Что лучше выбрать между вариатором, механической, автоматической и роботизированной коробкой передач

Механические коробки передач МКПП

Механическая коробка передач представлена в виде многоступенчатого цилиндрического редуктора. Классический вариант – 4-х ступенчатая коробка. Современные легковые автомобили разделяются на виды, в зависимости от количества ступеней: они часто оборудуются 5- и даже 6-ступенчатыми коробками передач.

Что означает понятие ступенчатой системы переключения передач? Момент вращения передается от двигателя внутреннего сгорания на ходовую часть автомобиля не напрямую, а через зубчатые зацепления различных пар шестерен. При этом величина момента вращения претерпевает изменения, в соответствии с соотношением числа зубьев на ведущем и ведомом колесах (передаточное отношение). Как правило, ведущее колесо имеет меньший диаметр, чем ведомое, поэтому вращающий момент уменьшается, пропорционально заданному передаточному числу.

Зубчатые зацепления шестерен переднего и заднего хода отличаются по форме. Для передних передач разработаны косозубые шестерни оригинальных очертаний. Такая форма зуба дает возможность передавать мощность постепенно без громких скрежещущих звуков. При включении задней передачи в зацепление входят колеса с прямыми зубьями. КПД зубьев прямой конфигурации заметно увеличен. При этом передается больший момент вращения, но одновременно появляются такие негативные явления, как шумовые эффекты.

Виды трансмиссий. Конструктивно, механические КПП разделяются на:

1. 2-вальные.
2. 3-вальные

Двух-вальные виды КПП предназначены для машин, оснащенных ведущим передним приводом. Трех-вальные устанавливаются на автомобилях повышенной мощности (спецтехника, грузовики, тягачи, вездеходы).

Среди представленных видов коробок различают еще такие КПП автомобилей, как секвентальные, где переход на следующую передачу производится в строгой последовательности.

В механической коробке передач скорости переключаются ручным способом при помощи специального рычага в салоне автомобиля.

Классификация КП

Существует несколько параметров, по которым производится классификация всех коробок. Таких признаков шесть. В каждом из них крутящий момент на ведущее колесо подается по собственному принципу и имеет различный способ выбора передачи.

По способу передачи потока мощности

В эту категорию вошли такие КП:

• Механическая КП. В такой модификации отбор мощностей производится зубчатой передачей.
• КП с соосными валами. Вращение передается тоже через зубчатую передачу, только ее элементы выполнены в конической или цилиндрической форме.
• Планетарная. Передача вращения производится через планетарный ряд, шестерни которого расположены в одной плоскости.
• Гидромеханическая. В такой трансмиссии механическая передача (в основном планетарный тип) используется совместно с гидротрансформатором или гидромуфтой.
• Вариаторная. Это разновидность КП, в которых не используется ступенчатая передача. Чаще всего такой механизм работает вместе с гидромуфтой и ременчатым соединением.

По числу основных валов с шестернями

При классификации КП по количеству валов различают:

• С двумя валами и одноступенчатым зацеплением оси. В таких трансмиссиях нет прямой передачи. Чаще всего такие модификации можно встретить в машинах с передним приводом. В некоторых моделях с задним расположением моторов также установлена подобная коробка.
• С тремя валами и двухступенчатым зацеплением оси. В этой категории есть модификации с соосными и несоосными валами. В первом случае имеется прямая передача. В поперечном разрезе она имеет меньшие габариты, а в длину немного большие. Такие коробки используются в заднеприводных авто. Вторая подкатегория не имеет прямой передачи. В основном такая модификация используется в машинах с полным приводом и в тракторах.
• С несколькими валами. В этой категории КП валы могут иметь последовательное или непоследовательное число зацеплений. Такие коробки передач используются в основном в тракторах и станках. Это позволяет увеличить количество передач.
• Без валов. В обычном транспорте такие КП не используются. Среди таких моделей бывают соосные и несоосные варианты. В основном они используются в танках.

Классификация планетарных КП

Планетарные коробки передач делятся по таким параметрам:

• Две, три, четыре и более степени свободы, когда все фрикционные элементы отсоединены;
• Тип планетарного ряда, который используется в механизме – эпициклический (основной венец имеет внутреннее или наружное расположение зубьев).

По способу управления

В данной категории имеются такие коробки:

• Ручная. В таких моделях выбор нужной передачи осуществляет водитель. Существует два вида ручных трансмиссий: переключение производится усилиями водителя или через сервопривод. В обоих случаях управление осуществляет человек, только вторая категория КП имеет сервоустройство. Оно получает сигнал от водителя, после чего устанавливает выбранную передачу. В машинах чаще всего используется гидравлический сервопривод.
• Автоматическая. Электронный блок управления определяет несколько факторов (степень нажатия акселератора, нагрузку, поступающую от колес, обороты коленвала и др.) и на основании этого сам определяет, когда включить повышенную или пониженную передачу.
• Робот. Это электромеханичесая коробка. В ней передачи включаются в автоматическом режиме, только ее устройство – как у обычной механики. При работе роботизированной трансмиссии водитель не участвует в переключении передач. Блок управления сам определяет, когда какую передачу включить. При этом переключение происходит практически незаметно.

По числу передач

Данная классификация самая простая. В ней все коробки разделяются по количеству передач, например, четыре, пять шесть и так далее. В эту категорию входят не только ручные, но и автоматические модели.

Типы коробок передач

Самая распространенная классификация – по типу самой коробки:

• Механика. В таких моделях выбор и переключение передач выполняется полностью усилиями водителя. В основном это редуктор с несколькими валами, работа которого осуществляется через шестеренчатую передачу.
• Автомат. Такая трансмиссия работает в автоматическом режиме. Выбор подходящей передачи осуществляется на основании параметров, которые замеряет система управления коробкой.
• Робот является разновидностью механической КП. Конструкция этой модификации практически ничем не отличается от обычной механики: в ней есть сцепление, а передачи включаются через подсоединение соответствующей шестерни на ведомом валу. Только управление выбором передач управляет компьютер, а не водитель. Достоинство такой трансмиссии – максимально плавное переключение.

Виды автоматических коробок передач

Современные автомобили, оснащенные коробкой автомат, набирают все большую популярность среди автолюбителей. Это обусловлено многочисленными преимуществами автоматических коробок передач, в сравнении с традиционной механикой. Водители оценили комфортность управления транспортным средством с установленной АКПП и при покупке нового авто многие покупатели отдают предпочтение именно таким механизмам.

Во время движения машины здесь не придется отвлекаться от дороги, чтобы переключить скорость. Новички быстро обучаются технике вождения, т. к. не нужно запоминать, в какое положение установить рычаг скоростей для изменения режима. Здесь все просто: чтобы машина начала движение, достаточно перевести селектор в точку «D» и отключить тормоз.

Рабочим элементом автомата является планетарная передача, которая состоит из набора шестерен:

1. Главная передача.
2. Входной редуктор.
3. Обратный редуктор.

При помощи зубчатых зацеплений главной передачи производится передача момента вращения от выходного вала двигателя к ходовой части автомобиля.

Кроме шестерен в состав АКПП входят:

• синхронизирующие муфты сцепления;
• рычаг переключения передач – селектор;
• гидроблок;
• смазочная система.

Скорости коробки автомат переключаются, благодаря сложным управляющим воздействиям бортового компьютера. Электромеханические клапаны – соленоиды перераспределяют направление потоков в гидроблоке. Трансмиссионная жидкость под давлением направляется к муфте-синхронизатору, в работу включается зубчатое соединение выбранной передачи.

Благодаря автоматической коробке передач, силовой агрегат транспортного средства выбирает наиболее эффективный диапазон мощности. На основании информации, поступающей с многочисленных датчиков, компьютер управляет включением передач, в зависимости от условий дорожного движения и пожеланий водителя.

В автомобилях, оснащенных АКПП, нет механизма сцепления и привычной педали в салоне. Передача мощности от двигателя к автоматической трансмиссии осуществляется при помощи специального агрегата – гидротрансформатора. В сравнении с механическим сцеплением, гидротрансформатор АКПП позволяет выравнивать скорость вращения выходного вала двигателя с коробкой передач более плавно без ощутимых рывков. При его работе статические и динамические нагрузки на рабочие элементы трансмиссии существенно снижены.

Внешне гидротрансформатор АКПП напоминает форму тора, за что в просторечии ему дали название «бублик».

В состав гидротрансформатора входят:

1. Турбинное колесо с лопастями.
2. Блокировочная муфта и муфты свободного хода.
3. Насос.
4. Реакторное колесо.

Все составные части устройства расположены в едином корпусе, они работают в масляной среде. Насос напрямую соединен с коленчатым валом мотора. Трансмиссионное масло разгоняется лопастями колеса и вовлекает в движение турбину, сопряженную с зубчатыми зацеплениями шестерен коробки передач.

АКПП устройство и принцип работы автомата

Предлагаю рассмотреть классическую трехступенчатую АКПП, которая состоит из гидравлических приводов и гидротрансформатора. Она, как и «механика», принимает и преобразовывает крутящий момент. Ее конструкция состоит из системы гидравлического управления, планетарного редуктора и гидротрансформатора.

Представьте себе вентилятор и обычную детскую игрушку с пропеллером. Если поднести данную игрушку к включенному вентилятору, пропеллер тоже начнет крутиться. В автоматической КПП винт приводит в движение не вентилятор, а мотор автомобиля.

Второй винт соединяется с валом, который взаимодействует с ключевой конструкцией, состоящей из муфт, шестеренок и так далее. Винты расположены в герметично закрытом корпусе со специальной жидкостью — гидротрансформаторе.

Классическая АКПП дает возможность обойтись без нажатия педали сцепления, что довольно удобно, а особенно тем, кто постоянно ездит улицами мегаполиса с очень насыщенным трафиком. В нужный момент водитель нажимает педаль тормоза или акселератора. Среди недостатков АКПП следует отметить повышенный расход горючего и ощутимое переключение скоростей.

Все модели трансмиссий имеют свои слабые места, однако АКПП на старом автомобиле способна стать реальной головной болью. И относится это не только к слабым местам конструкции, а и к качеству обслуживания. Банальный недостаток масла способен привести к преждевременному износу. Не редко перегорают соленоиды, фрикционы, выходит из строя гидротрансформатор.

Прочие недостатки классических АКПП:

1. Автомобиль нельзя завести с «толкача».
2. Буксировать автомобиль с АКПП ограничивает или запрещает сам завод-производитель.
3. При заносе управлять автомобилем гораздо сложнее.
4. Дорогое обслуживание и детали.