ведущий и ведомый), другие три (ведущий ведомый и промежуточный), например — на ВАЗОВСКОЙ классике там их именно три. Наличие двух или трех не говорит, о каких-то «сверхспособностях» машины, скорее все тут все дело в приводе и компоновки самой коробки. Устройство у переднего привода разительно отличается от заднего, вот вам и различия коробок передач.

Что еще хочется сказать – если ездите на МКПП, то вы скорее всего уже привыкли к трем педалям, ведь тут добавляется еще один узел – сцепление. Он нужен для плавного переключения передач, хотя многие «новоиспеченные водители» очень долго и нудно учатся им управлять, особенно большую проблему доставляют горки.

Плюсы механики:

  • Невысокая стоимость
  • Небольшой вес
  • Использует мало масла
  • Возможно, ехать накатом. Без боязни буксировать автомобиль
  • Можно запустить машину с толкача, ничего страшного не произойдет
  • Передача большего КПД от двигателя
  • Легче запуск зимой

Минусы механики:

  • Сложность управления, особенно для новичков
  • Можно легко спалить сцепление, опять же новичками
  • Добавляется дополнительный узел, такой как сцепление
  • Быстрее изнашивается диск «Ферадо» в строении сцепления

Как ни крути, но механика «пока» лидер по числу продаж именно у нас в России, сказывается наш суровый климат — ведь на ней не страшно буксовать, а также запуск легче с утра в мороз (хотя тут еще нужно поспорить), да и стоимость примерно на 40 – 50 000 рублей ниже, что также большой плюс.

Робот или роботизированная коробка (РКПП)

«НО постой» — скажите вы мне – «А почему сейчас идет робот, ведь есть еще – такие виды как  автомат и вариатор, почему ты так перескочил?». Вопрос что говорится – «не в бровь, а в глаз». Перескочил потому что роботы это продолжение механики, как бы банально это не звучало. Такие коробки взяли все плюсы от МКПП и от АКПП, но и минусов у них предостаточно.

Если сказать простыми словами, то получилось такое строение: — на обычную механическую коробку, приделали специальные серво или электронные приводы, которые взяли на себя функции сцепления, то есть они переключают передачи, поэтому третья педаль отсутствует – есть только газ и тормоз как на вариаторе или автомате. Но здесь есть и диск сцепления, и даже корзина, те же самые валы (ведущий и ведомый), вот только руководит всем этим электроника, которая по сути и является «ахиллесовой пятой».

Не создали еще совершенные механизмы переключений именно у роботов, все эти коробки медлительны – задумчивы, переключения происходят медленно, а также очень ненадежны из-за многих электронных узлов.

Плюсы робота:

  • Облегчает переключение, не нужно думать о сцеплении
  • Экономит топливо, как и механика
  • Можно ехать накатом
  • Можно не боясь буксировать
  • Немного масла в строении (сравнимо с механикой)

Минусы робота:

  • Задумчива
  • Переключения происходят с толчками
  • Наблюдает небольшой откат на старте назад, на горке это опасно, ведь сзади может стоять другой автомобиль

Многие считают, что за такими видами РКПП будущее, вполне возможно, ведь электроника развивается, и ставится более компактной и совершенной. Наибольшие успехи сейчас добились компании Volkswagen, FORD и BMW.

Классический «автомат» или гидротрансформатор

Это также «древняя» трансмиссия появилась примерно около 100 лет назад, только вот первое применения нашла на кораблях, где «связывала» ведущий винт и вал. После этого виды этих АКПП перекочевали уже на автомобили.

Сейчас применяются очень широко, также как и механические виды, сначала были на 3, позже на 4, а сейчас существуют уже и на 8 передач. Прогресс не стоит на месте.

В этой коробке практически вообще нет сцепления в понимании механики, читаем вот эту статью. Здесь передачей крутящего момента занимается гидротрансформатор. Если утрировать то это специальная «турбина» — которая передает давления масло от одной крыльчатки на другую. У них нет жесткого сцепления между собой, а только давления масла. Одна «крыльчатка» подсоединена к двигателю и получает от него крутящий момент, другая подсоединена к валам, а после уже к колесам.

Этот вид коробки передач использует большое количество масла в своем строении (оно специально разработано для автоматов этого класса), обычно, если посчитать в литрах это от 8 до 12.

Автоматы по своему строению могут различаться на адаптивные и регулируемые водителем.

Адаптивные – автоматически подстраиваются под манеру вождения, например если вы всегда «жарите в пол», то переключения будут способствовать быстрому набору скорости, но экономии не будет. Если ездите аккуратно, с невысокими оборотами, а также с невысокой скоростью, то переключения будут способствовать размеренной езде, а также экономии топлива. Адаптация происходит на уровне ЭБУ, где накапливаются данные, и первые «режимы поведения» могут уже проявиться через первые 100 километров.

Регулируемые – это виды автоматов, которые полностью подчиняются действию водителя. У них как правило есть несколько режимов – СПОРТ, ЭКОНОМ, КЛАССИЧЕСКИЙ (ГОРОД) и ЗИМНИЙ. У некоторых производителей их может быть до 7 – 8. То есть вы сами выбираете нужную для себя «кнопку».

Плюсы автомата:

  • Удобство вождения (особенно для новичков), нет педали сцепления.
  • Прочность и неприхотливость. Современные виды автоматов, достаточно прочны, я бы сказал при должном обслуживании он проходит у вас весь срок эксплуатации автомобиля
  • Бережет мотор, в спокойной езде (городской режим или эконом), не рвет его.
  • Плавность работы, сейчас практически все автоматы лишены сильных рывков и толчков при переключении, что дает плавность и комфорт движения.
  • Трогаться в горки одно удовольствие, машина с АКПП не покатится назад, для новоиспеченных водителей это просто спасение.

Минусы АКПП:

  • Большое количество масла в трансмиссии, зимой долгий прогрев, а также более сложный запуск
  • Нежелательно буксовать, иначе масло может «закипеть», что может привести к поломке
  • Сложный и дорогой ремонт
  • Низкий КПД, потому как нет жесткой связи с двигателем
  • Больший расход топлива
  • Потеря в разгонной динамике
  • Нежелательно буксировать, нужно вызывать эвакуатор

Не смотря на минусы этой трансмиссии, популярность ее стремительно растет, это и понятно ведь сейчас очень жесткое движение в городах, а сцепление это лишнее потеря концентрации. Если подвести итог по технической надежности этого вида коробки передач, то при должном обслуживании – смене масла, может прослужить не менее 300 – 400 000 километров, а возможно и более.

