Что выбрать механику или автомат: достоинства и недостатки разных кпп

Ситуации, когда необходимо воспользоваться ручником

Наличие режима «Паркинг» привело к тому, что автовладельцы не пользуются ручным тормозом. Посмотрев в рекомендации как правильно управлять авто с АКПП либо самоучитель дорожного движения, можно увидеть требование всегда использовать ручник, не полагаясь на селектор. Пошаговая инструкция начала движения также упоминает необходимость использования стояночного тормоза.

Появление АКПП сделало вождение автомобиля более комфортным. Теперь нет необходимости выжимать сцепление и самостоятельно выбирать передачу, а знание особенностей работы коробки и правильность выбора режима движения позволяют продлить срок службы до уровня механики.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

  • картер;
  • входной, выходной и промежуточный валы;
  • синхронизаторы;
  • ведущих и ведомых шестерней;
  • механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые

При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

  • подвижно на шлицах;
  • фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

  • рычага;
  • приводов;
  • ползунов;
  • вилки;
  • замка;
  • муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передачво многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Главная задача секвентальной коробки передач, принцип её работы при разгоне автомобиля – уменьшение интервала между переключением скоростей. Использование секвентальной коробки передач в качестве трансмиссии позволяет достичь этого не только с помощью максимального упрощения процесса переключения, но и благодаря отсутствию необходимости для водителя управлять сцеплением самостоятельно. Отсутствие сцепления в качестве дополнительной педали даёт преимущество как начинающим водителям, для которых привыкание ко всем тонкостям процесса вождения представляет некоторые сложности, так и профи, которые эксплуатируют автомобиль на пределе его возможностей и каждая доля секунда для которых – это уйма потерянного при разгоне времени. На самом деле сцепление у секвентальной КПП также присутствует, но управление им осуществляется с помощью отдельного электронного блока, который самостоятельно рассчитывает, исходя из текущей скорости автомобиля и силы воздействия водителя на педаль акселератора, какая передача является в текущий момент самой оптимальной.


коробки передач, принципа её работы

От этого блока подаётся сигнал на трансмиссию, в место расположения датчиков определения скоростей. Следующим и конечным пунктом отправки сигнала после обработки датчиками выступает прогрессивный блок – агрегат, отвечающий за коррекцию данных о работе ДВС. Кроме данных о скорости автомобиля, прогрессивный блок обрабатывает также информацию о работе всех элементов блока комфорта и на основе совокупности получаемых данных производит вычисления по оптимизации движения.

Недостатки МКПП

Подобно любому узлу автомобиля, ручная коробка не лишена недостатков:

  1. Сложное управление, подразумевающее одновременные манипуляции педалью сцепления и рычагом переключения.
  2. Необходимость контроля режима работы мотора. Только в этом случае удается обеспечить динамичный разгон и паспортные показатели расхода топлива.
  3. При неаккуратном обращении есть риск поломки сцепления или шестерен коробки передач.
  4. Риск «перекрутить» коленчатый вал двигателя, включив неправильную передачу.
  5. Разрывы потока мощности в моменты переключения.
  6. Утомительное управление коробкой при езде в пробках. Водителю постоянно приходится переключать передачи.
  7. Ступенчатое изменение передаточного отношения и ограниченное число скоростей. Из-за этого не всегда удается найти оптимальный режим работы двигателя. На современных автомобилях применяются электронные системы, подсказывающие водителю момент переключения скорости.

Недостатки механических коробок передач чувствительны только для начинающих или малоопытных водителей.

Планетарный редуктор и планетарная передача — теория

Рассмотрен принцип действия планетарной передачи, указаны преимущества и недостатки применения планетарных редукторов. Приведена схема планетарной передачи и расчет передаточного отношения редуктора.

Планетарный редуктор и планетарная передача

Зубчатая передача

Зубчатая передача

Устройство планетарного механизма основано на вращении тел зубчатой передачи, которые непосредственно взаимодействуют с главным двигателем. Именно такое соединение и служит для передачи силы от редуктора до других механизмов с изменением скорости их вращения. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя на колеса через основную ось, главную шестерню и сателлиты.
Вообще устройство зубчатой передачи достаточно простое и понятное. Вот, что входит в конструкцию обычной передачи.
Для соединения с главной передачей имеются две зубчатые шестерни, таким образом происходит зацепление. При движении происходит передача скорости вращения с главной шестерни на ведомую за счет зацепов. Наименьшее колесо в конструкции называется шестерней, а наибольшее будет главным и ведомым колесом.

Планетарный механизм

Схема планетарной передачи

Редукторы с зубчатой передачей, колеса которых имеют движущиеся оси, называются планетарными. Внутри расположены зубчатые колеса, перемещающиеся на своих, геометрических осях. Такие шестерни получили название сателлиты, потому что вся конструкция очень похожа на солнечную систему. Главные шестерни называются центральными колесами. Сателлиты крепятся на своих осях и вращаются вокруг главной передачи при помощи водила, которое движется так же, как и центральное колесо, вокруг главной оси. Центральное колесо остается неподвижным, а другие шестерни можно заблокировать или разблокировать полностью.

Если центральное колесо неподвижно, то второе постоянно движется. Ведущим здесь является вал подвижного колеса, а ведомым-водила. Если разблокировать все зубчатые колеса вместе с ведомым, то такая передача будет дифференциальной. Выделяют два основных и ведущих звена и одно ведомое.

При подробном рассмотрении простейшей планетарной передачи мы видим: ведущее колесо или водило, ведомое с тремя сателлитами, вращающимися вокруг центральной оси и центральное, неподвижное колесо.

Передаточное отношение

Чтобы рассчитать передаточное отношение редуктора, необходимо заметить определенное количество неподвижных звеньев(1,2,3 и Н) и условно задать им поступательное вращение со скоростью wH, равное скорости вращения водила, но с обратным знаком. Скорость зацепления зубчатых колес не изменяется. Таким образом скорость + wH +(- wH)=0, то есть водило будет остановлено. Если водило неподвижно, тогда планетарная передача превращается в зубчатую, где все колеса неподвижны. Сателлиты не учитываются. Их вращение будет положительным при одинаковом вращении шестерен, а отрицательным при противоположном вращении:i=(? 1 -? H)/(? 3 -? H)=-(z 3 /z 1), где z 1 и z. Если колесо 3 закреплено неподвижно, то угловая скорость водила Н = 1 /[1+(z 3 /z 1)], а передаточное отношение i =1+z 3 /z 1.

Как обычно, для работы редуктора с одноступенчатой передачей при больших нагрузках становится мало, поэтому стали изготавливать двух и трех ступенчатые редукторы, а иногда и четырех ступенчатые. Чаще всего применяется двухступенчатая передача.

Двухступенчатая планетарная передача.

Схема двухступенчатой планетарной передачи

Для других редукторов передаточное отношение высчитывается таким же способом. Для двухступенчатого редуктора, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 — ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z 2 z 3 /z 1 z 4.

При всех достоинствах планетарного редуктора, нужно знать, что при сильном вращении шестерни, КПД всего механизма сильно ухудшается.

Нагрузка от центрального колёса водила восприниматься всеми шестеренками (1-6) одинаково, при этом их размеры значительно меньше, чем у обычной передачи. Следовательно, главными преимуществами планетарной передачи являются большая скорость вращения, небольшой вес и компактность. Дифференциальные передачи используются в автомобиле для разложения движения, а так же в различных станках. К минусам такой передачи относится ее трудоемкое изготовление и сложная сборка на предприятии. Такие редукторы благодаря своим преимуществам находят свое применение во многих отраслях производства: в машиностроении, приборах, станкостроении, в транспорте.

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П.Г.

Так же по теме предлагаем статью «Планетарный редуктор» с примером расчета передаточного отношения и анимированными схемами ступеней планетарного редуктора.

Значения передаточного числа

Для механической коробки передач, работающей в пятискоростном режиме, передаточные числа находятся в таких диапазонах:

· 1-я передача – от 3 до 4;

· 2-я передача – от 2 до 2,9;

· 3-я передача – от 1,2 до 1,9;

· 4-я передача – от 0,9 до 1,2;

· 5-я передача – от 0,7 до 0,9;

· задний ход – от 3 до 4.

В автоматических коробках передач диапазоны значений несколько шире. Сделано это для того, чтобы в различных режимах силовой агрегат работал динамичнее и более гладко. Кроме того, если в автоматике передаточные числа будут настроены неправильно, то езда на автомобиле станет некомфортной с периодическими рывками и внушительным расходом топлива. Поэтому оптимальными для АКПП считаются значения передаточного числа, расположенные близко к друг другу. При таких параметрах разгон автомобиля будет происходить без неприятных рывков во время переключения скоростей.

Подробнее о передаточном числе будет рассказано в этом видеоролике:

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы:

  • простое в конструкционном плане решение;
  • обеспечение четкости переключения;
  • более долговечная конструкция для эксплуатации.

Минусы:

  • нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
  • не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

Плюсы:

  • комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
  • вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
  • обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

Минусы:

  • меньшая долговечность;
  • со временем могут появляться люфты;
  • требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
  • четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Строение и принцип работы двухвальной механической коробки переключения передач

Принцип работы механической коробки передач состоит в следующем. Валы соединяются друг с другом шестернями с различным количеством зубцов. Их задача заключается в том, чтобы адаптировать КПП к изменяющимся условиям движения автомобиля.

Проще говоря, МКПП изменяет режимы работы двигателя за счет изменения крутящего момента, передающегося ведущим колесам. При снижении оборотов уменьшается передающее усилие, при повышении оборотов оно увеличивается. Таким образом поддерживается необходимый режим работы двигателя в начале движения, при увеличении скорости и торможении.

Конструктивно двухвальная механическая коробка состоит из:

  • ведущего и ведомого валов;
  • шестерней валов;
  • главной передачи;
  • дифференциала;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач;
  • корпуса-картера.

Большинство современных автомобилей с передним приводом оснащаются двухвальными механическими трансмиссиями. В таких КПП передача крутящего момента происходит от шестерней ведущего вала к шестерням ведомого. Первый соединен с двигателем за счет маховика, а от второго крутящий момент поступает к колесам. Оба вала функционируют параллельно.

В двухвальных КПП отсутствует промежуточный вал, которым оснащаются трехвальные трансмиссии. За счет этого она обладает меньшими размерами и весом, но большое число шестеренок в такой конструкции уменьшает КПД. Благодаря компактности коробки она может использоваться для оснащения тяжелых мотоциклов.

Вторичный вал расположен параллельно первичному. Свободно крутящиеся вокруг своей оси шестеренки находятся в постоянном взаимодействии друг с другом.

На вторичном валу располагается ведущая шестеренка главной передачи. В отличие от прочих, она надежно зафиксирована. Между шестернями расположены муфты синхронизаторов.

Установка трех вторичных валов позволяет уменьшить размеры трансмиссии, повысив при этом число передач. Каждый вал оснащается шестерней главной передачи, находящейся в постоянном взаимодействии с ведомой шестерней.

Работа ведущих колес обеспечивается за счет получения крутящего момента от главной передачи и дифференциала. Благодаря последнему, колеса вращаются с неодинаковой скоростью. Заметить разницу в скорости вращения можно в том случае, когда одно из колес попадет, к примеру, на скользкое дорожное покрытие.

Механизм, переключающий передачи, расположен за пределами корпуса коробки и связан с ней тросами и тягами. Чаще всего для переключения режимов используются тросы.

