Коробки передач: какие они бывают

Необходимость изменять крутящий момент двигателя внутреннего сгорания появилась практически с момента создания первого самодвижущегося экипажа. Дело в том, что двигатель развивает достаточную для эффективной работы мощность только в определённом диапазоне оборотов. И этот диапазон слишком мал для того, чтобы обеспечить автомобилю нужный ему набор скоростных режимов. Так и появились первые коробки переменных передач (сокращённо КПП).

Механическая коробка

Вначале были несколько шкивов и приводные ремни. Потом шкивы сменились звёздочками, а ременный привод — цепным. А потом появилась она — механическая коробка переменных передач. Сперва двухвальные, двух-трёхскоростные и без синхронизаторов, к нынешнему моменту МКПП могут работать практически без вмешательства водителя и иметь 6-7, а на грузовиках и до 16-ти скоростей.

Достоинства «простой» механики:

  • низкая цена;
  • ремонтопригодность;
  • высокий КПД;
  • долговечность.

Недостатки:
Слишком много внимания и умения со стороны водителя требует ручной способ переключения. Особенно в сложных городских условиях вождения. Конечно, производители идут на все, чтобы только обеспечить наилучшие условия вождения и тем самым увеличить круг потребителей автомобилей.
Так появились автоматические коробки передач (АКПП)

Гидротрансформатор. Сложное название — простое управление

И устройство сложное. Планетарные передачи, фрикционные пакеты, насос высокого давления, система клапанов… Сам гидротрансформатор, представляющий собой два лопастных колеса, вращающихся в масляной ванне, и отвечает за передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии, а заодно и заменяет сцепление.

Из-за того, что в АКПП по определению отсутствует жёсткая связь двигателя с колёсами, данный тип коробок имеет такие недостатки как:

  • низкий КПД (турбины проскальзывают в масляной ванне);
  • увеличенный расход топлива;
  • cложность устройства, что тянет за собой надёжность, меньшую, чем у «механики» и проблемы с ремонтом и обслуживанием;
  • высокая стоимость;
  • динамические показатели ниже, чем у МКПП;
  • проблемы с буксировкой.

Достоинство одно — простота управления. Поставил рычаг в нужное положение и поехал. Автоматика умная — сама разберётся.

Секвентальные АКПП

«Умная» автоматика не всегда выбирает оптимальные режим езды. Для того чтобы водитель тоже мог поучаствовать в переключении скоростей, придумали автоматические коробки с секвентальным переключением скоростей (Tiptronic, Steptronic).
Такие разновидности появились благодаря тому, что современная электроника управляет работой клапанной системы АКПП, а водитель может управлять электроникой. Конечно, фактически это всего лишь имитация управления, ибо окончательное решение выбора режима езды всё равно остаётся за электронной начинкой.

Роботизированные коробки передач

Оказалось, что электроника, управляющая «автоматом», может управлять и «механикой». То есть, водитель получал удобство управления как в «автомате», но оставались и преимущества МКПП. Выжимом педали сцепления и переключением скоростей управлял электронный блок посредством сервоприводов.

Недостатки:

  • подходит для спокойной езды. Спортивный стиль, а также эксплуатация в сложных условиях не для этой модели.
  • Не всегда адекватное поведение автоматики.

Достоинства:

  • Меньшая, чем у АКПП, цена
  • Простота управления

Роботизированные КПП с двойным сцеплением

Например, DSG (Direct Shift Gearbox) выпускаемая концерном Volkswagen.
Данные коробки имеют двухконтурный механизм передачи крутящего момента и пятивальную конструкцию. Основная фишка таких коробок в том, что поток мощности от двигателя не прерывается ни на миг — последующая передача включается заранее и активируется одновременно с выключением предыдущей.
Сначала такие КПП применялись на спортивных автомобилях, а теперь их можно встретить и на относительно недорогих серийных машинах.

Достоинства:

  • низкий расход топлива;
  • большая скорость разгона;
  • переключение скоростей автоматическое или ручное.

Недостатки:

  • высокая стоимость;
  • сложное устройство.

Вариаторы

Как ни странно, но идеальную коробку передач человечество изобрело очень давно. Ведь что главное в КПП? Простота устройства, высокий КПД, низкая стоимость и бесконечное количество ступеней-скоростей. Ещё в 15 веке Леонардо да Винчи изобрёл систему передачи крутящего момента посредством двух конусов и ремня. Передаточное число плавно менялось вместе с перемещением ремня вдоль конусов.
Но в автомобиле вариатор — так называется данное устройство — пока не прижился. Хотя прекрасно работает в других транспортных средствах — снегоходах, мокиках, скутерах. Причина — отсутствие материалов, способных долгое время передавать мощность в десятки и сотни лошадиных сил.
В 1958 году появилась первая трансмиссия, работающая на данном принципе — Variomatic. Использовалась она на малолитражках DAF-600  голландского производства и не получила распространения из-за небольшого ресурса ремня — всего 30 тысяч километров пробега.
С середины 80-х ремень стали набираться из сотен стальных элементов специальной конфигурации, а также в «Вариоматиках» стали использовать специальные смазки, позволяющие избегать проскальзывание ремня на шкивах. Также коробки оснастили электроникой.
Сейчас вариаторы ставят на некоторые не самые дешёвые модели (Mitsubishi Lancer X), что говорит о том, что у этой коробки есть будущее. Но пока это довольно таки дорогое удовольствие.
 

25 августа, Андрей Розумчук
Теги: АКПП, Все обо всем, МКПП

Похожие статьи

АКПП победила механику
Каким маслом не испортишь АКПП?
Новые правила получения прав
Функционирование роботизированной коробки передач
Как устроен вариатор?