В переводе с английского «sequence» означает «последовательность». В отличие от классической «механики», где водитель вправе переключиться, например, с 4 передачи на 2, минуя промежуточную, или тронуться со 2,КПП секвентальная такого не допускает: в обе стороны переключать передачи можно только последовательно. В чем преимущества и отличия секвентальной коробки, и для чего она изобретена?

Что такое- Секвентальная коробка

Секвентальная КПП на автомобиле подразумевает, что водитель выбирает передачи не произвольно, а в четкой последовательности, перемещая селектор КПП в одном из направлений. В этом отличие данной коробки от «механики», где после выжимания сцепления рычаг допускается перевести в любое из положений.

Такая КПП – изобретение относительно новое, появившееся в начале 90-х годов XX века. Изначально этими агрегатами оснащались гоночные автомобили: например, спорткары BMW 3 серии от подразделения «motorsport» автоконцерна. Выбор секвентальной коробки для оснащения спортивных автомобилей продиктован результатами испытаний: исследования показали, что водитель с помощью такой коробки может лучше контролировать машину, в сравнении с классической АКПП, при этом у него остается возможность влиять на процесс смены передач столь же эффективно, как и на «механике». Особенно это преимущество секвентального агрегата проявляется там, где нужно менять скорость езды последовательно.

Новая коробка обрела любовь автовладельцев, хотя некоторые и жаловались на некоторую «медлительность» переключения ступеней КПП. Но второе поколение секвентальных коробок решило и эту проблему.

Важно: у секвентальной коробки, как и у АКПП, педаль сцепления отсутствует.

Внешний вид рычага переключения:

Смещение «вверх» повышает передачу, «вниз» – понижает. Некоторые автомобили могут также оснащаться переключателями на руле, для удобства водителя. Роль педали сцепления выполняет гидравлический механизм под контролем , последний также берет на себя переключение, если коробка работает в режиме «полной» АКПП.

Интересно: широкое распространение такой тип переключения передач получил в гоночном спорте, конструировании сельскохозяйственной техники, большегрузных автомобилей и мотоциклов с небольшим числом ступеней трансмиссии.

Кулачковая или секвентальная

Создавая секвентальную КПП, разработчики ставили цель снизить интервал между сменами скоростей. Благодаря конструктивным особенностям такой трансмиссии это достигается путем упрощения переключения и отсутствию операций с педалью сцепления. Особенно важно это для новичков и неопытных водителей, у которых возникают сложности с правильным выполнением процедур переключения. Но и профессионалы оценят КПП по достоинству, благодаря ее удобству и возможности тонко чувствовать и контролировать поведения автомобиля, используя максимум его возможностей.

Принцип работы КПП, как уже упоминалось ранее – последовательное переключение, то есть водитель не может «перепрыгнуть» с 5 на 2 передачи, ему нужно пройти каждую по очереди. Конструктивносеквентальная коробка передач представляет собой несколько модернизированную «механику», снабженную электронным блоком и гидравлическим механизмом (или электрическими сервоприводами).

Секвентальная КПП в разрезе:

Следует упомянуть, что инженерами разработана и так называемая кулачковая КПП, конструктивно схожая с механической. Отличия от обычной «механики» – в устройстве муфты КПП: вместо венца с небольшими зубцами на ней расположено несколько больших кулачков (до 7 штук), зацепляющихся с аналогичными кулачками на шестерне. Такие коробки оснащаются двумя механизмами переключения:

• поисковый – обычный вариант, когда можно произвольно включить любую передачу;
• секвентальная система управления.

Коробку кулачкового типа используют по большей части в спорткарах и подготавливаемых для гонок машинах, благодаря высокой скорости и точности переключения. Для повседневной езды ее преимущества нивелируются высокой стоимостью, требовательностью к расходникам и быстрым износом. Кроме того, отсутствие синхронизаторов требует от водителя весьма точных действий, и для «городской» езды на такой КПП нужен хороший навык.

Преимущества и недостатки секвентальной коробки

Особенности секвентальной коробки и ее конструкция приводят к очевидным преимуществам:

• Удобство переключения и высокая скорость смены передач.

ЭБУ и гидравлика позволяют снизить время переключения до 150 мс, что критически важно для профессиональных гонщиков. Такого результата не может добиться ни одна, даже самая продвинутая, классическая МКПП или АКПП. Помимо скорости, секвентальная коробка исключает «промах» мимо нужной передачи, ведь переход между ними осуществляется строго последовательно.

• Не теряется скорость машины при переключении.

При работе с «механикой» при смене передач скорость несколько снижается. Актуально это для турбированных моторов, успевающих за то время, пока водитель производит манипуляции с трансмиссией, свалиться в турбояму.

• Экономичность авто.
• Удобство управления благодаря возможности использования подрулевых лепестков.
• Возможность выбора режима – ручное и полностью автоматическое переключение.

Это актуально для секвентальных коробок, умеющих работать в режиме АКПП. Но такой вариант конструкции используется не везде, секвентальная трансмиссия не обязательно комбинируется с автоматической.

Есть и недостатки секвентальной КПП:

• Повышенная подверженность износу и нагрузкам.
• Агрегаты весьма чувствительны к условиям эксплуатации.
• Дороговизна коробки и ее обслуживания.
• Детали КПП довольно дороги, и ремонт ее также обойдется во внушительную сумму.

Особенности

У секвентальной коробки есть четыре основных особенности:

• Последовательные переключения скоростей.

Водитель не «промахнется» мимо нужной передачи и всегда может выставить именно ту ступень КПП, что нужна в данный момент, пройдя последовательно через другие.

• Отсутствие третьей педали – сцепления.

Ее роль выполняет электронный блок, управляемый сигналами от многочисленных датчиков.

• Использование в конструкции прямозубых шестерней.

Эти элементы обладают большим КПД, в сравнении с обычными косозубыми из классической МКПП, хотя и передают меньший (для компенсации этого устанавливают увеличенные шестерни).

• Переключение передач осуществляют гидравлические сервоприводы.

Для сравнения: в роботизированной КПП используются приводы электрические. Поэтому называть секвентальную коробку «роботом» технически некорректно.

На стандартных автомобилях применяется синхронизированная КПП поискового типа. Выбор переключения передач осуществляется по Н-образной форме с выжимом сцепления. Синхронизаторы представляют из себя небольшие зубчатые кольца, которые несут на себе всю нагрузку от двигателя, и передают её колёсам.

При использовании двигателя большой мощности стандартные синхронизаторы не выдерживают возросшей мощности, и передачи начинают "вылетать" или просто перестают включаться. В автоспорте на смену синхронизированным КПП приходят кулачковые.

Кулачковая коробка передач.

Отличие кулачковых коробках переключения передач от обычных заключается прежде всего в небольших количествах крупных зубъев (5-7) муфты включения передач и шестерней, вместо мелких зубчиков на синхронизированных КПП. Зубья имеют прямую форму, вместо косозубых, для того что бы снять осевые перемещения валов. Передачи переключаются чётко и безотказно, что очень важно в автогонках, особенно драг рейсинге. Механизм переключения передач бывает поисковый и секвентальный.
Поисковый работает как на стандартных КПП, только более чётко, без выжима сцепления, достаточно лишь ослабить педаль газа, и можно переключать передачу. Сцепление нужно только при трогании с места на первой передаче.

Cеквентальный механизм (на фото) позволяет переключать передачи на одну ступень вверх или вниз, как на мотоцикле. Рычаг переключения двигается только вперёд-назад, на дисплей выводится номер включённой передачи.
Вилками переключения передач управляет специальный вал, который имеет борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он крутится на определённый градус, а форма борозд способствует продвижению вилки в нейтральное положение, или на включение какой либо передачи.
Для переключения передач в секвентальных КПП можно использовать пневмо, или электро-привод рычага, расположив кнопку привода для удобства - на руле, или использовать подрулевой переключатель.

Почему такие КПП не применяются в обычных автомобилях?
Резкость включения передач экономит время но создаёт большие ударные нагрузки на шестерни КПП, что приводит их к преждевременному износу. Для примера переключение передачи на обычном автомобиле происходит за 0,6 с. в то время как на кулачковых коробках переключение занимает 0,2 с. При переключении 5-ти передач выигрыш составляет 2 с. и даже более, так как обороты двигателя не успевают упасть, и находятся в зоне максимальной мощности. Две секунды это очень большой выигрыш на драг рейсинге, когда результат определяют сотые доли секунды.

Передаточные числа КПП.

В тюнингованных автомобилях применяются различные передаточные числа (ряды) КПП. Основной недостаток стандартной коробки передач - слишком короткая первая передача. Она расчитана на сверхмедленную езду в пробках, буксованию в грязи но ни как не на динамичный разгон автомобиля на гоночном треке.

Если попробовать быстро разгонятся на первой передаче до максимальных оборотов на стандарном автомобиле, скорость едва ли превысит 40 км/ч и затем с хрустом переключение на длинную вторую передачу, на которой разгон почти вдвое больше.
Для более эффективного разгона применяют более сближенные передаточные числа КПП и более длинную первую передачу, на которой набирается скорость не намного меньше, чем на второй.

Секвентальная коробка
допускает только возможность поочередного их переключения. От коробки
обычного вида отличается методом работы механизма переключения передач.
Наличие поочередного переключения передач является комфортным тогда, когда
действие на орган управления исполняется ногой (например, на байке), когда
будет нужно быстрое переключение передач (например, на спортивном автомобиле) или
при наличии огромного числа передач, выбор которых традиционным способом движения
рычага не так комфортен (на грузовых автомашинах). Заурядно переключение производится при помощи смещения органа
управления от нейтрального положения.

Механизм переключения передач
может представлять собой прямое
действие, например как на байках, так и с сервоприводом (автоматическим или
не автоматическим).

На байках принята следующая
схема управления коробкой:

• движение
  рычага ввысь - передача Ввысь
• движение
  рычага вниз - передача ВНИЗ
• нейтраль
  заурядно размещается меж 1 и 2-ой передачами (иногда не считая того и меж
  третьей-четвёртой), не считая того врубается неполным ходом рычага.

На автомашинах заурядно
управляется рычагом, в одно и тоже время исполняющим роль селектора режимов и
переключения передач, хотя имеет возможность управляться кнопками,
расположенными на управляющем колесе.

На автомашинах заурядно
устанавливается рычаг, он же играет роль селектора режимов и переключений.
Аналогично употребляются и кнопки на управляющем колесе.

Секвентальный режим
классифицируется латинской «S». Метод работы данной коробки основывается на обычной
механической коробке, хотя она при таком варианте несколько модернизирована.
Переключаются передачи с внедрением гидравлики, и это считается главным ее
различием от механизированной коробки. Переключения производятся попеременно в
отсутствии проскакивания скоростей. Переключения случаются как автоматические,
так и ручные. Заурядно встречаются 3 режима:

1. Механический обыденный.
2. Механический спортивный.
3. Переключение автоматическое, в отсутствии
   действий водителя.

В обычных коробках при
переключении скоростей подтягивают тягу привода, поворачивают и жмут,
как следует, «выбирается» нужная передача. В секвентальной коробке за ранее
увеличивает давление в гидравлическом узле и начинает наполняться
гидроаккумулятор, а после чего случается переключение передачи при помощи
работы гидравлики.

Отличительные черты гоночной
механики

Немаленький поперечник колеса
разъясняется 2 факторами. Сначала, коробка раллийной машины передает
от мотора на колеса большой крутящий момент. А во-вторвх, колесо прямозубое.
Достоинство обыденных косозубых шестерен, которые употребляются в коробках
«гражданских» машин, содержится в том, что при помощи более длинного зуба
и, в согласовании с этим, с большей плоскостью рассредотачивания нагрузок, им
предоставляется возможность передавать таковой же крутящий момент при меньших
объемах. Кроме всего этого, они работают существенно тише. Но прямозубые колеса употребляются в
гоночных машинках не случаем: они не делают осевых нагрузок на валах и
наращивают КПД коробки.

Как ни удивительно, гоночная коробка не труднее, а даже легче
обычной штатской. Здесь нет фактически никаких синхронизаторов, а взамен
огромного числа маленьких зубцов,
входящих в зацепление при подключении передачи на обычной коробке,
употребляются огромные кулачки – торцевые выступы на шестерне и муфте
(заурядно их 5–7 единиц на колесо). Чтобы передачи врубались как можно
быстрее, кулачки входят в зацепление с большим зазором по ширине. Вследствие
этого, при подключении передач на раллийной автомашине можно слышать
отличительное железное клацанье.

Кулачковой коробке нужно от
пилота наличие определенной ловкости – в особенности во время переключения вниз: для
того, чтоб синхронизировать обороты мотора и коробки необходимо филигранно
действовать педалью акселератора и отлично чувствовать автомобиль. Во время
бережного вождения пилот в момент перехода вниз употребляет сцепление, в
процессе гонки – а именно на машинах, имеющих секвентальную кулачковую
коробку, ему педаль сцепления практически не нужна. Даже в следствие этого раллисты по другому, ежели простые водители, жмут на педали.

Правая нога у их заурядно
лежит на педали газа, а левая управляет сцеплением и тормозной системой.
Верно работать акселератором достаточно значительно, потому что в отсутствии
правильно изготовленной перегазовки переход на понижающую передачу либо вообщем не
случится, либо станет сопровождаться жестким ударом. Вот поэтому
пилоты раллийных автомашин хитро усмехаются, когда интересуются, как
нужна кулачковая коробка посреди сторонников тюнинга. Еще бы, ведь появлются
фанаты уличных гонок, которые сменяют серийные коробки кулачковыми. Эта
смена доводит до совершенства динамику разгона, но нужно водителю
придерживаться постоянной сосредоточенности внимания при переключении вниз, а еще
заполнен салон рокотом от работы прямозубых шестерен.

Данная коробка вопит
примерно так же громко, как обычная
косозубая, если в картере отсутствует масло. Также нужно учесть
значительную стоимость кулачковых коробок (до 000 за аппарат) и маленький срок
эксплуатации, в итоге, мы придем к выводу, что установка кулачковой коробки на
обычный автомобиль полностью не оправданна. Естественно, срок эксплуатации
автомобиля находится в зависимости и от необъективных моментов.

Вперед-назад: отлично и плохо

Еще есть одна причина, отчего
кулачковые коробки не подходят для обыденных дорог. Хотя данные аппараты
часто оснащают обычным поисковым приспособлением переключения, самые
резвые и именитые у гонщиков коробки – секвентальные. В раллийных машинах
пилота в значимой степени трясет, в следствие этого водить рычаг
переключения вперед-назад куда комфортнее, ежели подбирать передачи, как в ординарном
каре. Не считая всего остального, эта кинематика рычага позволяет сберечь незначительно
миллисекунд на каждом переключении.

Но, езда с секвентальной
коробкой кулачкового вида по дорогам совместного использования – страшная пытка.
Оказывается когда мы стоим в пробке или
под прямым углом поворачиваем с основной дороги на второстепенную, то
заурядно перескакиваем слету на несколько передач вниз. Например, с 5 на 2.

Во время секвентальной коробки схожий трюк не получится:
пригодится с перегазовкой методично перейти на 4, 3 и только позже на вторую
передачу. Когда пилот раллийной машины подталкивает рычаг данной секвентальной
коробки вперед либо же вспять, на определенный угол, поворачивается особенная ось с
множественными кулачками. При всем этом один из кулачков отдаёт вилку переключения
передач в нейтральное положение, а другой надавливает на еще одну вилку, и она
вводит в зацепление муфту с шестерней нужной передачи. Чтобы включить,
скажем, 5 передачу, нужно попеременно несколько раз повернуть ось, которая управляется
вилками переключения.

Обычно, когда речь заходит о коробке передач гоночной машины говорят такую фразу: если в парной гонке на ускорение друг против друга выйдут обычный автомобиль и гоночный с двигателями одинаковой мощности, победителем, несомненно, станет последний.

Ключ к победе - кулачковая коробка передач.

Главное достоинство кулачковой коробки - в скорости переключения передач. Если разгоняться на обычном автомобиле, переключая передачи вверх максимально быстро, почти ударом, то смена каждой передачи займет около 0,6 с. Примерно столько уходит на высокоскоростное выключение/включение сцепления. Пилот гоночного автомобиля может сменить передачу втрое быстрее - и сделает это, не выжимая сцепления, и на каждом переключении будет выигрывать более 0,4 с! Это произойдет за счет того, что при каждом переключении у обычного автомобиля падают обороты двигателя и, соответственно, снижается интенсивность разгона. Чтобы выяснить, как устроена высокоскоростная гоночная коробка передач, мы отправились в Удельное, на подмосковную базу команды «Красные крылья», выступающей в ралли и кольцевых гонках.

Особенности гоночной механики

Денис Комаров, технический директор гоночной команды, готовит кулачковую коробку передач к фотосъемке. Он бережно протирает ветошью одну из шестеренок агрегата - огромное прямозубое колесо. Если бы такая шестерня лежала в мастерской сама по себе, можно было бы подумать, что она из коробки большого старого грузовика. Между тем она принадлежит компактному хетчбэку Citroёn С2.

Большой диаметр колеса объясняется двумя факторами. Во‑первых, коробка раллийной машины передает от двигателя на колеса солидный крутящий момент. А во-вторых, колесо прямозубое. Достоинство привычных косозубых шестерен, которые применяются в коробках «гражданских» автомобилей, заключается в том, что за счет более длинного зуба и, соответственно, большей поверхности распределения нагрузок они могут передавать тот же крутящий момент при меньших размерах. Кроме того, они работают заметно тише. Но прямозубые колеса применяются в гоночных машинах не случайно: они не создают осевых нагрузок на валах и повышают КПД коробки.

Удивительно, но гоночная коробка передач не сложнее, а даже проще обычной гражданской. Здесь нет никаких синхронизаторов, а вместо большого количества мелких зубцов, которые входят в зацепление при включении передачи на обычной коробке, применяются крупные кулачки - торцевые выступы на шестерне и муфте (обычно их 5−7 штук на колесо). Чтобы передачи включались как можно скорее, кулачки входят в зацепление с большим зазором по ширине. Поэтому при включении передач на раллийной машине можно слышать характерное металлическое клацанье - это кулачки шестерни и муфты столкнулись друг с другом.

Кулачковая коробка устроена так же, как обычная серийная, - только вместо косозубых шестерен прямозубые, вместо зубчатых муфт кулачковые и никаких синхронизаторов

Кулачковая коробка требует от пилота большой ловкости - особенно при переключении вниз: для синхронизации оборотов двигателя и трансмиссии необходимо филигранно работать педалью акселератора и прекрасно чувствовать автомобиль. При бережной езде пилот при переходе вниз пользуется сцеплением, в ходе гонки - особенно на машинах с секвентальной кулачковой коробкой - педаль сцепления ему практически не нужна. В том числе поэтому раллисты иначе, чем гражданские водители, выжимают педали. Правая нога у них обычно лежит на педали газа, а левая заведует сцеплением и тормозами. Четко работать акселератором очень важно, ведь без правильно выполненной перегазовки переход на понижающую передачу либо вообще не произойдет, либо будет сопровождаться жестким ударом.

Именно поэтому пилоты раллийных машин ехидно улыбаются, когда я интересуюсь, насколько популярна кулачковая коробка среди любителей тюнинга. Конечно, находятся фанаты уличных гонок, которые заменяют серийные коробки кулачковыми. Такая замена улучшает динамику разгона, но требует от водителя постоянной концентрации внимания при переключении вниз, а также наполняет салон шумом от работы прямозубых шестерен. Кулачковая коробка воет примерно так же громко, как гражданская косозубая, когда в ее картере нет масла. Добавим сюда высокую стоимость кулачковых коробок (до €20 000 за агрегат) и невысокий срок службы - и придем к выводу, что установка кулачковой коробки на обычный автомобиль совершенно не оправданна. Конечно, срок службы автомобиля зависит и от субъективных факторов. В жестких гоночных условиях синхронизаторы долго не живут. Так что если за рулем гражданского автомобиля окажется маньяк, кулачковая коробка, вполне возможно, будет служить ему дольше привычной. Тем не менее со временем гоночный агрегат начнет издавать характерный стук, говорящий о том, что скруглившиеся кулачки не обеспечивают надежного зацепления. Такая коробка нуждается в замене износившихся пар. Денис рассказывает, что кулачковую коробку для проверки разбирают после каждой гонки, а некоторые пары в коробке приходится менять через каждые 2−3 этапа гонок. И это нормально!

Вперед-назад: хорошо и плохо

Есть и еще одна причина, почему кулачковые коробки не подходят для обычных дорог. Хотя эти агрегаты нередко оборудуют обычным поисковым механизмом переключения, самые быстрые и популярные у гонщиков коробки - секвентальные. В раллийных машинах пилота сильно трясет, поэтому водить рычаг переключения вперед-назад куда удобнее, чем выбирать передачи, как в обычном автомобиле. К тому же такая кинематика рычага позволяет сэкономить несколько миллисекунд на каждом переключении.

Уроки вождения с инструктором позади, опыт вождения уже имеется и хочется попробовать что-то новое. Очень многих водителей привлекает идея усовершенствования своего автомобиля так называемым «кулачком» или «шестиступкой» - кулачковой коробкой передач, которая стала легендой в гоночном спорте. Лавры всемирно известных гонщиков не дают покоя многим любителям быстрой езды и рискованных игр на дороге. Но действительно ли игра стоит свеч?

Что же представляет собой кулачковая трансмиссия? Механизм ее включения простой и надежный, зубья шестерен не скошенные, а прямые. Это гарантирует работу трансмиссии без потерь на трение и вылетов передач. Но ее основная уникальность заключается в том, что во время движения передачи могут переключаться без участия сцепления. Процесс полностью управляется силой нажима на педаль газа. Переключение передач осуществляется по простой схеме - рычаг на себя переключает передачу на высшую, от себя - на низшую. Почему она называется кулачковой? Дело в том, что муфты ее включения устроены по-особому - вместо зубцов там расположены небольшие кулачки, как правило, в количестве от пяти до семи штук. Они зацепляются с такими же на шестерне, образовывая достаточный зазор для мгновенного переключения передач. Синхронизаторы в таком устройстве не предусмотрены.

Уроки вождения с инструктором не прошли зря

Многие водители, позабыв про уроки вождения с инструктором, мечтают о том, чтобы сделать из своего автомобиля настоящий гоночный юнит. Целесообразно ли это?

Помимо достоинств, у любого устройства есть свои недостатки. Кулачковая трансмиссия - не исключение. С ее использованием резко возрастает нагрузка на двигатель, трансмиссию и привод. Кроме того, она издает достаточно много шума. Шестерни, из-за своего необычного строения, имеют меньшую несущую поверхность, что приводит к уменьшению передающегося момента, а следовательно, к меньшей надежности. Преимущества, которые получит водитель при вождении с такой трансмиссией, не компенсируются этими довольно серьезными недостатками. Кроме того, такая трансмиссия потребует пристального внимания из-за довольно быстрого износа, а также придется часто менять масло из-за того, что оно будет периодически засоряться металлическими частицами. Так что такая трансмиссия не подходит для повседневного пользования, и лучше оставить ее для гоночных машин.