Коробки передач — виды и типы коробок, их отличия, назначение МКПП и АКПП в автомобилях

Коробки передач — виды и типы коробок, их отличия, назначение МКПП и АКПП в автомобилях

Современные автомобили не будут работать без коробки передач, этот узел не менее важен, чем мотор и пока незаменим. В современных авто предлагаются такие виды коробок передач – механика, автоматика, роботы и вариаторы разных типов. Какой тип выбрать для себя, каждый решает сам, изучив все плюсы и минусы разновидностей.

Для чего предназначена коробка передач?

Зачем вообще нужна коробка передач в машине: она не только передает вращение от мотора на колеса, но и регулирует обороты шасси за счет смены передаточного числа, позволяя машине легче разгоняться и быстрее останавливаться.

Несмотря на множество вариантов трансмиссий, принцип их работы одинаковый: переключение ступеней в зависимости от требуемой скорости машины. На повышение – когда авто разгоняется и на понижение при торможении.

Служит коробка передач (любого типа) весь срок эксплуатации машины, при условии соблюдения правил обращения и сроков технического обслуживания.

Какие бывают виды коробок передач в автомобиле?

Рассмотрим все разновидности коробок передач, которые доступны автомобилистам на сегодняшний день:

1. Механика – наиболее древняя разновидность, тем не менее, еще не утратила свои позиции;
2. Автоматика – быстро развивающаяся альтернатива механики, пока не успевшая втеснить ее с рынка;
3. Роботы – это вариант совмещения механики и автоматического управления переключением, перспективный конкурент автоматики за лидерство;
4. Вариаторы – отдельной тип трансмиссии, более близкий к автоматическим КПП, однако сильно отличающийся по устройству;

На этом классификация коробок передач в машине заканчивается, все они отличаются друг от дружки размером, устройством и способом управления.

Бесступенчатые

Вариатор – бесступенчатый тип трансмиссии, своего рода эволюционировавший автомат. Считается, что за вариаторами будущее, так как они наиболее выносливы в городских условиях.

Постоянные пробки – сильно изнашивают обычный автомат, который вынужден постоянно переключаться с первой ступени на другую и обратно, либо удерживать одну передачу в ожидании разгона. Детали автомата при этом находятся в постоянном движении, что взывает увеличение расхода горючего и повышает износ трансмиссии.

Интенсивная переработка автомата под городские условия привели к созданию вариаторов. CVT — называется коробка передач вариатор расшифровка – (трансмиссия без ступеней). Это бесступенчатый автомат, имеющий гидравлический трансформатор и пару раздвигающихся роликов, связанных посредством ремня трапециевидной формы.

Передаточное число меняется за счет выталкивания ремня наружу (увеличивает радиус) либо проваливания ремня внутрь ролика (снижает радиус). Трансформатор гидравлический используется только на движение с места, затем происходит его блокировка.

Тороидальный тип вариатора имеет два конусных диска в виде нижней половин волчка (юлы). Вращение от одного диска к другому передают два ролика. Смещение роликов в сторону одного из дисков повышает либо, снижает передаточное число. Несмотря на простоту конструкции, сегодня тороидальные вариаторы в машинах не встречаются, по причине их низкой долговечности. Возможно, они будут использоваться в будущем, после доработки.

Роботизированные

Модель коробки передач робот — это эволюционировавшая механика, где все работает как внутри механической КПП, но ступени переключаются не водителем, а автоматикой. Сцеплением тоже управляет электроника. Робот совместил в себе удобство от автоматических КПП с надежностью и выносливостью механики.

Дисков сцепления у робота бывает один и два. Одно дисковые роботы проигрывают двухдисковым по долговечности службы сцепления и мягкости переключения скоростей, поэтому будущее за роботами с двумя сцеплениями.

Одно сцепление включается для работы четных ступеней (2,4), второе – для нечетных (1,2,5). Получается, что вместе со ступенью выключается одно сцепление и включается второе. Это обеспечивает мягкий переход с одной скорости на другую без рывков, дергания и падения скорости.