Вариатор (вариаторная коробка передач)

Самый последний вид автоматических «коробок». Однако этот тип как я считаю, сильно конкурирует с обычными «гидротрансформаторами». В салоне вы также не найдете педали сцепления, а только газ и тормоз.

НА просторах интернета, вы наверное, слышали про бесступенчатые трансмиссии, которые очень эффективно передают крутящий момент от двигателя к колесам, так вот это она. У нее вообще нет переключений в понимании остальных коробок передач.

Здесь идет также два вала — на которых есть шестерни с изменяющимся диаметром, между ними натянут специальный ремень. Когда автомобиль трогается — то на одном валу (ведущим), шестерня большого диаметра, а вот на ведомом наоборот малого, автомобилю нужно разогнаться, с таким подбором шестерен это делается идеально.

После того как скорость набрана, ведущая шестерня начинает убавляться, снижать свой диаметр, а вот ведомая наоборот начинает расти, таким образом при небольших оборотах двигателя, передается нужный крутящий момент колесам. Нужно заметить, что у вариатора больший КПД чем у автомата, потому как есть жесткая связь.

Как видите тут не ступеней, а только плавный переход ремня «по радиусам», поэтому вы не чувствуете никаких рывков и толчков, только «четкий» и плавный разгон и такое же плавное замедление, если скинуть педаль.

Разновидностей вариаторов использующихся сейчас на машинах всего три:

  • Ременной или CVT, самый распространенный (используют в 90% случаев)
  • Клиномерный
  • Торовый

Последние два редко используются в автоиндустрии, применение скорее всего в спец.техники.

Если говорить про динамику и разгон, то вариаторная коробка выдает прекрасные показатели, которые иногда превосходят обычную механику, и тем более автомат и робот.

Плюсы вариатора:

  • Удобство использования
  • Больший рабочий КПД
  • Динамичный разгон
  • Экономия топлива
  • Нет толчков и рывков – вообще
  • Легко можно тронуться в горку

Минусы вариатора:

  • Дорогое обслуживание и ремонт (не везде его могут сделать)
  • Большое количество масла внутри – большие прогревы зимой и усложненный запуск
  • Нельзя буксировать автомобиль
  • Нежелательно буксовать, перегрев – поломка.

Как видите видов трансмиссий достаточно много, и у каждой из них есть вои плюсы и минусы. Также многие выбирают привычную им коробку – кто-то никогда не откажется от механики, а кто-то с «пеной у рта» будет защищать обычный автомат. Но выбор всегда за вами.

Сейчас небольшая видео версия статьи, смотрим.

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ, будет интересно.

test.avto-blogger.ru

Все обо всем. Виды коробок передач

Самая основная задача коробки передач — распределение крутящего момента от мотора автомобиля к его колесам, а также изменение объема тяги, зависящее от различных условий передвижения авто. Современные машины оснащают различными видами коробок передач. На сегодняшний день автопроизводители представляют несколько видов КПП: механические, автоматические, роботизированные и бесступенчатые, которые еще называют вариаторами. Все они имеют отличия в работе и функциональности. Об этих отличиях и поговорим.

Механические коробки передач

Механической коробке передач уже более сотни лет истории и за этот период она претерпела не малую эволюцию, которая позволила довести механику, если не до совершенства, то до максимально возможных ее лучших качеств. Переднеприводные современные автомобили оснащают двухвальными КПП, которые соединяются одним валом с мотором, а вторым — с трансмиссией двигателя. Обычные шестеренки позволяют создавать крутящий момент в двигателе.

Если говорить обычным языком, то механическая КПП — это наиболее простая конструкция из всех прочих.

Правда это утверждение распространяется только на коробки, где не более пяти ступеней. Сегодня все же стремятся к максимальной экономичности автомобилей, поэтому коробки все больше изготавливают шестиступенчатыми. В этом случае обычная двухвальная система слабовата и инженеры усложняют конструкцию коробки передач. Но это не мешает «механике» вырабатывать достаточный коэффициент полезного действия, то есть быть максимально эффективной.

Роботизированные коробки передач

Роботизированные КПП в чем-то практически идентичны механическим. Основное их различие лишь в том, что в «роботах» управление сцеплением осуществляется по средствам специальных сервоприводов, работа которых полностью контролируется электроникой.

Плюсы такой схемы очевидны — водитель тратит меньше усилий на управление автомобилем и может не обременять себя постоянным переключением передач.

Помимо этого, сходство «роботов» с «механикой» и в том, что они также обладают высоким КПД, только вот плавностью своей работы этот вид КПП похвастать, увы, не может. Поэтому-то их используют чаще на бюджетных моделях авто, как альтернативу автоматике. Есть, правда, исключения. Роботизированную КПП можно увидеть и на суперкарах, например, на «Ferrari», правда многое в этих КПП заимствовано из мира спорткаров и автомобильных гонок, что, естественно, ведет к удорожанию таких машин.

Отдельно можно выделить новшество в автомобилестроении — разработки «роботов» с двумя сцеплениями. Впервые данную трансмиссию опробовал на своих моделях автоконцерн Volkswagen, разработку свою компания назвала Direkt-Schalt-Getriebe. Позже ее приняли во внимание и другие компании Volvo, Ford, Mitsubishi. Роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями в силу своей высокой функциональности отличаются более быстрой работой. Инженеры утверждают, что за подобными разработками большое и перспективное будущее.

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач — это альтернативное решение, пришедшее на смену механическим КПП еще в середине прошлого столетия. Сегодня автоматические коробки передач имеют высокую популярность и очень востребованы, и это вполне обосновано.

Все потому что, как и в случае роботизированных КПП, переключение передач происходит полностью автоматически, плюс к этому «автоматы» более плавны в своих действиях, чем «роботы».

Автомобиль с автоматической КПП более ровно держится на дороге, так как вся тяга мотора без разрыва потоков мощности передается с мотора непосредственно на все колеса автомобиля.

Но есть у автоматических КПП и весомые минусы. Во-первых, автоматы намного тяжелее других своих собратьев. Обусловлено это заменой обычных шестерен в двигателе планетарными передачами; тяги и рычаги в нем заменены довольно сложной гидравликой, а сцепление представлено гидротрансформатором, который, к слову сказать, эффективность своей работы может проявлять только в довольно узком диапазоне действий, поэтому число передач инженерам приходится увеличивать.

Сегодня не редкость автомобили и с восьмиступенчатой автоматической коробкой передач.

Но при всех инновациях и разработках «автоматы» пока что проигрывают «механике» по эффективности работы.

Давайте посмотрим, что такое автоматическая коробка передач:

Вариаторы

Вариаторы любопытны тем, что совсем не имеют в своей конструкции передач. Разработок вариаторов множество, но максимальную реализацию получила клиноременная схема. В данном случае имеются два шкива, соединенных один — с двигателем, второй — с трансмиссией. Специальный ремень и цепь приводят в действие крутящий момент мотора.

В теории такой тип коробки передач идеален, так как способен постоянно поддерживать максимально экономичное и динамичное передаточной число.

Но на практике все не так оптимистично, потому как для работы вариатора требуется наличие узла, который чаще всего представляют гидротрансформатором или гидромуфтой. А работа их, как уже было отмечено выше, снижает коэффициент полезного действия двигателя.

Какие бы новшества не появлялись в нашем автомире, «механика» как была классикой, так и остается по сей день. Если вы решили получить права, то и не думайте учиться на машинах с автоматами, вариаторами или роботами. Каждый должен пройти через классику — механическую КПП. Иначе после обучения у вас могут возникнуть проблемы с ездой по городу.

Удачного переключения передач и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.t-company.kia.ru

spokoino.ru

Современные разновидности коробок передач

Коробка передач, является неотъемлемым элементом трансмиссии авто. Важнейшая функция коробки передач – оптимизация крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам транспортного средства. КПП, изменяет крутящий момент, скорость и направление движения транспортного средства. Также одним из предназначений коробки передач является синхронизация вала мотора с системой трансмиссии.

Современные транспортные средства комплектуются различными типами коробок передач. Производители транспортных средств, не стоят на месте, а постоянно совершенствуют и модернизируют трансмиссии. В частности, от принципов функционирования, разделяют несколько видов коробок передач: ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. Основное отличие ступенчатых трансмиссий в том, что изменение крутящего момента происходит постепенно. К такому виду можно отнести механическую и роботизированную КПП. Рычаг управления КПП Современные производители комплектуют транспортные средства различными видами коробок передач. На сегодняшний день известны следующие виды КПП: механика, автомат, роботизированные коробки передач и бесступенчатые, которые известны как вариатор.

В связи с предоставленным многообразием, немалую часть автолюбителей волнует вопрос – какая коробка передач наиболее удобная и надёжная? Как же выбрать тип трансмиссии, когда каждая из них имеет свои характерные отличия в применении, а также различную функциональность.

Для того чтобы сделать правильный выбор и подобрать трансмиссию, которая подходит именно вам, необходимо подробно ознакомиться с особенностями каждого вида коробки передач.

Механические коробки.

Коробка передач

Механические коробки передач, являются одними из наиболее старых и заслуженных видов трансмиссии. Первой механике уже исполнилось больше ста лет. Конечно, современная механическая коробка передач во многом отличается от своего старшего аналога. Современные разработчики во многом модернизировали коробку передач и наделили и её лучшими характеристиками.

На автомобили, оснащенные передним приводом, ставят коробки передач с двумя рабочими валами. Один вал соединяет коробку передач с двигателем транспортного средства, второй с трансмиссией. В качестве элемента, передающего крутящий момент от двигателя к коробке и обратно, используются обычные шестерни. Конечно, если сравнивать механическую коробку передач с другими видами, то механика является наиболее простой конструкцией, имеющей несложный принцип функционирования.

То же самое можно сказать и про обслуживание механической коробки передач. Конечно, как и любая другая коробка передач механика имеет свойство приходить в неисправность. Но в отличие от своего автоматического аналога, механика наиболее проста в восстановлении и не требует значительно количество денежных затрат на обслуживание.

Такое утверждение, в наибольшей степени относится к пяти ступенчатой коробке передач. Современные производители транспортных средств постоянно движутся в сторону экономичности и создают коробки передач с шестью рабочими режимами. Для такой конструкции, система двух рабочих валов не является надежной, поэтому производители усложняют устройство коробки передач.

На сегодняшний день механика остается одним из наиболее популярных видов коробок передач. Современные КПП имеют достаточно высокий показатель продуктивности и являются весьма функциональными.

Роботизированные КПП.

Части системы трансмиссии

Данный вид КПП, во многом повторяет механику. Основное его отличие в специальной системе управления сцеплением, которая приводится в действие благодаря специальному приводу. При такой конструкции коробки передач, роль управления полностью передается электронике. Конечно, данный вид КПП имеет свои характерные преимущества. Робот, берет на себя функцию переключения передач и позволяет водителю полностью сосредоточиться на дороге.

Также можно отметить сходство роботы с механикой в производительности и хорошем уровнем эффективности. Но к сожалению робот не позаимствовал плавность работы у механической КПП. В связи с этим, роботизированные КПП чаще всего используют на недорогих авто. Бюджетные автомобили оснащаются роботизированными коробками, как более дешёвая альтернатива автомату. Но, в ряде случаев можно заметить исключение. Некоторые суперкары также оснащаются роботами. Правда, такие КПП больше напоминают устройство спортивных автомобилей, чем привычных роботов. Конечно, качественная роботизированная трансмиссия будет стоить достаточно дорого.

Отдельным пунктом среди роботизированных КПП можно отметить конструкции, оснащенные двумя сцеплениями. За счёт расширения функциональности, такие трансмиссии работают гораздо быстрее и отличаются плавностью хода. Некоторые производители говорят о том, что за данным видом трансмиссии стоит большое будущее в сфере автомобилестроения.

Коробка автомат.

АКПП

Автоматические КПП, появились как альтернатива механике достаточно давно. Современные коробки автомат является весьма популярными и востребованными среди автолюбителей во всём мире. Такая популярность обоснована производительностью и функциональностью коробки.

Так же как и робот, автоматическая КПП не требует участия водителя для переключения передач. Но в отличие от роботизированной трансмиссии, коробка автомат отличается большей плавностью и комфортом.

Автомобиль с автоматической коробкой, уверенно держится на отрезке пути за счет того, что тяга двигателя равномерно передается на все колеса авто.Несмотря на ряд весомых преимуществ, авто КПП имеет несколько недостатков.

