Виды коробок передач

Одним из ключевых агрегатов любого автомобиля является коробка переключения передач (КПП). Выбор типа КПП зависит от многих факторов. Различные виды коробок передач имеют как свои достоинства, таки и недостатки. На автомобилях используют четыре основных вида КПП. Это механика, классический автомат, роботизированная коробка или робот, а также вариатор.

mehan.jpgМеханические КПП предназначены для ручного переключения передач. По принципу действия это многоступенчатый цилиндрический редуктор. В новых легковых автомобилях чаще всего используют 5 и 6 ступенчатую коробку, а в автоклассике применялись 4-ступенчатые.

Ступенчатая система переключения передач подразумевает конкретный коэффициент передачи для каждой пары шестеренок. Вычисляется передаточное число как соотношение количества зубьев на ведущей и ведомой шестеренке. Для первой передачи это соотношение самое большое. Это означает, что ведущая шестеренка самая маленькая, а ведомая – самая большая.

Механические коробки бывают двух вальные и трех вальные. Трех вальные используются, как правило, на более мощных легковых автомобилях, грузовиках и спецтехнике. Двух вальные часто устанавливают на автомобили с передним приводом.

Automatic-Trans.jpgАвтоматическая коробка, в ее классическом понимании, имеет большую популярность среди автолюбителей. Её бесспорное преимущество является в том, что водителю не требуется отвлекаться на переключение передач. Для начала движения не нужно иметь особых навыков – просто поставил «D» и отпустил тормоз. А еще, в салоне на одну педаль меньше. За такой комфорт приходиться расплачиваться более высоким, по сравнению с механикой коробкой, расходом топлива.

Рабочим элементом в АКПП является три набора шестеренок планетарной передачи. Название «планетарная передача» означает, что меньшие шестеренки вращаются вокруг большей центральной шестерни. Первый набор шестеренок называется «главной передачей». Он согласует скорость двигателя и скорость езды. Другие два набора называются «входным редуктором» и «обратным редуктором». Далее следует набор муфт и рычагов, блокирующих различные части автоматической коробки, что дает возможность изменять скорость движения автомобиля или включать реверс.

Переключение передач происходит благодаря компьютеру, который включает нужные гидравлические клапаны, что приводит в движение соответствующие  муфты планетарных шестеренок.

Автоматическая КПП позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне мощности. Благодаря различным датчикам, компьютер определяет, когда необходимо включить ту или иную передачу или остановить автомобиль. Так что водителю не стоит беспокоиться об оптимальном режиме работы двигателя, а можно сосредоточиться исключительно на вождении.

Раз компьютер выбирает оптимальный режим работы мотора, и на его работу не влияет настроение или навыки водителя, то возникает закономерный вопрос: почему тогда расход топлива увеличивается? Ответ на этот вопрос кроется в гидротрансформаторе – устройстве, которое передает мощность от двигателя на автоматическую трансмиссию. В автоматической коробке передач он играет роль сцепления. Большое преимущество такой системы в плавности передачи усилия. Однако КПД гидротрансформатора значительно ниже, чем у зубчатых передач, что и вызывает дополнительный расход топлива. 

Читайте также: Коробка передач АМТ — что это такое?

korobka-robot-min.jpgТрансмиссии с роботизированным переключение передач, или «роботы», как их иногда называют, объединяют два предыдущих вида коробок. По своей сути, это механическая коробка переключения передач с двумя валами и сцеплением, которыми управляет компьютер. Таким образом, КПД такой коробки выше, двигатель всегда работает в оптимальном режиме, что позволяет получать максимум комфорта от езды.

variator-cvt.jpgВариатор — это бесступенчатая коробка переключения передач. Такая трансмиссия достаточно простая. Крутящий момент изменяется плавно, что обеспечивает абсолютную плавность хода. КПД такой коробки довольно высокий, так как отсутствуют дополнительные механизмы и шестерни.

Вариатор состоит из двух шкивов, способных менять свой размер, и соединенных специальным ремнем, что позволяет подбирать наилучшее соотношение передаточных чисел.

Недостатком вариатора является его ограниченная применяемость, связанная с невозможностью использовать на достаточно мощных двигателях. Так что основная сфера применения такой системы переключения передач – городские малолитражные автомобили и скутеры. 

Читайте также: Подробно о том, что такое вариаторная коробка передач.

Вин дает полную информацию об автомобиле, указывая не только на его марку и модель, но и на элементы ходовой части. Поэтому можно узнать вид двигателя и тип коробки передач по VIN. Такая информация дает представление о ходовых качествах транспортного средства. А вот тип коробки передач в ПТС не указывается. В этой статье разбираем самую популярную тему, с которой вас знакомит теория вождения с первых уроков – какие бывают КПП.

Принцип работы КПП

Коробка передач – это пошаговая система, передающая силу от двигателя на колеса. КПП работает на основе рычажной системы, которая позволяет при помощи рычага уменьшить необходимое усилие для приведения устройства в работу. Прилагаемое усилие будет обратно пропорционально длине рычага. Для правильного распределения мощности и передаваемого крутящего момента в коробках имеются шестерни разного размера. Работа механизма схожа с переключением скоростей на горном велосипеде, хотя КПП автомобилей имеет более сложную архитектуру.

Важно! Не стоит путать виды КПП с типами раздаточных коробок передач, которые необходимы для разнорежимной раздачи мощности между осями. Это два разных элемента трансмиссии.

Отрасль постоянно развивается и конструкции модернизируются. Поэтому нужно знать, какие типы коробки передач используются в автомобилестроении.

Механическая коробка передач

Более известна как “ручка” или “механика”. Это первый тип ступенчатой коробки передач. Они требовательны к водителям, ведь для ускорения и замедления транспорта необходимо работать педалью сцепления и вручную переключать передаточные значения при помощью рычага, расположенного в центральной панели автомобиля.

Автоматическая коробка передач

Более простая в управлении коробка, получившая благодаря этому широкое распространение. Для движения достаточно перевести рычаг в положение “Drive”. Но сама конструкция автоматической КПП сложнее принципа работы механической, что прямо пропорционально влияет на стоимость ремонта.

АКПП обязательно имеет “мозги”, необходимые для управления автоматикой. Без такого микрочипа автомобиль не будет знать, что необходимо переключаться, даже если обороты удерживаются в красной зоне.

Роботизированная коробка передач

Это улучшенный вариант АКПП. Обычный “автомат” самостоятельно выбирает, когда необходимо переключать передаточное число в зависимости от оборотов автомобиля, при этом не учитываются особенности вождения, накладываемые характером езды автолюбителя или погодой.

Чтобы исправить этот недостаток, в комфортные “автоматы” превратили в гибридные варианты, которые позволяют водителю при помощи специального селектора повышать или понижать передаточное число. Возможность переключения реализовывается в виде “лепестков” или рычага переключения с двумя функциями: плюс и минус.

Типтроник позволяет при желании водителю контролировать механическую коробку без необходимости выжимать сцепление. В остальных случаях при вождении не потребуется даже прикасаться к селектору.

Вариатор (CVT)

Такая разновидность коробки передач применяется в современных скутерах, когда переключение не требуется. Аналогичные конструкции внедряются и в ходовую часть автомобилей, исключением являются модели, оснащенные мощными двигателями, которые не смогут раскрывать свой потенциал в связке с CVT. Вдобавок к этому – коробка при агрессивной езде быстро изнашивается.

Вариатор – это два шкива, которые могут менять свой размер для изменения передаточного числа, соединенные ремнем. Такая конструкция позволяет избавиться от характерного толчка во время переключения передач.

Тип коробки передач CVT может показаться необычным для любителя “классики” из-за принципа работы и странного звука. Автомобиль плавнее набирает и сбрасывает обороты, по сравнению с АКПП. Для имитации стандартной КПП производители автомобилей с вариаторами интегрируют подрулевые переключатели.

Единственный минус – ресурс. при езде в “гражданском режиме” вариаторы часто ломаются: средний пробег коробки составляет 100 тыс. км.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Такие коробки используются на гоночных и спортивных автомобилях. DCT – это гибрид из автоматической, механической КПП и компьютера. Водитель может доверить всю работы компьютеру или взять управление автомобилем в свои руки, переключая передаточные числа при помощи подрулевых лепестков или кнопок на руле. Для реализации такой возможности механизм оснащается двумя муфтами переключения. При этом автоматика может быть запрограммирована водителям под свой стиль вождения.

DCT осуществляет переключение за доли секунды – эта скорость и стала причиной установки таких КПП на мощные гоночные автомобили. Второе преимущество – компактность, ведь такие типы коробок передач устанавливается даже на мотоциклы.

Односкоростная коробка передач

Такой тип коробки переключения передач устанавливался еще на заре автомобилестроения. Тогда КПП напрямую передавала мощность от мотора на колеса. После изобретения возможности переключения скоростей технология была забыта, но теперь она вернулась в отрасль электроавтомобилей.

Электрический двигатель может работать в любом диапазоне оборотов, автомобиль может ускоряться на любой скорости, пока не достигнет своего максимума. Поэтому определить тип коробки передач можно, если автомобиль не переключает скорости. Но в некоторых электроавтомобилях реализована искусственная возможность переключения, чтобы потребитель смог привыкнуть к личному транспорту на чистой энергии.

Полуавтоматическая коробка передач (IVT)

Такая система включает в свою конструкцию классическое сцепление, но которое контролируется компьютером. Благодаря этому автомобиль становится мягче и упрощает процесс вождения. По желанию автолюбителя IVT может быть переключена в полностью ручной режим. Представителями такого типа КПП являются коробки с двойным сцеплением и секвентальная коробка.

Назначение и типы коробки передач напрямую зависят от стоимости автомобиля, его характеристик и класса. Водитель, приобретающий автомобиль, должен учитывать, что стоимость ремонта разных КПП отличается, как и их конструкция. Отсюда исходит, что самым выгодным вариантом являются типы МКПП, но она не такая удобная, как “автомат”. Поэтому у каждого конструкционного решения есть плюсы и минусы.

Независимо от КПП, каждому водителю требуется пройти курсы экстремального вождения в Москве или любом другом городе. Только так вы сможете почувствовать всю машину и быстрее к ней привыкнуть.

запишитесь на первое бесплатное занятие!

Коробка передач или КПП —  это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных  только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

  • сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
  • низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
  • сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Устройство автомобиля

Главным элементом в любом автомобиле является двигатель внутреннего сгорания.

В результате сгорания топлива энергия передается на поршни, которые через шатуны передают вращение на коленчатый вал. Коленвал через маховик связан с трансмиссией – системой распределения крутящего момента на ведущие колеса. Так вот коробка передач как раз и распределяет этот момент вращения, то есть при одинаковом уровне оборотов коленвала автомобиль может передвигаться с разными скоростями, или вообще ехать задним ходом.

Коробок передач есть несколько основных видов:

  • механика;
  • автомат;
  • вариатор;
  • роботизированная.

Механическая коробка передач использовалась еще на заре автомобилестроения. В наиболее простом виде, она представляет из себя два вала – первичный и вторичный, на которые надеты шестерни. Для каждой передачи есть своя пара взаимодействующих шестерен. На первичный вал усилие передается от коленвала, а вторичный вал распределяет этот момент движения на колеса.

Mehanicheskaya-korobka-peredach.jpg

Водитель самостоятельно выбирает нужную передачу вручную в зависимости от условий движения с помощью рычага КПП.

Рычаг КПП связан с шестеренками через вилки переключения передач. Выжимая сцепление, водитель отсоединяет КПП от двигателя, как раз в этот момент и происходит переключение передач. Надавливая на рычаг и передвигая его, водитель отключает одну передачу и включает другую – при этом вилка одной передачи отсоединяется от пары шестеренок, а другая вилка задействуется и входит в сцепление с другой парой шестеренок.

Автоматическая коробка передач по своему строению и принципу работы схожа с механической. Вся разница состоит в том, что за сцепление отвечает специальный блок – гидротрансформатор. Водителю не нужно выжимать сцепление, поскольку такой педали в автомобилях с АКПП попросту нет.

Avtomaticheskaya-korobka-peredach.jpg

Чтобы увеличить скорость, водитель жмет на газ, чтобы уменьшить скорость – на тормоза, а переключение передач происходит в автоматическом режиме.

Переключать передачи нужно только в том случае, если вы желаете включить задний ход, припарковаться или поставить автомобиль на нейтраль. Автоматика пользуется большим спросом, поскольку значительно упрощает процесс вождения, однако для ее бесперебойной работы используется большое количество разнообразных датчиков, анализирующих режим езды и выбирающих оптимальные передачи.

Роботизированная коробка передач – это что-то среднее между механикой и автоматом. Переключение передач происходит с помощью электронного блока, который самостоятельно регулирует режимы поездки, автоматически смыкает и размыкает сцепление. Роль водителя сводится лишь к выбору желаемого режима езды, а автоматика уже сама выбирает нужные передаточные числа и шестерни.

Robotizirovannaya-korobka-peredach.jpg

Роботизированные коробки чаще всего выпускаются с двумя дисками сцепления, один из которых отвечает за четные передачи, другой – за нечетные. Такой тип трансмиссии называется преселективным, то есть водитель выставляет нужную передачу, а все остальное делает электроника.

Вариаторная коробка передач – это образец КПП, построенной совершенно по другому принципу. Здесь нет шестеренок, вместо них установлены два конусоподобных шкива, между которыми натянут клиновидный ремень или цепь. Ремень передвигается по шкивам и в результате этого меняется передаточное число. Ход такой коробки передач очень плавный, правда использовано большое количество электроники. Вариатор называют также бесступенчатой трансмиссией.

Variatornaya-korobka-peredach.jpg

Водителю не нужно выжимать сцепление и переходить с передачи на передачу. Селектор используется только для включения заднего хода, включение нейтрали и режима парковки.

Любой тип трансмиссии имеет свои подвиды, которые различаются количествами передач, конструкцией, принципами работы. На данный момент все больше людей склоняется к вариаторам и роботизированным КПП, хотя настоящий водитель должен без труда ездить с любой коробкой передач.

Используемые источники:

  • https://avtonov.com/виды-коробок-передач/
  • https://form-auto.ru/blog/tipy-korobok-peredach/
  • https://autodromo.ru/articles/korobka-peredach-naznachenie-vidy-korobok-peredach-ih-preimushchestva-i-nedostatki
  • http://vodi.su/vidyi-korobok-peredach/