Кулачковая коробка передач

Кулачковая коробка передач

Если устроить соревнования по гонкам двух машин с одинаковыми показателями мощности, первая из которых будет обычной, а вторая – гоночной, то победа достанется именно ей. Залогом успешного заезда будет установленная коробка переключения скоростей кулачкового типа, основным преимуществом которой будет оперативное переключение скоростных режимов.

Содержание:

1. Что представляет собой кулачковая прямозубая коробка
2. Секвентальная коробка
3. Что лучше?
4. Традиционная коробка и автомат

Что представляет собой кулачковая прямозубая коробка

Устроена она просто и надежно, шестеренчатые зубья не скошены. Это гарантированно обещает, что трансмиссия будет работать без отвлечения на трение и вылеты передач.

Но главное достоинство заключается в одной особенности – в процессе езды передачи переключаются без использования сцепления. Все управляется силой, с которой нажимают на педаль газа. Кулачковая коробка передач – работает просто. Движением рычага на себя водитель переходит на высшую передачу, а от себя – на низшую. Своим названием кулачковое передаточное устройство обязано особым строением муфт включения – они представляют собой небольших размеров кулачки, численностью от пяти до семи штук.

На шестерне они сцепляются, создавая зазор, необходимый для оперативного переключения скоростей. Синхронизаторных элементов в данном устройстве не предусмотрено.

Секвентальная коробка

Последовательно передачи включаются на мотоцикле. «Нейтралка» там в большинстве случаев расположена между первой и второй скоростью. Такой же принцип механики устанавливается на трактора, большегрузные автомобили. Но чаще всего последовательность переключения скоростей используется в спортивных машинах, когда время очень дорого, и его не хочется терять почем зря. Применение гидравлики дает возможность ускорить процесс, максимально его сократив.

В секвентальном механизме основу составляет простая механическая коробка, немного модернизированная. Основным отличием считается то, что с ее применением переключаются скорости с меньшей на большую без изменения скоростного режима машины, чего нельзя сказать про обычную КПП.

Что лучше?

Уже отмечалось, что на некоторых коночных машинах используют коробку передач кулачкового типа. А если ее сделать секвентальной, то скорость переключения станет еще выше.

Ведь именно прямые зубья шестерен роднят такую транссмиссионную систему с секвентальной, давая возможность быстро выполнять включение.
Отличительные особенности
На машинах, оснащенных коробкой секвентального типа, рычаг для переключения расположен на рулевом управлении. Как правило, на колесе монтируются кнопки, необходимая из которых маркируется буквой «S». Переключение может выполняться в ручном либо автоматическом режимах, и коробка будет работать по трем вариантам:

• простом механическом;
• спортивном;
• с автопереключением, когда помощь водителя не требуется.

Преимуществами такой машины считаются следующие отличия:

• машина с секвентальной коробкой не имеет педали сцепления, как и с автоматическим устройством, что в принципе неплохо для начинающего водителя;
• для коробки имеется возможность управлять ей ручным либо автоматическим режимом;
  скорость перехода с одной передачи на другую возрастает, что положительно влияет на экономичность мотора.

Но известен и один минус – слабая сопротивляемость к изнашиванию механизма самой коробки.

Традиционная коробка и автомат

Первый вариант чаще всего встречается на машинах отечественного производства, и нейтральное положение в них находится посредине. Чтобы начать движение, приходится выжать сцепление и включить первую скорость. После этого, наращивая режим, передачи необходимо переключать последовательно.

Но нет помех, чтобы начать двигаться со второй скорости, если для этого подходит состояние дорожного полотна и возможности мотора. А если машину необходимо завести буксиром, то для облегчения действий есть возможность установить коробку на третью или четвертую скорости.
Коробку-автомат придумали, чтобы облегчить управление машиной. Переключение происходит автоматически, водителю остается только газом прибавлять или уменьшать режим.

Итак, применение кулачкового механизма создает сильную нагрузку на мотор, трансмиссию и даже привод. Да и шумовой эффект у нее значительный. Преимущества в вождении имеются, но они не компенсируют способные возникнуть недостатки.

Новая 8-ступенчатая коробка: спорт, гибрид, экология

Подробно об этой коробке «АБС-авто» писал в апреле 2012 года. Дело в том, что мы тестируем не автомобили как таковые, а узлы и агрегаты в составе автомобилей. Так было и в тот раз. Во время визита в Научно-производственный центр концерна ZF в Саарбрюкене нам дали возможность проверить разнообразные агрегаты этой марки в деле.

Мне повезло – я тогда оказался за рулем черного BMW 740 xDrive с полным приводом и весьма крутым нравом: под капотом притаился дизель мощностью 320 л. с., развивающий момент 640 Нм в диапазоне от 1800 до 3000 об/мин. Надо ли говорить, что на черном «бумере» стояла 8HP!

По-настоящему ее прелести ощущаешь только на автобане. А еще – на лесных холмах вблизи Саарбрюкена. А еще – на узких улочках немецких городков, через которые мы проезжали. Словом, везде, где довелось попробовать все режимы АКПП от «комфорта» до «спорта», когда переключение переходит в 2 раза быстрее. Но ты все равно не чувствуешь рывков, все происходит плавно, за этим следят аж 25 управляющих программ, «прошитых» в блоке управления.

А на другой встрече в 2015 году нам представили 8HP второго поколения. Этот агрегат разрабатывали с учетом современных и будущих требований к транспортным средствам и их приводам. Новые АКПП позволили сократить расход топлива, повысить комфорт водителя и пассажиров и продемонстрировали широкие возможности адаптации к запросам заказчиков.

Коробка 8HP может использоваться в любых типах и модификациях автомобилей – в гибридных, полноприводных и спортивных версиях, а также в легких коммерческих грузовиках и автобусах, подверженных солидным нагрузкам. Сегодня миллионы серийных 8-ступенчатых АКПП работают в более чем 600 сферах человеческой деятельности.

При разработке гибридного варианта особое внимание уделили оптимизации автономного электрического хода – так заявляли инженеры концерна в 2015 году. Прошло два года.

И вот сегодня…

Специалисты ZF и Porsche разработали модульную гибридную трансмиссию на базе новой 8-ступенчатой коробки передач с двойным сцеплением (8DT). Агрегат отвечает всем сегодняшним и будущим трендам в области приводов для спортивных автомобилей.

Новинка отличается быстротой переключения передач, высоким уровнем комфорта и гибкостью управления. Одной из ключевых целей разработки было создание версии с электроприводом.

Благодаря новой концепции расположения шестерен в конструкцию интегрировали гибридный модуль мощностью 100 кВт. При этом длина коробки передач осталась такой же, как и у существующей спортивной версии 7DT. Также была реализована опция со встроенной раздаточной коробкой для полноприводных автомобилей. В ней используется фрикционная муфта для передачи крутящего момента на передний мост при весьма умеренном расходе топлива.

Снижению потерь мощности в трансмиссии до 28% способствуют:

• широкий диапазон передаточных чисел;
• дополнительная восьмая передача;
• оптимизированная система смазки;
• усовершенствованный электронный блок управления, разработанный концерном ZF.

Новая коробка передач собирается на заводе ZF в Бранденбурге. Первым серийным автомобилем, оснащаемым трансмиссией 8DT, стал новый Porsche Panamera. А теперь о некоторых особенностях подробнее.

Слово руководителю разработки

«В новой спортивной АКПП 8DT нам удалось в небольшом монтажном пространстве объединить мгновенное переключение передач, высокую эффективность и возможность полностью электрического режима движения без ущерба для функциональности, – говорит д-р Юрген Грейнер, руководитель отдела разработок коробок передач для легковых автомобилей концерна ZF Friedrichshafen AG. – По сравнению с нынешней АКПП 7 DT новая 8-ступенчатая коробка передач с двойным сцеплением обладает более стабильным крутящим моментом, улучшенной спортивной динамикой, высоким уровнем комфорта и эффективности. При этом размеры остались неизменными. Более того, удалось уменьшить потери мощности на 28% процентов и увеличить и без того высокую скорость переключения».

«Первые шесть ступеней оптимизируют ускорение до пиковых показателей, – уточняет г-н Грейнер. – Две следующие ступени, седьмая и восьмая, напротив, действуя как повышающие, снижают число оборотов и расход топлива даже без использования электрического режима».

Четыре версии

Новая 8-ступенчатая коробка передач с двойным сцеплением подходит для автомобилей с передним продольным расположением силового агрегата и поставляется в четырех различных версиях – стандарт, полный привод, гибрид, гибрид с полным приводом.

Все модификации оснащаются тремя ступенями регулировки крутящего момента до 1000 Нм. Он изменяется благодаря модулям двухдискового сцепления. Но основная коробка передач и комплект шестерен при этом остаются неизменными, унифицированными. Это относится также к гидравлической системе, системе переключения, механизму блокировки трансмиссии на стоянке, а также электронному блоку управления вместе с программным обес­печением.

Чтобы получить максимально компактную базовую коробку передач 8DT, была разработана новая конструкция шестерен с двумя промежуточными и одним выходным (суммирующим) валом. Все неподвижные шестерни, расположенные на ведущих валах трансмиссии, задействуются многократно и более эффективно.

В итоге уменьшилось количество плоскостей вращения, а базовая коробка передач стала значительно короче. Благодаря этому удалось сохранить требуемую длину гибридного модуля и встроить его в ограниченное монтажное пространство.

Подобная конструкция зубчатых колес имеет еще одно преимущество. За счет модульного принципа конструкции возможны варианты ее использования не только в автомобилях с передним продольным расположением силового агрегата, но и в других конфигурациях.

Экология

Концерн ZF специально разработал компактный гибридный модуль для дополнительного варианта новой 8-ступенчатой коробки передач с двойным сцеплением. Он включает демпфер крутильных колебаний, разделительную муфту вместе с актуаторами, электродвигатель и может быть интегрирован в картер сцепления. Этот никак не сказывается на габаритах коробки передач, но повышает ее эксплуатационные характеристики.

Максимальная мощность 100 кВт, постоянная продолжительная мощность 55 кВт и крутящий момент 400 Нм позволяют автомобилю в полностью электрическом режиме развивать скорость до 140 км/ч. Разумеется, эта технология позволяет реализовать все остальные функции гибридного привода, включая рекуперацию энергии при торможении и режим поддержания уровня заряда.

Для полного привода

Интегрированная раздаточная коробка, устанавливаемая на полноприводные варианты АКПП 8DT, при необходимости передает дополнительный крутящий момент на передний мост. В полноприводных версиях используется многодисковая муфта мокрого типа, которая работает с постоянной пробуксовкой. Давление муфты меняется в зависимости от того, какой крутящий момент необходимо передать на передние колеса в той или иной дорожной ситуации.

Умная механика

Электронный блок управления трансмиссией (ЭБУ) с программным обеспечением для АКПП 8DT – собственная разработка концерна ZF.

ЭБУ располагается вне корпуса коробки передач. Это позволяет защитить электронику от воздействия высоких температур, которые возникают в поддоне трансмиссии и могут достигать 150 °C.

Электронное управление обеспечивает работу АКПП 8DT с максимальной эффективностью и с оптимальным расходом топлива. Причем с учетом взаимодействия с другими системами автомобиля. В специальном режиме ECO блок управления понижает давление в коробке передач при соответствующих дорожных условиях, что уменьшает потребляемую мощность без ущерба для комфорта и динамических характеристик движения.

В режиме «старт-стоп» ДВС может быть отключен уже на скорости 10 км/ч, и автомобиль будет двигаться по инерции до полной остановки. Кроме того, движение накатом с выключенным двигателем возможно и на более высоких скоростях.

Повышению эффективности АКПП 8DT способствует также система смазки, которую можно активировать по требованию. Она регулирует подвод масла к каждому отдельному участку трансмиссии в зависимости от дорожной ситуации и условий движения.

Система смазки состоит из двух насосов, соединенных через гидравлический блок управления. Координация и регулирование всех процессов осуществляется программой управления потоком охлаждающего масла Cool Oil Flow Management (COFM), заложенной в память ЭБУ. Она контролирует текущий расход масла, необходимого для каждого элемента трансмиссии. При этом для подачи жидкости в требуемом объеме используются оба насоса.

Кроме того, программа COFM обеспечивает оптимальное охлаждение зубчатых зацеплений, направляя поток масла именно в ту ступень трансмиссии, которая в данный момент передает мощность.

По материалам концерна ZF

Источник http://avtoshef.com/kulachkovaya-korobka-peredach/

Источник https://abs-magazine.ru/article/novaja-8-stupenchataja-korobka-sport-gibrid-ekologija-

Источник