Коробка передач. Основные типы. Виды коробки передач
Коробка передач. Основные типы
Коробка передач считается одним из важнейших узлов конструкции авто. Предназначено это устройство для переноса мощности мотора к ведущим колесам в виде крутящего момента. Крутящий момент при этом подвергается трансформации (уменьшению либо увеличению), изменению направления и т.п. Кроме того, коробка передач обеспечивает отключение от трансмиссии крутящего момента, исключение составляет механическая коробка. В «механике» отключение крутящего момента осуществляется посредством особого узла – сцепления.
Переключение осуществляется при помощи специального рычага. Если коробка передач механическая, то его производит водитель. При включении заднего хода водитель меняет направление у крутящего момента на противоположное. При этом подключается третья шестерня.
Плавное переключение при переднем ходе производится выключением сцепления и плавным его включением в последствии. Оставшаяся незначительная разница в крутящих моментах компенсируется синхронизатором. Для включения заднего хода водителю необходимо сначала остановиться. Данная передача не имеет синхронизатора. Нарушение порядка переключения может привести к сбою в работе устройства.
Полуавтоматическая коробка передач отличается от механической только отсутствием узла сцепления. При этом водитель точно так же, как и на «механике», осуществляет включение самостоятельно.
Автоматическая коробка передач также не оснащена педалью сцепления. Включение осуществляется в автоматическом режиме.
Несмотря на то, что «механика» является несколько устаревшим видом, она достаточно хорошо зарекомендовала себя среди автолюбителей. Эта коробка передач имеет существенный недостаток – низкий КПД. Это обусловлено трением шестерен и сопротивлением трансмиссионного масла.
Автоматическая коробка также достаточно популярна и довольно продолжительное время используется в автомобилестроении. Переключение осуществляется автоматически, однако включение скорости для движения вперед, а также включение заднего хода осуществляется водителем.
Роботизированная коробка передач считается наиболее оптимальным вариантом. Она создана на основе «механики». Преимуществом роботизированного устройства в первую очередь является увеличенный КПД. За счет использования двух валов, удалось также уменьшить габариты и усилить надежность. Следует сказать, что такая конструкция стала достаточно популярной среди автовладельцев.
Те автолюбители, которые предпочитают «механику», либо категорически против использования «автоматики», получили возможность выбрать режим управления. Для этого конструкции авто оснащаются вариатором. Однако у данного устройства есть недостаток – отсутствует техническая возможность использования его на тяжелых моделях машин. Однако вариатор имеет ряд несомненных достоинств. В первую очередь - это простота и возможность плавного изменения крутящего момента. Кроме того, использование этого устройства значительно повышает КПД в связи с тем, что отсутствуют пары шестерен, кроме заднего хода.
Кулачковая коробка передач от обычной отличается небольшим количеством крупных зубьев (пять или семь) муфты переключения передач и шестерней. У зубьев прямая форма для снятия осевых перемещений валов. Переключение осуществляется безотказно и четко. Это особенно важно для автомобилей спортивного назначения. Переключение осуществляется по принципу работы поискового и секвентального механизма.
Поисковое переключение функционирует так же, как и на стандартных коробках, но четче и без выжима сцепления. В этом случае для переключения достаточно ослабить газ. При помощи секвентального механизма оно осуществляется ступенчато, как на мотоциклах.
fb.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.
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 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.
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.
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.
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.
Изучив основные особенности распространённых видов коробок передач, можно сделать соответствующие выводы и подобрать подходящую КПП.
Удачного выбора!
Похожие статьи
carmend.ru
Коробки передач. Основные типы коробок передач и принцип их работы
Механическая КПП
Это самый распространённый вид трансмиссии автомобиля. Механической КПП было оборудовано авто на котором Вы сдавали вождение в автошколе, там же рассказывают и про её устройство, а значит мы не будем заострять на неё внимание. Но всё же напомним, что данный вид КПП предусматривает смену передач только в ручном режиме.
Автоматическая КПП
Данный вид трансмиссии работает самостоятельно, т.е. смена передач выполняется программой по заданному алгоритму. От Вас требуется лишь перевести рычаг АКПП в определённый режим работы коробки. Режимы эти, а так же их пояснение, приведены ниже:
Режим «P» – выбирается при длительной стоянке автомобиля. В этом положении в АКПП выключены все элементы управления, а ее выходной вал и связанные с ним ведущие колёса заблокированы, поэтому движение автомобиля невозможно. На этом режиме разрешен запуск двигателя.
Режим «R» – задний ход. Перевод рычага в положение «R» во время движения может привести к выходу из строя коробки передач и других элементов трансмиссии. В этом положение запуск двигателя невозможен.
Режим «N» – нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, т.е. свободно перемещаться, его также можно буксировать. В этом режиме разрешен запуск двигателя.
Режим «D», «Drive» – основной режим движения. Он обеспечивает автоматическое переключение передач.
Режим «Sport», «S», «PWR», «Power», «Shift» – спортивный режим. В этом режиме двигатель работает в «диапазоне бодрости», т.е. диапазоне оборотов с максимальным крутящим моментом. Но с ростом оборотов двигателя, растёт и расход топлива.
Режим «Norm» – режим для спокойной езды, ещё его называют экономичным. Переключение на повышенную передачу, происходит на средних оборотах двигателя.
Режим «W», «Winter», «Snow» – «зимний» режим. Предотвращает пробуксовку колёс как при страгивании с места, так и при смене передач. Также влияет на динамику разгона.
Режим «1», «L», «Low» – разрешено движение только на первой передаче. Рекомендуется при движении на крутых спусках, в грязи и прочих суровых дорожных условиях.
Режим «2» – разрешено движение только на первой и второй передачах. Рекомендации аналогичны предыдущему режиму.
Режим «3» – разрешено движение на первых трех передачах. Рекомендуется при движении по холмистой дороге, при частых остановках.
Ручной режим – значки «+» и «-» говорят о возможности ручного переключения передач. Правда в этом режиме Вы не сможете поиграть передачами как Вам захочется, у «электронного мозга» свой взгляд на всё происходящее, и если он сочтёт переключение неуместным, то так тому и быть, хотя всё конечно зависит от производителя, в том числе и название, самое распространённое название АКПП такого типа - Tiptronic. Так же производитель решает каким образом будет происходить кучное переключение, либо это кнопки на кулевом колесе, либо подрулевые «лепестки», либо сам рычаг АКПП.
Функция «Kick-down» – ускорение. Суть его в том, что если Вам необходимо резко ускориться, например при обгоне, то необходимо хорошенько притопить педаль газа, а точнее именно топнуть, в этот момент электроника понижает передачу на 1-2 ступени и выкручивает двигатель на всю катушку. После этого достаточно приотпустить педальку, что бы опять всё встало на свои места.
Роботизированная КПП
Это нечто среднее между механической и автоматической коробками. По устройству – механика, по взаимодействию водителя с ней – автомат. Поясню, передачи переключаются в ручную, но сцепление выжимать не надо, это за Вас сделает электроника. Вы спросите, так чем же она отличается от ручного режима на «автомате», и этот вопрос будет вполне резонным, им задаются люди не заморачивающиеся техническими особенностями. И действительно, к чему забивать голову такими тонкостями, достаточно знать принципиальное отличие. Именно для таких людей я это отличие объясню, как уже было сказано, в ручном режиме «автомат» не даст Вам своевольничать, «робот» же наоборот, подчиняется воле водителя, а самостоятельно работает лишь со сцеплением. Ещё одно отличие, у «робота», обычно, присутствуют рывки при смене передачи. Но не думайте, что «робот» как и «механика» управляется исключительно в ручную, у него присутствует и полностью автоматический режим.
На сегодняшний день на рынке есть более современная версия роботизированной КПП, это преселективная коробка передач или коробка с двумя сцеплениями. В ней предусмотрено своё сцепление для чётных (2, 4, 6) и нечётных (1, 3, 5, R (задняя)) передач. В то время как одно сцепление задействовано в передаче крутящего момента, другое уже готово вступить в действие по первой команде водителя. Размыкание первого и смыкание второго сцепления происходят, практически, одновременно, вследствие чего смена передач в такой коробке не чувствуется абсолютно, т.е. Вы получаете постоянный поток мощности! В силу своих конструктивных особенностей эта КПП гораздо экономичнее «механики» и уж тем более «автомата». У различных производителей она может называться по-разному, например, у Volkswagen она называется DSG, а у Audi – S-Tronic.
Вариатор
Эта трансмиссия принципиально отличается от всех перечисленных ранее, по принципу работы. Если вышеперечисленные коробки имели общий принцип работы, основанный на механической КПП, а именно, изменение фиксированных передаточных отношений происходило путём смены передачи КПП. То есть, для смены передачи на более высокую, необходимо раскрутить двигатель до определённых оборотов, что бы на повышенной ступени, ему хватило мощности для передачи крутящего момента на КПП, а той, в свою очередь, на колёса. У вариатора же изменение передаточного отношения происходит плавно, а обороты двигателя постоянно находятся в диапазоне, например, максимального крутящего момента. Вот для лучшего понимания, давайте рассмотрим принцип работы вариатора.
Есть несколько видов вариатора, но мы рассмотрим самый распространённый – клиноременной. Передаточное число здесь меняется не путём смены шестерёнок, а путём смыкания и размыкания двух пар конических дисков (щёк), которые образуют два шкива с изменяемым диаметром и, как следствие, изменяемым передаточным числом.
Ведущий центробежный шкив вариатора.1 - неподвижная щека шкива, жестко прикрученная к цапфе (хвостику) коленчатого вала 5 болтом 8 с шайбой 6. Клиновидный ремень 2 размещен между щеками 1 и 3. Щека 3 устроена так, что свободно перемещается на валу 5. Перемещают ее ролики 4, которые упираются в упорную и неподвижную щеку 9. Под воздействием центробежной силы, ролики 4 расходятся от центра вала 5, тем самым сдвигая щеку 3 ближе к щеке 1 и выталкивая ремень 2 дальше от вала 5. Положения роликов 4 и щеки 3 на разных оборотах двигателя Вы уже видели на четырех рисунках ниже.
Ведомый шкив.
От ведущего шкива он отличается тем, что у него нет роликов, вместо них пружина. В тот момент когда на ведущем шкиве щеки сближаются, выталкивая при этом ремень, на ведомом шкиве щеки (а именно двигается щека 5 по валу 7, щека 6 установлена жестко и неподвижна) наоборот, расходятся, сжимая пружину 3, и ремень опускается глубже. Благодаря пружине 3 клиновидный ремень всегда натянут, и натяжение его пропорционально увеличивается с увеличением оборотов. Это в свою очередь позволяет не проскальзывать ремню на более высоких оборотах, нагрузка на которых больше, чем на более низких.
Ремень скользит по щёкам шкива, за счёт чего изменение передаточного отношения происходит плавно, кроме того, оно здесь имеет множество значений, в отличии от механической или автоматической КПП, там количество ступеней варьируется от 4 до 7.
Казалось бы, всё здорово, двигатель постоянно выдаёт полную мощность, расход топлива минимален, но многим водителям не нравился постоянный вой двигателя, являющийся неотъемлемой частью максимальной мощности. Ведь большинство привыкли к нарастанию звука двигателя, и производители пошли на уступки клиентам (иначе и быть не могло), устанавливая электронный блок управления с программой, описывающей работу вариатора. Как следствие у вариатора появились виртуальные передачи с фиксированными передаточными числами, и он стал похож на «автомат». Вот только смена, этих передаточных чисел так и осталась плавной, что многим очень нравится.
Автор: Matematik 1;
Еще записи по теме
bezkolesa.ru
Виды коробок передач
Для чего нужна коробка передач автомобиля? Для изменения крутящего момента, который передается от коленвала двигателя к ведущим колесам или для движения автомобиля задним ходом. Однако, каковы различия механической и автоматической коробки передач и для чего нужно переключение передач?
Различие коробок передач в том, что мощность электродвигателя может оставаться близкой к максимальной при любых оборотах, что хорошо для дорожных условий работы. А у двигателя внутреннего сгорания мощность при низких оборотах снижена, поэтому величина крутящего момента в пределах максимальных чисел не изменяется.
Существует 4 вида коробок передач:
- механическая ,
- автоматическая,
- роботизированная,
- вариаторная.
Краткое описание коробок передач. Их плюсы и минусы
Из самых распространенных видов коробок передач является механическая. Механическая коробка передач с ручным переключением передач состоит из набора шестерен. Передаточное число изменяется путем введения в зацепление их в различных сочетаниях. Значительным плюсом механической коробки передач является простота, низкая цена, легкость ремонта, наименьший расход топлива.
Последнее время набирает обороты по популярности – автоматическая коробка передач. Это планетарная коробка передач с автоматическим переключателем. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, вращающихся вокруг центральной шестерни. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Автоматическая коробка передач отличается значительным комфортом в управлении. В особенности хороша для новичков или неопытных водителей. Автоматическая коробка передач изменяет передачи на полной мощности двигателя – что не позволяет сделать механическая коробка передач. К тому же отсутствует откатывание при трогании с места, двигатель защищен от перегрузок. Но есть и минусы – при буксировке автомобиля автоматическая коробка передач может привести к поломке.
Следующим видом является вариатор, или бесступенчатая коробка передач. Основные детали такой коробки передач – раздвижные шкивы, соединяющий ремень. Если сдвинуть половинки ведущего шкива, то ремень вытолкнется наружу и увеличится передаточное отношение. Преимущества вариатора в том, что двигатель всегда работает в оптимальном режиме. Также вариатор экономичен, имеет плавный ход, проще по конструкции , чем автоматическая коробка передач. Однако, не совместим с мощными моторами.
И последний вид – роботизированная коробка передач. Механическая коробка передач, которая имеет автоматизированные процессы включения и выключения однодискового сцепления. Роботизированная коробка передач значительно упрощает управление автомобилем. Такая коробка передач имеет несколько недостатков. Плавность работы отсутствует, к тому же ручной режим не помогает. Лучше такой коробки передач автоматическая. Роботизированная коробка передач устанавливается, как правило, на недорогие модели автомобилей.
vsepoedem.com
