Сучасні виробникивстановлюють на автомобілі різні коробки передач, і мова тут не тільки про автоматичних системахтрансмісії. Навіть конструктивно прості поділяються на різні типи та мають особливості. Давайте розглянемо існуючі видиФото і не лише – далі у статті.
Механічна трансмісія
З часів винаходу механічної трансмісіїминуло вже понад сто років. За всі ці роки конструктори та інженери вносили в механізм коробки перемикання передач масу змін, які дозволили довести даний механізмпрактично до досконалості, і тепер у механічній коробці практично не залишилося серйозних вад.
Механічна трансмісія сьогодні вважається однією з найпростіших і найзручніших, хоча існують і складніші види коробок передач. Але називати простою і зручною можна лише ту коробку, де кількість ступенів не більше 5 – це найоптимальніший варіант. Сучасні виробники виробляють МКПП і з великою кількістю щаблів, наприклад, є деякі види механічних коробок передач з шістьма ступенями. Однак це ніяк не впливає на коефіцієнт корисної діїсучасні двигуни.
Секвентальні механічні коробки передач
Ця система трансмісії з пристрою та принципу дії також відноситься до механічних. Ідея використовувати такий пристрій цивільних автомобіляхспала на думку інженерів з автоспорту. Працює дане рішенняна базі традиційної механічної коробки, проте управління приводом здійснюється за допомогою електронних систем. Головна особливість, Якою відрізняються ці види коробок передач - в них дотримуються базовий принципперемикання та послідовність. Це гарантує зручність та комфорт у процесі керування автомобілем – і неважливо, на яку відстань потрібно їхати.
Серед переваг секвентальної трансмісії можна виділити можливість вибору оптимальних швидкісних режимівза допомогою швидких перемикань, послідовні дії перемикання без будь-якої шкоди для мотора на високих оборотах. Крім того, перевагою вважається те, як водій керує перемиканнями - на кермовому колесі є спеціальні підкермові пелюстки, що дозволяють миттєво включити потрібну передачу на високій швидкості. У цих КПП застосовуються шестерні з прямими зубами, а ось синхронізатори, які є у традиційній механіці – відсутні. Швидкість обертання шестерні вирівнюється за допомогою датчика швидкості в блоці управління. Ці види коробок дуже люблять автогонщики, тому що на 80% скорочується час увімкнення. потрібної передачі. Це робить ведення зручними як для початківців, водіїв-професіоналів.
Роботизовані КПП
Роботизовані системи - це види коробок передач, які не є ні механічними, ні можна порівняти з секвентальними трансмісіями, але в них за перемикання відповідає електроніка, а у роботизованих рішеннях за зміну передачі відповідає спеціальний електромеханічний привід. Ріднить ці коробки з механічними те, що в основі цієї конструкції лежить традиційна МКПП, але кожен вал оснащений своїм зчепленням. Особливістю конструкції, якими володіють ці види, вважається можливість розрахувати передачу, яка в Наразібуде найоптимальнішою в конкретному режимі. Про такі трансмісії можна сказати, що вони мають відношення до механічних коробок. Однак це проміжна ланка між механікою та АКПП як за ціною, так і функціональними можливостями.
Структура механічної трансмісії
Існують різні види. Коробка передач автомобіля може бути різною по конструкції та структурою. Усі існуючі у світі коробки можна розділити на дво- та тривальні. У кожному випадку є переваги та особливості.
Двохвальна МКПП
Провідний вал на такій системі трансмісії повністю гарантує з'єднання зі зчепленням. Ведомий вал розташований таким чином, що на ньому знаходиться блок Обидва забезпечують різну кутову швидкість диференціал. Механізм перемикання може забезпечуватися за допомогою тяг або із застосуванням спеціальних тросів. Найбільш простим, ефективним, а також надійним варіантом вважаються саме троси. Деякі види коробок (ВАЗ-2107, наприклад) оснащені саме таким типом приводу. Це до того ж найпоширеніший привід.
Принцип роботи такої КПП дуже нагадує алгоритм дії тривальної КПП. Головна різниця між ними в деяких особливостях увімкнення передач. Коли передача увімкнена, важіль розділяється як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. А вибір потрібної передачі забезпечується з допомогою всіх елементів та його взаємодії між собою.
Трихвальні МКПП
Конструкція КПП передбачає наявність ведучого та веденого валів. Вони оснащені синхронізаторами та зубчастими колесами, а також механізмом увімкнення передач. За допомогою провідного валу забезпечується підключення механізму до зчеплення. Крім провідного валу, є ще й проміжний, який включає шестірні із блоку. Механізм перемикання знаходиться у корпусі КПП. Конструкція його складається з повзунів із вилками. Для того, щоб виключити роботу двох передач одночасно, використовують механізми дистанційного керування. Ці коробки не передбачають передачу моменту, що крутить, на передні колеса. Коли водій переміщує важіль перемикання, переміщуються муфти. За допомогою її синхронізуються швидкості.
Види автоматичних коробок передач
Мешканці мегаполісів обирають автомат.
Найголовніший аргумент за АКПП – зручність. І так, насправді, з АКПП процес управління у пробках значно спрощується. Але що ховається під знайомим кожному автолюбителю словом «автомат»? Давайте подивимося, які види коробок пропонують сучасні виробники.
Гідротрансфортматорна АКПП
Це класика серед автоматичних трансмісій. Механізм є механічним редуктором і гідротрансформатором. Процес передачі крутного моменту від двигуна до першого здійснюється за допомогою другого. Гідророзформатор є насосним колесом, яке також приводиться в дію за допомогою мотора. Колесо забезпечує передачу моменту, що крутить, маслу, а воно змушує працювати елемент, що обертає первинний валКПП. При всіх перевагах гідротрансформатор має дуже низький ККД. Але це переважує простота управління, плавна зміна моменту, що крутить, а також суттєве зниження навантажень на деталі трансмісії.
Типтронік
Це гідромеханічна коробка з можливістю ручного керування. Вперше ці системи встановлювали в 90-х роках на автомобілі марки Porsche, а пізніше типроніком зацікавилися в BMW, Audi, а також інші автовиробники. Цікавий факт- виробник упевнений, що це не один із видів автоматичної трансмісії, а лише тип перемикання. У звичайному режимі ця АКПП працює так само, як і традиційний автомат. Однак водій має можливість у будь-який потрібний момент керувати автомобілем вручну – це дуже зручно у деяких випадках. Наприклад, за допомогою типтроніка можна застосувати гальмування двигуном.
Серед переваг цих рішень виділяють витрату палива, який нижчий, ніж у традиційного гідротрансформатора. Мінус у тому, що типтронік має великі габаритні розміри, а швидкість перемикання повільна.
Мультитронік
Цю систему розробили інженери з Audi. Особливість конструкції в тому, що в цій КПП відсутні щаблі. Але водій має можливість вручну перемикати передачі. Принцип роботи цієї системи побудований як головний вузл тут застосовується варіатор, який і змінює крутний момент. Однак, не можна порівнювати мультитронік із сучасними безступінчастими варіаторами CVT- конструкція її відрізняється від безступінчастого варіаторау бік ускладнення та замість ременя тут застосовуються спеціальні ланцюги.
Серед переваг можна виділити плавний розгін, хороші динамічні характеристики та низька витратапалива. Показники динамічних характеристик не поступаються автомобілям з МКПП. Мінус - високі ціни, труднощі у ремонті та обслуговуванні, невеликий ресурс.
Безступінчастий варіатор, або CVT
за зовнішньому виглядуці системи трансмісій мало чим відрізняються від традиційної АКПП, проте принцип роботи тут зовсім інший. Тут насправді немає жодних передач, і тут нічого не перемикається.
Передавальні числа, а відповідно і момент, що крутить, змінюється постійно незалежно від того, розганяється машина або сповільнюється.
Резюме
Сучасна автомобільна промисловістьне стоїть на місці. Постійно створюється щось нове та ефективніше. Існують і інші види коробок передач – на жаль, розповісти про все, що є у світі, просто неможливо.
Пам'ятайте, як в одній відомій пісні співається: «Міцніше за кермо тримайся, шофер!» Коли писалися слова до цієї пісні, водіям доводилося час від часу триматися за кермо лише однією рукою, орудуючи важелем механічної коробки передач. Сьогодні ж завдяки «автомату» можна подарувати «бублику» всю свою увагу, не відволікаючись на ігри з «механікою». Розглянемо основні типи автоматичних трансмісій.
Навряд чи хтось буде сперечатися з тим, що АКПП різко знизила навантаження водіїв, позбавивши їх необхідності топтати педаль зчеплення і подарувавши можливість навіть у салоні автомобіля почуватися так само комфортно, як вдома перед телевізором. І якщо ви вирішили віддати перевагу автомобілю з коробкою-автомат, тоді на вас чекає досить непростий вибір типу трансмісії. Так, звичайно кінцевий споживач не звертає уваги на пристрій КПП, для нього головне - це дві педалі, селектор і дорога, що стрімко тікає під автомобіль. Однак не поспішайте, тому що є типи трансмісій, які є більш виграшним варіантом.
Гідравлічний "автомат": класика у чистому вигляді
Цей тип АКПП є класичним прикладом автоматичної трансмісії, особливість якої полягає в тому, що між колесами і двигуном геть-чисто відсутній будь-який зв'язок. Ви запитаєте - а як же передається момент, що крутить? Відповідаємо - через робочу рідинуза допомогою двох турбін. Проте ми еволюціонуємо, а разом із нами еволюціонує все, що ми винаходимо, тому сьогодні такі коробки керуються спеціальними електронними пристроями. Це дозволяє оснащувати гідромеханічні коробкипередач спортивним та зимовим режимом, програмами економічної їзди, а також можливістю ручного перемикання передач.
Коробка-автомат спочатку встановлювалася виключно на топові версії
Фото
Якщо порівнювати «гідавлику» з МКПП, то першої потрібно більше палива, а також більше часу на розгін. Що ж, за комфорт потрібно платити. Але саме «гідравліка» першою кинула виклик застарілій механіці та у багатьох країнах здобула тріумфальну перемогу. Але не в Європі. У Старому Світі коробка-автомат довго не могла прижитися. Можливо, це європейці такі вимогливі, чи звички практично невикоринні, але інженерам довелося попітніти, щоб доопрацювати АКПП для Європи. Проте після цього «автомат» навчився підлаштовуватися під стиль водіння, що й дало нам в результаті економічний, спортивний і зимовий режимироботи.
АКПП з "типтроніком" та спортивним режимом
Фото
Багато водіїв і ради були б користуватися АКПП, але при цьому ні в яку не хотіли відмовлятися від можливості самостійно перемикати передачі. І рішення знайшлося – нові «автомати» почали оснащувати і ручним режимом. У кожного виробника для такого типу коробок існує власна назва, але першою була Autostick. На сьогоднішній день найпоширенішою назвою є вигадка компанії Audi- Tiptronic. Конструктори BMW назвали таку коробку Steptronic, а у Volvo вирішили, що цілком підійде і Geartronic.
Незважаючи на те, що при включенні ручного режиму водій сам перемикає передачі, повною мірою ручним його все ж таки назвати не можна. Швидше, це напівавтоматика, адже комп'ютер трансмісії продовжує працювати в цей час і все одно контролює роботу автомобіля.
Роботизована механіка: провісники Скайнета
МТА (Manual Transmission Automatically Shifted), а в народі просто «робот», за своєю конструкцією претендує на те, щоб носити горде ім'я «механіки», але при цьому по управлінню - це чистої водиАКПП. При цьому витрата палива тут уже значно менша, ніж на «механіці». Але не все так солодко. Є й своя гіркуватість: «робот» лояльний лише щодо спокійного режиму їзди. Як тільки ви вирішите піддати в топку вугілля і вдавіть педаль газу в підлогу, відразу ж болісно відчуєте, як перемикаються передачі. Відчуття схожі на те, ніби при кожному перемиканні передачі вас хтось штовхає в задній бампер. Але це з лишком компенсується невеликою вагою коробки та її порівняно невисокою вартістю.
Direct Shift Gearbox від компанії Volkswagen
Фото
«Робот» з двома зчепленнями: одним зчепленням ситий не будеш
Як ми говорили вище, «робот» потребував серйозного доопрацювання, тому що його недоліки суттєво впливали на комфорт їзди. І конструктори вирішили оснастити його одразу двома зчепленнями.
Volkswagen Golf R32
Фото
У масове виробництвотака трансмісія була запущена у 2003 році компанією Volkswagen, яка встановлювала її на автомобілі Golf R32. Такому "роботу" було дано назву DSG (Direct Shift Gearbox). Два диски зчеплення керували різними передачами- парними та непарними. Це значно пом'якшило роботу коробки, однак і цей механізм має свій недолік, який не можна назвати незначним - це висока ціна. Втім, якщо «робот» із двома зчепленнями завоює серця користувачів, то це перестане бути проблемою.
Варіатор: відмова від сходів
Варіаторна трансмісія (Continuously Variable Transmission) відрізняється тим, що вміє плавно змінювати момент, що крутить. Це безступінчаста АКПП, в якій у передач немає фіксованого передавальне число.
Варіатор Nissan Juke
Фото
Якщо порівнювати CVT із класичною «гідравлікою», то у разі останньої ми можемо чути, а також стежити за тахометром за роботою коробки. А ось варіатор працює дуже стабільно, зберігає баланс швидкості і постійно підхоплює момент зміни передачі. Ця коробка не сподобається водіям, які люблять «слухати» свій автомобіль, бо варіатор постійно працює в одній тональності, наче тролейбус. Однак не варто відразу відмовлятися від варіатора у зв'язку з акустичною монотонністю: інженери придумали вихід із цієї ситуації та забезпечили коробку режимом, який дозволяє вручну обирати «віртуальні передачі». Даний режим імітує зміну передач і дозволяє водієві відчувати їхнє перемикання, як при їзді на звичайному «автоматі».
Що день прийдешній нам готує?
Що говорять експерти про те, кому належатимуть лаври першості у майбутньому? Найбільше очок незалежні «судді» ставлять «роботу» з двома зчепленнями, що вважається найвдалішою розробкою на даний момент.
Навряд чи здаватиме свої позиції і варіатор, але тут все впирається у бажання виробників автомобілів удосконалювати даний видАКПП, у якому недоліків зараз більше, ніж переваг.
Класичний "автомат" все ще відхоплює свій значний шматок пирога, але його час поступово йде. Однак ще рано говорити йому термінаторівське «Аста ла виста».
|
Тип трансмісії |
Переваги |
Недоліки |
|
Гідравлічна АКПП |
Можна встановлювати на автомобілі, що працюють на різному типі палива |
Більше часу на розгін та більше палива (в середньому на 1,2 л), ніж МКПП |
|
Додаткові режимизабезпечують плавний та комфортний рух |
||
|
Досить стійка на будь-якій швидкості |
||
|
Роботизована механіка |
Швидко перемикається, якщо трансмісія перебуває в режимі очікування |
Найдорожче у виробництві, ніж «механіка» та гідравлічна АКПП |
|
Економічніша, ніж гідромеханіка |
Досить вимоглива у ремонті у зв'язку зі складністю конструкції |
|
|
на високих швидкостяхфізично відчутне перемикання передач |
||
|
Варіатор |
Варіатор набирає швидкість та скидає її дуже плавно |
Невеликий ресурс основного вузла коробки (максимум – 200 тис. км) |
|
Така коробка економічніша, ніж звичайний «автомат» |
Складна електронна система налаштування варіатора |
|
|
ККД двигунадосить високий за рахунок відсутності фіксованих швидкостей |
Дорога трансмісійна рідина, а також короткі терміни її заміни |
Автомобілі з механічною коробкою передач, яку скорочено називають МКПП, донедавна становили абсолютну більшість серед інших ТС з різними.
Більш того, механічна (ручна) коробка і сьогодні залишається досить поширеним пристроєм для зміни та передачі крутного моменту двигуна. Далі ми поговоримо про те, як влаштована та працює «механіка», як виглядає схема КПП даного типу, а також які переваги та недоліки має дане рішення.
Читайте у цій статті
Схема механічної коробки передач та особливості
Почнемо з того, що механічним даний тип КПП називається через те, що подібний агрегат передбачає ручне перемиканняпередач. Іншими словами, на машинах із МКПП передачі перемикає сам водій.
Ідемо далі. Коробка «механіка» є ступінчастою, тобто момент, що крутить, змінюється ступенями. Багато автолюбителів знають, що фактично коробка передач має шестерні та вали, проте не всі розуміють, як працює агрегат.
Отже, ступенем (вона ж передача) є пара шестерень (провідна та ведена шестерня), що взаємодіють між собою. Кожен такий ступінь забезпечує обертання з тією чи іншою кутовою швидкістю, тобто має своє передатне число.
Під передавальним числом слід розуміти відношення числа зубів веденої шестерні до зубів на провідній шестерні. При цьому різні ступені коробки одержують різні передавальні числа. Сама низький ступінь (знижена передача) має найбільше передатне число, а найвищий ступінь ( підвищена передача) має найменше передавальне число.
Стає зрозуміло, що кількість ступенів дорівнює кількості передач на тій чи іншій коробці (чотириступінчаста КПП, п'ятиступінчаста і т.д.) Зазначимо, що на переважній більшості авто сьогодні встановлюється східчаста коробкапередач, рідше зустрічаються МКПП на 6 і більше ступенів, а досить поширені раніше 4-ступінчасті механічні коробки передач поступово відійшли на задній план.
Влаштування механічної коробки передач
Отже, хоча конструкцій такої коробки з тими чи іншими особливостями може бути багато, проте на початковому етапі можна виділити два основні типи:
- тривальні КПП;
- двовальні коробки;
На автомобілі з заднім приводомзазвичай встановлюється тривальна механічна коробкапередач, у той час як двовальна КПП ставиться на передньопривідні легкові авто. При цьому пристрій механічних коробок як першого, так і другого типу може помітно відрізнятися.
Почнемо з тривальної механічної коробки. Така коробка складається з:
- провідного валу, який ще називається первинним;
- проміжного валу КПП;
- веденого валу (вторинного);
На валах встановлені шестірні із синхронізаторами. Також пристрій КПП включений механізм перемикання передач. Вказані складові елементирозташовані в корпусі коробки, який ще називають картером КПП.
Завданням провідного валу є створення з'єднання зі зчепленням. На провідному валу виконані шліци для веденого диска зчеплення. Що стосується моменту, що крутить, зазначений момент від провідного валу передається через шестерню, яка знаходиться з ним в жорсткому зачепленні.
Торкаючись роботи проміжного валу, цей вал розташовується паралельно до первинного валу КПП, на ньому встановлена група шестерень, яка знаходиться в жорсткому зачепленні. У свою чергу ведений вал встановлений на одній осі з провідним валом.
Така установка реалізована за допомогою торцевого підшипника на провідному валу. У цей підшипник входить ведений вал. Група шестерень на веденому валу не має жорсткого зачеплення з самим валом і тому вільно обертається на ньому. При цьому група шестерень проміжного валу, веденого валу та шестерня ведучого валу знаходяться у постійному зачепленні.
Синхронізатори (муфти синхронізаторів) встановлені між шестернями веденого валу. Їх завданням є вирівнювання кутових швидкостей шестерень веденого валу з кутовою швидкістю самого валу за допомогою сили тертя.
Синхронізатори знаходяться у жорсткому зачепленні з веденим валом, а також мають можливість переміщатися по валу в поздовжньому напрямку завдяки наявності шліцевого з'єднання. Сучасні коробки мають муфти синхронізаторів на всіх передачах.
Якщо розглядати механізм перемикання передач на тривальних КПП, найчастіше цей механізм встановлений на корпусі агрегату. Конструкція включає важеля управління, повзуни і виделки.
Корпус коробки (картер) виготовлений з алюмінієвих або магнієвих сплавів, необхідний для встановлення валів із шестернями та механізмів, а також ряду інших деталей. Ще в картері коробки знаходиться трансмісійне масло (масло коробки передач).
- Щоб зрозуміти, як працює механічна (ручна) коробка передач тривального типу, давайте у загальних рисахРозглянемо принцип її дії. Коли важіль перемикання передач знаходиться в нейтральному положенні, передачі моменту, що крутить, від двигуна на провідні колеса автомобіля не відбувається.
Після того, як водій здійснить переміщення важеля, вилка перемістить муфту синхронізатора тієї чи іншої передачі. Потім синхронізатор вирівняє кутові швидкостіпотрібної шестерні та веденого валу. Потім зубчастий вінець муфти увійде в зачеплення з аналогічним вінцем шестірні, що забезпечить блокування шестірні на веденому валу.
Додамо, що задній хід автомобіля забезпечує задня передача КПП. У цьому випадку проміжна шестерня заднього ходу, встановлена на окремій осі, дозволяє змінити напрямок обертання.
Двохвальна механічна коробка передач: пристрій та принцип роботи
Розібравшись з тим, з чого складається коробка передач із трьома валами, перейдемо до двовальних коробок. Цей типКПП має у своєму пристрої два вали: первинний та вторинний. Первинний вал є провідним, вторинним веденим. На валах закріплені шестірні та синхронізатори. Також у картері коробки знаходиться головна передача та диференціал.
Ведучий вал відповідає за з'єднання зі зчепленням, також на валу знаходиться блок шестерень у жорсткому зачепленні з валом. Ведомий вал розташований паралельно ведучому, при цьому шестерні веденого валу в постійному зачепленні з шестернями ведучого валу, а також вільно обертаються на самому валу.
Також на веденому валу жорстко закріплюється провідна шестерня головної передачіа між самими шестернями веденого валу розташовані муфти синхронізаторів. Додамо, щоб зменшити розміри КПП, а також збільшити кількість передач, в сучасних коробках нерідко замість одного веденого валу може бути встановлений 2 або навіть 3 вали.
На кожному такому валу жорстко закріплена шестерня головної передачі, при цьому така шестерня має жорстке зачеплення з шестернею. Виходить, конструкція практично реалізує три основні передачі.
Сама головна передача, а також диференціал у пристрої КПП здійснюють передачу моменту, що крутить, від вторинного валуна провідні колеса. При цьому диференціал може забезпечити таке обертання коліс, коли провідні колеса обертаються з різними кутовими швидкостями.
Щодо механізму перемикання передач, на двовальних КПП він винесений окремо, тобто за межі корпусу. Коробка пов'язана з механізмом перемикання тросами або спеціальними тягами. Найчастіше зустрічається з'єднання за допомогою тросів.
Сам механізм перемикання 2-х вальної коробкимає важіль, який з'єднується тросами з важелем вибору та важелем увімкнення передачі. Зазначені важелі з'єднуються із центральним штоком перемикання передач, який також має вилки.
- Якщо говорити про принцип роботи двовальної механічної коробки, він схожий на принцип тривальної КПП. Відмінності полягають у тому, як працює механізм перемикання передач. У двох словах, важіль може здійснювати як поздовжні, так і поперечні рухи щодо осі автомобіля. Під час поперечного руху відбувається вибір передачі, оскільки зусилля йде на трос вибору передач, який впливає на важіль вибору передач.
Далі важіль рухається поздовжньо, а зусилля йде вже на трос перемикання передач. Відповідний важіль горизонтально переміщує шток з вилками, вилка на штоку зміщує синхронізатор, що призводить до блокування шестерні веденого валу.
Насамкінець зазначимо, що також механічні коробки різних типівмають додаткові блокувальні пристрої, які перешкоджають включенню одночасно двох передач або непередбачуваного вимкнення передачі.
Читайте також
Вижимання зчеплення перед запуском мотора: коли потрібно вичавлювати зчеплення і в яких випадках робити це не рекомендується. Корисні порадита рекомендації.
Купуючи автомобіль, кожен покупець задається питанням, яка коробка передач краща. Від правильного вибору КПП залежить такі чинники, як маневреність, комфортність керування, економічність транспортного засобу. Коробка зміни передач є ключовим агрегатом трансмісії, з її допомогою змінюється величина моменту, що крутить, вибирається напрям (вперед-назад), а також швидкість руху автомобіля.
Види коробок передач, основні відмінності
Сучасні автомобілі комплектуються не тільки, крім механіки існують також:
- Коробки автомати.
- Роботи.
Всі види коробок передач автомобілів характеризуються як певними перевагами, так і деякими недоліками. Серед покупців користуються популярністю різні види коробок передач. Вибір різновиду КПП залежить від наступних факторів:
- приналежності покупця до певної вікової категорії;
- громадського статусу;
- матеріальні можливості людини;
- умов експлуатації авто та ін.
Механічні коробки МКПП
Механічна коробка представлена у вигляді багатоступінчастого циліндричного редуктора. Класичний варіант - 4-ступінчаста коробка. Сучасні легкові автомобіліподіляються на види, залежно від кількості щаблів: вони часто обладнуються 5 і навіть 6-ступінчастими коробками передач.
Що означає поняття ступінчастої системи перемикання передач? Момент обертання передається від на ходову частинуавтомобіля не безпосередньо, а через зубчасті зачеплення різних пар шестерень. При цьому величина моменту обертання зазнає змін відповідно до співвідношення числа зубів на ведучому і веденому колесах ( передавальні відносини). Як правило, провідне колесомає менший діаметр, ніж ведене, тому крутний момент зменшується, пропорційно заданому передатному числу.
Зубчасті зачеплення шестерень переднього та заднього ходу відрізняються формою. Для передніх передач розроблені косозубі шестірні оригінальних контурів. Така форма зуба дає можливість передавати потужність поступово без гучних звуків, що скрегочуть. При включенні задньої передачів зачеплення входять колеса із прямими зубами. ККД зубів прямої конфігурації помітно збільшений. При цьому передається більший моментобертання, але водночас виникають такі негативні явища, як шумові ефекти.
Види трансмісій.Конструктивно, механічні КППподіляються на:
- 2-вальні.
- 3-вальні
Дво-вальні види КПП призначені для машин, оснащених провідним переднім приводом. Тривальні встановлюються на автомобілях підвищеної потужності(Спецтехніка, вантажівки, тягачі, всюдиходи).
Серед представлених видів коробок розрізняють ще такі КПП автомобілів, як , де перехід на наступну передачупроводиться у строгій послідовності.
У механічній коробці передач швидкості перемикаються вручну за допомогою спеціального важеля в салоні автомобіля.
Види автоматичних коробок передач
Сучасні автомобілі, оснащені коробкою автомат, набирають все більшої популярності серед автолюбителів. Це пов'язано з численними , проти традиційної механікою. Водії оцінили комфортність керування транспортним засобом встановленої АКППі при купівлі нового авто багато покупців віддають перевагу саме таким механізмам.
Під час руху машини тут не доведеться відволікатися від дороги, щоб переключити швидкість. Новачки швидко навчаються техніці водіння, тому що не потрібно запам'ятовувати, в яке положення встановити важіль швидкостей для зміни режиму. Тут все просто: щоб машина почала рух, достатньо перевести селектор у точку «D» і вимкнути гальмо.
Робочим елементом автомата є планетарна передача, Що складається з набору шестерень:
- Головна передача
- Вхідний редуктор.
- Зворотний редуктор.
За допомогою зубчастих зачеплень головної передачі передача моменту обертання від вихідного валу двигуна до ходової частини автомобіля.
Крім шестерень до складу АКПП входять:
- синхронізуючі муфти зчеплення;
- важіль перемикання передач – селектор;
- мастильна система.
Швидкості коробки автомат перемикаються, завдяки складним впливам, що управляють. бортового комп'ютера. перерозподіляють напрямок потоків у гідроблоці. Трансмісійна рідина під тиском направляється до муфті-синхронізатора, в роботу включається зубчасте з'єднання обраної передачі.
Завдяки автоматичній коробці передач силовий агрегат транспортного засобу вибирає найбільш ефективний діапазон потужності. На підставі інформації, що надходить із численних датчиків, комп'ютер керує включенням передач, залежно від умов дорожнього рухута побажань водія.
У автомобілях, оснащених АКПП, немає механізму зчеплення та звичної педалі в салоні. Передача потужності від двигуна до автоматичної трансмісії здійснюється за допомогою. У порівнянні з механічним зчепленням, Гідротрансформатор АКПП дозволяє вирівнювати швидкість обертання вихідного валу двигуна з коробкою передач плавніше без відчутних ривків. При його роботі статичні та динамічні навантаження на робочі елементи трансмісії суттєво знижено.
Зовні гідротрансформатор АКПП нагадує форму тора, за що у просторіччя йому дали назву «бублик».
До складу гідротрансформатора входять:
- Турбінне колесо з лопатями.
- Блокувальна муфта та муфти вільного ходу.
- Насоси.
- Реакторне колесо.
Всі складові частини пристрою розташовані в єдиному корпусі, вони працюють в масляному середовищі. Насос безпосередньо з'єднаний з колінчастим валомдвигуна. розганяється лопатями колеса і залучає в рух турбіну, пов'язану із зубчастими зачепленнями шестерень коробки передач.
Види автоматичних коробок
Коробки автомат відрізняються від механіки методом передачі колінвала двигуна до трансмісії. Відмінною особливістю АКПП є відсутність прямого контакту між силовим агрегатом і елементами коробки передач. Момент обертання та потужність передаються через турбіни гідротрансформатора АКПП та трансмісійну рідину. Така конструкція називається "гідравлічна автоматична коробка передач".
Управління автоматично здійснюється завдяки роботі спеціалізованих електронних пристроїв. Сучасна коробкаавтомат отримала додаткові можливості:
- зимовий режим;
- спортивний;
- режим економічної їзди;
- перемикання передач як у автоматичному, і у ручному режимах (типтроник);
- адаптація керування під індивідуальний стиль водіння оператора.
На відміну від механіки, автомат гідравлічного типуспоживає більше палива, причина – низький ККД гідротрансформатора. Це своєрідною платою за комфорт.
- один з різновидів коробок автомат, в якій, поряд з автоматикою, є можливість брати участь людині в самостійному управліннірежимами. Автоматичне керування класичних АКППне завжди здатне регулювати швидкість у таких випадках:
- Коли потрібно додати додаткове прискорення авто (підвищення передачі).
- Зменшити передачу на крутих віражах.
- Гальмувати за допомогою двигуна та ін.
Без людського фактора не обійтися, коли потрібно точно встановити селектор АКПП у спеціальний проріз на механізмі лаштунків.
Водночас потрібно самостійно вибрати знак «+» чи «–». Тільки після правильного вибору режиму, відповідний сигнал надходить на ЕБУ для подальшого запуску алгоритму перемикання передач. У останніх розробкахнових моделей дедалі частіше стали з'являтися з цією метою спеціальні «пелюстки» – перемикачі, які розміщені під кермової колонкою.
Список видів коробок можна доповнити назвами Autostick, Steptronic, Geartronic. Це та ж коробка автомат Типтронік, яка представлена різними фірмами-автовиробниками: АУДІ, БМВ, Вольво.
Важливо: Незважаючи на те, що в даному варіанті часткове управління швидкостями перекладено на людину, коробка не є механічною. Це все одно автомат, можна назвати напівавтомат, тому, незалежно від ручного методу перемикання селектора, комплексний контроль за роботою автомобіля проводиться за допомогою комп'ютерних програм.
Робот або роботизоване коробка передач (РКПП)
Коробка робот відрізняється від автомата пристроєм та принципом дії. За своєю конструкцією роботизовані коробки ближче до механіки. Тільки керування зчепленням та перемиканням передач тут здійснюється в автоматичному режимі. Для електроніки необхідні вхідні дані: дорожні умовита вимоги водія. Сучасні транспортні засоби, обладнані , мають подвійне фрикційне зчеплення. Це дозволяє мінімізувати втрати потужності, що передається з силового агрегатуна роботизовану трансмісію і далі на колеса авто. Для передачі моменту обертання використовується принцип паралельного багатодискового зчеплення замість гідротрансформатора АКПП.
Управління коробкою робот здійснюється за допомогою спеціальної електронної системи. До складу системи входять:
- коробка передач (ЕБУ).
- Датчики швидкості, температури, тиску олії в гідроблоці та інших важливих параметрів.
- Виконавчі механізми.
Преселективний метод перемикання швидкостей
На відміну від АКПП, у роботизованій коробці завжди перебувають у включеному стані одночасно дві передачі – одна парного, інша непарного рядів. При перемиканні швидкостей відбувається миттєвий перехід муфти зчеплення з однієї на іншу пару. При цьому потік потужності, що передається, практично не переривається.
Велика перевага роботів – їх компактні розмірита порівняно невелика вага. Два ведені вали КПП з робочими шестернями парних і непарних передач розташовані один всередині іншого. Завдяки такому рішенню коробка займає мінімальний об'єм у підкапотному просторі.
Цікаво: Роботизовані коробки передач вважаються найвитривалішими, надійними і економічними механізмамисеред усіх видів КПП. Це пов'язано з підвищеною міцністю механічної частини конструкції. Багато автовласників і механіків відзначають знижену витрату як палива, так і трансмісійної оліїу авто, обладнаних коробкою робот.
Коробка передач – варіатор
Коробки передач варіаторного типу належать до безступінчастих пристроїв. На відміну від коробок передач, описаних вище, тут немає звичних валів та шестеренних зачеплень. Конструкція складається з наступних робочих елементів:
- Два конусоподібні шківи, що дозволяють змінювати радіус охоплення.
- Металевий ремінь (ланцюг), що складається з набору окремих пластин, виготовлених з міцних легованих сплавів.
Швидкість автомобіля плавно змінюється завдяки ступеню натягу ременя і зміні співвідношення передавального числа між рухомими дисками шківів.
До недоліків коробки можна віднести використання їх в автомобілях невеликої потужності. Основне застосування – скутери, малолітражки.
Конструкторські розробки сучасного автомобілебудуванняне стоять дома. Конкуруючі фірми постійно працюють над удосконаленням випущених моделей та впровадженням у життя нових свіжих ідей. Щороку можна почути про нововведення з покращеними технічними та експлуатаційними характеристиками.
Ще до придбання автомобіля перед власником обов'язково постане питання, якому виду трансмісії віддати перевагу. Єдиної думки щодо якої коробки передач краще – ні. Зробити правильний вибір, допоможе знання, які типи коробок існують, їх переваги та недоліки, особливості експлуатації, можливі поломкита інші нюанси.
Види автомобільних коробок передач
1. Механічна трансмісія (МКПП). Призначення – служить для ступінчастої зміни моменту, що крутить, і передачі його від двигуна до провідних колес автомобіля. Класифікація МКПП за кількістю щаблів:
- Чотириступінчасті.
- П'ятиступінчасті коробки (набули широкого застосування на автомобілях вітчизняного виробництва).
- 6-ти ступінчасті.
- 8-ми ступінчасті.
Пристрій і принцип роботи: при перемиканні важеля 2 в одне з необхідних умов руху положень, провідна шестерня (на схемі червоного кольору) на первинному валу 1 від двигуна, входить в зчеплення з іншою шестернею (на схемі блакитного кольору), закріпленої на проміжному або веденому валу 6. Для вирівнювання швидкостей обертання валів та запобігання зубів шестерень від поломки в момент зачеплення, передбачений спеціальний механізм перемикання передач 3 та муфти синхронізаторів. Проміжний вал через шестерню (на схемі зеленого кольору) передає крутний момент до провідних колес за допомогою вала 4. При нейтральному положенні важеля 2, первинний вал 1 від двигуна і вал до провідних колес 4 роз'єднані і передачі моменту, що крутить, не відбувається. Принцип включення задньої передачі той самий, тільки в цьому випадку ведений вал з шестернею обертається у зворотному напрямку.
2.Коробка - робот.
Це механічна коробка передач, у якій роботою зчеплення та перемиканням передач керує електронний блокіз датчиками. Цей блок включає або вимикає зчеплення та відповідні передачі за допомогою виконавчих органів, виконаних у вигляді сервомеханізмів або гідроциліндрів з електромагнітними клапанами.
Водій не працює зчепленням і не перемикає передачі, оскільки ці функції за нього виконує електроніка, але під час міських поїздок, у пробках, під час руху на крутих підйомах, йому потрібно перейти на ручне управління.
3.Автоматична коробка передач (АКПП).
Робочим середовищем, за допомогою якого крутний момент передається від двигуна до провідних колес через планетарні механізмиє масло. Управління коробкою здійснюється за допомогою золотників, що розподіляють та направляють потоки олії під тиском. Дивіться, як працює АКПП (відео):
4. Варіатор. Автоматичні коробки часто називають секвентальними, оскільки перемикання передач у них відбувається послідовно. Варіатор - це АКПП, у якої зміна передавального числа і передача моменту, що крутить, на колеса, відбувається плавно, безступінчасто, тобто без фіксації першої, другої і наступних передач.
Види автомобільних варіаторів
- Клиноремінні.
У спрощеному вигляді такий варіатор є два шківа змінного діаметра у вигляді двох конусів, з'єднаних між собою сталевою стрічкою складного перерізу. При розгоні або гальмуванні машини стрічка переміщається по конусу, передавальне число при цьому плавно збільшується або зменшується, а провідні колеса автомобіля, відповідно, обертаються швидше або повільніше.
- Тороїдальні.
Такий варіатор виконує свою функцію трансмісії, що постійно змінюється, за допомогою дисків і роликів. Ведучий диск з'єднаний з валом двигуна, а ведений – з карданним валом. Ролики, розташовані між дисками, передають потужність одного диска іншому.
- Гідростатичні.
Колінчастий вал двигуна приводить у дію насос, який жене масло під тиском до іншого насоса, з'єднаного з веденим диском варіатора і передає обертання карданному валу. Насоси мають об'єм, що змінюється, що дозволяє змінювати передавальне число і швидкість обертання веденого диска і автомобіля в цілому.
Переваги та недоліки різних видів трансмісій
1. Механічні коробки передач. До плюсів МКВП відноситься:
- Автомобілі з механікою дешевші, ніж такі ж укомплектовані автоматичною трансмісією.
- Ремонт та технічне обслуговуваннядешевше, ніж в інших видів трансмісій.
- Можливість повноцінного контролю за автомобілем при розгоні, обгонах та інших маневрах за рахунок повного використанняпотужності двигуна.
- Економія палива.
2.Роботизована коробка передач: плюси та мінуси. Переваги:
- Надійність конструкції.
- Економія палива – до 30%.
- Ресурс коробки більший на 40%, якщо порівнювати з механікою.
- Наявність можливості ручного керування коробкою.
Недоліки:
- Недосконалість електронної програми коробки призводить до погіршення динамічних властивостей машини, «задумливості» (до 2 секунд) під час перемикання передач. Все це ускладнює можливість водія адаптувати автомобіль під власний індивідуальний стиль водіння.
- Підвищений знос зчеплення у разі невчасного переходу на ручне керування. На крутих підйомах коробка перегрівається, якщо вчасно не переключитися на ручний режим.
- Ривки при автоматичному перемиканні передач при повністю втопленій педалі акселератора.
3. Плюси та мінуси автоматичної коробкипередач. Позитивні сторонивід установки на автомобілі АКПП:
- Зручність та комфорт. Відсутність зчеплення та можливість тримати кермо двома руками, не відволікаючись на маніпуляції з перемиканням передач, підвищує безпеку та працездатність – водій менше втомлюється. На ожеледиці машина не втрачає керованість, тому що двигун, що не має зчеплення, не глухне.
- Перехід по сходах при розгоні та гальмуванні коротший за часом, ніж у МКПП і відбувається без втрати потужності.
- Оскільки вибір передачі відбувається автоматично, ризик перевантажити двигун виключається.
Недоліки автоматичної трансмісії:
- Збільшена витрата палива.
- Дороге обслуговування та ремонт.
- Неможливо допомогти іншим водіям у буксируванні, як і буксирувати автомобіль з АКПП. У разі поломки машини потрібна допомога лише евакуатора.
- Якщо розрядився акумулятор, то авто з автоматичною трансмісією не завести з штовхача.
4.Варіатор: плюси та мінуси. "Плюси" варіатора:
- Нескінченна кількість передач варіатора забезпечують максимально комфортний режимроботи двигуна, продовжуючи його моторесурс та довговічність.
- Економія палива.
Під час плавного розгону, коли швидкість автомобіля зростає, а тахометр показує незмінну кількість обертів (5-6 тисяч), економиться паливо. Це обумовлено конструктивними особливостямиваріатора.
До недоліків варіатора можна віднести:
- Дорогий ремонт та обслуговування.
Заміна ременя та спеціальної трансмісійної рідини(7 літрів замість 3 – 4 літрів стандартної олії для звичайної АКПП) обходиться недешево.
Варіатори поки що встановлюються в основному на компактних малопотужних та середніх автомобілях. Бувають і винятки – так на тяжкому позашляховику Nissan MuranoV6 (234 л.с.) встановлено варіатор X-Tronic.
Особливості експлуатації різних типів трансмісій
- У зимовий часдо початку руху олію в автоматичній трансмісії бажано прогріти. Для цього утримуйте автомобіль гальмом і переключіть кілька разів усі режими на селекторі.
- Щоб уникнути перегріву АКПП уникайте перевезення важких причепів та вантажів. Буксирування на відстань понад 50 км може спричинити перегрівання та поломку коробки. Рекомендована швидкість буксирування не більше 40 км/год.
- Причиною пробуксовування гідротрансформатора може бути нестача олії в коробці. При надмірній кількостіолії воно може спінитися, що призведе до поломки АКПП.
- При проходженні поворотів і в момент обгону необхідно пам'ятати, що коробка з варіатором реагує на збільшення кількості обертів із запізненням. Натиснути на педаль акселератора треба раніше, до початку здійснення маневру.
- Буксирування автомобіля з варіатором здійснюється або шляхом часткового навантаженняпри вивішених провідних колесах або за допомогою евакуатора.
- У пробках небажано переводити селектор у положення «Нейтрал». Такий прийом збільшує знос деталей, що труться, і скорочує ресурс варіатора. Для роботизованої коробкинавпаки, потрібно перевести її в нейтральне положення, оскільки в положенні «D» включено зчеплення. При цьому зношується кошик, вижимний підшипникта ведений диск.
Підсумок
Будь-який тип трансмісії має переваги та недоліки, але всі КПП вимагають догляду та дотримання правил експлуатації. Якщо регулярно перевіряти рівень олії та змінювати її в терміни, рекомендовані заводом виробником, не допускаючи перегріву та перевантажень, то КПП прослужить довго і без проблем.
