Автоматические коробки передач легковых автомобилей

Автоматическая коробка передач.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

• увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
• автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
• предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
• допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи - дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП

АКПП состоит из:

1. Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
2. Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
3. Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться.

Гидротрансформатор.

Планетарный ряд . В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Планетарный ряд.

Составные части фрикциона . Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Составные части фрикциона.

Тормозная лента . Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Тормозная лента.

Работа трансмиссии. Режимы pаботы.

Р - парковка. В этом положении включен трансмиссионный тормоз, удерживающий машину во время стоянки. Двигатель работает на холостом ходу. Этого тормоза достаточно на ровном месте. В ином случае сначала затяните ручной тормоз и затем включите трансмиссионнный - Р. В этом положении рычага можно запускать двигатель.

R - задний ход. Это положение следующее по ходу рычага. Его можно включать только при полной остановке автомобиля, иначе поломки не избежать.

N - нейтраль. Здесь все понятно: вращение от двигателя не передается к ведущим колесам и незаторможенная машина может свободно катиться. В данном положении, как и положении Р, возможен пуск двигателя. Во время движения автомобиля включать нейтраль не рекомендуется. Но если это все же произошло, необходимо сбросить газ и только после того, как упадут обороты, включите нужную передачу.

D - движение. Положение для езды. В этом случае обеспечивается оптимальный режим работы двигателя и движения автомобиля в нормальных условиях. В автоматическом режиме последовательно включаются все передачи (обычно их четыре). Автомобиль начинает движение со второй передачи- это обусловлено работой гидротрансформатора. Первую передачу при необходимости включает только "кик-даун". Торможение двигателем в данном положении рычага достаточно эффективно.

S (либо цифра 3) - диапазон пониженных передач. В это положение рекомендуется переводить рычаг на дороге с небольшими подъемами и спусками. Высшая передача в данном случае - третья. Первую передачу можно включить с помощью "кик-даун". В положении S торможение двигателем еще более эффективно, чем в положении D.

L (либо цифра 2) - второй диапазон пониженных передач. Используется для езды в тяжелых условиях, например, в горах. В этом положении включается только первая (для трогания с места) и вторая передачи. Торможение двигателем еще эффективнее, чем в положении S. Если при наборе скорости передвинуть рычаг в положение S, а затем обратно в L, то вторая передача включается раньше.

Следует отметить, что рычаг селектора автоматической коробки передач можно переводить из положения D в S и даже в L (соответственно 3 или 2) во время движения, например, при обгоне. Но так как в этот момент включится понижающая передача, есть опасность "перекрутить" двигатель. Чтобы этого не произошло, по меткам на шкале спидометра контролируйте предельную скорость на данной передаче, или следите за оборотами двигателя по тахометру, если таковой имеется. В некоторых моделях автомобилей автоматическая коробка передач имеет специальный режим W (winter-зима).

Разгон. Момент переключения передач в автоматической коробке зависит от скорости автомобиля, нагрузки на двигатель, от того, плавно или резко вы нажимаете на акселератор и, конечно же, от положения рычага селектора (он имеет такое название, поскольку предназначен для выбора режима работы коробки). Во время движения, если вы прибавляете "газ" понемногу, плавно надавливая на акселератор, каждая следующая (т.е. высшая) передача будет включаться, как только обороты двигателя станут достаточными для перехода на нее, и разгон автомобиля при этом происходит плавно. Если же вы нажимаете на педаль резко, то передачи станут переключаться несколько позднее, а разгон будет интенсивнее. На автоматических коробках передач последних годов выпуска имеются переключатели режима разгона: N-нормальный (либо Е - экономичный) и S - спортивный.

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.

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 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

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 . 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 на сайте сайт.

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

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".

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются? Видео

При покупке автомобиля, как нового, так и подержанного, каждый автолюбитель непременно задумывается над тем, какую лучше выбрать. Действительно, выбор коробки передач – очень немаловажный момент. Ведь каждому из нас хочется ездить комфортно и маневренно, и при этом иметь минимальный расход топлива. Поэтому рассмотреть вопрос выбора коробки передач стоит подробно и заранее, уделив ему время. Изучение этого вопроса существенно сэкономит в дальнейшем ваши нервы и деньги.

В данной статье мы поговорим о том, что такое коробка передач, каково ее назначение, какие бывают виды КП, преимущества и недостатки каждого вида и дадим ответ на вопрос, как же сделать правильный выбор? Поговорим об этом профессионально, но доступно, чтобы вы, независимо от уровня технической подготовки, могли понять суть вопроса и определиться, какая трансмиссия подойдет лично вам.