Сцепления у робота бывают двух видов — сухое и мокрое:

• Сухое применяется в маломощных двигателях легковых автомобилей, их вращающий момент не превышает 250 Нм;
• Мокрое используется для мощных моторов, с вращающим моментом 350 Нм и выше;

Механические

Механическая коробка передач сокращенно – МКПП, является самой первой трансмиссией, изобретенной больше сотни лет назад. Изначально ступени переключались ремнем, который перескакивал между шкивами, меняя передаточное число. Сегодня так переключаются скорости на спортивных велосипедах.

Сейчас, ступени в механике переключаются за счет специальных муфт – синхронизаторов. Изменение передаточного числа происходит за счет зацепления разного диаметра шестеренок. Передач в разных МКПП разное количество. Наиболее часто в легковых авто используется пяти ступенчатая коробка передач.

Кроме того, механика подразделяется на коробки с двумя валами и тремя валами. Два вала используют, как правило, в легковых машинах с передним приводом. Трех валовые КПП применяются в машинах с передним и задним приводом, как в легковушках, так и в грузовиках.

Автоматические

С целью повышения комфортности управления машиной, были разработаны и изготовлены АКПП. В автоматах, ступени переключаются сами, при достижении автомобилем определенной скорости. Реализовать идею вышло далеко не сразу, первое серийное производство автоматов было налажено только в 1947 году, фирмой Бьюик.

Появилась гидромеханическая трансмиссия вследствие трех разных разработок:

1. Планетарного редуктора;
2. Гидротрансформатора;
3. Гидравлической системы переключения передач;

Объединением этих трех технологий получили современный вид АКПП, которая работает иначе, чем механика и имеет особое устройство, хотя назначение и принцип работы остался неизменным.

Гидравлический трансформатор является преобразователем вращающего момента и состоит из статора, насоса и турбины. Все эти элементы объединены в общий корпус. Заполнен трансформатор смазочной жидкостью АТФ. Двигатель приводит в действие насос. Он создает поток жидкости, вращающий турбину и колесо статора. Отсюда вращение мотора передается к планетарной передаче.

Передача планетарная выполнена их сателлитов (специальных шестерен), которые крутятся вокруг центральной (главной) шестерни. Имеется и внешняя кольцевая шестерня, которая не дает разбегаться сателлитам. Изменение передаточных чисел в АКПП происходит за счет фиксации различных элементов планетарной передачи относительно друг дружки. Чтобы иметь больше вариантов передаточных чисел (ступеней), в АКПП может применяться сразу несколько таких передач.

Гидравлическая составляющая действует как симбионт с остальными элементами автоматической трансмиссии. Подходит сравнение с кровеносной системой организма. Кроме рабочего давления, необходимого для работы всей системы, АТФ обеспечивает смазку всех деталей и их охлаждение. Вдобавок, происходит очищение механизма от загрязнений.

Чем отличаются?

После того как мы рассмотрели, какие бывают коробки передач на авто, переходим к их главным отличиям. Кроме внутреннего устройства, описанного выше, коробки отличаются способом переключения ступеней:

• В механике переключать передачи приходится водителю, с помощью специального рычага на коробке и педали, отключающей сцепление;
• В автоматике, сцеплением является гидравлический трансформатор, через жидкость происходит передача вращения. В автоматике включением передач занимается сама коробка, водитель лишь включает селектором направление движения – A либо D, ехать вперед. R – назад. N – нейтральная передача. P – положение для стоянки. L – пониженная передача, помогающая преодолевать препятствия;
• В роботе, механическая коробка переключается сигналами от автоматики. Есть режимы, схожие с автоматикой – вперед, назад, нейтральное положение. Кроме того, водитель может управлять роботам вручную, как механической КПП;
• Вариатор не имеет ступеней, есть только включение вперед, назад и парковка, переключение режимов происходит с выжатой педалью торможения;

На этом отличие коробок передач заканчивается. Остается сравнить их недостатки и преимущества.

Плюсы и минусы АКПП и МКПП

Механика и автоматика не лишены своих положительных и отрицательных качеств. Достоинства механики:

• Простота, надежность и долговечность конструкции;
• Имеет экономичный режим передвижения;
• В ремонте и обслуживании не дорогая;
• Облегчает управление машиной в движении по бездорожью;

• Неудобна при движении в городском потоке;
• Новичкам трудно быстро освоиться с ее управлением;

• Удобны и комфортны в управлении;
• Сохраняют плавный ход при смене ступеней;
• Защищают мотор от перегрузки, в случае включения неверной ступени;
• Передачи легко меняются даже если мотор разогнался до полной мощности;

• Высокая цена ремонта и технического обслуживания;
• Сниженный КПД;
• Повышенный расход горючего;
• Сниженная динамика машины

Плюсы и минусы роботов и вариаторов

Сравним положительные и отрицательные стороны вариаторов и роботов. Достоинства робота:

• Плавно переключается и улучшает плавность хода;
• Имеет повышенный КПД;
• Экономит топливо;
• Повышает динамику машины;
• Позволяет менять режим работы (автомат/ручное управление);

• Невысокая надежность электромеханической составляющей (в первых поколениях);
• Высокая стоимость в ремонте и обслуживании (с мокрым сцеплением);
• Роботы плохо переносят тяжелые дорожные условия;

Положительные стороны вариаторов:

• Не ощущается переключение ступеней;
• Экономят топливо;
• Повышают динамику авто;

• Дороговизна в ремонте и техническом обслуживании;
• Несовместимы с мощными агрегатами;
• Чувствительность к повышенной нагрузке (прицепы, перегрузки);
• Плохо переносят тяжелые условия эксплуатации;
• Слишком много датчиков, контролирующих работу CVT;

Популярные типы коробки передач на авто

Наиболее популярной среди владельцев авто стала КПП DSG, выпускаемая немецким концерном VAG. DSG — будет расшифровываться как трансмиссия с прямым переключением ступеней с двумя сцеплениями (фактически представляет собой две коробки, работающие попеременно). По классификации это робот. Новой моделью трансмиссии DSG 7 сегодня оснащаются автомобили Фольксваген, Сиат и Шкода.

Второй по популярности стала коробка S-tronic, которой оснащаются машины марки Ауди. Это тоже вид роботизированной трансмиссии от VAG, потому что Ауди давно уже принадлежит этому концерну.

Дурную славу роботам принесли первые поколения трансмиссий вышедших в серию. Они имели много проблем с вилками, которые переключают ступени и мехатронной составляющей. Часто подводил дифференциал. Инженеры решили все проблемы, поэтому роботы современного поколения – достойный конкурент всем остальным трансмиссиям.

Послесловие

Выбирайте коробку под свой вкус и требования, а так же под любимый стиль вождения. Приобретая подержанный автомобиль, следует убедиться, какая коробка на нем стоит, и не сняли ли с производства этот тип трансмиссии. Модели 2010 годов с роботами лучше не брать, это старые капризные трансмиссии первого поколения. Если производство прекращено, будет крайне трудно и дорого отыскать запчасти.

Устройство и неисправности механической КПП. Как она работает

Трансмиссия любого автомобиля – это система, выполняющая функции преобразования, распределения и доведения крутящего момента от двигателя до ведущих колес. Коробка передач является наиболее важным элементом данной системы.

КПП: функции и основные типы

Коробка передач автомобиля предназначена для преобразования и распределения крутящего момента двигателя для последующего доведения его до ведущих колес, а также для изменения объема тяговых усилий при различных условиях движения транспортного средства. Кроме того, она призвана обеспечить разобщенную работу ведущих колес и двигателя (например, при прогреве двигателя или его работе на нейтральной передаче).

На данный момент существует четыре основных типа коробки:

1. механические;
2. роботизированные;
3. автоматические;
4. вариатор.

Механическая КПП («механика», МКПП) имеет самый простой принцип работы. Она представляет собой цилиндрический редуктор, для которого предусматривается ручной способ переключения передач.

Роботизированная коробка передач («робот») – это обычная «механика», в которой функции включения и выключения сцепления, переключения скоростей полностью автоматизированы. Управление данными процессами осуществляется специальными сервоприводами, которые контролируется электроникой.

Автоматическая КПП («коробка-автомат», АКПП) включает в себя гидротрансформатор, который заменяет сцепление и обеспечивает функцию регулирования крутящего момента, и механическую коробку передач (чаще всего, планетарный редуктор).

Вариатор – это бесступенчатая коробка передач, в которой используется гидравлический или механический принцип работы при преобразовании крутящего момента. Для вариатора, вообще, не существует понятия «передача»; он выдает их бесчисленное множество.

В настоящий момент и вариатор, и «робот», и «автомат» объединяют одним понятием — автоматическая коробка передач, которая в споре с «механикой» начинает постепенно одерживать верх. Однако до сих пор самой популярной остается МКПП. Это обусловлено следующими факторами:

1. максимальной простотой конструкции;
2. надежностью деталей и узлов к механическому воздействию и перегрузкам;
3. относительной дешевизной обслуживания и ремонта (даже капитального).

Благодаря данным качествам, механическая КПП – это самый распространенный тип коробки передач. Поэтому, не зря, современные автоматические АКПП снабжают функцией ручного переключения передач (например, типтроник).

Основные виды МКПП

Акцентируем внимание на «механике». Это будет наиболее оптимальным хотя бы потому, что знание МКПП позволит при определенных навыках и умениях осуществить ее текущее обслуживание и даже ремонт.

«Механика» — это ступенчатая коробка передач. Иными словами, принцип работы механики заключается в следующем: крутящий момент двигателя изменяется ступенями — парами взаимодействующих друг с другом шестерен. У каждой ступени определенное передаточное число, преобразовывает скорость вращения коленвала двигателя и обеспечивает вращение с необходимой угловой скоростью.

Число ступеней, которыми комплектуется коробка передач, лежит в основе классификации механических КПП. Так, выделяют:

1. четырехступенчатые;
2. пятиступенчатые;
3. шестиступенчатые и более.

Наиболее оптимальным вариантом у специалистов считается пятиступенчатая КПП, которая и является наиболее распространенной в среде «механики».

Вторым критерием классификации механической коробки является количество валов, используемых при преобразовании и распределении крутящего момента двигателя. Существуют трехвальные КПП (используемые преимущественно на заднеприводных транспортных средствах) и двухвальные (применяемые на переднеприводных автомобилях).

Устройство двухвальной КПП и принцип ее работы

Ограничимся анализом наиболее распространенного вида механической коробки передач — двухвальной. Устройство механической коробки передач включает в себя следующие детали и узлы:

1. первичный (или ведущий) вал;
2. блок шестерен первичного вала;
3. вторичный (или ведомый) вал;
4. блок шестерен вторичного вала;
5. механизм переключения передач;
6. муфты синхронизаторов;
7. картер;
8. главную передачу;
9. дифференциал.

Функции первичного вала сводятся к передаче крутящего момента двигателя (посредством соединения со сцеплением). Блок шестерен первичного вала жестко закреплен на валу.

Вторичный вал располагается параллельно первичному. Его шестерни, свободно вращающиеся на валу, находятся в зацеплении с шестернями первичного вала. Кроме того, на ведомом валу находится в жестко закрепленном состоянии шестерня — элемент главной передачи.

Назначение главной передачи и дифференциала сводится к передаче крутящего момента к ведущим колесам транспортного средства. Механизм переключения обеспечивает выбор необходимой передачи в конкретных условиях движения автомобиля.
Несмотря на то, что устройство коробки (двух — и трехвальной) различаются, принцип их работы один и тот же.

