Виды кпп автомобилей и принцип их работы: Виды коробок передач автомобиля и как они устроены

Содержание

Виды коробок передач автомобилей и их отличия

Одним из ключевых агрегатов любого автомобиля является коробка переключения передач (КПП). Выбор типа КПП зависит от многих факторов. Различные виды коробок передач имеют как свои достоинства, таки и недостатки. На автомобилях используют четыре основных вида КПП. Это механика, классический автомат, роботизированная коробка или робот, а также вариатор.

Основное предназначение любой автомобильной коробки переключения передач является изменение крутящего момента, передаваемого от двигателя к колесам, изменение скорости движения и изменение направления движения (вперед/назад). Некоторые типы коробок предусматривают также отключение двигателя от колес, в других КПП эту роль выполняет дополнительный узел, называемый «сцепление».

Механические КПП

механическая кппмеханическая кппМеханические КПП предназначены для ручного переключения передач. По принципу действия это многоступенчатый цилиндрический редуктор. В новых легковых автомобилях чаще всего используют 5 и 6 ступенчатую коробку, а в автоклассике применялись 4-ступенчатые.

Ступенчатая система переключения передач подразумевает конкретный коэффициент передачи для каждой пары шестеренок. Вычисляется передаточное число как соотношение количества зубьев на ведущей и ведомой шестеренке. Для первой передачи это соотношение самое большое. Это означает, что ведущая шестеренка самая маленькая, а ведомая – самая большая.

Механические коробки бывают двух вальные и трех вальные. Трех вальные используются, как правило, на более мощных легковых автомобилях, грузовиках и спецтехнике. Двух вальные часто устанавливают на автомобили с передним приводом.

Многим автомобилистам знаком особый звук, который издает автомобиль при движении на задней передаче. Его не спутаешь ни с чем и он похож практически у всех автомобилей. Происходит это потому, что зубья на передних и задней передаче разные. На задней передаче используются шестеренки с прямыми зубьями. Это дает возможность передавать больший крутящий момент, но расплачиваться приходится повышенным шумом. На передних передачах используются косозубые шестеренки – они работают более тихо, так как сцепление зубьев происходит постепенно, однако их КПД меньше.

Коробка автомат

автоматическая кппавтоматическая кппАвтоматическая коробка, в ее классическом понимании, имеет большую популярность среди автолюбителей. Её бесспорное преимущество является в том, что водителю не требуется отвлекаться на переключение передач. Для начала движения не нужно иметь особых навыков – просто поставил «D» и отпустил тормоз. А еще, в салоне на одну педаль меньше. За такой комфорт приходиться расплачиваться более высоким, по сравнению с механикой коробкой, расходом топлива.

Рабочим элементом в АКПП является три набора шестеренок планетарной передачи. Название «планетарная передача» означает, что меньшие шестеренки вращаются вокруг большей центральной шестерни. Первый набор шестеренок называется «главной передачей». Он согласует скорость двигателя и скорость езды. Другие два набора называются «входным редуктором» и «обратным редуктором». Далее следует набор муфт и рычагов, блокирующих различные части автоматической коробки, что дает возможность изменять скорость движения автомобиля или включать реверс.

Переключение передач происходит благодаря компьютеру, который включает нужные гидравлические клапаны, что приводит в движение соответствующие  муфты планетарных шестеренок.

Автоматическая КПП позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне мощности. Благодаря различным датчикам, компьютер определяет, когда необходимо включить ту или иную передачу или остановить автомобиль. Так что водителю не стоит беспокоиться об оптимальном режиме работы двигателя, а можно сосредоточиться исключительно на вождении.

Раз компьютер выбирает оптимальный режим работы мотора, и на его работу не влияет настроение или навыки водителя, то возникает закономерный вопрос: почему тогда расход топлива увеличивается? Ответ на этот вопрос кроется в гидротрансформаторе – устройстве, которое передает мощность от двигателя на автоматическую трансмиссию. В автоматической коробке передач он играет роль сцепления. Большое преимущество такой системы в плавности передачи усилия. Однако КПД гидротрансформатора значительно ниже, чем у зубчатых передач, что и вызывает дополнительный расход топлива. 

Читайте также: Коробка передач АМТ — что это такое?

Роботизированная КПП

роботизированная КППроботизированная КППТрансмиссии с роботизированным переключение передач, или «роботы», как их иногда называют, объединяют два предыдущих вида коробок. По своей сути, это механическая коробка переключения передач с двумя валами и сцеплением, которыми управляет компьютер. Таким образом, КПД такой коробки выше, двигатель всегда работает в оптимальном режиме, что позволяет получать максимум комфорта от езды.

Недостатком такой коробки может являться то, что к ней нужно привыкнуть. При классическом ручном переключении передач водитель сам может сглаживать плавность хода автомобиля благодаря плавному выжиманию сцепления, и добавлению оборотов. При езде с роботизированной коробкой в момент включения передачи может ощущаться небольшой рывок. Чтоб его компенсировать, производители придумали РКПП с двумя сцеплениями. Его суть такова: в момент переключения передач, компьютер одновременно готов подключить передачу на одну больше и на одну меньше. Благодаря этому переключение происходит практически мгновенно без рывков. 

Вариатор

ВариаторВариаторВариатор — это бесступенчатая коробка переключения передач. Такая трансмиссия достаточно простая. Крутящий момент изменяется плавно, что обеспечивает абсолютную плавность хода. КПД такой коробки довольно высокий, так как отсутствуют дополнительные механизмы и шестерни.

Вариатор состоит из двух шкивов, способных менять свой размер, и соединенных специальным ремнем, что позволяет подбирать наилучшее соотношение передаточных чисел.

Недостатком вариатора является его ограниченная применяемость, связанная с невозможностью использовать на достаточно мощных двигателях. Так что основная сфера применения такой системы переключения передач – городские малолитражные автомобили и скутеры. 

Видео на тему

Урок 6 - трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариаторУрок 6 - трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариатор

Виды коробок передач автомобиля. Просто о сложномВиды коробок передач автомобиля. Просто о сложном

Похожие статьи

Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки

Коробка передач или КПП —  это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

«Speed1c» участника Rohloff AG — http://www.rohloff.de/. Под лицензией GNU Free Documentation License с сайта Викисклада — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Speed1c.png#mediaviewer/File:Spe…

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных  только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

  • сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
  • низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
  • сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются?

На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач — и речь не только об автоматических коробках — даже такие простые по конструкции «ручки» сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!

Как работает КПП?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) — это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от двигателя колёсам — то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой — КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами — это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины… Как правило.

Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы — рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя — Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!». Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот — чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).

На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде — даже внутри нас — наши челюсти, ряд изгибов тела — всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок — даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.

Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку, потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот «чугунный» велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше — роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор — как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) — также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.

Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот — проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот — выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.

Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде — имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач — обычно от 4 до 8 — чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач — речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач — точнее, их число у автомобиля бесконечно — речь идёт о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известная как «ручка» или «механика», как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок — в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.

В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.

При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.

Автоматическая коробка передач

Разработанной ещё в далёком 1920 году и сильно модернизированной с тех пор, автоматической КПП снабжается большинство автомобилей, продаваемых на сегодняшний день. И легко понять, почему: на самом деле это из-за высочайшего удобства по сравнению с механической КПП. Просто переместите рычаг в положение «Драйв», и Вы едете вперёд, поставьте рычаг в режим «Rear», и Вы поедете назад. Но работа автоматических коробок передач крайне сложна — намного сложнее принципа работы МКПП и может стоить Вам значительно дороже в случае ремонта, дополнительные несколько десятков килограмм лишнего веса и немного увеличенный показатель расхода топлива из-за наличия в автомате гидротрансформатора. Более подробно о работе АКПП предлагаем почитать в специальной статье об этом.

Типичная автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы — редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе «мозги», которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.

Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь давайте рассмотрим менее распространённые виды КПП — некоторые из них набирают популярность, другие — напротив, теряют её.

Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)

Так как компьютеры с каждым днём всё глубже проникают в каждую систему в автомобиле, автоматической коробке передач были даны новые способности. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы теперь имеют до восьми передач, и время и условия, когда включать ту или иную передачу, выбирается компьютером, а человека в общем-то никто и не спрашивает, что для многих водителей является огромным минусом, особенно, в условиях спортивного и/или зимнего вождения. В то же время во время спокойного расслабленного вождения по городу автомат наиболее предпочтителен. Для объединения лучшего из этих обоих миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своём авто гибридный вариант КПП, который даёт возможность контролировать переключение передач вручную, используя для этого либо специальный селектор с двумя нефиксируемыми позициями рычага переключения: плюс и минус, каждая из которых отвечает за переключение передачи на одну выше или на одну ниже соответственно; либо с помощью «лепестков» на руле: справа и слева, каждая из которых отвечает за ту же функцию. Лепестки (или «вёсла») являются наиболее распространёнными в спортивных автомобилях, но и в обычных появляются всё чаще.

«Лепестки» ручного переключения передач и кнопочная система режимов коробки передач автомобиля Lotus Evora

Следует иметь в виду, что водители всегда были в состоянии контролировать автоматическую КПП в некоторой степени с помощью так называемых «пониженных» передач, но это в действительности не было полным контролем над переключением по двум причинам:

  • Чаще всего пониженные передачи означали, что Вы можете ограничить переключение лишь первой или второй (реже — третьей) передачей — т.е. автомобиль просто не будет переключаться на передачу выше выбранной. Но, к примеру, не переключаться ниже пятой передачи заставить «чистый» автомат Вы не сможете.
  • Даже если Вы поставите рычаг АКПП в режим «L» — не переключаться выше первой передачи, автомат всё же переключится, если обороты машины поднимутся слишком высоко (например, если автомобиль съезжает с крутой горки — для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в автомате), чтобы не повредить коробку.

 

Классический автомат с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)

Теперь в типтронике компьютер контролирует в значительной степени механическую коробку, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление, но в то же время водитель этот всегда сможет переключиться на полностью автоматический режим переключения.

Вариатор (CVT)

Если Вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то Вы знакомы с вариатором или бесступенчатой ​​коробкой передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимо с достаточно мощными двигателями). По существу, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнём (прямо как на велосипеде из описания в начале статьи, но вместо шестерёнок — шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут изменить свой размер и, таким образом, изменить передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определённого количества «шестерёнок», потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между его самой низкой и самой высокой передаточными числами. Таким образом, можно легко «ползать» на автостоянке или динамично ехать по шоссе. Более подробно о работе вариатора Вы можете прочитать в специальной статье на сайте HowCarWorks.ru.

 

Анимация работы вариатора

Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождения с автоматической КПП, кроме того, что Вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто набирает обороты плавно вверх и вниз. Вы надавливаете на педаль акселератора, и двигатель автомобиля набирает обороты до определённой величины, а затем просто остаётся работать на этих оборотах, в то время как машина едет всё быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач изменяют свои размеры. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к вариатору из-за несколько странного звука и принципа работы CVT. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с подрулевыми переключателями, которые имитируют автоматическую или механическую коробку передач.

CVT с каждым годом набирает всё бóльшую популярность, появляясь на всё большем числе новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая эффективность работы, если Вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если Вы любите ездить быстро или хотите высокопроизводительную машину, то это вариант, к сожалению, Вам не подойдёт, так как очень быстро износится.

Казалось бы, что CVT будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее, заняло очень много времени, чтобы этой технологии созреть — особенно прочность ремня этой трансмиссии — есть большая разница между тем, какая нагрузка приходится на этот ремень в скутере, а какая в большом пассажирском автомобиле.

Кроме того, есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически сводит на «нет» все его преимущества — он ломается… Ломается практически у всех — есть мнение, что такая коробка в среднем отъезжает пробег примерно в 100 тысяч километров, а потом её нужно менять, а стоит она нередко треть стоимости всего автомобиля.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Широко известная аббревиатурой DCT (благодаря компании Porsche) и некоторыми другими, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передача с двойным сцеплением является в сущности своего рода хай-тек коллажем из автоматической, механической коробок передач и компьютера.

Как следует из названия, система использует две муфты переключения передач. Коробка может быть использована в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера определяя время и условия переключения передач, или в качестве механики, с возможностью ручного переключения передач водителем с помощью всё тех же лепестков на руле или кнопок переключения передач. Кроме того, управление компьютером моментами переключения, как правило, также может быть скорректировано водителем так, чтобы переключать трансмиссию согласно Вашему личному стилю вождения.

Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением

Передачи в DCT могут переключаться со скоростью молнии — как правило, за долю секунды — и делать это очень гладко, благодаря автоматизированному контролю, что делает его отличным вариантом для гоночных и высокопроизводительных машин. В то время как DCT обычно встречается в очень дорогих спортивных автомобилях, он может быть достаточно компактен — да настолько, что Honda также устанавливает его в качестве опции на несколько своих мотоциклов.

Односкоростная коробка передач

Электрические транспортные средства, в отличие от своих шумных собратьев, имеют несколько иные требования к коробке передач и, как таковые, они имеют свои собственные типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.

Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эпох и по сути своей представляла собой прямое подключение двигателя к колёсам либо непосредственно, либо почти  непосредственно (шестерни требовались просто для того чтобы число оборотов колёс было меньше числа оборотов двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобильную промышленность в отрасль электроавтомобилей. И дело здесь в самой природе электродвигателя — он, в отличие от бензиновых и дизельных, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и на одном обороте в секунду, к примеру. Если Вы имели возможность оседлать Tesla Model S Вы, вероятно, поняли, что автомобиль может ускоряться молниеносно практически на любой скорости, и ему практически не нужно более одной передачи.

Тем не менее, ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач — это очень продвинутая система, которая использует старое-доброе сцепление для выполнения непосредственно переключения передач вместо гидротрансформатора в классическом автомате. В отличие от механической коробкой передач сцепление контролируется компьютером. Это не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но также упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скат, когда автомобиль находится на стоянке. Также как и типтроник, полуавтоматическая коробка передач может быть переключена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Два типа наиболее распространённых полуавтоматических трансмиссий — это уже описанная выше коробка передач с двойным сцеплением и электрогидравлическая коробка передач (секвентальная коробка передач).

Коробка передач IVT

IVT по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает в себя не только бесконечное число соотношений передач, но и «бесконечно» максимальные передаточные числа. IVT относится к такому виду вариаторов, которые способны включать в себя «нулевой коэффициент» передаточных числе, где входной вал может вращаться вовсе без какого-либо вращения выходного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом замкнутым в передаче. Конечно, передаточное отношение в этом случае не является «бесконечным», но вместо этого оно «не определено».

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы


Что такое коробка передач (трансмиссия) и для чего она нужна.

                Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.



С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.


Виды трансмиссий


Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:


1.       Механическая коробка переключения передач



2.       Автоматическая коробка переключения передач



3.       Роботизированная коробка переключения передач



4.       Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач


Разберем подробнее каждый тип коробки.


Механическая коробка передач (Механика, МКПП)


                Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.


История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.


Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.


Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.


Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.


Плюсы МКПП:


·      Простая и надежная конструкция


·      Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья


·      Движение в экономичном режиме


·      Недорогое обслуживание


Минусы МКПП:


·      Неудобство управления в сложном городском режиме


Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)


Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.


Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.


Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.


Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.


Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.


Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.


Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.


Плюсы АКПП:


·         Комфорт и удобство управления


·         Способность менять передачи при полной мощности двигателя


·         Плавность хода во время переключения передач


·         Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи


Минусы АКПП:


·      Стоимость и периодичность обслуживания


·      Больший расход топлива


·      Низкий КПД


·      Меньшая динамика автомобиля


Роботизированные коробки передач (Роботы)


Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.


Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.


В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.


Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.


Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.


В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:


·   С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.


·   С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.


Плюсы Робота:


·         Плавность переключения и хода


·         Высокий КПД


·         Экономичный расход топлива


·         Высокая динамика


·         Возможность выбора режима работы трансмиссии


Минусы Робота:


·         Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника


·         Стоимость обслуживания и ремонта


·         Чувствительность к тяжелым дорожным условиям


Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)


Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.


К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.


Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.


Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.


Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.


Плюсы Вариатора:


·         Переключение передач происходит незаметно, без рывков


·         Экономичный расход топлива


·         Высокая динамика


Минусы Вариатора:


·         Несовместимость с мощными моторами


·         Стоимость обслуживания и ремонта


·         Большое количество датчиков влияющих на работу CVT


·         Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке


Итог.


Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.


Виды коробок передач автомобиля и их отличия, преимущества, недостатки

Главным элементом в любом автомобиле является двигатель внутреннего сгорания.

В результате сгорания топлива энергия передается на поршни, которые через шатуны передают вращение на коленчатый вал. Коленвал через маховик связан с трансмиссией — системой распределения крутящего момента на ведущие колеса. Так вот коробка передач как раз и распределяет этот момент вращения, то есть при одинаковом уровне оборотов коленвала автомобиль может передвигаться с разными скоростями, или вообще ехать задним ходом.

Коробок передач есть несколько основных видов:

  • механика;
  • автомат;
  • вариатор;
  • роботизированная.

Механическая коробка передач использовалась еще на заре автомобилестроения. В наиболее простом виде, она представляет из себя два вала — первичный и вторичный, на которые надеты шестерни. Для каждой передачи есть своя пара взаимодействующих шестерен. На первичный вал усилие передается от коленвала, а вторичный вал распределяет этот момент движения на колеса.

Водитель самостоятельно выбирает нужную передачу вручную в зависимости от условий движения с помощью рычага КПП.

Рычаг КПП связан с шестеренками через вилки переключения передач. Выжимая сцепление, водитель отсоединяет КПП от двигателя, как раз в этот момент и происходит переключение передач. Надавливая на рычаг и передвигая его, водитель отключает одну передачу и включает другую — при этом вилка одной передачи отсоединяется от пары шестеренок, а другая вилка задействуется и входит в сцепление с другой парой шестеренок.

Автоматическая коробка передач по своему строению и принципу работы схожа с механической. Вся разница состоит в том, что за сцепление отвечает специальный блок — гидротрансформатор. Водителю не нужно выжимать сцепление, поскольку такой педали в автомобилях с АКПП попросту нет.

Чтобы увеличить скорость, водитель жмет на газ, чтобы уменьшить скорость — на тормоза, а переключение передач происходит в автоматическом режиме.

Переключать передачи нужно только в том случае, если вы желаете включить задний ход, припарковаться или поставить автомобиль на нейтраль. Автоматика пользуется большим спросом, поскольку значительно упрощает процесс вождения, однако для ее бесперебойной работы используется большое количество разнообразных датчиков, анализирующих режим езды и выбирающих оптимальные передачи.

Роботизированная коробка передач — это что-то среднее между механикой и автоматом. Переключение передач происходит с помощью электронного блока, который самостоятельно регулирует режимы поездки, автоматически смыкает и размыкает сцепление. Роль водителя сводится лишь к выбору желаемого режима езды, а автоматика уже сама выбирает нужные передаточные числа и шестерни.

Роботизированные коробки чаще всего выпускаются с двумя дисками сцепления, один из которых отвечает за четные передачи, другой — за нечетные. Такой тип трансмиссии называется преселективным, то есть водитель выставляет нужную передачу, а все остальное делает электроника.

Вариаторная коробка передач — это образец КПП, построенной совершенно по другому принципу. Здесь нет шестеренок, вместо них установлены два конусоподобных шкива, между которыми натянут клиновидный ремень или цепь. Ремень передвигается по шкивам и в результате этого меняется передаточное число. Ход такой коробки передач очень плавный, правда использовано большое количество электроники. Вариатор называют также бесступенчатой трансмиссией.

Водителю не нужно выжимать сцепление и переходить с передачи на передачу. Селектор используется только для включения заднего хода, включение нейтрали и режима парковки.

Любой тип трансмиссии имеет свои подвиды, которые различаются количествами передач, конструкцией, принципами работы. На данный момент все больше людей склоняется к вариаторам и роботизированным КПП, хотя настоящий водитель должен без труда ездить с любой коробкой передач.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Принцип работы коробок передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

  • 4-ступенчатую;
  • 5-ступенчатую;
  • 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП







ПреимуществаНедостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КППМеньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПДУтомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкцииНеобходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживаниеБолее низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожьюВозможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

  • выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
  • при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
  • при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

  • отпустить педаль газа;
  • левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
  • рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
  • аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Как работает механическая коробка передач

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

тип АКПП и их отличие

Ко мне на днях обратился друг с вопросом, какой тип АКПП выбрать. Он собирается покупать автомобиль, а в современных коробках передач не разбирается и не знает, какая из них лучше для езды по городу и по внедорожным участкам. Я ему, конечно, объяснил преимущества и недостатки разных типов автоматов.

Сижу и думаю, а ведь читающие мои статьи тоже мучаются с выбором. Вот и решил написать обзор на коробки передач, которые используются в современных транспортных средствах.

Автоматы, вариаторы. роботы

Вид АКПП и принцип работы

Напишите в комментариях, какая у вас АКПП стоит на автомобиле? Как вы пришли к выбору? Друг посоветовал или вы сами – опытный механик?

Принцип работы

Итак, поговорим про разновидности АКПП. Их будет всего три. Но каждый тип автомата имеет дополнительные вариации. Короткое описание и вид коробки я поместил в таблицу для первичного ознакомления.

 

А теперь посмотрим в чем разница между этими коробками передач, чем они отличаются, и какая больше всего подходит для поездок в деревню к бабушке или для катания по городу.

Внимание! Все виды АКПП имеют пять основных режимов работы. Производитель оснащает их дополнительными функциями. Какие бывают дополнительные опции и для чего они нужны можно прочесть здесь.

Традиционный вариант гидроавтомат

Этот вид коробки – самый первый появился среди остальных. Дебютную модель изготовили в 30-х годах двадцатого столетия. Каждое десятилетие АКПП модернизировали и улучшали. Главной особенностью автомата является отсутствие связи между колесами и двигателем. Крутящий момент передается посредством насосного колеса и турбины, которые толкают трансмиссионную жидкость, создающую давление.

Автомат

Состоит АКПП из следующих комплектующих:

  • гидротрансформатор. В народе «бублик». В нем находится насосное колесо, турбина и реактор. По сути ГДТ этого вида АКПП является своего рода сцеплением;
  • планетарная передача. Это шестерни с фрикционами и стальными дисками, которые посредством автоматики выбирают и передают число крутящего момента;
  • гидроблок и ЭБУ. Два связанных механизма. Мозг гидравлической АКПП. Они регулируют передачи, посылают сигналы от манипуляций с кулисой передач водителя. Гидроблок создает давление внутри АКПП, благодаря увеличению или уменьшению которого на определенные клапана, регулируются передачи.

Ранее эти коробки имели только 4 ступени передач, сейчас есть шестиступенчатые, восьмиступенчатые автоматы. В прошлом столетии автомат программировался только на пять режимов работы. Сейчас добавлены такие функции, как:

  • спортивный. Автомобиль может двигаться на большой скорости по автомагистрали. Минусом опции является большой расход топлива;
  • зимний. Автомобиль стартует сразу на второй или третьей передаче. Помогает достичь оптимального сцепления колес с поверхностью на скользкой дороге;
  • типтроник, стептроник. Это одна и та же функция, только разные производители называют ее по-своему. Помогает водителю переходить в полуручной режим управления на грунтовых дорогах, вязкой, болотистой почвы для выбора оптимальной скорости передвижения, чтобы не спалить коробку. Компьютер все равно регулирует действия водителя. Более подробно про типтроник здесь.

Сейчас появились АКПП с адаптацией. Такие автоматы самостоятельно подстраиваются под манеру езды автовладельца.

Мы рассмотрели характеристики АКПП. А вам важно узнать, в чем преимущества и недостатки этих видов. Давайте поглядим и на них.

Плюсы гидравлической АКПП

Преимущества автоматической коробки передач заключаются в следующем:

  • жизненный ресурс до 500000 км пробега. При должном уходе. Если не менять масло и не появляться на техническом обслуживании раз в год, то автомат не пройдет и 100000 км, как окажется на капитальном ремонте. Говорят, есть милионники, но я этому не верю. Если есть, то они перебраны и восстановлены на тысячу раз;
  • комфорт при езде. Этому виду АКПП не страшны ни городской режим, ни грунтовые дороги. Автомат одинаково хорошо себя чувствует на них;
  • низкая цена ремонта. Детали на ранние четырехступки стоят дешево, контрактные коробки тоже высокой стоимостью не отличаются. Более современные модели, оснащенные дополнительными режимами будут выше по цене.

Как у каждого вида есть плюсы, так есть и минусы у разных видов коробок автомат.

Минусы гидравлической АКПП

Отрицательные стороны этого вида АКПП:

  • требовательны к качественной трансмиссионной жидкости;
  • старые коробки склонны к перегреву из-за выработки ресурса, заложенного производителем. Поэтому на них устанавливаете дополнительный радиатор в обязательном порядке;
  • все виды автоматов боятся экстремальных условий эксплуатации, длительных нагрузок;
  • автомобили на АКПП нельзя буксовать.

Есть минусы и по техническим параметрам. К ним относятся недоработки производителей, детские болезни этого вида АКПП.

Какими плюсами или минусами вы сможете дополнить эти списки? Напишите в комментариях.

Вариаторная коробка

Вы, наверное, сталкивались с таким названием, как CVT. Расшифровывается аббревиатура, как «Continuously Variable Transmission». А в переводе на русский язык означает следующее – «бесступенчатая коробка передач» или вариатор.

Вариатор

Вариаторная коробка – это тоже один из типов автоматических коробок передач. Отличается от гидравлической трансмиссии строением и фиксированным количеством скоростей. Вариатор переключается плавно, водитель не чувствует даже легких толчков, как на АКПП.

Этот вид коробки всегда сохраняет баланс скорости, подхватывает в нужный момент переключения передачи. Работает постоянно в монотонном режиме. Для тех, кто любит слышать свое авто, резкий набор скорости – не подойдет. Это нежная коробка и требует бережливого отношения. Вариаторы можно использовать только на ровных дорогах, городских или автомагистралях.

Конструкция этого вида АКПП следующая:

  • два шкива, соединенные ремнем. Последний я рекомендую заменять каждые 90 000 км пробега;
  • гидротрансформатор;
  • гидроблок.

Существует два вида вариаторов. Это клиноременной и тороидный. Отличие клиноременного от тороидного в том, что на первом изменяют передаточное число два шкива с ремнем. На тороидном переключают скорости тороидные ролики, которые зажаты между валами на одной оси.

Внимание! Вариатор требователен к качеству смазки. Не любит масляного голодания. Смазку меняйте каждые 30 000 км пробега, а после 50 тысяч делайте полную смену жидкости путем замещения.

Плюсы вариатора

К преимуществам вариаторного вида АКПП относятся:

  • простая конструкция;
  • экономичный в отличие от гидравлического вида АКПП;
  •  переключает передачи плавно без рывков.

Недостатки этого вида рассмотрим в следующем блоке.

Минусы вариатора

К отрицательным сторонам этого вида АКПП можно отнести дорогое обслуживание, а также:

  • ТО проводится два раза в год;
  • низкий ресурс ремня, который отвечает за переключение скоростей;
  • не любит пробуксовки;
  • многие автовладельцы жалуются на проблемы в работе электронного устройства.

Если вы выбираете вид вариаторной коробку, то будьте уверены, что она капризная. Но для тех, кто любит спокойную езду, не выезжает на пикники, а автомобиль нужен как средство передвижения с работы до дома, то машина с этим автоматом станет идеальным другом.

Роботизированная трансмиссия

Типы АКПП не заканчиваются на этом. Есть еще один вид – это роботизированная коробка передач (АМТ). Это механическая КПП отличается от одноименной только тем, что управляет переключением скоростей компьютер.

РКПП

Внимание! Еще одно отличие этого вида заключается в расходе горючего. Механическая КПП расходует 10 литров на 100 км, робот всего лишь 8 или 7 литров.

Первые виды роботов вышли «кривыми». Автовладельцы постоянно жаловались на то, что при разгоне они чувствует, как будто кто-то толкает их в бампер. Комфорта при езде на машине, оснащенной такой передачей не было никакого.

Поэтому конструкторы переработали АКПП и в 2003 году немецкая компания Фольцваген выпустила робот с двумя турбинами. Здесь турбины выполняют роль сцепления. Название такому роботу дали «DSG».

Теперь четными передачами управлял один диск, а нечетными – второй. Когда передача переключалась на четный, то нечетный уже был готов к переключению на следующую скорость. Такой вид конструкции позволил достичь плавности в переключениях.

Роботизированная коробка бывает двух типов: на гидравлике и электрике. Гидравлические работают с помощью гидроцилиндров и электроклапанов. Такие коробки устанавливаются в основном на спорткары.

Электрический вид роботизированного АКПП сам по себе медленный и экономичный. Для работы используют сервоприводы. Устанавливаются на бюджетные автомобили.

Несмотря на все изменения в конструкции разновидностей DSG симптомы болезней все же оставались и остаются. Да и цена последнего обновления АКПП робота взлетела «до небес».

Плюсы коробки робота

Преимущества роботов заключаются в нижеследующем:

  • экономичный расход топлива;
  • низкая цена бюджетных коробок.

В принципе вот и все плюсы роботизированных коробок. Это не совсем надежный вид АКПП, многие автовладельцы не любят роботов. Но может быть в будущем его смогут вывести на новую ступень развития.

Минусы коробки робота

Отрицательных сторон больше:

  • дорогостоящий ремонт из-за конструктивных особенностей;
  • небольшие пробуксовки заставят поставить РКПП на ремонт сразу же;
  • низкий жизненный ресурс. Колеблется от 80 000 км до 200 000 в зависимости от манеры езды и условий эксплуатации;
  • потребуется адаптация для водителя, если до этого он управлял другим видом АКПП или МКПП;
  • задержка в переключении скоростей;
  • откат при начале движения.

Все эти перечисленные и не перечисленные особенности делают робот капризнее вариатора. Но я знаю людей, которым нравится робот. Поэтому, наверное, стоит приноровится к вождению с ним.

Стоит ли на вашей автомашине робот и хотели бы вы его поменять на другой вид АКПП? Расскажите об ощущениях во время езды на роботе. Напишите в комментариях.

Способы определения разновидности АКПП

Рассказал я моему другу о коробках. А он спрашивает: «Так в чем же их отличие? Я вот не определю сразу».

Как определить КПП

Поговорим об отличиях:

  • если загляните в мануал к АКПП, то гидравлический автомат обозначается как АТ, вариатор – CVT, робот – АМТ, DSG;
  • если вы проедете на вариаторе, то не почувствуете толчков. Катались когда-нибудь на троллейбусе? Вот на поездку на нем похожа езда на вариаторе.

Читайте мануал, собирайте информацию в интернете о коробке, с которой хотите приобрести автомобиль. Сейчас производители стараются делать внешне похожие друг на друга селекторы передач разных видов АКПП.

Напишите в комментариях, сможете ли вы определить, какая перед вами коробка?

Что же выбрать

Далее мой друг говорит: «Ну хорошо, я понял, как их отличить. А какой вид автоматической коробки передач посоветуешь выбрать?». У всех есть минусы и плюсы.

Я скажу так. Для городского режима покупайте машину на вариаторе. Если вы предпочитаете ездить на машине по городу, а на выходные за город на пикники, то берите гидравлический автомат. Если любите гонять, то гидравлический робот подойдет как нельзя лучше. Только учтите, что хорошая роботизированная коробка будет стоить дорого.

Ставьте лайки и делитесь информацией в социальных сетях. Пишите в комментариях, о чем еще хотели бы прочесть.

Что такое коробка передач? (с иллюстрациями)

Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости. Крутящий момент — это сила, возникающая при изгибе или скручивании твердого материала. Этот термин часто используется как синоним трансмиссии.

Gearbox.
Коробка передач.

Коробка передач, расположенная в точке соединения приводного вала, часто используется для изменения направления под прямым углом, как это наблюдается в ротационной косилке или вертолете. Каждый блок сделан с определенной целью, а используемое передаточное число рассчитано на обеспечение требуемого уровня силы. Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после создания коробки. Единственная возможная модификация постфактум — это регулировка, которая позволяет увеличить скорость вала вместе с соответствующим уменьшением крутящего момента.

Gears from a transmission without the housing.
Шестерни от коробки передач без корпуса.

В ситуации, когда требуется несколько скоростей, можно использовать коробку передач с несколькими передачами для увеличения крутящего момента при уменьшении выходной скорости.Эта конструкция обычно используется в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания повышающей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.

A woman shifting gears with a manual transmission.
Женщина переключает передачи с механической коробкой передач.

Ветряная турбина — это пример очень большой коробки передач.Турбина движется с медленной скоростью вращения с большим крутящим моментом. Трансмиссия преобразует эту мощность в более высокую, но более низкую скорость вращения электрогенератора. Из-за огромных размеров и количества энергии, которое они могут генерировать, ветряные турбины имеют несколько передач и ступеней. Эта особенность требуется для того, чтобы генератор электроэнергии мог обеспечивать стабильную мощность даже при колебаниях частоты вращения турбины.

Cars have three types of transmissions.
У автомобилей есть три типа трансмиссий.

В автомобиле существует три типа трансмиссии: автоматическая, ручная или бесступенчатая. Автомобиль с механической коробкой передач представляет собой лучший пример простой коробки передач. Как в автоматической, так и в бесступенчатой ​​трансмиссии коробки передач представляют собой замкнутые системы, требующие минимального вмешательства человека.

Механическая трансмиссия доступна в двух различных системах: скользящая и постоянная.В системе скользящей сетки используются прямозубые цилиндрические шестерни. Шестерни вращаются свободно и требуют манипуляций водителя для синхронизации перехода с одной скорости на другую. Водитель отвечает за согласование оборотов двигателя с необходимой скоростью движения. Если переключение между шестернями не рассчитано правильно, они сталкиваются, создавая громкий скрежет при столкновении зубьев шестерни.

Система постоянного зацепления имеет косозубые косозубые или двойные косозубые зубчатые передачи, которые постоянно зацеплены друг с другом.К зубчатым колесам добавлены конусы трения или синхронизированные кольца, чтобы обеспечить более плавный переход при переключении передач. Этот тип трансмиссии обычно используется в гоночных автомобилях и сельскохозяйственном оборудовании.

A wind turbine is a huge type of gearbox.
Ветряная турбина — это огромный тип редуктора.
,

Как работают коробки передач с двойным сцеплением | HowStuffWorks

Большинство людей знают, что автомобили поставляются с двумя основными типами трансмиссии: с механической коробкой передач, которая требует, чтобы водитель переключал передачи, нажимая педаль сцепления и используя ручку переключения передач, и автоматика, которая выполняет всю работу по переключению для водителей с использованием сцепления, крутящего момента. преобразователь и комплекты планетарных передач. Но есть и нечто среднее, предлагающее лучшее из обоих миров — трансмиссия с двойным сцеплением , также называемая полуавтоматической трансмиссией, «безмуфтовая» механическая трансмиссия и автоматизированная механическая трансмиссия.

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические трансмиссии, такие как секвентальная механическая коробка передач (или SMG), уже много лет являются основным продуктом. Но в мире серийных автомобилей это относительно новая технология, которая определяется очень специфической конструкцией, известной как коробка передач с двойным сцеплением или прямым переключением.

В этой статье будет рассмотрено, как работает трансмиссия с двойным сцеплением, в сравнении с другими типами трансмиссий и почему некоторые предсказывают, что это трансмиссия будущего.

Ручной или автоматический

Коробка передач с двойным сцеплением выполняет функции двух механических коробок передач в одной. Чтобы понять, что это означает, полезно посмотреть, как работает обычная механическая коробка передач. Когда водитель хочет переключиться с одной передачи на другую в стандартной машине с ручным переключением передач, он сначала нажимает педаль сцепления. Это приводит в действие одиночное сцепление, которое отключает двигатель от коробки передач и прерывает поток мощности к трансмиссии.Затем водитель использует рычаг переключения передач, чтобы выбрать новую передачу, процесс, который включает в себя перемещение зубчатого кольца с одной шестерни на другую шестерню другого размера. Устройства, называемые синхронизаторами , согласовывают шестерни перед их включением, чтобы предотвратить шлифование. Как только новая передача включена, водитель отпускает педаль сцепления, которая снова подключает двигатель к коробке передач и передает мощность на колеса.

Итак, в обычной механической коробке передач нет постоянного потока мощности от двигателя к колесам.Вместо этого подача мощности изменяется с на на на на на во время переключения передач, вызывая явление, известное как «толчок при переключении» или «прерывание крутящего момента». Для неквалифицированного водителя это может привести к тому, что пассажиры будут брошены вперед и назад при переключении передач.

Коробка передач с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но не имеет педали сцепления. Сложная электроника и гидравлика управляют сцеплениями, как и в стандартной автоматической коробке передач.Однако в DCT муфты работают независимо. Одно сцепление управляет нечетными передачами (первой, третьей, пятой и задним ходом), а другое — четными передачами (второй, четвертой и шестой). Используя такое расположение, можно переключать передачи, не прерывая потока мощности от двигателя к трансмиссии. Последовательно это работает так:

Этот контент несовместим с этим устройством.

,

Как работает автомобильная подвеска | HowStuffWorks

Если отсутствует амортизирующая конструкция , автомобильная пружина будет выдвигаться и высвобождать энергию, которую она поглощает от неровностей, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать на своей собственной частоте, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия. Подвеска, построенная только на пружинах, обеспечила бы чрезвычайно подвижную езду и, в зависимости от местности, неуправляемую машину.

Введите амортизатор , или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование .Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.

Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т.е.е., подрессоренная масса), в то время как нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (то есть неподрессоренной массой). В двухтрубной конструкции , одном из наиболее распространенных типов амортизаторов, верхняя опора соединена со штоком поршня, который, в свою очередь, соединен с поршнем, который, в свою очередь, находится в трубке, заполненной гидравлической жидкостью. Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. Резервная трубка хранит излишки гидравлической жидкости.

Когда автомобильное колесо наталкивается на неровность дороги и заставляет пружину скручиваться и раскручиваться, энергия пружины передается амортизатору через верхнее крепление, вниз через шток поршня в поршень.Отверстия перфорировать поршень и позволить жидкости протекать через, когда поршень перемещается вверх и вниз в трубке высокого давлени. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит только небольшое количество жидкости под большим давлением. Это замедляет поршень, который, в свою очередь, замедляет пружину.

Амортизаторы

работают в двух циклах — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем.Цикла расширения происходит, когда поршень движется по направлению к верхней части трубки давления, сжатия жидкости в камере над поршнем. Типичный автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем цикл сжатия. Имея это в виду, цикл сжатия контролирует движение неподрессоренной массы транспортного средства, в то время как растяжение контролирует более тяжелую подрессоренную массу.

Все современные амортизаторы чувствительны к скорости. — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор.Это позволяет амортизаторам адаптироваться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут происходить в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, клевание на тормозе и приседание с ускорением.

,

Этика автономных автомобилей, самоуправления и проблема тележек

За последние несколько лет в автомобили было встроено все больше и больше автономных функций. А всего пару месяцев назад Tesla выпустила следующее видео, в котором хвастается, что достигла «полного самоуправления».

В статье Techopedia сообщается, что даже более ранние автомобили Tesla содержали «необходимое оборудование для автономного вождения», хотя активация этой способности зависела от обновления программного обеспечения.В статье также говорилось о том, чем современные автономные автомобили будут отличаться от будущих.

В настоящее время автомобили Tesla оснащены необходимым оборудованием для автономного вождения, но для полной активации этой функции требуются обновления программного обеспечения. Несмотря на то, что это позволит полностью автономное вождение, оно также позволит водителю-человеку взять на себя управление, когда ситуация требует вмешательства.

Однако следующему поколению автономных транспортных средств не потребуются рулевые колеса, педали или трансмиссии.Преимущество таких автомобилей заключается в возможности уменьшения количества аварий и предоставления необходимого транспорта для людей, не способных управлять автомобилем, таких как пожилые люди, люди с ограниченными возможностями зрения или физическими недостатками.

Но есть и потенциальный недостаток: необходимость в человеческом агентстве, которое устанавливает программирование автомобиля, чтобы предвидеть все возможные сценарии и направлять машину, чтобы выносить те суждения, которые люди должны делать, когда сценарий требует действий, которые неизбежно причинить вред в той или иной форме.

Хотя Tesla может быть самым известным именем на фронте ИИ для автомобилей, она, безусловно, не единственный игрок на этом растущем рынке. Некоторые гораздо более почтенные имена в индустрии также участвовали в этом процессе.

СВЯЗАННЫЕ С: ИНТЕРЕСНАЯ ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Бернард Марр недавно написал о миллиардных инвестициях Toyota в беспилотные автомобили и искусственный интеллект. Компания поставила перед собой цели, которых она хочет достичь к 2020 году:

«Благодаря инвестициям Toyota в технологические стартапы, такие как Perceptive Automata, она надеется создать технологию, которая позволит автономным транспортным средствам иметь более человеческую интуицию, когда они находятся в движении. Дорога больше похожа на то, как водители-люди взаимодействуют с пешеходами.»

История безопасности автономного вождения

Конечно, мы еще не достигли этого. Но вопрос в том, является ли это конечной целью и должны ли мы ее преследовать, не принимая во внимание последствия полностью независимого автомобиля.

Каждая ДТП и Смертность с самоуправляемым автомобилем В списках девять ДТП с участием автономных транспортных средств, только четыре из которых привели к гибели людей. Однако, несмотря на претензии к названию, список неполный, поскольку после публикации статьи в таких авариях были жертвы.

Последний случай со смертельным исходом, о котором сообщалось, был связан с автомобилем Tesla Model X 23 марта 2018 года. Водитель автомобиля погиб, когда он врезался в шлагбаум. Тесла обвинил это в том, что барьер мешал автономной системе вождения автомобиля:

«Причина, по которой эта авария была настолько серьезной, заключается в том, что глушитель столкновения, барьер безопасности на шоссе, который предназначен для уменьшения удара о бетонный разделитель полосы движения, имел был раздавлен в предыдущей аварии без замены », — говорится в заявлении Tesla.

Компания добавила: «Мы никогда не видели такого уровня повреждений Model X при любой другой аварии».

К сожалению, на этом аварии беспилотных автомобилей Tesla со смертельным исходом не закончились. Ряд из них произошел в этом году.

Среди инцидентов был один 1 марта 2019 года. Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB) подтвердил, что полуавтономное программное обеспечение автопилота использовалось на Tesla Model 3, когда он врезался в тягач с прицепом, пытавшимся пересечь границу. на шоссе Флориды, водитель автомобиля погиб.

Хотя они все еще относительно редки, по сравнению с дорожно-транспортными происшествиями, вызванными водителями-людьми, тот факт, что в результате беспилотных автомобилей происходят несчастные случаи и гибель людей, заставляет людей беспокоиться об их безопасности и программировании. Фактически, в этом году Quartz поставил под сомнение заявления Tesla о безопасности.

Как и в случае аварии Tesla, в большинстве аварий с автономными автомобилями погибает человек, сидящий на водительском сиденье. Однако были случаи, когда люди, находившиеся вне автомобиля, сбивались и убивались автономными автомобилями.

Самым печально известным инцидентом такого рода может быть инцидент, связанный с Uber в результате гибели Элейн Херцберг в марте 2018 года. 49-летняя женщина шла и толкала свой велосипед через Милл-авеню в Темпе, штат Аризона, когда ее сбила машина Uber.

Видео инцидента, опубликованное полицией, можно посмотреть здесь:

В результате Uber принял политику, предусматривающую включение людей в свои автомобили. История сообщается здесь: Uber возвращает к работе беспилотные автомобили, но с водителями-людьми.

Это способ для Uber обойти проблему, с которой нам придется столкнуться, если и когда полностью автономные автомобили станут нормой: как запрограммировать их, чтобы они включали инстинкт сохранения человеческой жизни.

Программирование ИИ с заботой об этике

Как мы видели в другой статье «Наш дивный новый мир: почему развитие ИИ вызывает этические проблемы», огромная сила ИИ дает большую ответственность за то, чтобы убедиться, что технологии не позволяют ситуация хуже во имя прогресса.Изучение этики ИИ привлекло внимание людей, которые думают о том, что нужно сделать перед внедрением автоматизированных решений.

Один из этих людей, Пол Тагард, доктор философии, канадский философ и ученый-когнитивист, поднял некоторые из проблем, с которыми мы теперь должны столкнуться в отношении этики программирования в ИИ в книге «Как создать этический искусственный интеллект».

Он поднимает следующие 3 препятствия:

  1. Этические теории очень противоречивы.Некоторые люди предпочитают этические принципы, установленные религиозными текстами, такими как Библия или Коран. Философы спорят о том, должна ли этика основываться на правах и обязанностях, на высшем благе для наибольшего числа людей или на добродетельных поступках.
  2. Этичное поведение требует удовлетворения моральных ценностей, но нет единого мнения о том, какие ценности подходят или даже о том, какие ценности являются. Без учета соответствующих ценностей, которые люди используют, когда действуют этично, невозможно согласовать ценности систем ИИ с ценностями людей.
  3. Чтобы построить систему ИИ, которая ведет себя этично, представления о ценностях, правильном и неправильном должны быть достаточно точными, чтобы их можно было реализовать в алгоритмах, но точность и алгоритмы крайне не хватает в текущих этических обсуждениях.

Тагард действительно предлагает подход к преодолению этих проблем, говорит он и ссылается на свою книгу Естественная философия: от социального мозга к знаниям, реальности, морали и красоте . Однако в статье он не предлагает решения, специально предназначенного для программирования беспилотных автомобилей.

Беспилотные автомобили и проблема тележки

В идеале водители избегают столкновения ни с чем, ни с кем-либо. Но можно попасть в ситуацию, в которой невозможно избежать столкновения, и единственный выбор — в кого или людей ударить.

Эта этическая дилемма известна как проблема тележки, которая, как и сама тележка, возникла более века назад. Обычно это представляется следующим образом:

Вы видите, как сбежавший троллейбус движется к пяти связанным (или иным недееспособным) людям, лежащим на рельсах.Вы стоите рядом с рычагом, который управляет переключателем. Если вы потянете за рычаг, тележка будет перенаправлена ​​на боковой путь, и пять человек на главном пути будут спасены. Однако на обочине дороги лежит одинокий человек.

У вас есть два варианта:

  1. Ничего не делать и позволить тележке убить пять человек на главном пути;
  2. Потяните за рычаг, отклонив тележку на боковую колею, где она убьет одного человека.

Конечно, действительно хорошего выбора здесь нет.Вопрос в том, какой из двух плохих вариантов меньше. Именно такую ​​дилемму Зеленый Гоблин представил Человеку-пауку в фильме 2002 года, пытаясь заставить его выбирать между спасением канатной дороги, полной детей, или женщины, которую он любит:

Быть супергероем, Человек-паук смог использовать свои способности прядения паутины и силу, чтобы спасти их обоих. Но иногда даже супергероям приходится делать трагический выбор, как это было в фильме 2008 года « Темный рыцарь », в котором Бэтмен решил оставить любимую женщину во взорвавшемся здании.

Таким образом, даже те, кто обладает превосходными способностями, не всегда могут спасти всех, и такая же ситуация может применяться к автомобилям с поддержкой ИИ.

Тогда возникает вопрос: какой этический кодекс мы применяем, чтобы запрограммировать их на такой выбор?

Что должен делать беспилотный автомобиль?

MIT Technology Review привлек внимание некоторых исследователей, которые несколько лет назад работали над формулировкой ответов в своей книге «Как помочь самоуправляемым автомобилям принимать этические решения». Среди исследователей в этой области — Крис Гердес, профессор Стэнфордского университета, который изучал «этические дилеммы, которые могут возникнуть, когда самоуправляемое транспортное средство внедряется в реальном мире».»

Он предложил более простой выбор: иметь дело с ребенком, выбегающим на улицу, который заставляет машину что-то удариться, но позволяет ему выбирать между ребенком и фургоном на дороге. Для человека это не должно быть — мозговой ум, что защита ребенка важнее защиты фургона или самого автономного автомобиля.

Но что подумает ИИ? А как насчет пассажиров в автомобиле, которые могут получить травмы в результате такого столкновения?

Гердес заметил: «Это очень трудные решения, с которыми каждый день сталкиваются разработчики алгоритмов управления для автоматизированных транспортных средств.

В статье также цитируется Адриано Алессандрини, исследователь, работающий над автоматизированными транспортными средствами в Университете де Рома Ла Сапиенца в Италии, который возглавлял итальянскую часть европейского проекта CityMobil2 по тестированию автоматизированных транспортных средств. Смотрите видео об этом ниже:

Она инкапсулировала проблему тележки для водителей и беспилотных автомобилей в этом суммировании:

«Вы можете увидеть что-то на своем пути, и вы решите сменить полосу движения, и как и вы, на этой полосе есть что-то еще.Так что это этическая дилемма ».

Еще один видный специалист в этой области — Патрик Лин, профессор философии из Калифорнийского политехнического университета, с которым работал Гердес. TED-Ed Линя об этических проблемах программирования беспилотных автомобилей для принятия решений о жизни или смерти представлен в виде мысленного эксперимента в этом видео:

Если бы мы управляли этим автомобилем в ручном режиме, Какой бы способ мы ни отреагировали, это будет восприниматься как реакция, а не намеренное решение », — говорит Линь в видео.Соответственно, это следует понимать как «инстинктивный панический шаг без предусмотрительности или злого умысла».

Очень реальная возможность смертей, произошедших не в результате неисправности, а в результате того, что автомобили следовали их программированию, — вот что делает так важно заранее подумать о том, как справиться с тем, что Лин описывает как «своего рода алгоритм прицеливания. »

Он объясняет, что такие программы будут «систематически отдавать предпочтение или дискриминировать определенный тип объекта, в который можно врезаться.«

В результате те, кто находится в« целевых транспортных средствах, будут страдать от негативных последствий этого алгоритма не по своей вине ».

Он не предлагает решения этой проблемы, но это предупреждение, о котором мы должны подумать. о том, как мы собираемся справиться с этим:

«Обнаружение этих моральных крутых поворотов сейчас поможет нам маневрировать по незнакомой дороге технологической этики и позволит нам уверенно и сознательно отправиться в наше прекрасное новое будущее».

Это, вероятно, докажет это даже более сложная задача для навигации, чем дороги, по которым должны ехать автономные транспортные средства.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о