Типы коробок передач автомобиля
Коробка передач автомобиля в разрезе
Основная задача любой трансмиссии заключается в плавной передаче мощности от силовой установки на ведущие колеса. По своей конструкции КПП разделяются на следующие виды:
- Механические КПП. Классифицируются по количеству ведущих, ведомых и промежуточных валов, по числу передач вперед и назад.
- Автоматические КПП. Основное отличие сводится к конструкции коробки.
- Гидротрансформатор. В основу конструкции положен планетарный ряд Фурье (планетарная передача).
- Вариатор. В конструкцию входит два шкива, которые изменяют свой диаметр под действием центробежной силы, что влечет изменение передаточных чисел. Между шкивами располагается цепная или ременная передача. Связь между двигателем и коробкой осуществляется посредством гидротрансформатора.
- Роботизированные. Механическая КПП с электронным управлением процесса смены передач.
Выше представлены одни из наиболее распространенных видов трансмиссий, которые широко популяризованы на современных транспортных средствах. Современные механические трансмиссии состоят из двух или трех валов (в зависимости от типа привода: 2 — для переднего или заднего, 3 — для заднего и полного), на которых установлены косозубые шестеренки. Именно через косозубое зацепление происходит передача крутящего момента. Между шестернями установлены сепараторы, в которые входят вилки включения передач. На внутренней стороне сепараторов и косозубых шестеренок нарезано больше число зубцов, посредством которых обеспечивается их зацепление друг с другом. В механических коробках валы изготавливаются из цельной металлической заготовки и они не разбираются. В такой трансмиссии можно включить первую передачу, а затем, например, третью и автомобиль будет продолжаться двигаться. Если же трогаться на скользком покрытии без каких-либо межосевых и межколесных блокировок, то можно стартовать с четвертой и двигатель не заглохнет.
Как это работает
Все мы знаем, что такое автоматическая или адаптивная и механическая коробка. В первом случае система все делает сама, опираясь на текущие нагрузки и скорость движения машины. То есть адаптируется под машину. В случае с механикой нужно самостоятельно переключать передачи.
В случае с секвентальной КПП важно заметить, что она отличается способностью переключать скорости последовательно. Грубо говоря, если на механике можно «перепрыгнуть» с 5 на 3 скорость, то секвенталка этого сделать не позволит. Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может
Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может
Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может.
Изначально СКПП создавались для гоночных авто, болидов Формулы 1 и машин, которые принимают участие в профессиональных гонках. Но идея понравилась автопроизводителям, из-за чего многие внедряют такие коробки в гражданские машины. И это радует.
Ошибка многих в том, что они считают СКПП аналогом АКПП. На деле источником вдохновения для создания секвенталки служила механика. Строили ее на базе МКПП.
Рассмотрим принцип работы этого устройства и ключевые особенности СКПП. Так вы поймете, что это и как работает вся система секвенталки.
- У СКПП нет педали сцепления. Это приятно радует тех, кто не имеет большого опыта вождения. Управление упрощается, не нужно постоянно выжимать сцепление. За него отвечает электроника, получающая сигналы от сенсоров при считывании нажатий на педаль газа и включении передачи. Коробка, получив от блока управления команду, датчиками передает сигнал о скорости, на которой движется сейчас машина. Прогрессивный блок — это последний этап, где происходит корректировка параметров движения. Он изучает буквально все, от оборотов мотора до включенного или выключенного кондиционера.
- В конструкции секвенталки используют шестерни прямозубного типа. Их КПД выше по сравнению с косозубыми конструкциями, стоящими на механике. Последние обладают внушительными потерями при трении. Хотя прямозубки передают меньший крутящий момент. Чтобы компенсировать это, шестерни ставят большого размера.
- Сервопривод гидравлического типа. Последняя отличительная черта. Такое устройство осуществляет переключение между скоростями. Сейчас многие уверены, что гидросервопривод — это достояние роботизированных коробок. Распространенная ошибка, ведь там используют электрические девайсы.
Работает секвенталка предельно просто. Вы можете использовать непосредственно рычаг КПП или подрулевые лепестки. Это заимствованная из гоночных болидов технология, которая очень хорошо прижилась в народе. Особенно в компании БМВ и Тойота.
Если взглянуть на коробку, на ней вы увидите рычаг, который перемещается вверх и вниз. Плюс есть дополнительные режимы, в зависимости от автопроизводителя.
Нажатие вверх (там где стоит +) поднимает на одну передачу вверх, а движение в сторону с «минусом» позволяет опустить коробку на 1 передачу.
Вот что значит комфортно и удобно. Не удивительно, что многие стремятся поставить СКПП себе на машину. Некоторые умельцы умудряются впихнуть коробку на ВАЗ 2108 и 2107. Есть и заводские модели, идущие в паре с секвентальной.
Но скажу честно. Это актуально для спортивных машин, от которых ждешь скорости и минимальных потерь при разгоне. Для автомобиля, под капотом которого менее 150-200 лошадиных сил, и которые служат для семейных поездок, в СКПП нет никакой потребности.
Чем она отличается от роботизированной
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
Многие автолюбители ошибочно считают, что секвентальная КПП является близкой родственницей роботизированной. Их принципиальное отличие состоит в применении в секвентальной коробке гидравлической системы при переключении передач. Роботизированная коробка использует для этого электропривод. Также в роботизированных коробках применен другой режим переключения шестеренчатых передач.
p, blockquote 20,1,0,0,0 —>
Видео — переключение передач на секвентальной КПП гоночного автомобиля:
p, blockquote 21,0,0,0,0 —>
p, blockquote 22,0,0,0,0 —>
ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Главная задача секвентальной коробки передач, принцип её работы при разгоне автомобиля – уменьшение интервала между переключением скоростей. Использование секвентальной коробки передач в качестве трансмиссии позволяет достичь этого не только с помощью максимального упрощения процесса переключения, но и благодаря отсутствию необходимости для водителя управлять сцеплением самостоятельно. Отсутствие сцепления в качестве дополнительной педали даёт преимущество как начинающим водителям, для которых привыкание ко всем тонкостям процесса вождения представляет некоторые сложности, так и профи, которые эксплуатируют автомобиль на пределе его возможностей и каждая доля секунда для которых – это уйма потерянного при разгоне времени. На самом деле сцепление у секвентальной КПП также присутствует, но управление им осуществляется с помощью отдельного электронного блока, который самостоятельно рассчитывает, исходя из текущей скорости автомобиля и силы воздействия водителя на педаль акселератора, какая передача является в текущий момент самой оптимальной.
коробки передач, принципа её работы
От этого блока подаётся сигнал на трансмиссию, в место расположения датчиков определения скоростей. Следующим и конечным пунктом отправки сигнала после обработки датчиками выступает прогрессивный блок – агрегат, отвечающий за коррекцию данных о работе ДВС. Кроме данных о скорости автомобиля, прогрессивный блок обрабатывает также информацию о работе всех элементов блока комфорта и на основе совокупности получаемых данных производит вычисления по оптимизации движения.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Читать далее >>
Принцип секвентальности
Последовательное переключение передач можно отметить, например, на мотоциклах, где они включаются ногой. Нейтральное положение там располагается чаще всего между первой и второй передачей. Та же механика применяется на тракторах, на больших грузовиках . Наибольшее же распространение последовательное включение получило в коробках спортивных автомобилей , где дорога каждая миллисекунда и недопустимо снижение скорости при переключении. Использование гидравлики позволяет ещё больше ускорить этот процесс и сократить его до минимума.
Низкое начальное положение, 1-дюймовый 10-шлицевый входной вал, 1-дюймовый 10-шлицевый выходной вал, внешнее заднее уплотнение. На правой стороне основного корпуса на нижней стороне расположены два резьбовых отверстия, которые закрыты резьбовыми заглушками. В других применениях в этих отверстиях могут храниться жирные колпачки, которые несут поперечные валы для механизма боковой перемотки.
Также обратите внимание на небольшое усиливающее ребро, добавленное на нижней части заднего корпуса в задней точке крепления. Внутренне главный вал немного больше в корме основного корпуса, используя другую «прокладку», приводное устройство спидометра и стопорную гайку. Это незначительное изменение не часто отражается в текущих каталогах деталей
Для взаимозаменяемости задний корпус может быть заменен только с соответствующим изменением главного вала
Это незначительное изменение не часто отражается в текущих каталогах деталей. Для взаимозаменяемости задний корпус может быть заменен только с соответствующим изменением главного вала.
В основе секвентального механизма лежит обычная механическая коробка передач, несколько усложненная в процессе модернизации. Главной особенностью является то, что с её помощью можно осуществлять переключение с пониженной на повышенную передачу без снижения скорости движения автомобиля, что неизменно происходит при работе традиционной КПП.
Чтобы использовать положение старшего стартера в более ранних автомобилях , вам необходимо установить более позднюю секцию переднего туннеля и панель перегородки каркаса. Здесь есть дополнительные укрепляющие ребра на внешней стороне колокольчика, чтобы уменьшить вибрацию и шум, а также более толстый передний фланец на колошнике для крепежных болтов. Также имеется уплотнение резинового вала на крышке корпуса коробки передач, которое является взаимозаменяемым и часто модифицируется с более ранними блоками.
В отличие от косозубых шестерен на традиционной коробке обычного автомобиля , в кулачковой шестерни прямозубые и длинные. Это роднит её с трансмиссией секвентальной коробки. И именно эта особенность позволяет и той, и другой системе переключаться, не снижая скорости. При этом устройство самой коробки проще – здесь нет синхронизаторов, а вместо множества мелких зубьев на шестерне и муфте торцевые выступы. Те самые кулачки, которые и входят напрямую в зацепление с зазором.
Также некоторые признаки того, что крышка переднего уплотнения могла быть выпущена на заводе раньше. Низкое положение положило стартер очень близко к нижнему фланцу на блоке двигателя. Высокое положение положило стартер очень близко к корпусу распределителя.
Пожалуйста, обратитесь к техническому оборудованию карданного вала для вариаций трех различных карданных валов , используемых для размещения этих различных редукторов. Сочетая способ движения между более удобной ручной системой и более управляемым автоматическим, просто поднимая или опуская рычаг, или, в более современных моделях , нажмите кулачки.
Особенности гоночной механики
Денис Комаров, технический директор гоночной команды, готовит кулачковую коробку передач к фотосъемке. Он бережно протирает ветошью одну из шестеренок агрегата — огромное прямозубое колесо. Если бы такая шестерня лежала в мастерской сама по себе, можно было бы подумать, что она из коробки большого старого грузовика. Между тем она принадлежит компактному хетчбэку Citroёn С2.
Принцип действия топливного элемента Наличие оси с пазами — главное отличие секвентальной коробки от обычной, с поисковым механизмом переключения.
Большой диаметр колеса объясняется двумя факторами. Во‑первых, коробка раллийной машины передает от двигателя на колеса солидный крутящий момент. А во-вторых, колесо прямозубое. Достоинство привычных косозубых шестерен, которые применяются в коробках «гражданских» автомобилей, заключается в том, что за счет более длинного зуба и, соответственно, большей поверхности распределения нагрузок они могут передавать тот же крутящий момент при меньших размерах. Кроме того, они работают заметно тише. Но прямозубые колеса применяются в гоночных машинах не случайно: они не создают осевых нагрузок на валах и повышают КПД коробки.
Удивительно, но гоночная коробка передач не сложнее, а даже проще обычной гражданской. Здесь нет никаких синхронизаторов, а вместо большого количества мелких зубцов, которые входят в зацепление при включении передачи на обычной коробке, применяются крупные кулачки — торцевые выступы на шестерне и муфте (обычно их 5−7 штук на колесо). Чтобы передачи включались как можно скорее, кулачки входят в зацепление с большим зазором по ширине. Поэтому при включении передач на раллийной машине можно слышать характерное металлическое клацанье — это кулачки шестерни и муфты столкнулись друг с другом.
Автомобили
Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого
Кулачковая коробка По сути, кулачковая коробка устроена так же, как обычная серийная, — только вместо косозубых шестерен прямозубые, вместо зубчатых муфт кулачковые и никаких синхронизаторов.
Кулачковая коробка требует от пилота большой ловкости — особенно при переключении вниз: для синхронизации оборотов двигателя и трансмиссии необходимо филигранно работать педалью акселератора и прекрасно чувствовать автомобиль. При бережной езде пилот при переходе вниз пользуется сцеплением, в ходе гонки — особенно на машинах с секвентальной кулачковой коробкой — педаль сцепления ему практически не нужна. В том числе поэтому раллисты иначе, чем гражданские водители, выжимают педали. Правая нога у них обычно лежит на педали газа, а левая заведует сцеплением и тормозами
Четко работать акселератором очень важно, ведь без правильно выполненной перегазовки переход на понижающую передачу либо вообще не произойдет, либо будет сопровождаться жестким ударом. Именно поэтому пилоты раллийных машин ехидно улыбаются, когда я интересуюсь, насколько популярна кулачковая коробка среди любителей тюнинга
Конечно, находятся фанаты уличных гонок, которые заменяют серийные коробки кулачковыми. Такая замена улучшает динамику разгона, но требует от водителя постоянной концентрации внимания при переключении вниз, а также наполняет салон шумом от работы прямозубых шестерен. Кулачковая коробка воет примерно так же громко, как гражданская косозубая, когда в ее картере нет масла. Добавим сюда высокую стоимость кулачковых коробок (до €20 000 за агрегат) и невысокий срок службы — и придем к выводу, что установка кулачковой коробки на обычный автомобиль совершенно не оправданна. Конечно, срок службы автомобиля зависит и от субъективных факторов. В жестких гоночных условиях синхронизаторы долго не живут. Так что если за рулем гражданского автомобиля окажется маньяк, кулачковая коробка, вполне возможно, будет служить ему дольше привычной. Тем не менее со временем гоночный агрегат начнет издавать характерный стук, говорящий о том, что скруглившиеся кулачки не обеспечивают надежного зацепления. Такая коробка нуждается в замене износившихся пар. Денис рассказывает, что кулачковую коробку для проверки разбирают после каждой гонки, а некоторые пары в коробке приходится менять через каждые 2−3 этапа гонок. И это нормально!
Гоночное зацепление
Конструкция кулачковой КПП
Секвентальный механизм переключения
Пятиступенчатый кулачковый ряд
Внутренний механизм кулачковой КПП
Шестерня и муфта кулачковой КПП На первый взгляд может показаться странным, но для того, чтобы изготовить «гоночную» коробку, потребовалось не усложнить, а, наоборот, упростить конструкцию обычной механической КПП. В первую очередь избавились от синхронизаторов. Элемент, облегчающий переключение передач, делает это, по спортивным меркам, недопустимо долго. Кроме того, он слишком хрупок.
Вместо синхронизаторов с множеством мелких зубьев зацепление шестерен и муфт обеспечивают имеющиеся на их торцах выступы – кулачки. Количество кулачков невелико – не более 7 на каждой шестерне (муфте), поэтому они входят в зацепление с большим «запасом» по ширине. При их соприкосновении раздается хорошо различимое «клацанье». Кулачки воспринимают всю ударную нагрузку, защищая зубья шестерен от поломок при жестких переключениях.
Сами шестерни по размеру значительно больше, чем в обычной КПП. Кроме того, применяются не косозубые, а прямозубые шестерни. Чем это вызвано? Прямозубые шестерни имеют меньше потерь на трение (что повышает КПД), проще в изготовлении и не создают осевых нагрузок на валы КПП. Однако они способны передавать меньший крутящий момент по сравнению с косозубыми шестернями такого же размера. Поэтому их и изготавливают большего диаметра.
Для более эффективного разгона в «спортивных» коробках применяют сближенные передаточные числа КПП и более длинную первую передачу. В стандартных коробках первая передача выбирается «короткой» из расчета движения в тяжелых дорожных условиях, а не для динамичного разгона.
Механизм переключения у кулачковых КПП бывает поисковый или секвентальный (последовательный). Первый практически ничем не отличается от стандартного. Секвентальный позволяет переключать передачи только последовательно, ступень за ступенью, вверх или вниз. В гоночных условиях он намного удобнее и быстрее поискового. Секвентальный механизм в управлении проще, но технически значительно сложнее.
Для переключения достаточно сдвинуть рычаг вперед или назад, а номер включенной в данный момент передачи отображается на дисплее. Вилки передач двигает специальный вал, имеющий борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он прокручивается на определённый градус, при этом вилка, продвигаясь по борозде, включает передачу или «нейтралку». Другой вариант – при «толчке» рычага происходит поворот специальной оси с кулачками на определенный угол. Один из кулачков сдвигает вилку и выключает передачу, а другой сдвигает другую вилку, которая вводит в зацепление муфту с шестерней следующей передачи.
Рычаг переключения делают максимально длинным, чтобы приблизить его к рулю – это позволяет водителю дополнительно сократить время на переключение. Рычаг снабжают механической блокировкой, предохраняющей от случайного включения нейтрали или заднего хода. Для ее отключения необходимо нажать кнопку или скобу. Добиться еще большего выигрыша времени позволяют подрулевые переключатели и гидропривод включения передач. При таком варианте время переключения сокращается до 150 миллисекунд и, кроме того, «гидравлика» делает это более «нежно», продлевая жизнь шестерням.
На высшей ступени в иерархии «секвенталок» находятся полуавтоматические КПП. Задача водителя – только вовремя задать момент перехода на другую передачу, а самим процессом переключения управляет автоматика – включает и выключает сцепление, добавляет или сбрасывает «газ» и двигает нужные вилки.
avtoexperts.ru
Эволюция механической коробки передач привела к изобретению целого ряда типов трансмиссий, которые в той или иной мере упрощали водителю управление автомобилем. Важным шагом в этом плане стало изобретение автоматической коробки передач, которая впоследствии трансформировалась и совершенствовалась, позволяя водителю вообще не задумываться о том, когда и как нужно переключиться на нужную передачу. Но и механическая трансмиссия не осталась без внимания инженеров – ее тоже постоянно модернизировали и модифицировали, изобретая все новые и новые механизмы переключения передач. Одним из результатов таких изысканий стала секвентальная коробка передач – трансмиссия, отличающаяся тем, что ее передачи можно включать только в строгой последовательности: вверх для повышения передачи, вниз – для понижения.
Секвентальная коробка передач
Принцип работы секвентальной трансмиссии
Этот тип КПП построен на базе обычной механической трансмиссии. Ее основное отличие заключается в том, что вместо косозубых здесь стоят прямозубые шестерни, отсутствует педаль сцепления (эту роль выполняет электронный блок управления), а передачи в этой коробке переключаются при помощи гидравлического механизма
Это в значительной мере (до 150 миллисекунд) сокращает скорость переключения, что наиболее важно для спортивных автомобилей, на которых, кстати, секвентальная КПП устанавливается наиболее часто. Так, именно коробка передач с секвентальным механизмом монтируется на гоночные болиды, участвующие в Формуле 1 и прочих соревнованиях подобного толка
Конструкторы поняли, что коробка передач с таким механизмом будет наиболее удобной для гонщика, ведь при езде на высокой скорости, когда автомобиль подвержен вибрации, достаточно сложно попасть в нужную передачу. А секвентальная коробка передач справляется с этой задачей на пять с плюсом.
Впрочем, уже не один десяток лет секвентальный механизм переключения передач используют и на «гражданских» машинах. В обиходе его называют «ручным» режимом и характерен он для автоматических трансмиссий.
Плюсы и минусы секвентальной коробки передач
Как и у всякого механизма, который работает под нагрузкой, у секвентальной трансмиссии есть свои особенности
К положительным сторонам этого агрегата относится отсутствие педали сцепления, что важно для водителей-новичков (если мы говорим об использовании этого типа трансмиссии на серийных автомобилях). Вторым положительным фактором селективной КПП считается скорость переключения передач, которая выше чем у классических автоматической и механической трансмиссий
Третьим плюсом этой коробки передач является экономичность – благодаря сокращенному времени переключения передач. Четвертый аспект – выбор из двух режимов переключения передач (автоматический либо механический). Для такой коробки характерно наличие подрулевых «лепестков», посредством которых водитель переключает передачи, не отрывая рук от рулевого колеса.
Есть у этой коробки и свои минусы, и кроются они в конструкции самого агрегата. Дело в том, что гидравлический механизм секвентальной КПП неустойчив к износу и при езде под большой нагрузкой склонен к частому выходу из строя. На спортивных автомобилях, где нагрузки весьма высоки, такую коробку зачастую перебирают после каждой второй гонки. Для секвентальных коробок, использующихся на серийных автомобилях (BMW M3, M5, Mercedes-Benz C-Class) характерен более высокий ресурс мощности вследствие того, что они не испытывают перегрузок, подобно гоночным автомобилям
И все же, если эксплуатировать секвентальную коробку неправильно (в ручном режиме важно чувствовать момент и вовремя переключать передачи), то и на серийном автомобиле она долго не прослужит – может выйти из строя гидравлический привод сцепления и прочие узлы и агрегаты этой трансмиссии. А ремонт секвентальной КПП – удовольствие не из дешевых
Мифы и легенды
Вроде с технической и финансовой частями попытались разобраться, а теперь давайте пройдёмся по стереотипам, связанным с такими коробками:
- «Секвенталка это робот.» А вот и нет! Пусть принципы работы у таких трансмиссий схожи, однако у роботизированной трансмисии сервоприводы электрические, против гидравлических у секвентальной.
- «Секвенталка и автомат неразлучны.» — снова не угадали. Если бы не широкое распространение спортивных режимов на современных автоматических трансмиссиях, вы бы и не узнали о секвентальной коробке. Поэтому в гражданских версиях возможна смесь вариантов, а спортивных автомобилей с автоматический трансмиссией я не встречал.
- «Только для спорткаров, только для болидов, только вместе с кулачковой КП.» – нет, безусловно если их использовать в паре, ваше преимущество будет космическим, но и на серийных автомобилях такие трансмиссии превосходно существуют не одно десятилетие.