Первое что можно отметить, автоматы гораздо тяжелее своих аналогов. Это легко объясняется сложной конструкцией, гидравликой и сцеплением в виде гидравлического трансформатора.Гидравлический трансформатор, эффективно работает в достаточно небольшом диапазоне. Поэтому производителям постоянно приходится увеличивать число рабочих режимов АКПП. Сегодня, можно встретить автомобиль, с 8-ми ступенчатой АКПП. Несмотря на все модернизации и разработки, пока что АКПП уступает механике по производительности.

Вариатор.

Современный вариатор

Данный вид трансмиссии, во многом отличается от аналогов полным отсутствием самих передач. На сегодняшний день существует достаточно много разновидностей вариаторов, но наиболее популярными стали вариаторы с клиноременным приводом. При такой конструкции, один шкив соединяет вариатор с мотором, второй с подачей смеси. Благодаря отдельному приводу и цепи приводится в движение мотор.

На первый взгляд такой вид трансмиссии может показаться идеальным, поскольку является весьма экономичным и продуктивным. Но на практике, вариатор не так эффективен как кажется. Это легко объясняется наличием гидравлической муфты, которая снижает КПД мотора.

Необходимо понимать, что в независимости от типа КПП, данная система автомобиля является крайне важной и требует большого внимания. Поэтому в ходе эксплуатации автомобиля необходимо своевременно диагностировать и обслуживать коробку передач. Для правильности и грамотности обслуживания, необходимо подробно изучить особенности вашей КПП в комплектующей инструкции производителя.

Все виды КПП, имеют свои характерные особенности. В связи с этим, обслуживание и эксплуатация автоматических КПП, будет в немалой степени отличаться от аналогов. При использовании автоматических коробок передач, приходиться большее внимание уделять своевременному обслуживанию. Конечно, выбор КПП зависит от манеры вождения конкретного автомобилиста и его собственных предпочтений. Автомат и робот, позволяют в полной мере освоить манеру вождения не отвлекаясь на переключение режимов скоростей. Поэтому автомат часто выбирают при обучении или в качестве первой системы передач. Механика, позволяет в большей степени контролировать автомобиль и улучшает динамику разгона. Все же, однозначного ответа на вопрос какую КПП выбрать нет.

На сегодняшний день наиболее продуктивным и популярным видом коробки остается механика. При этом выбор системы передач личное дело каждого автомобилиста.

Удачного выбора!

Похожие статьи

carmend.ru

Коробки передач современных автомобилей

Одной из ключевых систем любого автомобиля является трансмиссия – совокупность конструкционных элементов, узлов, деталей, соединяющих двигатель с ведущими колесами. Основным ее предназначением является передача крутящего момента от силового агрегата к колесам, изменение тягового усилия, скорости, направления движения транспортного средства (вперед или назад). Одними из самых важных элементов трансмиссии являются коробка передач и сцепление, которые различаются по принципу действия, особенностям конструкции и использования.

Классификация.

Упрощенно классификация выполняется по одному единственному признаку – способу передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Если использовать данный фактор, то коробка переключения передач (сокращенно КПП, английское название Gear Box) может быть:

  1. механической, «ручкой», механикой (МКПП, МТ (Manual Transmission);
  2. автоматической – АКПП (Automatic Transmission);
  3. полуавтоматической, роботизированной РКПП MTA (Manual Transmission Automatically Shifted);
  4. вариатором (CVT, Continuously Variable Transmission).

Такая группировка упрощенная, но наиболее доступная для понимания. Если брать во внимание конструкционные особенности, то все гораздо сложнее.

Способ взаимодействия валов.

Начнем с того, что КПП отличаются по способу взаимодействия деталей между собой, существует несколько видов:

  1. механические, используются для механических передач, как правило, зубчатые (различаются по форме профиля, типу, расположению валов, форме начальных поверхностей, окружной скорости, степени защищенности, относительному вращению, расположению зубьев), это принцип работы большинства МКПП, наиболее распространенные цилиндрическая и коническая зубчатая;
  2. механические, планетарные (используют планетарные ряды), основными элементами являются солнце (солнечная шестерня, небольшое зубчатое колесо, у него внешние зубья по центру), эпицикл (большое зубчатое колесо, имеющее внутренние зубья, его еще называют короной), водило (рычажный механизм, пространственная вилка), сателлиты (группа зубчатых колес, зубья внешние), применяются, как правило, для АКПП;
  3. гидравлические, такая схема используется очень редко, чаще применяется гидромеханическая (используются планетарные ряды, дополнительно гидравлическая передача посредством гидравлической муфты (гидромуфты, основные части насос (насосное колесо, связано с коленвалом двигателя), турбина (турбинное колесо, связано с КПП), обгонная (блокировочная) муфта, предназначенная для блокировки или гидротрансформатора (используется чаще, отличается от гидромуфты наличием реактора, конструкцией турбины со статором), используются для АКПП;
  4. вариаторные, принцип работы основан на использовании механической фрикционной передачи (вариатора), в большинстве случаев сочетается с гидромуфтой (гидротрансформатором) шестеренчатыми или планетарными передачами, используются для CVT (вариаторах), отличаются по конструкции, но об этом ниже.

Специфика КПП.

Как приводятся валы в действие понятно. Теперь стоит рассмотреть другие важные параметры, такие как количество валов, способ переключения для «ручки».

Количество валов.

Следует запомнить, что существует две основные схемы работы МКПП, основанные на включении выбранной пары шестерен, от этого зависит величина крутящего момента:

  1. двухвальная, имеет одну ступень зацепления оси, ведущим (первичным) и ведомым (вторичным) валом, такая схема используется для переднемоторных, переднеприводных автомобилей, а также заднемоторных, заднеприводных;
  2. трехвальная, обладает двумя ступенями зацепления оси, помимо ведущего и ведомого вала (они располагаются параллельно друг другу) есть третий, промежуточный (размещается параллельно первым двум), используется для переднемоторных моделей (задне – или полноприводных).

Многовальные по своей конструкции, принципу действия полная аналогия двухвальных, только вторичных валов может быть несколько, встречаются МКПП, оборудованные тремя, четырьмя валами, у них нет промежуточного вала, количество передач не меньше шести, отличаются компактными размерами, переменным числом зацеплений, последовательным редуцированием.

