На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач - и речь не только об автоматических коробках - даже такие простые по конструкции "ручки" сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!

Как работает КПП?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) - это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от колёсам - то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой - КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами - это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины... Как правило.

Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы - рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя - Архимеда: "Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!". Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот - чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).

На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде - даже внутри нас - наши челюсти, ряд изгибов тела - всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок - даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.

Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку , потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот "чугунный" велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше - роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор - как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) - также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.

Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот - проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот - выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.

Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде - имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач - обычно от 4 до 8 - чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач - речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач - точнее, их число у автомобиля бесконечно - речь идёт о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известная как "ручка" или "механика", как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок - в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.

В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.

При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.

Автоматическая коробка передач

Типичная автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы - редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе "мозги", которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.

Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь давайте рассмотрим менее распространённые виды КПП - некоторые из них набирают популярность, другие - напротив, теряют её.

Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)

Так как компьютеры с каждым днём всё глубже проникают в каждую систему в автомобиле, автоматической коробке передач были даны новые способности. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы теперь имеют до восьми передач, и время и условия, когда включать ту или иную передачу, выбирается компьютером, а человека в общем-то никто и не спрашивает, что для многих водителей является огромным минусом, особенно, в условиях спортивного и/или . В то же время во время спокойного расслабленного вождения по городу автомат наиболее предпочтителен. Для объединения лучшего из этих обоих миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своём авто гибридный вариант КПП, который даёт возможность контролировать переключение передач вручную, используя для этого либо специальный селектор с двумя нефиксируемыми позициями рычага переключения: плюс и минус, каждая из которых отвечает за переключение передачи на одну выше или на одну ниже соответственно; либо с помощью "лепестков" на руле: справа и слева, каждая из которых отвечает за ту же функцию. Лепестки (или "вёсла") являются наиболее распространёнными в спортивных автомобилях, но и в обычных появляются всё чаще.

"Лепестки" ручного переключения передач и кнопочная система режимов коробки передач автомобиля Lotus Evora

Следует иметь в виду, что водители всегда были в состоянии контролировать автоматическую КПП в некоторой степени с помощью так называемых "пониженных" передач, но это в действительности не было полным контролем над переключением по двум причинам:

• Чаще всего пониженные передачи означали, что Вы можете ограничить переключение лишь первой или второй (реже - третьей) передачей - т.е. автомобиль просто не будет переключаться на передачу выше выбранной. Но, к примеру, не переключаться ниже пятой передачи заставить "чистый" автомат Вы не сможете.
• Даже если Вы поставите рычаг АКПП в режим "L" - не переключаться выше первой передачи, автомат всё же переключится, если обороты машины поднимутся слишком высоко (например, если автомобиль съезжает с крутой горки - для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в автомате), чтобы не повредить коробку.

Классический автомат с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)

Теперь в типтронике компьютер контролирует в значительной степени механическую коробку, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление, но в то же время водитель этот всегда сможет переключиться на полностью автоматический режим переключения.

Вариатор (CVT)

Если Вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то Вы знакомы с вариатором или бесступенчатой ​​коробкой передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимо с достаточно мощными двигателями). По существу, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнём (прямо как на велосипеде из описания в начале статьи, но вместо шестерёнок - шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут изменить свой размер и, таким образом, изменить передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определённого количества "шестерёнок", потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между его самой низкой и самой высокой передаточными числами. Таким образом, можно легко "ползать" на автостоянке или динамично ехать по шоссе. Более на сайте сайт.

Анимация работы вариатора

Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождения с автоматической КПП, кроме того, что Вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто набирает обороты плавно вверх и вниз. Вы надавливаете на педаль акселератора, и двигатель автомобиля набирает обороты до определённой величины, а затем просто остаётся работать на этих оборотах, в то время как машина едет всё быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач изменяют свои размеры. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к вариатору из-за несколько странного звука и принципа работы CVT. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с подрулевыми переключателями, которые имитируют автоматическую или механическую коробку передач.

CVT с каждым годом набирает всё бóльшую популярность, появляясь на всё большем числе новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая эффективность работы, если Вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если Вы любите ездить быстро или хотите высокопроизводительную машину, то это вариант, к сожалению, Вам не подойдёт, так как очень быстро износится.

Казалось бы, что CVT будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее, заняло очень много времени, чтобы этой технологии созреть - особенно прочность ремня этой трансмиссии - есть большая разница между тем, какая нагрузка приходится на этот ремень в скутере , а какая в большом пассажирском автомобиле.

Кроме того, есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически сводит на "нет" все его преимущества - он ломается... Ломается практически у всех - есть мнение, что такая коробка в среднем отъезжает пробег примерно в 100 тысяч километров, а потом её нужно менять, а стоит она нередко треть стоимости всего автомобиля.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Широко известная аббревиатурой DCT (благодаря компании Porsche) и некоторыми другими, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передача с двойным сцеплением является в сущности своего рода хай-тек коллажем из автоматической, механической коробок передач и компьютера.

Как следует из названия, система использует две муфты переключения передач. Коробка может быть использована в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера определяя время и условия переключения передач, или в качестве механики, с возможностью ручного переключения передач водителем с помощью всё тех же лепестков на руле или кнопок переключения передач. Кроме того, управление компьютером моментами переключения, как правило, также может быть скорректировано водителем так, чтобы переключать трансмиссию согласно Вашему личному стилю вождения.

Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением

Передачи в DCT могут переключаться со скоростью молнии - как правило, за долю секунды - и делать это очень гладко, благодаря автоматизированному контролю, что делает его отличным вариантом для гоночных и высокопроизводительных машин. В то время как DCT обычно встречается в очень дорогих спортивных автомобилях, он может быть достаточно компактен - да настолько, что Honda также устанавливает его в качестве опции на несколько своих мотоциклов .

Односкоростная коробка передач

В отличие от своих шумных собратьев, имеют несколько иные требования к коробке передач и, как таковые, они имеют свои собственные типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.

Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эпох и по сути своей представляла собой прямое подключение двигателя к колёсам либо непосредственно, либо почти непосредственно (шестерни требовались просто для того чтобы число оборотов колёс было меньше числа оборотов двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобильную промышленность в отрасль электроавтомобилей. И дело здесь в самой природе электродвигателя - он, в отличие от бензиновых и дизельных, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и на одном обороте в секунду, к примеру. Если Вы имели возможность оседлать Tesla Model S Вы, вероятно, поняли, что автомобиль может ускоряться молниеносно практически на любой скорости, и ему практически не нужно более одной передачи.

Тем не менее, ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач - это очень продвинутая система, которая использует старое-доброе сцепление для выполнения непосредственно переключения передач вместо гидротрансформатора в классическом автомате. В отличие от механической коробкой передач сцепление контролируется компьютером. Это не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но также упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скат, когда автомобиль находится на стоянке. Также как и типтроник, полуавтоматическая коробка передач может быть переключена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Два типа наиболее распространённых полуавтоматических трансмиссий - это уже описанная выше коробка передач с двойным сцеплением и электрогидравлическая коробка передач (секвентальная коробка передач ).

Коробка передач IVT

IVT по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает в себя не только бесконечное число соотношений передач, но и "бесконечно" максимальные передаточные числа. IVT относится к такому виду вариаторов, которые способны включать в себя "нулевой коэффициент" передаточных числе, где входной вал может вращаться вовсе без какого-либо вращения выходного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом замкнутым в передаче. Конечно, передаточное отношение в этом случае не является "бесконечным", но вместо этого оно "не определено".

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются? Видео

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

• первый – ведущий;
• второй – промежуточный;
• третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

Работает синхронизатор таким способом. Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Работа синхронизаторов

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

• простое в конструкционном плане решение;
• обеспечение четкости переключения;
• более долговечная конструкция для эксплуатации.

• нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
• не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

• напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
• на рулевой колонке;
• в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

• комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
• вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
• обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

• меньшая долговечность;
• со временем могут появляться люфты;
• требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
• четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства :

• конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
• в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
• не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
• среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
• простота и инженерная отработанность конструкции;
• высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
• не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
• водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т.д.;
• авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
• есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки :

• для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
• необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
• неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
• невысокий ресурс узла сцепления;
• у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.

Чуть больше века назад двигатели внутреннего сгорания и Дизеля «приговорили» электрические и паровые двигатели. У них было огромное преимущество – на топливном баке с жидким бензином или дизельным топливом можно было проехать куда дольше, чем на аккумуляторной батарее. Да и заправить бак было проще и быстрее. Цены на нефть в то время были очень дешевыми, объемы добычи постоянно росли и мир захватили двигатели на жидком топливе.

Но двигатели внутреннего сгорания и Дизели были менее совершенными и требовали использования дополнительных систем: охлаждения, питания, смазки, зажигания, отвода отработавших газов, забора воздуха и так далее. Кроме этого, такие двигатели могли передавать крутящий момент только в очень узком диапазоне оборотов, что и привело к необходимости введения трансмиссии.

Существуют различные виды коробок передач, каждый из которых будет рассмотрен ниже более подробно

Механическая КПП

Первой из введенных трансмиссий стала простая и привычная нам механическая коробка переключения передач (МКПП). МКПП представляется из себя редуктор со ступенчатыми передачами и орган управления им. МКПП очень простые, дешевые в производстве, надежные и долговечные. При их использовании появляется возможность использовать двигатель на полную, вручную управлять переключением передач.

Однако при вождении автомобиля МКПП необходимо уделять дополнительное внимание: управлять педалью сцепления, ручкой переключения передач, следить за скоростью и оборотами двигателя. Что требует формирования определенных рефлексов и навыков и отвлекает водителя от дороги. В условиях городских пробок использование МКПП сильно снижает комфорт использования автомобиля. Поэтому в начале двадцатого века производители автомобиля задумались, как снять с автолюбителя эту ношу и сделать автомобиль более комфортным. Так появились автоматические коробки переключения передач (АКПП).

Гидравлическая АКПП

Гидравлическая АКПП появилась самой первой и, пройдя многочисленные модернизации, до сих пор является самым популярным видом автоматических трансмиссий. Передача крутящего момента с двигателя на колеса автомобиля производится через потоки жидкости, вращаемые двумя колесами, то есть трансмиссия и двигатель не связаны. Первые гидравлические автоматы не обладали никакой электроникой, управление базировалось на гидравлике и механике. Но в начале восьмидесятых в их конструкцию начали вводить все больше электроники, управление было предоставлено компьютеру. Начиная с этого времени, они все больше усложнялись и модифицировались, становясь все более комфортными, экономичными, повышали КПД и динамические характеристики автомобиля. Но, к сожалению, становились все менее надежными.

Введение компьютеров в конструкцию АКПП положительно повлияло на их работу. Появилась возможность реализовать дополнительные режимы функционирования КПП: спортивный, экономичный и для движения в сложных дорожных условиях (снег, грязь, лед).

Типтроник и стептроник появились как отдельные разработки, но суть их одинакова. Они добавляют в АКПП режим ручного переключения передач, активируемый переключением селектора. Этот режим не является полностью «ручным», компьютер все равно внимательно следит за показателями датчиков и не переключит передачу в ненужный момент.

Плюсы гидравлической АКПП

Минусы гидравлической АКПП

• дорогие в производстве;
• вероятность поломки выше, чем у МКПП;
• дорогой и сложный ремонт;
• динамика автомобиля, его КПД и расход зависят от удачности и новизны трансмиссии. Старые АКПП значительно уменьшали динамику автомобиля и повышали расход;
• невозможно завести «с толкача» из-за необходимости наличия давления масла в системе и работающего масляного насоса.

Роботизированные и преселективные КПП (Коробка-робот или просто робот)

В конце девяностых – начале двухтысячных мир помешался на экологии и топливной экономии. Некоторые производители автомобилей посчитали, что гидравлические АКПП свое отжили и не имеют никаких перспектив развития. Независимо друг от друга несколько производителей начали разработку Роботизированных Коробок Переключений Передач (РКПП).

Конструктивно они представляли собой обычную механическую коробку переключения передач, но работой сцепления и сменой передач теперь руководил компьютер, передвигающий сервоприводы. РКПП получилась дешевле в производстве, чем АКПП, переключалась быстрее любого человека на механической коробке и автомате и обеспечила самую лучшую топливную экономию из всех существующих типов трансмиссий.

Но не все так радужно. Гидравлическая АКПП разрабатывалась и совершенствовалась в течение практически века. В конструкциях же РКПП до совершенства еще далеко. РКПП не может нормально работать на высокой скорости и при агрессивной манере вождения – начинаются рывки и пинки, свойственные умирающей гидравлической трансмиссии. Конструкция, которая казалась очень надежной, на деле очень быстро умирает от неопытного или инфантильного водителя и обслуживания.

Эти проблемы были частично решены с разработкой РКПП с двумя сцеплениями. Одно сцепление управляет четными передачами, второе нечетными, работают они практически одновременно, запуская одну передачу, еще до того момента, как остановилась предыдущая. Их назвали преселективными. Такие коробки работают комфортно, переключаются нереально быстро. Скорость их переключения составляет сотые доли секунды. Но стоят дороже гидравлических АКПП и имеют меньший ресурс.

Плюсы коробки-робота

• дешевая в производстве;
• самые быстрее переключения;
• топливная экономичность.

Минусы коробки-робота

• комфортно автомобиль ведет себя только при спокойной езде;
• преселективная коробка передач стоит очень дорого, дороже, чем все остальные типы автоматических коробок передач;
• неустойчива к пробуксовкам;
• откат в начале движения;
• задержки при переключении передач;
• прощает меньше ошибок чем АКПП и ресурс в целом меньше;
• необходимость адаптации и подстройки.

Вариаторные КПП (Бесступенчатая КПП или вариатор)

Первые вариаторы появились в середине девяностых, как альтернатива гидравлическим АКПП. В отличие от остальных типов – эти трансмиссии бесступенчатые. Вместо комплектов шестерней, имеющих определенное передаточное число, в них используется другой принцип. Механизм состоит из двух конусовидных колес и ремня (или цепи), натянутого между ними. В зависимости от режима работы двигателя сервопривод двигает ремень между колесами, плавно увеличивая или уменьшая передаточное отношение. Гениальное решение упростило конструкцию трансмиссии до невероятного уровня. Теперь автомобиль в любом режиме ехал оптимально. Хоть быстро, хоть медленно. Топливная экономия была выше, чем у гидравлических АКПП. Но все было не так гладко.

При работе вариатора двигатель всегда оставался в одном диапазоне оборотов, издавая равномерный монотонный звук, от которого непривычные водители очень быстро уставали. Правда, в современных вариаторах уже существуют специальные режимы, делающие работу трансмиссии более привычной на слух.

Простой конструкции потребовалось сложное и тонкое компьютерное управление, которое не всегда работает нормально. Сам принцип действия вариатора не позволяет автомобилю тронуться с места. Поэтому в его конструкцию пришлось внедрять гидротрансформатор, как в гидравлических АКПП.

Вариатор использует очень дорогое трансмиссионное масла, которое необходимо менять раз в 30 тыс. километров. Цепь или ремень является очень нагруженным элементом и редко живет больше 120 тыс. километров, замена достаточно накладна.

Плюсы вариатора

• двигатель всегда работает оптимально;
• максимальный комфорт, отсутствие рывков, толчков, задержек, автомобиль хорошо ускоряется;
• экономичнее, чем гидравлическая АКПП;
• простая конструкция.

Минусы вариатора

• дорогие в производстве;
• дорогой ремонт и обслуживание;
• обслуживание в два раза чаще, чем у гидравлических АКПП;
• ресурс главного механизма вариатора всего 120 тыс. километров. Необходимость капитального ремонта у нормальной АКПП наступает после 250 тыс.;
• не терпит мощных и больших двигателей. Они еще больше снижают долговечность ремня или цепи;
• не любит перегревов и пробуксовок;
• акустическая монотонность (практически не встречается);
• за управление отвечает сложная компьютерная система, которая не всегда может работать хорошо.

Доброго времени суток, уважаемые автомобилисты! Мы не ставим перед собой цели, в извечном споре о том, какая коробка передач лучше: АКПП или МКПП, переубедить вас или навязать свое мнение. По большому счёту, и спор этот не имеет под собой, какой бы то ни было, объективной основы.

Разнообразны, и у них настолько различаются принципы работы, что сравнение является, по меньшей мере, некорректным. Скорее всего необходимо принять информацию обо всех особенностях механических и автоматических коробках передач, и для себя сделать вывод, какую коробку передач выбрать.

Кто-то предпочтет АКПП, с её комфортным, удобным и плавным движением. А кого-то «заводит» динамика и эмоциональный «драйв» от ощущения власти над скоростью, которое дает только механическая коробка передач. Каждому своё.

Механическая коробка передач: плюсы и минусы

Все существующие сегодня типы и виды механических коробок передач, отличаясь друг от друга в управлении, в некоторых особенностях устройства, одинаковы в классическом принципе действия. Поэтому, все положительные и отрицательные свойства, в некоторой степени, одинаковы, для современных типов и видов МКПП.

Положительные особенности механических коробок передач

• относительно меньшая, в сравнении с «роботизированными» или автоматическими коробками передач, стоимость;
• намного меньшая масса, в отличие от гидромеханической трансмиссии, что положительно сказывается на общей массе авто;
• КПД механической коробки передач выше, чем у АКПП;
• для МКПП не требуется отдельная система охлаждения, как, например, для АКПП;
• среднестатистический автомобиль с автоматической коробкой передач, уступает автомобилю с МКПП в динамике разгона и в топливной экономичности;
• простота и интуитивно понятная конструкция механической коробки передач, позволяет производить её ремонт и обслуживание своими руками;
• высокая надежность определяет долгий срок службы МКПП (как недостаток, требуется относительно частая замена сцепления);
• обслуживание и ремонт МКПП не требует специфических или дефицитных расходных и ремонтных материалов и деталей;
• автомобиль с механической коробкой передач имеет широкий набор техник вождения при движении по бездорожью, грязи или в гололед;
• машина с МКПП без последствий может буксироваться на любые расстояния и при любой скорости;
• при наличии МКПП, авто запускается с «толкача» и допускает полное разобщение трансмиссии и двигателя.

Относительные отрицательные особенности авто с МКПП

• утомительное ручное переключение передач, особенно в условиях городского цикла, в пробках;
• требует определенных навыков в управлении, т.е. переключения передач без рывков, плавно;
• время переключения передач больше, в сравнении с АКПП, так как при переключении требуется разобщение двигателя с трансмиссией;
• достаточно малый ресурс сцепления.

Автоматическая коробка передач: плюсы и минусы

Различные виды автоматических коробок передач, имеют свои отличия и особенности. Например, классика – , хорош тем, что имеет большое количество режимов (спортивный, зимний, экономичный), и возможность ручного переключения передач. А к недостаткам можно смело отнести: повышенный расход топлива и большую массу.

Тем не менее, все виды и типы коробок передач с автоматическим и полуавтоматическим режимом управления, также, как и МКПП, объединяют общие положительные и отрицательные свойства.

