Виды, назначения и отличия коробок передач на легковом автомобиле

Виды, назначения и отличия коробок передач на легковом автомобиле

На сегодня в легковых автомобилях существует много видов коробок передач. Перед покупкой авто лучше разобраться, какая КПП вам больше подходит. Это зависит от стиля вождения и типичных маршрутов.

Что делает коробка переключения передач

Коробка переключения передач является одним из важнейших узлов автомобиля. Во многом именно от нее зависит впечатление от владения авто. Наличие рывков при разгоне и высокий расход топлива портят жизнь многим автомобилистам. В свое время проблемы с коробками DSG и Powershift изрядно испортили репутацию брендов Volkswagen и Ford. А для многих автомобилистов роботизированная коробка передач — зло, которое лучше обходить стороной. На самом же деле, у каждого типа КПП есть свои плюсы и минусы. Главное — понимать, для каких целей вы приобретаете автомобиль. Тогда все встанет на свои места.

Какие бывают виды коробок передач?

На сегодня автопроизводители предлагают следующие виды коробок передач для легковых автомобилей:

• механическая коробка
• автоматическая кпп
• роботизированная кпп
• бесступенчатая коробка (вариатор)

Так что представляет из себя механическая коробка передач?

Самый популярный тип коробки передач в автомобиле — механический. Посмотрим, как же на деле устроена МКПП

Задача коробки передач — передать крутящий момент от двигателя колесной базе.

Диск сцепления приобретает вращение от маховика двигателя. Также он соединен с поршнем трансмиссии. В момент нажатия на педаль сцепления диафрагменная пружина останавливает передачу крутящего момента. Это позволяет, не останавливая работу ДВС менять передачу.

Непосредственная передача механической энергии происходит с помощью входного, выходного и промежуточного валов. На каждом из них установлены зубчатые шестерни разных диаметров. Чем большее требуется усилие, тем больше диаметр шестерни. В момент переключения передачи муфта сцепления, которая имеет свободный ход, соединяет шестерню с синхронизатором. Таким образом, через рычаг переключения, установленный в салоне, мы выбираем подходящую шестерню. Вращение шестерни и вращение вала различно. Для приведения из скоростей в соответствие используется блокирующее кольцо. В момент выжима сцепления муфта включения прижимает блокирующее кольцо к валу, шестерня и вал начинают вращаться с одинаковой скоростью, сцепление можно отпускать.

Подробное видео о работе МКПП

Как правило, механические КПП имеют наибольший ресурс по надежности. Хотя во многом это зависит от условий эксплуатации транспортного средства.

АКПП — автоматическая коробка передач

Несмотря на долговечность и высокий КПД, водители все больше делают выбор в пользу автоматических трансмиссий. Во многом это связано с удобством и характером движения трафика в большом городе — переключать передачи вручную в пробке надоедает. Почему бы не отдать этот процесс полностью под контроль автомобилю?

Автоматическая коробка успешно освобождает водителя от постоянного контроля за рычагом, а значит делает процесс вождения более комфортным. В базовом исполнении имеется четыре режима:

• D — вождение
• N — нейтраль
• R — включение задней передачи
• P — паркинг

Также нередко у режима D (drive) есть опции eco, sport и т.п., меняющие режим переключения. В eco-режиме обеспечивается минимальный расход топлива за счет включения повышенной передачи и, соответственно, понижения оборотов двигателя. В sport-режиме наоборот мощность двигателя используется максимально, переключения передач происходят практически на максимально возможных оборотах двигателя. Езда в sport-режиме также способствует очистке выхлопной системы от сажи и нагара.

Структура АКПП отличается от механической коробки передач. В ее основе — планетарные шестерни или планетарный редуктор.

Планетарной она называется из-за наличия центральной шестерни, вокруг которой совершают движения остальные.

Управление АКПП бывает двух типов:

• на основе гидротрансформатора
• электронное

Гидротрансформатор передает крутящий момент на ведущую шестерню. Механизм передачи происходит через фрикционные диски и тормозные кольца, которые переключают планетарные ряды шестерен, постепенно повышая скорость вращения трансмиссии.

Благодаря гидротрансформатору переключения рядов происходят плавно. Однако КПД не очень высок, и потребление топлива в автомобиле с АКПП выше, чем с другими коробками. Пожалуй, классический автомат является самым популярным типов коробки передач среди всех автоматических трансмиссий.

• ресурс выше, чем у других автоматических трансмиссий
• максимальная комфортность при вождении

• сложность в ремонте
• высокий расход топлива

Бесступенчатая коробка передач (вариатор)

CVT или вариатор — это бесступенчатая коробка передач, которая допускает максимальную плавность вождения. Применяется на автомобилях с небольшими двигателями.

Принципиально состоит из двух конических шкивов и стального ремня. Вариатор допускает бесконечное передаточное отношение благодаря изменению эффективного диаметра шкивов. Т.е. по сути он является бесступенчатой КПП. Регулируя ширину зазора между конусами изменение скорости будет происходит постепенно, без рывков. Отвечает за эту регулировку электронный блок управления трансмиссией.

• сильная изнашиваемость ремней
• высокая стоимость ремонта
• нежелательно брать на буксир другие ТС

Плюсы бесступенчатой трансмиссии:

• низкий расход топлива
• высокий КПД, экономия ресурса двигателя

Роботизированная коробка передач (робот)

Роботизированная коробка представляет собой объединение механики и автомата. По сути, эта та же механическая коробка, только управление осуществляется не вручную рычагом переключения, а с помощью сервоприводов или мехатроником. Управление происходит через компьютерной блок, который принимает решение о переключении шестерни.

Характерной особенностью робота, из-за которой его не любят многие автолюбители, являются рывки при переключении передач. Чтобы избавиться от этой проблемы, инженеры придумали систему с двумя сцеплениями. Такая модель установлена в Toyota Corolla. Переключения здесь более плавные, чем у однодискового робота, но хуже, чем у других коробок. Также отметим, что робот не очень “любит” пробки. Поэтому при выборе автомобиля для городской езды в плотном трафике учтите этот фактор.

• стоимость ниже, чем у АКПП
• ремонтопригодность

Минусы роботизированной коробки:

• рывки при переключении
• низкая надежность управляющих механизмов и дисков сцепления

Популярные типы коробки передач на автомобиле в 2021 году

Коробка DSG от немецкого автоконцерна VAG стала уже легендарной в среде автомобилистов. Она относится к категории роботизированных коробок переключения передач. Последнюю на данный момент версию DSG 7 устанавливают на:

• практически весь модельный ряд Volkswagen
• skoda
• seat

Коробка S-tronic, устанавливаемая на автомобили Audi имеет много общего с DSG, что неудивительно, ведь фактически Ауди принадлежит концерну VAG.

Дурная слава этой коробки связана с первыми сериями. Проблемы были с вилками переключения передач, дифференциалом и мехатроником.

Постепенно немецкие инженеры решили все проблемы. Но если вы собираетесь взять машину начала 2010-ых годов на вторичном рынке, будьте внимательнее к коробками DSG.

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.

Как работает коробка передач в автомобиле?

Простое объяснение — что такое коробка передач.

Любой автомобиль состоит из тысячи запчастей и сопутствующих компонентов. Но некоторые части любого автомобиля контролируют именно те самые агрегаты, которые делают вашу машину именно движущимся транспортным средством, поэтому они играют более важную роль при сравнении таковых с другими автокомпонентами автомобиля. Например, к очень важным частям любой автомашины относится так называемая коробка передач. Без нее крутящий момент от двигателя не смог бы передаваться и достичь конкретноо колес автомобиля, который не тронулся бы с места.

Да, мы с многими согласны, сам автовладелец не обязательно должен владеть углубленными знаниями об устройстве автомобиля. Но что такое коробка передач и что она из себя представляет изнутри нам так кажется, обязан знать каждый из водителей. Об этом сегодня мы с вами и поговорим.

Смотрите также: Десять самых странных коробок передач

Бывают два основных типа коробок передач, которые используются и применяются в большинстве из автомобилей на мировом рынке машин, а именно — это ручная (т.е. механическая) КПП и автоматическая коробки (АКПП). Сегодня мы с вами остановимся на этих двух основных коробках передач, хотя здесь сразу стоит отметить, что в последние годы набирают популярность и другие виды трансмиссий. К примеру такие, как коробка передач с двойным сцеплением, которая работает по принципу механической трансмиссии, но с компьютерным управлением сцепления. Электроника автоматически сама выжимает сцепление, а сами скорости переключает по-прежнему водитель. Также получили свое распространение и бесступенчатые автоматические коробки передач с так называемым вариатором, сокращенно- CVT. Принцип действия подобной коробки основан на ременном приводе по аналогии с велосипедной цепной передачей. А еще в последние годы на мировом авторынке стали появляться автомобили вообще без коробок передач. Как правило такие машины без трансмиссии используют у себя только электрический двигатель.

Прежде чем углубиться в описание принципа самой работы коробки передач, давайте с вами обозначим основные применяемые к ней термины:

Передача: -В данном понимании любая передача представляет в самой коробке определенный набор различных шестерёнок, которые работая синхронно совместно регулируют соотношения между скоростью двигателя и скоростью колес(а). Также этот термин используется и для описания каждой скорости коробки передач в отдельности. К примеру, в автоматической коробке передач электроника автоматически выбирает какой вал с шестернями необходимо использовать для оптимальной передачи крутящего момента. В механической же трансмиссии водитель сам самостоятельно выбирает необходимую ему скорость.

Передаточное отношение: -Это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего вала.

Сцепление: -Это механизм подключения или отключения двигателя к (от) системы передач(и) коробки.

Коробка передач: -Это механизм передачи крутящего момента от двигателя непосредственно на колеса транспортного средства.

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

Теперь давайте перейдем непосредственно к самому описанию действий, т.е. к тому, как работают две наиболее распространенные и известные многим коробки передач.

Механическая коробка передач

Несомненно, в мире в настоящий момент автоматическая коробка передач стала самой популярной из всех существующих. Согласно статистике мировых продаж автомобилей, доля всех новых проданных автотранспортных средств за 2014 год была оснащена автоматической трансмиссией. Но тем не мене, механическая коробка передач вопреки прогнозам статистики пока что по-прежнему используется всей мировой автпромышленностью. Как правило, эта механическая трансмиссия более проста по своей конструкции и принципу работы. Именно с нее мы с вами друзья и начнем ознакомление.

По своей конструкции механическая коробка передач представляет из себя набор зубчатых шестеренок и валов (входные и выходные валы). Шестерни одного вала взаимодействуют с шестернями другого вала. В результате соотношений между включенной передачей на входном валу и включенной передачи на выходном валу и определяется общее передаточное число определенной передачи.

Водитель, выбирая нужную передачу на механической коробке передач, тем самым перемещает данный рычаг переключения скоростей в нужное ему положение. Рычаг управляет движением передач непосредственно вдоль входного вала. Перемещая рычаг вперед или назад водитель выбирает нужный набор шестеренок для включения необходимой ему передачи. Как правило, при переключении рычага вверх или вниз два набора шестерней находятся на одном валу. При переключении же рычага влево или вправо выбор набора шестеренок происходит уже на разных валах.

Чтобы включить нужную передачу в механической коробке передач водитель нажимает сначала на педаль сцепления в результате чего крутящий момент двигателя при выжатом сцеплении не передается на саму коробку, поскольку двигатель в такой момент отключается от входного вала КПП. Это позволяет с помощью рычага коробки выбрать нужную водителю скорость, подключив тем самым 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 сами колеса.

Автоматическая коробка передач

В автоматической же коробке передач процесс работы намного сложнее, если сравнивать его с механикой. Одним из самых заметных различий между механической и автоматической коробкой является следующее, что автоматическая трансмиссия не использует у себя муфты. Как правило, автоматическая коробка передач применяет и использует у себя гидротрансформаторы, которые и отключают двигатель от коробки передач (от вала с набором шестерен).

Функция этих гидротрансформаторов основана на принципах гидродинамики, которую объяснить в рамках этой статьи реально будет сложно. Для этого необходимо будет подключать к такому объяснению математику и другие естественные науки. Но основной смысл работы довольно-таки прост. Когда двигатель работает на небольших оборотах, то небольшой крутящий момент передается с помощью жидкости и через различные каналы на набор шестеренок. Когда же двигатель начинает работать быстрее, то этот крутящий момент начинает передаваться на валы напрямую.

Благодаря преобразованию крутящего момента шестерни в коробке передач могут делать свою работу и без участия водителя. Когда же коробка передач начинает выбирать необходимую скорость автоматически, которую в механической трансмиссии выбирает водитель вручную? Отвечаем:

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

Вместо ручного переключения скоростей в ней используется гидравлическое автоматическое переключение скоростей, которое управляется конкретно электроникой. Данная коробка управляется специальным модулем в котором запрограммированны все соотношения передаточных чисел. В зависимости от подключаемого набора планетарного механизма электронная программа сама определяет какую передачу необходимо включить с помощью гидравлического автоматического управления.

Источник https://glushachok.ru/vidy-naznacheniya-i-otlichiya-korobok-peredach-na-legkovom-avtomobile/

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

Источник https://1gai.ru/publ/514516-kak-rabotaet-korobka-peredach-v-avtomobile.html