Какая коробка передач лучше — виды или типы коробок передач. Какая автоматическая коробка передач лучше Виды роботизированных коробок передач

Еще десять лет назад, все водители перед покупкой автомобиля всегда без особых проблем и замешательств решали с какой коробкой передач приобретать машину. Выбор был не сложен. Сегодня сделать такой выбор намного сложнее. Если с механической коробкой нет ни каких проблем, то, у любого покупателя могут быть сложности, поскольку в настоящий момент на рынке существует несколько типов автоматических коробок, которые отличаются не только по своей конструкции, но и имеют разный принцип работы.

Однако на некоторых более дорогих моделях также автопроизводители начали устанавливать новые 9-ти ступенчатые коробки передач, которые через несколько лет, скорее всего, также появятся и на более дешевых автомобилях.

Обычные автоматические коробки передач используют в своей конструкции гидротрансформатор, который выполняет ту же работу, что и сцепление в механической коробке передач. Но в отличие от механики, гидротрансформатор включается в работу не при нажатии педали сцепления, а автоматически.

Это происходит с помощью гидравлической системы, в которой масло проходит по специальным каналам и попадает в определенные отделы коробки, создавая давление в системе, по которому компьютер и определяет какую скорость необходимо включить.

Благодаря гидравлическому интерфейсу современная автоматическая трансмиссия переключает передачи очень плавно. , поскольку впервые на авторынке автоматические коробки появились в 1940 году.

С тех времен классическая коробка передач улучшалась по своим характеристикам, но, тем не менее, принцип работы и устройство коробки практически не изменилось.

Однако даже современные автоматические коробки переключают передачи медленнее чем, к примеру, автоматическая коробка с двумя сцеплениями, что в первую очередь влияет на расход топлива.

Поэтому автомобиль с обычной коробкой передач потребляет больше топлива чем аналогичная машина с коробкой имеющую два сцепления.

Обозначения автоматических трансмиссий на , и : ZF 8HP; ZF 9HP; Tiptronic

Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением

Коробка передач PDK, которая устанавливается на автомобили одна из лучших в мире

Коробка с двойным сцеплением, как и предполагает ее название имеет в своей конструкции два сцепления. Это конечно не означает, что автомобиль с такой коробкой имеет две педали сцепления.

Конечно, весь процесс коробки с двумя сцеплениями управляется электроникой и без участия водителя (нет необходимости нажимать педаль сцепления и самостоятельно переключать передачи).

К примеру, одно сцепление управляет нечетными передачами, другое четными. В тот момент, когда вы едете на одной передаче прибавляя обороты двигателя, крутящий момент начинает передаваться на другой вал (автоматическое переключении передачи) практически без задержки, поскольку второе сцепление уже готово переключить муфту для передачи крутящего момента.

В результате этих действий процесс переключения передач происходит быстрее, чем опытный водитель переключает скорость вручную на механической трансмиссии.

Кроме того, некоторые системы коробки с двойным сцеплением являются более экономичными, чем механические коробки. То есть некоторые автомобили с коробкой с двумя сцеплениями потребляют топливо намного меньше, чем машины, оснащенные автоматическими и механическими коробками передач.

Правда есть один минус. Это процесс при начале движения автомобиля. На первых порах коробка может сделать паузу, для того чтобы включить сцепление на валу, где находится первая передача. Это также ощущается при маневрировании на низких оборотах двигателя. Например, вы можете ощущать дергание автомобиля.

Стоит отметить, что конструкция коробки передач с двойным сцеплением очень сложная и ввиду того, что этот тип трансмиссии на рынке появился достаточно недавно, говорить о ее надежности пока преждевременно. Необходимо чтобы прошло около 10 лет, чтобы эксперты и автопроизводители поняли насколько подобный тип трансмиссии стоек перед долгой эксплуатацией автомобиля.

Самые известные обозначения коробок передач с двойным сцеплением: DSG, PDK, M-DCT и Powershift.

Автоматизированная механическая коробка передач

Несмотря что Up является небольшим компактным автомобилем при разгоне переключение передач происходит рывками из-за автоматизированной механической коробки передач

С появлением с двойным сцеплением, автоматизированные механические коробки передач становятся редкостью на автомобильном мировом рынке, но, тем не менее, некоторые компании пока по-прежнему продолжают устанавливать этот вид трансмиссии на многие автомобили.

В автомобиле, который использует этот тип коробок передач, также как и коробки с двойным сцеплением отсутствует педаль сцепления, но присутствует ручка переключения передач, как на традиционной механике.

Переключая скорость, коробка отключает передачу крутящего момента от двигателя на коробку, переводит передачу крутящего момента на нужный вал, и затем снова включает передачу энергии от двигателя на коробку. И все это без участия водителя.

Может сперва показаться, что этот вид коробок передач имеет преимущество перед обычными автоматическими коробками, многие из которых не позволяют водителями самостоятельно переключать передачи, но на самом деле есть недостатки которые заключаются в работе автоматизированной механической коробки.

Так есть проблемы со скоростью и гладкостью работы трансмиссии. Проблема в том, что таким коробкам передач необходимо время, чтобы для переключения скорости без сцепления сделать необходимые для этого действия в правильном порядке. Поэтому весь процесс происходит слишком медленно, чтобы не вызывать дискомфорт у пассажиров и водителя.

Но, несмотря на это, многие водители часто отмечают, что в автомобили с такими коробками разгоняются очень медленно, что связано с огромными задержками между переключениями скоростей.

Некоторые водители чтобы сгладить процесс переключения чуть приопускают педаль газа перед переходом на другую скорость. Но автомобили с традиционными автоматическими коробками передач и трансмиссиями с двойным сцеплением разгоняют автомобили намного быстрее, а процесс переключения скоростей происходит более гладко.

Самые известные обозначения автоматизированных механических коробок передач: Неофициально такой тип коробок передач называют полуавтомат, ASG, EGC и ETG.

Бесступенчатая коробка передач (CVT) - вариатор

Новое поколение оснащается вариатором, что позволяет машине динамично набирать скорость, но за это владельцы расплачиваются громким звуком двигателя

Бесступенчатая коробка передач по своей конструкции не похожа не на одну другую трансмиссию. В вариаторе вы не найдете не одной запчасти, которая используется в других видах коробок передач. Бесступенчатая трансмиссия использует две пары металлических конусов, каждый из которых имеет заостренные концы.

Один набор конусов прикреплен к двигателю, а другие два конуса прикреплены к колесам транспортного средства. Между этими парами конусов натянут ремень. Конусы двигаются в направлении друг к другу, как правило, под контролем компьютера.

В современных вариаторах конструкция коробки позволяет с помощью компьютера менять угол ремня, расположенный между двумя конусами, что в итоге позволяет менять передаточные числа передач.

Это звучит странно, но на самом деле подобная конструкция коробки позволяет постоянно изменять передаточные коэффициенты передач, вместо того чтобы пользоваться фиксированными значениями, установленными на заводе.

Это означает, что передаточные числа могут корректироваться бесконечно, что позволяет работать двигателю более эффективно при наборе скорости. По сути, при наборе скорости не происходит никакого переключения передач, что и создает эффект, что машина разгоняется без задержек.

Но также как и , в работе вариатора есть и минусы.

К примеру, это раздражающий громкий звук работы двигателя, который постоянно работает на повышенных оборотах. То есть если ваша машина оснащена вариатором, при разгоне обороты двигателя не будут падать, как это происходит, к примеру, на автоматических или механических коробках (при переходе на другую передачу обороты двигателя снижаются).

Самые известные обозначения бесступенчатых коробок передач: E-CVT, CTV и Multitronic.

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

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

Читайте в этой статье

Типы коробок передач

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

Выделяют четыре общепризнанных типа трансмиссии:

(известна как «механическая» или «ручная» КПП);
(автоматическая гидротрансформаторная КПП);
(роботизированная КПП);
(бесступенчатая, вариаторная КПП);

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

Механическая (ручная) КПП

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

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

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

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

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

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

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

Итак, можно выделить следующие достоинства МКПП:

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

Имеются также и недостатки МКПП:

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

Гидромеханическая АКПП с гидротрансформатором

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

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

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

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

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

Рассмотрим основные достоинства АКПП:

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

Следует выделить и недостатки АКПП:

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

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

Роботизированная КПП с одним и двумя сцеплениями

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

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

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

Если суммировать, недостатки «робота» следующие:

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

Что касается преимуществ, достоинства роботизированной КПП:

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

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

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

Бесступенчатая вариаторная КПП

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

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

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

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

Отличия коробки робот от автоматической КПП: на что обратить внимание. Как отличить робот от автомата (визуально, в движении). Рекомендации.

Автоматическая коробка передач АТ или роботизированная автоматизированная трансмиссия АМТ: какая КПП лучше, особенности "автомата" и "робота". Рекомендации.

Помните, как в одной известной песне поется: «Крепче за баранку держись, шофер!» В то время, когда писались слова к этой песне, водителям приходилось время от времени держаться за руль всего лишь одной рукой, орудуя рычагом механической коробки передач. Сегодня же благодаря «автомату» можно подарить «баранке» все свое внимание, не отвлекаясь на игры с «механикой». Рассмотрим же основные типы автоматических трансмиссий.

Вряд ли кто-то будет спорить с тем, что АКПП резко снизила нагрузки водителей, избавив их от необходимости топтать педаль сцепления и подарив возможность даже в салоне автомобиля чувствовать себя так же комфортно, как дома перед телевизором. И если вы решили отдать предпочтение автомобилю с коробкой-автомат, тогда вас ждет довольно непростой выбор типа трансмиссии. Да, обычно конечный потребитель не обращает внимания на устройство КПП, для него главное - это две педали, селектор и стремительно убегающая под автомобиль дорога. Однако не торопитесь, потому как есть типы трансмиссий, которые являются более выигрышным вариантом.

Гидравлический «автомат»: классика в чистом виде

Этот тип АКПП является классическим примером автоматической трансмиссии, особенность которой заключается в том, что между колесами и двигателем напрочь отсутствует какая-либо связь. Вы спросите - а как же передается крутящий момент? Отвечаем - через рабочую жидкость посредством двух турбин. Однако мы эволюционируем, а вместе с нами эволюционирует все, что мы изобретаем, потому сегодня такие коробки управляются специальными электронными устройствами. Это позволяет оснащать гидромеханические коробки передач спортивным и зимним режимом, программами экономичной езды, а также возможностью ручного переключения передач.

Коробка-автомат вначале устаналивалась исключительно на топовые версии

Фото

Если сравнивать «гидавлику» с МКПП, то первой нужно больше топлива, а также больше времени на разгон. Что ж, за комфорт нужно платить. Но именно «гидравлика» первой бросила вызов устаревшей механике и во многих странах одержала триумфальную победу. Но не в Европе. В Старом Свете коробка-автомат долго не могла прижиться. Возможно, это европейцы такие требовательные, или привычки практически неискоренимы, но инженерам пришлось попотеть, чтобы доработать АКПП для Европы. Но зато после этого «автомат» научился подстраиваться под стиль вождения, что и дало нам в результате экономичный, спортивный и зимний режимы работы.

АКПП с "типтроником" и спортивным режимом

Фото

Многие водители и рады были бы пользоваться АКПП, но при этом ни в какую не хотели отказываться от возможности самостоятельно переключать передачи. И решение нашлось - новые «автоматы» начали оснащать и ручным режимом. У каждого производителя для такого типа коробок существует собственное название, но первым было Autostick. На сегодняшний день самым распространенным названием является придумка компании Audi - Tiptronic. Конструкторы BMW назвали такую коробку Steptronic, а в Volvo решили, что вполне подойдет и Geartronic.

Несмотря на то, что при включении ручного режима водитель сам переключает передачи, в полной мере ручным его все же назвать нельзя. Скорее это полуавтоматика, ведь компьютер трансмиссии продолжает работать в это время и все равно контролирует работу автомобиля.

Роботизированная механика: предвестники Скайнета

МТА (Manual Transmission Automatically Shifted), а в простонародье просто «робот», по своей конструкции претендует на то, чтобы носить гордое имя «механики», но при этом по управлению - это чистой воды АКПП. При этом расход топлива здесь уже значительно меньше, чем на «механике». Но не все так сладко. Есть и своя горчинка: «робот» лоялен лишь в отношении спокойного режима езды. Как только вы решите поддать в топку угля и вдавите педаль газа в пол, сразу же болезненно ощутите, как переключаются передачи. Ощущения похожи на то, будто при каждом переключении передачи вас кто-то толкает в задний бампер. Но это с лихвой компенсируется небольшим весом коробки и ее сравнительно невысокой стоимостью.

Direct Shift Gearbox от компании Volkswagen

Фото

«Робот» с двумя сцеплениями: одним сцеплением сыт не будешь

Как мы говорили выше, «робот» нуждался в серьезной доработке, потому как его недостатки существенно влияли на комфорт езды. И конструкторы решили оснастить его сразу двумя сцеплениями.

Volkswagen Golf R32

Фото

В массовое производство такая трансмиссия была запущена в 2003 году компанией Volkswagen, которая устанавливала ее на автомобили Golf R32. Такому «роботу» было дано название DSG (Direct Shift Gearbox). Два диска сцепления управляли разными передачами - четными и нечетными. Это значительно смягчило работу коробки, однако и у этого механизма имеется свой недостаток, который нельзя назвать незначительным - это высокая цена. Впрочем, если «робот» с двумя сцеплениями завоюет сердца пользователей, то это перестанет быть проблемой.

Вариатор: отказ от ступеней

Вариаторная трансмиссия (Continuously Variable Transmission) отличается тем, что умеет плавно изменять крутящий момент. Это бесступенчатая АКПП, в которой у передач отсутствует фиксированное передаточное число.

Вариатор Nissan Juke

Фото

Если сравнивать CVT с классической «гидравликой», то в случае последней мы можем слышать, а также следить по тахометру за работой коробки. А вот вариатор работает очень размеренно, сохраняет баланс скорости и постоянно подхватывает момент смены передачи. Эта коробка не понравится водителям, которые любят «слушать» свой автомобиль, потому как вариатор постоянно работает в одной тональности, словно троллейбус. Однако не стоит сразу отказываться от вариатора в связи с акустической монотонностью: инженеры придумали выход из этой ситуации и снабдили коробку режимом, который позволяет вручную выбирать «виртуальные передачи». Данный режим имитирует смену передач и позволяет водителю чувствовать их переключение, как при езде на обычном «автомате».

Что день грядущий нам готовит?

Что говорят эксперты о том, кому будут принадлежать лавры первенства в будущем? Больше всего очков независимые «судьи» ставят «роботу» с двумя сцеплениями, который считается самой удачной разработкой на данный момент.

Вряд ли будет сдавать свои позиции и вариатор, но здесь все упирается в желание производителей автомобилей совершенствовать данный вид АКПП, в котором недостатков сейчас больше, чем преимуществ.

Классический «автомат» все еще отхватывает свой внушительный кусок пирога, но его время постепенно уходит. Однако еще рано говорить ему терминаторовское «Аста ла виста».

Тип трансмиссии	Преимущества	Недостатки
*Гидравлическая АКПП*	Можно устанавливать на автомобили, работающие на разном типе топлива	Больше времени на разгон и больше топлива (в среднем на 1,2 л), чем МКПП
	Дополнительные режимы обеспечивают плавное и комфортное движение
	Довольно устойчива на любой скорости
Роботизированная механика	Быстро переключается, если трансмиссия пребывает в режиме ожидания	Дороже в производстве, чем «механика» и гидравлическая АКПП
	Более экономичная, чем гидромеханика	Довольно требовательна в ремонте в связи со сложностью конструкции
		На высоких скоростях физически ощутимое переключение передач
Вариатор	Вариатор набирает скорость и сбрасывает ее очень плавно	Небольшой ресурс основного узла коробки (максимум - 200 тыс. км)
	Такая коробка более экономична, чем обычный «автомат»	Сложная электронная система настройки вариатора
	КПД двигателя довольно высок за счет отсутствия фиксированных «скоростей»	Дорогая трансмиссионная жидкость, а также более короткие сроки ее замены

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. МКПП получила свое название от «ручного» (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.

Принцип работы механической коробки передач

Механическая коробка передач

Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя. Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором — повышающая.

Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная — максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.

Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики — там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом. Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.

Виды механических КПП

По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:

4-х ступенчатую;
5-и ступенчатую;
6-и ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.

В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:

двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

ведущий или первичный вал;
ведомый или вторичный вал;
промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
шестерни первичного и вторичного валов;
механизм выбора передач;
муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
картер;
главная передача;
дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП

Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Немного о синхронизаторе МКПП

Синхронизатор служит для безударного включения передач за счет выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Конструктивно синхронизатор состоит из муфты, двух блокировочных колец, трех сухарей и двух проволочных колец.

В процессе включения передачи вилка передвигает муфту к нужной шестерне, куда вначале перемещается блокировочное кольцо. Возникающая сила трения за счет разности угловых скоростей элементов поворачивает блокировочное кольцо до упора. Дальнейшее движение муфты синхронизатора и зацепление происходит только после выравнивания угловых скоростей. Более подробно почитать про синхронизатор можно в нашей статье .

Преимущества и недостатки МКПП

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

Преимущества	Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления

Автомобили с механической коробкой передач, которую сокращенно называют МКПП, до недавнего времени составляли абсолютное большинство среди других ТС с различными .

Более того, механическая (ручная) коробка и сегодня остается достаточно распространенным устройством для изменения и передачи крутящего момента двигателя. Далее мы поговорим о том, как устроена и работает «механика», как выглядит схема КПП данного типа, а также какие преимущества и недостатки имеет данное решение.

Читайте в этой статье

Схема механической коробки передач и особенности

Начнем с того, что механическим данный тип КПП называется по причине того, что подобный агрегат предполагает ручное переключение передач. Другими словами, на машинах с МКПП передачи переключает сам водитель.

Идем далее. Коробка «механика» является ступенчатой, то есть крутящий момент изменяется ступенями. Многие автолюбители знают, что фактически коробка передач имеет шестеренки и валы, однако не все понимают, как работает агрегат.

Итак, ступенью (она же передача) является пара шестерен (ведущая и ведомая шестерня), взаимодействующих между собой. Каждая такая ступень обеспечивает вращение с той или иной угловой скоростью, то есть имеет свое передаточное число.

Под передаточным числом следует понимать отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев на ведущей шестерне. При этом разные ступени коробки получают разные передаточные числа. Самая низкая ступень (пониженная передача) имеет самое большое передаточное число, а наиболее высокая ступень (повышенная передача) имеет наименьшее передаточное число.

Становится понятно, что количество ступеней равно количеству передач на той или иной коробке (четырехступенчатая КПП, пятиступенчатая и т.д.) Отметим, что на подавляющем большинстве авто сегодня устанавливается пятиступенчатая коробка передач, реже встречаются МКПП на 6 и более ступеней, а достаточно распространенные ранее 4-х ступенчатые механические коробки передач постепенно отошли на задний план.

Устройство механической коробки передач

Итак, хотя конструкций такой коробки с теми или иными особенностями может быть много, однако на начальном этапе можно выделить два основных типа:

трехвальные КПП;
двухвальные коробки;

На автомобили с задним приводом обычно устанавливается трехвальная механическая коробка передач, в то время как двухвальная КПП ставится на переднеприводные легковые авто. При этом устройство механических коробок передач как первого, так и второго типа может заметно отличаться.

Начнем с трехвальной механической коробки. Такая коробка состоит из:

ведущего вала, который еще называется первичным;
промежуточного вала КПП;
ведомого вала (вторичного);

На валах установлены шестерни с синхронизаторами. Также в устройство КПП включен механизм переключения передач. Указанные составные элементы расположены в корпусе коробки передач, который еще называют картером КПП.

Задачей ведущего вала является создание соединения со сцеплением. На ведущем валу выполнены шлицы для ведомого диска сцепления. Что касается крутящего момента, указанный момент от ведущего вала передается через шестерню, которая находится с ним в жестком зацеплении.

Затрагивая работу промежуточного вала, этот вал располагается параллельно первичному валу КПП, на нем установлена группа шестерен, которая находится в жестком зацеплении. В свою очередь, ведомый вал установлен на одной оси с ведущим валом.

Такая установка реализована при помощи торцевого подшипника на ведущем валу. В этот подшипник входит ведомый вал. Группа шестерен (блок шестерен) на ведомом валу не имеет жесткого зацепления с самим валом и поэтому свободно вращается на нем. При этом группа шестерен промежуточного вала, ведомого вала и шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Синхронизаторы (муфты синхронизаторов) установлены между шестернями ведомого вала. Их задачей является выравнивание угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность перемещаться по валу в продольном направлении благодаря наличию шлицевого соединения. Современные коробки передач имеют муфты синхронизаторов на всех передачах.

Если рассматривать механизм переключения передач на трехвальных КПП, зачастую этот механизм установлен на корпусе агрегата. Конструкция включает в себя рычага управления, ползуны и вилки.

Корпус коробки (картер) изготовлен из алюминиевых или магниевых сплавов, необходим для установки валов с шестернями и механизмов, а также ряда других деталей. Еще в картере коробки передач находится трансмиссионное масло (масло коробки передач).

Чтобы понять, как работает механическая (ручная) коробка передач трехвального типа, давайте в общих чертах рассмотрим принцип ее действия. Когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении, передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса автомобиля не происходит.

После того, как водитель произведет перемещение рычага, вилка переместит муфту синхронизатора той или иной передачи. Затем синхронизатор выровняет угловые скорости нужной шестерни и ведомого вала. Затем зубчатый венец муфты войдет в зацепление с аналогичным венцом шестерни, что обеспечит блокировку шестерни на ведомом валу.

Еще добавим, что задний ход автомобиля обеспечивает задняя передача КПП. В этом случае промежуточная шестерня заднего хода, установленная на отдельной оси, позволяет изменить направление вращения.

Двухвальная механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Разобравшись с тем, из чего состоит коробка передач с тремя валами, перейдем к двухвальным коробкам. Данный тип КПП имеет в своем устройстве два вала: первичный и вторичный. Первичный вал является ведущим, вторичный ведомым. На валах закреплены шестерни и синхронизаторы. Также в картере коробки находится главная передача и дифференциал.

Ведущий вал отвечает за соединение со сцеплением, также на валу находится блок шестерен в жестком зацеплении с валом. Ведомый вал расположен параллельно ведущему, при этом шестерни ведомого вала в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также свободно вращаются на самом валу.

Также на ведомом валу жестко закрепляется ведущая шестерня главной передачи, а между самими шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов. Добавим, чтобы уменьшить размеры КПП, а также увеличить количество передач, в современных коробках нередко вместо одного ведомого вала может быть установлено 2 или даже 3 вала.

На каждом таком валу жестко закреплена шестерня главной передачи, при этом такая шестерня имеет жесткое зацепление с ведомой шестерней. Получается, конструкция фактически реализует 3 главных передачи.

Сама главная передача, а также дифференциал в устройстве КПП осуществляют передачу крутящего момента от вторичного вала на ведущие колеса. При этом дифференциал также может обеспечить такое вращение колес, когда ведущие колеса вращаются с разными угловыми скоростями.

Что касается механизма переключения передач, на двухвальных КПП он вынесен отдельно, то есть за пределы корпуса. Коробка связана с механизмом переключения тросами или специальными тягами. Чаще встречается соединение при помощи тросов.

Сам механизм переключения 2-х вальной коробки имеет рычаг, который соединяется тросами с рычагом выбора и рычагом включения передачи. Указанные рычаги соединяются с центральным штоком переключения передач, который также имеет вилки.

Если говорить о принципе работы двухвальной механической коробки передач, он похож на принцип трехвальной КПП. Отличия состоят в том, как работает механизм переключения передач. В двух словах, рычаг может осуществлять как продольные, так и поперечные движения относительно оси автомобиля. Во время поперечного движения происходит выбор передачи, так как усилие идет на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач.

Далее рычаг движется продольно, а усилие идет уже на трос переключения передач. Соответствующий рычаг горизонтально перемещает шток с вилками, вилка на штоке смещает синхронизатор, что и приводит к блокировке шестерни ведомого вала.

Напоследок отметим, что также механические коробки разных типов имеют дополнительные блокировочные устройства, которые препятствуют включению одновременно двух передач или же непредвиденному выключению передачи.