Еще один редкий тип безвальная механика, встречается очень редко. Трехвальные коробки могут быть соосными (вторичный и первичный вал с прямой передачей, схема характерна для заднеприводных моделей) и несоосными (без прямой передачи, оборудованные раздаточной коробкой, что характерно полноприводным моделям).

Способ переключения ступеней и число ходов

По числу ходов, общему количеству муфт КПП делятся на двух-, трех-, четырех-, пятиходовые.

Существует несколько основных способов переключения. Начнем с самого малораспространенного, на основе подвижных шестерен кареток. Практически не встречается из-за сложной схемы. Переключение возможно только при неподвижных валах.

Вторая схема кулачковая. Используются кулачковые торцевые муфты, шестерни постоянного зацепления. Встречается очень редко у спортивных автомобилей, гоночных болидов, потому что требует высоких профессиональных навыков от водителя, некоторые сильно греются, подвержены повышенному износу, предназначена для эксплуатации на высоких скоростях. Специфика переключения может быть секвентальной и поисковой.

Третья схема наиболее распространенная. Это МКПП, имеющие постоянное сцепление шестерен. Переключение производится при помощи зубчатых муфт. Выше представлены схемы двухвальной и трехвальной трансмиссии. Отметим одну существенную деталь. КПП может быть с синхронизаторами и без синхронизаторов. Синхронизаторы это специальный узел, предназначенный для выравнивания угловых скоростей шестерен, что позволяет предотвратить их деформацию и разрушение.

  1. ступица;
  2. муфта;
  3. блокировочное кольцо;
  4. сухари;
  5. проволочные кольца.

Такая схема используется на большинстве современных МКПП. Но встречается еще схема без синхронизаторов. Тут необходимы специальные навыки пользования. Прием называется двойной выжим. Чтобы включить повышенную нажимается сцепление, рычаг переводится в нейтральное положение. Затем сцепление отпускается. Потом сцепление снова нажимается, рычаг переводится на высшую передачу. Чтобы переключиться на пониженную требовалось выжать сцепление, переключить рычаг в нейтральное положение, отпустить сцепление, нажать на педаль акселератора, нажать сцепление, переключить рычаг, отжать сцепление. Большинство современных КП такую схему уже не используют, только раздатки (раздаточных коробках).

Четвертая схема – фрикционное переключение ступеней. Такая схема свойственна автоматам (гидромеханическим схемам, где есть гидротрансформаторы или гидромуфты). Хотя есть исключения. Для полноты картины отметим схему, при которой переключение выполняется при помощи муфт, центробежных или инерционных.

Способы включения.

Необходимую передачу можно включать несколькими способами. Основной – ручной, такую схему может иметь любая КПП, включая механическую, роботизированную, автоматическую. То есть водитель сам все делает. Причем варианта два.

Первый – переключение производится при помощи физического усилия, прилагаемого к рычагу при помощи механического или гидравлического привода. Второй – использование сервопривода, он может быть различным, отличается источником (преобразователем) энергии, выделяют гидравлические (наиболее широко распространенные), электрические, механические, вакуумные, комбинированные, так работают полуавтоматы.

Второй способ включения – автоматический, такие коробки без педали сцепления. Все решает автоматика.

Последнее на чем стоит акцентировать внимание – количество передач, включая заднюю. Данный параметр актуален для всех КПП, кроме вариаторов.

Рассмотрим более подробно четыре типа КПП, обозначенных выше.

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.

Достоинства и недостатки.

Преимущества следующие. Это самое простое по конструкции решение, а значит самое дешевое, надежное. Остальное все зависит от квалификации водителя. Если водительский стаж маленький, то выбрать нужную передачу сложно. Поэтому появляются минусы – низкая динамика, большой расход топлива. Если стаж большой, то эти минусы исчезают, появляются плюсы, правильно, вовремя выполненное переключение снижает расход топлива, значительно повышает динамику движения. Недостатков два. МКПП необходимо уметь использовать правильно. У новичков постоянные проблемы со сцеплением, им нужно пользоваться плавно, не каждому дано, особенно при движении с места, в горку. О расходе топлива, динамике уже упомянули. Еще один недостаток. При интенсивном транспортном потоке, городских пробках «ручка» доставляет наибольшее количество проблем, потому что постоянно приходится работать рычагом, педалями сцепления и акселератора.

Секвентальная коробка.

Отдельно выделим секвентальные коробки, устанавливаются, как правило, на спортивные автомобили. У них переключение последовательное (+ высшая, – низшая), в ручном режиме. Принцип работы как у механики, но педали сцепления нет, а переключение выполняется как у робота при помощи гидравлических сервоприводов. Она имеет свой электронный блок управления как у автомата. Причем схема переключения кулачковая. Отнести ее к какой-то из четырех обозначенных выше категорий нельзя, своего рода комбинированный гибрид.

Автоматическая коробка.

История.

Если «механика» появилась в Германии к концу позапрошлого века, то чтобы найти истоки АКПП нам нужно перенестись за океан в Канаду, провинцию Саскачеван, город Реджайну начала XX века. 1921 год, именно тогда канадский инженер Альфред Хорнер Манро разработал, а затем запатентовал первую автоматическую коробку передач (1923 год Канада, 1924 год Великобритания и 1927 год США). Минусом было то, что схема предполагала использование сжатого воздуха. Правильный путь, направление не то. Но мысль была верной. Хотя если быть уж совсем точным, то схему работы в 1903 году придумал именно немец Феттингер. 1932 год, два бразильских инженера Хосе Брас Арарипи, Фернандо Лехли Лемос использовали уже гидравлическую схему, продали идею американской General Motors. 1940 год, для серийных моделей Oldsmobile, а позже Cadillac, стал устанавливаться первый полноценный автомат Hydra-Matic, который имел гидромуфту, над нею трудились еще с 20-х годов инженеры Chrysler. Первые коробки были двухступенчатыми, после войны разработали трехступенчатые. 1948 год, появились первые модели, оборудованные гидротрансформатором вместо гидромуфты, назывались они Dynaflow, были разработаны инженерами Buick. Четырехступенчатые, пятиступенчатые автоматы стали широко использоваться в 80-е годы, когда удалось справиться с множеством проблем. Затем пришла электроника, ее назначили ответственной за все. Причем за трансмиссию может отвечать либо ECU (блок управления двигателем), либо блок управления коробкой передач (TCU), либо блок управления трансмиссией (TCM), все зависит от автопроизводителя. Алгоритмы постоянно совершенствуются, сейчас у ведущих компаний АКПП по динамике, расходу топлива уже не уступают МКПП, иногда даже превосходят. Хотя то, как работает механика, напрямую зависит от квалификации шофера.

Шестиступенчатые коробки разработала ZF Friedrichshafen, модель ZF 6HP26, в 2002 году, впервые ее поставили на семерочку БМВ (BMW E65). Mercedes-Benz своим лучшим друзьям ответил спустя год – в 2003 году, тогда появилась семиступенчатая 7G-Tronic. Японцы решили не отставать от немцев. 2007 год, Toyota впервые поставила восьмиступенчатый автомат. Это был Lexus LS 460. 2014 год, американцы напомнили о себе. Jeep Cherokee получил девятиступенчатую АКПП. И продолжение будет.

Принцип работы.

Схему работы «автомата» уже рассмотрели выше. Только сразу отметим, что под АКПП следует понимать коробку, оборудованную гидротрансформатором или гидромуфтой. Они дополняются механической передачей, как правило, планетарной (планетарный редуктор), очень редко используется зубчатая или другие варианты, а также сцеплением фрикционного типа. Гидротрансформатор играет роль сцепления, то есть разъединяет, соединяет двигатель и трансмиссию. Планетарный редуктор отвечает за изменение крутящего момента, передаточного числа. Всем управляет электронная система, состоящая из:

  • ЭБУ (электронный блок управления);
  •  датчиков (частоты вращения (один на входе, другой на выходе), температуры рабочей жидкости (используется трансмиссионное масло), положения основных элементов (рычага селектора, педали акселератора));
  •  распределительного модуля (гидроблока);
  • рычага селектора.

За циркуляцию жидкости отвечает насос. Для переключения применяются электромагнитные клапаны (соленоиды). Чтобы коробка не грелась, используются системы охлаждения. У некоторых даже есть свой радиатор охлаждения. Конструкционно схемы отличаются у разных производителей, не будем вдаваться в подробности. Тема для отдельной статьи. Отметим только, что есть один подвид гидротрансформаторных АКПП, они имеют возможность ручного переключения. Например, Tiptronic у Audi, Steptronic у BMW, Geartronic у Volvo.

Основные режимы.

Селектор КПП (рычаг выбора диапазонов) позволяет выбирать режим движения. Они у всех АКПП отличаются, все зависит от производителя, но есть те, которые должны быть обязательно:

  • P (он же паркинг, Parcking), используется для обеспечения устойчивого положения автомобиля при стоянке;
  • R (задняя, Reverse);
  • N (нейтралка, Neutral);
  • D (драйв, езда, движение Drive, у ряда моделей A (Automate), для движения вперед).

Остальные режимы могут быть, а могут не быть. Тут все от модели зависит. Отметим основные:

  • L, B, l, 1L, 1 – все это используется для обозначения первой передачи (важно, B на некоторых коробках обозначает блокировку дифференциала);
  • ограничивающие передачи, то есть при включении которых автомат не будет переключаться выше обозначенной (2 или 2L, не выше второй, 3D или 3, не выше третьей, 4D или 4, не выше четвертой).

У некоторых коробок есть специальные кнопки:

  • OD (режим овердрайва Over Drive, отключает повышенную);
  • M (ручной режим, Manual, при его включении КПП начинает работать как секвентальная, рычаг переключается между + (вверх) – (вниз));
  • S (спортивный режим Sport);
  • W(Winter), *, Snow – зимний режим, злоупотреблять им не стоит;
  • E (экономичный режим, Economic);
  • KickDown (переключает коробку резко на одну-две передачи ниже, увеличивая мощность, необходимую для резкого ускорения).

Это, конечно, не полный обзор, АКПП бывают разные, могут иметь другие кнопки, положения.

Достоинства и недостатки.

Главный плюс автоматической трансмиссии – простота при использовании, она не требует наличия специальных навыков. Начинающему водителю сцепление «механики» доставляет жуткие проблемы, пока сформируются навыки. Электроника сама выбирает режим. Силовой агрегат, ходовая, сама коробка надежно защищены «от дурака».

Минусов тоже хватает. Отметим сложность конструкции, меньшую надежность по сравнению с механикой, большой вес, необходимость охлаждения, дорогостоящий ремонт, более высокую стоимость. Остальные недостатки или достоинства зависят от конкретной модели.

Не верьте мифам. Миф первый – у АКПП больше расход топлива. Новичок на автомобиле, оборудованном МКПП, легко опровергает этот довод. Некоторые современные автоматы, с их вылизанными алгоритмами, уже способны соперничать практически на равных с механикой в руках водителей профессионалов.

Миф второй. Динамика автоматических коробок ниже, чем механических. Отчасти верно. Но зачем, например, из бюджетного автомобиля делать гоночный болид? А для спортивных автомобилей есть свои коробки. Например, на Эмки БМВ устанавливается секвентальная SMG, у нее скорость переключения 0,08 секунды, никакой водитель МКПП так быстро переключить не сможет физически.

Роботизированная коробка.

Определение.

Третий вид КПП – роботизированные или просто роботы. По своим конструкционным особенностям это механическая коробка передач, только со сцеплением, которое выжимается не водителем через педаль, а при помощи сервопривода под управлением электроники. Принцип работы тот же. Шофер переключает передачу рычагом (это может делать автоматика, как в обычных АКПП), сцепление разрывает связь между трансмиссией и двигателем, затем включается повышенная или пониженная передача с небольшой задержкой, это важно, затем восстанавливается связь. То есть, по сути это коробка, в которой гидротрансформатор или гидромуфта заменены сервоприводом со сцеплением.

Робот всегда перестраховывается с целью выравнивания угловых скоростей, переключение происходит с задержкой. Конструкторы придумали одну оригинальную схему. Вместо одного блока сцепления установили два, один отвечает за четные передачи, второй за нечетные. Это, так называемые, роботизированные коробки с двойным сцеплением, но об этом ниже.

Если говорить об истории появления РКПП, то изобрели их инженеры таких автопроизводителей как REO и General Motors в 1934 году.

Конструкционные особенности.

Важным отличием роботов является наличие привода, позволяющего без участия шофера переключать передачи. Этот узел может быть нескольких типов:

  1. электрическим, принцип работы основан на использовании сервомеханизмов (электромотора и механической передачи), это электромеханический привод, например, Allshift (японский Mitsubishi), Dualogic (итальянский Fiat), MultiMode (японская Toyota), SensoDrive (французский Citroen), 2-Tronic (французский Peugeot);
  2. гидравлическим, приводится в действие при помощи гидроцилиндров, которыми управляют электромагнитные клапаны, такой привод еще называют электрогидравлическим, например, ISR (итальянская Lamborghini), Quickshift (французский Renault), R-Tronic (германский Audi), Selespeed (итальянская Alfa Romeo);
  3. комбинированным, в этом случае электрический привод дополняется гидромеханическим блоком с электродвигателем, предназначенным для перемещения в приводе сцепления главного цилиндра, например, Durashift EST (американский Ford), Easytronic (немецкий Opel).

Управление РКПП осуществляется при помощи электронной системы, состоящей из датчиков (определяют частоту вращения на выходе и входе, положение рычага, температуру и давление масла, ряд других), исполнительного механизма, ЭБУ (электронного блока управления).

Модели с электрическим приводом медлительные, но менее энергозатратные, с гидравлическим более быстрые, но затратные, устанавливаются, как правило, на спортивные автомобили.

Роботизированные коробки с двойным сцеплением.

Основной проблемой роботов является необходимость прерывания связи между двигателем и трансмиссией как в механике. Инженеры долго думали как справиться с этим досадным нюансом. Решили. Если отпадет потребность в разъединении двигателя и ведущих колес при переключении передач, то проблемы не будет. Так появилось два сцепления, которые позволяют переключаться без разрыва потока мощности. Такие коробки называют преселективными. То есть по своей сути две коробки стали одной. Их принцип работы основан на использовании двойного трансмиссионного вала (два входных вала, один отвечает за нечетные передачи плюс задняя, другой за четные), двух фрикционных муфт, которые сжимаются при помощи гидроцилиндров под управлением электрогидравлического модуля, а разжимаются при помощи пружин. Пакеты фрикционов могут иметь расположение:

  • концентрическое (муфты находятся в одной плоскости, прямо перпендикулярно валу (внешняя, передающая больший крутящий момент, отвечает за нечетные передачи, внутренняя за четные), схема отличается компактностью, предназначена для трансмиссий переднеприводных моделей);
  • параллельное (муфты располагаются параллельно друг за другом, такая схема применяется в трансмиссии заднеприводных автомобилей).

Также отметим, что есть два основных вида РКПП с двойным сцеплением:

  • с сухим картером, «сухое», более эффективно, так как нет потери мощности;
  • с мокрым картером, «мокрое» (сцепление находится в масляной ванне, имеется система смазки и масляный насос), основной плюс – лучшее охлаждение.

Принцип работы сухого (мокрого) сцепления у разных автопроизводителей немного отличается, как и конструкционная схема, не будем вдаваться в технические нюансы.

Теперь об истории. Изобрел коробку с двойным сцеплением француз Адольф Кегресс, инженер, который долгое время работал в России, был личным водителем императора Николая II, в 1939 году для компании Citroen. Его схему стали использовать Porsche и Audi в 80-х годах прошлого века на своих спортивных болидах. Первая серийная РКПП с двойным сцеплением – DSG, германской Volkswagen (производства BorgWarner), первые модификации были очень сырыми, ломались часто. В 2005 году спустя два года появился Powershift на американских моделях Ford и шведских Volvo (разработка Getrag). А затем каждый себя уважающий производитель стал ставить такой тип трансмиссии на свои автомобили. Отметим некоторые коробки:

  • производитель Getrag, включая DCT M Drivelogic (германская BMW), Speedshift DCT (немецкий Mercedes-Benz), Twin Clutch SST (японская Mitsubishi);
  • производитель BorgWarner, как отмечалось выше, это DSG (Direkt-Schalt-Getriebe, германской Volkswagen) и S-Tronic (ставится на модели немецкой Audi);
  • производитель Fiat Powertrain Technologies, TCT, устанавливается на автомобили итальянской Alfa Romeo.

В настоящее время схема отработана практически полностью, от детских болезней практически избавились, поэтому даже для моделей Porsche стали использовать двухступенчатые роботы PDK от ZF Friedrichshafen.

Достоинства и недостатки.

Преимущества РКПП очевидны. Это очень экономичная трансмиссия. Динамика на уровне МКПП. Стоит дешевле чем АКПП, меньше весит, дешевле в ремонте. Минусы тоже есть. Отметим главный. Когда отключается двигатель от трансмиссии при переключении выдерживается определенная пауза. На низких скоростях это не ощутимо, а вот если на спидометре больше сотни, то начинаются толчки и рывки. Неприятно, по крайней мере. Роботы с двойным сцеплением от этой напасти избавлены, но очень сложные конструкционно, дорогие сами по себе, в ремонте, имеют больший вес, а ряд моделей еще борются с подростковыми проблемами роста.

Вариаторные коробки.

Определение и история.

Вариаторная КПП относится к автоматическим коробкам, но существенно отличается по принципу действия. Она бесступенчатая, с передаточным числом, которое наряду с крутящим моментом меняется постоянно в зависимости от оборотов двигателя, скорости автомобиля и самое главное плавно, без толчков, рывков. Как результат – очень эффективно используется мощность мотора, нагрузки оптимально сочетаются с оборотами коленчатого вала, что позволяет экономить топливо. Кто изобрел вариатор, тут история расходится. Некоторые утверждают, что это был Леонардо Да Винчи в 1490 году. Милтон Ривз изобрел вариатор в 1879 году, стал устанавливать на оборудование для обработки древесины в 1896 году. 1886 год, первый патент в Европе оформлен Daimler Benz, это был клиноременной вариатор. 1936 год, в США был выдан патент на тороидную вариаторную КПП. 1958 год, первый серийный автомобиль получил вариатор, назывался Variomatic. Он стал устанавливаться компанией DAF. Изобретатель Хуб Ван Доорн, а модель называлась DAF 600. Патент унаследовала Volvo, уже в 1975 году на рынке появился первый легковой автомобиль с вариатором Volvo 340. А затем Ford в 1984 году на его основе сделал свой вариатор Transmatic. Сейчас вариаторные КПП устанавливают многие производители. Отметим Autotronic (немецкая Mercedes-Benz, один из самых компактных вариаторов в мире), Ecotronic и Durashift CVT (американская Ford), Lineartronic (японская Subaru, один из лидеров среди автопроизводителей, которая разрабатывает и продает вариаторы другим, начиналось все с самой первой массовой коробки Justy), MultiDrive (японская Toyota), Multimatic (японская Honda), Multitronic (германская Audi), Xtronic и Hyper (японский Nissan).

Принцип работы.

Любой вариатор состоит из нескольких основных элементов:

  1. сцепления, обеспечивающего непрерывную передачу крутящего момента, разъединение трансмиссии и двигателя;
  2. вариаторной передачи;
  3. механизма, необходимого для движения задним ходом (в большинстве моделей этопланетарный редуктор).

Сцепление существенно отличается между собой и может быть:

  1. автоматическим центробежным (Transmatic);
  2. электромагнитным с ЭБУ (электронным блоком управления, Hyper);
  3. многодисковым с «мокрым» картером и ЭБУ (Multimatic, Multitronic).

Многие производители используют классическую схему АКПП. То есть сцепление заменяется гидротрансформатором, например, такая схема использована на MultiDrive, Autotronic, Lineartronic, Ecotronic, Xtronic и еще отдельно отметим Extroid от Nissan, об этом ниже. И еще. Как и в автоматах, в некоторых вариаторах реализована возможность ручного переключения. Хотя это больше маркетинговый ход, «виртуальные передачи». Например, такая функция называется Sportronic у японской Mitsubishi, Autostick у американского Chrysler.

Это еще не все. Сам вариатор отличается по конструкции. Наибольшее распространение получили:

  • клиноременная (клиноцепная, на английском языке Variable-diameter pulley (VDP), дословно шкив с переменным диаметром);
  •  тороидная (очень редко используется, один из самых известных таких вариаторов как раз Extroid).

Но есть другие схемы, например, на основе переменной магнитной передачи и ряд других. Остановимся на двух наиболее распространенных.

Клиноременный (клиноцепной) вариатор.

Работа этой CVT основана на использовании двух раздвижных шкивов (дисков конической формы) и ремня трапецеидальной (клиновидной) формы, который их соединяет (ремней может быть несколько). Принцип работы прост. Когда шкивы сдвигаются навстречу друг другу, ремень выталкивает (отсюда аналогия с клином), в результате чего увеличивается радиус, а значит, передаточное число становится больше. Когда шкивы расходятся, радиус становится меньше, передаточное число уменьшается. Если шкивы находятся в промежуточном положении, то это прямая передача.

Первые вариаторы были с резиновыми ремнями, отличались очень быстрым износом. Сейчас ремень металлический, состоит из соединенных между собой полос стали трапецеидальной формы, фасонных частей в форме бабочки. Вот это и есть клиноременные вариаторы. На некоторых моделях вместо ремня цепь, например, Lineartronic или Multitronic. Такие вариаторы называются клиноцепными. Состоит металлическая цепь из пластин, которые между собой соединены осями.

Тороидный вариатор.

Тороидная схема применяется очень редко, был Extroid от Nissan, устанавливался на Nissan Gloria и Nissan Skyline GT-8. Для полноты картины расскажем. Принцип работы основан на использовании двух соосных валов, которые имеют сферическую, тороидную поверхность. Между валами зажаты ролики, которые могут менять свое положение, в результате чего изменяется передаточное число. Например, в Extroid обоймы с роликами передвигает вверх-вниз специальный гидравлический механизм.

Достоинства и недостатки.

Основным преимуществом CVT является обеспечение оптимальной работы двигателя, максимальная комфортность при эксплуатации, плавность движения. Это очень экономичные КПП, с хорошей динамикой. Клиноременные и клиноцепные вариаторы несложные по конструкции.

К минусам относятся высокая стоимость, дорогостоящее ТО и ремонт. Вариаторы нельзя устанавливать в паре с мощными силовыми агрегатами. Реверсивное движение без использования планетарного редуктора или другого механизма невозможно. Такие коробки сильно греются, требуют особого трансмиссионного масла через каждые 50-60 тысяч пробега. Ремень может проходить до 100 тысяч.

Что выбрать?

Выбор трансмиссии должен основываться на целом ряде факторов. Прежде всего – опыт водителя. Если опыта нет, то все преимущества МКПП сводятся к нулю. Лучше все доверить автоматике.

Второй фактор – динамика эксплуатации транспортного средства. Если водитель считает что 150 км/ч и выше это нормальная крейсерская скорость для автомобиля, то выбор стоит остановить на механике или секвентальной коробке.

Третий фактор – тип транспортного средства и условия эксплуатации. В городе для автомобилей класса А, В, С, D более предпочтительны автоматы. Для внедорожников и кроссоверов, автомобилей с полным приводом, которые буксируют грузы, эксплуатируются на бездорожье, оптимальный выбор – механика.

Четвертый фактор – цена КПП, стоимость ремонта. Самые дешевые и простые МКПП, за ними РКПП, АКПП, РКПП с двойным сцеплением и вариаторы.

Пятый фактор – экономичность. Наиболее экономичны вариаторы, МКПП надо уметь пользоваться, у АКПП с гидротрансформатором все зависит от конструкции и программного обеспечения.

Основные тенденции таковы. Лучшая коробка передач в плане комфортности, несомненно, вариатор, но дорогой по стоимости, в обслуживании, с низким ресурсом узлов, деталей, на мощные двигатели не поставишь. Над ними еще работать и работать. Механика простая, дешевая, но для опытных водителей, она уходит в прошлое. Встретить ее можно лишь на автомобилях бюджетных марок, спортивных версиях моделей ведущих производителей. АКПП с гидротрансформатором будут следующими на выход, пока самый ходовой вариант, распространенный – тяжелые, дорогие, не эффективные, хотя блокировка спасает положение, но конструкционные возможности этой схемы практически исчерпаны. Роботы с одним сцеплением это тупиковая ветвь, им нужна плавная динамика, невысокие скорости, ровные дороги. Хотя сочетают в себе преимущества автомата и механики. Роботы с двойным сцеплением наиболее перспективное направление на сегодняшний день. Но нужно подождать еще немного. Во-первых, чтобы исправили все ошибки роста, а во-вторых, чтобы они широко стали устанавливаться на бюджетные модели. Пока что это удел премиальных брендов. Современные бюджетники стали получать этот тип коробки только несколько лет назад.

autoforeach.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости