- Главная
- Статьи
- – «Как работает механическая коробка передач»
Без КПП (коробки переключения передач) немыслимо представить себе любой автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания. Все дело в том, что стандартный двигатель имеет диапазон оборотов, максимальная мощность которого весьма невелика, данный агрегатный узел, позволяет передавать мощность двигателя на колеса на тех же оборотах двигателя, но с различной скоростью. Поэтому у типового двигателя имеется свой «предел» — крайний порог частоты оборотов, превышать который просто недопустимо, так как подобное явление может привести к выходу мотора из строя.
Сегодня мы с вами подробно коснемся устройства и принципов работы КПП, в особенности одной из ее разновидностей – механической КПП. Согласитесь, что и водителю со стажем и начинающему автолюбителю пригодятся знания, помогающие лучше разобраться в устройстве МКПП и основных нюансах ее работы.
Как работает МКПП. Вся суть за 6 минут
Как устроена механическая КПП
Механическая коробка передач представляет собой агрегат, основной функцией которого является передача и преобразование момента силы от махового колеса двигателя. Механический способ устройства КПП предполагает, соответственно, такой же механический способ переключения передач – посредством рычага. Изначально вращающийся момент передается на вторичный вал, и только потом – на колесный привод.
На самом деле, разобраться с устройством МКПП и принципом работы не так и сложно, так как по своему устройству данный агрегат больше относится к устройствам с несложным строением, не изобилующим большим количеством деталей.
Для плавного включения передач, без вреда шестерням скоростей, в МКПП предусмотрены синхронизаторы, которые выполняют функцию передачи вращающегося момента вала, с подвижной шестерни включенной передачи, на не подвижную шестерню, ожидающей включения передачи. Основная функция механизма переключения передач состоит в последовательной смене передач – именно ее регулировку и выполняет водитель посредством рычага. МКПП обычно оснащена специальным блокировочным устройством, предотвращающим случаи нежелательного самовыключения. Также в устройстве МКПП имеется так называемое «запирающее устройство», блокирующее включение сразу двух передач.
Ступени и валы механической КПП
Существует такое понятие, как передаточное число — соотношением количества зубьев и шестерен, вступающих друг с другом во взаимодействие. К примеру, первая передача соотносится с самой малой ступенью и в то же время с самым большим значением передаточного числа.
В зависимости от количества ступеней МКПП могут делиться на несколько видов. Например, 4-х ступенчатые, 5-ти ступенчатые или же 6-ти ступенчатые. Наибольшее практическое применение находит все-таки 5-ти ступенчатая коробка передач, тогда как, 4-х ступенчатая — это достаточно редкое явление.
Выделяют также разделение МКПП на виды в зависимости от количества валов. В настоящее время существуют 3-х вальные и 2-х вальные коробки передач. При этом 2-х вальные коробки передач наиболее часто устанавливают на легковые авто с передним приводом, а 3-х вальные – на авто, с передним и задним приводом (в том числе большегрузный транспорт).
Что чаще всего ломается в МКПП и почему это происходит
- 1. Утечка масла. Подобное явление может произойти в случае выхода из строя сальников или специальных изолирующих уплотнителей. Также причиной утечки может служить «расшатывание» крепежных элементов крышки внешнего корпуса. Устранить протечку масла можно просто, сменив сальники и уплотнители на новые, а также отрегулировав крепления на картере.
- 2. МКПП шумит. Вероятнее всего имеет место выход из строя таких элементов, как шестерни, подшипники или же приходится иметь дело с поломкой синхронизатора. Заменив изношенные детали на новые, вы сможете полностью избавиться от данной неисправности.
- 3. МКПП тяжело включается. Вероятнее всего в механизме переключения сломалась одна из деталей. Также частой причиной такой неисправности служит износ синхронизаторов или же шестерен. Устраняется поломка аналогично предыдущим – полная замена изношенных и вышедших из строя элементов.
- 4. Самопроизвольное выключение передач. Частая причина подобной неисправности — это выход из строя механизма блокировки, а также приличный уровень износа синхронизаторов и шестерен. Определив, какой именно элемент вышел из строя и заменив его на новый, вы сможете полностью устранить данную неисправность.
Как правильно пользоваться МКПП – советы и рекомендации
Максимально продлить срок использования МКПП не составит труда, если принять в расчет все имеющиеся нюансы и правила пользования данным агрегатом. Особенно не следует забывать о необходимости умелого применения рычага переключения передач, ведь именно из-за некорректного с ним обращения и происходит большая часть поломок механической КПП. Слишком жесткая эксплуатация рычага (резкие и быстрые движения) с большой вероятностью приведет вас к такой ситуации, когда заменой одного вышедшего из строя элемента вам уже не удастся обойтись – потребуется капитальный ремонт всей коробки передач, а это, как вы понимаете, не совсем дешевое мероприятие.
Переводите рычаг управления без резких движений (плавно), делая при этом небольшие паузы, останавливаясь в нейтральной позиции – это позволит всей системе функционировать в оптимальном режиме. Синхронизаторы будут вовремя срабатывать, тем самым, защищая шестерни от нежелательных поломок.
Позаботьтесь также, о достаточном количестве масла в картере коробки – для этого регулярно контролируйте его уровень и доливайте масло, если того требует ситуация. Не забывайте, что производитель в инструкции всегда указывает рекомендованные сроки полной замены масла, и следовать таким рекомендациям в ваших же интересах.
Соблюдая такие простые правила, вы гарантированно обеспечите коробке передач такую же «долгую жизнь», как и у всего авто в целом, только понаслышке зная о каких-либо возможных неисправностях.
И еще немного о важном!
Безусловно, не будет новостью сказать вам, что свою машину нужно чувствовать! Хороший водитель никогда не пропустит малейшие признаки надвигающейся «угрозы» и уж, тем более, никогда не позволит обращаться со своим железным другом слишком «легкомысленно». Используйте данный подход и забудьте, что такое ремонт автомобиля!
Источник: www.motorpage.ru
Коробка передач с двойным сцеплением
Слышали ли вы когда-нибудь про двойное сцепление, уважаемый автомобилист? КПП с двойным сцеплением это не мечта и не фантазия из научно-фантастического фильма. Такая коробка передач уже давно успешно эксплуатируется на различных моделях автомобилей. Этот принцип объединил в себе преимущества и достоинства двух типов КПП — «автомата» и «механики».
Комбинированная коробка передач — это лучшее, о чём мог бы мечтать водитель. В этой статье мы рассмотрим, какими именно преимуществами отличается такая коробка, есть ли в ней недостатки и как началась история её создания.
Двойная коробка — это не только гибрид «механики» с «автоматом». Такая трансмиссия успешно создана и сочетает в себе массу достоинств, о которых будет подробно сказано ниже. Стоит отметить, что время, за которое такая коробка переключает передачи, составляет всего восемь миллисекунд, что является поразительным результатом.
История создания такого сцепления
По сути, идея создания трансмиссии, имеющей два сцепления, принадлежит известному конструктору Адольфу Кегрессу. Он сформулировал эту идею, предоставив на обзор комиссии АКПП с двойным сцеплением. Её, эту самую КПП, инженер надеялся установить на легендарный Ситроен Траксьон. Но удручающее финансовое положение компании на то время не позволило плану осуществиться.
Проходит некоторое время, и об этом открытии вспоминают популярные автомобильные концерны Ауди и Порше. Но опять из-за каких-то непонятных факторов такую КПП на обычные автомобили установить никак не решались. Зато двойное сцепление прошло удачное крещение на гоночных болидах. В 1986 году Порше 962, оснащённый именно этой коробкой, победил в 1000-километровой гонке в Монце.
Что касается установки первой в мире автоматической коробки с двойным сцеплением на обычные автомобили, то нововведение решили освоить производители из легендарного концерна. Именно их Фольксваген стал обладателем такой коробки передач. Сегодня же двойным сцеплением оснащены такие автомобили, как Фольксваген Гольф, Джетта, Ауди ТТ, Шкода Октавиа и многие другие модели и марки.
Виды коробок, применяемых сегодня
На сегодняшний день известны следующие виды коробок: МКПП, АКПП, роботизированная коробка, КПП с двойным сцеплением, вариатор. Если про МКПП многое известно и такая коробка пока что является самой простой, то рассмотрим все остальные.
Классическая АКПП
Классическая автоматическая коробка, применяемая сегодня на многих автомобилях, отличается, без сомнений, от своих предшественников. Прежде всего, это количество диапазонов и сам принцип управления коробкой. Если ранее применялись АКПП с четырьмя передачами и меньше, то сегодня количество их увеличилось, а управление происходит за счёт электроники, хотя раньше за это отвечала гидравлика. Кроме того, практически на всех современных автомобилях, оснащённых АКПП, используется система блокировки гидротрансформатора, а в некоторых коробках даже предусмотрена функция ручного переключения диапазонов.
Понятно, что современная АКПП имеет массу преимуществ перед старыми версиями. Это и мягкое, практически не ощущаемое водителем и пассажирами, переключение передач, и неплохой расход топлива в загородном режиме езды, и более равномерный переход по передачам на любых значениях крутящего момента, что является достоинством, даже сравнивая АКПП с МКПП.
Лучшей на сегодня считается восьмидиапазонная АКПП ZF 8HP с наделённой системой Старт/Стоп. Динамика и технические составляющие лучшей АКПП в мире практически ничем не отличаются от МКПП, а в некоторых случаях даже превосходят последнюю. Если же сравнивать эту коробку с другими автоматическими коробками, то она превосходит их и расходом топлива, который на 20% ниже.
Роботизированная КПП
На видео рассказывается, что такое роботизированная коробка передач:
Почти что «механика», только робот. В такой коробке присутствуют серво- и гидроприводы, которые успешно управляют работой сцепления и переключением передач. Высокая эффективность, непосредственная передача крутящего момента к приводам колёс и многое другое — основные преимущества подобного типа коробок.
Так же, как и МКПП, эта коробка передач проста в обслуживании, а ремонт её не выше, чем у «механики». Что касается расхода топлива, то он практически равен расходу МКПП, а в условиях городской езды даже превосходит механический вариант. Только вот заторможенный переход на пониженную передачу и некоторые сложности использования такого вида коробок на автомобилях с малой мощностью двигателя портят такую идеальную статистику технических показателей.
«Автомат» — два в одном
Именно об этой коробке и пойдёт речь в нашей статье. Это своего рода комбинация двух коробок, собранная в одном корпусе. Производителям захотелось объединить преимущества «автомата» и «механики», и это им вполне удалось. Почему двойное сцепление? Потому что для каждой коробки производителем предусмотрено своё отдельное сцепление, которое может представлять собой однодисковый или многодисковый вариант.
На видео показано как работает коробка передач с двойным сцеплением DCT:
Двойной выжим сцепления на таких коробках уже не нужен. Если раньше на МКПП без синхронизаторов (или даже с ними) переключать передачи с повышенного режима на низкий или, наоборот, со 2-й на 4-ю удавалось со скрипом, то в этой коробке всё просто. Перегазовку, или двойной выжим сцепления, здесь проводить не нужно.
Что касается управления коробки с двойным сцеплением, то оно происходит полностью благодаря электронике. Переключение скоростей на такой коробке проходит плавно и своевременно. Пока работает одно сцепление, второе находится в режиме ожидания и после поступления команды незамедлительно переключается.
Такая удивительная работа КПП с двойным сцеплением превращает её в настоящее чудо техники. Если использовать весь функционал двойного сцепления, то это создаст отличную динамику автомобиля и невероятный комфорт при езде. А расход топлива такой коробки передач — это вообще отдельный разговор.
Дело в том, что во всех режимах езды, будь то загородная трасса или город, расход топлива у двойной коробки намного ниже, чем у той же АКПП. Хотя по сравнению с «роботом», эта коробка расходует больше.
Что касается недостатков и минусов коробки с двойным сцеплением, то сюда можно отнести высокую стоимость и дороговизну технического обслуживания.
Коробка-вариатор
На видео показано, как работает бесступенчатая коробка передач (вариатор):
Наконец, коробка-вариатор, являющаяся самой молодой КПП, хотя пока ещё и не доведённой до совершенства. Имеет такая коробка много недостатков, хотя эксперты и пророчат ей великое будущее. Вариатор, по сути, считается простым агрегатом, наделённым мощной функциональностью трансмиссии.
Глубокий анализ
Чтобы лучше понять работу КПП с двойным сцеплением, нужно разобраться в системе такого механизма полностью. Коробка с двойным сцеплением представляет собой, как и было сказано выше, совокупность двух коробок, функционирующих попеременно. Одна из коробок несёт ответственность за нечётные передачи и задний ход, тогда как другая — за остальные. Такое разделение труда пошло явно на пользу.
Что касается изменения передач, то оно происходит автоматическим способом. Если быть более точным, то выглядит это примерно следующим образом: когда автомобилист начинает движение на первой передаче, то, по мере увеличения скорости, система автоматически подготавливает вторую передачу. Когда же происходит смена первой передачи на вторую, 1-я размыкается одновременно со смыканием 2-й. Получается, что время, которое идёт на переключение передач, значительно сокращается. Так, по уверениям разработчиков, на смену передач в такой коробке уходит всего 8 миллисекунд, что согласитесь — огромный прорыв в будущее.
Используя двойную коробку передач, можно значительно повысить скорость вращения валов и всех колёс. Кроме того, автоматическая система двойного сцепления оценивает параметры позиции рычага на КПП, педалей газа и тормоза, таким образом увеличивая производительность и скорость переключения.
На видео происходит работа коробки передач с двойным сцеплением:
Если говорить о преимуществах такой коробки, то их масса. По мнению экспертов, совсем скоро новинка завоюет четверть всего рынка автомобилей. Почему? Да потому, что этот тип трансмиссионной коробки имеет следующие преимущества:
- при езде практически не ощущаешь никаких рывков;
- полная плавность хода;
- возможность переключать передачи вручную или автоматически;
- улучшенные спортивные показатели;
- отменный расход топлива (если сравнивать с одинарной АКПП, то меньше на 15%);
- не теряется связь двигателя с КПП, даже при переключении скоростей;
- не теряется при переключении и крутящий момент;
- значительная экономия времени.
Минусы и недостатки
Кроме явных преимуществ, такая КПП имеет и ряд минусов. Как и говорилось выше, основным недостатком считается высокая цена на агрегат и техническое обслуживание. Но и кроме этого, есть и другие минусы:
- в некоторых ситуациях такая коробка может дать сбой (речь идёт об экстренных ситуациях, когда системе нужно быстро решить, что делать и на какую передачу переключать);
- в России ещё нет нормальных специалистов, которые сумели бы отремонтировать такую коробку (ничего удивительного, ведь она ещё считается у нас в стране инновацией и к ней не привыкли).
Вот со временем, когда количество автомобилей с такой коробкой у нас в стране увеличится, то откроются и автомастерские, специализирующиеся именно на таких КПП. Вот тогда и цены на ремонт не будут такими высокими.
Два типа сцепления
Как известно, в зависимости от поверхности трения на сегодняшний день различают два типа сцеплений. Мокрый вариант сцепления — это обязательное наличие гидронасоса, а также масляного резервуара, в котором находятся диски. Такая конструкция, по мнению многих экспертов, потребляет больше бензина и места занимает намного больше, чем конструкция сухого сцепления.
Сухое сцепление отличается от мокрого тем, что в нём не используется большое количество масла, хотя и недостатки есть. В частности, к недочётам сухого сцепления можно отнести недостаточную свободу передаваемого КМ и сложное управление системой. Но всё же невозможно предугадать какое из сцеплений лучше. В конкретной ситуации всё будет зависеть от индивидуальных особенностей транспортного средства, а также немаловажное значение будет иметь мощность двигателя.
На видео рассказывается, какие бывают коробки передач и типы сцеплений:
Теперь пришла пора рассмотреть лучшие двойные АКПП от производителя. Самой популярной коробкой с двойным сцеплением по праву можно назвать BorgWarner — компанию, тесно сотрудничающую с Фольксваген.
Не менее популярным считается и производитель FiatPowertrainTechnologies, который выпускает лучшие сухие сцепления, имеющие высокий крутящий момент.
Отдельно хотелось бы выделить также FEVGmbH, производителя, ставящего акцент на уменьшение сложности агрегатов и старающегося всё упростить за счёт веса и размера.
Наконец, производитель Getrag, выпускающий отменные трансмиссии с двойным сцеплением, считающиеся самыми экологически чистыми. Такие коробки выбрасывают в воздух намного меньше CO₂, чем другие.
Кроме вышеописанных производителей двойных коробок известны ещё Ricardo, Graziano, Luk и другие.
Коробка передач с двойным сцеплением сегодня по праву считается одной из лучших. Многие автопроизводители уже переходят на выпуск моделей, которые наделяют именно такой коробкой, отличающейся высокой скоростью и плавностью переключения передач.
Источник: 365cars.ru
Принцип работы коробки автомат (АКПП) в автомобиле
АКПП — это трансмиссия, с помощью которой можно оптимизировать изменение вращения валов в зависимости от необходимости без вмешательства водителя. Внутренний состав агрегата имеет сложную конструкцию. Дальше рассказано об устройстве АКПП и принципе работы для чайников. Знание основ позволит в срок провести обслуживание агрегата и уменьшить риск преждевременного ремонта.
Как устроена автоматическая коробка передач
В состав входят 4 основных компонента:
- Гидравлический трансформатор. Он вмещает насос, реактор и турбины. Задача узла — измерение оборотов вращения вала за небольшой временной интервал.
- Планетарный редуктор. В состав входят зубчатые колеса разного диаметра. За счет изменения передаточных чисел происходит переключение скоростей.
- Гидравлика. Сюда включается масляный насос, фильтр, толкатели, гидроблок с электроклапанами. Система защищает расположенные внутри коробки детали от перегрева.
- Электронный блок. Принимает идущие от датчиков сигналы и осуществляет управление АКПП.
Если модуль управления выходит из строя — включается аварийный режим работы.
Принцип действия
Запуск АКПП происходит одновременно с включением двигателя. Работающий маслонасос нагнетает во внутреннее пространство коробки масло. Оно воздействует на гидравлический трансформатор и раскручивает его до скорости вращения коленчатого вала. Как только происходит нажатие на педаль газа и щелканье передачи, масло начинает свое движение к турбине и приводит ее во вращение. Затем смазка возвращается обратно к колесу насоса и ускоряет его.
Охлаждающую функцию масла выполняет радиатор АКПП, через который оно проходит. Расположенные в коробке датчики постоянно передают информацию на блок управления. Система считывает показания и изменяет нагрузку на мотор. Во время езды это обеспечивает щелканье скоростей в случае необходимости увеличения или уменьшения оборотов двигателя.
Также АКПП можно переключать в ручном режиме. Примером является паркинг. Включается, когда автомобиль ставится на стоянке.
Гидротрансформатор
С помощью узла обеспечивается сцепление между мотором и трансмиссией. Задача состоит в осуществлении передачи и преобразовании крутящего момента.
Функции гидротрансформатора состоят в следующем:
- Воспринимать крутящий момент и изменять его в сторону увеличения.
- Разрывать связь между двигателем и трансмиссией при изменении скорости.
- Вести защиту АКПП в случае необходимости набора скорости или торможения двигателем.
- Забирать частично крутящий с целью обеспечения плавной смены передачи.
- Гасить вибрацию от работы двигателя.
Также гидротрансформатор обеспечивает работу мотора на холостом ходу.
Режимы
Управление АКПП осуществляется через ручку. Для этого существуют разные положения. Каждое из них соответствует определенному режиму работы автомата. Количество таких позиций и их описание представлено в таблице.
| Обозначение режима | Обзор |
| Р | Означает паркинг. Происходит блокировка вала. |
| N | Нейтральное положение. Отсутствует связь между колесами и двигателем. |
| R | Движение на задней скорости. |
| D | Обычное движение автомобиля. |
| L | Включается пониженная передача и идет блокировка дифференциала. |
| М | Включение ручного управления. |
| 2 | Скорость не может быть выше второй передачи. |
| 3 | -//- третей передачи. |
| OD | Включение режима Овердрайва. Он требуется в момент резкого набора скорости. |
| W | Установка положения ведется зимой по плохой дороге. Автомобиль начинает движение со второй передачи. |
| S / PWR | Спортивный режим езды на повышенных оборотах. |
Включение ручного режима езды происходит при движении автомобиля по бездорожью, спуску, подъему или длительном обгоне.
Виды
АКПП выполняется в 3 видах. Они имеют особенности:
- Классическая. Еще называется гидротрансформатором. Наиболее востребованная. В состав входят узлы: гидротрансформатор, редуктор и система управления. После длительной эксплуатации МКПП переходить на такое устройство тяжело.
- Роботизированная. Переключение осуществляется командами, поступающими из блока управления. Отличительной особенностью коробки является работа одновременно двух сцеплений. За счет этого переключение ведется плавно без понижения мощности двигателя.
- Вариатор. Конструкция предполагает отсутствие ступеней. Это позволяет изменять скорость без рывков и с максимальной плавностью. Двигаясь, автомобиль выполняет небольшой расход горючего с хорошей динамикой. В зависимости от конструкции работа вариаторов ведется на ремне, тороиде или цепи.
Последний вариант АКПП наиболее сложная, но постепенно завоевывает позиции.
Сравнение с МКПП
Существуют принципиальные конструктивные различия от автоматической коробки. Выражаются они в следующем:
- Переключение скоростей на механике осуществляется ручным путем. Происходит это за счет принудительного перемещения шестерен в новое зацепление. Для уравнивания скоростей в момент переключения установлены синхронизаторы. В автомате все присутствующие шестерни вращаются как бы вокруг «солнца». Здесь присутствуют фрикционы, которые обеспечивают кручение выходного вала.
- В АКПП имеется блок управления, откуда подаются команды на регулировку скорости. В МКПП такой системы нет.
- В механике коробка соединяется с двигателем сцеплением. В автоматике эту роль выполняет гидротрансформатор. Передача вращения от двигателя осуществляется через трансмиссионную жидкость.
Преимущества АКПП не вызывает сомнений, особенно в городе. Замучаешься на ручке тыкать передачи и жать сцепление.
Различия автоматов в переднеприводных и заднеприводных машинах
Отличия выражаются в следующем:
- В автомобилях с передними ведущими колесами АКПП имеют более компактный вид.
- В тачках с задним приводом внутри корпуса присутствует дифференциал.
Других различий в таких системах нет.
Специализация: Закончил государственный автомобильный университет, проработал 20 лет на ГАЗ-56, сейчас езжу на жигулях.
Источник: rus-avtomir.ru