Нейтраль исключает подачу крутящего момента с двигателя на колеса. Перемещение рычага (включение передачи) означает перемещение муфты синхронизатора специальной вилкой. Муфта синхронизирует угловые скорости вторичного вала и соответствующей шестерни. Затем зубчатый венец муфты зацепляет зубчатый венец шестерни, что обеспечивает блокировку шестерни вторичного вала на самом валу. В итоге коробка передает крутящего момента с определенным передаточным числом от двигателя автомобиля на ведущие колеса.

Принцип работы механической коробки при переключении передач абсолютно идентичен.

Основные неисправности МКПП

Неисправности МКПП определяются особенностями ее устройства и эксплуатации. Наиболее распространенными техническими проблемами механической коробки передач являются следующие.

1. Затрудненное переключение (или включение) передач.
Указанная неисправность обусловлена выходом из строя механизма переключения передач, износом и заеданием синхронизаторов или шестерен, недостаточным уровнем или низким качеством трансмиссионного масла в картере.

2. Непроизвольное выключение передач.
Это обстоятельство (именуемое в просторечии — «вылетает скорость») определяется неисправностями блокировочного устройства (например, шариков-фиксаторов) и критическим износом синхронизаторов и шестерен.

3. Устойчивый шумовой фон при работе.
Данную неисправность необходимо конкретизировать. Специалисты выделяют три ее проявления:

• шум при работе коробки;
• шум при работе только одной конкретной передачи;
• шум коробки при нейтральном положении рычага управления.

Общий шум коробки обуславливается изношенностью или повреждением подшипников, шестерен, синхронизаторов, шлицевых соединений, а также пониженным уровнем трансмиссионного масла в картере. Шум при работе одной из передач является показателем изношенности или повреждения конкретных шестерен и синхронизаторов. А вот шумовой фон в позиции «нейтраль» чаще всего свидетельствует об износе подшипника ведущего (первичного) вала.

4. Подтекание трансмиссионного масла.
Эта проблема коробки передач связана с избытком смазки в КПП или общей негерметичностью картера, вызванной повреждением сальников, уплотнительных прокладок, ослаблением крепления крышек.
Чаще всего описанные выше неисправности, связанные с износом и повреждением деталей и узлов, ликвидируются исключительно их заменой. Причем наиболее предпочтительным в этом деле является обращение в специализированный автосервис.

Основы эксплуатация и обслуживания МКПП

При соблюдении правил эксплуатации, правильном техническом и сервисном обслуживании у водителя не должно возникнуть проблем с КПП автомобиля. В этом случае она работает вплоть до окончания срока эксплуатации транспортного средства.

В процессе работы коробки необходимо постоянно контролировать уровень смазки – трансмиссионного масла – и выдерживать необходимый показатель, не допуская ни его превышения, ни занижения. В первом случае в КПП будет концентрироваться избыточное давление, во втором – не будет обеспечиваться должной смазки трущихся узлов и деталей, что приведет к уменьшению срока их работы. Кроме того, важной профилактической мерой является периодическая полная замена смазки, которая осуществляется в соответствии с технической документацией транспортного средства. Этот принцип эксплуатации КПП можно контролировать водителю самостоятельно, без привлечения специалиста.

Весьма часты случаи возникновения механических неисправностей коробки в результате необоснованно агрессивной и грубой работы водителя с рычагом переключения передач. Важно помнить, что переключение скоростей – это смена режимов работы коробки (изменение ступеней). Резкая и быстрая смена передач может привести к быстрому выходу из строя механизма переключения, синхронизаторов, и валов с шестернями.

И еще один момент: важно контролировать, как работает коробка переключения передач. Никто и никогда не заменит человеческий фактор: водителю, ощущающему нестандартность работы КПП, необходимо либо самостоятельно найти и устранить причину неисправности, либо (что предпочтительнее) обратиться к сервис-мену на СТО.

Источник https://mojcar.ru/ustrojstva-avtomobilya/transmissiya/korobki-peredach.html

Источник https://znanieavto.ru/kpp/korobka-peredach-v-avtomobile.html

Источник