Говоря об устройстве и принципе работы механической коробки передач, отметим, что конструктивно КПП включает в себя:

  • трос, с помощью которого выбираются скорости, с рычагом управления;
  • трос, включающий передачи, с рукоятью выбора;
  • шток включения ступеней с вилками;
  • рычаги включения скоростей;
  • блокирующий замок.

В процессе выбора той или иной скорости рычаг управления перемещается в поперечном направлении, в процессе включения – в продольном.

Принцип работы двухвальной трансмиссии аналогичен работе трехвальной. Разница заключается в специфике функционирования механизма, переключающего передачи.

При выборе передачи рукоять управления перемещается в продольном и поперечном направлениях. В процессе поперечного перемещения основное усилие приходится на трос, приводящий в действие рычаг выбора скорости. Сам рычаг, проворачивая шток вокруг своей оси, помогает включить тот или иной режим.

Чтобы понять принцип работы механической коробки, можно посмотреть видео

Плюсы и минусы коробки автомат


Начнем, пожалуй, с АКПП — в некоторых регионах, например, в США такие автомобили безраздельно правят балом, занимая более 60% рынка. Среди разновидностей автоматической коробки передач принято выделять:

  • Гидромеханический автомат;
  • Вариатор;
  • Роботизированную КПП.

Рядовой автолюбитель чаще всего не задумывается над тем, какой тип устройства устанавливается в автомобиле, хотя от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики трансмиссии, ее динамические показатели и ресурс эксплуатации.

К основным недостаткам автомата относят, конечно же, цену — стоимость автомобиля с двумя педалями, как правило, выше его аналога “на ручке”. Переплачивать иногда приходится как за саму трансмиссию, так и за комплектацию машины, так как в самых бюджетных версиях по умолчанию ставят МКПП. Кроме того, автоматическая коробка дороже и в эксплуатации — использование качественного масла и обслуживание в специализированных автомастерских обычно влетает владельцу в копеечку. В зависимости от типа конструкции трансмиссии не стоит также ждать от нее экономичных показателей расхода топлива, особенно если это гидромеханика или вариатор.

Другая проблема АКПП вскрывается при поломке автомобиля. Буксировка такого транспортного средства, хотя и допускается, но требует соблюдения ряда строгих правил, вследствие чего владельцу проще и быстрее вызвать эвакуатор. Да и с толкача машину уже не заведешь, что в условиях зимней эксплуатации создает немало проблем.

Покупая авто с АКПП, вам также необходимо учитывать, что ресурс такой коробки меньше, чем у механики. Особенно это актуально, если вы рассматриваете приобретение подержанной машины, где пробег уже исчисляется десятками тысяч километров и в скором времени может настать пора капремонта коробки.

Но неужели у “автоматики” нет плюсов? Конечно же есть и самый главный из них — комфорт. Автомобиль, оборудованный автоматической коробкой передач, потребует от водителя минимального участия в процессе взаимодествия двигателя с коробкой. Все что потребуется от автовладельца — выбрать направление движения, вперед или назад и нажать на педаль газа — всю остальную работу автоматика выполнит за вас. Такой подход очень понравится новичкам и водителям предпочитающим размеренный темп езды. Электронная начинка АКПП сама определяет, когда нужно включить повышенную или пониженную передачи, таким образом, исключая вероятность совершения ошибки неопытным водителем.

Оценить по достоинству преимущества коробки автомат смогут жители крупных мегаполисов со сложной дорожной обстановкой. Пробки, заторы и перекрытия автомагистралей — все эти ситуации характеризуются “рваным” темпом движения, когда водителям с механикой приходится без конца дергать ручку селектора, что очень выматывает со временем.

Роботизированная КПП


Общий вид РКПП Роботизированная трансмиссия сочетает в себе функции как АКПП, так и механической коробки передач. Это по сути та же механика, но с автоматическим управлением. Система управления с помощью исполнительных механизмов управляет работой сцепления и переключением передач. При этом переключение происходит так же, как и в механике, только без участия водителя.

Изначально роботизированная КПП создавалась для того, чтобы существенно снизить стоимость коробки передач в сравнении с АКПП и в то же время объединить в себе все достоинства автомата и механики, к которым в первую очередь относятся комфорт и удобство управления.

В автомобилях спортивного класса используется несколько иной тип роботизированной трансмиссии – с двумя сцеплениями. Это позволяет добиться максимально высокой скорости переключения передач.

В состав трансмиссии автомобиля входят:

Сцепление

Сцепление. Работа данного механизма основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); механизм предназначен для передачи крутящего момента, также плавного переключения передач, гашения крутильных колебаний, кратковременного соединения трансмиссии маховика двигателя.

Термин «сцепление» относят к компоненту трансмиссии транспортного средства, которое предназначено для подключения или отключения двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Сцепление несет функцию временного разобщения коленчатого вала двигателя с силовой передачей автомобиля, что является необходимым при переключении шестерен в коробке передач и при торможении автомобиля вплоть до его остановки. Также, сцепление позволяет плавно (без рывков) трогаться с места;

Advertisement

Коробка передач

Коробка передач. Коробка передач предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Также коробка передач обеспечивает автомобилю способность движения задним ходом и длительного отключения двигателя от движения при пуске двигателя и работе его на стоянках;

Раздаточная коробка

Раздаточная коробка. Это не что иное, как агрегат для распределения крутящего момента от двигателя на несколько приводных механизмов, которые в большинстве случаев также увеличивают число передач в трансмиссии. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между ведущими мостами так, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления – «циркуляции мощности» в трансмиссии; увеличивает крутящий момент на ведущих колесах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колес при движении по плохим дорогам, а также на крутых подъемах; обеспечивает более устойчивое движение машины с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента;

Коробка отбора мощности

Коробка отбора мощности. Механизм, предназначенный для привода всевозможных рабочих органов оборудования, установленного на автомобильном шасси, посредством карданного вала или гидравлического насоса;

Главная передача

Главная передача. Является одним из важнейших элементов трансмиссии. В наиболее распространенном варианте состоит из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванном преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи зависят тягово – скоростные характеристики автомобиля и расход топлива;

Дифференциал

Дифференциал. Это механизм по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один;

Как работает делитель на камазе

Карданная передача

Карданная передача. Данный механизм передает крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения;

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир равных угловых скоростей — не является отдельным элементом трансмиссии, так как выполняет роль главной передачи. Шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70ᴼ относительно оси.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью
Возможность буксировки автомобиля

Виды трансмиссии

Корпус механической трансмиссии выполняется из легкого, но очень прочного сплава, он герметичен и наполнен специальным маслом, которое позволяет поддерживать рабочие элементы агрегата в хорошем состоянии, даже при больших нагрузках.

Трехвальная механическая коробка передач

Трехвальные механические коробки состоят из таких валов:

  • Первичного (ведущего), соединенного посредством сцепления с маховиком мотора.
  • Вторичного (ведомого), имеющего жесткое соединение с карданным валом.
  • Промежуточного. Его предназначение — передача вращения от первого вала ко второму.

Ведомый вал опирается на подшипник, находящийся в хвостовике первичного вала. Между ними нет жесткой связи, они выполняют вращение независимо друг от друга. На ведомом валу размещен блок шестерен. На первичном — расположена шестерня, находящаяся с ним в жестком закреплении. Промежуточный вал размещен параллельно первому валу, имеет блок шестерней жестко закрепленных на нем. Шестерни всех валов пребывают в постоянном зацеплении.

На ведомом валу между шестернями размещены синхронизаторы, предназначенные для бесшумного переключения передач, они выравнивают угловую скорость шестерни и вала. Синхронизатор позволяет поочередно включать две шестерни вторичного вала.

На корпусе коробки размещается механизм для переключения скоростей, он представлен в виде рычага управления и ползунов с вилками. Чтоб не произошло одновременное включение нескольких передач, этот механизм оборудован блокировкой. Если рычаг для переключения скорости размещен в кузове автомобиля, то используется механизм для дистанционного управления, он называется «кулисой».

Принцип работы указанной коробки состоит в том, что при переведении рычага управления определенная вилка выполняет перемещение муфты синхронизатора, который совмещает угловую скорость вала и шестерни, обеспечивая передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор на вторичный вал коробки. Задняя передача достигается при вращении вторичного вала в противоположную сторону. Достигается она при помощи дополнительной шестерни заднего хода. Она позволяет получить нечетное число пар шестерен: крутящий момент изменяет направление. Для лучшего понимания схемы переключения передач смотрите рисунок 2.

Рисунок 2. Переключение передач МКПП.

Устройство двухвальных коробок имеет ведущий и ведомый валы, расположенные параллельно. При помощи шестерни, размещенной на первичном валу, передается крутящий момент на шестерню вторичного, зафиксированную синхронизатором. Остальные процессы выполняются аналогично трехвальной МКПП. Достоинством двухвальных коробок есть компактность трансмиссии. Плюс они имеют лучший КПД из-за небольшого количества деталей. В указанной коробке отсутствует прямая передача, поэтому ее применяют для легких транспортных средств.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Роботизированные коробки переключения передач

В основу конструкции роботизированной КПП взята МКПП, более надежная, чем АКПП. К ней добавлены специальные устройства, которые отвечают за выжим сцепления и переключение ступеней.

Обычная механика предусматривает выжим сцепления и переключение передачи непосредственно водителем вручную, ориентируясь на ситуацию на дороге. В случае с роботизированной КПП, разработчики исключают автомобилиста из этой цепи и доверяют все действия автоматике и компьютеру. С установкой узлов-эвакуаторов появилась возможность автоматически переключать РКПП.

РКПП совместила в себе положительные моменты как механики, так и автомата — простоту ремонта, топливную экономичность и другое с возможностью движения в авторежиме без применения педали сцепления. Кроме того, при этом сохраняется возможность ручного управления посредством рычага либо подрулевых переключателей за принципом Типтроника.

Стоит сказать, что коробка-робот имеет ряд преимуществ:

  1. Высокая надежность в сравнении с варатором и автоматом.
  2. Рабочий объем РКПП существенно меньше, чем АКПП, следовательно, количество используемого масла тоже меньше.
  3. Сцепление РКПП отличается наличием увеличенного на тридцать процентов ресурса.

  4. Фактически у всех вариаций РКПП есть опция ручного переключения ступеней (принцип Типтроника).
  5. В сравнении а автоматом и вариатором, РКПП дешевле в ремонте и производстве.
  6. РКПП весит гораздо меньше, чем АКПП, что дает возможность установки на малолитражном транспорте.

  7. Снижение расхода горючего при равных условиях в сравнении с применением остальных типов КПП.

Однако, несмотря на все преимущества, у «робота» есть несколько недостатков:

  1. РКПП с электрическим сервоприводом отличается наличием существенной задержки переключения, которая достигает двух секунд и способна вызывать дискомфорт при динамичном движении и разгоне.

  2. Отсутствие возможности адаптации под манеру движения водителя. Когда автомат способен подстроиться, то «робот» может поддерживать лишь одну манеру, которая установлена в блоке управления в качестве прошивки.

  3. При применении гидравлического привода используется постоянно находящаяся под давлением тормозная жидкость, которая ускоряет процедуру переключения на 0.05 секунды. Однако гидравлический привод значительно дороже в устройстве и повышает энергонагруженность двигателя, являясь уделом спорткаров и престижных автомобилей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Небывалый техник
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Что выбрать механику или автомат: достоинства и недостатки разных кпп

Ситуации, когда необходимо воспользоваться ручником

Наличие режима «Паркинг» привело к тому, что автовладельцы не пользуются ручным тормозом. Посмотрев в рекомендации как правильно управлять авто с АКПП либо самоучитель дорожного движения, можно увидеть требование всегда использовать ручник, не полагаясь на селектор. Пошаговая инструкция начала движения также упоминает необходимость использования стояночного тормоза.

Появление АКПП сделало вождение автомобиля более комфортным. Теперь нет необходимости выжимать сцепление и самостоятельно выбирать передачу, а знание особенностей работы коробки и правильность выбора режима движения позволяют продлить срок службы до уровня механики.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

  • картер;
  • входной, выходной и промежуточный валы;
  • синхронизаторы;
  • ведущих и ведомых шестерней;
  • механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые

При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

  • подвижно на шлицах;
  • фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

  • рычага;
  • приводов;
  • ползунов;
  • вилки;
  • замка;
  • муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передачво многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Главная задача секвентальной коробки передач, принцип её работы при разгоне автомобиля – уменьшение интервала между переключением скоростей. Использование секвентальной коробки передач в качестве трансмиссии позволяет достичь этого не только с помощью максимального упрощения процесса переключения, но и благодаря отсутствию необходимости для водителя управлять сцеплением самостоятельно. Отсутствие сцепления в качестве дополнительной педали даёт преимущество как начинающим водителям, для которых привыкание ко всем тонкостям процесса вождения представляет некоторые сложности, так и профи, которые эксплуатируют автомобиль на пределе его возможностей и каждая доля секунда для которых – это уйма потерянного при разгоне времени. На самом деле сцепление у секвентальной КПП также присутствует, но управление им осуществляется с помощью отдельного электронного блока, который самостоятельно рассчитывает, исходя из текущей скорости автомобиля и силы воздействия водителя на педаль акселератора, какая передача является в текущий момент самой оптимальной.


коробки передач, принципа её работы

От этого блока подаётся сигнал на трансмиссию, в место расположения датчиков определения скоростей. Следующим и конечным пунктом отправки сигнала после обработки датчиками выступает прогрессивный блок – агрегат, отвечающий за коррекцию данных о работе ДВС. Кроме данных о скорости автомобиля, прогрессивный блок обрабатывает также информацию о работе всех элементов блока комфорта и на основе совокупности получаемых данных производит вычисления по оптимизации движения.

Недостатки МКПП

Подобно любому узлу автомобиля, ручная коробка не лишена недостатков:

  1. Сложное управление, подразумевающее одновременные манипуляции педалью сцепления и рычагом переключения.
  2. Необходимость контроля режима работы мотора. Только в этом случае удается обеспечить динамичный разгон и паспортные показатели расхода топлива.
  3. При неаккуратном обращении есть риск поломки сцепления или шестерен коробки передач.
  4. Риск «перекрутить» коленчатый вал двигателя, включив неправильную передачу.
  5. Разрывы потока мощности в моменты переключения.
  6. Утомительное управление коробкой при езде в пробках. Водителю постоянно приходится переключать передачи.
  7. Ступенчатое изменение передаточного отношения и ограниченное число скоростей. Из-за этого не всегда удается найти оптимальный режим работы двигателя. На современных автомобилях применяются электронные системы, подсказывающие водителю момент переключения скорости.

Недостатки механических коробок передач чувствительны только для начинающих или малоопытных водителей.

Планетарный редуктор и планетарная передача — теория

Рассмотрен принцип действия планетарной передачи, указаны преимущества и недостатки применения планетарных редукторов. Приведена схема планетарной передачи и расчет передаточного отношения редуктора.

Планетарный редуктор и планетарная передача

Зубчатая передача

Зубчатая передача

Устройство планетарного механизма основано на вращении тел зубчатой передачи, которые непосредственно взаимодействуют с главным двигателем. Именно такое соединение и служит для передачи силы от редуктора до других механизмов с изменением скорости их вращения. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя на колеса через основную ось, главную шестерню и сателлиты.
Вообще устройство зубчатой передачи достаточно простое и понятное. Вот, что входит в конструкцию обычной передачи.
Для соединения с главной передачей имеются две зубчатые шестерни, таким образом происходит зацепление. При движении происходит передача скорости вращения с главной шестерни на ведомую за счет зацепов. Наименьшее колесо в конструкции называется шестерней, а наибольшее будет главным и ведомым колесом.

Планетарный механизм

Схема планетарной передачи

Редукторы с зубчатой передачей, колеса которых имеют движущиеся оси, называются планетарными. Внутри расположены зубчатые колеса, перемещающиеся на своих, геометрических осях. Такие шестерни получили название сателлиты, потому что вся конструкция очень похожа на солнечную систему. Главные шестерни называются центральными колесами. Сателлиты крепятся на своих осях и вращаются вокруг главной передачи при помощи водила, которое движется так же, как и центральное колесо, вокруг главной оси. Центральное колесо остается неподвижным, а другие шестерни можно заблокировать или разблокировать полностью.

Если центральное колесо неподвижно, то второе постоянно движется. Ведущим здесь является вал подвижного колеса, а ведомым-водила. Если разблокировать все зубчатые колеса вместе с ведомым, то такая передача будет дифференциальной. Выделяют два основных и ведущих звена и одно ведомое.

При подробном рассмотрении простейшей планетарной передачи мы видим: ведущее колесо или водило, ведомое с тремя сателлитами, вращающимися вокруг центральной оси и центральное, неподвижное колесо.

Передаточное отношение

Чтобы рассчитать передаточное отношение редуктора, необходимо заметить определенное количество неподвижных звеньев(1,2,3 и Н) и условно задать им поступательное вращение со скоростью wH, равное скорости вращения водила, но с обратным знаком. Скорость зацепления зубчатых колес не изменяется. Таким образом скорость + wH +(- wH)=0, то есть водило будет остановлено. Если водило неподвижно, тогда планетарная передача превращается в зубчатую, где все колеса неподвижны. Сателлиты не учитываются. Их вращение будет положительным при одинаковом вращении шестерен, а отрицательным при противоположном вращении:i=(? 1 -? H)/(? 3 -? H)=-(z 3 /z 1), где z 1 и z. Если колесо 3 закреплено неподвижно, то угловая скорость водила Н = 1 /[1+(z 3 /z 1)], а передаточное отношение i =1+z 3 /z 1.

Как обычно, для работы редуктора с одноступенчатой передачей при больших нагрузках становится мало, поэтому стали изготавливать двух и трех ступенчатые редукторы, а иногда и четырех ступенчатые. Чаще всего применяется двухступенчатая передача.

Двухступенчатая планетарная передача.

Схема двухступенчатой планетарной передачи

Для других редукторов передаточное отношение высчитывается таким же способом. Для двухступенчатого редуктора, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 — ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z 2 z 3 /z 1 z 4.

При всех достоинствах планетарного редуктора, нужно знать, что при сильном вращении шестерни, КПД всего механизма сильно ухудшается.

Нагрузка от центрального колёса водила восприниматься всеми шестеренками (1-6) одинаково, при этом их размеры значительно меньше, чем у обычной передачи. Следовательно, главными преимуществами планетарной передачи являются большая скорость вращения, небольшой вес и компактность. Дифференциальные передачи используются в автомобиле для разложения движения, а так же в различных станках. К минусам такой передачи относится ее трудоемкое изготовление и сложная сборка на предприятии. Такие редукторы благодаря своим преимуществам находят свое применение во многих отраслях производства: в машиностроении, приборах, станкостроении, в транспорте.

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П.Г.

Так же по теме предлагаем статью «Планетарный редуктор» с примером расчета передаточного отношения и анимированными схемами ступеней планетарного редуктора.

Значения передаточного числа

Для механической коробки передач, работающей в пятискоростном режиме, передаточные числа находятся в таких диапазонах:

· 1-я передача – от 3 до 4;

· 2-я передача – от 2 до 2,9;

· 3-я передача – от 1,2 до 1,9;

· 4-я передача – от 0,9 до 1,2;

· 5-я передача – от 0,7 до 0,9;

· задний ход – от 3 до 4.

В автоматических коробках передач диапазоны значений несколько шире. Сделано это для того, чтобы в различных режимах силовой агрегат работал динамичнее и более гладко. Кроме того, если в автоматике передаточные числа будут настроены неправильно, то езда на автомобиле станет некомфортной с периодическими рывками и внушительным расходом топлива. Поэтому оптимальными для АКПП считаются значения передаточного числа, расположенные близко к друг другу. При таких параметрах разгон автомобиля будет происходить без неприятных рывков во время переключения скоростей.

Подробнее о передаточном числе будет рассказано в этом видеоролике:

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы:

  • простое в конструкционном плане решение;
  • обеспечение четкости переключения;
  • более долговечная конструкция для эксплуатации.

Минусы:

  • нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
  • не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

Плюсы:

  • комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
  • вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
  • обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

Минусы:

  • меньшая долговечность;
  • со временем могут появляться люфты;
  • требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
  • четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Строение и принцип работы двухвальной механической коробки переключения передач

Принцип работы механической коробки передач состоит в следующем. Валы соединяются друг с другом шестернями с различным количеством зубцов. Их задача заключается в том, чтобы адаптировать КПП к изменяющимся условиям движения автомобиля.

Проще говоря, МКПП изменяет режимы работы двигателя за счет изменения крутящего момента, передающегося ведущим колесам. При снижении оборотов уменьшается передающее усилие, при повышении оборотов оно увеличивается. Таким образом поддерживается необходимый режим работы двигателя в начале движения, при увеличении скорости и торможении.

Конструктивно двухвальная механическая коробка состоит из:

  • ведущего и ведомого валов;
  • шестерней валов;
  • главной передачи;
  • дифференциала;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач;
  • корпуса-картера.

Большинство современных автомобилей с передним приводом оснащаются двухвальными механическими трансмиссиями. В таких КПП передача крутящего момента происходит от шестерней ведущего вала к шестерням ведомого. Первый соединен с двигателем за счет маховика, а от второго крутящий момент поступает к колесам. Оба вала функционируют параллельно.

В двухвальных КПП отсутствует промежуточный вал, которым оснащаются трехвальные трансмиссии. За счет этого она обладает меньшими размерами и весом, но большое число шестеренок в такой конструкции уменьшает КПД. Благодаря компактности коробки она может использоваться для оснащения тяжелых мотоциклов.

Вторичный вал расположен параллельно первичному. Свободно крутящиеся вокруг своей оси шестеренки находятся в постоянном взаимодействии друг с другом.

На вторичном валу располагается ведущая шестеренка главной передачи. В отличие от прочих, она надежно зафиксирована. Между шестернями расположены муфты синхронизаторов.

Установка трех вторичных валов позволяет уменьшить размеры трансмиссии, повысив при этом число передач. Каждый вал оснащается шестерней главной передачи, находящейся в постоянном взаимодействии с ведомой шестерней.

Работа ведущих колес обеспечивается за счет получения крутящего момента от главной передачи и дифференциала. Благодаря последнему, колеса вращаются с неодинаковой скоростью. Заметить разницу в скорости вращения можно в том случае, когда одно из колес попадет, к примеру, на скользкое дорожное покрытие.

Механизм, переключающий передачи, расположен за пределами корпуса коробки и связан с ней тросами и тягами. Чаще всего для переключения режимов используются тросы.

Говоря об устройстве и принципе работы механической коробки передач, отметим, что конструктивно КПП включает в себя:

  • трос, с помощью которого выбираются скорости, с рычагом управления;
  • трос, включающий передачи, с рукоятью выбора;
  • шток включения ступеней с вилками;
  • рычаги включения скоростей;
  • блокирующий замок.

В процессе выбора той или иной скорости рычаг управления перемещается в поперечном направлении, в процессе включения – в продольном.

Принцип работы двухвальной трансмиссии аналогичен работе трехвальной. Разница заключается в специфике функционирования механизма, переключающего передачи.

При выборе передачи рукоять управления перемещается в продольном и поперечном направлениях. В процессе поперечного перемещения основное усилие приходится на трос, приводящий в действие рычаг выбора скорости. Сам рычаг, проворачивая шток вокруг своей оси, помогает включить тот или иной режим.

Чтобы понять принцип работы механической коробки, можно посмотреть видео

Плюсы и минусы коробки автомат


Начнем, пожалуй, с АКПП — в некоторых регионах, например, в США такие автомобили безраздельно правят балом, занимая более 60% рынка. Среди разновидностей автоматической коробки передач принято выделять:

  • Гидромеханический автомат;
  • Вариатор;
  • Роботизированную КПП.

Рядовой автолюбитель чаще всего не задумывается над тем, какой тип устройства устанавливается в автомобиле, хотя от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики трансмиссии, ее динамические показатели и ресурс эксплуатации.

К основным недостаткам автомата относят, конечно же, цену — стоимость автомобиля с двумя педалями, как правило, выше его аналога “на ручке”. Переплачивать иногда приходится как за саму трансмиссию, так и за комплектацию машины, так как в самых бюджетных версиях по умолчанию ставят МКПП. Кроме того, автоматическая коробка дороже и в эксплуатации — использование качественного масла и обслуживание в специализированных автомастерских обычно влетает владельцу в копеечку. В зависимости от типа конструкции трансмиссии не стоит также ждать от нее экономичных показателей расхода топлива, особенно если это гидромеханика или вариатор.

Другая проблема АКПП вскрывается при поломке автомобиля. Буксировка такого транспортного средства, хотя и допускается, но требует соблюдения ряда строгих правил, вследствие чего владельцу проще и быстрее вызвать эвакуатор. Да и с толкача машину уже не заведешь, что в условиях зимней эксплуатации создает немало проблем.

Покупая авто с АКПП, вам также необходимо учитывать, что ресурс такой коробки меньше, чем у механики. Особенно это актуально, если вы рассматриваете приобретение подержанной машины, где пробег уже исчисляется десятками тысяч километров и в скором времени может настать пора капремонта коробки.

Но неужели у “автоматики” нет плюсов? Конечно же есть и самый главный из них — комфорт. Автомобиль, оборудованный автоматической коробкой передач, потребует от водителя минимального участия в процессе взаимодествия двигателя с коробкой. Все что потребуется от автовладельца — выбрать направление движения, вперед или назад и нажать на педаль газа — всю остальную работу автоматика выполнит за вас. Такой подход очень понравится новичкам и водителям предпочитающим размеренный темп езды. Электронная начинка АКПП сама определяет, когда нужно включить повышенную или пониженную передачи, таким образом, исключая вероятность совершения ошибки неопытным водителем.

Оценить по достоинству преимущества коробки автомат смогут жители крупных мегаполисов со сложной дорожной обстановкой. Пробки, заторы и перекрытия автомагистралей — все эти ситуации характеризуются “рваным” темпом движения, когда водителям с механикой приходится без конца дергать ручку селектора, что очень выматывает со временем.

Роботизированная КПП


Общий вид РКПП Роботизированная трансмиссия сочетает в себе функции как АКПП, так и механической коробки передач. Это по сути та же механика, но с автоматическим управлением. Система управления с помощью исполнительных механизмов управляет работой сцепления и переключением передач. При этом переключение происходит так же, как и в механике, только без участия водителя.

Изначально роботизированная КПП создавалась для того, чтобы существенно снизить стоимость коробки передач в сравнении с АКПП и в то же время объединить в себе все достоинства автомата и механики, к которым в первую очередь относятся комфорт и удобство управления.

В автомобилях спортивного класса используется несколько иной тип роботизированной трансмиссии – с двумя сцеплениями. Это позволяет добиться максимально высокой скорости переключения передач.

В состав трансмиссии автомобиля входят:

Сцепление

Сцепление. Работа данного механизма основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); механизм предназначен для передачи крутящего момента, также плавного переключения передач, гашения крутильных колебаний, кратковременного соединения трансмиссии маховика двигателя.

Термин «сцепление» относят к компоненту трансмиссии транспортного средства, которое предназначено для подключения или отключения двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Сцепление несет функцию временного разобщения коленчатого вала двигателя с силовой передачей автомобиля, что является необходимым при переключении шестерен в коробке передач и при торможении автомобиля вплоть до его остановки. Также, сцепление позволяет плавно (без рывков) трогаться с места;

Advertisement

Коробка передач

Коробка передач. Коробка передач предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Также коробка передач обеспечивает автомобилю способность движения задним ходом и длительного отключения двигателя от движения при пуске двигателя и работе его на стоянках;

Раздаточная коробка

Раздаточная коробка. Это не что иное, как агрегат для распределения крутящего момента от двигателя на несколько приводных механизмов, которые в большинстве случаев также увеличивают число передач в трансмиссии. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между ведущими мостами так, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления – «циркуляции мощности» в трансмиссии; увеличивает крутящий момент на ведущих колесах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колес при движении по плохим дорогам, а также на крутых подъемах; обеспечивает более устойчивое движение машины с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента;

Коробка отбора мощности

Коробка отбора мощности. Механизм, предназначенный для привода всевозможных рабочих органов оборудования, установленного на автомобильном шасси, посредством карданного вала или гидравлического насоса;

Главная передача

Главная передача. Является одним из важнейших элементов трансмиссии. В наиболее распространенном варианте состоит из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванном преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи зависят тягово – скоростные характеристики автомобиля и расход топлива;

Дифференциал

Дифференциал. Это механизм по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один;

Как работает делитель на камазе

Карданная передача

Карданная передача. Данный механизм передает крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения;

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир равных угловых скоростей — не является отдельным элементом трансмиссии, так как выполняет роль главной передачи. Шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70ᴼ относительно оси.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью
Возможность буксировки автомобиля

Виды трансмиссии

Корпус механической трансмиссии выполняется из легкого, но очень прочного сплава, он герметичен и наполнен специальным маслом, которое позволяет поддерживать рабочие элементы агрегата в хорошем состоянии, даже при больших нагрузках.

Трехвальная механическая коробка передач

Трехвальные механические коробки состоят из таких валов:

  • Первичного (ведущего), соединенного посредством сцепления с маховиком мотора.
  • Вторичного (ведомого), имеющего жесткое соединение с карданным валом.
  • Промежуточного. Его предназначение — передача вращения от первого вала ко второму.

Ведомый вал опирается на подшипник, находящийся в хвостовике первичного вала. Между ними нет жесткой связи, они выполняют вращение независимо друг от друга. На ведомом валу размещен блок шестерен. На первичном — расположена шестерня, находящаяся с ним в жестком закреплении. Промежуточный вал размещен параллельно первому валу, имеет блок шестерней жестко закрепленных на нем. Шестерни всех валов пребывают в постоянном зацеплении.

На ведомом валу между шестернями размещены синхронизаторы, предназначенные для бесшумного переключения передач, они выравнивают угловую скорость шестерни и вала. Синхронизатор позволяет поочередно включать две шестерни вторичного вала.

На корпусе коробки размещается механизм для переключения скоростей, он представлен в виде рычага управления и ползунов с вилками. Чтоб не произошло одновременное включение нескольких передач, этот механизм оборудован блокировкой. Если рычаг для переключения скорости размещен в кузове автомобиля, то используется механизм для дистанционного управления, он называется «кулисой».

Принцип работы указанной коробки состоит в том, что при переведении рычага управления определенная вилка выполняет перемещение муфты синхронизатора, который совмещает угловую скорость вала и шестерни, обеспечивая передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор на вторичный вал коробки. Задняя передача достигается при вращении вторичного вала в противоположную сторону. Достигается она при помощи дополнительной шестерни заднего хода. Она позволяет получить нечетное число пар шестерен: крутящий момент изменяет направление. Для лучшего понимания схемы переключения передач смотрите рисунок 2.

Рисунок 2. Переключение передач МКПП.

Устройство двухвальных коробок имеет ведущий и ведомый валы, расположенные параллельно. При помощи шестерни, размещенной на первичном валу, передается крутящий момент на шестерню вторичного, зафиксированную синхронизатором. Остальные процессы выполняются аналогично трехвальной МКПП. Достоинством двухвальных коробок есть компактность трансмиссии. Плюс они имеют лучший КПД из-за небольшого количества деталей. В указанной коробке отсутствует прямая передача, поэтому ее применяют для легких транспортных средств.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Роботизированные коробки переключения передач

В основу конструкции роботизированной КПП взята МКПП, более надежная, чем АКПП. К ней добавлены специальные устройства, которые отвечают за выжим сцепления и переключение ступеней.

Обычная механика предусматривает выжим сцепления и переключение передачи непосредственно водителем вручную, ориентируясь на ситуацию на дороге. В случае с роботизированной КПП, разработчики исключают автомобилиста из этой цепи и доверяют все действия автоматике и компьютеру. С установкой узлов-эвакуаторов появилась возможность автоматически переключать РКПП.

РКПП совместила в себе положительные моменты как механики, так и автомата — простоту ремонта, топливную экономичность и другое с возможностью движения в авторежиме без применения педали сцепления. Кроме того, при этом сохраняется возможность ручного управления посредством рычага либо подрулевых переключателей за принципом Типтроника.

Стоит сказать, что коробка-робот имеет ряд преимуществ:

  1. Высокая надежность в сравнении с варатором и автоматом.
  2. Рабочий объем РКПП существенно меньше, чем АКПП, следовательно, количество используемого масла тоже меньше.
  3. Сцепление РКПП отличается наличием увеличенного на тридцать процентов ресурса.

  4. Фактически у всех вариаций РКПП есть опция ручного переключения ступеней (принцип Типтроника).
  5. В сравнении а автоматом и вариатором, РКПП дешевле в ремонте и производстве.
  6. РКПП весит гораздо меньше, чем АКПП, что дает возможность установки на малолитражном транспорте.

  7. Снижение расхода горючего при равных условиях в сравнении с применением остальных типов КПП.

Однако, несмотря на все преимущества, у «робота» есть несколько недостатков:

  1. РКПП с электрическим сервоприводом отличается наличием существенной задержки переключения, которая достигает двух секунд и способна вызывать дискомфорт при динамичном движении и разгоне.

  2. Отсутствие возможности адаптации под манеру движения водителя. Когда автомат способен подстроиться, то «робот» может поддерживать лишь одну манеру, которая установлена в блоке управления в качестве прошивки.

  3. При применении гидравлического привода используется постоянно находящаяся под давлением тормозная жидкость, которая ускоряет процедуру переключения на 0.05 секунды. Однако гидравлический привод значительно дороже в устройстве и повышает энергонагруженность двигателя, являясь уделом спорткаров и престижных автомобилей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Небывалый техник
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector