Какие коробки передач бывают: основные типы трансмиссий на авто

С каждым годом все чаще автопроизводители уведомляют нас о появлении новейших технологий для улучшения проходимости автомобиля, разгонной динамики и других характеристик.

Как правило, это касается не только двигателя, но и трансмиссии. В этой статье мы рассмотрим различные типы КПП, механическую коробку, а также какие бывают автоматические коробки передач на авто кроме механической.

Типы коробок передач

Трансмиссия (коробка передач) обеспечивает передачу крутящего момента двигателя на колеса, при этом коробка передач представляет собой механизмы, при помощи которых происходит преобразование момента (повышение или понижение), изменение скорости и направления движения.

Выделяют четыре общепризнанных типа трансмиссии:

• МКПП (известна как «механическая» или «ручная» КПП);
• АКПП (автоматическая гидротрансформаторная КПП);
• РКПП (роботизированная КПП);
• Вариатор (бесступенчатая, вариаторная КПП);

Как видно, кроме механических коробок инженеры разработали и автоматическую коробку передач, что значительно облегчает управление автомобилем. Сегодня водители получают возможность выбора в пользу механики или автомата того или иного типа. Давайте рассмотрим виды коробок передач более подробно.

Механическая (ручная) КПП

Первой коробкой передач стала механическая, была сконструирована еще во время появления автомобилей. Изначально такая МКПП состояла из двух передач (одна вперед и одна назад). Через время двигатели стали мощнее, в результате чего агрегат получил три передачи вперед и одну назад.

В скором времени и вовсе разработали четыре передачи вперед. Такие КПП довольно долго были стандартом, прежде чем появилось пять передач (так называемая коробка «пятиступка»). Но процесс модификации не останавливался, поэтому далее МКПП стали получать шесть, семь и даже восемь передач (скоростей) вперед и одну заднюю.

Сегодня стандартом можно считать пятиступенчатую КПП, многие водители выбирают именно такой тип МКПП. Основное преимущество – надежность и возможность собственноручно управлять передачей момента на колеса автомобиля, что позволяет полностью контролировать машину.

Следует отметить, что многие спортивные машины часто оснащены именно механикой, так как данный тип трансмиссии позволяет водителю выполнять «дрифты», срывать машину в управляемый занос и т.д. С коробкой автомат это очень сложно или даже невозможно.

Также можно выделить и другие достоинства МКПП. Например, двигатель можно раскручивать до максимальных оборотов, гибко переключаться с повышенной на пониженную, без особого риска эксплуатировать машину на бездорожье, буксировать прицеп и другие авто и т.д.

Существуют два основных вида механической коробки: с 2 валами и 3. В первом случае двухвальная коробка имеет ведущий и ведомый вал. Во втором также имеется промежуточный вал, а сама коробка является трехвальной. Двухвальный и трехвальный вид механики имеет некоторые различия, однако они не принципиальны.

Водители, эксплуатирующие механику, знают по опыту, что в устройстве имеется сцепление (фрикционная муфта). В салоне авто имеется третья педаль, позволяющая включать/выключать сцепление. Сцепление предназначено для передачи крутящего момента, а его выключение дает возможность переключать передачи и делать это плавно.

Итак, можно выделить следующие достоинства МКПП:

• доступная стоимость;
• малый вес;
• экономичность и простота обслуживания;
• небольшое количество трансмиссионного масла;
• возможность активно эксплуатировать ТС;
• допускается толкание автомобиля при запуске двигателя;
• легкость запуска в холодное время года.

Имеются также и недостатки МКПП:

• различные трудности и сложности при управлении (чаще наблюдается у начинающих водителей);
• необходимость менять сцепление каждые 80-100 тыс. км. пробега;
• риск сжечь сцепление раньше времени (обычно у неопытного водителя);

Гидромеханическая АКПП с гидротрансформатором

Такой вид КПП представляет собой два устройства – саму коробку передач и гидротрансформатор. ГДТ изначально использовался на кораблях, реализуя связь между ведущим винтом и валом. Позже решение начали применять и на автомобилях, а сам гидротрансформатор является сцеплением АКПП. Такой вид КПП появился давно и распространен не менее, чем МКПП. Изначально автоматы имели три передачи, однако сегодня их число доходит до восьми передач (как и у «механики»).

Отличие «автомата» от «механики» заключается в отсутствии привычного фрикционного сцепления. Если просто, гидротрансформатор фактически является турбиной, передавая крутящий момент через масло (жидкость ATF) на крыльчатки. Первая крыльчатка крепится к маховику двигателю, а вторая к валу коробки.

Также в самой коробке имеется набор планетарных передач и гидроблок (гидроплита), в которой по каналам под давлением также циркулирует масло. Масло в этом случае воздействует на исполнительные механизмы, позволяя включать и выключать передачи в автоматическом режиме. Не трудно догадаться, что такой автомат с учетом ряда особенностей нуждается в большом количестве масла (может доходить до 12 литров и более).

Сегодня автоматы данного типа могут быть адаптивными или иметь режим Типтроник, а также ряд других допрежимов.  Типтроник является имитацией ручного режима, то есть водитель самостоятельно переключает передачи «вверх» и «вниз». Адаптивный вид автомата «приспосабливается» к манере езды конкретного водителя, раскручивая двигатель и переключая передачи так, чтобы водитель получил необходимый результат.

Если ездить плавно, АКПП как можно быстрее включит повышенную передачу, переключения будут происходить на низких оборотах, значительно экономится топливо. Если же постоянно активно нажимать на педаль газа, система будет дольше оставаться на одной передаче и раскручивать ДВС, позволяя добиться активного разгона. Регулируемый способ управления АКПП позволяет задействовать различные виды режимов: спорт режим, эконом режим, зимний режим и т.д.

Рассмотрим основные достоинства АКПП:

• отсутствие педали сцепления, комфорт и безопасность при управлении (преимущественно для начинающих);
• при должном обслуживании агрегат имеет большой ресурс;
• АКПП бережет двигатель, позволяя избежать ряда ошибок;
• передачи переключаются мягко и без рывков;
• машина не откатывается назад при старте на подъеме;

Следует выделить и недостатки АКПП:

• в холодное время тратится больше времени на разогрев автомобиля и КПП, могут возникать трудности при запуске;
• большое количество масла в трансмиссии;
• запрещена пробуксовка, высокие нагрузки;
• дорогостоящее обслуживание и регулярная замена масла;
• снижен КПД по причине потерь в ГДТ;
• увеличен расход топлива;

Даже с учетом минусов такой  автомат пользуется большим спросом, так как значительно упрощает вождение, повышает безопасность и предоставляет необходимый комфорт. Также АКПП при условии своевременного и качественного обслуживания имеет  достаточно большой ресурс (как минимум, 250 тыс. км.). 

Роботизированная КПП с одним и двумя сцеплениями

РКПП является результатом стремления инженеров объединить все достоинства механической коробки передач и автомата. Фактически, коробка робот — это механика, к которой прикрепили сервоприводы. Указанные механизмы самостоятельно управляют работой сцепления, а также выбирают и включают/выключают передачи.

В салоне, как и в случае с АКПП, остается две педали (газ и тормоз), то есть управлять такой машиной проще. При этом сама коробка имеет фрикционное сцепление, ведущий и ведомый вал (по аналогии с МКПП) и т.д.

Основным минусом можно считать то, что переключения у роботизированной трансмиссии более жесткие, с рывками и толчками. Также агрегат медленнее переключает передачи, возможны задержки. Еще специалисты отмечают то, что хотя сама коробка служит долго, исполнительные механизмы быстро выходят из строя (уже к 80-120 тыс. км.). При этом их стоимость  довольно высокая.

Если суммировать, недостатки «робота» следующие:

• коробка медлительная, совершает при переключении рывки;
• автомобиль на старте откатывается назад;
• низкий ресурс сервомеханизмов;

Что касается преимуществ, достоинства роботизированной КПП:

• нет педали сцепления, переключение передач происходит автоматически;
• меньший расход горючего;
• меньше потерь, лучше разгон и более высокий КПД;
• использование небольшого количества масла (аналогично как и в случае с МКПП).

Еще отметим, что роботизированная коробка передач может быть представлена и другим типом. Речь идет о преселективных роботах с двойным сцеплением (например, DSG). Такие КПП в буквальном смысле являются симбиозом автомата и робота, способны обеспечить  высокую плавность хода, отличную динамику и топливную экономичность.

Однако минусом является высокая стоимость, требовательность к качеству и количеству масла и уровню обслуживания, а также заметно меньший ресурс по сравнению с АКПП (около 150 тыс. км.). Опять же, проблемными являются узлы сцепления, сервомеханизмы, а также мехатроник (аналог гидроблока в автомате с гидротрансформатором). 

Бесступенчатая вариаторная КПП

Вариатор CVT является конкурентом для всех остальных автоматических КПП (как роботизированных, так и АКПП). По своему строению такой «автомат» сильно отличается от аналогов. Зачастую сцепление вариаторной КПП представлено гидротрансформатором (по аналоги с АКПП), однако сама коробка вариатор имеет ряд конструктивных особенностей.

Вариатор состоит из двух валов (ведущий и ведомый), на них расположены шкивы, которые могут постоянно изменять свой диаметр. Между ремнями натянут ремень вариатора. Во время старта автомобиля ведущий шкив большого диаметра, а ведомого наоборот меньше.

После достаточного ускорения ведущий шкив постепенно уменьшается, изменяя диаметр, в этот момент ведомый увеличивается в размерах. Если сравнивать «автомат» АКПП и «вариатор», то коэффициент полезного действия значительно выше у «вариатора» по причине более жесткой связи.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем отличается робот АМТ от классического автомата АКПП. Из этой статьи вы узнаете об отличиях робота от автомата, а также какие плюсы и минусы имеет данный тип коробки передач.

При помощи наиболее рационального и плавного изменения диаметра шкивов водитель не ощущает перехода со ступени на ступень, что исключает толчки,  рывки, задержки. Мощность передается на колеса постоянно, без разрывов.  Даже при отпускании педали газа будет сохраняться  темп и плавность езды после активного разгона.

Существует несколько видов вариаторов, среди которых можно выделить клиноременной и торовый. Главное отличие заключается в том, что в первом случае использован ремень (цепь вариатора), а во втором ведущий и ведомый вал условно соединены специальными роликами. Другими словами, момент передается через указанные ролики. 

Достоинства вариаторной КПП:

• максимальный комфорт;
• высокий КПД;
• активный разгон;
• меньший расход топлива;
• полное отсутствие толчков и рывков;

Среди недостатков вариаторной КПП можно выделить следующее:

• высокая стоимость ремонта и отсутствие запчастей;
• большой объем масла, затрудненный запуск, острая необходимость прогрева вариатора зимой в мороз;
• сокращение ресурса в результате нагрузок, ограничения на буксировку, выход из строя по причине пробуксовок;
• необходимость менять ремень вариатора каждые 100 тыс. км;

Подведем итоги

Как видно, при покупке авто рекомендуется заранее рассмотреть несколько типов КПП. При этом  важно помнить, что каждый  вид трансмиссии имеет свои достоинства и недостатки. Главное, подобрать такой тип коробки, который  будет наиболее подходящим в плане комфорта при движении, обеспечит должную экономичность и надежность с оправкой на индивидуальные условия эксплуатации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем отличается коробка вариатор от автомата. Из этой статьи вы узнаете об основных отличиях вариатора от АКПП, а также какие преимущества и недостатки имеет трансмиссия данного типа.

Напоследок отметим, что выбор вида коробки, в первую очередь, должен соответствовать поставленным самим владельцем требованиям и задачам. Если нужен полный контроль над авто и максимум надежности, тогда лучше обращать внимание на МКПП, если же на первом месте стоит комфорт, тогда оптимальным решением будет АКПП или вариатор.

Робот можно считать средним вариантом в плане надежности, однако такая трансмиссия способна облегчить процесс управления ТС и экономить топливо. Если же водитель нацелен на активный драйв, при этом необходима машина исключительно с автоматом, тогда преселективные роботизированные коробки можно считать лучшим вариантом.

Источник