Трансмиссия: виды коробок передач

Как известно, КПП — один из важнейших узлов автомобиля, отвечающий за передачу крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим  колесам. Современные автомобили оснащены механической или автоматической трансмиссией.

При этом виды КПП автомобилей могут значительно отличаться, так как кроме МКПП (механическая  коробка передач) и АКПП (классическая коробка автомат гидромеханического типа), также существует секвентальная механическая коробка,  РКПП (роботизированная коробка автомат или механическая коробка с  электронным управлением), вариатор (бесступенчатая коробка передач) и т.д.

Все типы и виды коробок передач имеют отличия в работе, устройстве и функциональности. В этой статье мы рассмотрим, какие виды МКПП и виды АКПП бывают, а также главные особенности различных типов трансмиссий.

Механическая трансмиссия автомобиля и виды МКПП

Итак, МКПП  — самая простая, ремонтопригодная и не дорогая в обслуживании трансмиссия. На механике ступени переключает непосредственно водитель физическим усилием, прилагаемым к рычагу переключения передач. Переключения происходят с выжимом педали сцепления. МКПП делятся по количеству ступеней и подразделяются по количеству валов.

Механика по количеству ступеней бывает:

• четырехступенчатая;
• пятиступенчатая (наиболее распространенный вариант);
• шестиступенчатая и более.

Типы МКПП по количеству валов:

• трехвальные (применяются в автомобилях с передним и задним приводом, в грузовых автомобилях);
• двухвальные (применяются в легковых автомобилях с передним приводом).

При этом МКПП, исходя из своих конструктивных особенностей, имеет свои положительные и отрицательные стороны. Кстати, на практике многие автолюбители в СНГ часто выбирают механику, тогда как в развитых странах автомат практически полностью вытеснил данный тип трансмиссии.

Плюсы МКПП:

• экономия топлива;
• лучшая динамика;
• возможность обеспечения более полного контроля над автомобилем;
• ресурс и длительный срок эксплуатации;

Минусы МКПП:

• перегрузки мотора и коробки при неправильной эксплуатации и некорректном переключении передач;
• постоянная работа водителя транспортного средства с рычагом переключения передач и педалью сцепления во время движения автомобиля.

Виды АКПП: типы автоматических коробок 

К автоматическим трансмиссиям можно отнести классический гидроавтомат (АКПП), роботизированную трансмиссию (РКПП) и трансмиссию вариаторного типа (CVT).

• Гидроавтомат — классическая коробка гидравлического типа, предназначенный для преобразования и передачи крутящего момента от коленчатого вала ДВС к колесам посредствам гидротрансформатора. Ступени в таких коробках реализованы в виде планетарной передачи и переключаются за  счет давления трансмиссионной жидкости, создаваемого гидронасосом.

АКПП данного типа могут быть как 4-х ступенчатые, так и 5, 6, 7 и даже 8 ступенчатые. Все зависит от класса автомобиля и силовой установки, работающей в паре с автоматической коробкой.

Плюсы АКПП:

• простота управления транспортным средством;
• надежность, поскольку технология изготовления гидроавтоматов отработана за долгие годы их производства. 

Минусы АКПП:

• частичный отбор и потеря мощности двигателя из-за гидротрансформатора , через который передается крутящий момент;
• задержка при переключении ступеней;
• повышенный расход топлива;
• дороговизна в ремонте и обслуживании.

Еще следует выделить ограничения по буксировке, длительные пробуксовки колес на скользкой поверхности могут привести к  перегреву и быстрому выходу из строя автоматической трансмиссии. 

• Роботизированная коробка автомат – трансмиссия, которая выполняет ту же функцию, что и классический автомат. При этом РКПП спроектирована таким образом, что по конструкции она больше напоминает обычную механическую трансмиссию, поскольку в ней тоже есть диск сцепления и шестерни передач на валах. Но само переключение передач  и выжим сцепления выполняется электромеханическим узлом (мехатроником) или сервомеханизмами.

Плюсы РКПП:

• коробка- робот проще и дешевле в производстве, чем классический гидроавтомат;
• высокая скорость переключения ступеней без задержек;
• хорошая ремонтопригодность КПП;
• возможность выбора передачи вручную;

Минусы  РКПП:

• ненадежность блока управления/сервомеханизмов;
• малый ресурс дисков сцепления;
• выход из строя или некорректная работа мехатроника;
• более требовательна к трансмиссионному маслу, чем механика.
• вибронагруженность и шумная/жесткая работа РКПП с однодисковым сцеплением, заметные толчки при резком наборе скорости (не на всех моделях).

Добавим, чтобы как можно больше сократить время смены ступеней (скорость переключения передач), производители разработали и наладили выпуск роботизированных трансмиссий с 2 сцеплениями. В этих трансмиссиях каждый диск сцепления отвечает за включение определенного ряда передач, поэтому переключение ступеней происходит практически моментально и незаметно для водителя.

Также для увеличения ресурса дисков сцепления роботизированной коробки  инженеры пошли еще дальше и разработали двух дисковую роботизированную коробку передач с мокрым сцеплением. В этом случае диски сцепления погружены в масляную ванну.

• Коробка вариатор или CVT (бесступенчатый автомат вариаторного типа) выполняет те же задачи, что и остальные автоматические коробки, но имеет принципиальные конструктивные отличия.

Принцип работы вариаторной коробки заключается в наличии двух конусов и шкивов, установленных в корпусе коробки, которые соединены между собой ремнем (цепью). К одному из конусов подается крутящий момент непосредственно от коленчатого вала, а другой через дифференциал соединен с полуосями.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какой ресурс имеют различные типы АКПП. Из этой статьи вы узнаете о ресурсе коробки автомат в зависимости от ее типа, а также что влияет на срок службы того или иного агрегата.

В зависимости от того, как сильно водитель давит на педаль акселератора, электронный блок управления  изменяет диаметр шкивов, то есть подводит ремень таким образом, чтобы оба конуса вращались с той или иной скоростью по отношению друг к другу.

Соответственно, это позволяет гибко изменять передаточное отношение, плавно меняется скорость автомобиля. Вариаторная коробка передач благодаря  особенностям конструкции работает по особому алгоритму, а именно:

• при резком нажатии на педаль акселератора обороты двигателя быстро доходят до максимума;
• автомобиль плавно и быстро  разгоняется, тяга ровная и постоянная;
• на всем промежутке активного разгона в салоне автомобиля слышен монотонный звук ДВС на одних и тех же оборотах.

Чтобы устранить эти недостатки, производители на программном уровне внесли изменения в алгоритм работы блока управления вариаторной коробки передач (блок управления имитирует рывки, напоминающие переключения ступеней на классическом автомате,  а также появились так называемые виртуальные фиксированные передачи).

 Плюсы вариатора:

• нет значительного отбора мощности ДВС, поэтому коробка может устанавливаться на малолитражных автомобилях;
• CVT минимизирует расход топлива;
• разгон постоянный, без разрыва тяги и потерь момента;

 Минусы вариатора:

• невозможность установки в паре с мощным мотором (у вариаторной коробки предел передачи крутящего момента не высокий, как следствие, могут выйти из строя ремень и шкивы);
• противопоказаны резкие старты с места по причине недопущения пробуксовки вариаторного ремня;
• запрещена буксировка тяжелых прицепов, что тоже приводит к пробуксовке ремня вариатора, перегревам и быстрому выходу из строя вариатора.
• ремонт и обслуживание достаточно дорогое сравнительно с АКПП и РКПП. 

Что в итоге

В настоящее время автопроизводители предлагают большое количество механических и автоматических трансмиссий. Каждый изготовитель старается довести эксплуатационные характеристики выпускаемых автомобилей и установленных агрегатов до оптимальных показателей в плане динамики, расхода топлива, приемистости и комфорта в управлении.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем отличается вариатор от робота и автомата. Из этой статьи вы узнаете об устройстве коробки вариатор, принципах ее работы, а также сильных и слабых сторонах трансмиссии данного типа.

Что касается КПП, рассмотрев основные типы коробок передач, можно сделать ряд выводов. Прежде всего, независимо от того, сколько бы положительных характеристик не имела та или иная трансмиссия, она все равно будет  также иметь свои минусы. По этой причине при покупке автомобиля, оборудованного МКПП или АКПП, необходимо отдельно учитывать все нюансы.

Источник