Положительные особенности автоматических коробок передач

• комфортность управления, которая обусловлена тем, что водитель, особенно начинающий, может сосредоточиться именно на управлении, при этом меньше всего думая о том, когда и какую передачу включать. Здесь прослеживается прямая связь с безопасностью движения;
• более щадящий режим для ходовой части и двигателя за счет того, что гидротрансформатор автоматически выбирает плавное «трогание» с места и последующее движение без рывков при переключении передач;
• лучшая проходимость благодаря плавной передаче крутящего момента. Но, если авто с АКПП начинает «буксовать», например в снегу или грязи, то «автомат» становится проблемой, а не помощником. Из-за особенности переключения режимов «вперед – назад», автомат нельзя «раскачивать», как это можно легко делать на авто с МКПП;

Отрицательные особенности автоматической коробки передач

• достаточно недемократичная стоимость, как самой АКПП, так и расходных материалов, обслуживания и ремонта.
• в силу специфического устройства «автомата», ремонт и обслуживание не рекомендуется проводить своими силами;
• больший расход топлива, хотя это и не факт, особенно на последних моделях. При определенных режимах работы, благодаря поддержанию оптимальных оборотов двигателя и выборе режимов, достигается экономия топлива;
• при сравнении среднестатистического автомобиля и водителя, авто с АКПП теряет в динамике и максимальной скорости, по сравнению с авто оборудованном МКПП;
• авто с АКПП требует обязательного знания и выполнения определенных правил эксплуатации: буксировка, движение с прицепом, движение по гололеду, снегу или грязи;
• автомобили с автоматической коробкой передач, лишены возможности выполнять некоторые приёмы контраварийного вождения: управляемый занос или «газ-тормоз».

Это, наиболее характерные положительные и отрицательные стороны автоматической и механической коробок передач. Какую коробку передач выбрать – это исключительно ваше решение, которое будет основываться на многих факторах, помимо комфорта АКПП или динамики МКПП.

Удачи вам в принятии правильного решения при выборе типа коробки переключения передач.

С каждым годом все чаще автопроизводители уведомляют нас о появлении новейших технологий для улучшения проходимости автомобиля, разгонной динамики и других характеристик.

Как правило, это касается не только двигателя, но и трансмиссии. В этой статье мы рассмотрим различные типы КПП, механическую коробку, а также какие бывают автоматические коробки передач на авто кроме механической.

Читайте в этой статье

Типы коробок передач

Трансмиссия (коробка передач) обеспечивает передачу на колеса, при этом коробка передач представляет собой механизмы, при помощи которых происходит преобразование момента (повышение или понижение), изменение скорости и направления движения.

Выделяют четыре общепризнанных типа трансмиссии:

• (известна как «механическая» или «ручная» КПП);
• (автоматическая гидротрансформаторная КПП);
• (роботизированная КПП);
• (бесступенчатая, вариаторная КПП);

Как видно, кроме механических коробок инженеры разработали и автоматическую коробку передач, что значительно облегчает управление автомобилем. Сегодня водители получают возможность выбора в пользу механики или автомата того или иного типа. Давайте рассмотрим виды коробок передач более подробно.

Механическая (ручная) КПП

Первой коробкой передач стала механическая, была сконструирована еще во время появления автомобилей. Изначально такая МКПП состояла из двух передач (одна вперед и одна назад). Через время двигатели стали мощнее, в результате чего агрегат получил три передачи вперед и одну назад.

В скором времени и вовсе разработали четыре передачи вперед. Такие КПП довольно долго были стандартом, прежде чем появилось пять передач (так называемая коробка «пятиступка»). Но процесс модификации не останавливался, поэтому далее МКПП стали получать шесть, семь и даже восемь передач (скоростей) вперед и одну заднюю.

Сегодня стандартом можно считать пятиступенчатую КПП, многие водители выбирают именно такой тип МКПП. Основное преимущество – надежность и возможность собственноручно управлять передачей момента на колеса автомобиля, что позволяет полностью контролировать машину.

Следует отметить, что многие спортивные машины часто оснащены именно механикой, так как данный тип трансмиссии позволяет водителю выполнять «дрифты», срывать машину в управляемый занос и т.д. С коробкой автомат это очень сложно или даже невозможно.

Также можно выделить и другие достоинства МКПП. Например, двигатель можно раскручивать до максимальных оборотов, гибко переключаться с повышенной на пониженную, без особого риска эксплуатировать машину на бездорожье, буксировать прицеп и другие авто и т.д.

Существуют два основных вида механической коробки: с 2 валами и 3. В первом случае двухвальная коробка имеет ведущий и ведомый вал. Во втором также имеется промежуточный вал, а сама коробка является трехвальной. Двухвальный и трехвальный вид механики имеет некоторые различия, однако они не принципиальны.

Водители, эксплуатирующие механику, знают по опыту, что в устройстве имеется . В салоне авто имеется третья педаль, позволяющая включать/выключать сцепление. Сцепление предназначено для передачи крутящего момента, а его выключение дает возможность переключать передачи и делать это плавно.

Итак, можно выделить следующие достоинства МКПП:

• доступная стоимость;
• малый вес;
• экономичность и простота обслуживания;
• небольшое количество трансмиссионного масла;
• возможность активно эксплуатировать ТС;
• допускается толкание автомобиля при запуске двигателя;
• легкость запуска в холодное время года.

Имеются также и недостатки МКПП:

• различные трудности и сложности при управлении (чаще наблюдается у начинающих водителей);
• необходимость менять сцепление каждые 80-100 тыс. км. пробега;
• риск сжечь сцепление раньше времени (обычно у неопытного водителя);

Гидромеханическая АКПП с гидротрансформатором

Такой вид КПП представляет собой два устройства – саму коробку передач и . ГДТ изначально использовался на кораблях, реализуя связь между ведущим винтом и валом. Позже решение начали применять и на автомобилях, а сам гидротрансформатор является сцеплением АКПП. Такой вид КПП появился давно и распространен не менее, чем МКПП. Изначально автоматы имели три передачи, однако сегодня их число доходит до восьми передач (как и у «механики»).

Отличие «автомата» от «механики» заключается в отсутствии привычного фрикционного сцепления. Если просто, гидротрансформатор фактически является турбиной, передавая крутящий момент через масло (жидкость ATF) на крыльчатки. Первая крыльчатка крепится к маховику двигателю, а вторая к валу коробки.

Также в самой коробке имеется набор планетарных передач и , в которой по каналам под давлением также циркулирует масло. Масло в этом случае воздействует на исполнительные механизмы, позволяя включать и выключать передачи в автоматическом режиме. Не трудно догадаться, что такой автомат с учетом ряда особенностей нуждается в большом количестве масла (может доходить до 12 литров и более).

Сегодня автоматы данного типа могут быть или иметь режим , а также ряд других допрежимов. Типтроник является имитацией ручного режима, то есть водитель самостоятельно переключает передачи «вверх» и «вниз». Адаптивный вид автомата «приспосабливается» к манере езды конкретного водителя, раскручивая двигатель и переключая передачи так, чтобы водитель получил необходимый результат.

Если ездить плавно, АКПП как можно быстрее включит повышенную передачу, переключения будут происходить на низких оборотах, значительно экономится топливо. Если же постоянно активно нажимать на педаль газа, система будет дольше оставаться на одной передаче и раскручивать ДВС, позволяя добиться активного разгона. Регулируемый способ управления АКПП позволяет задействовать различные виды режимов: спорт режим, эконом режим, зимний режим и т.д.

Рассмотрим основные достоинства АКПП:

• отсутствие педали сцепления, комфорт и безопасность при управлении (преимущественно для начинающих);
• при должном обслуживании агрегат имеет большой ресурс;
• АКПП бережет двигатель, позволяя избежать ряда ошибок;
• передачи переключаются мягко и без рывков;
• машина не откатывается назад при старте на подъеме;

Следует выделить и недостатки АКПП:

• в холодное время тратится больше времени на разогрев автомобиля и КПП, могут возникать трудности при запуске;
• большое количество масла в трансмиссии;
• запрещена пробуксовка, высокие нагрузки;
• дорогостоящее обслуживание и регулярная замена масла;
• снижен КПД по причине потерь в ГДТ;
• увеличен расход топлива;

Даже с учетом минусов такой автомат пользуется большим спросом, так как значительно упрощает вождение, повышает безопасность и предоставляет необходимый комфорт. Также АКПП при условии своевременного и качественного обслуживания имеет достаточно большой ресурс (как минимум, 250 тыс. км.).

Роботизированная КПП с одним и двумя сцеплениями

РКПП является результатом стремления инженеров объединить все достоинства механической коробки передач и автомата. Фактически, коробка робот — это механика, к которой прикрепили сервоприводы. Указанные механизмы самостоятельно управляют работой сцепления, а также выбирают и включают/выключают передачи.

В салоне, как и в случае с АКПП, остается две педали (газ и тормоз), то есть управлять такой машиной проще. При этом сама коробка имеет фрикционное сцепление, ведущий и ведомый вал (по аналогии с МКПП) и т.д.

Основным минусом можно считать то, что . Также агрегат медленнее переключает передачи, возможны задержки. Еще специалисты отмечают то, что хотя сама коробка служит долго, исполнительные механизмы быстро выходят из строя (уже к 80-120 тыс. км.). При этом их стоимость довольно высокая.

Если суммировать, недостатки «робота» следующие:

• коробка медлительная, совершает при переключении рывки;
• автомобиль на старте откатывается назад;
• низкий ресурс сервомеханизмов;

Что касается преимуществ, достоинства роботизированной КПП:

• нет педали сцепления, переключение передач происходит автоматически;
• меньший расход горючего;
• меньше потерь, лучше разгон и более высокий КПД;
• использование небольшого количества масла (аналогично как и в случае с МКПП).

Еще отметим, что роботизированная коробка передач может быть представлена и другим типом. Речь идет о (например, DSG). Такие КПП в буквальном смысле являются симбиозом автомата и робота, способны обеспечить высокую плавность хода, отличную динамику и топливную экономичность.

Однако минусом является высокая стоимость, требовательность к качеству и количеству масла и уровню обслуживания, а также заметно меньший ресурс по сравнению с АКПП (около 150 тыс. км.). Опять же, проблемными являются узлы сцепления, сервомеханизмы, а также (аналог гидроблока в автомате с гидротрансформатором).

Бесступенчатая вариаторная КПП

Вариатор CVT является конкурентом для всех остальных автоматических КПП (как роботизированных, так и АКПП). По своему строению такой «автомат» сильно отличается от аналогов. Зачастую сцепление вариаторной КПП представлено гидротрансформатором (по аналоги с АКПП), однако сама коробка вариатор имеет ряд конструктивных особенностей.

Вариатор состоит из двух валов (ведущий и ведомый), на них расположены шкивы, которые могут постоянно изменять свой диаметр. Между ремнями натянут ремень вариатора. Во время старта автомобиля ведущий шкив большого диаметра, а ведомого наоборот меньше.

После достаточного ускорения ведущий шкив постепенно уменьшается, изменяя диаметр, в этот момент ведомый увеличивается в размерах. Если сравнивать «автомат» АКПП и «вариатор», то коэффициент полезного действия значительно выше у «вариатора» по причине более жесткой связи.

При помощи наиболее рационального и плавного изменения диаметра шкивов водитель не ощущает перехода со ступени на ступень, что исключает толчки, рывки, задержки. Мощность передается на колеса постоянно, без разрывов. Даже при отпускании педали газа будет сохраняться темп и плавность езды после активного разгона.

Отличия коробки робот от автоматической КПП: на что обратить внимание. Как отличить робот от автомата (визуально, в движении). Рекомендации.

Автоматическая коробка передач АТ или роботизированная автоматизированная трансмиссия АМТ: какая КПП лучше, особенности "автомата" и "робота". Рекомендации.