Все мы живем в условиях постоянной нехватки времени. Именно поэтому мы проделали большую работу по сбору и анализу необходимой информации по данному вопросу, и подготовили для вас этот материал.

Смотрите видео о МКП и АКП

ЧТО ТАКОЕ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ? ЕЕ НАЗНАЧЕНИЕ

Механическая коробка передач

Гидротрансформаторная КПП – на сегодня самая распространенная трансмиссия в мире. Гидротрансформатор не является частью КПП, он выполняет роль сцепления. При высоких оборотах на скорости он блокируется муфтой, что позволяет . Гидротрансформатор отлично гасит колебания, увеличивая ресурс двигателя и трансмиссии.

Крутящий момент в гидротрансформаторных КПП передается с помощью трансмиссионного масла, циркулирующего в замкнутом круге под высоким давлением. За переключение передач отвечает гидроблок, которым в современных моделях управляет электроника. Это позволяет работать трансмиссии в разных режимах: экономичном, стандартном или спортивном.

Механическая часть гидротрансформаторной АКП ремонтопригодна и достаточно надежна. Самое уязвимое место – гидроблок (удары при переключении говорят о неисправной работе клапанов). Большое значение имеет трансформаторное масло, хотя сегодня уже есть коробки автомат, не требующие его замены.

Ездовые характеристики сильно зависят от управляющей электроники (мозгов). Плавность переключения, динамика и экономия топлива во многом зависят и от количества передач трансмиссии (от четырехступенчатой до восьмиступенчатой АКП).

Гидротрансформаторной АКПП оснащены , Insignia, Meriva, Mazda 3, 5, 6, Peugeot и Citroen C4, C5, 308, 3008.

1. Удобство управления и комфорт: сама едет, сама переключается, нет необходимости выбирать нужную передачу;
2. АКПП способна менять передачу на полной мощности двигателя;
3. При трогании с места на ровной плоскости нет откатывания;
4. Двигатель и ходовая часть благодаря гидротрансформатору защищены от поломок и перегрузок из-за непрофессионального включения передач, что увеличивает их ресурс;
5. Авто с АКПП оборудовано системой пассивной безопасности, предотвращающей самостоятельное движение авто на неровной площадке.

1. Повышенный по сравнению с механикой расход топлива и более низкий КПД из-за потерь в трансформаторе. Хотя при некоторых режимах движения современные АКП достигают более высокой экономичности благодаря интеллектуальному управлению;
2. Более высокая цена;
3. Более высокая стоимость ремонта и обслуживания;
4. Хуже динамика, рывки при старте (не на всех моделях);
5. Задержки в переключении передач;
6. Заводится только с помощью стартера;
7. При трогании на склоне автомобиль скатывается назад.

Есть простая роботизированная механика и продвинутая.

Простая роботизированная механика (МТА) – это механика по строению и автомат по управлению. Т.е. механическая КПП, в которой передачи переключаются роботом (электроникой). Следовательно, нет педали сцепления. При переключении передач происходит разрыв потока крутящего момента, как следствие, ощутимы провалы при разгоне.

Коробка весит меньше классического автомата, и меньше стоит. Как правило, устанавливается на недорогие модели. Есть возможность переключения передач в ручном режиме. Самый простой удешевленный робот с одним сцеплением (Альфа Ромео, Тойота, Опель, Сузуки) тратит на переключение 1-2 секунды.

Усовершенствованный тип трансмиссии, пришедший из спорта – преселективная КПП. Это роботизированная механика с двумя сцеплениями и с прямым включением. Одно сцепление обслуживает четные передачи, другое – нечетные. Разгон плавный и быстрый, переключение происходит за доли секунды. Этот тип трансмиссии сочетает в себе динамику и экономичность МТ и удобство классического автомата.

У каждого производителя есть свое название продвинутого робота, самое распространенное из них — DSG от Фольксвагена. Некоторые модели с преселективной коробкой: Фольксваген Гольф DSG, Ауди А4TDI S-Tronic, SeatIbiza 1.6 DSG и др.

1. Высокая экономичность: роботы экономнее механики либо на одном уровне с ней;
2. Робот дешевле, чем АКП;
3. Имеет небольшой вес;
4. Некоторые модели авто оснащены подрулевыми лепестками, позволяющими переключать передачи очень быстро. А следовательно, у авто отличная динамика.

1. Весьма ощутимы моменты переключений, плавность работы оставляет желать лучшего;
2. Задержка переключения передач;
3. Толчки и рывки при переключениях;
4. Небольшой откат в начале движения;
5. При каждой остановке от нескольких секунд робот требует выключения в нейтрал;
6. Не любит пробуксовок.

В целом, роботизированные трансмиссии первого поколения имеют больше недостатков, чем достоинств. Что касается преселективных коробок, они тоже имеют свои минусы: сложную конструкцию, высокую стоимость агрегата и его ремонта.

Вариаторная АКП

Рост цен на топливо, забота об экологии и необходимость большего комфорта обусловили появление вариаторной АКП. Вариатор (CVT) – бесступенчатая трансмиссия, в которой нет передач как таковых. Вариатор состоит из двух пар конусообразных шкивов (ведущий и ведомый), между которыми вращается ремень по изменяемому радиусу. Изменение передаточных чисел идет постоянно, независимо от разгона или замедления автомобиля. Это обеспечивает абсолютную плавность работы КП, полный комфорт и отсутствие каких-либо ударов и толчков. Правда, в некоторых моделях есть имитация передач (типтроник), которая переключает режимы работы вариатора.

Вариаторы оснащены соответствующей микроэлектроникой (системой управления). Управляющий компьютер анализирует все условия движения, подбирает более подходящее передаточное отношение и согласовывает действия трансмиссии и двигателя.

Примеры авто с вариатором: Renault Scenic 2.0, Mitsubishi Lancer 1.8, Audi A4 2.0 Multitronic.

1. Двигатель все время работает в оптимальном режиме;
2. Максимальный уровень комфорта и плавность движения;
3. Экономичность (средний расход топлива: больше, чем МКПП, менше, чем автомат);
4. Динамичный разгон;
5. Простая конструкция;
6. Быстрота работы (не тратится время на переключение передач. При разгоне пик крутящего момента достигается сразу, обеспечивая тем самым максимальное ускорение автомобиля).

1. Высокая цена;
2. Дорогой ремонт и обслуживание;
3. Категорически не любит пробуксовок;
4. Несовместимость с мощным двигателем из-за недолговечности ремней;
5. Для заднего хода и трогания необходимы дополнительные механизмы;
6. Вариатор боится перегрева, поэтому для эксплуатации необходимо специальное очень дорогое масло с необходимостью замены каждые 50-60 000 км пробега. После 100 000, как правило, требуется замена ремня;
7. В первых моделях авто с вариатором – однообразное гудение мотора, которое трудно выдержать психологически;
8. Меньшая динамика по сравнению с МКПП.

КАКУЮ КОРОБКУ ПЕРЕДАЧ ВЫБРАТЬ?

Очевидно, что идеальной коробки передач не бывает. Если вы активный драйвер, любите маневры и скорость – вам подойдут механика или робот. Если вы хотите комфорта в городе, но нередко выбираетесь и за город не только на шоссе – вам подойдет внедорожник с традиционной гидромеханической АКП. Простой робот устроит спокойного водителя, который выбирает экономичность и ровные дороги. Вариатор же хорош для любителей комфорта и предельной плавности хода.

Итак, выбор коробки передач полностью зависит от ваших личных приоритетов. Определитесь, что для вас важнее: динамика, цена, экономичность или комфорт? И сделайте свой правильный выбор.

• Новости
• Практикум

Исследование: автомобильные выхлопы — не главный загрязнитель воздуха

Как подсчитали участники энергетического форума в Милане, более половины выбросов СО2 и 30% вредных для здоровья твёрдых частиц попадает в воздух вовсе не из-за работы двигателей внутреннего сгорания, а из-за отопления жилого фонда, сообщает La Repubblica. В настоящее время в Италии 56% построек относится к самому низкому экологическому классу G, причем...

Дороги в России: не выдержали даже дети. Фото дня

В последний раз этот участок, расположенный в небольшом городке Иркутской области, ремонтировали 8 лет назад. Дети, чьи имена не называются, решили исправить данную проблему самостоятельно, чтобы можно было кататься на велосипедах, передает портал «УК24». О реакции местной администрации на фотографию, которая уже стала настоящим хитом в сети, не сообщается. ...

Названы регионы России с самыми старыми автомобилями

При этом самый молодой автопарк числится в Республике Татарстан (средний возраст - 9,3 года), а самый старый - в Камчатском крае (20,9 года). Такие данные в своем исследовании приводит аналитическое агентство «Автостат». Как оказалось, помимо Татарстана, лишь в двух российских регионах средний возраст легковых автомобилей менее...

В Хельсинки запретят личные автомобили

Для того, чтобы воплотить столь амбициозный план в реальность, власти Хельсинки намерены создать максимально удобную систему, в которой границы между личным и общественным транспортом будут стёрты, сообщает Autoblog. Как рассказала специалист по транспорту мэрии Хельсинки Соня Хейккиля, суть новой инициативы довольно проста: у горожан должна быть...

Лимузин для президента: раскрыты очередные подробности

Сайт Федеральной патентной службой продолжает оставаться единственным открытым источником информации об «автомобиле для президента». Сначала НАМИ запатентовал промышленные модели двух автомобилей - лимузина и кроссовера, которые являются частью проекта «Кортеж». Затем намишники зарегистрировали промышленный образец под названием «Панель приборов автомобиля» (скорее всего, именно...

Внедорожник GMC превратили в спорткар

телье Hennessey Performance всегда славилось своим умением щедро добавлять дополнительных скакунов «прокачиваемому» автомобилю, но в этот раз американцы явно поскромничали. GMC Yukon Denali мог бы превратиться в настоящего монстра, благо, что 6,2-литровая «восьмерка» позволяет это сделать, но мотористы Hennessey ограничились достаточно скромным «бонусом», увеличив мощность мотора...

Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды

Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...

Однако автоинспекция решила уже сегодня опубликовать на своем сайте новые экзаменационные билеты для категорий «А», «В», «М» и подкатегорий «А1», «В1». Напомним, что главное изменение, которое ждет кандидатов в водители с 1 сентября 2016 года, касается того, что теоретический экзамен станет сложнее (а следовательно, учить билеты надо внимательнее). Если сейчас...

В Петербурге угнали автомобиль без двигателя и крыши

По данным издания «Фонтанка.ру», в полицию обратился бизнесмен, который и рассказал, что из двора его дома на проспекте Энергетиков похитили зелёную ГАЗ М-20 «Победа», которая была выпущена еще в 1957 году и имела советские номера. По словам потерпевшего, машина вообще не имела мотора с крышей и предназначалась для реставрации. Кому потребовался автомобиль...

Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности

Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...

Помимо двигателя есть еще одно важное устройство, которое называется коробкой переключения передач. Многие даже могут рассказать, что весь автомобильный мир делится сегодня на фанатов «механики», которых с каждым годом становится все меньше, и апологетов «автоматов», которые чувствуют себя уже практически полными победителями в извечном споре «какой тип трансмиссии лучше». Отечественная статистика продаж новых автомобилей неумолимо подтверждает убеждение «автоматчиков», что их армия наступает по всем фронтам: и в премиальных брендах, и в сегменте бюджетных моделей доля продаваемых машин с автоматической трансмиссией значительно превышает 50%. А ведь еще 15 лет назад автомобиль с автоматом на российских дорогах встречался крайне редко.

На заре появления «автоматов» явные преимущества механических коробок передач (МКП) – надежность, долговечность, топливная экономичность, высокие КПД и динамика, низкая стоимость – считались абсолютно незыблемыми вершинами, поколебать которые, казалось, не могли никакие ухищрения неугомонных разработчиков автоматизированных устройств. Но стремительное развитие технической автомобильной мысли и явное нежелание потребителей совершать многочисленные и сложные манипуляции со сцеплением во время все увеличивающихся пробок достаточно быстро привели к тому, что современные автоматические агрегаты по некоторым вышеуказанным параметрам не только сравнялись с механикой, но даже смогли и перегнать ее. Сегодня механические коробки переключения передач оставили за собой всего лишь два явных преимущества перед остальными типами трансмиссий. Первое лежит в технической плоскости – это безусловная надежность механических агрегатов, обусловленная простотой их конструкции и отработанностью технологий и материалов. Второе - скорее относится к человеческой психологии и связано с естественным желанием водителя самостоятельно управлять всеми процессами в автомобиле. Только МКП позволяет реализовать это желание в полной мере. Автоматические же устройства в той или иной степени ограничивают права человека, сдерживают или нивелируют его действия в соответствии со своими внутренними программно-аппаратными установками.

Именно возможность предоставления водителю свободы выбора и действий позволяет механическим агрегатам смело смотреть в будущее, гарантируют им наличие обширной и преданной группы почитателей еще на долгие-долгие годы.

А что же автоматические коробки передач (АКП)?

• Классические планетарные КП;
• Роботизированные КП;
• Роботизированные КП с двойным сцеплением;
• Вариативные (бесступенчатые) КП.

И на "закуску" посмотрите видеоролик - полицейский разворот на автомате: