Коробка передача: Коробка передач — Википедия – Механическая коробка передач — Википедия

Как работает коробка передач в автомобиле?

Простое объяснение, что такое коробка передач.

 

В автомобиле тысячи запчастей и компонентов. Но некоторые части любого автомобиля, контролируют именно то, что делает вашу машину именно движущимся транспортным средством, поэтому они играют более важную роль по сравнению с другими агрегатами автомобиля. К примеру, к очень важным частям любой машины относится коробка передач. Без нее крутящий момент от двигателя не смог бы достичь колес и ваш автомобиль не тронулся бы с места.

Да, мы не должны владеть углубленными знаниями об устройстве автомобиля. Но, что такое коробка передач обязан знать каждый водитель. Об этом сегодня и поговорим.

 

Смотрите также: Десять самых странных коробок передач

 

Есть два основных типа коробок передач, которые используются в большинстве автомобилей на мировом авторынке — ручная КПП и автоматическая. Сегодня мы остановимся на этих двух основных коробках передач, хотя стоит отметить, что в последние годы набирают популярность другие виды трансмиссий. К примеру, коробка передач с двойным сцеплением, которая работает по принципу механической трансмиссии, но с компьютерным управлением сцепления. Электроника сама автоматически выжимает сцепление, но скорости переключает водитель. Также получили распространение бесступенчатые автоматические коробки вариатор (CVT). Принцип действия подобной коробки основан на ременном приводе по аналогии с велосипедной цепной передачей. Также в последние годы на рынке стали появляться автомобили без коробок. Как правило, автомашины без трансмиссии используют только электрический двигатель. 

 

Прежде чем углубиться в описание принципа работы коробки передач, давайте обозначим основные термины:

 

Передача: В данном понимании передача представляет в коробке набор определенных шестерёнок, которые работая синхронно вместе, регулируют соотношение между скоростью двигателя и скоростью колеса. Также этот термин используется для описания каждой скорости коробки передач. К примеру, в автоматической коробки электроника автоматически выбирает какой вал с шестернями использовать для оптимальной передачи крутящего момента. В механической трансмиссии водитель самостоятельно выбирает необходимую скорость.

 

Передаточное отношение: это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего.

 

Сцепление: Механизм подключения или отключения двигателя к (от) системы передачи (коробки).

 

Коробка передач: Механизм передачи крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

 

Рычаг переключения передач: Рычаг, который водитель использует для управления коробкой передач и выбора нужной скорости. 

 

Теперь перейдем непосредственно к описанию, как работают две наиболее распространенные коробки передач. 

 

 

Механическая коробка передач

 

Несомненно, во всем мире в настоящий момент автоматическая коробка передач стала самой популярной. Согласно статистике мировых продаж автомобилей, львиная доля всех проданных новых транспортных средств в 2014 года, были оснащены автоматической трансмиссией. Но тем не мене, механическая коробка передач вопреки прогнозам пока, что по-прежнему используется в мировой промышленности. Как правило, механическая трансмиссия более проста по своей конструкции и по своему принципу работы. Именно с нее мы и начнем.

 

Технологии, которые экономят расход топлива

 

 

По своей основной конструкции механическая коробка представляет собой набор зубчатых шестерен и валов (входные и выходные валы). Шестерни одного вала взаимодействуют с шестернями другого вала. В результате соотношения между включенной передачей на входном валу и включенной передачи на выходном валу определяет общее передаточное число определенной передачи.

 

Водитель выбирает нужную передачу на механической коробке передач, перемещая рычаг переключения скоростей. Рычаг управляет движением передач вдоль входного вала. Перемещая рычаг вперед или назад, выбирается нужный набор шестеренок для включения необходимой передачи. Как правило, при переключении рычага верх или вниз два набора шестерней находятся на одном валу. При переключении рычага влево или вправо выбор набора шестеренок происходит на разных валах.

 

Как ездить на механике: Десять простых шагов

 

 

Чтобы включить передачу в механической коробке передач водитель нажимает сначала на педаль сцепления, в результате чего крутящий момент двигателя при выжатом сцеплении не передается на коробку, поскольку двигатель отключается от входного вала КПП. Это позволяет с помощью рычага коробки выбрать нужную скорость, подключив нужный набор шестерен. После выбора необходимой передачи водитель отпускает педаль сцепления, и крутящий момент начинает передаваться на первичный вал и далее на выбранный вал, который в свою очередь передает крутящий момент на привода и колеса.

 

Автоматическая коробка передач

В автоматической коробке передач процесс работы намного сложнее в отличие от механики. Одно из самых заметных различий между механической и автоматической коробкой, это то, что автоматическая трансмиссия не использует муфты. Как правило, автоматическая коробка использует гидротрансформаторы, которые и отключают двигатель от коробки (от вала с набором шестерен).

 

Функция гидротрансформаторов основана на принципах гидродинамики, которую в рамках этой статьи объяснить реально сложно. Для этого необходимо подключить математику и другие естественные науки. Но основной смысл прост. Когда двигатель работает на небольших оборотах, небольшой крутящий момент передается с помощью жидкости и различные каналы на набор шестеренок. Когда двигатель работает быстро, то крутящий момент передается на валы напрямую. 

 

Благодаря преобразованию крутящего момента, шестерни в коробки могут свободно делать свою работу без участия водителя. Но как коробка автоматически выбирает необходимую скорость, которую в механической трансмиссии выбирает водитель вручную?

 

В отличие от механики где, как правило, конструкция коробки представляет два параллельных вала, автоматическая коробка использует планетарное расположение валов с шестернями. В отличие от механической коробки, в автоматической трансмиссии используется огромный выбор различных наборов шестерен, которые автоматически подключаются к передаче крутящего момента в зависимости от скорости.

 

Вместо ручного переключения скоростей используется гидравлическое автоматическое переключение скоростей, которое управляется электроникой. Коробка управляется специальным модулем, в который запрограммированы все соотношения передаточных чисел. В зависимости от подключаемого набора планетарного механизма, электронная программа определяет какую передачу включить с помощью гидравлического автоматического управления.

 

 

 

Подрубрика сайта: Коробка передач

Что выбрать: вариатор или механикуКоробка передач

Еще совсем недавно, когда речь заходила о выборе коробке передач на автомобиле, у автолюбителя было только два варианта: автомат или механика.

Устройство и принцип работы классической АКППКоробка передач

С развитием автомобилестроения и выпуском новых видов трансмиссий вопрос, какая коробка передач лучше, становится все более актуальным. АКПП —

Устройство и принцип работы вариатора CVTКоробка передач

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения

Устройство и принцип работы механической коробки передачКоробка передач

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно

Устройство и принцип работы коробки передач MultitronicКоробка передач

Вариатор Multitronic представляет собой усовершенствованную разновидность бесступенчатой коробки передач CVT, разработанную компанией Audi.

Назначение и принцип работы основных датчиков АКППКоробка передач

Автоматическая коробка передач автомобиля управляется электрогидравлической системой. Сам процесс переключения передач в АКПП происходит за счет давления

Устройство и принцип работы синхронизатора КППКоробка передач

Синхронизатор КПП — механизм, предназначенный для выравнивания частоты вращения вала коробки передач и шестерни. Сегодня практически все механические

Устройство, принцип работы и разновидности коробки передач DSGКоробка передач

Новые разработки в области автоматических коробок передач дают автолюбителю большие возможности для выбора. А с появлением на рынке роботизированной коробки

Автомат или механика: что лучшеКоробка передач

При выборе новой машины не последнюю роль  играет тип коробки передач, установленной на ней. На сегодняшний день все применяемые трансмиссии можно поделить

Что такое АКПП Tiptronic и как она работаетКоробка передач

Главное предназначение любой коробки передач – обеспечение необходимого диапазона изменения крутящего момента при различных режимах движения автомобиля.

Cеквентальная коробка передач что это такое принцип работы

Большинство людей, интересующихся автомобильной промышленностью, привыкли к тому, что автомобиль может передвигаться либо с помощью механической трансмиссии, где все переключения осуществляются напрямую водителем из салона авто, либо при помощи её более комфортабельного аналога – автоматической коробки передач, которая самостоятельно отвечает за переключение скоростей. Однако на автомобильном рынке существует предложение и для тех, кто хочет при управлении машиной совмещать динамичность механической КПП и удобство автомата – такое решение называется секвентальная коробка передач.

Секвентальная коробка передач

ПОНЯТИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Понять, что такое секвентальная коробка передач, несложно, разобрав значение первого слова. Прилагательное «секвентальная» берёт свои корни из английского языка и в дословном переводе звучит как «очерёдность» либо «последовательность». Соответственно, наличие у автомобиля такого типа коробки передач подразумевает, что скорости можно будет переключать только в строгой последовательности. Выбор передачи осуществляется за счёт перемещения селектора только в одном направлении, в чём и заключается отличие от механики, где передачу можно выбрать в произвольном порядке. Секвентальные коробки передач стали использоваться автопроизводителями ещё в середине 90-х годов. Например, знаменитое подразделение «motorsport» компании «BMW» устанавливало первое поколение таких коробок в свои спортивные автомобили 3-й серии (М3 в кузове Е36). Предпродажные испытания показали, что секвентальная коробка передач помогает водителю подстраивать авто под свой стиль вождения лучше, чем с использованием АКПП, сохраняя при этом возможность самостоятельно влиять на переключения передач с той же эффективностью, что и механика, если необходимо последовательное изменение скорости движения.

Продажи экземпляров, снабжённых секвентальной коробкой, показали, что многим водителям такая альтернатива более привычным аналогам пришлась по вкусу, однако от некоторых покупателей можно было услышать отзывы об относительно большом интервале переключения скоростей. Ситуацию исправил выход второго поколения секвентальной коробки передач и интеграция в новую спортивную модель компании с индексом М3 Е46.

КПП с двойным сцеплением

На этом инженеры «BMW» не остановились, и уже третье поколение секвентальных коробок стало отличительной особенностью их легендарной М5 Е60. С каждым новым этапом развития секвентальная КПП всё больше подстраивалась конструкторами под нужды потребителя: время, затрачиваемое на переключение передачи, значительно сокращалось, в то время как динамика автомобиля при каждом переключении заметно росла.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Главная задача секвентальной коробки передач, принцип её работы при разгоне автомобиля – уменьшение интервала между переключением скоростей. Использование секвентальной коробки передач в качестве трансмиссии позволяет достичь этого не только с помощью максимального упрощения процесса переключения, но и благодаря отсутствию необходимости для водителя управлять сцеплением самостоятельно. Отсутствие сцепления в качестве дополнительной педали даёт преимущество как начинающим водителям, для которых привыкание ко всем тонкостям процесса вождения представляет некоторые сложности, так и профи, которые эксплуатируют автомобиль на пределе его возможностей и каждая доля секунда для которых – это уйма потерянного при разгоне времени. На самом деле сцепление у секвентальной КПП также присутствует, но управление им осуществляется с помощью отдельного электронного блока, который самостоятельно рассчитывает, исходя из текущей скорости автомобиля и силы воздействия водителя на педаль акселератора, какая передача является в текущий момент самой оптимальной.

коробки передач, принципа её работы

От этого блока подаётся сигнал на трансмиссию, в место расположения датчиков определения скоростей. Следующим и конечным пунктом отправки сигнала после обработки датчиками выступает прогрессивный блок – агрегат, отвечающий за коррекцию данных о работе ДВС. Кроме данных о скорости автомобиля, прогрессивный блок обрабатывает также информацию о работе всех элементов блока комфорта и на основе совокупности получаемых данных производит вычисления по оптимизации движения.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

От своих конкурентов секвентальная коробка передач отличается следующими уникальными особенностями:

• в основе строения секвентальной КПП лежат шестерни с прямыми зубцами, и это является её главным отличительным признаком от механической коробки, где за основу берутся косозубые шестерёнки. В этом отличии кроется преимущество секвентальной коробки передач, поскольку прямозубые шестерни, в отличие от аналогов, во время функционирования коробки почти не создают трения;
• также диаметр каждого шестерня несколько увеличен в сравнении с теми, что используются для МКПП, что позволяет передавать большее количество крутящего момента на колёса;

Преимуществами секвентальной коробки передач

• ещё одна характерная особенность секвентальной коробки передач – это использование гидравлического сервопривода. Неосведомлённые водители иногда путают сервоприводы на гидравлической основе с автоматическими КПП, тем самым допуская ошибку, поскольку конструкция, рабочий принцип и коэффициент полезного действия в результате у них существенно различаются.

ПРЕИМУЩЕСТВА СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Несомненно, трансмиссия, используемая в спортивных автомобилях самых именитых мировых производителей, не может не обладать рядом сильных сторон, выгодно выделяющих её на фоне других предложений. Преимуществами секвентальной коробки передач являются:

• высокая скорость переключения скоростей – главный плюс КПП на секвентальной основе. Смена передачи действительно происходит мгновенно – всего за 150 м/с. Причиной такого высокого показателя стали уже перечисленные ранее конструктивные особенности трансмиссии: прямозубые шестерёнки с увеличенным диаметром и сервопривод на основе гидравлики;
• полное отсутствие потери скорости при переключениях – передачи не просто переключаются с молниеносной скоростью, их смена друг другом никак не влияет на динамику движения автомобиля;
• быстрое достижение максимального количества оборотов – секвентальная коробка передач лучше взаимодействует с двигателем автомобиля, за счёт чего переключение скоростей происходит в оптимальном для быстроты разгона диапазоне оборотов ДВС;

секвентальная коробка передач – это не другое название роботизированной коробки.

• быстрое достижение максимального количества оборотов – секвентальная коробка передач лучше взаимодействует с двигателем автомобиля, за счёт чего переключение скоростей происходит в оптимальном для быстроты разгона диапазоне оборотов ДВС;
• отсутствие отдачи в руку водителя в виде колебаний и вибраций – опять же благодаря налаженному механизму КПП на секвентальной основе подобного рода дискомфорт не побеспокоит хозяина авто с такой коробкой передач;
• пониженный расход топлива, обусловленный конструктивными особенностями КПП.

ВАЖНО: в автомобилях с секвентальной коробкой передач даже переключения с помощью подрулевых лепестков происходит значительно быстрее, нежели у моделей с конкурирующими трансмиссиями. Это преимущество может стать решающим, к примеру, при соревнованиях на лучший результат по прямой линии.

НЕДОСТАТКИ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Как и у других типов трансмиссий, у секвентальной КПП имеются и негативные моменты в эксплуатации:

• относительно быстрый износ – поскольку на автомобилях с установленными секвентальными коробками ездят, как правило, очень быстро, причём такой режим езды и агрессивный стиль вождения сохраняются постоянно, это приводит к частым поломкам и последующим обращениям на станции сервисного обслуживания. Электронный блок распределения нагрузки в секвентальной коробке передач выступает преимуществом при разгоне, но может послужить и причиной неисправности, поскольку любое несвоевременное переключение скорости полностью нарушает необходимый алгоритм и приводит к дестабилизации всей системы;

стереотипы секвентальных КПП

• стоимость расходных материалов и работ по их замене/установке – так же, как и в случае с электронным блоком, составные элементы секвентальной коробки являются преимуществом, когда речь идёт о скоростных характеристиках, но вот стоимость ремонта этих механизмов к плюсам данного типа трансмиссии отнести никак нельзя. Починить в ней что-либо самостоятельно также является сомнительной перспективой для владельца авто с коробкой на секвентальной основе.

ВАЖНО: при ремонте коробки передач на секвентальной основе необходимо использовать только оригинальные запасные части. Поскольку по конструкции такая коробка существенно отличается от механики и автомата, заменить большинство расходных материалов на подобные, используемые в других коробках, не получится.

ЗАБЛУЖДЕНИЯ ПО ПОВОДУ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

секвентальная коробка передач – это уже тем более не автомат

Для обывателей наиболее распространёнными являются два неверных стереотипа о секвентальных КПП. Поясняем:

• секвентальная коробка передач – это не другое название роботизированной коробки. В своей основе первая использует гидравлический сервопривод, а вторая – электрический;
• секвентальная коробка передач – это уже тем более не автомат. Не следует путать автоматическую КПП с возможностью перехода в ручной режим с секвентальным аналогом.

ВЫВОДЫ О СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
Трансмиссия на секвентальной основе станет отличным решением для любителей динамичной езды и быстрого разгона, которые не хотят полностью отдавать управление автомобилем на поруки современных электронных помощников, но при этом желают получить не только максимум драйва и адреналина, но и сочетать это с комфортной эксплуатацией, без необходимости лишних движений и операций.

Коробки передач с двумя сцеплениями: На подхвате — журнал За рулем

Роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями совмещают в себе достоинства механических и автоматических коробок передач. Геннадий Емелькин не только объясняет почему, но и рассказывает об интересных особенностях этих агрегатов.

Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями:

Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями

1 — первичный вал четных передач;

2 — первичный вал нечeтных передач и заднего хода;

3 — масляный насос;

4 — двойное сцепление;

5 — гидравлический механизм переключения;

6 — датчик включенной передачи;

7 — масляный фильтр;

8 — электрогидравлический блок.

Основные преимущества и недостатки автоматов известны: удобны в повседневной эксплуатации, передачи переключаются без разрыва потока мощности. Но платить за это приходится более высоким расходом топлива и худшей динамикой. С механикой все наоборот: она дешевле, экономичнее, но совершать бесчисленные движения руками и ногами нравится далеко не всем. Выход был найден в роботизированной трансмиссии с двумя сцеплениями. Такой агрегат сам переключает передачи и при этом не уступает ручным коробкам в экономичности.

В данном агрегате два ряда передач, каждый соединен с маховиком двигателя через собственное сцепление. Один ряд — это нечетные передачи и задний ход, второй — четные. При разгоне они переключаются последовательно. Автомобиль трогается на первой передаче, а коробка уже держит наготове включенную вторую, только момент через нее не передается — сцепление выключено. Как только понадобится перейти на повышающую передачу, диски первого сцепления разомкнутся, а другого — наоборот, сойдутся. При включенной второй передаче в другом ряду уже наготове третья. Процесс идет быстро, без рывков и разрыва потока мощности. Да и КПД трансмиссии такой же, как у обычной ручной коробки, — отсюда и высокая экономичность.

Алгоритм переключения на понижающие передачи зависит от степени нажатия на акселератор, интенсивности замедления, скорости автомобиля. Например, с шестой коробка может перепрыгнуть сразу на вторую, лишь на долю секунды задержавшись на пятой скорости параллельного ряда.

Схема распределения крутящего момента в коробке с двойным сцеплением.

Включены первая (сплошная линия) и вторая (прерывистая) передачи, но замкнуто лишь одно сцепление и момент передают только шестерни первой ступени. Вторая ждет, когда электроника переключит сцепление:

Схема распределения крутящего момента в коробке с двойным сцеплением.

1 — сцепление № 1;

2 — сцепление № 2;

3 — первичный вал четных передач;

4 — первичный вал нечетных передач;

5 — привод на колеса;

6 — дифференциал.

Сцепления в таких трансмиссиях применяют двух видов: «мокрые» и «сухие». Первые — это муфта с пакетом дисков в масле. Электроника дает команду исполнительным устройствам, гидроцилиндр сжимает диски, муфта замыкается. Для размыкания давление в приводе понижается — и диафрагменная пружина возвращает поршень гидроцилиндра в исходное положение.

«Сухое» сцепление напоминает аналогичное на автомобилях с обычной механической коробкой, только вместо одного узла здесь два. Установлены они последовательно, у каждого свои привод, корзина, ведомый диск. Между сцеплениями — ведущий диск, связанный с маховиком двигателя. Автоматика по очереди дергает то за один рычаг, то за другой, включая сцепления первого или второго валов, — корзина прижимает ведомый диск к ведущему и крутящий момент от двигателя перетекает в коробку.

Принцип работы «сухого» сцепления: